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人工智能技术的起源(收集3篇)

时间: 2026-01-02 栏目:实用范文

人工智能技术的起源范文篇1

【关键词】智能电网建设;关键技术;发展建议

1、智能电网建设的意义及其发展特点

世界人口不断攀升,能源总量却不断衰减,能源供应的危机成为一种全球性的危机,在这样的背景下,智能电网得到了空前的关注。我国人口基数大,能源分布不均与的特点进一步加剧了我国的能源危机现状,因此,在我国加大智能电网的建设迫在眉睫,结合我国实际情况,进一步提高电网的可靠性是一项重大的议题。在智能电网的建设方面,我国的电网公司打出了“坚强智能电网”的目标和口号,将从发电、通信、输变电和自动化调度等多角度着手建设智能电网。

不同国家人口、能源分布等条件的不同,智能电网的发展特点也不尽相同,我国智能电网建设呈现出以下的特点:首先,既经济又环保。智能电网以经济环保著称,有利于电力资源的循环利用,大幅度减少环境污染和成本,从而达到节约能源和提高经济效益的目的。第二,结构坚固和自动化程度较高。智能电网对基础设施结构的坚固程度要求较高,以期其能具有更强的承受力,自动化是为了自主诊断修复故障而服务的,可以进一步的节约时间和故障处置成本。第三、多面交互和优化,智能电网可以实现用户与市场的相互交流,从而将用户的意见及时反馈回来,以达到及时优化质量,提高电网运行效率的根本目的。

2、智能电网建设的关键技术分析

(1)灵活、可靠的电网拓扑和设备

电网结构的可靠程度是衡量智能电网建设的重要指标。近年来,电网规模不断扩大的同时,对电网拓扑和设备的稳定性要求也越来越高。国内近年来几次地震、水灾等自然灾害的突发也使得人们进一步关注电网结构的可靠性。现代化的智能电网建设的基本要求就是灵活、可靠的电网结构,坚强的主网架构和高质量的设备。

(2)高度集成的通信技术

智能电网是建立在高度集成、高速、双向通信网络基础之上的,电网的智能化离不开通信技术的支持,不论是数据的获取、故障检测,还是网络的控制、智能调度都需要通过通信网络来完成,使用通信技术用于智能电网建设,大大提高了电网产业的实时性和安全性,并提高了设备使用效率、降低了成本。

(3)智能量测和传感技术

通过智能量测和传感技术,可以实现用户侧的远程管理和监测,主要由智能电表、数据管理量测系统以及通信网络组成,支持随时监测、智能控制、双向通信等功能,完成了电力产业与用户之间的互动管理和服务。

(4)智能调度技术

智能调度技术是智能电网建设的核心,通过建立横纵贯通的智能调度系统可以实现智能电网的在线分析与监控,新型设备的高效调控以及电网拓展规模的需求。通过智能化调度,可以提高电网对异常故障的响应速度,为防御灾难、驾驭大电网、灵活高效调控提供了技术支持。

3、智能电网建设的发展策略

智能电网的经济性、环保性等显著优点使其成为我国电力行业发展的必然趋势,但是我们必须清醒的认识到,智能电网的建设是一项复杂的系统工程,不是一朝一夕可以完成,但智能电网的建设与我国电力系统的完善意义深远。但是近年来,在智能电网建设中涌现了一系列的问题,我们要进一步提高技术支持水平,不断完善智能电网规划工作,为智能电网建设做出贡献。

3.1提高智能电网的技术创新

智能电网的建设需要依托于众多先进的技术支持,但是必须结合我国的现状和智能电网的发展状况来加以利用。国外智能电网的建设给我们带来了很多先进的经验,外企的加盟在一定程度上促进了我国智能电网的建设,但是很多技术支持不适用于我国的智能电网建设,因此外企的加盟一定程度上对我国电网建设和电力企业发展起到了阻碍的作用。因此,加强智能电网技术的创新,是当前建设智能电网的关键。践行技术创新,对于提升电力行业的竞争力意义重大,对提升我国电力行业的国际竞争地位也起到了不可忽视的重大作用。长期对电力行业的垄断干预较多随着近年来,垄断控制不断减少,但是我国的智能电网技术发展程度不高,这就需要我国在国外先进技术的基础上结合具体现状做好技术创新,研发出自身的核心技术。另一方面,核心技术方面的高素质人才比较匮乏,这也是制约我国智能电网建设的主要因素之一,今后,我国要不断引进相关领域的高素质技术人才,积极推动我国智能电网的建设。

3.2结合我国的实际制定智能电网目标

智能电网建设是一项庞大的系统工程,需要考虑地域因素和不同阶段电力需求等诸多因素。因此,要分阶段分步骤的开展,在不同的时期制定不同的目标,分期进行电网建设,这样可以增强电网建设整体的规划性,也可以提高工作效率。智能电网的规划建设要考虑多方面的因素,要充分考虑用户的需求以及电力分布等,尽可能地将电网建设规划完善化。

3.3智能电网技术标准的制定需要有前瞻性

智能电网技术参考标准对于规范化智能电网建设,降低成本,减少失误有重大意义。对于智能电网技术的相关研究,在我国的起步时间较晚,发展不够成熟,相关的技术参考标准还有待进一步完善。完善的智能电网技术标准的制定需要经过一定的实验检验,不断的发现目前的技术标准存在的问题并改正问题,就是技术标准体系不断完善的过程。除了加强智能电网技术标准的建设和规范,还需要进一步完善电网设备的制造工艺,这也是控制和降低成本的主要途径。智能电网的建设不仅仅涉及到电力行业,与其他我国的支柱行业如通信、信息技术等都有直接关系,相关行业的整合有助于促进智能电网的建设。

结束语

智能电网建设对我国的经济发展和进步都有重要的意义,但是智能电网并不是一次性全部完成,而需要通过不断地总结、完善、提高,最终实现发展目标。智能电网是促进电力行业全价值链生产、运行、经营各环节根本性转变的解决方案。智能电网作为高科技与电网管理相结合的新型电力管理技术在我国的电力行业发展中有着十分广阔的前景,同时也是我国信息技术发展的必然趋势。但是由于我国的智能电网的建设中需要众多的技术支撑,而我国的核心技术的创新能力并不强,这严重影响我国电力行业的发展。在智能电网的建设中需要进一步引进高素质的人才,加强和重视智能电网技术的创新工作,促进我国的电力企业的健康有序发展。

参考文献

[1]陈东升.电力工程技术在智能电网建设中的应用探析[J].通讯世界,2013(11)

人工智能技术的起源范文篇2

一、第三次工业革命的主要观点和判断

(一)第三次工业革命提出的背景和环境

第一,在国际金融危机的影响和冲击下,主要经济体增速明显下滑,国际贸易保护抬头,全球治理结构深刻调整,世界经济发展的不确定性和不稳定性因素显著增多,正进入一个新的发展周期。

