是的，您可能認為當今世界是智能手機/平板電腦的天下。但我們周圍的“智能”裝置比您想象的更多。比如說帶有智能電表的智能電網。供電公司每天都會在某個區域的住宅安裝嶄新的智能電表，并鼓勵我們掌控我們的能源未來。我們能夠通過網絡監測和報告耗電量，并且簽署有利于節省電費的合約，比如分時計價。但管理全部這些裝置、分布式“智能”數據卻是業內面臨的最新挑戰之一。智能手機和平板電腦背后需要大量的計算能力，即所謂的“云”。同樣智能電表和智能電網背后也需要有效的基礎設施來訪問收集的數據，以及優化能源供給。隨著計算機技術持續重大發展，為能源配送自動化起著作用。

　　配電自動化時代的來臨

　　配電自動化現在并不是一個新事物，自上世紀60年代以來，將計算技術應用于電網的愿景曾吸引了電力行業的大量眼球。然而，直到最近，這樣做的現實利益還受到質疑。發達國家的電網非?？煽?，有人就問為什么要冒著系統可靠性的風險添加附加控制系統?“智能”系統?現實利益是什么?誠然，光是理論上的好處是很難判斷投入是值得的。

　　然而，在2013年，供電公司面臨的世界則完全不同。老化的電網及其效率(或無效率)和環境因素現在全部促使供電公司增強控制和性能，邁向配電自動化。在美國，變壓器的平均使用時間已經達到40年，與變壓器的建議工作年限相當;電力基礎設施需要更新換代。2012年7月發生在印度的大面積停電影響到6.8億居民，而當時印度已經不能滿足日常高峰期的用電需求，并希望在接下來5年內將供電容量提高45%。

　　全球范圍許多國家的可再生能源配額制(RPS)體現了高效率和分布式發電的國際驅動力?，F在，美國50個州中的30個州1要求可再生能源占據電力的一定百分比，例如風力和太陽能。加利福尼亞州要求到2020年要有33%的電力來自于可再生能源2。歐盟2020年目標3則要求到2020年有20%的電力來自于可再生能源，同時能源效率提高20%，據推測將降低總體能耗。中國2005年通過的可再生能源法也規定了類似的條款，并在中長期發展規劃中增加了相關條例。4

　　現在，配電自動化被認為是“電網智能控制功能向配電方向的延伸和超越。。.可通過智能電網實現?！?配電自動化的優勢被廣泛接受，但并沒有使成功實現或可靠性變得簡單，這些是大范圍廣泛應用的嚴重挑戰。

　　實現配電自動化面臨的挑戰

　　過去的電力公司現在分成了發電和配電公司，雙方都紛紛在配電網上安裝智能電表，以及更改基礎設施。管理分布如此廣泛的設施面臨的主要挑戰是什么?Maxim Integrated認為有三個關鍵領域需要注意，并且這些領域也是電網供應商的機遇：資產保護、電網安全和資產管理。我們對這些領域分別進行簡要討論。

　　資產保護

　　資產保護意味著供電公司必須投入高性能元件，可靠監測電網以及保護其高成本資產。通過保護所有資產，供電公司的總體投資將提供長時間有效服務。

　　配電自動化設備的投資數額巨大，一個變電站的自動化升級成本為1000萬至2000萬美元。6所以，如果沒有長遠的項目目標及深入論證，現代化的供電公司不會開始大型升級項目，而項目的成本往往會引起費率調整，以覆蓋項目成本。這正是高質量半導體傳感器以及優化器件如此重要的原因。這些器件將確保電網正常運行，從而為供電公司的投資提供最有效的保護。

　　所有并網裝置的核心是模擬信號鏈。配電網中的每個裝置都需要進行電測量。最簡單的并網裝置僅測量電流，而最復雜的繼電器則執行全部四象限測量，獲得多次諧波。該信號鏈(圖1)7通常包括電壓或電流變壓器、運算放大器、電壓基準，以及用于實際電測量的模數轉換器。隔離及直流/直流轉換器提供必要的保護及系統工作電源。



