论智能电网技术及展望

摘要：20 世纪人类取得的最伟大的技术成就是电气化。从 19世纪末至今，电力在人类发展的进程中无处不在，电能成为人类不可或缺的二次能源。然而，虽然电力系统从诞生之日起一直在不断的发展，传统的电力系统却面临越来越多的挑战，尤其在全球环境状况急需改善，新能源的开发不断发展的今天，为实现可持续发展，全球各国都将“智能电网”的研究与建设作为 21 世纪的发展方向。

关键词：智能电网；概念；技术；发展

中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：

近年来为了缓解能源危机与环境压力，许多国家大力倡导发展清洁能源和可再生能源发电，电力工业呈现出多样化的发电方式。这对传统的由大型火电站供电为主的电网提出了新问题。再者，现有电力系统中能量使用效率和相当一部分电力设备（资产）的利用率较低，电网运营成本偏高。另外，随着数字时代的到来，用户对供电可靠性和电能质量的要求也愈来愈高。

一、智能电网的概念及功能特点

智能电网就是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。

其智能性主要体现在：①可观测—量测、传感技术；②可控制—对观测状态进行控制；③嵌入式自主处理技术；④实时分析—从数据到信息的提升；⑤自适应；⑥自愈。

智能电网具有以下功能特点问：鲁棒性、自愈性、安全、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。

二、智能电网的关键技术

1 大型新能源电源和分布式电源接入与调控技术

随着大型新能源电源和分布式电源数量不断增加，智能电网建设要解决关键问题之一就是清洁能源电源的如何可靠接入电网。因此需研究针对不同类型电源的并网控制策略，使大型新能源电源能够有序接入和退出；分布式电源能够“即插即用”。分析风能、太阳能等清洁能源电源的出力特性，研究风电和光伏发电系统的功率预测技术，新能源电源的有功、无功和稳定控制技术，使电网能够最大程度地利用可再生能源电源。

2 储能技术及应用

应用储能技术为电力系统提供动态功率补偿，不仅可降低间歇式发电对电网的影响，改善电能质量，还能为电网提供紧急功率和峰荷电力支持。目前已开发了多种储能技术包括：电力蓄热蓄冷、抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、插入式混合电力机车和蓄电池等技术，但是已有的基于这些技术的储能设备的容量小，成本高，且使用寿命较短。需分析各种储能技术应用于智能电网存在的问题及特点，提出相应的解决和应用方案，研究不同类型储能装置接入后对电网的影响。

3 先进的电力电子技术

随着电力电子技术的不断发展和电力系统运行要求的不断提高，电力电子在电力系统发、输、配、用等各个环节都得到了广泛的应用。现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术，包括可控硅并联电抗器、多功能固态开关、智能电子装置 (IEDs)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、故障电流限制器(FCL)以及高乐直流输电(HVDC)所用装置和配网用的柔性输电系统装置(如SVC和D-Statcom)等。

4 智能调度技术

智能调度是智能电网建设中的重要环节，调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。

调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系智能化调度的核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防。

三、对我国发展智能电网的建议

智能电网的建设，既要考虑国家发展战略、国家能源政策及产业布局、国家宏观经济发展预期、社会经济的刚性需求、电网架构的成熟度、特殊运营条件下的供电应对及电力储备等，还要考虑综合经济效益、电网安全可靠、环境保护、可持续发展、附加增值服务及溢出价值回报等。智能电网应涵盖电源、电网、用户的全流程，形成有机统一整体；业务环节应全方位覆盖电网建设、生产调度、电能交易、技术管理等层面；管理控制应贯穿电网规划、设计、建设、运行维护、技术改造、退役的全过程；数据流应包括信息采集、信息传输、信息集成、信息展现、决策应用等各阶段，最终形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化。未来智能电网在垂直架构上，将由智能装备层、智能生产调度层和决策管理层构成；在横向层面上，将大、中型区域电网通过坚强骨干电网联系起来，而大、中型区域电网则分层分区柔性接人集中式和分布式电源、各类终端用户。在信息流上，通过纵向贯穿、横向贯通的网络共享平台，实现电网信息实时交互、。共享。

建议发挥一体化管理优势，积极有序地推进智能电网研究及建设；开展我国智能电网架构设计；制订试点方案及实施计划；统筹考虑电网规划、建设、改造和技术升级；实施对输配电网与用电的协调调度和控制；实现发、输、配、用电的协调安全与经济运行；注重理论和技术创新与应用；形成完整的智能电网规范和标准体系；研究建立电网综合知识支撑体系；建立智能电网试验基地。

参考文献

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