第二,支撑第二次工业革命的石油和其他化石能源正日渐枯竭,那些靠化石燃料驱动的技术已陈旧落后,以化石燃料为基础的整个产业结构也运转乏力。根据经济学家估计,到本世纪中叶,石油资源将会开采殆尽,届时其价格升高将不适于大众化普及应用。

第三,由前两次工业革命所带来的二氧化碳过度排放也使得全球气候变化日渐明显,生态灾难增多,给人类社会的可持续发展带来严峻挑战。

第四,世界各国为应对国际金融危机冲击,纷纷加大科技创新投入,在全球范围内引发了以绿色、低碳、智能为特征的新一轮技术创新浪潮,新一代信息技术、新能源、智能制造、新材料等一些重要领域和前沿方向已经出现革命性突破的先兆。

基于此,美国著名未来学家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工业革命的概念,并于2011年出版《第三次工业革命》的专著,迅速引起了国际上的广泛关注。2007年5月,欧盟议会了一份正式文件,宣布第三次工业革命作为欧盟的长期经济愿景和路线图。2011年5月,里夫金教授在巴黎第50届OECD会议上作“第三次工业革命”的专题报告,有34个成员国的首脑参加。至此,关于第三次工业革命的讨论在全球范围内快速扩散。

(二)关于第三次工业革命的主要观点

当前,国内外对于第三次工业革命特征、内涵及影响的主要观点和判断有以下几种:

1、美国未来学家杰里米·里夫金:“新能源+互联网”催生第三次工业革命美国学者里夫金最早提出了第三次工业革命即将来临的观点,他的主要判断如下:

第一,新工业革命的本质在于新通信革命和能源革命的结合。里夫金认为,每一次工业革命都是能源与信息的交汇。第一次工业革命时期(18世纪60年代~19世纪40年代),通信技术发生了革命性变化,从手工印刷到蒸汽机动力印刷,后者可以实现低成本大量印制和传播信息,随后出现公立学校,大量识字劳动力,人们利用新的通信系统去管理以煤炭为基础的新能源系统。第二次工业革命时期(19世纪70年代~20世纪初),通信与能源再度携手,表现为集中的电力、电话以及后来的无线电和电视机,可以管理更复杂的石油管道网、汽车路网,进而为城市文化的兴起提供了可能。因此,历史上新通信技术与新能源系统的结合,往往预示着重大经济转型时代的来临。

第二,第三次工业革命需要五大支柱来支撑。煤炭、石油、天然气等化石能源的不可持续性必将导致第二次工业革命的终结。第三次工业革命就是建立在互联网和新能源相结合基础之上的一次革命。在“新能源+互联网”的支撑下,每个家庭、每个建筑不再是单纯的能源消费者,而是能够参与能源生产,甚至能够输出能源。并将改变由汽车、公交车、卡车、火车等构成的全球运输模式,使之成为由插电式和燃料电池型以可再生能源为动力的运输工具构成的交通运输网。具体来说,第三次工业革命由五大支柱构成,分别是:

1向可再生能源转型;

2以建筑为单位的小型电站;

3扩展到所有基础设施上的能源生产和储存;

4充电式交通系统从互动式电网中获取电能;

5能源互联网。

里夫金还认为,这五个支柱如果分别孤立地存在,是毫无意义的,只有互相配合,相互联系,建立起一个集成的基础系统,才有意义。

第三,第三次工业革命将给人类社会带来深刻变革。“新能源+互联网”并不等同于智能电网。因为智能电网仅是电网管理模式上的革新,解决不了化石能源日益稀缺、开发利用低效的根本问题。互联网技术与可再生能源相结合,能够在能源开采、配送、利用上从石油世纪的集中式变为智能化分散式,将全球的电网变成能源共享网络,最终会让我们的商业模式、社会模式乃至地缘政治发生翻天覆地的变化。比如,以化石燃料为基础的第一和第二次工业革命要求大规模的中央集权、自上而下的组织结构;第三次工业革命则是一种以节点组织式的、水平分布式的、网络扩散式的合作型商业实践,原有的纵向权力等级结构正向扁平化方向发展。又如,在第一次和第二次工业革命中,形成了基于石化燃料的地缘政治世界,地球被看作一个容器(资源库),充满着支撑经济活动的各种有用资源;新工业革命发生后,能源体系从石化燃料向分布式的可再生能源的转变,将按照生态思想的方式重新界定国际政治关系。再如,新能源与互联网的结合还带来了分享协作机制,随着3D打印等先进制造技术的日趋成熟,每个人都可以成为生产者,改变了制造、营销、运输、物流和服务。同时,里夫金还认为,前两次工业革命都花了40~50年时间,第三次工业革命应该更快,因为通信系统已经就绪,从上世纪70年末期到现在互联网已经存在、发展很久了;但可再生能源落后了很多。美国卡特总统的时候由于石油禁运才开始谈可再生能源。德国如果按现在的速度发展,会轻松地在2030年左右准备好五大支柱。

2、英国《经济学家》杂志:制造业数字化引领第三次工业革命浪潮今年以来。英国《经济学家》杂志连续刊出了一系列关于“第三次工业革命”的文章,主要观点是:制造业数字化将引领第三次工业革命浪潮。

第一,为什么说新工业革命就是第三次工业革命?《经济学人》的划分标准:第一次工业革命是在18世纪后半叶,以英国纺织机械化为标志的第一次工业革命。我们通常说是蒸汽机,其实蒸汽机最后真正变得工业化是用在纺织机上,然后才引起了一系列的变化。第二次工业革命,是以福特汽车工厂在20世纪初,采用大规模流水线生产为标志。这两次工业革命都改变了社会,改变了历史,也改变了各国的形态。第三次工业革命,就是以3D打印机为标志的工业革命。

第二,制造业数字化将是一场波及全球的产业革命。制造业的数字化进程正从5个方面向前推进:一是更聪明的计算机软件。如,通过虚拟技术,可以在电脑上对产品进行检测并开发新功能,类似的软件同样可以应用于规划厂房的布局和为生产机器编程。二是新材料的出现。如碳纤维已被广泛应用于山地自行车、钓鱼竿、航空器和越来越多的汽车之上。三是更灵巧的机器人。今天的工业机器人,就是像曾经的大型计算机;下一代机器人就如同现在的个人电脑,将非常适用于中小型企业。四是基于网络的制造业服务商。通过互联网,一家欧洲公司可以从另一家位于美国的公司那里获得设计图纸和样品,并在中国找到一家加工企业。五是新的制造方法。如传统制造模式是集中式、追求规模经济的“减式制造”,生产过程中产生了大量的浪费;而3D打印技术可以一层一层地将产品“堆砌”出来,是便于分散化、低成本的“增式制造”,材料没有损失。

