智能电网运行中的问题解析及其发展趋势

摘要：智能电网是当前我国电力行业关注的重点。文章概述了智能电网的主要特点，分析了在运行中的问题和解决措施，并结合我国智能电网建设的实际对智能电网的发展趋势进行了展望。

关键词：智能电网；用电信息采集系统；电网标准体系

中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）36-0141-02

为了节能减排，最大限度的开发电网系统的能源效率，实现可持续发展，智能电网应运而生。包括美国、欧洲、日本、中国等各个国家都在积极开展智能电网的研究。目前，世界各国对智能电网的发展方向还没有达成一致意见。我国的智能电网研究和实践正处于起步阶段，还需要解决很多技术问题，应该结合我国电网国情，吸取欧美等国家先进技术、经验，建设符合我国国情的智能电网。本文根据我国国情以及各个地区电网的发展状况，概述了我国智能电网在建设中的问题以及解决措施，分析了其未来发展趋势，为我国智能电网的研究提供借鉴。

一、智能电网概述

智能电网是为了建设节能环保、稳定高效的现代化电网，有机融合信息、数字等多种前沿技术的输配电系统。一般来说，智能电网的具有自愈、互动、可靠、兼容等特征。

（一）智能电网的自愈性

智能电网的自愈是指在很少或不用人工干预的情况下把电网中有问题的元件从系统中迅速地隔离出来，使供电系统恢复到正常运行状态，从而确保电网能不间断地向用户供电的功能。此举可避免大面积的断电，提高了系统的稳定性和优质性。

（二）智能电网的互动性

在智能电网中，电力系统和批发零售电力市场实现稳定连接，实现了系统和客户的智能互动。用户根据其电力需求和电力系统供电能力来调整电力消费，从而使电网更加地安全运行，让客户能积极参与到电力系统的运行管理中来。

（三）智能电网的可靠性

智能电网能够更好地识别人为和自然发生的干扰，并对其迅速地做出反应，保证人身、设备和电网系统的安全，尽量减小干扰造成的影响，最大限度的恢复快速供电。

（四）智能电网的兼容性

智能电网允许不同类型的发电和储能系统接入，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

二、运行中的问题及解决措施探讨

2007年，华东电网率先开展了我国智能电网的研究。2009年5月，在“2009年特高压输电技术国际会议”上，中国国家电网公司首次向社会公布了我国智能电网的发展计划。但由于我国资源分布不均衡，电力基础设施相对薄弱等因素的影响，我国智能电网的研究、实践晚于欧美国家，目前还处于初级阶段，在实践中存在以下问题：

（一）存在的问题

1．目前，对于智能电网缺乏完整准确的定义，没有统一标准，并且对智能电网的目的和发展方向模糊不清。

2．根据我国目前电网实践的科学和技术水平，以及智能电网的特点，要实现真正的智能电网，还有很多关键技术的研究没有得到解决。

3．按智能电网的特征，其对产品和设备的要求更高，不仅要求一次设备和二次设备的智能化，而且要能够在智能电网的发展中有自己的知识产权。

4．由于多年来“重发轻供”影响，配电网的骨架不够坚强，网架结构比较薄弱。另外，配网一次设备的需求仍然保持旺盛，其自动化水平很低，配电网新技术应用还有待提高。

5．目前我国用电的营销模式主要靠人工，相对来说比较落后，电网和用户之间的互动比较少，并且分布式电源的接入还没有得到解决，电网通信安全、监管、商业化应用、成本回收等风险较大。

6．传统的配电网只适用于单向潮流，难以适用于双向潮流，面临难以预测和控制等一系列问题。

7．我国变电站在智能化发展方面已经比较领先。变电站自动化技术的发展，为智能化改造打下了很好的基础。虽然二次设备智能化水平得到了提高，但一次设备的智能化水平还很低，完全达不到智能化变电站的要求；另外，信息共享程度在不同的变电站之间和不同级别的变电站之间比较低。

8．我国具备领先的调度系统，但是还不能满足大能源经济的建设以及特高压电网的要求，主要体现在电网的安全分析、控制手段方面，对于新能源的分析预测能力方面，最后还是调度通信网络不够健全。

9．我国电力能源具有电源和负荷相对距离比较远的特点（水力发电主要分布在西南地区和西北地区，而电力消耗主要用户负荷主要分布在靠东部的沿海地区），所以需要采用大容量高电压的输电。高电压的输电要求输电电压等级不断提高，输送容量不断增加。随着输电电压等级和容量的提高，它对输电线路的要求有所改变，包括在输电的潮流控制等方面。

（二）应对措施

1．制定智能电网标准体系。

2．提高在线检测检修输电线路的技术水平；输电线路采用大截面导线、新材料、新技术；采用柔性输电技术。

3．智能变电站安装先进的自动化装置，同时和电力调度互动。另外，建设及时准确的信息采集系统，制定比较先进的装备标准规范，提高包括一次设备在内的设备智能化。对于一次设备智能化低的方案有：制造一些智能化的一次设备；对于现有的设备来说可能给它们配备一些智能终端，实现一次设备的智能化。

4．加强配电网的网架结构建设；提高自动化水平；支持分布式电源和微网的接入。

5．加强用电信息采集系统的建设，这对于智能电表方面需求比较大；另外加强电动汽车充电站的建设。

6．不断提高新能源介入和调控能力，加强在电力通信网络和调度数据网建设方面的研究。

7．在未来智能电网发展方面，应该考虑提高电场的自动化与控制水平，发展储能技术和变频逆变技术。风电接入电网技术现在还不是很成熟，通过变频电技术接入电网是未来可靠的方式；因为抽水蓄能电站技术比较成熟，容量相对来说比较大，所以采用抽水蓄能电量为代表的储能装置调节大电源的调峰能力。

8．加强知识产权保护与合作。

三、未来发展趋势

智能电网已经被国际上诸多国家所认可，基于不同的国情、不同的侧重点，其发展研究的内容各具特色。中国的智能电网发展，应在以欧美先进国家的技术和经验的基础上，遵循我国特色进行规划，积极推动坚强的智能化电网的研究和建设。经过多年的电网发展积累和近两年的智能电网的研究实践，国家已经将智能电网纳入国家战略并推进实施。2011年，政府将“加快智能电网建设”写入政府工作报告，然后又纳入国家国民经济和社会发展“十二五”规划纲要。我国智能电网将进入快速发展阶段，前景值得期待。

国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网发展技术标准路线图。2011年，我国将大力推进示范工程、新能源建设、电动汽车充换电设施、居民智能用电等方面的建设，坚强智能电网进入全面建设阶段。国家也将投资5000亿元初步建成世界一流的坚强智能电网，包括特高压骨干网架、大型能源基地和长距离支流输电工程。我国宏观战略表明了大力发展智能电网的信心与决心，同时也在技术、标准、政策方面提供了大力的支持，我国智能电网的发展必将进入一个崭新的阶段。

四、结论

从社会发展的长远趋势来看，智能电网是技术和经济发展的必然结果。首先发展智能电网是提高系统安全可靠性的内在要求；其次，发展智能电网是保护环境，实现可持续发展的需要；最后，发展智能电网是提高电力企业经济效益的需要，能够使市场经济充分发展，电力企业实现利润最大化。

目前，我国的智能电网建设还处于初级阶段，在建设过程中还需要解决诸多问题。在新型能源接入、特高压输电、数字化电网与数字化变电站、大电网运行控制、电网环保与节能等方面的研究还需加强。在国家宏观战略引导下，相信智能电网的应用会越来越广泛，为建设资源节约型和环境友好型的小康社会做出贡献。

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