引 言

物聯(lián)網把新一代 IT 技術充分運用在各行各業(yè)之中，具體說，就是把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)中，與現(xiàn)有的互聯(lián)網整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合，在這個整合的網絡當中，以功能超級強大的中心計算機群為核心，利用電信網、電視網，對網絡內的人、機、設備和基礎設施實施實時的管理和控制，從而提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。物聯(lián)網的未來將涉及各個領域，其中智能配電網就是其典型的行業(yè)應用。智能配電網的核心在于，構建具備智能判斷與自適應調節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網和分布式管理的智能化網絡系統(tǒng)，對電網與用戶的用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網運行的可靠性和能源利用效率。開放式整體網絡系統(tǒng)將徹底改變今天的電網結構，實現(xiàn)從能源接入、配電調度、安全監(jiān)控與繼電保護、用戶用電信息采集、計量計費直到用戶用電側的全過程控制。我國經濟向低碳經濟過渡將帶來供能和用能方式的重大變化，而電力系統(tǒng)的轉變是其中的關鍵。建設智能電網的關鍵是數(shù)字通信的基礎設施，需要補充的是與現(xiàn)有電力系統(tǒng)集成的監(jiān)測、通信和控制軟件以及傳感器、監(jiān)視器、通信裝置和智能電表等新硬件，這正是物聯(lián)網技術的組成部分。隨著智能電網的建設步伐的不斷加快，人們對于智能化用電的需求不斷提升。智能家電、智能小區(qū)等已逐步走入人們的日常生活，這就使得智能電網與物聯(lián)網相結合的迫切性加劇，因此將物聯(lián)網技術應用于智能電網中，是智能電網構建過程中的必然。

1 電力系統(tǒng)體制，束縛了自身的發(fā)展

電力行業(yè)具有寡頭壟斷的屬性，缺乏應有的開放和競爭。早在上世紀 70 年代，通信和汽車行業(yè)都已與信息化結合，開始了計算機通信和無人駕駛汽車的研究，但是，為什么電力從本世紀初才提出與信息化融合建設智能電網的命題呢？這要追溯到第二次工業(yè)革命中出現(xiàn)的電力、電話和汽車這“工業(yè)三劍客”上，在如今的后工業(yè)時代，人家都早已“智能滿天飛”，而我們的電力為什么才剛剛開始智能電網研究呢？就讓我們循著“工業(yè)三劍客”的過去、現(xiàn)在和未來的軌跡，共同尋找一下答案吧。電力在二百多年前就已開始使用，她的出現(xiàn)從根本上顛覆了人類的生活和生產方式，這主要體現(xiàn)在照明和動力兩大功能上。首先從照明來看，如果要靠煤油燈或者其他以石油物質為燃料的燈，將會使寬敞的大廳彌漫著一股嗆人的煤油味，而且油燈效果是昏昏暗暗、影影綽綽，加上燃燒不穩(wěn)定，時間長了還得續(xù)添燃料。其次從取暖來看，過去用的不外乎是火盆或者壁爐，燃料是木材或者其他的化石燃料，由于供暖不均衡，離得近的人太熱，離遠了就聊勝于無。第三呢還涉及個動力問題，比如沒有擴音設備，發(fā)表演講的人就受罪了，說話要扯開嗓門，又費體力還有損形象。

2 工業(yè)歷史回顧

在思想啟蒙運動的洗禮中，人類渴望認識世界、改變世界的欲望空前強烈。為了滿足生活更便利的需要，人們發(fā)明創(chuàng)造了各種機器，努力使溝通和活動的半徑變得更大。我們的“工業(yè)三劍客”就是在這樣的背景下從“無”到“有”陸續(xù)誕生了。