第三,“中国制造”的崛起可能被第三次工业革命所终结。新工业革命带来的影响将是颠覆性的,如同纺织厂消灭了手工织布技术,福特“T”轿车让传统手工铁匠下岗。第三次工业革命不仅影响到产品的生产方式,还将影响到产品的生产地点。随着生产成本快速上升和劳动力短缺的出现,传统制造业将大批转移到像越南、孟加拉国、印度这样的国家,而更新更高端的产品,由于有新的数字化制造革命,又会回到发达国家。因此,第三次工业革命对中国这样的制造业大国来说有着相当大的负面影响。

3、中国学者:数字化、智能化

制造成为新工业革命的灵魂国内学者普遍认为,智能软件、新材料、机器人、新制造方法的不断成熟与广泛应用,有力地推动了智能制造技术的快速突破,将产生足以改变人类经济社会进程的巨大力量,第三次工业革命即将到来。主要观点有:

第一,中国科学院院长白春礼:新的工业革命可能使工业生产方式将从大规模生产向个性化生产转变。今年7月,白春礼接受《经济参考报》专访时提出,当前信息、量子、生物等领域发生的一些革命性突破,将深刻改变人类的世界观、认识论和方法论,成为新科技革命和“新工业革命”的科学基础和知识源泉。新的工业革命,可能使生产过程将更关注个性化定制,消费者将在更大程度上参与设计和制造过程,甚至成为生产过程的一个重要环节,生产方式将从大规模生产向个性化生产转变,制造商、供应链的地理格局将发生根本改变。

第二,中国工程院院长周济:数字化、智能化是新工业革命的核心技术。周济认为,“数字化、智能化技术是产品创新和制造技术创新的共性性能技术,它深刻变革了制造业生产模式产业形态,是新工业革命的核心技术。”

第三,国务院发展研究中心冯飞:第三次工业革命的一个特点,就是就地化生产。冯飞提出,第三次工业革命的一个特点,就是就地化生产。比如说数字化制造所带来的便利,贴近消费市场是非常重要的因素,可能会有一些企业回流到市场范围大、市场需求多层次比较突出的一些地区。

第四,中国社科院工经所吕铁:第三次工业革命的主题是制造业“数字化”和“大规模定制”。吕铁认为,第三次工业革命的主题是制造业“数字化”和“大规模定制”。在第三次工业革命浪潮中,终端产品的竞争优势来源不再是同质产品的低价格竞争,而是通过更灵活、更经济的新制造装备生产更具个性化的、更高附加值的产品。

第五,微软公司全球副总裁张亚勤:信息革命支撑起整个能源的分配、生命科学的发展,是新一轮工业革命的灵魂。张亚勤认为,信息革命支撑起整个能源的分配、生命科学的发展,是新一轮工业革命的灵魂。利用信息技术和互联网,将会推动生产制造可以突破时间和空间的限制,进而推动人类社会的生产方式、生活方式和社会管理方式加快向智能化转型。

第六,也有部分学者对第三次工业革命持否定态度。比如,国务院发展研究中心的王俊峰提出,所谓第三次工业革命,应该仅仅是一些学者的提法,技术发展不是单单靠政府的刺激、支持就可以达成的,需要长期的技术积累,有自己的生命周期。又如,北京工商大学的陈及认为,第三次工业革命即将到来的说法是一个噱头。一些高端技术的突破还遥遥无期,无论从目前互联网技术还是从新能源的发展来看,时机都不成熟;只靠一两项技术完不成第三次工业革命。

(三)我们的初步认识

1、第三次工业革命浪潮的到来还需要一个较长的过程,既不可能一蹴而就,也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式

首先,第三次工业革命在重点领域技术发展和应用上存在明显局限性。目前,新能源、3D打印、智能制造等引领第三次工业革命的代表领域,受技术、材料、成本、经验、规模经济等因素制约较多,应用范围和应用程度都还较为有限。在现有技术水平、发展模式和竞争格局下,各国都不会完全抛开现有成熟的能源供应体系和使用方式,而采用技术成熟度不高、配套设施不健全,并且没有得到验证过的能源供应和使用模式。同时,受地缘政治、技术突破等因素制约,全球或区域大一统的能源供求格局难以在短时间内形成。根据有关资料,3D打印技术的发明已有10余年历史,最先应用于快速制作概念产品的模型以评估其外形与拟合情况,目前仍因制造速度、材料强度等问题而难以推广。

其次,新一轮工业革命将会是个较长的过程,不可能一蹴而就,也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式。历史经验表明,每一项技术从科学原理到技术发明再到广泛应用都需要经历一次较长的转化周期(见表1),每一次工业革命的形成更不会是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造计划,我国在1993年也设立了“智能制造技术基础的研究”重点项目,但时至今日智能制造技术仍不成熟。因此,新一轮工业革命的来临将会需要一个较长的过程,在相当长一个时期内新一轮工业革命催生的新生产方式和发展模式也不可能完全替代既有的生产方式和发展模式。

2、信息网络是第三次工业革命的重要内容,多项关键技术交叉融合成为新一轮工业革命的显著特征。从主要支撑来看,信息网络技术是第三次工业革命的核心。信息网络技术领域正在孕育新一轮的技术革命,新一代信息网络、云计算、物联网、大数据、系统级芯片等新技术、新应用极有可能推动整个工业实现新的飞跃。信息网络对其他产业有极强的渗透作用和倍增作用,会带动互联网、电子商务、文化创意等多个产业强劲增长,创造新的商业模式。信息网络还可以通过与其他产业的融合,催生移动互联网等一些新的产业增长点和数字内容服务等新兴业态。在里夫金构建的以能源互联网为支撑的第三次工业革命中,就是通过信息网络技术与能源技术的深度融合,使太阳能发电、大规模并网发电技术实现突破。信息网络革命是新一轮工业革命的骨架和灵魂,成为推动“第三次工业革命”的关键所在。

从主要特征来看,多个领域的关键技术交叉融合不断催生出新的技术创新成果。信息网络技术、制造技术、能源技术、材料技术的汇聚融合速度越来越快,带来新的技术变革。信息网络技术与制造技术、材料技术的有机结合,使3D打印成为现实,使大规模定制和简单设计成为可能,有望改变传统制造业形态。制造技术与材料技术相互促进,精密加工、机械电子、数控装备等尖端领域不断突破,推动高端装备制造技术的不断发展。高性能碳纤复合材料的新发展,将引发航空工业从设计理念、物流供应链、维修服务到制造的革命性变革。

