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产业动向

2019.06.03
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[ICT]韩国电力产业和智能网格的政策动向
回顾电力产业的开始、发展与局限

        1882年9月4日下午3点,在纽约拉开电力产业的历史帷幕。据透露,世界上最早的商业发电站“皮埃尔大街站(Pearl Street Station)”拥有6台发电机,82家客户400个灯泡。据此,改变世界的电气能源商业化正式开始。五年后,电气能源被带到首尔。在首尔景福宫内的干清宫门前设立国内最早的电灯,从而开启了韩国电气历史。

        这之后,电力产业持续为世界带来光明,并不断普及。生产、输送“电气能源”的电力系统成为20世纪最伟大的理工科成就。电气本身就是一种革新,电气被广泛使用后,数十个产业也发生变化。

        但相反,电力产业并不像它被发明的那个时候,没有经历长时间的强劲革新。虽然持续不断改善,但不存在飞跃性、破格性的改革。电力产业其规模和复杂性不断壮大,成为人类制造的最大机械装置。电力系统历经多个时代,其体系出现局限性,据此改革成为当务之急。

        首先,电力系统是在“供给需求不同”的前提下构成和运营的。电力需求量一定化,同时根据事前被决定和变化周期长的收费制度,决定按照使用量来支付电费。但,这样的哲学天生存在局限性。

▸ 快速负荷跟踪和大规模能量备用等有余需求量会招来无效率的发电燃料使用和浪费,引起构筑强大系统。
▸ 电费具有被固定的原有特性,这会带来能源储藏、客户自备(小规模)发电设备的普及等,影响发电。
▸ 客户与供给体系被孤立的问题造成短期停电、长期国内供给不正常化等。

       另外,还有个问题就是持续可能。电气生产占地球温室化原因的30%左右。电气燃料—化石燃料是主因。脱碳素化是时代要求,追求应用及普及电力系统中心的发电资源—再生能源。再生能源不适合原有的电力系统。这主要是因为电力生产的不确实性和间隙性。


智能网格:应用ICT技术,构筑聪慧电力网的构想

        解决这一问题的解决方案是应用ICT技术,构成、运营聪慧的电力系统,含有这一前景的总体性概念就是智能网格。从某种意义上来看,电气商化可被看成是促进实现、发展ICT产业,如今ICT领导电力产业革新,其球心就是智能网格。

        把ICT产业适用到电力产业上的构想上,是从电脑被活跃地应用到工作现场的1990年开始的。全世界所有电力公司设有从事通信的部门和员工。但,这个不是单纯地使用ICT,而是综合整个系统,就像所提到的那样,构筑聪慧的电力网的构想是从21世界初开始有的。

        代表性来看,21世纪初在美国EPRI通过“Intelligrid program”,在美国、法国、日本等多国专家的合作下,提出有关电力系统体系的建议。差不多时期,在欧洲凭借有效扶持再生能源普及的概念,运营智能网格项目。韩国从2005年开始在有效应用电力系统的观点上,实施电力IT项目。相对于近来有效受用耳濡目染的需求资源、电力汽车、再生能源等各种能源资源,把通过ICT来有效、安全运营送电、配电系统等视为目标。


2009年~2012年:实施智能网格政策和建立体系

        韩国是从2009年开始正式推进智能网格的。树立国家层次的《智能网格构筑计划》,正式推进智能网格,并为实现这一目标,成立韩国智能网格协会和智能网格项目团。2010年1月制定智能网格国家蓝图,提出可奠定“低碳素绿色增长”基础的政策前景、智能型电力网、消费者、运输、新再生、服务等五大促进领域和战略。

        2012年6月,树立《第一次智能型电力网基本计划》,以建设各7个广域地区据点城市为目标,提出电力、制度改善、技术开发、基础建设等四个领域的16项政策课题。


<表 1> 2010年智能网格蓝图各领域促进目标

2010年智能网格蓝图各领域促进目标
各阶段
促进方向
第一阶段(2010~2012) 第二阶段(2013~2020) 第三阶段(2021~2030)
构筑与运营实证园区
(技术验证)
扩大广域单位
(消费者方面的智能化)
完成国家层次工作
(整体电力网智能化)
智能型
电力网
▪ 智能配电运营系统
▪ 智能型电力设备试验认证
▪ 数字变压站
▪ 智能型配电
▪ WAMS1)、WACS2)
▪ 智能型电力仪器
▪ 智能网格综合工程
▪ 能源咨询
智能型
消费者
▪ HAN3)
▪ 用户网站
▪ 智慧型电表
▪ 智能家电
▪ 环保家庭
▪ HEMS4)
▪ 绿色环保大楼
▪ 绿色环保 IDC5)
▪ 环保工厂
▪ BEMS6)
▪ FEMS7)
▪ AMI应用系统
智能型
运输
▪ 电池、BMS8)
▪ 动力系统(马达、交换器等)
▪ 充电基础设施
▪ 小型 EV
▪ 用于V2G的PCS9)
▪ V2G 系统
▪ 移动 AMS10)
▪ 中大型 EV
▪ EV VPP
▪ Advanced EV 系统
智能型
新再生
▪ 连接新再生发电的安全装置
▪ 低压微网格的运用仪器
▪ 小规模储藏电力转换仪器
▪ 连接大规模新再生发电的稳定化装置
▪ 配电级微网格运用仪器
▪ 中大容量储藏装置电力转换仪器
▪ 智能型新再生发电连接设备
▪ 微网格系统
智能型
服务
▪ RTP示范项目
▪ 需求资源管理项目
▪ 实时 DR11)市场
▪ 智能型电力市场
▪ 电力衍生商品
▪ 综合电力市场
▪ 国家之间的电力交易