　　圖1：智能電網方案的核心——信號鏈中的關鍵器件。

　　作為信號鏈核心的ADC必須提供配電自動化所需的最佳性能。MAX11040K具有24位分辨率和高達64ksps的采樣率，具備所要求的高性能。這款4通道ADC同時采樣多個通道，防止線路之間的任何同步誤差。多片MAX11040K可級聯在一起，實現最高32通道采樣。

　　大多數半導體公司采用簡單的信號鏈方框圖展示其配電自動化領域的知識，而這種演示是不夠的。智能電網所需設備的多樣性要求對每個元件及產品具有深入的了解。從相量測量單元到電容組控制器，每個系統的精度和定時要求區別很大，要求器件具有相當的性能指標。

　　安全

　　由于所有配電網的基礎設施都必須能夠預防網絡攻擊，所以電網及其數據的安全性至關重要。

　　安全性是當今先進配電系統中討論最多的話題。討論往往集中在網絡安全和加密，盡管加密非常重要，但并不是現代化的靈丹妙藥。系統安全方案利用高級物理安全實現無可比擬的低成本IP保護、預防克隆以及外設安全認證。8雙向安全認證、多層加密和物理篡改檢測全部預防電網遭受網絡威脅：硬件、數據傳輸及數據存儲。

　　在保護硬件時，安全策略考慮從制造到安裝直至銷毀的整個產品生命周期。必須組合采用安全硬件和安全保護方案。防止制造合作伙伴訪問私匙或者防止開發攻擊系統的途徑非常重要。2012年初期波多黎各曾發生完全違反保密協議的事件，完全破壞了當地新部署的電網。安裝期間，必須對安全資產實行嚴格認證，最好是雙向認證，以及質詢和應答，以確保合法性。這樣的相互認證將確認無論是裝置還是軟件在制造期間未經篡改，尤其是處在第三方承包商時。工作期間，需要采用物理安全確保系統不容易被篡改。為防止通過攔截、更改，或者利用能夠打開或關斷電力的通信消息進行篡改，也必須采用多層加密。

　　MAXQ1050微控制器把所有這些安全特性集成進去以確保生命周期安全。通過了防止植入不良軟件以及防止惡意克隆和刪除已裝載的軟件等方面的安全認證。具有多層對稱及非對稱加密數據保護，內置密匙發生器保護密匙。防引腳篡改及其它物理層面的密匙機械保護，防止通過熱以及其它的途徑刪除安全密匙和系統數據。

　　資產管理

　　資產管理包括跟蹤資產的簡單和復雜方法，時刻了解現場設備的狀態。對于確保性能和監測維護，這樣的管理是非常寶貴的。

　　以一個簡單場景為例，很容易理解戰略性的資產管理。在一場暴風雨中，電網上的許多點發生了斷電。來自于不同供電公司的人員被召集在一起，幫助維修，“點亮燈光”的精神戰勝了天氣。線路得到了維修，設備得到了更換，又重新恢復了供電。這一切都很快。然而，危機結束時，供電公司并不完全了解以及緊密跟蹤現場工作的資產?？紤]到設備成本以及保證分布式資源及供電安全的需求，先進的電網不能容忍未知或不合適的資產在現場工作。

　　戰略資產管理要求完全從上至下部署、安全認證以及跟蹤電網高效運轉所必需的全部過程、軟件以及系統。安全認證為重中之重。嵌入式安全認證是設備自我識別的基本過程，因此必須作為系統的一部分進行了解，以便于跟蹤和管理。8對于小額投資，可使用簡單的硅器件唯一識別配電網上的設備，包括線傳感器到變壓器再到重合器控制器。唯一質詢/應答識別允許跟蹤每件設備，并通過供電公司的AMI網絡進行通信。在這點上，安全性與報告資產識別、位置、工作狀態、最新維護數據或其他各種報告功能是相一致的。