3、每一次工业革命都将为后发国家成功实现“赶超”打开“机会窗口”,加强技术积累和前瞻部署是把握第三次工业革命历史机遇的重要前提。

从历史经验来看,一些后发国家都是通过及时抓住科技革命和工业革命的机遇,实现了赶超跨越。比如,18世纪的德国,抓住了化学工业发展的机遇,迅速超越了英国。

19世纪末20世纪初的美国,抓住了电气革命的机遇,很快成为世界头号强国。20世纪50年代的日本,抓住了半导体产业发展的机遇,在很短的时间内成为世界经济强国。尽管第三次工业革命目前还存在很多局限性,但技术创新浪潮带来的影响与变革已经不容忽视。发达国家拥有雄厚的技术基础和人才优势,拥有强大的研究开发能力和良好的市场机制,很可能率先在新能源、信息、生物等新兴产业发展方面取得突破,进一步巩固其在全球产业竞争中的主导地位。尽管在部分新兴产业领域技术路线还有多种选择,但这一“机会窗口期”稍纵即逝,如不能抓住机遇实现技术突破,将会陷入新一轮的“低端锁定”。

美国页岩气革命的经验表明,加强技术积累和前瞻部署是实现重大技术突破的重要前提。比如,早在上世纪70年代,美国能源部就组织开展了以泥盆系页岩为重点的页岩气研究。自1981年的第一口钻井到1992年历经10年,美国钻生产井仅99口,开发进程极其缓慢。但在政府的积极部署和各种优惠政策支持下,1999年、2003年、2005年先后攻克重复压裂、水平钻井、水平井分段压裂等一系列标志性新技术,实现了页岩气开发的突飞猛进(见图2)。美国页岩气产量从2005年的194亿立方米,提高到了2011年的1800亿立方米,占美国天然气总产量的34%,迅速转变了美国能源供给的被动局面。

第三次工业革命的五大支柱领域仍然有许多亟待突破的核心技术和关键环节(见表2)。如新能源发电成本较之传统能源在短期内仍不具备优势,适用于能源互联网的储能技术的应用尚处于商业化初期阶段,世界各国智能电网的研究与开发仍处于起步阶段等。可以说,谁能率先在这些领域的核心技术取得突破并产生协同效应,谁就能掌握第三次工业革命的主动权。在迎接新一轮工业革命的过程中,我们一定要瞄准可能发生变革的基础和前沿领域,找准主攻方向,前瞻部署对国家长远发展具有带动作用的战略先导研究、重要基础研究和交叉前沿研究,打通制约技术创新和应用过程中存在的标准、关键共性技术、市场培育和产业支持等瓶颈,为新技术的大规模商用创造条件。

二、第三次工业革命的重要领域

(一)能源互联网

1、能源互联网简介

能源互联网是一种在现有配电网基础上通过先进的电力电子技术和信息技术,融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置,能够实现能量和信息流动的新型高效电网结构,是新型电力电子技术、信息技术、分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的有机结合。它是以可再生能源发电为基础构建的能源互联网络,通过智能能量管理系统实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入和存储,从而进行能源共享。

能源互联网除具备智能电网的自愈性、安全性、高效性、经济型和集成性等特点外,还具有3个自身特点。

一是环境友好。能源互联网的建立是以分布式可再生能源发电的大量应用为基础,以建立智能型绿色电网为目标,具有绿色、环保的特点,也符合当前国家提倡低碳经济的发展需求。

二是实现可再生能源的“即插即用”。传统电力网络主要是面向远端集中式发电,能源互联网可以在电网中实现类似互联网的“即插即用”技术,使电网可以包容多种不同类型发电,尤其是分布式的可再生能源发电。

三是与用户终端的实时交互。在电网运行中,通过智能终端可以实现发电端与用户设备和行为的交互,依托实时的通信构架,既可以对电网运行状态进行精确估计,也可以对负荷、发电端、储能装置等进行实时监控和管理,合理分配电网资源,提高电网的安全性、可靠性和经济性。

2、能源互联网的发展现状

从“能源互联网”的几大支柱看,支撑该领域的关键技术和产业基础参差不齐,都面临着不同程度的制约。

在新能源方面,发电成本不断降低,但暂时仍不足以替代传统发电。彭博新能源财经的数据表明,就现有项目来看,陆上风电的平均发电成本已经跟小水电和大水电十分接近,但是小水电和大水电平均发电成本还是略低于陆上风电。目前美国槽式光热电站度电成本为15-17美分,折合人民币约0.9元左右,美国的报告显示,要在2015年,把这一数字降低到8-11美分,折合人民币0.5元左右,届时才将与传统能源发电成本相当。此外,新能源的上网电价、投资回报率、电量的送出消纳、电费的结算时间都直接影响着新能源的广泛普及。

在能源储存方面,新能源的可存储性显著低于石油、天然气、煤炭等传统能源,适用于能源互联网的储能技术的应用尚处于商业化初期阶段(见表3)。储能技术的定位是功率传输到电量传输,从输电网到能源网转变的核心技术。总体而言,可以引发电力系统的变革的储能技术首先要有一定的规模,达到兆瓦时是一个根本的起点。在这种规模下,还要实现安全运行。此外,其循环寿命和转换效率两个指标最为重要。各种储能技术出现拐点的一个象征性的标志是千瓦时造价达到1500元之内,循环次数达到5000次。预计10年之内,会有某种储能技术能够达到这一指标。

在智能电网方面,世界各国智能电网的研究与开发尚处于起步阶段,大规模应用仍需时日。目前,美日欧均抓紧投资,以便创立并获得对自己有利的智能电网技术标准。但限于智能电网的自愈性、互动化、供电安全等方面的发展还未能满足要求,因此还未能实现能源资源的大范围优化配置。

3、能源互联网技术和应用发展前景

随着能源互联网的支柱性技术逐渐成熟、并相互协同,能源互联网将会使每一处建筑转变成能就地收集可再生能源的微型能量采集器,将氢和其他可储存能源储存在建筑里,利用社会全部的基础设施来储藏间歇性可再生能源,并保证有持久可依赖的环保能源供应。同时,利用网络通信技术把电网转变为智能整理网络,从而让上百万的人可以把周围建筑产生的电能输送到电网中去,在开放的环境中实现与他人的资源共享,其工作原理就像信息在网络上产生和传播一样。此外,还将改变由汽车、公交车、卡车、火车等构成的全球运输和消费模式,使之成为由插电式和燃料电池型以可再生能源为动力的运输工具构成的交通运输网。在全国建立充电站,人们可以在充电站买卖电能。