在電的發(fā)現(xiàn)和應用上，先是意大利人伏特在英國皇家協(xié)會發(fā)表論文提出了關于電力應用的一些設想。再是富蘭克林通過風箏放電試驗進一步揭示了電的性質。隨后發(fā)電機和電動機的誕生，使電力成為替代蒸汽機的新型動力源。1879 年愛迪生發(fā)明的白熾燈，將電的應用拓展到照明上。隨著遠距離送電方法的應用，變壓器的研制成功，交流電傳送系統(tǒng)的建成等等，逐步確立了電力工業(yè)技術體系，實現(xiàn)了電力技術產業(yè)化，徹底改變了人們的生活和生產方式。

電話也經歷了從夢想到發(fā)明進而產業(yè)化的過程。先是有人在《蘇格蘭人》雜志上提出了用電流進行通信的大膽設想。1875 年貝爾發(fā)明的電話，使這一夢想得以實現(xiàn)。隨著長途電話、無線電話的試驗成功，漸漸開創(chuàng)了人類溝通零距離和進入“天涯若比鄰”的時代。

汽車的發(fā)明也是如此。法國人 1769 年提出了利用蒸汽機制作一種“不用馬拉的馬車”的奇妙構想。隨著內燃機的出現(xiàn)，蓄電池、內燃機點火裝置、輪胎、四沖程煤氣發(fā)動機、奧拓循環(huán)等零部件和技術的發(fā)明，為現(xiàn)代汽車奠定了實用基礎。1886 年世界上第一輛汽油發(fā)動機驅動的四輪汽車誕生了。隨后福特采用流水線大量生產 T 型汽車，使汽車走進千家萬戶。汽車便成為當前和今后世界最主要的交通工具，極大地改善了人類的出行和生活生產方式。

在上世紀“夢想無止境，創(chuàng)造無止境”的黃金時期，機器發(fā)明層出不窮，技術改進日新月異。我們的“工業(yè)三劍客”從無到有，人與機器的逐步結合，大大解放了人的雙手、延伸了人的體力，讓人類充分感受到了思想解放帶來的生產關系解放和生產力提升的巨大魔力。

開放帶來進步和文明，開放帶來競爭和效率。人類在走向進步和開放的過程中，對美好生活的種種需求也是無止境的。

3 信息化助推工業(yè)化

在上世紀第三次技術革命浪潮的沖擊下，在新自由主義經濟思潮的影響中，人類開放、競爭、融合的愿望進一步增強。為了滿足生活更舒適的需要，人們將現(xiàn)代機器與信息技術相融合，在進一步解放雙手的同時，向著解放大腦的方向邁進。信息化也在推動“工業(yè)三劍客”從“有”到“優(yōu)”中扮演著越來越重要的角色。

電信產業(yè)已完全成為了知識技術密集型產業(yè)?，F(xiàn)在的手機就是一個集移動通信、音樂播放、攝影攝像、文字閱讀、網頁瀏覽、郵件收發(fā)、在線游戲、數(shù)據存儲和傳輸?shù)纫惑w的智能多媒體終端 ；它與信息技術結合的緊密程度，甚至到了找不到初始電話形態(tài)的程度。比如目前新興的網絡電話，就是通過下載一個軟件比如 skype，甚至直接通過郵箱就可以往外撥打電話。電信產業(yè)能有今天異彩紛呈的局面，得益于以美國為代表的全球電信市場較早而徹底的改革。正是通過政府與企業(yè)的博弈，通過開放引入“鯰魚”，通過開放感知用戶的需求，通過開放解放了束縛生產力發(fā)展的生產關系，才能使電信產業(yè)在奔跑中強筋健骨，日新月異。

同樣，作為代步工具的汽車，絕大部分的進步和變革，已經不是機械本身的改良，而是借助電子信息技術和自動化技術使汽車駕駛更安全、更舒適、更經濟。現(xiàn)在的汽車，基本就是一個集傳統(tǒng)汽車技術與信息技術、混合動力、特種材料為一體的高科技產品。比如功率分配在并聯(lián)混合動力汽車上的實踐，制動優(yōu)先系統(tǒng)在汽車上的廣泛應用等等，都充分體現(xiàn)了汽車行業(yè)應用先進信息技術的密集程度。汽車產業(yè)為什么能自覺地尋求與信息技術的結合？根本原因就是為了滿足客戶日益多元化的使用需求。在沒有自然壟斷的行業(yè)，汽車業(yè)自形成之日起就呈現(xiàn)著典型的開放和競爭格局。這個行業(yè)的成功，再一次證明一個道理 ：只有生產關系的開放才能促進生產力的生息萬千。