　　對于我們的意義和指導性

　　現代化的供電公司過去曾經是具有豐富電力電子經驗的發電和配電公司?，F在，隨著供電公司將復雜的IT工作與多層復雜的設備及資源和數據管理集成在一起，情況發生了天翻地覆的變化。當電力公司購買新設備以更新其基礎設施時，需要在整個電網內從下至上構建基礎設施的新裝置和安全算法。這些電網裝置需要的不僅僅是以太網和簡單加密，而是必須配備可靠的保護、管理和安全功能。

　　智能電網往往被描述為電網上鋪天蓋地的電能測量和通信。這種定義過于簡單。智能電網應該集成安全硬件和智能電能管理軟件。電網需要先進的檢測和通信能力，以形成可靠、有效、安全的供電系統，提高系統效率和支持分布式資源的能力。屆時，我們將大范圍實現高效率的配電自動化。

　　能源是經濟社會發展的基石。隨著新一代能源技術和新一代信息技術的快速發展和廣泛應用，能源發展面臨著重要轉型，新一輪能源革命應運而生，即在能源生產環節實現清潔化，并逐步用清潔能源替代化石能源，大力推進煤炭清潔高效利用，著力發展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。



　　能源革命的中心環節是電力，以電為中心的變革創新成了新一輪能源革命的關鍵。所有一次能源都可以轉化為電能，各種終端能源都可以用電能替代，未來能源系統的核心一定是電力系統，而電力轉型的關鍵在建設新型的配電網。在新一輪能源革命的大背景下，配電網的功能定位正在發生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統功能外，配電網還將是資源優化配置的載體。

　　提供安全、可靠、高效、綠色、互動的電能服務是配電網的根本職責和目標。長期以來，我國配電網受管理、投資、歷史等原因的影響，網架結構相對薄弱，設備質量較差，供電能力和可靠性不高。隨著國家新型城鎮化和新農村建設、城鄉一體化加快推進，分布式電源、電動汽車快速發展，配電網呈現出多源、互聯、泛在特征，對供電安全性、可靠性、互動性和適應性提出了更高的要求。

　　配電網是智能電網的關鍵環節。不管國外還是國內，智能電網建設的重點都在配電網的智能化提升。提高供電可靠性和電能質量問題，需要配電網進一步智能化;多種能源、電動汽車和充電站的接入，配電網需要具有更強的自愈能力、更高的安全性，并支持與用戶互動，電網需要從傳統的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度智能化的方向轉變。

　　配電網是能源綜合服務平臺。配網業務可以為綜合能源系統中能源的生產、傳輸和消費之間建立一種關聯。未來的城市配電網將逐步演變為綜合能源服務系統，具有系統性、廣泛性、包容性、開放性、互動性。分布式能源、儲能、電動汽車、微電網等，可以在較大范圍內實現多能互補系統的集成優化。配電網還可以實現天然氣與風能、太陽能、地熱能、生物質能等能源的協同開發利用。

　　配電網是市場化交易的載體。配電網用戶側不僅可以有分布式能源、儲能、控制系統在內的配(微)電網，配電網還可以調節不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。配電網將成為需求側配合供給側，以更為有效地實現供需平衡、供需雙方互動的平臺，為分布式能源、工商業節能、居民節能、用能服務等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務，滿足各種市場化交易需求。

　　加強配電網建設是建設全國堅強電網至關重要的一環。21世紀以來，隨著經濟社會的發展，我國配電網建設持續“加碼”。2015年，《配電網建設改造行動計劃(2015-2020年)》、《關于加快配電網建設改造的指導意見》相繼出臺，對推進配電自動化和智能用電信息采集系統建設，實現配電網可觀可控，滿足新能源、分布式電源及電動汽車等多元化負荷發展需求，推動智能電網建設與互聯網深度融合等內容提出了明確的發展要求。