近期,我国新奥集团提出的“泛能网”,可视为能源互联网的补充和延伸。所谓“泛能网”是指通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合,把能源网的能量、物联网的物质、互联网的信息三种“流”融合到一起,形成能量输入和输出跨时域的实时协同的能源管理网络。由于风电与太阳能发电的不稳定性及现有的规模决定其短期内无法支撑起国内庞大的能源需求,因此,传统能源的高效清洁利用和智能供给也是“泛能网”在未来一段时间内的重点解决方案。例如,“泛能网”可以将处于地下的煤加入气化剂实现可控气化,为后续能源产品生产提供低成本的合成气。生成合成气后,再通过气电联产实现发电,将一次能源转化成更为清洁的二次能源。

4、能源互联网带来的变革和影响

一是显著提升能源利用效率。能源互联网拥有储能单元和智能控制平台,从而可以实现能量控制与用户能量需求的实时协同,不同能源通过智能控制平台还可以相互转化,使得能源储运与应用更加智能化,减少不必要的浪费。不但使现有的传统能源得以更加有效的进行调配和供给,也使风电、太阳能发电等目前相对独立的新能源应用得以进行大规模共享。

二是彻底改变能源生产、供应和消费模式。“能源互联网”能够将每一处建筑转变成能就地收集可再生能源的微型能量采集器,让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源,从而改变以往大规模集中生产能源的方式。此外,人们可以将这些能源转化为氢气储存,并用绿色电力为自己的楼房、机器和汽车供电。多余的电力则可以通过一种外部网格式的智能型分布式电力系统与他人分享,就如同人们目前通过网络分享信息一般。

三是推动经济社会向合作和分散关系发展。能源互联网将从能源领域打破长期以来以化石燃料为基础的大规模的寡头垄断、自上而下的组织结构,使社会向合作和分散关系发展。社会的组织模式将趋向扁平化结构,由遍布全国、各大洲乃至全世界的数千个中小型企业组成的网络与国际商业巨头一道共同发挥作用。我们所处的社会将经历深刻的转型,原有的纵向权力等级结构将向扁平化方向发展。同时,买卖双方的对立关系开始被供求双方的合作关系所取代,自利的同时也实现了利益共享。

(二)智能制造

1、智能制造简介

智能制造是以泛在感知、精准控制、智能诊断和人机交互为特征的一种新的制造模式,其基本特点是整个生产线全自动化,生产效率显著提高,极端制造能力增强,加速机器对人的替代。智能制造具有五大特征:

一是自律能力。具有获取信息并以此来决定自身行为的能力,也就是需要智能系统对信息具有一定的分识库来决定自身行为。

二是人机交互能力。人在制造系统中处于核心地位,同时在智能装置的配合下,可以更好地发挥出人的潜能,使人机之间表现出一种平等共事、相辅相成、相互协作的关系。

三是建模与仿真能力。以计算机为基础,融信息处理、智能推理、预测、仿真和多媒体等技术为一体,建立制造资源的几何模型、功能模型、物理模型,拟实制造过程和未来的产品,从感官和视觉上使人获得完全如同真实的感受。

四是可重构与自组织能力。为了适应快速多变的市场环境,系统中各组成单元能够依据工作任务需要,实现制造资源的即插即用和可重构,自行组成一种最佳、自协调的结构。

五是学习能力与自我维护能力。产品制造是在不断发展和变化的,因此在制造过程中所需要的知识也不断地增加,同时在运行过程中不可避免地会出现故障,为了更好地适应社会对产品制造的要求,需要智能制造系统拥有学习能力和自我维护能力。

智能制造的技术体系主要包括制造智能技术、智能制造装备技术、智能制造系统技术、智能制造服务技术(见图3)。

2、智能制造的发展现状

智能制造的发展主要体现在制造智能技术、智能制造装备、智能制造系统和智能制造服务四个方面。在制造智能技术方面,制造活动中的知识、知识发现与推理能力、智能系统结构与结构演化能力都有了显著提升,在生产的关键环节也有一定的应用。但一些关键技术仍存在较大制约,如感知与测控网络技术标准并未统一,基于云计算的分布智能制造体系结构、任务描述及管理技术还处于概念阶段,面对不确定、不精确、非完整制造信息的分布/混合智能推理技术尚未建立等。在智能制造装备方面,高档数控机床、工业机器人、测控装置等制造装备的智能化水平不断提高,对运行状态和环境的实时感知和处理分析能力、自主决策能力、自我诊断和修复能力不断增强。如目前,工业机器人已广泛用于弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。在汽车制造业领域,日本每万名生产工人占有机器人的数量为1710台,法国为1120台,美国为770。此外,在德国市场,食品行业大力促进了机器人的利用。机器人制造商认为,在药品和化妆品行业和塑料行业,机器人的投资潜力巨大。

在智能制造系统方面,目前,智能制造系统的发展滞后于智能制造装备的发展。由于制造工艺的日益复杂,制造系统日益庞大,资源环境约束愈发严峻等因素的制约,对制造系统的智能化、柔性化、绿色化等方面提出了越来越高的要求。如石化、冶金、建材等连续制造业能源资源消耗大、排放高的问题迫切要求智能制造系统能够进行固体废弃物质能分选、智能化除尘、智能工业清洗及污水处理等功能。

在智能制造服务方面,智能制造服务是制造业服务化的具体体现,环境感知与控制的互联技术、工业产品智能服务技术等分别在物流服务、离散/流程制造等领域已有初步应用,但目前总体正处于起步阶段。在智能制造服务的共性关键技术领域,仍存应用障碍。如制造与服务的智能集成共享与协同技术当前缺乏统一的定义、描述和表达标准,云计算为智能制造服务环境架构的数据安全性难以保障等。

3、智能制造技术和应用发展趋势

智能制造技术的突破及广泛应用正催生智能制造产业。其技术和产业发展呈现四大趋势:

一是建模与仿真使产品设计日趋智能化。建模与仿真通过减少测试和建模支出降低风险,通过简化设计部门和制造部门之间的切换压缩新产品进入市场的时间。

二是以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛。新一代工业机器人会抓取、装运、暂存、拾取零部件以及进行清理打扫等,这些技能让它们可以应用于更广泛的领域。同时,工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。

三是全球供应链管理创新加速。以云计算为代表的新一代信息技术的发展和应用将为智能制造提供一个动态交互、协同操作、异构集成的分布计算平台,进一步促成全球供应链的一体化,世界各地的企业将利用基于互联网的智能管理技术实现生产制造全过程的实施协同,从而缩短了满足客户订单的时间,提升了生产效率,使得全球范围的供应链管理更具效率。

四是智能服务业模式加速形成。企业通过嵌入式软件、无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式,制造业与服务业之间的界限日益模糊,融合越来越深入。产品的制造已不再单纯代表工业品本身,而倾向于提供一种“体验”,服务供应商如亚马逊、谷歌等众多公司已纷纷对制造业领域进行整合。

