何瑞华：智能电器是智能电网不可或缺的组成部分

 一、 对智能电网的总体认识与看法
       1.中、美智能电网的发展重点是由国情与自身特点决定的

       实际上智能电网的概念很早就提出了，美国总统奥巴马提出以后，引起了全球的广泛关注。每个国家发展智能电网的原因与重点不同，这是由自身特点与需要决定的。美国发展智能电网是由于电网改造的需要，加上遭遇金融危机，为了促进经济的发展，为企业提供巨大的商机，另外也有节能的需求，因此他们的智能电网重点是放在用户端，比如智能仪表怎样能够节电等方面的考虑较多。

       我国提出的概念是以特高压为核心的坚强的智能电网，这同样是根据我国特点出发的。我国水力、石油、煤等能源大部分集中在西部地区，风能资源可能也是西部比较丰富。西部发出的电用不掉，而用电主要集中在东部，输电距离少则二、三千公里，多则四、五千公里，这样的话，就需要通过特高压来输电，由于发展的需要，再加上国外对于超高压、特高压的相关设备、检测、标准也不够关注，因此近年来我国在这方面的水平在国际上已经处于领先。根据我们的特点，中国的智能电网是以特高压为核心的坚强智能电网。

       2.智能电网的概念应包含电器设备智能化

       电网是由发电、输电、变电、配电、用电五部分组成的，缺了哪个环节都不能称之为完整的电网。电能大部分是在用户端消耗掉的，过去低压电器有统计数据，80%以上的电能是通过低压电器传输消耗掉的。电器行业也有统计数据，57%的电能是通过电动机消耗掉的，当然还有一部分在高压端消耗掉了。既然这么多电能大部分是在低压侧消耗掉的，而大部分又是通过低压电器传输消耗掉的，如果说不关心用户端的电网情况，忽略这部分的节能与能量管理，那么这样的智能电网在意义上是不够完整的。

       目前对于智能电网的定义有很多说法，比较多的说法是物理电网加上先进的信息与控制技术。我个人认为上述定义还不能完整揭示智能电网的深刻内涵。至少应加上电网里主要的电气设备，包括发电、变电、输电、配电、用电主要设备应该都是智能化的，这样的电网才能成为真正的智能电网。当然有人也许会说把先进的信息与控制技术运用到这些设备上就是智能，但是这样的说法我认为不确切，我想说的是，现在的信息与控制技术，很多自动化工作者都能做，但不是说把这些技术用到电网中，电网就变成智能电网了。如果电气设备不是智能化的，只讲智能控制，那么这个智能电网的智能化功能将是非常弱的，至少功能是非常不完备的。所以我认为智能电网是物理电网加先进的信息技术的说法还不够完备，至少应该涵盖这样的理念——电网里发电、变电、输电、配电、用电的主要设备（如发电设备、变电站、高压开关设备、低压开关设备、低压成套、仪表、计量等设备）应该是智能化的，这样的电网才是真正意义上的智能电网，如果仪表不是智能化的、低压电器还是老的传统的低压电器，能构成智能电网吗？不能。

       3.智能电网的推进应注重用户端工作

       我国的智能电网是由国网公司负责，作为一个垄断、强势的机构，承担这一任务是非常合适的，但我认为现在的问题在于他们如何像关心特高压电网一样关心电网用户端，现在正在制定的许多标准、规划可能主要还是集中在输、变电方面。很多示范工程已经开工，而我们国家自己研制的电器设备用得不多，现在用的电器设备大多是国外厂商的产品。实际上，我国智能电器发展已经跟上世界发展潮流，基本上能满足智能电网示范工程的要求。

       9月份在温州举办的“技术进步与智能电网高层论坛”上，有人曾提出智能电网应该自上而下还是自下而上建设？我认为这个问题特别好。美国肯定是自下而上，而中国呢？当时有人提出应该自下而上，电科院的总工印永华说应该上下结合，我认为上下结合非常好，但是我担心实际操作时只关心“上面”的事情，不关心“下面”（用户端）的事情。