　　配電網建設改造的持續推進，其根本目的是為了更好地實現配電網的安全、經濟、可靠和高效供電。

　　近年來，通過城鄉配電網的智能化建設，我國供電能力切實得到增強，變(配)電容量、線路長度同比增幅顯著，供電能力總體充裕;供電質量持續提高;電網結構日趨完善，在國家新型城鎮化試點區域組織開展了新型城鎮配網示范建設;裝備智能化程度顯著提升，推進配電自動化系統建設，加快安裝智能電表，實現用電信息自動采集;投資規模不斷加大，2016年配電網基建投資同比增長約30%;2017年，占電網總投資58%的110kV及以下電網投資同比增長35.6%。

　　《南方電網發展規劃(2013~2020年)》指出，將加強城鄉配電網建設，推廣建設智能電網，到2020年城市配電網自動化覆蓋率達到80%;國家電網公司也提出，2017年將加快配電網建設改造。

　　為持續推進智能配電網建設，配電網建設改造進程仍有許多工作需要我們去規劃、設計、倡導、貫徹、落實和實現。

　　首先，要合理地改善網架結構接線方式，利用多區域分別連接的方式，也可以用環網方式。配電網結構決定了網絡運行的可靠性、靈活性。以北京為例，其高壓配電網以環網、放射狀運行(即“手拉手”網格結構)為主，然而其中壓配電網提升空間較大，電網結構相對薄弱，網絡接線模式復雜，難以形成標準化。

　　此外，國外先進水平10(20)kV城網架空線路絕緣化率高達80%以上，而國內目前僅達到22.4%。中國電力科學院智能配電網首席專家馬釗曾指出，一線城市力爭構建兼具可靠性和靈活性的網絡架構，全面實現雙側電源和環網結構，加強中壓線路聯絡率，提高負荷轉供能力;對于其他城市、城鎮，結合本地經濟、負荷發展，首要解決高壓配網N-1能力不足問題、“單線單變”問題，逐步改善中壓配網分段不足和線路聯絡不足問題;鄉村地區首先改善供電半徑問題。

　　其次，繼續加大新技術的應用力度。引進集中化管理的配電系統，可以利用先進的通信網絡，采用統一的平臺和模型，來實現包括監視、控制、維護、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場運營(MOS)等和其他各類信息系統之間的綜合集成，最終實現電網信息的高度集成化。

　　同時，借助傳感技術、測量技術，對輸、配電設備的運行狀況進行實時的監控和測量，然后把測得的數據進行及時有效的收集、整合、并進行數據分析，更好地實現了配電網安全、經濟、可靠、高效的目標。

　　此外，應用高壓大功率電力電子器件和裝備，以及新型的高性能電極、儲能、電介質和儲氫材料等的發明和使用;還有其他新材料，如納米復合材料、場(包括電場和磁場)控和溫控的非線性介質材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。新材料和新技術的應用將簡化電網的結構和控制，優化電網的運行，并能對電源波動和電網故障作出響應。

　　馬釗認為，一線城市仍應著力提升中、低壓光纖及其他通信網絡的建設;其他地區應增強高、中壓通信基礎設施建設，并配合適度發展不同程度自動化設備水平。發展具有自適應功能的電力設備和保護設備，可以顯著降低電網對于傳感、通訊和數據處理的技術要求，這對于提高電網的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。

　　再次，要合理分配電網資源。在電網資源分配的過程中，重點對待電網初期設計階段的電網資源分配工作，結合國家要求和工程要求，同時根據配電網工程具體情況，選擇合適的電線電纜;在配網設計的過程中，結合線路長短不同的情況，并根據不同的季節和時間段，將電量負荷預測工作落實到位;在對材料進行管理和使用時，要確保配電網運作系統的完整性，在高標準管理模式的幫助下，從整體上配置資源，嚴格控制資源的使用;全面落實行之有效的驗收把關管理措施，為供電可靠性筑起最后一道“防線”。

　　同時，全面系統地掌握現有配電網設備和網絡的健康水平以配電網資產的精益化高效管理為出發點。針對配電設備量大面廣、單體價格相對低廉，配電網結構復雜多變等特點，馬釗指出，當前應盡快深化研發適應我國國情和配網管控方式的資產管理理論/應用體系，并深入開展試點工作，進而對有益的方案進行推廣應用。

