智能电网技术探讨

摘要：当前，智能电网已成为一个热点话题，是未来电网的发展趋势。本文分析了智能电网的定义、特征，对建设智能电网的驱动力进行了总结，对配电网中智能电网技术的开发应，如采用先进的计量基础设备、配电自动化系统、智能变电站，进行了探讨。

关键词：智能电网；高级计量构架；智能变电站；自动调压器

中图分类号：TM76

文献标识码：A

文章编号：1009-8631（2012）05-0064-02

近年来，“智能电网”已成为一个热点话题，从国际到国内都掀起了一股研究智能电网的热潮。现代的电力系统已经迎来了机遇和挑战并存的关键期。打造“电能最优、服务更优”双优电网的陕西省地方电力（集团）有限公司，建立了智能电网的研究机构和主管部门，以创建富平全国性电气化示范县为起点，结合富平地区电网的组网和运行情况，全力开展了智能电网的研究和实践。本文针对在开展智能电网的实践过程中，对建设智能电网的驱动力进行了总结，对配电网中智能电网技术的开发应用进行了探讨。

1 智能电网的概述和特征

1.1智能电网的概述

智能电网的核心内涵是，在电力系统的各业务环节，实现新型信息和通信技术的集成，促进智能水平的提高，其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节。

埃森哲公司认为智能电网是利用传感器，嵌入式处理，数字化通信和IT技术，将电网信息集成到电力企业的业务流程和系统中，使电网实现可观测（能够监测电网所有元件状态）、可控制（能够控制电网所有元件的状态）和自动化（可适应并实现自愈），同时有效支撑电力传输效率、资产管理水平和用户体验的提升，从而打造更加清洁、高效、安全，可靠的电力系统。

而后，陕西省地方电力（集团）有限公司提出了“多指标，自趋优”的智能电网新概念。意在说明智能电网要满足电网的各项指标，保证电网的健康运行。

1.2智能电网的特征

尽管智能电网尚有待于规范定义，但智能电网与传统电网的区别，已逐步形成共识。其特征表现在：一方面，智能电网拥有双向流动的电力潮流和数字信息流，是高度自动化的和分布广泛的电能供应网络。另一方面，智能电网要求高效的新能源材料占有的比重不断增大。

2 智能电网驱动力

尽管各国都将智能电网作为其未来电网的发展目标，但是驱动力略有不同。陕西地电根据自己的实际情况，将发展智能电网的驱动力归结为以下几个因素。这些因素既是智能电网的驱动力，也是智能电网所追求的目标。

2.1落实政府环保要求

能耗和排放导致全球变暖，已是一个不争的事实。国务院总理在政府工作报告中指出“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。可见，政府对环保的要求，推动了智能电网的研发。

2.2实现企业内涵式发展

随着特高压工程的运行，电网建设进入了一个规模持续加大、要求不断提高、环境日趋复杂的新阶段。坚持走内涵式发展道路，加快建设坚强智能电网，是现在的既定目标。科技工作重点需要转移到支撑坚强智能电网的建设和发展上来，突出强化重大关键技术攻关，争取在特高压、大电网稳定控制、智能技术等重点领域实现突破，取得一批水平高、价值大的科技成果。

2.3适应农网改造要求

农村电网经常会遇到“低电压”，农业生产供电线路差、电压不稳定等问题。在提出建设坚强智能电网的战略发展目标后，加快建设以坚强为基础、智能为特征的新型农网，成为农网与各级电网协调发展的必然要求。

2.4改善用户体验

对于用户来说，用电费用的降低，获得更好的服务：停电率降低，用电更加可靠，能够获得更快速的响应服务。消费者用电习惯的转型：从被动型用户转向双向选择型。电力公司需要提供如不同时间不同电价等多样化服务，鼓励用户高效地用电和在峰荷期间降低电能消耗。可见，改善用户体验，成为智能电网追求的一个目标。

2.5提升电网控制能力

当代电网的安全控制，紧急状态下的紧急控制主要由“离线整定、实时动作”的继电保护和/或稳定补救装置来实现。这些自动装置除了不具备事态发展的评估能力外，如离线模拟和在实际出入较大时，还可能发生诸如保护动作过慢导致震荡或不必要的解列等问题，因此，必须通过加强正常状态下动态安全评估的预防性控制，及时予以修正。智能电网主动灵活分区实现的故障隔离，具有潜在的巨大效益。

2.6提高电网运行效率

智能电网除通过优化运行和资产管理，提高设备使用率降低运行成本外，还采用高性价比的新技术，如高温超导、储能和电力电子技术等，对传统电网进行改造或适应电网的发展。其中，高温超导（high temperature superconducting，HTS）技术，可以通过狭窄通道向远方传输大量电力，而网损电压降几乎为零，提高电网的高效运行。

3 配电网中智能电网技术的开发应用

随着我国产业的升级，会有日益增多的数字化企业对供电可靠性和电能质量提出更高的要求，电能质量问题多起源于配电网，90%的停电和故障扰动发生在配电网中。大力发展配电系统对提高用户的供电能力和服务水平、保证电能质量、促进技术发展和拉动经济大有好处。表1列出了去年我国某城市35-110kV高压配网线损率和前年线损率的比较。

城网丙配网线损率同比上升的主要原因有两点。一是个别关口计量出现故障，影响高压配网线损下降1.12个百分点，在2011年度一季度予以追补，影响高压配网线损上升0.97个百分点：二是个别线路长，线径细，导致线路损耗增大。图1为该城市2011、2010年高压配网累计线损率各月对比曲线。

为了进一步降低高压配电网的线损率，可望通过催生新的技术来实现。如采用先进的计量基础设施，配电自动化系统，智能变电站的建立。

3.1先进的计量基础设备

包含智能计量系统开发和计量数据管理，支持和用户间的双向潮流，主动交互。目的是提高电网的可靠性，减少电网的高峰负荷。高级计量构架（AMI）是实现智能电网的“信息化、自动化、互动化”的坚实基础，是实现智能电网的关键技术。

3.2配电自动化系统

配电系统中自动化设备的投切可减少运行人员对设备的手动操作，以便及时对网络结构进行修改，适应运行的要求。实现配电网的运行监视和控制的自动化系统，具备配电数据采集与监视控制（SCADA）系统、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能。

3.3智能变电站

变电站能在必要时通过AVR调整电压的定值来减少线损、稳定电压和提高电能质量。另一个特点是智能检修技术，能够监测变电站设备的状态，如：变压器、避雷器、母线、互感器、隔离开关或断路器等，达到状态检修，降低人力成本和优化资产使用。

4 结束语

智能电网的应用已经提上日程，是未来电网发展的一种趋势，做好系统规划、研究准备已经迫在眉睫。本文结合陕西地电在创建富平全国性电气化示范县过程中，对智能电网的研究和实践，总结了建设智能电网的驱动力，并且对配电网中智能电网技术的开发应用进行了探讨，可望通过催生新的技术来实现未来电网的全面发展。