电网智能化从电力调控输配入手 美国加州推智能电线

　　2009年美国总统奥巴马高调宣布，复苏方案中将包括出资34亿美元投注智能电网，从此激发智能电网成为全球电业的热门话题。智能电网的部分需求来自于整合可再生能源，但其意义远超过于此，奥巴马及全球各国政府推动智能电网，主要因应过去传统电网老旧、无效率、调控工具不足、稳定性不佳，希望建立新的智能电力调控方式，不仅为了整合可再生能源，更是为了提高电网自动化程度，提升整体输配体系的效率、反应弹性、可靠性和安全性。

　　在市场需求下，智能电网相关的新创事业也如雨后春笋发展，许多都提出创新的解决方案，自乔治亚理工学院育成独立的新创事业智能电线电网(SmartWireGrid)，提出智能电线的概念，认为透过智能电线调整电力在系统间的分流情况，可以更有效率、更便宜的协助电网调度与智能化。

　　智能电线电网的主要产品是“电缆守护者”(PowerLineGuardian)，这个设备就如同变电器一样附挂在既有的电缆线上，只不过具有移动通讯能力，可以远端操作改变电阻，进而将过载输配线上的电力重新导向分配到电力网络的不同输配线上。另有下一代产品“智能电线路由器”(SmartWiresRouter)，此路由器应用更复杂技术，可将电力拉到尚有容量空间的输配线上，将于2016年初面市，无论是哪种办法，都能改善电网的稳定性。

　　智能电线电网最先是与美国田纳西河谷管理局(TennesseeValleyAuthority，TVA)合作测试先行计划，在20英哩长的161千伏特输电线上安装100个电缆守护者，2013年，在美国先进能源计划署(AdvancedResearchProjectsAgency-Energy，ARPA-E)举办的先进能源计划署高峰会上发布TVA测试结果，成为美国能源部所支持的早期研究计划成功案例之一。智能电线电网在A轮募资集资1，000万美元，B轮募资1，800万美元，并得到先进能源计划署400万美元资金。

　　同样在2013年，智能电线电网开始下一个测试计划，这次与乔治亚州电力公司合作，在2条115千伏特输电线上安装33个电缆守护者，持续运转16个月，结果于2015年1月发布报告，33个设备中只有2个故障，而它们成功的达成控制电力流向的预设目标，成效卓着，使得乔治亚州电力公司在2014年增设了1倍。

　　2015年3月，智能电线电网进军爱尔兰，与爱尔兰国营电力输配公司EirGrid合作测试计划;4月，加州最大电力公司太平洋瓦斯电力公司发布新的电力投资先导计划(ElectricProgramInvestmentCharge，EPIC)，将测试智能电线电网的电缆守护者对电网的功效。如今智能电线电网已经与全球25家电力输配组织合作，并有自信其产品在未来的动态电网时代将占重要地位。

　　能有效达成电网的稳定

　　智能电线电网的技术对发展大量可再生能源的地区，如德州西部以及美国西岸北部来说有重大意义，在这些地区风能的发展兴盛，但电网不愿为了支持风能馈电而扩充相对应电力传输线路的容量，结果是风能发电高峰时，输配容量不足以安全输送这些电力，反而是要求关闭部分风力发电机，造成能源浪费与风场经营业者的损失。然而，这其实是因为过去电网对线路上电力流动的调整工具不足，主要线路过载时，其实还有许多可用线路尚有相当多空间可供输电，应用了智能电线电网的技术之后，电力网络不需扩充输配容量，可将电力引导至闲置线路，即能充分应用发电高峰电力，可提高电网对集中式风能的接受度。

　　像智能电线电网这样的概念，只是众多智能电网解决方案相关技术之一，过去电网解决各种问题，受限于工具缺乏，往往以纯粹数量暴力解决：兴建更多基础建设，扩张输配容量，兴建更多电厂，但就在智能电网的呼声兴起时，许多相关技术也刚好逐渐成熟，不论是大范围的通讯技术、相关材料科学以及电力电子学都有长足的进展，能支持智能电线电网的产品面市。

　　同时，美国的电力网络与世界许多国家一样，已经逐渐老旧不堪使用，美国于2003年东北部大停电之后，有一段积极扩张输配网络建设的时期，但之后又停止投资，美国土木工程学会于2013年报告中将美国能源基础设施评为“D”级，并认为照这样下去，到2030年时会有高达370亿美元的能源基础建设投资缺口。爱迪生电力研究所(EdisonElectricInstitute)则认为，至2024年需投入606亿美元将电网现代化。

　　这些智能电网相关产业的创业时机可说是再好不过，这些产品有助于电网不用进行惊人的纯粹数量暴力投资，而是以更有效率利用资源的方式达成电网的稳定，如爱尔兰EirGrid之所以与智能电线电网合作，就是希望测试智能电线概念可以如何整合风能，并免去新建电缆线的投资。

　　智能电线电网的实际效果如何，尚待进一步扩大规模测试，不过，可以肯定的是，像这样的智能电网相关新创事业，在可见的未来内就会完全改变全球电网的样貌，过去的“恐龙电网”时代将一去不复返。