4、智能制造带来的变革和影响

一是推动制造业生产方式的变革。未来的制造将是由信息主导的,并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的制造业。信息技术将促进设计技术的现代化、加工制造的精密化、快速化、自动化技术的柔性化、智能化。智能制造技术的广泛应用将改变制造业的设计方式、生产方式和管理方式,大幅提高制造系统的柔性化和自动化水平,使生产系统具有更完善的判断与自适应能力。

二是促进工业生产组织形式向网络化和虚拟化转变。智能制造将通过互联网的协同机制,在新的数字化生产技术的促进下,将创造虚拟的产业集群,从而使可以称为社会化生产的新制造方式成为可能,导致工业生产组织形式的改变。跨国企业通过网络将产品价值链分解到不同国家的配套协作企业,产品生产过程由全球范围内多个企业高效、快捷合作完成,企业间以网络方式跨越边界与环境建立紧密联系。

三是加快制造业服务化进程。智能制造使制造业和服务业的关系更加密切。制造企业可以通过在线获取生产所需要的各类智能制造服务,使生产要素的配置成本降到最低。在销售过程中,可以借助智能制造系统使最新产品在短时间内销往全球各地的目标客户。同时,智能制造装备是整合信息系统、配套软件、操作程序以及维护服务等在内的一个完整的服务系统,所提供的服务价值比重远超实体价值的比重。

(三)3D打印

1、3D打印简介

3D打印机诞生于20世纪80年代中期,由美国科学家最早发明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由电脑设计的三维立体模型,通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型,最终打印出3D实体。打印过程可分两步,一是在需要成型的区域喷洒特殊的胶水;二是均匀喷洒粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,没有胶水的区域仍保持松散状态,重复这一过程直到实体模型被“打印”成型(见图5)。

起初,3D打印被认为是一种制作一次性样品的方式,目前已能够制造产品零部件乃至最终产品(见表4)。根据有关资料,2009年应用3D打印制造的产品中,16%为最终产品、21%为零部件、23%为模具。

2、3D打印技术的优势和局限性

与传统制造技术相比,3D打印技术具有以下优势:

一是增强产品的空间几何多样性。如无需加工组装,可直接制造弯曲的内部冷却通道、复杂的蜂窝型物体(如图6)。

二是提升制造速度和精准度。3D打印技术减少了将零部件组装为整机的过程,直接制造完整的最终产品,有效降低了生产线上人员分工协作的时间,实现了快速制造。并且可以保证设计者思想的准确实现,提高了制造精准度。

三是简化制造流程。传统制造技术条件下,要改变产品形状必须制作新的铸型,或者调整装备的设置。然而,3D打印技术生产不同形状的产品,只需更换所参照的电子文档。以生产两颗完全不同的假牙为例,3D打印能够只用一台机器、不做任何配置改变,就将两颗假牙连续地生产出来。

四是普遍提高全球各地区制造能力。将相关电子文档发送到全球任何一台3D打印机上(具有适合型号),完全依照电子文档就可以实现产品的自动化制造,这普遍提高了全球各个地区的制造能力。

五是减少物料和能源消耗。3D打印技术不产生边角余料,所使用的原材料量恰好等于最终产品需要的材料量,减少了物料浪费;并且打印制造出最终产品,无需过多的零部件供应环节,减少了各环节生产及运输过程中的能源消耗。

目前,3D打印技术仍具有一定的局限性(见表5):

一是难以应用于大规模制造。在目前3D打印技术条件下,平均1小时能制造一个边长1.5英寸的立方体。但在传统制造的铸型技术下,只需1分钟就能制造出几个类似体积的物体。制造速度的迟缓制约了其在大规模制造中的应用。

二是产品质量难以保证。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物,这种聚合物不易标准化,而且硬度低于同类工业原料。因此,用这种材料生产出的产品质量很难保证。

三是难于广泛开展产业化实践。在3D打印技术产业化应用的条件下,设计往往是联合完成的,但目前仍缺少相关法律法规界定此状态下的商标、版权、专利等归属。而且当设计出现问题时,相关责任也需要进一步明确。相关法律法规的不健全,使得3D打印技术产业化还难以广泛开展。

3、3D打印技术和应用发展趋势

未来5-10年,随着技术的不断进步及市场需求的扩大,3D打印技术将呈现以下趋势:

一是3D打印速度和效率将不断提升。经过几十年的探索与发展,3D打印技术已能够实现600dpi分辨率,每层厚度只有0.01毫米;较先进的产品可实现每小时25毫米高度的垂直速率。随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用,打印速度和效率有望获得更大提升。

二是3D打印材料更加多样化。随着先进材料的不断发展,将开发出更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等,金属材料、直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的新兴领域。

三是3D打印机成本大幅下降。当前,3D打印机价格大多在百万美元以上,但随着技术进步、相关知识产权逐渐过期直至实现规模化生产,3D打印机价格有望大幅下降。目前,3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的产品,最简单的3D打印机的价格甚至已达到了800美元。

四是3D打印机应用领域更加广泛。目前,3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计,3D打印机在生产应用方面有着巨大的潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天及医疗方面(牙科)都能得到广泛的应用。

五是简单组装生产或直接完整制造将成为3D打印应用的路径。简单组装生产模式下,3D打印技术生产出较少的零部件,然后由传统组装方式制造,这样可以节约成本。

直接完整制造模式下,在离终端用户较近的地方,直接打印制造出完整的最终产品。例如,根据客户需求直接“打印”出几千台不同版本的iPhone后,快速配送至消费者。这要比在中国大规模生产出几亿全相同的iPhone,然后运输到全世界180多个国家成本更低。

4、3D打印技术带来的本质变革一是制造技术迎来重大飞跃。

一是3D打印技术改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式,节省了材料和加工时间,带来了制造工艺的深刻变革。同时,还将推动新材料、智能制造和堆积制造等多项技术实现大的飞跃。

二是工厂化生产转向社会化生产。随着3D打印技术不断成熟,成本不断降低,小型企业甚至是个体都能独立完成制造程序。届时,除必要的实物生产资料和产品外,生产组织中的各环节可被无限细分,创新者转变为制造者的成本迅速降低,从而使生产方式呈现出社会化生产的重要特征。

三是推动世界制造业格局由“中国制造”向各国“本地制造”转移。

四是推动其他科技领域突破发展。利用纳米材料为原料进行3D打印制造的产品可广泛应用于遥感、分离、等离子体光学、催化、纳米电子、生物成像等领域,将有利于加快纳米技术和纳米材料的发展。利用3D打印技术制造人体器官,将与病人自身细胞的内部结构完全一致,这将有助于消除器官移植后的排斥现象,带来重大生物技术革命。

三、第三次工业革命给我国工业发展带来的机遇和挑战

第三次工业革命的到来,在对传统制造业发展模式带来冲击和挑战的同时,也为提升我国产业国际竞争力和国际分工地位提供了有力支撑,必将成为我国加快经济结构调整和发展方式转变的核心驱动力。