　　2020年，我國將基本建成城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好，與小康社會相適應的現代配電網。為此，智能配電網建設改造還須砥礪前行。

　　1，輸電就是電能的傳輸。它和bai變電、配電、用電一起，構成電力系統的整體功能。通過輸電，把相距甚遠的發電廠和負荷中心聯系起來，使電能的開發和利用超越地域的限制。

　　2，配電是在電力系統中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環節。配電系統由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應的控制保護設備組成。

　　3，按照輸送電流的性質，輸電分為交流輸電和直流輸電。目前廣泛應用三相交流輸電，頻率為50Hz(或60Hz)。20世紀60年代以來直流輸電又有新發展，與交流輸電相配合，組成交直流混合的電力系統。

　　當前，資源環境問題已經成為世界各國共同關注的焦點，人類社會對環境保護、節能減排和可持續發展的呼聲越來越高。近年來，歐美國家率先提出了”智能電網”并進行了相關研究，引起了世界各國電力工業界的廣泛關注，智能電網也逐漸成為現代電網發展的新趨勢和新潮流。根據我國宏觀政策和用戶對電能質量的實際需要，未來的電網必須能夠提供更加安全、可靠、清潔、優質的電力供應。發展智能電網，有助于提高能源利用效率，減小環境污染，促進節能減排，實現可持續發展;同時能夠保證供電的安全性與可靠性，降低輸電網的電能損耗，減少用戶的電費支出?？梢?，智能電網是我國國民經濟和電力工業技術發展的必然結果。目前，雖然智能電網的建設尚處于初期研究和規劃試點階段，但其在未來必將給電力工業的變革帶來巨大影響，因此對智能電網進行相關探討尤為必要。本文將從智能電網的定義與特點、國內研究現狀及發展前景等方面進行分析，為建設國際領先、中國特色的智能電網提出積極的建議。

　　一、智能電網的定義與特點

　　由于智能電網的研究利丌發尚處于起步階段，各國國情及資源分布不同，發展的方向和側重點也不盡相同， 此尉際上對其還沒有達成統一而明確的定義。根據門前的研究情況，智能電網就是為電網注入新技術，包括先進的通信技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術和電力工程技術等，從而賦予電網某種人工智能，使其具有較強的應變能力，成為一個完全自動化的供電網絡。智能電網有以下特點 ：

　　(一)自愈。能夠自動檢測、分析故障，實現故障隔離和系統自我恢復。

　　(二)堅強。能夠有效抵御自然災害或人為的外力破壞，保證電網安全可靠運行。

　　(三)互動。用戶將和電網進行自適應交互，成為電力系統的完整組成部分之一。

　　(四)優質。提供2l世紀所需要的優質電能，用戶的電能質量將得到有效保證。

　　(五)經濟。實現資源合理配置，提高能源利用效率，減少電能損耗，降低投資成本和運行維護成本

　　(六)兼容?？梢匀菁{集中式發電、分布式發電等多種不同類型的電源，滿足用戶多樣化的電力需求

　　(七)協調。實現電力系統標準化、規范化、精細化管理，進一步促進電力市場化。

　　二、國內智能電網的發展現狀

　　近年來.我國經濟發展迅速，電力需求同益增強，在電網建設與改造上投入了大量資金，電網的覆蓋面、供電能力以及設備的數字化程度都有了大幅度的提高。根據我國能源資源的分布特點和國家發展戰略部署，我們必須建設中國特色的堅強智能電網。

　　目前，國內在智能電網相關技術領域已經開展了大量的研究和實踐，輸電技術已經達到國際先進水平，配用電領域的智能化應用研究也在積極探索之中。2007年，華東電網公司啟動了以提升大電網安全穩定運行能力為目的的智能互動電網可行性研究項目，啟動了高級調度中心和統一信息平臺等智能電網試點工程。2008年，華北電網公司也開始進行智能電網相關的研究和建設，致力于打造智能調度體系，搭建智能電網信息架構，研發清潔能源關鍵技術，為建設智能輸電網奠定基礎。上海市電力公司也相繼開展了智能配電網研究，重點關注智能表計、配電自動化以及用戶互動等方面。同時，天津大學、華中科技大學等高校也相繼成立了智能電網研究機構，對相關技術領域進行研究和探索。

