2009年以来,能源体系始终朝着智能化的方向发展,从智能电网到能源互联网,人们对未来能源供应模式的认识也在不断升级中。
与此同时,自2009年2月份开始,国际机构、美国和欧洲国家的业界力量也开始了从智能电网的流程和标准方面建造智能电网的体系。
参与制定标准的机构有很多,如美国国家标准技术研究机构(NIST)、美国电力科学院(EPRI)、美国电力电气工程师协会(IEEE)、国际智能电网联盟(GridWise)、智能电网互操作委员会(SGIP)、国际电工委员会(IEC)等。这些组织从不同方面推进了智能电网的标准设计,这些标准和流程研究具有普遍性。
而随着人们对智能电网认识的不断深入,在智能电网标准制定过程中面临着越来越多的挑战,很多组织都按照自己的想法来工作,很难达成共识。
Rid Schomberg是法国电力公司创新副总裁、国际电工委员会(IEC)智能电网战略小组主席,也是IEC PC118工作组的主席,近几年由于工作的需要经常往返于中国,他能脱口而出很多中国专家的名字,并对中国推进智能电网标准方面的工作给予了赞赏。
在接受专访时, Rid Schomberg表示,智能电网的标准体系应该从系统性思维考虑,IEC正在整合力量从系统层面制定智能电网的管理策略,已经联合ISO(国际标准化组织)和ITU(国际电信联盟)一起推动这项工作。
系统工程是一门艺术
问:随着电网技术不断发展,电网越来越智能化,与此同时,智能电网的标准化水平如何?
Rid Schomberg:智能电网的标准化非常重要,是解决电网复杂性的关键,而现在整个电力行业还无法全都依据标准来执行。2000年的时候,当时还意识不到智能电网的复杂性,人们认为智能电网标准应该是模块化设计,利用相同或不同功能模块的组合、互换就可以实现一个新功能,但实际情况却并非如此。到了2008年,电力公司的CEO、能源部门的决策者们突然意识到,智能电网是一个很复杂的系统,于是把标准化的制定提上了日程。正确理解标准也并非易事,实际上,标准并不是直接作用在设备上,它所起到的作用是管理设备如何工作。
我们需要用实际的想法和计划来管理标准的变革,也需要深入思考,定义新的路线图,找到关键的理念,推动已有标准的修订。事实上标准已经有很多,但由于制定时间不同,并不能联合起来应用,所以我们需要重新修订标准,使他们能够联合起来应用。这是一个漫长的过程,因为很多产品和设备都有相应的标准,厂商是不愿意改变的。
问:标准制定是一个很复杂的过程,需要平衡利益相关方的权益,制定标准时需要考虑什么?
Rid Schomberg:这又是另一个角度的问题了。首先,要以系统性思维决定去做什么,而不是单纯从设备设计的角度决定去做什么。现在我们正把系统工程应用到电力领域以及标准的制定中,这也正是IEC要做的,我们正在整合力量制定系统层面的管理策略,已经联合ISO(国际标准化组织)和ITU(国际电信联盟)一起推动这项工作,ISO负责信息、ITU负责通信、IEC负责电力技术等方面的工作,我们把这三者联合起来,利用系统工程的思维来探讨解决智能电网和智能能源的问题。
问:您为什么非常强调要用系统性的思维解决问题?
Rid Schomberg:我已经在IEC工作了10年,一开始我是TC45的主席,TC45是核仪器分技术委员会,负责核反应控制仪器和保护仪器标准的制定,在TC45工作期间应用到了系统工程的理念。系统工程很重要,也很有用,但真正有系统性思维的人却很少,因为这不是从学校里就能学到的,这需要你在实践中不断地练习,形成一种科学思维,将工作相关的各种组织有机地组织在一起,系统工程是一门艺术。
问:您之前在高校教过系统工程的课程,对培养电力专业人才有什么体会?
