探讨智能电网的互动式节能调度

【摘 要】电工界已公认智能电网将是电力系统未来的发展方向和目标，其中尤以节能调度是国内电力行业实现节能减排的重要研究课题。与传统的“单向电网”相比，智能电网实现了通过市场需求决定发电企业和电网企业的供应状况，并将用户纳入参与电力系统的运行和管理之中。

【关键词】智能电网；互动式；节能调解

电工界已公认智能电网将是电力系统未来的发展方向和目标。其中高级计量设施（Advauced MeteringInfrastructure AMI）系统将是构建智能电网的基础构架。它是由每个结点或设备上的新型传感器与有独立操作系统的处理器相联结.并以高速宽带光纤通信将测得的信息进行双向传输.形成分布式的统计平台。以完成分析判断和协调控制等功能，已安装了AMI系统的电力企业就可以用它开发智能电网的一些潜在功能，以实现前所未有的自愈、预警、节能等新的效益。关于智能电网，《智能电网成本与收益评估报告》一书将“智能电网”被定义为：一种能够进行自我监测与保护的现代化电力传输系统。该智能电网的设计可自动优化电网各个相互关联的环节，如为了将中央电源和分布电源与工业用户、楼宇自动化系统、能量储备装置以及终端用户的温控器、电动汽车、家用电器及其他家用设备串连在一起，智能电网将通过高压输电网络和配电系统从而实现。由上可知，如果实现我国电网的智能化设计，那么智能电网将促进我国经济的各个方面得到长足的发展，另一方面也反过来促进我国智能电网的逐步更新发张，实现经济和电网的双向跨越性发展。

1 我国智能电网的发展现状

相较于国外的智能电网发展，我国的智能电网无论是概念上还是现实实践中都起步较晚。自1999 年起，我国学术界进行了“我国电力大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题研究”，在该重大课题中提出了“数字电力系统”的概念。就实践而言，2007 年10 月，华东电网启动了智能电网可行性研究项目，由此拉开了我国智能电网从概念到应用的大幕。

自2009 年开始，我国步入智能电网的战略部署阶段。国家电网公司召开“2009 年特高压输电技术国际会议”。国家电网公司在该会议上提出了“坚强智能电网”的概念，由此我国正式进入智能电网建设的新时代。我国所谓的“坚强智能电网”其实就是在信息平台上以现代通信技术为信使，在电网基础上以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展并具有自动化、互动化、信息化特征。由上可知，我国的“坚强智能电网”包含发电、输电、变电、配电、用电和调度等电网的各个环节。最终，随着坚强智能电网的实现，我国智能电网将覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网，此外，我国信息科技部也设立相关的智能电网项目不断促进我国智能电网的设计和发展。以上种种，均标志着我国智能电网建设进入全面实施阶段。

2 互动式节能调度

2.1 智能电网实现风、水、光、火电一体化的智能调度

我国电力家庭的成员主要由水电、风电与核电等构成。但是，众所周知，我国的风力、水力发电站以及核电容易受到自然环境和经济发展状况的影响。所以，国家电网公司应当在我国电力发展的基础上，对一定数量、一定规模的火力发电站与其配套进行使用，从而保障电网安全、稳定、持续的供电。除此之外，为了让某些季节风力发电比较良好的的情况的电力能够更好的服务于我国经济发展的需要，并减少我国火力发电的额度，只能电网可以将风力发电、水利发电多余的电力额度配送至原本由火力发电所支持的经济发展区域。如此，既为我国经济发展提供了优质的动力，还进一步保护了我国的环境。

2.2 智能电网实现全局性的分布式电源接入

特高压输电技术一方面可以减少长距离输电过程中减少电力的消耗，另一方面可以将远距离、大总量的运煤转换为输电。如此，特高压输电技术可以降低我国电网的消耗功率，还可减小由于长途火车运输而带来的不确定性和运输成本。因此，我国的智能电网的发展方向将是更为注重对特高压输电技术的研究、设计与大力扶植发展。除此之外，现阶段我国的智能电网技术还可以通过数据智能采集、智能计算、光缆通讯、信息传输、智能调度的技术，对输电线路进行及时的智能调控，而在长距离的高压电输电过程高压电网还可以有效地减少电能在输送过程中产生的输电损耗，从而实现智能电网节能优化的目的。

2.3 高效、低能智能发电器的发展

正所谓有需求就有发展，智能电网的设计规划与发展将催生我国一批企事业和电力行业整体性的发展。作为智能电网的应用，我国未来的十年间，将有一系列的、大量的智能电器问世，并将应用于我国智能电网的输电线路之中。随着我国经济的发展，依照目前的我国经济发展的速度，在未来十年至十五年间，与智能电网相关的电器将有约1000多亿的市场需求，到那时由“大功率输出”为“小信号传输”将成为现实。而作为智能电网应用的结果之一，传输的功率变为原来的几十分之一，原来成千上顿甚至数十吨的重量，通过小型化和低功率化的互感器，便能减小到几公斤。数字化电表的电能消耗不足传统电表的1/10，如果进行数字化智能化调控，那么我国电网因长距离、长时间的输电而导致的消耗将是一个天文数字。

3 互动式调节的模型

3.1 基于一致性的多目标评估模型

互动式节能调度的目标是否与传统节能调度的目标具有一致性。若一致性程度高，可采用简易的加权平均方式形成单一化的目标函数；若不一致，则需根据不同情况下的目标不同而设定相应的方案。

3.2 多目标协调优化模型

针对互动式节能调度中，多目标一致性评估中不一致的情况进行多目标依据不同目标而设定相应的方案。由于互动式节能调度中可能会存在多个目标函数，其协调优化问题的复杂度将大大提高。因此，智能通过对影响每一个单目标的基本要素进行个体研究，并相应的建立多目标协调优化模型，运用相应的函数模型，从而分析在不同条件下所应当采用的最为优化的目标，从而实现智能电网的最佳效率。

3.3 智能多模型

通过建立比较成熟的智能电网模型而保证发电企业、电网企业以及用电客户三方能够实现更好地协调，并处理好三方在用电过程中的相应的企业、用电客户之间的行为。在此基础上，我国的智能电网的多模型将具有智能性、中介性、机动性等优势，一方面通过统一的调控一体化平台，实现智能多主体共同决策，作为最终结果则是在特定环境下将所运行的软件实体嵌入互动式节能调度之中。

4 结语

综上所述，与传统的“单向电网”相比，智能电网实现了通过市场需求决定发电企业和电网企业的供应状况，并将用户纳入参与电力系统的运行和管理之中。如此，不仅实现电力企业的良性健康发展，还进一步为用电客户提供电力优化之便利。电力企业可通过智能电网的用户系统实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，从而用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案，有助于平衡供求关系。最终实现电网企业、发电企业和用电客户之间的双赢格局。总之，随着未来电力市场完全市场化，以及互动式节能调度体系日臻成熟，在电力消费市场中用电客户与电力企业往往可通过市场博弈的方式建构一套既保护用电企业的利益需求，又实现用电客户利益最大化的模型，从而最大限度的发挥此三者间的优势，促进我国电力市场的良性发展，并进而推动我国经济持续稳定快速健康的发展。

参考材料：

[1]李俊雄等.面向智能电网的互动式节能调度初探[J].电力系统自动化，2013（8）.

[2]何大愚.用智能电网降低电压以减少电耗[J].中国电力，2011（9）.