　　2009年初，國家電網公司啟動了一系列有關智能電網的重要課題研究，通過積極探索國內外智能電網技術發展動態，分析建設中國特色智能電網的技術嬰求，調研中國智能電網的研究現狀，揭示了堅強智能電網的內涵與特征，制定了發展目標、技術框架體系與實施計劃等。除此之外， 家電網晉東南-南陽.荊門lo00kV特高壓交流試驗示范工程和南方電網云南.廣東±800kV特高壓直流輸電工程相繼投入運行，實現了我國在具有長距離、大容量特征的特高壓核心技術上的重大突破，構建了智能電網的堅強骨干網架，為中國智能電網的建設奠定了基礎。

　　2009年5月21日，在北京召丌的”2009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網公司提出了發展堅強智能電網的內涵，是以堅強網架為基礎，以信息通信平臺為支撐，以智能控制為手段，包括電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現”電力流、信息流、業

　　務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代化電網。發展堅強智能電網的目標是加快建設以特高壓電網為骨干網架， 級電網協調發展，具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的統一的堅強智能電網。與此同時， 家電網公司公布了規劃試點、全面建設、引領提升三階段的建設方案，確定了智能電網的發展方向。

　　三、對發展智能電網的建議及前景展望

　　中國智能電網的發展，必須結合國內特點，兼顧當前的實際情況和未來的發展嬰求，把握機遇，實現跨越式發展。針對國內智能電網的研究和實踐現狀，筆者提出以下建議：

　　(一)立足國情，科學規劃。我國是世界上水電資源最豐富、水電裝機容量最大的國家，而火電資源集中在西部地區，電力負荷中心卻在中東部地區。發展智能電網必須正確對待電力需求快速增長和能源分布不平衡的實際情況，注重發揮水電優勢，處理好水電、火電、核電等各類發電方式的關系。同時，必須綜合考慮可再生能源與不可再生能源、本地發電與外電輸送、電力供應與利用、電力企業與客戶利益等各方面因素，加強統一協調規劃，實現又好又快的發展。

　　(二)突出特色，自主創新。發展智能電網并沒有現成的模式可以遵循，世界各國發展側重點不同，我們必須結合自身特色，鼓勵理論和技術的創新與實踐。通過發展特高壓輸電技術，構建堅強網架，提高系統運行的可靠性和靈活性，逐步實現電網信息化、數字化、自動化、互動化。同時，應該注重信息技術和電器工業的發展，大力推進電氣設備國產化，為拉動國民經濟快速發展做出貢獻。

　　(三)規范管理，健全體系。為了保證未來的智能電網正常運行，必須建立完整的一體化管理體系，以國家宏觀政策為指導，建立健全規范合理的技術標準和管理標準，實現智能調度和控制，提高決策效率，提升服務質量：必須充分利用先進的智能化技術，保障電網各個環節的協調安全與經濟運行，努力建成資源節約型、環境友好型的現代化電網。

　　四、結語

　　中國電網建設經歷了從分散到統一、從落后到先進的發展歷程，具有靈活、清潔、安全、經濟、友好等性能的智能電網必將給世界能源革命帶來巨大影響。建設智能電網不僅是我國電力工業發展的必然趨勢，也是推動國民經濟發展、構建兩型社會的實際需要。中國的智能電網發展，必須突出中國特色，立足于基本國情和自身電網發展特點，博采眾長，吸取國外發展智能電網的先進理念和技術，把握機遇和挑戰，充分發揮自身電網優勢和自主創新精神，建設符合我國能源戰略和國民需求的現代化電網。

　　提到“數網協同”中的“網”，人們的第一反應一定是“通信網絡”，但對于數據中心這樣涉及到多種學科的大型基礎設施來說，“網”的內涵更加豐富。數據中心的正常運轉與電力保障息息相關，所以“數據中心”與“電力網絡”的協同發展也非常重要，將是“數網協同”的重要保障。