然而，審視我們的電力，在工業(yè)化與信息化結合的大時代中，卻因為開放不夠、沒有競爭、缺乏改革以迎合用戶需求的動力，動作慢了一步。比如在我們的用戶端，電力與用戶的互動基本還未形成，用戶的選擇性不多。因此，在整個世界從工業(yè)社會向信息社會轉型的今天，作為電力人，我們深刻意識到，以電力為尊的電氣化時代已漸漸落幕，信息技術引領的自動化時代已經呼嘯而來，如果還沉醉在過去的光榮里，如果還不敞開思想、迎頭趕上，與瞬息萬變的信息技術相融合、共進步的話，必然會被時代潮流所揚棄！

上個世紀 80 年代，世界范圍內的電力體制改革拉開了帷幕，發(fā)達國家和許多欠發(fā)達國家都進入電力市場化改革的行列。從西方電力改革的路徑來看，自由化和民營化是電力改革的核心，本質都是打破壟斷、引入競爭；目的都是為了提高效率 , 降低電價, 增加社會福利。進入 21世紀，“互聯(lián)網”的普及、“物聯(lián)網”的應用、電子信息技術和計算機軟件技術的飛速發(fā)展，使全球信息化進程不斷加快。面對一次能源造成的環(huán)境問題、化石燃料緊缺以及歐美輸配電系統(tǒng)設施老化帶來的對電力安全供應的擔憂，再加上不斷加劇的電力市場競爭，歐美電力行業(yè)將智能電網作為戰(zhàn)略項目提上了日程。

當此之時，我們密切捕捉到了全球電力行業(yè)的最新動態(tài)，跟蹤智能電網研究和實踐的前沿課題，提出了建設智能電網的戰(zhàn)略規(guī)劃 ；我們之所以敢于追逐世界電力行業(yè)的潮頭，因為我們身處這個偉大的時代。在思想大解放、信息大匯集的信息年代，我們能夠獲取最前沿的信息技術，也能夠創(chuàng)造出與這個時代相適應的偉大技術 ；因為我們有電力人的光榮與夢想。致力于成為智能電網創(chuàng)新的實踐者，成為智能電網成功的運行者，成為智能電網系統(tǒng)方案的集大成者；因為我們有開放的方法。我們深知，在未來這場涉及信息技術、新能源技術、新材料技術等諸多領域的信息控制技術革命中，只有兼收并蓄，兼容并包，才能做到集成創(chuàng)新。

因為我們“更加專業(yè)所以專注”。隨著市場化的持續(xù)推進，相信會有越來越多的電力企業(yè)轉向以客戶需求為導向。作為專業(yè)配網公司，離客戶更近，更能傾聽到客戶心聲，更能體驗客戶需要。

4 信息技術優(yōu)化、智化現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展

在全球一體化的滾滾浪潮中，在各種生產要素的競爭和流動更加直接和迅速的大背景中，人類開放、競爭、融合的趨勢空前顯現(xiàn)，整個世界都成為扁平的。為了滿足生活生產更智能的需要，人們將最先進的機器和最尖端的信息科學技術加速融合、深層整合，人類的體力和大腦都得到空前解放。我們的“工業(yè)三劍客”到未來也會從“優(yōu)”到“智”，在人們的智能生活中銳不可當。

在未來的電信領域，大量網絡運營商正進入電信業(yè)務市場，電信和信息技術加速融合，過去以電話為主的通信業(yè)務正向以數(shù)據為主的信息通信服務轉移。電話終端將呈現(xiàn)綜合化、智能化和多媒體化的發(fā)展趨勢。未來的電信市場，也將是一個包括無線網、有線電視網、3G、衛(wèi)星甚至電力網多種傳輸網絡共存的競爭市場，用戶的選擇權將大大增加。

