智能电网浅析

【中图分类号】TM72

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0305-01

1　引言

近年来，随着计算机、自动化、通信等技术与传统电力技术有机融合，随着新技术在电网中的广泛应用，电网的智能化水平得到了极大的提高。信息技术与传感器技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持。自动化技术、柔性输电技术和调度技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。户信息采集技术和通信网络的完善用的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。各国对节能减排、绿色能源的要求越来越迫切；各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。

2　智能电网的概念

智能电网（smartpowergrids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

3　智能电网的主要特征

（1）坚强。在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保电力信息安全的能力。

（2）自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。

（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。

（4）经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。

（5）集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。

（6）优化。优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。

4　建设智能电网的关键技术

4.1　通信技术

实现智能电网首先要建立高速、双向、实时、集成的通信系统。智能电网需要具有实时监控、系统目前状态分析的能力，电网的保护、控制和数据获取都离不开高速、标准、集成的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是实现智能电网的基础。同时通信系统要和电网一样深入到用户，这样就形成了两张紧密联系的网络一电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。建成一个高速、双向、实时、集成的通信系统可以智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。它可以监测、补偿各种扰动，重新分配潮流，避免事故的扩大，提高了电网的供电可靠性。

4.2　量测技术

参数量测技术是智能电网基本的组成部件，要采集准确的数据并将其转换成数据信息离不开先进的参数量测技术支持。通过参数量测技术可以对电网设备的健康状况和电网的完整性进行评估，读取表计、防止窃电及消除电费估计。

未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。

对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。

4.3　设备技术

先进的设备技术的广泛应用，极大地提高智能电网的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在超导、材料、储能、微电子技术方面和电力电子的最新研究成果，从而提高供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。

未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：超导技术、电力电子技术、以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设备，如基于电力电子技术和新型导体技术的设备，来提高电网输送容量和可靠性。

4.4　控制技术

所谓控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以减轻、消除和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术可以管理整个电网的有功和无功，也可以提供对输电、配电和用户侧的控制方法。先进控制技术的实现紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域，如参数量测技术、集成通信技术和先进设备技术。

未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理大量的数据。先进控制技术有以下几个主要作用：

（1）收集数据和监测电网元件

（2）分析数据

（3）诊断和解决问题

（4）执行自动控制的行动

（5）为运行人员提供信息和选择

5　结束语

发展智能电网是一项庞大而系统的工作，需要有相应的政策法规配合。我国在发展智能电网的过程中立足于实际，立足于发展中国自己的标准，一定会实现可靠、安全、经济、高效、环境友好的电网运行安全目标。