2.2 歐洲地區

2.2.1歐洲發展智能電網的目的

當前歐洲電網的基本結構主要是滿足大型傳統化石燃料發電廠的遠距離輸電，而如今的能源問題使歐洲面臨改變發電規劃的現狀。低碳發電技術的發展和需求側管理效率的大幅提高，將使用戶能與電網互動。以用戶為中心的網絡結構正朝我們走來，但這些根本性的改變，會給電網設計和控制帶來很大影響。

在2004年12月召開的“國際可再生能源和分布式能源整合會議”上，電力工業和相關研究機構建議成立了“未來電網歐洲技術論壇”(歐洲委員會下有近30個歐洲技術論壇)。之后，歐洲委員會研究總局為該技術論壇制定了基本理念和指導原則。2005年，“智能電網歐洲技術淪壇”正式成立。該論壇包括來自制造、輸配電系統運行、研究機構和監管部門的代表，主要目標是：把當前的電網轉換成一個用戶和運營者互動的服務網，以提高歐洲輸配電系統的效率、安全性及可靠性，并為分布式和可再生能源發電的大規模整合掃除各種障礙。

成立該技術論壇之前，在歐盟第5次框架計劃中的“歐洲電網中的可再生能源和分布式發電整合”專題下，策劃了50多個項目，分為分布式發電、輸電、儲能、高溫超導體和其他整合項目五大類。這些項目被認為是發展互動電網第一代構成元件和新結構的起點。這些項目中有許多于2001年開始實施，并已成功達到了預期效果。

2006年4月，“智能電網歐洲技術論壇”的顧問委員提出了智能電網的愿景，之后又制定了戰略研究議程，用于指導歐盟及其各國開展相關項目，促成了智能電網的實現。

2.2.2 歐洲智能電網的定義

“智能電網歐洲技術論壇”對智能電網的定義如下：智能電網作為一個電力網絡，可以整合網絡中連接的所有設備的行為，從而有效地提供可持續的、經濟的、安全的電力供應。

智能電網作為為滿足歐洲未來供電網需要而進行的大膽嘗試，其特點：一是柔性，滿足用戶需要;二是易接人性，保證所有用戶的連接通暢，尤其對于可再生能源和高效、零或低二氧化碳排放的本地發電;三是可靠性，保障和提高供電的安全性和質量;四是經濟性，通過改革及競爭調節實現最有效的能源管理。

2.2.3 歐洲智能電網的驅動因素

1.環境問題

化石燃料發電會排放出二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和其他污染物，溫室氣體會引起氣候變化，這是人類面臨的最大的環境和經濟挑戰之一。要研究出最經濟的技術和措施，使歐盟達到《京都議定書》和《后京都議定書》的目標。發展可再生能源和分布式發電，是歐洲應對環境問題的基本戰略。

2.電力供應安全

首先，化石燃料日益減少，威脅電力的安全供應;其次，人們對電能可靠性、供電質量，以及發電和輸電容量的要求不斷增長。歐洲輸配電系統基礎設施正日益老化，越來越威脅到電網安全、可靠和高質量供電，需要在考慮電網新功能和新挑戰下重新設計電網。這需要進行大量投資，只有綜合利用創新方案、技術和電網結構，才能以最有效的方式達到目的。

3.歐洲內部電力市場

電力市場不斷發展，市場監管框架不斷完善，在促進經濟發展的同時，也影響著歐盟的競爭戰略。不斷加劇的競爭，鼓勵電力工業提高效率，發展和創新技術.最終人們期望歐洲內部市場能帶來各種益處，如更多選擇的服務方案和更低的電價。

2.2.4歐洲智能電網的技術特點

在歐盟的能源需求結構中，石油占41%、天然氣占23%、煤占15%、核能占16%、可再生能源占6%。在以石油和天然氣作為主要的發電能源結構的情況下，發電裝機的增量或存量調整主要依賴新能源或可再生能源，而且歐洲很重視環境保護和可再生能源發電的發展，在這種能源政策的引導下，歐盟理事會能源政策的中心目標是發展風能、水電、太陽能和生物質能等可再生能源。

歐洲的電力發展模式是向分布式發電、交互式供電的分散智能電網的方向發展，更加強淵對環境的保護和可再生能源發電，這是引領國際電網發展的一大趨勢。因此，歐洲能源發展終期目標是分布式發電，而不是強調電網規模的擴大。

圖2-2顯示了歐洲未來電網發展方向，從中可以看出，現在的電網是傳統的形式，即大型集中的發電廠發出的電能，通過輸、配電網，送到終端用戶，而未來電網的發展依托自然、分散的電源點，電廠自主發電或進行高度集中的網絡管理。

在歐洲未來電網中，有大的發電廠，同時還有大量分散的、太陽能的或家庭用的冷熱電聯產(CHP)裝置。在英國，很多家庭都有自己的小鍋爐，可以自己發電。在這樣的電力系統里，輸電和配電的概念逐漸模糊了。在這種電網結構下，促進了兩個很重要的電網技術—— 儲能和電能質量控制技術的發展，電網的功能是如何管理、調度及控制電能。

歐洲智能電網的研究主要涉及以下幾個方面：一是智能配電結構;二是智能運行，電能和用戶適應性;i是智能電網管理;四是智能電網的歐洲互用性;五是智能電網的斷面潮流問題。而實現智能電網正常運行所需的技術：一是現有配電網技術;二是新型網絡技術，以提高電能傳輸能力和減少損耗，如氣體絕緣輸電線路(G1I。)，超導性、高運行溫度、柔性交流輸電( FACT)技術等;三是廣域通信，保障網絡自動化、在線服務、有功運行、需求響應和需求側管理(DSM);四是電力電子技術，改善供電質量;五是靜態儲能裝置。

