劉建明：智能電網下的萬物互聯

中國進入到了大數據時代

也進入到了的智能時代

中國的電網設施，在信息科技的配合下

將建成覆蓋上億人的智能電網

在未來，智能插座省下巨額電量

全國供電系統一體化

更快、更安全的智能電網

將人類帶入一個的電力時代

劉建明：

原國家電網公司科技部主任

中國電力信息通信領域學術帶頭人

智能電網是什么？

可能很多人都有過這種的經歷，就是去買電。我們以前是怎么買電呢？是買個電卡，每次用完電以后把那個電卡插一下，緊接著趕快再到銀行再買一次電。當然了再早的時候是發個小本本，每次你用完電以后抄在上面，然后跟供電局一起來結算。

這種方法是不是特別麻煩？智能電網的發展已經顛覆了這種方式了。就是你只要用手機你就可以操作。我不知道咱們在座的有沒有用過掌上電力這個軟件的？

現在在北京市已經有30萬人使用這個軟件，就是你只要在掌上電力上應用一下，你就可以把家里的電表充上字，你在快沒有電的時候趕快看一眼，你可以知道每個月的用電情況。我們以前沒有智能電網的時候就很麻煩。

我一個朋友告訴我說有一天，夏天傍晚的時候，他們家停電了，銀行都關門了，滿大街的找地方充電，后也沒充上。他對這件事情耿耿于懷，他告訴我說以后一定要吸取教訓，每次充完電以后，我都趕快到銀行去排隊，把這卡充上。那天晚上，他就用的蠟燭。

智能電網的發展顛覆了我們原來傳統電網方式。以前電網通過發電、輸電、變電、 配電到用電，但是智能電網發展后，發電已經改變了。改變成什么方式？改成個圓的，就是你每一戶每一家你都可能發電。不一定這個電就是從電廠發來的，不一定這個電就是從水電站發來的。但是現在還是以那個發的為主，以后的智能電網的話就是個圓的，就是任何一個都可能發電，你可能你這家的電你就可以送給隔壁，可能這個小區發的電就可以送到下個小區。

智能電網和互聯網非常相似，我們知道現在講互聯網+，國務院剛剛有個互聯網+的行動計劃，在互聯網+行動計劃里的第四部分專門提到了互聯網+智慧電網，互聯網很多的特性、很多的本征都在智能電網上體現，比如說公平 、互動、穩定、可靠、高速等等。

那么我們的工作是什么呢？就是把傳統的電力系統和信息通信技術融合起來，為我們改造或者我們建立一個新的電網，這就是智能電網。

我們國家有一些特別的情況，我們國家三分之二的消費都集中在華東、華中，華東這片消費比較大，用電量比較多。我們國家的三分之二的煤炭、光伏和風能都集中在西北部或者在西南部，我們水電也大部分集中在西南部，所以這種長距離的送電一直是困擾我們的一件事情。

前些年，隨著智能電網的發展，我們把西部的這種風能、光伏送到東部來，送到東部的應用，這個就需要一個長距離的輸電，那么就需要安全的穩定的送過來，中間的調度、控制需要什么呢？需要一個信息通信的系統。這是我講的信息通信系統。

高速電纜怎么做？

我從郵電大學畢業以后就從事電力系統的工作，我一直想著把信息和通信和電力系統結合在一起，如果信息通信系統結合得不好會出現什么情況？這是美國8?14大停電的時候前后的一張圖，在停電前，左側的圖是非常明亮的，停電以后很多是黑暗的，有些個別的分布式供電還在。這次停電造成了200億美金的損失。

我們看這張圖，這是CNN的一個報道，當時一共停電了72小時，我們可以想象到一個城市停電了72小時是非?？膳碌?，而美國這次在北部一直停到加拿大，那么右側的話呢是交通，所以說電力系統的安全是國家安全的一個重要的組成部分。

那么這些都需要一個統一的電網，如果要有個統一的電網統一的調度通信方式，就可以保證這個電網的安全穩定。

我們國家電力系統在500千伏以上是一個統一的電網，那么我們現在老百姓用的是一個配網，就是我們從500千伏以下逐漸逐漸的讓電壓等級通過變電下來，你看我們看到的我們輸電、配電到家庭。那么整個這個電網我們有沒有一個很好的通信方式來保證這個電網的合理運行呢？這就是我們智能電網考慮的。