(一)带来的机遇

1、为我国加快结构调整和发展方式转变带来重要机遇

第三次工业革命为我国实施扩大内需战略和现代服务业发展带来了重要契机。“大规模定制”是第三次工业革命的一个突出特点,要求充分重视市场需求在未来产业发展中的重要作用。中国将能充分利用我国13亿人口的消费能力和消费层次双“提升”的有利条件,通过“大规模定制”快速开启国内市场需求。此外,工业机器人等新型智能制造装备将在生产环节大量取代劳动力,并且随着制造业服务化的步伐不断加快,制造业的主要就业群体将是为制造业提供服务支持的专业人士,这就使得二、三产业的相对就业结构朝着服务业就业人口比重增长方面发展,从而加速我国产业结构调整和优化。

2、为我国突破资源环境约束创造了有利条件

以能源互联网和智能制造为代表的第三次工业革命有利于实现资源能源高效清洁循环利用、达到环境影响最小化。一方面,第三次工业革命所带来的能源互联网将对能源生产和利用方式产生深刻变革,有助于使我国直接绕过传统能源和资源的束缚。我国拥有世界上最丰富的风力资源,也是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一,生物能与地热能的总量也相当可观。根据2009年一项由哈佛大学与清华大学的联合研究表明,只要中国提高补贴并改善能源供给网络,至2030年风力发电就可以满足中国所有的电力需求,从而在解决能源供给问题的同时,迈入更加绿色低碳的经济发展轨道。另一方面,第三次工业革命将引领更少资源消耗、更低环境污染、更大经济效益的先进经济模式,如3D打印、智能制造等技术将根据需求的变化快速做出反应,而无需预备大量库存。产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期,对环境的负面影响最小,资源利用率最高,实现经济效益和社会效益协调优化。

3、为我国工业提升国际分工地位形成新的契机

经过改革开放30多年来的快速发展,我国工业实现了历史性跨越,但我国还不是“工业强国”,其中最主要的差距是自主创新能力不强,在技术方面一直处于跟踪和追赶状态,特别是许多关键核心技术还远远没有掌握。第三次工业革命将掀起以能源互联网、智能制造等为代表的新一轮重大科技创新浪潮,为我国实现跨越式发展带来历史机遇。在新一代信息技术领域,我国拥有华为、中兴等世界级领军企业,第三代移动通信、光通信技术与组网能力也跨入了世界先进行列,云计算、无线网络等技术创新取得明显突破。在新能源领域,我国是世界最大的风力涡轮机生产国和太阳能电池生产国,太阳能电池产量占世界总量的50%。能源互联网、3D打印和智能制造等技术将推进“本地化生产”进程,庞大的市场需求将有望成为我国抓住第三次工业革命重大契机,提升产业核心竞争力和国际分工地位的重要依托。

(二)面临的挑战

1、对劳动密集型产业发展带来较大冲击

未来“厂大人多”的时代将一去不复返,我国劳动密集型产业发展将会受到冲击。

从技术发展来看,生产智能化成为控制成本的重要途径,我国传统劳动密集型产业将不再具有竞争优势。以飞利浦为例,在中国沿海的飞利浦工厂,雇佣数百名工人组装电动刮胡刀,这是典型的传统生产模式。与此相比,飞利浦在荷兰乡间的一座工厂有128具机械手臂,以极灵巧动作组装产品,这些手臂不但运作速度快,还不用休息,每天可连做三班、全年无休。该工厂每班轮值员工只有数十人,约为中国工厂的10%,成本节约优势不言而喻。从消费模式来看,个性化消费必将带来规模化的定制化生产,从而带来全面的消费革新。我国劳动密集型产业所依赖的规模化的产品生产和消费方式必将受到挑战。以苹果iPad为例,一部499美元的苹果iPad仅仅包括33美元的制造成本,在中国的装配成本只有8美元。当前,一些公司正将海外生产线逐步迂回发达国家,这并非仅仅由于中国生产成本的上升,也由企业希望更加贴近市场、更快对需求改变作出反应的因素。如今,很多产品变得越来越复杂,最好的解决之道就是让设计人员和制造人员在同一个地方工作。

2、对我国工业企业的转型发展提出了紧迫要求

新工业革命对工业企业发展模式的影响是全方位的,要求企业必须尽早做好转型准备。从企业内部组织结构看,未来将会出现企业组织网络化和扁平化。企业的外部边界模糊,使得企业组织与外部市场联系在一起,把整个组织的触角伸到了市场的各个角落。企业结构层次将精简化,组织中的等级制度将淡化。对于长期实行科层管理模式的中国企业来说,上述变化将对我国现有工业企业管理模式带来挑战。

从企业外部组织来看,传统以空间集聚、地理集中为特征的产业集群可能逐步向以分散布局、异地协同为特征的虚拟集群演变。未来,借助于发达的信息、通信手段以及网络平台,产业集群的集聚范围、内容和形式会快速变化,传统的地理集群的空间局限正被逐渐突破,并形成网络意义上的集聚。这可能会对地方经济发展带来较大影响。

从支撑企业发展的要素来看,未来劳动力、土地、资本等传统要素在支撑企业发展中的作用会下降,创新要素发挥的作用会越来越大。而我国工业企业原始创新不强问题由来已久,建立企业、区域、国家多级创新体系非常紧迫。

3、对支撑工业发展的制度安排带来挑战

当前,我国工业发展的制度安排与未来新的产业发展要求并不适应。主要表现为以下几点:

第一,知识型员工要求教育制度做出改变。未来知识型员工将成为核心竞争资源。在第三次工业革命中,大部分生产工作将由机器人承担完成,而剩余的劳动力则需要成为机器维护员、软件设计者,通过操纵智能软件管理机器人完成生产任务。这种生产方式下,生产人员要有很高的知识水平和技能,要对客户的需求做出快速响应,还要具有良好的设计能力与创意。目前我国普通教育和职业教育都存在种种弊端,需要加以完善。

第二,社会化生产需要广泛的参与性。我国现有工业化是一种赶超型工业化。政府和国有资本在资源配置中具有主导作用,民间资本很难介入。未来工业生产组织中的各环节将被无限细分,从而使生产方式呈现出社会化生产的重要特征,我国现有生产分配方式如不改变,将会制约生产社会化。

第三,产品数字化需要加大知识产权保护力度。未来各种数字化产品具有容易复制、传输方便和形态多样的特点,这类知识产权涉及的社会关系、权利内容等都更为复杂多样,这对于确定知识产权所有人和有关权属等带来挑战。在这一背景下,对各类侵权行为的确认以及各类知识产品的保护将变得更加困难。我国知识产权保护意识薄弱的现状如不能做出改变,新工业革命在我国就很难成行。