       关于这方面的工作我们上海电器科学研究所（集团）有限公司还是很主动的，我们向上海市政府领导和有关部门进行了多次汇报，对于上海市而言，超高压、输电肯定不是重点，上海市关心的重点是智能化变电站、电力储能、新能源系统，以及智能电网用户端。我们在上海参加了几次座谈会，总裁陈平、相关专家和电器分所尹所长等都详细介绍了我们在用户端做的大量工作，市里领导都很重视。集团公司高层领导还组团到北京电科院进行交流，希望在他们的统一领导与规划下，做好智能电网用户端的工作，相互结合，将智能电网低压领域的规划和标准列到总的规划和标准中去。这方面的工作很关键，如果现在不做，将跟不上智能电网总体发展要求。

二、 低压电器企业要能提供智能配电网和用户端整体解决方案与关键智能低压电器才能在智能电网时代具备竞争力
       首先，谈到智能电网发展对低压电器行业的影响问题，我们已经讲了很久，过去做低压电器都是单一产品，很少从系统角度去考虑，而国外大公司发展低压电器首先从系统角度考虑，否则在应用时会有很多问题。因此随着智能电网的提出与发展，低压电器企业和工作者更要意识到今后低压电器的发展首先要从系统发展的角度去考虑，要把这个概念牢固地树立起来。

       第二，不能只提供单一产品，要能够提供系统整体解决方案。我们看国外大公司，比如西门子很早就有关于控制系统整体解决方案，施耐德在配电、控制领域也都有解决方案，他们接到工程以后，从系统到所有配电、保护、控制的元件，从强电到弱电都能解决。而国内企业通常都是单打独斗，这样是存在问题的，最终导致没有能力去竞标工程。特别是将来智能电网实施以后，电力系统网络化了，如果企业只能够提供单一元件，不能提供完整解决方案，那么这个企业在未来市场竞争中是没有竞争力的。

       第三，除整体解决方案外，还能提供关键的、主要的智能电器产品，产品必须是高水平、有自主知识产权的，这样才会有竞争力。系统解决方案很多企业都能做，但如果除了系统解决方案外，没有关键的、有特色的元件，那么竞争力是不强的。

       三、 智能电网将为我国第四代低压电器产品推广提供契机，反之新一代产品推广亦能提高智能电网可靠性

       我国第四代低压电器产品首先要有这样几个特点：性能上是国内领先的、国际先进的，部分指标还要是国际领先的，通俗讲就是要与国外当代产品达到同等水平。不只是性能指标相近，还要将最近几年低压电器相关的新技术运用到新一代产品中。通过新技术的应用，来提高产品的性能，而不是在原来产品的基础上改进、完善、吃余量。目前，很多企业都在第三代产品上进行改进，我们知道改进也能提高性能，但从某种程度上来说是在吃余量，这会影响产品可靠性。

       我们的DW45为什么推广那么好？主要是非常可靠。而新一代产品不是通过改进老产品来提高指标，是通过新技术的应用来提高，可靠性要比上一代产品更高，在设计时就考虑到了这些问题，言下之意就是现在新产品就能达到这样的水平，并有较高可靠性，这样新一代产品性能将来还有进一步提高的空间。新一代产品除性能先进外，还有很多新功能的加入，如低压断路器，我们现在提出全范围带选择性保护，就是全新的概念，这是一项新技术，对于配电系统是一次重大的飞跃。原来的选择性保护是局部的选择性保护，通过短延时来实现，如果超过短延时电流就难以实现选择性保护。我们现在提出的是全范围，包括全电流范围都能实现选择性保护。还有系统范围，目前终端在配电系统因为没有带选择性保护的开关，难以实现有效的选择性保护，现在我们第四代产品有了带选择性保护的小型断路器，把选择性保护的范围从一般的配电系统扩展到终端用户，是全范围、全区域的选择性保护。这就要用到很多新技术，如区域选择性联锁技术。当系统发生故障时，首先要判断短路故障位置，然后短路位置断路器迅速断开，同时向上级断路器发出闭锁信号，最终目的就是由发生短路故障处的断路器跳闸，其他断路器闭锁，确保短路故障限制在最小的范围内，防止越级跳闸。这样可以大大提高供电的可靠性，另外，新技术采用后，200ms就能实现整个选择性保护。它使低压断路器短时耐受电流要求明显降低，有助于断路器分断性能进一步提高。同时，能有效降低低压成套设备直至系统的热稳定要求，对成套设备与系统小型化、节材、节能有很大的好处，性能还可以进一步提高，这就是我们所讲的新技术运用的效果。