2.2.5歐洲智能電網技術路線圖

2006年，歐盟理事會在綠皮書《歐洲可持續、富有競爭力和安全的能源戰略》(AEuropean Strategy jor Su.stainable，Competitive cznd Secure Energy)中強調歐渺1已經進入一個新能源時代，歐洲能源政策最重要的目標是供電的可持續性、競爭性和安全性。未來整個歐洲電網必須向所有用戶提供高度可靠和經濟有效的電能，充分開發利用大型集中發電機和小型分布電源。智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一項關鍵技術和發展方向。

2009年10月，歐盟公布了戰略能源技術計劃( SET-Plan)路線圖，旨在加速低碳技術發展和大規模應用，其中將智能電網作為第一批啟動的6個重點研發投資方向之一，從電網的技術、規劃架構、需求側參與和市場設計四個方面，提出了2010～2020年智能電網技術發展路線。其戰略目標是：到2020年實現35%的電力輸配來白可再生能源，到2050年實現完全除碳化;將各國電網納入一個基于市場的泛歐大電網中;保障為所有消費者提供高質量電力，并使其主動參與提高能源效率;發展電氣化交通等新領域。為此，公共和私營部門應投入經費20億歐元。

而對于歐洲的主要一些國家，它們也都有自己相關的一些智能電網的規劃：

根據法國能源監管部門提出的10年計劃，從2016年開始，所有新裝電表必須是智能電表;到2016年，95%的電表必須與自動抄表管理系統相連。為此，法國要更新替換3 500多萬只電表，已經啟動在兩年內更換30萬只電表的試驗工程。

意大利電力公司為了滿足電動汽車、太陽能接人的要求，在智能電網方面開展了互動式配電能源網絡及自動抄表管理系統的研究與應用工作。有多國參與的AD-RESS項目是其研究項目之一，目的是開發互動式配電能源網絡。

西班牙電力公司已經開展了智能城市和自動抄表工作，主要是為了滿足太陽能等分布式能源接人，以及適應西班牙政府在2007年8月出臺的相關法規的要求，即到2014年所有配網運營商都必須有自動抄表管理系統運行，到2018年所有電機式電表都要更換為智能電表。

英國規劃到2020年500萬千瓦的電能從近海風電廠輸入東部地區，通過在東海岸新建多端高壓直流線路將風電場接人電網。在配電網方面，將采用先進的動態輸電限額技術，解決北海兩個近海風電場與配電網聯網問題。

2.2.6歐洲智能電網發展趨勢

歐洲超級智能電網(Super Smart Grid)是將高壓直流輸電網絡與智能電網結合起來的廣域智能網絡。歐洲計劃通過超級智能電網計劃，充分利用潛力巨大的北非沙漠太陽能和風能等可再生能源發展，來滿足歐洲能源需要，完善未來的歐洲能源系統。

2006年，歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續、富有競爭力和安全的能源策略》明確強調，歐洲已經進入一個新能源時代，智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一項關鍵技術和發展方向。2009年初，歐盟有關圓桌會議進一步明確要依靠智能電網技術，將北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網，以實現可再生能源大規模集成的跳躍式發展。以英、法、德為代表的歐洲北海國家，2010年1月正式推出了聯手打造可再生能源超級電網的宏偉計劃，該工程將把蘇格蘭和比利時以及丹麥的風力發電、德國的太陽能電池板與挪威的水力發電站連成一片。這一工程涉及德國、法國、比利時、荷蘭、盧森堡、丹麥、瑞典、愛爾蘭和英國在內的歐洲9國，它們還希望在2010年9月前制定新一輪規劃，在未來10年內建立一套橫貫歐洲大陸的高壓直流電網，這是實現歐盟承諾的關鍵步驟之一。到2020年，可再生能源在歐盟能源供應系統中的比例將達到20%。

但是“超級智能電網”計劃也面臨一定風險：(1)項目風險投資龐大：利用HVDC輸電將5(JW電力從非洲北部輸送至歐洲，目前預計耗資100億～250億歐元，具體數字則取決于采用的發電技術，實際可能超過這一數額。(2)市場競爭力的不確定性：大多數分析師對非洲北部可再生能源發電量從入網點到歐洲AC電網的成本定價為5～20歐元/干瓦小時，而這一定價對于其他形式的可再生能源以及其他發電技術是否適用尚未確定，且未來的碳價及恐怖分子的破壞也必須加以考慮。(3)政策不確定性：目前，歐洲未來的能源氣候政策以及相關長期可預見方案幾乎為零。(1)輸電方面的地方政治障礙：在歐洲，獲得建造長距離輸電線路的許可證非常困難，從地中海至歐洲心臟建造輸電線路，需要涉及幾個國家的上百個當地司法機關的批準。(5)進口依賴性：從非洲北部進口電力增大了歐盟能源進口依賴性，但不同于傳統能源的進口依賴，非洲向歐洲提供的這部分用于發電的可再生能源禁止在全球市場上出售，但傳統能源可以轉賣給別的國家。(6)缺乏政治動力：相比歐盟氣候保護、促進可再生能源發電及傳輸等問題，政府參與智能電網建設的政治壓力不足。