Rid Schomberg:是的,我以前在法国顶级的电力工程大学——法国高电(SUPELEC)的系统工程研究所作过导师,学校希望我开设一门系统工程课程,于是我创办了系统工程这门课,并且执教了6年。
青年工程师在学习具体的技术之前应该学习系统工程,这有助于培养他们的思维方式。系统思维训练是给你一个问题,然后你能深刻理解这个问题,并且可以提供多种方法来解决它,而答案并不是唯一的。
推动智能电网标准达成共识
问:智能电网是一个长期而庞大的系统工程,为了达到能源与信息的交互与融合,需要制定统一的信息和能源接口标准。我们知道您是IEC PC118工作组的主席, IEC PC118下设“智能电网用户接口”和“需求响应”两个工作组,秘书处设立在中国,成立PC118 工作组的初衷是什么?Rid Schomberg: IEC成立了很多技术委员会(TC,TechnologyCommitee),大概有150多个技术委员会,也包括很多技术分委员会(SC)。TC专注于一个专业领域的问题,每个技术委员会里都聚集了很多优秀的专家,关注非常有限范围内的特定问题。
需求响应和智能电网用户接口是与其他专业方向相交叉的研究方向。很多TC都声称他们在做需求响应的工作,但是很有限,于是我们成立了项目委员会PC(Project Commitee),PC118的专家们是由来自十多个TC的专家构成,PC将这些专家联合在一起进行工作,这也是TC与PC之间本质的不同。
PC118的成立是IEC发展中的一个重要战略。在2007年,IEC制定了第一个“智能电网路线图”,提出了10项重要决定,其中一项就是建立一个专门的工作组来连接用户和需求侧。这10项重要决定为智能电网的技术标准化起了很大的作用。
在推动这项工作中,还要感谢国家电网中国电力科学研究院的专家们,他们很有想法,也想做很多事情,所以他们提交了成立PC118的提案。
问:作为一个国际组织,组织协调大家一起工作是一件很不容易的事情。
Rid Schomberg:是的,国家电网公司邀请我来担任PC118的主席,要协调国际上的许多组织和机构,使他们达成共识,这是一个很大的挑战。比如在连接用户和需求响应这一领域,很多组织都会有不同的意见,5年之内,已经有互相独立的50多种提案了,每个组织都按照自己的想法来做,而不考虑其他组织的想法。我们要做的就是把所有能联合的力量联合起来,达成共识,共同研究出新的成果。当然,中国越来越强大,中国的专家们也在我们的工作中作出了越来越大的贡献。
大部分制定标准的人都是为了某个厂家或者某个咨询公司工作的,他们总是想要别人和他们达成一致。而我不一样,我代表的不是厂家,我是从绝大多数用户出发,提出专业的观点和价值,所以我可以很中立和客观。对于厂家,他们已经有自己的研发力量和平台了,所以他们担心一旦有新的标准出台会与他们现有的产品不兼容。所以在制定新的标准之时厂商往往会持有防范心理,他们希望自己的新产品可以变成标准。现在有很多国际化的大公司也普遍存在这样的心理。他们的确对国际标准本身很感兴趣,但与此同时,他们一直在保护他们的投资和产品。困难就在于,可能越来越多的厂家保护他们的投资和产品胜过于保护他们国家的利益。
问:在制定智能电网标准的时候会面临哪些困难?
Rid Schomberg: 智能电网目前还没发展成熟,所以智能电网标准不是针对一个现存的事物,而是针对一个未来的事物,需要把基于未来的产品或工程协调起来,这是很困难的。我们需要一个强大的组织来管理和处理这些过程,需要规划一条路径来推动标准的制定。 IEC是一个1906年成立的全球组织,制定了6000多个标准,有15000多个专家,有160多个国家委员会,特别是,IEC标准被世界贸易组织和联合国所公认,是降低国际贸易障碍的一种方式,这正是标准的价值,理解这一点很重要。现在,有很多组织负责制定标准,也有很多专家参与制定标准,就是看中了标准的价值。标准的价值就是共识的价值,其重要性甚至超过产品本身。
法国电力发展具有全局性思维
问:我们知道您担任法国电力公司(EDF)创新副总裁,法国配电网在电力调度自动化、智能电能表等方面的应用处于领先水平,您认为法国配电网有哪些关键的技术呢?
Rid Schomberg:事实上,系统工程是一个很重要的推动力量。法国电力的领先不是某一种技术的领先,而是由一个相互关联的整体而决定的。法国在20世纪70年代就已经意识到了这一点。当时法国为了减少对传统能源的依赖,决定建设核电站。
但核电的问题是反应堆一旦启动不可能随便关闭。因此在20世纪70年代法国决定发展核电时,同时做出另一项决定――将居民住宅中的热水器晚上10点开启,早上6点关闭。这意味着每天夜间用电低谷时,全国核电站发出的电都以热水的形式被存储起来,每天晚上存储的热量相当于20座核电机组发出的电量,大约占核电站总数的三分之一,从而起到了削峰填谷的作用。所以这其实就是某种程度上的需求相应(DR),这种负荷特性保证了核电站的运行。
在70年代,电能表还是机械式的,但是我们仍然可以控制它,控制信号不是一个时钟信号,而是一个触发信号,这实际上是一项很简单的技术,在法国已经用了40年。现在法国家庭都安装了智能电能表,能够自动发送信号启动和关闭热水器。
其实很多问题的解决不仅仅是技术问题,而是思维方式的问题。当我们有了全局性的思维之后,就可以有很多创新性的想法。法国电网很注重全局性的思维,可以允许大量的投资。由于法国电网的发展思路很清晰,投资者也很清楚未来的投资收益,所以他们有信心向电网投资,这也使得法国电网变得更加强大。与美国电网相比,法国电网在配电网上进行了很多投资,因此有更高的可靠性和供电质量。
问:法国的智能电能表发展情况怎样?
Rid Schomberg: 我们正在研发新一代的智能电能表,我们叫“LINKY”智能电能表。LINKY能与40年前的电能表兼容,除了同样可以发出信号触发电热水器之外,还有更多更加智能的功能。此外,我们也投资了先进的电力线载波(PLC)通信技术,我们叫G3,也就是第三代PLC技术。最初EDF研制了第三代PLC技术,后来已经成为了国际标准,由ITU发布,IEEE也发布了类似的标准。
所以, EDF的发展具有长远的全局性思维,这就为投资者提供了明智的投资选择。