四、下一步工作建议

(一)加强对第三次工业革命重大问题的战略研究

当前,亟需组织一定人力资源,成立相关课题组,加强对重大问题的战略研究。一方面,深入研究第三次工业革命的内涵特征、重点领域及其影响,正确认识第三次工业革命的内涵特征,特别是可能对我国工业发展带来的重大影响和冲击。另一方面,分析研究支撑第三次工业革命的产业基础、技术体系、创新管理、教育制度等基础条件,为迎接第三次工业革命提供理论研究支撑。

(二)跟踪关键领域技术路线和发达国家发展动向

虽然各种前沿技术还不成熟,存在多种技术路线和发展方向,但这恰恰为后来者在某些领域的“弯道超车”创造了条件。要加强对可再生能源、储能、智能电网、新能源汽车、云计算、物联网等重点领域技术发展路线的跟踪研判,理清其中的核心科学问题和关键技术问题及其实现途径,为国家技术创新战略决策提供依据。同时,还要密切关注主要发达国家在新能源、智能制造等领域的重大部署,紧密跟踪其发展动向和创新步伐,避免在新一轮国际竞争中陷入被动。

人工智能技术的起源范文篇3

关键词:智能电网建设;电力工程技术;概况;应用;方式

一、智能电网的概况

目前,全世界范围内的气候变化越来越频繁,且由于人口的剧增,能源的供应也越来越紧缺,因此,智能电网在全球中不断地被关注。在几年前,美国政府为了恢复经济的良好运行,将智能电网的建设作为核心策略,来解决由于能源引起的危机,并利用它来促进其他产业的健康发展。在我国,智能电网的建设更是一项紧急的任务。由于我国是世界上人口最多的国家,国土面积很大,且不同的区域也有不同的发展步伐,能源资源在全国范围内的分布很不均匀。因此,在智能电网的建设中,应该将我国的实际情况考虑进去,并在了解建设重点的基础上进行循序渐进的建设。目前,我国的电网公司建设智能电网的目标是“坚强智能电网”,也就是将结构坚强的网架和智能化建设融合在一起,这个有机整体的主要组成部分是发电、通信、输变电以及自动化调度等。

结合我国的国情,我国的智能电网建设应具有以下的特征:第一,绿色环保。该特点要求将电网资源循环利用,最大程度地减少对环境造成的污染和不良影响。第二,结构坚固。架构的坚固能够保证在不良的天气中具有较强的承受能力,并且不会对电网的正常运行造成干扰。第三,资源优化。实现资源的优化能够最大程度提高电网运行的效率。第四,自动化。电网的自动化能够使其在出现故障的时候自动进行诊断和调节,从而将故障消除,使其功能恢复正常。第五,经济性。智能电网建设应该综合各方面的因素,将成本控制在最合适的范围内,不仅能确保能源的质量,还能提高经济效益。第六,交互性。该特性是指在能源的供应中,建立起市场和用户之间的交流模式,以根据用户的具体需求,不断优化服务质量。

二、智能电网建设中电力工程技术的方式

1、柔流输电技术

大部分的清洁度比较高的新能源等输送到智能电网中的技术会使用柔流输电技术。该技术主要是利用电子技术、微处理技术以及控制技术等形成可以灵活控制交流输电的技术。由于现在阶段我国主要是使用电压比较高的输变电进行智能电网建设,而且在建设时需输入部分新的清洁能源,以达到隔离能源的目的。柔流输电技术可以更好地满足上述要求,同时该技术在智能电网建设过程的需求正在不断的提高。把电力工程技术有机的结合各种控制技术,能够达到控制以及调节电网参数的目的,使电网可以稳定运行,有效降低输电的损耗。

2、高压直流输电技术

现在很多的直流输电系统环节均在使用交流电这种输电方式,然而输电的过程却是采取直流电这种方式。该技术的使用可以对换流器进行合理的控制使用,更好地进行逆变或者是整流。部分直流输电系统,如重量较轻的系统,其换流器通常使用一些能够关断的元件组合而成的,其不仅经济性能强,而且还可以加强输送的稳定性,同时其还可以应用在一些如海岛供电等比较孤立的地域,以及距离较短的直流输电工程之中。直流输电技术(高压)一般会应用在远距离输电中,其未来将会应用在容量更大、距离更远的输电工程中。

3、能源转换技术

低碳经济能源已经成为了今后主要的能源发展方向。也就是降低能源的消耗量,减轻由于能源的消耗而带给环境的污染。低碳经济能源的实现方法主要是使用各种先进的技术改善能量的转换方式,更高效、充分的利用能源。自然能源比如说风能、太阳能等,是现在世界上使用范围广、使用量最多的能源。

三、电力工程技术在智能电网建设中的应用

第一,串联补偿中的工程应用。伊冯500kVTCSC项目是国家发改委批准的部级科学研究项目。该项目是由C-EPRIScience&TechnologyCo.,Ltd建立,将伊冯500kVTCSC项目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW,用于该项目的TCSC设备,都是由中国独立设计、发展、组装和调试的。这个设备的成功运营表明中国已经精通了适应高寒地区的全套大容量可控串补的技术,并实现了HVTCSC的工业化应用。

第二,并联补偿的工程应用。C-EPRIScience&TechnologyCo.,Ltd完成了无功补偿设备的关键技术的研究,这一设备是中国装机容量最大的无功补偿设备,而且成功将无功补偿技术用于运营之中。联众不锈钢公司将无功补偿设备运用在实际中。这些设备有效解决了由设备中的脉动负载(像熔炉的特高压电动)引起的电力质量问题(问题包括无功功率影响,电压波动和闪烁,将大量的逆序列和谐波注入电网中)。因此设备可确保工程安全运营,联众不锈钢公司每年有2千万的经济利益。

第三,常规电力技术的工程应用。北京大型航空公司的电力负载对电压骤降和短期的电源中断造成的短暂电力质量问题很敏感。根据这家公司的实际情况,C-EPRIScience&TechnologyCo.,Ltd.安置两个常规的电力设备(SSTS和DVR),通过常规的电力技术解决电力质量问题。在成功运营后,这些设备有效地消除了电力质量问题。

四、结束语

综上所述,电网建设作为社会设施建设的基础项目之一,随着我国当前的电网运行环境逐渐的发生改变,社会各行业对于电网的需求量越来越高。由于智能电网具有自愈能力强、顽强、、实用性强、经济性高、坚固等特点,可以有效的推动现代社会的建设。电力工程技术作为智能电网建设的基本技术,在我国现在智能电网的建设中有着非常好的发展前景。

参考文献

[1]田科峰.电气设备智能化技术在智能变电站的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2010(03).

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