       第四代产品除上述要求外，特别强调产品自主开发、具备自主知识产权。过去产品的研发可能仿制的成份较多，我们这一代产品要彻底摆脱以仿为主的状态，要强调自主开发、自主创新、自主知识产权，所以这一代产品不仅要有很多新技术的应用，同时在结构上有很多创新。结构创新不仅是过去经验的积累，主要是采用了很多先进的设计技术，比如仿真与先进的测试技术，它为自主创新、结构创新创造了条件，因此这一代产品与前三代产品有很大差异。

       与此同时，第四代产品在智能化的功能方面将进一步完善，特别是现在提出智能电网以后，对智能电器的要求更加高了，我们的产品要完全适应智能电网要求，智能化功能要比以前的产品更加强大，还要考虑环保、节能等因素。因此要求第四代产品是高水平的、比原来产品有较大跨越的、也是符合智能电网要求的产品。

       谈到第四代产品的推广问题，由于技术水平先进，相应产品成本也较高，因此研制单位都在担心其推广问题。现在智能电网为新一代产品应用提供了契机，新产品成本虽然较高，但能够更好地适应智能电网的要求，对提高智能电网功能及运行可靠性有更现实的意义，它给新一代产品的推广带来很好的机遇。

四、 智能电器标准配套要跟上智能电网发展的脚步
      提出智能电器的概念已经二十多年了，我们在80年代中期看到国外关于智能电器的概念，当时很快就意识到电器的智能化可能是低压断路器的发展方向。到上世纪90年代初，我们开始研发智能型万能式断路器、智能型塑壳断路器，并在90年代后期很快推广。但什么是智能电器？到现在为止标准没有提到智能电器的名称、定义。断路器标准里只提到带有电子元件的断路器应该增加哪些试验，主要是EMC实验。当时我提到智能断路器应该具备五大功能：保护功能、测量功能、故障记录与显示功能、内部故障自诊断功能、通讯功能，但实际上对于智能电器应该附加的功能及相应的试验都没有相关标准规定。随着智能电网提出以后，既然称之为智能电网，其中的电器设备就应该是智能电器，应该达到智能电器的要求，要经过相关标准的考核，所以相关标准的制修订必须跟上去。

       2002年IEC/17B曾经在北京开会，我参加了那次会议。当时有人提出一个问题，可通信低压电器的标准怎么处理？当时虽然没有深入探讨这个问题，但有位专家当时提及无非有两种处理办法，一是制订一个可通信低压电器的一般要求；另一种办法是在原来的产品标准上增加一个附录，提出可通信产品的附加要求。到现在为止，还没有相关举措。智能电器不只是具备通信功能，还有其他很多功能。现在，智能电网提出以后，又增加了许多新的要求，比如预警功能、自愈功能、能量管理功能等等，这些功能的具体要求是怎样的？怎样进行考核呢？针对这些问题的相关标准必须要跟上，这个任务就落在低压电器的科技工作者身上，作为我所这样一个研究部门更应该去关注它。

五、 电科所在用户端做了大量工作 争取使智能电网的发展能够上下结合
       我国智能电器的发展已近20年，可通讯电器的发展也将近10年，我第一次提出发展可通信低压电器是在98年有200多人参加的大型行业会议上，当时我代表电器分所发表了题为“我国低压电器现状与发展趋向”的报告，就提出可通信电器的概念。99年我们在行业中提出将可通信电器作为我国第四代产品的特征之一，从2000年就开始开发可通信低压电器，到现在将近10年。可以说我国智能电器、可通信电器的发展跟上了世界发展的潮流，我国第三代低压电器主要产品已经实现了智能化、可通信，当然这些功能还要进一步完善、加强。我们还研发了相关智能配电与控制系统——3S-Net，但是推广不够理想。一是相关标准不完善，第二是行业分割问题，元件与成套行业想法各异，网络化不能只是在低压电网，还要与中压系统连网，但各个行业很难统一思想，大家所用的网络也不一样，形不成合力，造成配电系统网络化进程不快。

       现在发展智能电网，要求网络化，一旦网络化以后，产品必须要智能化、可通信，对于智能化、可通信电器肯定是很好的发展契机。但是我们还是要在国网公司的统一规划、统一标准下统一实施才可能做好，因此还要主动地做很多工作，争取让国网公司更加关注用户端。事实上我们已经做了大量的准备，具备了基本的条件，可以按照智能电网要求进一步完善。随着智能电网的建设实施，加上我们原来的基础，伴随第四代产品的不断推出，我认为我们的前景是非常美好的。