1.2.3 欧洲

与全球其他区域主要由单一国家为主体推进智能电网建设的特点不同，欧洲智能电网的发展主要以欧盟为主导，由其制定整体目标和方向，并提供政策及资金支撑。欧洲智能电网发展的最根本出发点是推动欧洲的可持续发展，减少能源消耗及温室气体的排放。围绕该出发点，欧洲的智能电网目标是支撑可再生能源及分布式能源的灵活接入，以及向用户提供双向互动的信息交流等功能。欧盟计划在2020年实现清洁能源及可再生能源占其能源总消费20%的目标，并完成欧洲电网互通整合等核心变革内容。

欧洲智能电网的主要推进者有欧盟委员会、欧洲输电及配电运营公司、科研机构及设备制造商，它们分别从政策、资金、技术、运营模式等方面推进研究试点工作。预计在2010年至2018年期间，欧盟对智能电网的总投资额约为20亿欧元。

1.技术特点

欧洲的经济发展水平较高，其网架架构、电源布点、电源类型相对完善，负荷发展趋于平缓，电网新增建设规模有限，其面临的主要问题有两个：一是各国电网运行模式不同，国家间电网的互连需要解决一系列问题；二是面临大力节能减排、发展低碳经济以满足《京都议定书》环保目标的要求。因此，欧洲的智能电网建设更加关注可再生能源和分布式电源的接入，提高供电可靠性和电能质量、完善社会用户的增值服务。

欧洲智能电网发展的主要特征有以下几个。

（1）灵活：满足社会用户的多样性增值服务。

（2）易接入：保证所有用户的连接通畅，尤其是可再生能源和高效、无二氧化碳排放（或排放量很少）的发电资源要能方便地接入。

（3）可靠：保证供电可靠性，减少停电故障；保证供电质量，满足用户供电要求。

（4）经济：实现有效的资产管理，提高设备利用率。

欧洲智能电网的研究重点在于研发可再生能源和分布式电源并网技术、储能技术、电动汽车与电网协调运行技术，以及电网与用户的双向互动技术，从而带动欧洲整个电力行业发展模式的转变。

2.发展进程

欧洲智能电网的兴起主要是由于大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。

2002年5月，欧盟批准了京都议定书。根据该议定书，到2020年，欧洲必须减少CO2的排放量20%（以2000年的排放量为基准）。因此，欧盟必须进一步采取节能措施，包括在用电、配电领域大量采用智能技术。

2004年，欧盟委员会启动了相关的研究与建设工作。

2005年，欧盟提出了类似的“Smart Grid”概念。

2006年，欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》明确强调欧洲已进入一个新能源时代，智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

2007年，欧盟委员会发布了最新的第七框架计划（The7th Framework Programme，FP7），其执行期为2007年1月到2013年12月，旨在使欧洲经济成为最富活力、最具竞争力的经济体。该计划包括10个子项目，其中能源和环境（气候变暖）这两部分和电力工业的发展息息相关，将直接影响电力工业的变革。

2008年年底，欧洲公用事业电信联合会（Utilities Telecom Council，UTC）发布了一份名为“智能电网——构建战略性技术规划路线图（Smart Grids：Building a Strategic Technology Roadmap）”的报告，以帮助公用事业公司做充分的规划准备工作，进而更好地制订智能电网发展计划，达到实现智能电网发展的目标。在智能电网的发展进程中，欧洲已经有大量的电力企业在开展智能电网建设，其内容覆盖发电、输电、配电和售电等环节。

2009年年初，欧盟在有关圆桌会议中进一步明确要依靠智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。欧盟委员会继续积极致力于推动智能电网建设，它还号召其成员国利用信息与交流技术提高能效，应对气候变化，促进经济恢复，并强调智能电网技术可以帮助欧洲在未来12年内减排15%，这将成为欧盟完成2020年减排目标的关键。同时，在2011年4月中旬，欧盟委员会发布了一份名为《智能电网：从创新到部署》的通报文件，在该文件中确定了推动未来欧洲电网部署的政策方向。

2011年12月，欧盟委员会发布了“2050能源路线图”，提出了到2050年碳排放量比1990年下降80%至95%这一目标的具体路径。欧盟将通过4种路径的组合来实现这一目标：提高能源利用效率、发展可再生能源、核能使用及采用碳捕捉与储存技术。