　　數據中心與電網的發展相輔相成。

　　一方面，數據中心在需求側對電網具有調節潛力：多年來國家一直加強落實電力需求側管理工作，落實國家節能減排戰略，促進電力資源的優化合理分配，從而降低能源消費和用電負荷。與其他需求側的資源相比，數據中心具備電力實時響應、可轉移及調節能力，是一種龐大的需求響應資源，在緩解電網阻塞、消納新能源等方面發揮獨特的優勢。目前，已有數百個數據中心參與緊急需求響應成功避免整個北美的大面積停電的案例。

　　另一方面，電網是維持數據中心運轉的最重要因素：數據中心是比較龐大的電力需求主體，所以在數據中心選址、布局時會充分考慮電網的分布。為了保障業務的可靠性，數據中心通常會設置冗余，在設計時會為數據中心規劃充足的電力資源。同時數據中心的耗電規模也是業界重點關注的內容，2018年全世界數據中心的耗電規模為205TWh，占全世界耗電規模的1%;根據測算，2019年中國數據中心的耗電規模在700多億度，占全國耗電規模的近1%。



　　盡管數據中心與電網聯系緊密，但目前兩者的運行和規劃基本是割裂的，主要存在著這樣一些問題：

　　一是目前數據中心并未充分參與電網需求側的調度，數據中心的研究主要聚焦其自身能耗，而沒有將其作為一種需求響應資源納入整體電網的大環境中。數據中心是有調節潛力的資源，若在電網規劃中充分考慮數據中心的調節作用，則會充分提高電能利用效率。

　　二是數據中心為了保障高可靠性而設置的高冗余配置對電網資源造成了一定的閑置。通常引入的兩路市電中，一路作為備用長期閑置，而無法納入電網的規劃或者運行工作中。電力部門被迫對數據中心運營者進行一些硬性消費指標的約束來彌補這種浪費，而數據中心運營者出于對用戶方或者相關標準的考慮，對此也無能為力。

　　三是數據中心集群的概念正在逐步形成，很多地區呼吁通過發電廠的電力直送等形式來支撐數據中心的發展，但是目前存在著規劃和實施層面的種種困難。

　　四是數據中心自身耗電量較大，同時為了保證業務的可靠性對電網的質量要求較高，這對于電力資源稀缺或電網質量不佳但又想發展數據中心的地區造成了一定的壓力。

　　從長遠來看，數據中心和電網之間會依靠“數網協同”來走向高質量發展之路。

　　首先，電網規劃中充分考慮數據中心的調節作用，設計適用于數據中心的模式。數據中心是一種龐大的需求響應資源，應深度研究其在緩解電網阻塞、消納新能源等方面的作用，使得“數據中心”與“電網”真正地協同發展起來。

　　其次，針對數據中心的高冗余特性帶來的資源浪費問題，適當探索電網與數據中心的新合作模式。2019年全國城市地區用戶平均停電時間4.50小時/戶，其中，上海、深圳、廈門的用戶平均停電時間低于1小時/戶，而2000年全國城市地區用戶平均停電時間為9.767小時/戶。以上數據反映電力供應可靠性在不斷提升，當前業內也逐漸響起一路市電的呼聲，所以在一些電力條件優質的地方，數據中心與電網可根據實際情況適當采取一些的新合作模式，解決高冗余配置帶來的資源閑置問題。

　　再次，可以考慮將發電廠的電力直送數據中心集群。作為穩定且大量消耗電力的數據中心集群來說，這種方式可以減輕電網的負載，也能降低一定的過網費用，實現數據中心和電廠利益的最大化。

　　最后，數據中心的綠色化發展，應進一步加強相關技術研究、測試評估、節能改造等工作。通過應用新技術、提高管理能力，不斷降低數據中心的運行PUE，從而提高數據中心的能效和綠色等級，持續促進“數網協同”的健康發展。