智能电网开始启动

引入自主控制系统

美国智能电网建设的第2阶段，是准备在2011年到2020年之间利用无线及有线网络，普及可对电力负荷进行远程控制的家电设备。这样一来，电力运营商就可以把握每个设备的耗电量与用电情况，根据供需状况设定实时电价。

比如，GE公司将于2010年发布可通过智能电表进行远程控制的家电，惠而浦(Whirlpool)公司也计划于2011年推出同类家电设备。

智能电网的终极目标是到2030年左右引入可自主控制负荷的电力系统，对所有用电设备进行实时管理。此外，配电网内还将设置蓄电池，以构建可双向控制电力的电网。据美国政府估计，到那时，PHEV也将大量普及，可以很方便地连到电网上。

日本：利用蓄电池

日本也正在推进电网的升级，但其步骤与美国不同。在日本，从发电站到各配电网都已经具有现成的传感器网络与通信网络，可以监控电力情况。因此，电力运营商对于通过了解用电方的用电情况来控制电力负荷的做法并不热衷。

目前在日本备受期待的是蓄电池的灵活利用，其原因就在于日本引入太阳能发电的模式。由于日本单门独户的建筑比较多，因此，以这些家庭为单位引入太阳能发电的模式在日本得到迅速普及(见图5)。



与计划性构建的大规模太阳能发电站不同，这种家庭式太阳能发电的模式相当于是存在着无数个小规模的发电站，因此每个配电网的发电量及变化量非常复杂。在这种背景下，日本认为利用蓄电池的方法会比较有效。

蓄电池的利用方法则与美国大体相同，以每个变电站为单位，进行供需平衡最优化。不过，在日本，由于太阳能发电是以小规模建筑物为单位引入的，因此，如果在各建筑物内分别设置蓄电池，就可以在建筑物内部完成负荷控制，从而实现能源的最优化。也就是说，负荷控制不是以电力公司为单位，而是以建筑物为单位。这种小型负荷控制将遍布各地。

在这种情况下，地产开发商、电器厂商等电力公司以外的企业都准备进入这一市场。例如，三洋电机已经开始在便利店进行实证试验。其测试环境包括10kW的太阳能电池与10kWh的锂离子充电电池、LED照明、工业空调、工业冷冻/冷藏库等。当发电量较多时，或者储存电力，或者降低冷冻库或建筑物内的空调温度，以进行相应的负荷控制。三洋电机强化事业推进本部新一代能源解决方案事业部推进小组组长花房宽表示：“我们已经证明能够降低30%以上的温室气体排放。”

目前，日本将发展小规模建筑物内部的负荷控制；但今后，如果与电力公司引入的新一代电网进行连接，那么未来的发展形态可能就更接近于美国的理想概念。

市场潜力

为了大量引入可再生能源，全球都在努力构建新一代电网。而新一代电网的诞生，除了可以更有效率地利用能源之外，还有可能创造出新的市场机会(见图6)。



随着新一代电网的到来，可能还需要重新构建家庭内的信息网络。目前的信息网络是以PC与手机等数字家电设备为主，如果能够实现智能电网，那么为了处理电力信息，所有用电设备(如洗衣机、冰箱等白色家电)都将连接到信息网络上。这个连接所有用电设备的网络中蕴藏着无穷的可能性。就像当初本来用于军事的因特网后来开拓了繁荣的数字设备市场与通信网络市场一样，新一代电网很有可能也将创造出新的市场。

作者：《日经电子》记者 狩集浩志 清水直茂 野泽哲生 Phil Keys     来源:电子设计应用2009年第12期