我是從1997年就在考慮這件事情，我剛才講了信息通信和電力系統合并來考慮，就在電力線里頭傳輸一個載波的信號，通過這個載波的信號傳輸到家里頭，那你家里頭可以通過電力線進行上網，有一個理想就是有電的地方就能通信，我們就能做數據通信，就能上網，能上互聯網也能打電話，這個工作經過1997年 1998年，然后逐漸我們獲得了成功。

通過電力線，我們解決了家庭的一些電器的控制等工作，2012年在ISPLC這個通訊會上，我專門做了一個報告，就介紹我們這項工作，但是在這之前的幾年的2009年的時候，我們發現了這個PLC它有一個問題，什么問題呢？就是在傍晚和早晨的時候，它不太穩定，另外傳輸速率比較低。

現在通過電力線載波的傳輸速率，的速率只能傳200兆，我們現在大家在用wifi，在用各種的通信手段，你對通信的速率要求越來越高，那么怎么辦呢？后來就發明了光纖復合低壓電纜。

我們看一眼后面這張圖，光纖復合低壓電纜就是在低壓220和380伏這個電力線上，我們在這個電力線里頭耦合一個光纖，我們在很多老的樓區都發現，就是在那個樓里頭做了很多的線路，這是干嘛呢？做光纖到戶。這是不是特別麻煩？所以我們研制了這根電纜，這個電纜就是在原來的電纜里頭，在建設設計的時候就有一根光纖，這個光纖的話里頭可以做四芯到八芯，這是一個高速的通信。

這個電纜研發了以后，我們現在在全國做電力光纖到戶已經到了150萬用戶，包括了我們國家大部分的省市都做了示范工程，而這張圖是個電網的結構圖，就是電力光纖到戶和家庭連接的一張圖，上面主要做智能抄表，就是我們現在做的買電。那么通過電力線載波和通過這光纖復合低壓電纜，我們就可以直接抄表。

讓大家免除將來停電的現象，就是家里忘記抄表了忘記交電費了等等，你在手機上就直接可以交了。下面這根線這一排主要是表示了可以通過三網融合，你可以高速上網，通過這個光纖接個wifi，上網是高速的。

智能插座太省電

這是智能用電的一個網絡圖，左下角這個是我今天特地要給大家講的。

這是從2009年我們做示范工程以后專門做的，一個是傳統家電，一個的家電。家電比較好辦，就在你的家電里頭把通信模塊裝進去，那么在座的大部分都還是傳統的家電，你家里用的傳統的家電怎么辦呢？

通過智能插座就可以解決原來傳統的家電的開關電的問題。我們看這個插座，它是在原來你的家電上面和插座的之間加上它，可以采集電壓、電流、功率因素等等，另外你可以對家電進行控制，將來你在裝修的時候，你也可以用這種86盒的插座，就是我們原來嵌在墻上的插座，你直接給它裝上去，它就帶有通信功能，可以對你整個的家電進行一個合理的控制。

我們開發了一些APP，不管你在世界上任何地方，你都可以對你的家電進行控制，我們把它關上，就簡簡單單這么一個操作，它就通過手機到電信運營商，從電信運營商轉一圈然后到我們今天的這個房間，點亮這個燈。

那么我們肯定想在應用家用電器的時候能知道它的能效系數，就是我們專門對家電用電的情況可以掌握，你看，我們可以知道你每個月的用電量，你每個小時的用電量，你每天每周的用電量。

這里有一張圖，我們可以看到電飯鍋、熱水器、空調等等的用電情況。那么在這個推廣應用中間，我們發現一個規律，就是咱們國家的北部大部分都是熱水器，用電比較多，南部是空調用電比較多，你合理的控制你的家用電器，控制你的熱水器，那么你可以達到一個節電的目的。