在未來的汽車行業(yè)，正有像谷歌這樣越來越多的網絡公司進入，汽車和計算機控制技術正在加速融合。由于 GPS 及數(shù)字地圖、雷達、計算機圖像識別、紅外傳感器以及各種伺服機構和控制理論的應用，過去由人來操控汽車的時代，或許正向以計算機作為司機的無人駕駛時代邁進，汽車將成為真正意義上的智能汽車。

5 結 語

在未來的電力行業(yè)，智能電網與“無線電力”將以全新的互動體驗，全面的負荷管理，全能的系統(tǒng)控制，不斷沖擊著人們的想象。我們將要把未來的電力帶向哪里？我們希望而且堅信，未來的智能電網，一定是像以后的智能通信、智能汽車一樣，是與最先進的電子信息技術等相融合的，更是實用的，是能讓客戶真切感知而且有選擇的。對于電力照明和動力兩大功能來說，因為智能化的加入，一切都變得全然不同：首先是照明，未來我們呆在智能寫字樓的會議廳里開會，會始終感覺光線柔和，電腦控制的燈光調節(jié)系統(tǒng)，會自動根據會場的人數(shù)增減燈光個數(shù)，并且讓多種用途的光源實現(xiàn)實時調節(jié)——演示 PPT 時，會場前方的燈自動關掉 ；主持人上場或者嘉賓演講時，追光燈始終自動追著這位“主角”；其次是動力，未來的智能電網則通過各種控制系統(tǒng)，實現(xiàn)效用與節(jié)能的最佳結合——精確地根據會場的人數(shù)和設定溫度實時調節(jié)中央空調的功率 ；演講嘉賓的聲音可以通過植入墻壁的無線擴音系統(tǒng)均勻地發(fā)散到會場的每個角落 ；系統(tǒng)自動分析計算開一次會用電量多少、花了多少電費、碳排放量多少，并在會后為主辦者出具一份詳實而有參考價值的用電分析報告。

在傳統(tǒng)電力履行照明和動力兩大功能的同時，智能配電網在穩(wěn)定電力負荷、自動故障隔離上也會顯出“神功”。它可以采擷來自大自然的各種能量包括太陽能、風能等等清潔能源，還可以將它們存儲在蓄電池里。而當建筑物內某條線路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會迅速進行事故隔離，啟用第 N 種運行方式，保障用戶不間斷供電，待故障處理完畢后，運行方式會自動恢復正常。這種場景，正是我們規(guī)劃的智能配電網將要帶給廣大用戶的實際體驗。在不遠的將來，通過使用通信技術、互聯(lián)網技術、新材料技術的新成果，融合信息論、控制論、混沌論等相關理論，構建一個以電力混成控制論為支撐，具有“多指標自趨優(yōu)運行能力”的智能配電網，使整個電力系統(tǒng)控制得如同一臺智能機器人，從而達到有效進行負荷管理、提高供電可靠性，讓電力系統(tǒng)更環(huán)保更高效。只有在開放和競爭的大環(huán)境下，我們才可能建成真正意義上的以客戶需求為導向、與信息化高度融合的智能配電網，才能在未來的信息時代再次占據競爭的高地。

汽車工業(yè)史上的巨人亨利·福特曾在百年前立下一個志愿“使每一個人都擁有一輛汽車”，而今這個夢想已經基本實現(xiàn) ；電信業(yè)的發(fā)展也實現(xiàn)了零距離的溝通 ；我們有關智能電網的所有夢想也一定能在不遠的將來實現(xiàn)。屆時，我們的電力一定會以智能電網為依托，躋身未來的“后工業(yè)三劍客”，從滿足人類智能家居、智慧城市的需求出發(fā)，創(chuàng)造出人類更加美好幸福的家園。