智能电网实现的若干关键技术

摘要：智能电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心，智能电网的本质是能源替代、兼容利用和互动经济。智能电网是电网技术发展的必然趋势，也是社会经济发展的必然选择。本文简单地探讨了智能电网的概念、问题及其解决问题的关键技术。

关键词：智能电网；关键技术；解决措施；问题；

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

引言

当前，节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点。因此期望通过一个数字化信息网络系统，将能源开发、输送、存储、转换(发电)、输电、配电、供电、售电、服务及蓄能等过程与能源终端用户的各种电气设备以及其它用能设施连接在一起，通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能，将能源利用效率和能源供应安全提高到全新水平，将污染与温室气体排放降低到环境可接受程度，使用户成本和投资效益达到一种合理的状态。这就是智能电网的思想。智能电网，是经济和技术发展的必然结果。

一、智能电网的概念及主要特征 智能电网是电网技术发展的必然趋势，也是社会经济发展的必然选择。从概念上说，智能电网(smartpower grids)就是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、决策分析技术和控制技术，与物理电网高度集成而形成的新型电网，即电网的智能化，也叫做“电网2．0”。

智能电网能够实现实时监测和控制电网运行，可以及时发现和诊断运行故障，能够有效实现电网的自我恢复，避免大面积停电，最大程度地减小损失。同时，智能电网具有更高的安全性，能够对在不同情况下造成的扰动自动进行辨识和反应，保证人身和电网设备的安全。另外，智能电网的智能性突出表现在对电力供应的平衡能力上，能够进行及时的调度，平衡缺口，实现最佳的供电数量和质量。二、智能电网存在的问题 在我国智能电网存在的问题主要表现在以下七个方面：发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、用电环节和调度环节，下面分别从这几个方面进行阐述。

（一）发电环节 对于智能电网，在发电环节，从网厂协调和机组的运行控制方面来说，由于原电力网注重的是低电压穿越，且现有的风电调风性较差等都决定了我国需要构建大能源建设基地并保证其能源集中分布。所以说对于大能源的太阳能和风电的发电是当前智能电网建设中存在的问题，也是建设智能电网需要解决的问题。

（二）输电环节 根据我国水电分布的特点，主要集中于西南和西北地区，而用电负荷比较大的地区主要是东南沿海地区，这就存在负荷和电源不均的矛盾。解决的主要措施是需要高电压、大容量的输电机制，在增加输电容量和提高输电电压等级的同时，也会带来输电潮流控制问题、电能质量问题、系统诊断问题等一些新的挑战。

（三）变电环节 虽然我国在变电站智能化发展方面处于领先水平，现拥有的自动化变电站技术为智能电网提供了较为成熟的搭建平台。尽管技术上领先，但是若实际用于智能电网，还有一些问题需要改进，比如说二次设备的智能化水平还未达到要求，离所需智能化等级相差甚远，同时变电站之间的信息共享程度不高。

（四）配电环节 配电环节是我国发展智能电网比较薄弱的环节，过去我国主要用于发展输电网，而配电网发展的水平还不能匹配智能网建设要求，主要表现在配电网的骨架不太稳定、网架结构薄弱、自动化技术不够成熟、自动化基础不扎实等。另一方面，分布式电源也是智能电网建设中所必需的，而目前我们对这方面的应用还不多，仅仅局限于起步阶段。所以说配电网智能化较低也是存在的一个比较明显的问题。

（五）用电环节 智能电网的智能之一在于电网和用户之间形成互动，而目前的用电环节主要表现在人工操作，要想实现智能化，需要把原有的营销模式智能化，使得用户能和电网之间有较好的互动。而且用电环节中对于企业和用户自己发电形式的分布式电源，需要和整个电网之间能较好的兼容和无缝结合，这也是用电环节需考虑的重要问题。

（六）调度环节 调度环节主要包括了安置装置、继电保护、广域相量测量等，在这一方面我国的五级调度系统相对世界上其他国家而言也是比较领先的。然而智能电网需具备特高压电网和大能源建设，所以在调度方面需提高电网的安全性和控制方法，构建健全的调度通信网络。 三、智能电网中存在问题的相关解决措施 智能电网要保证能接入和充分利用大量的分布式电源，同时能采用相关先进技术保证系统的稳定和安全运行，进而满足用户的需求，实现市场化。从其目标出发，完美的实现智能电网，必须直视问题所在，从其技术角度和其他可行性的角度来解决存在的一些关键问题。

（一）发展智能电网相关技术 智能电网技术还处于初步发展阶段，技术支撑扮演着重要角色，如果缺少先进的创新技术就很难保证智能电网的实现。无论是从发电、配电、输电、调度还是终端用户与电网之间的互动都不能缺少信息技术和控制技术。比如我们可以提高电场的控制水平和自动化程度、发展变频逆变技术和储能技术来解决发电环节中存在的一些问题；在输电线环节，为了提高线检测技术，可以开发在线监测设备、有源电力滤波器和静止无功补偿器和超导技术等；变电环节，可对控制系统进行升级改造，采用更加准确和灵敏的互感器以及智能开关和智能变压器等；配电环节大力发展智能化环网柜和配网自动化系统等；用电环节建设智能用电信息采集系统和智能电表；调度环节提高调控能力和建设调度数据网等。

（二）保证用电系统与经济协调运行 智能电网建设的重要目标之一就是经济与安全的协调运行。要着重提高系统的控制策略、在线安全稳定控制技术、电网稳定运行理论、信息和通信支撑技术来保证系统的稳定性，加强相关仿真技术和预防系统崩溃的控制技术的研究。从而实现电网模型的经济、安全、可靠。

（三）建立和完善智能电网规范体系 智能电网要正常运行必须建立和完善一套标准的规范体系，它也是电网建设环节中不可或缺的重要部分。这不仅需要国家电网公司能够对整个智能电网系统进行规划和部署，组织各科研机构进行集中研究，制定出统一的标准体系、电网规范、通信标准、系统构架等，能较好地实现用电和发电中的各个环节无缝结合和信息的共享与集成。 此外，还需要构建一体化管理体系，同时应该在宏观上制定实施计划和试点方案，从实际问题出发建设试验基地来发掘更多智能电网中存在的潜在问题，从理论和实际角度形成整个智能电网的知识体系为智能电网的实现做铺垫。

结束语

综上所述，智能电网的建设已打破传统的电网建设理念，它具有兼容、互动、优化、自愈和集成等诸多特点。在与时俱进的时代，新的产物的实现必然会出现瓶颈，这就需要我们能根据国情来具体分析智能电网建设中存在的问题，并且采用先进的通信技术和控制技术等来解决智能电网复杂系统工程的问题，提升电网的全新互动运转模式，形成全新的服务功能，保证电网的可用性、可靠性、安全性和综合效率，进而实现中国特色的智能电网。

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