我們經常有些家用電器是一直在用著電的，尤其是熱水器，熱水器的用電量是非常大的。你看我自己在用這種智能插座，早上比如5點多鐘的時候給它打開，然后因為我們家里平時沒人嘛，然后6點多鐘就給它關上，你早上洗個澡就完了。然后白天整個它都是可以很合理的停在那個地方。

通過這個節電我們可以看到這張圖上，通過這種白天和黑夜交換的這種方式能節電5%到8%。我們有些同事和朋友買了這種智能插座能節電30%。我們不按照這個30%算，我們就按照5%到8%算， 2014年整個節電300億度電，相當于2014年三峽發電量的三分之一，這是非?？捎^的！

智能電網全球化

2010年12月份，我們和閃聯標準化組織發布了我們一個標識——一個笑臉。

一個電源插座帶著一個笑臉，現在中國電力智能用電聯盟已經把這個標識作為我們將來家用電器的標識，也就是將來在商場里頭，如果你們再買家用電器的時候，如果看見這個笑臉，你就知道這個家用電器是智能的家電，不用插座了，是智能的。我們測算了比一級能效節能更好，因為你可以通過手機了解你的用電情況，你也可以上電腦，通過網絡了解情況。

我們國家在輸電方面都走在世界的前列，智能電網是個什么樣的前景呢？智能電網的未來是一個什么樣呢？我現在在這里只想兩件事情：一個是我們現在正在研究的一件事情，就是利用直流來送電以外我們還做什么呢？做一個Lifi。

wifi大家都非常熟悉，我們的手機上都有wifi，但是我這個手機和大家不一樣，我還裝了一個軟件，就是Lifi。Lifi是一個可見光通信，就是利用LED來做這個通信的功能。

我現在這個Lifi是有這么一個軟件，我們做了一個APP，比如有地下停車場、有商場、有電纜溝，我們比如說拿商場舉例， 你到了商場以后很可能有的位置你找不到，有的商場你不知道它在什么地方，那么我們可以點一下，這個Lifi可以知道你自己的位置，另外它可以指示你走到什么地方。

如果是在地下停車場，我們這個APP讓你可以知道空車位在哪兒，因為我們這個軟件主要是什么呢？起什么功能呢？現在很多地方都長期裝(亮)著LED燈，這個軟件通過這個LED發一個位置，還可以發數據，現在的這個數據可以到200多兆。在停車場里頭你找你的車，那手機一攤，你就知道自己車在哪兒，再也不用把車停了先拍一張照片，先記錄那個車號在哪兒，不用再這樣找了。這都是今后我們通過智能電網能應用的工作。

這三張照片我還得特地講一下，左上角這張是因為有直流用電，我們以后在等車的時候就可能拿著手機下載一個高速的視頻，下載一段電影，或者在地鐵里可以下載整段的電影，可以看新聞，我們通過這個LED，就是這個直流用電可以解決大家很多工作。

除此之外，智能電網下一步的發展還有一個遠程的大距離的輸電，比如說，未來我們做一個全球的能源互聯網絡， 整個地球形成一個整體的供電系統，我們和歐洲，和美洲交換用電，因為地球上有時區、時差，比如說我們現在和德國是7個小時的時差，我們在晚上1點鐘的時候，正好是德國用電高峰，那么這時候，我們晚上的電價是白天的三分之一，那我們就應該把中國的電給送到它那兒去，等咱們用電高峰的時候再把它的電買過來，這樣整個地球就為環保做了貢獻，今后全球形成整個的聯網的網絡。

未來的電力看海洋

這是我們海洋輸電工程的一個設計圖。實際上電網的輸送今后和光的輸送一樣了，我們知道為什么現在互聯網發展的這么好，就是因為有海底光纜，整個世界上有263條活躍的海底光纜，今后電纜也是這樣的，就在海底下鋪上來，就可以遠距離的大范圍的送電，使我們整個地球通過時差、通過遠距離的直流的輸送，然后使我們全世界的網絡、電網更發達、更保險。

今天給大家介紹了智能電網和我們的生活，介紹了怎么樣通過網絡的連接使我們高速的傳輸數據控制家里的電器，怎么樣使你用電更省錢，我希望智能電網能引領我們的生活，給大家創造更好的機會。