3.主要研究与实践活动

欧洲电力工业联盟为欧洲未来10年的智能电网建设描绘了指导性的蓝图。该蓝图将智能电网的建设分为10个步骤，其中多个步骤密切相关，需要同时（非分别）实施。这10个步骤可归纳为3个发展阶段：第1个阶段是国家和欧盟层面的实施支持阶段，包括法规的制定和市场模式的开发，标准化进程及对可行项目的测试；在此阶段基础上，进入第2 个阶段，即建设阶段，旨在成员国大规模提供“智能网络管理”和“智能综合发电”功能；最后是商业化执行阶段，在此阶段，商业机构将提供新业务。

为了推动智能电网从创新示范阶段转向部署阶段，欧盟委员会将采取以下行动推进完善标准体系的建立：制定欧盟层面的通用技术标准，保证不同系统的兼容性（任何连接到电网的用户都可以交换和说明可用数据，以优化电力消费或生产）；向欧洲标准化组织提出一项指令，要求其制定并发布欧洲和国际市场快速发展智能电网所需的标准体系，而且首套智能电网标准体系应在2012年年底前完成；继续推进用户端设备尤其是智能电表的安装工作，并进一步促进技术创新。

要达成智能电网容纳20%可再生能源的目标，最大的制约是可再生能源的间歇性和对电网安全的冲击性。2010年，以英、法、德为代表的欧洲北海国家正式拟定了可再生能源超级电网计划，即在未来10年内建立一套横贯欧洲大陆的电力系统，将电池板与挪威的水电站连成一片，从而发挥不同特性电源间的互补优势；还可接入北非的太阳能电场，从而加强欧洲大陆的电力供给，并有助于提高可再生能源的安全性和可靠性。欧盟智能电网建设的10个步骤如图1-2所示。

总体而言，欧洲的智能电网建设是以英、法、德等国家为主要代表的，其他国家起辅助作用。各国都在充分考虑本国实际情况的基础上，积极按照欧盟委员会的统筹和部署开展智能电网的相关工作。以下将对几个主要国家分别进行详细阐述。

1）英国

为落实2009年出台的《英国低碳转型计划》国家战略，2009年12月，英国政府首次提出要大力推进智能电网的建设，同期发布了《智能电网：机遇》报告，并于2010年年初出台了详细的智能电网建设计划。英国煤气电力市场办公室从2010年4月起的5年内将共动用5亿英镑进行扩大规模的实验。英国政府也正在支持一些领域的匹配性发展，其中包括投资3000万英镑的“插入场”框架，以支持电动汽车充电基础设施的建设。

英国目前已经或即将开展的工作如下。

（1）加大力度安装智能电表。据英国能源和气候变化部透露，2020年前，英国家庭正在使用的4700万个普通电表将被智能电表全面替代，这一升级工程预计耗资86亿英镑，在未来20年英国或可因此受益146亿英镑。

（2）组建智能电网示范基金。英国在2009年10月和2010年11月分别为智能电表技术投入了600万英镑科研资金，资助比例最高可达项目总成本的25%。此外，英国煤气电力市场办公室还将提供5亿英镑，以协助相关机构开展智能电网试点工作。

（3）规范智能电网产业运作模式。智能电网将由政府全权负责，智能电表则按市场化经营，但所有供应商必须取得政府颁发的营业执照。

英国已制定出“2050年智能电网线路图”，并开始加大投资力度，支持智能电网技术的研究和示范。

第一阶段（2010年—2020年）：进一步加强智能电表的研究和部署工作，通过智能计量系统对各地区的需求进行积极响应，以达到促进需求侧发展、系统优化、资金规划和固定资产管理的目的。

第二阶段（2020年—2050年）：大量发展分布式能源和清洁能源，同时增加智能家居、智能家庭、嵌入式储存和分布发电及虚拟电池的应用，并通过智能设计和强化电压设计等提高整个电网的自动化、智能化和控制力。

2）法国

法国是能源资源相对匮乏的国家，其石油和天然气储量有限，煤炭资源也已趋于枯竭。鼓励发展可再生能源及智能电网，提高可再生能源在能源消耗总量中的比例，已成为法国政府在制定相关政策时优先考虑的问题。同时，法国政府还通过征收二氧化碳排放税及承诺投入4 亿欧元资金用于研发清洁能源汽车等措施来促进其智能电网建设工作的开展。

法国计划到2020年，风电达到20GW，比目前提高300%，因此，推进智能电网建设以更好地消纳清洁能源是其未来的工作重点。

根据法国能源监管部门提出的10年计划，从2012年1月开始，所有新装电能表必须是智能电能表；到2014年年底，50%的电能表必须与自动抄表管理系统相连；到2016年年底，95%的电能表必须与自动抄表管理系统相连。法国配电公司计划在全法国更新替换3500多万只电能表，目前已启动在两年内更换30万只电能表的试验工程，预计可降低管理线损0.75%。

