智能电网建设技术的综述

摘要:智能电网是对未来电网发展的美好愿景，建设智能电网应该考虑现有技术和配套社会经济发展实际情况 ,从局部到整体逐步推进电网智能化进程。本文对智能电网技术建设进行阐述，对后续开展智能电网工作具有重要意义。

关键词:供电企业；智能电网；技术建设

0 引 言

智能电网是一个前景广阔的世纪工程,利国利民。当前建设智能电网已成为我国电网企业今后十年持续快速发展极为重要的战略部署,国内外对此给予了高度关注。但是,从哪些技术层面以及采取怎样的策略来指导智能化电网的工作成为关键的问题之一。

1 输配电线路和电缆在线监测技术

特高压、超高压领域应用的电力电子技术 ,科技含量高 ,其应用地区也局限在部分地区 ,而且大都由超特高压专门机构运行管理或建设 ,这个领域是建设坚强智能电网的重要关注点 ,但一般供电企业目前涉足不多。从实际应用和经济性等方面考虑，作为供电企业和研发单位可以先行发展220kV/110 kV及以下电压等级的输配线路、设备和电力电缆涉及智能化方面的科技应用,研究集成技术 ,总结智能化应用经验 ,比如:

输电线路光纤在线监测预警技术,提高巡视线路和故障查找的效率 ,解决和预防覆冰或线路故障 ,也就是解决电力线路在科技应用手段上相对比较薄弱的局面。该技术适用于山区、水域、沙漠等输电线路开展无人区远距离光纤在线监测应用 ,体现各地区的自然特性和线路维护管理特点，同时通过该技术的应用，降低企业线路巡视成本，提高经济性。

2 配电网智能化初级阶段新技术

配电网的智能化,应重新审视配电网自动化的应用范围和策略 ,结合当前大中城市的电网结构和特点，宜在大中城市城区开展配电网智能化的初步应用，分步实施 ,先从点再到线逐步开展:

首先建立地区统一配电监控调度中心。先将配网中物理安装位置相对比较固定的点 ,即开关站或环网柜等 ,进行二次系统改造 ,现阶段可以借用变电站综合自动化技术进行改造或建设 ,分别配以光纤通信 ,实现配电网监控调度中心对开关站进行实时监控。本阶段最基本也是重要的是把握建设配电网监控中心模式和配电网监控主站系统规模的策略。

第二步 ,扩充规模 ,从点再到线 ,实现配电网调度的部分智能化功能。同时研究实现配电网系统与自动控制系统接口、与配电网 GIS互联 (接口 )以及配电网自动化整体实现的问题。实实在在地在配电网的技术应用方面有所作为 ,而不至于理论脱离实际。扭转目前许多地区配电网设备由于没有信息采集手段来支撑远方监视运行工况 ,从而开关站维护巡视难以做到巡视到位、抢修反应较慢以及配电网调度运行主要靠用户反馈信息和纸质图纸指挥生产的局面。

3 变电站智能化技术

3.1 数字化智能化变电站建设

这是目前讨论热烈、正在高速发展的领域,目前全国示范工程几乎遍及各个省区。虽然各地模式和建设原则尚未统一规定 ,但通过调查资料显示其运行效果总体较好。虽然国内的建设标准和检测标准暂时未出台 ,但基本认识比较统一 ,比如采用 IEC61850,数字化光电互感器等。数字化变电站技术的出现 ,打破了一次系统和二次系统关于专业界面的传统限制 ,事实上已经涉及到供电企业生产管理体制整合上的问题 ,包括专业整合。供电企业通过这些示范工程建设,不断积累经验推动数字化和智能化的发展。建议:如果新建数字化站 ,可以同时加入一次变电的新技术应用 ,比如 GIS、 HGIS与数字化设备结合的方式等。

3.2 变电站集中在线监测

老旧和新建变电站均可以采用集中在线监测这种技术 ,为一次变电设备的状态检修和综合运行工况评判提供科学依据 ,提高一次过程控制的能力。集中在线监测所采集的数据可以通过光纤方式与站内监控系统通信或独立组网 ,传送到状态监测中心。这个领域的研究发展虽然已经走过了十几年时间,但还处于初步发展阶段 ,发展空间非常巨大。关键是光纤技术、传感器技术以及分析、处理技术的进一步提高 ,还涉及到通信网络技术的配套等。

4 调度智能化技术

我国的地区调度自动化系统其应用功能大多比较丰富，也已经积累了丰富的经验,技术基础储备丰厚。可以预测 ,调度自动化可能是全国智能化建设中率先达到智能化的领域之一 ,至少是应用比较成功的领域。其他方面如变电站自动化远方监控、电能量信息采集与处理、变电站视频技术等也将围绕调度自动化智能化的发展突出应用功能并进一步发展和完善。

但是目前调度自动化还仅仅是智能化的基础而已 ,它还必须辅以其它相关系统的完善和配合 ,比如调度预警、调度生产可视化、变电站自动化 (智能化变电站)、光纤网络化等配套才能比较完善 ,实现传统调度系统缺少自动跟踪电网运行状态、自动诊断电网问题、根据问题自动给出控制或调整建议以及在线暂态分析和电压稳定分析功能等。智能化调度需要在线预警系统的建立，地调自动化系统应当统一规划网络数据模型和可视化功能 ,实现在线安全稳定分析和安全预警 ,提高调度的辅助决策能力。

5 光纤通信及信息化技术

5.1 光纤通信

智能电网是将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网集成而成的新型电网 ,需要全面建设高速、宽带、自愈的坚强电力信息通信网络 ,支持多业务的灵活接入,为电力智能化系统提供即插即用的店里信息通信保障。因此 ,光纤通信在整个坚强智能化电网的事业中 ,起着十分重要的作用 ,智能电网领域都与之关联 ,智能化首先要通信畅通、通信坚强。

5.2 信息化技术

信息网络的建设和完善需要进一步发展 ,主要应从网络设备上全面提升带宽、覆盖率和速率 ,配合各地区光纤传输通信骨干网络的建设完善 ,组建起电力专用的坚强信息网络物理链路层。其中专用骨干网络的资源管理系统和方案涉及到电力系统专用的资源、保密等环节 ,应当引入具有专门资质为电力服务的集团企业进入该领域 ,提供系统专业服务,参与大企业的核心技术管理。

6 需求侧智能化技术

在用户侧大量开展与用电有关的科技应用，同样是智能化电网重要的领域之一。智能化的结果就是让用户最终能够感受到电力智能化的成果，便利性和经济性并重。电网企业已经在积极开展用电智能化技术标准和实施方案的研究 ,比如需求侧用电定制、集中或大宗用户的智能化负荷管理与电能量采集与电费交易的智能化和个性化等。智能化管理涵盖智能化抄表、计量智能化。逐步建立高级量测体系包括智能电表、通信、电表数据管理系统。实现智能需求侧管理包括用电状况收集、电网双向通信、实时电价响应、智能家电控制、虚拟电厂和微网控制、防偷电等任务等。这些内容需要在一个地区整体研究并制定实施计划、调查分析地区用电分布尤其是地区特殊用电情况 ,研究可实施内容 ,形成能够分步实施的可行的需求侧方案。

7 结 语

建设智能电网，实现大范围能源、资源优化设置，满足可再生能源接入需要，提高利用效率、提高可靠性的电能质量，完善社会用户的增值服务，对经济社会、协调可持续发展以及人民生活质量的提高具有十分重要的现实意义。