来源:《智能网格国家蓝图》,知识经济部,2010年1月25日


对《第一次智能型电力网基本计划(2012~2016年)》的评价

        评价认为,在扩大建设智能网格基础设施,普及再生能源、ESS、电力汽车充电站等领域取得了一定的成果。

        此外,被认为最重要基础设施AMI的普及,随着通信技术的专利纷争,项目曾被中断,如今再次提上日程,推进普及。

        原有电力系统的特征是解决需求较低的弹力性问题,有效提高整体系统,创出新的附加价值,2014年11月投入获得期待的需求管理制度,2018年8月扩充原有4.3GW容量需求资源。考虑到大韩民国的整体发电量大约为100GW的实情,可推测4%的需要资源已被确保。

        但,并没有实现向众多消费者转达新价值的当初目标。由于投入的多种公共事业费制度、应用电力大数据等的市场设计、制度、基础设施等不足,在创出多种服务的方面存在一定的局限。尤其是,推进的实证项目“济州实证项目(2009~2013)”和“K-MEG项目(2011~2014)”因不适合实证对象、事后管理不善、适合制度制定工作不到位等理由,被评价并没有取得预期效果。总而言之,大部分基础设施构筑目标虽然达成,但在创出各种服务方面的结果并不理想。


《第二次智能型电力网基本计划(2018~2022年)》和韩国智能网格前景

        结束的《第一次智能型电力网基本计划》被认为是符合“实现供给者立场功能”的初衷。第二次智能电力网将从带动更多消费者可体验的实际性变化的意义上出发,树立可被称为“能源转换时代,组建消费者为主的电力市场生态系”的计划方向。

        据此,提出1)搞活智能网格新服务、2)组建智能网格体验园区、3)扩建智能网格基础设施和设备、4)建设智能网格扩散基础设施等四大政策课题。为此,政府计划投资比第一次多75%,即45,000亿韩元,营造新服务的创出基础和扶持创出民间新市场。

        最后,为成功实现第二次计划,认为改革相关制度是当务之急。虽然在适当的时期普及必要的基础设施也非常重要,但为实现被中断的电力产业的结构改编和新市场的创出,有必要实施实际性政策。在第二次计划结束的时点,期待能创出正规电力服务市场和出现以消费者为主的各种理解关系人员等。此外,迎合政府正在积极推进的能源转换计划,让电力产业超越基础产业的地位,升华成能自己创出附加价值的增长产业,目标中还含有岗位创出和增长动力等内容。


<表 2> 大韩民国政府的智能网格推进投资计划

(单位:亿韩元)

大韩民国政府的智能网格推进投资计划
分类 促进课题 第一次计划期间
(2012~2017年)
第二次计划期间
(2018~2022年)
1 搞活智能网格新服务 817 1,322
① 扩大各季节、各时间带的收费制 - -
② 改编扩大国民DR 59 228
③ 创出以电力大数据为基础的新项目模式 707 962
④ 投入、实施电力中介项目 51 132
2 组建智能网格体验城市 2,338 1,062
① 组建智能网格服务体验园区 2,338 1,062
3 扩建智能网格基础设施和设备 14,770 37,071
① 扩建AMI基础设施 4,838 11,413
② 实时构筑基础电力网运营体系 400 827
③ 扩建电力网ICT基础设施 9,532 24,831
4 建设智能网格扩散基础设施 7,537 5,283
① 加强民政政策合作工作网 - 5
② 各五大领域的技术开发与标准化 4,858 3,862
③ 扩建相互运用、标准基础 1,445 746
④ 扶持产业振兴与出口产业化 479 230
⑤ 加强消费者管理和个人信息保护 - 5
⑥ 培养融合型革新人才 755 435
整体合计 25,462 44,738

* 第二次计划期间政府/公共领域投资在预算审议过程中可能会发生变动。
来源:《第二次智能型电力网基本计划》,产业通商资源部,2018年8月


SunKyo Kim 副研究委员(理科博士) (sunkyo@kistep.re.kr)
韩国科学技术评价院 (KISTEP)


< 本文内容可能与KOTRA的观点和立场不一致。 >



1) WAMS: Wide Area Monitoring System (广域监视系统))
2) WACS: Wide Area Control System (广域控制系统)
3) HAN: Home Area Network (家庭通信网)
4) HEMS: Home Energy Management System (家庭能源管理系统)
5) IDC: Internet Data Center (网络信息中心)
6) BEMS: Building Energy Management System (大楼能源管理系统)
7) FEMS: Factory Energy Management System (工厂能源管理系统)
8) BMS: Battery Management System (电池管理系统))
9) PCS: Power Conversion System (电力转换系统)
10) AMS: Asset Management System (资产管理系统)
11) DR: Demand Response (需求反应)

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