3）德国

在德国，很少使用“智能电网”这个名词，而是使用了“E-Energy”一词，它翻译过来就是“信息化能源”。为推进“E-Energy”的顺利进展，德国联邦政府经济和技术部专门开设了一个网站，用来公布信息化能源的进度，向公众宣传信息化能源建设的益处。

2008年12月以来，德国投资1.4亿欧元实施“E-Energy”计划，即在曼海姆、库克斯港、哈尔茨、莱茵-鲁尔区、卡尔斯鲁尔和斯图加特6个试点地区分别就未来能源供应状况、新型的太阳能和风能预测系统、微型热电联产机组、减少排放、智能电表进行智能电网实证实验。该计划的目标是建立一个基本上实现自我调控的智能化电力系统，打造更为高效的德国电网。

德国智能电网的发展方向有以下几个。

（1）确立发展清洁能源的长远目标。德国计划在10年中加倍扩大可再生能源比例至35%。截至2010年年末，太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、水力发电5项可再生能源的开发利用已经占德国全国总电力消耗的16.8%。

（2）利用先进的储能技术大力发展太阳能和电动汽车产业。德国在太阳能热利用和光伏发电领域处于世界领先地位。截至2010年年底，德国的太阳光伏（PV）电池板装机总量达到17300MW。另外，德国利用其在传统汽车行业的技术优势大力发展了电动汽车产业，德国政府已明确表示要在未来10年内成为世界电动汽车的引领者。

（3）积极推进信息技术与能源产业的结合工作。德国当前正在利用计算机技术调配各种可再生能源的供给，其效果从目前来看是非常理想的。

4）意大利

意大利在智能电能表推广方面投入很多。意大利电力公司的自动抄表管理系统从2001年开始实施，至2008年已累计安装了3180万块智能电能表，覆盖面达到95%。

该系统在2008年共进行了2.6亿次远程抄表，1200万次远程管理操作，大大提高了电力公司计费管理工作的自动化水平。据工程估算，安装一块智能电能表需要耗费70欧元（包含相关后台系统和安装调试费），则总计需投入21 亿欧元。采用该系统后，实际管理线损由3%降至1%，电力公司每年可因此节约5亿欧元的运营成本。

5）丹麦

丹麦很重视风电等可再生能源的开发和利用，并对智能电网、电动汽车及其相关技术进行了大量研究。

（1）智能电网实证实验。

丹麦电力公司于2009年12月启动了一项旨在实现智能电网的实证实验。通过使用智能电能表，可构建实现用电量“可视化”及住宅内照明设备远距离控制等的家庭能源管理系统（Home Energy Management System，HEMS）。

丹麦电力公司目前正在丹麦的洛兰岛（Lolland）使用海洋上设置的风力发电机进行实证实验。现已安装75台风力发电机，其发电量相当于整个洛兰岛用电量的150%。该实证实验利用风力发电机提供的电力来产生氢气，并以氢气来驱动燃料电池。

（2）电动汽车与电网互动（Vehicle-to-Grid，V2G）计划。

EDISON研究集团是设在丹麦的旨在发展大规模电动汽车智能基础设施的组织，其成员包括DONG能源公司（丹麦最大的能源公司）、地区能源公司Oestkraft、丹麦技术大学、西门子、Eurisco和丹麦能源协会，部分经费由丹麦政府资助。该集团计划研发智能技术并在丹麦博恩霍尔姆岛（Bornholm）运行。该岛上有4 万居民，其能源结构的特点是风能占很大比例。另外，博恩霍尔姆岛正在尝试用电动汽车取代其所有燃气动力汽车，这使得小岛成为实验智能电网技术的绝佳场所。

V2G计划的目的是利用电动车的电池储存风电厂的富余电能，当风力减弱时时可以将这部分能量反馈回电网。为此，岛上的电动车安装了专门用于储存风力发电而不是驱动汽车用的电池。将电动车接入电网，由电池存储电网无法消纳的电能，之后这些电能可以被用于家庭或电网。这一概念可以使博恩霍尔姆岛更好地利用其风力发电资源。目前该岛20%的电力来自于风力发电机，经过努力，这一比例可以提高到40%。

（3）燃料电池试点控制工程。

虽然丹麦的风电比例很高，但由于风电的不可预测性，所以电网面临着安全分析难度大、准确度低的问题，同时容易出现高压电网远端故障导致本地发电机跳闸等现象，而且故障后恢复过程复杂及恢复时间较长。为了提高电网的可靠性，2005年丹麦开展了“燃料电池试点控制工程”的研究，以验证燃料电池技术在电网可靠性提高方面的效果。