智能电网论文范文

智能电网论文范文第1篇

近年来，中国政府陆续出台了《需求侧管理办法》、《有序用电管理办法》、《需求侧城市试点财政奖励管理办法》等政策法规，为实施DR提供了必要的政策支持。同时，全国已建立起多种电价结构体系，包括分时电价、尖峰电价、丰枯电价等，部分省市(如安徽、浙江、上海等)还实行了直接负荷控制和可中断电价补偿政策，极大地促进了国内DR的发展[15]。另外，电力公司采取让电、错峰、轮休、避峰等措施进行有序用电管理，这种国内特有的负荷管理方式在用电高峰时极大地保障了电网的安全稳定运行。中国电科院联合国内大学、研究机构、电网公司、制造企业和服务提供商以IECPC118为平台，牵头成立了PC118智能电网用户接口专家组，开展自动需求响应(automateddemandresponse，Auto-DR)研究和国际标准制定工作。中国希望DR标准为工商业降低峰值负荷，满足迎峰度夏、有序用电需求服务[16]。

迄今为止，PC118工作组已完成了PC118标准制定技术报告初稿的编写，并提出了DR国家标准的制定计划。同时国家电网公司与霍尼韦尔公司合作在天津开展了智能电网DR示范与可行性项目，在泰达管委会、商业楼宇、办公楼和工厂用户方面部署了Auto-DR系统和装置，在高峰负荷削减方面发挥了重要作用。OpenADR，即开放式自动需求响应通信规范(openautomateddemandresponsecommunicationsspecification)是智能电网信息与通信技术的一部分，是辅助Auto-DR的技术手段，由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，LBNL)的DR研究中心(demandresponseresearchcenter，DRRC)完成研究工作。OpenADR通过开发低成本的通信架构，提高了工商业DR的可靠性、易操作性、鲁棒性和成本效益。当前基于现有通信信息技术的OpenADR已经成功应用于工商业的Auto-DR项目中[17]。

OpenADR简介

对OpenADR的研究起源于2002年加利福尼亚州的大规模用电危机，此后美国及其它各国的电网公司、政府等力求采用DR技术解决电力需求增长和高峰用电问题。在此背景下，OpenADR研究工作由劳伦斯伯克利实验室的DR研究中心具体承担[18]，其发展历程如图1所示[19-20]。通过一系列的试点和测试，2009年4月，加州能源委员会了OpenADR通信规范1.0版本，并交由结构化信息标准促进组织(OrganizationfortheAdvancementofStructuredInformationStandards，OASIS)和通用通信架构(utilitycommunicationsarchitecture，UCA)负责形成正式标准OpenADR2.0；2010年5月，OpenADR成为美国首批16条智能电网“互操作性”(interoperability)标准之一，“互操作性”意思是各功能单元之间进行通信或传递数据的能力；2011年进行了OpenADR2.0版本的认证和测试；2012年，OpenADR联盟将OpenADR2.0a作为美国的国家标准。OpenADR2.0比OpenADR1.0更全面，涵盖了针对美国批发与零售市场的价格、可靠性信号的数据模型，并且根据满足DR利益相关方和市场需求的程度，分为不同的产品认证等级，包括OpenADR2.0a，OpenADR2.0b和OpenADR2.0c框架规范，后一个规范均比前一个提供更多的服务和功能支持(如事件、报价和动态价格、选择或重置、报告和反馈、注册、传输协议、安全等级等)[21]。

Auto-DR项目能够有效地转移或削减负荷，但是，DR实现的技术模式和方法还未标准化，不利于相关DR应用的推广，无法解决DR技术、产品或系统之间的通用和互换问题，增加了实施DR项目的成本，不利于实现DR的完全自动化。因此，极有必要形成开放式的通信规范，使得任何电网公司或用户都能高效、可靠、便捷地使用信号系统、自动化服务器或自动化客户端。制定OpenADR标准的目的是减少成本，促进DR技术的互操作性，为DR技术的应用提供一个公用的、开放式、标准化的接口，使得电价和可靠性信息能够自动转换为负荷削减或转移信息，并利用现有的通信设施(例如因特网)高效、安全、便捷地将其从电网公司传送至工商业设备控制系统。OpenADR中开放式的通用数据模型使得工商业控制系统能够通过程序设置及时响应DR信号，并且响应的过程完全自动化，不带有任何人工介入[17]。

为了推动OpenADR技术的发展，满足利益相关方互操作的需要，深入挖掘Auto-DR潜力，成立了专门的OpenADR联盟组织，旨在通过合作、教育、培训、检测和认证等方式开发、采用并遵守OpenADR标准。OpenADR联盟向所有的相关单位开放，联盟成员分为设备供应商(例如系统集成商或控制系统供应商)、电力企业、政府和研究机构，OpenADR联盟理事会成员主要包括霍尼韦尔公司(Honeywell)、太平洋燃气与电力公司(PG&E)、南加州爱迪生电力公司(SCE)、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)等具有一定影响力的成员单位，负责引导并参与设定联盟的具体战略目标和运营政策。如今，OpenADR联盟的主要供应商已超过60个并且在不断增长，除了联盟理事会成员外，还包括西门子公司(Siemens)、江森自控公司(JohnsonControls)、银泉网络公司(SilverSpringNetworks)、圣地亚哥天然气和电力公司(SDG&E)、堪萨斯城市电力电灯公司(KCP&L)、内华达能源公司(NVEnergy)、尔刚能源公司(ErgonEnergy)等[19]，并已数次邀请我国国家电网公司参与其中。

OpenADR对开放式Auto-DR中的通信规范问题进行了描述和阐释，它定义了一种通信数据模型，通过预先安装和编程好的控制系统对DR信号做出反应，自动完成通信过程及用户侧响应策略。作为一种通用的通信规约，OpenADR能够支撑各种DR项目的实施。OpenADR通信规范系统性地介绍了OpenADR的通信架构、数据模型、功能规范、应用程序接口(applicationprogramminginterfaces，API)规范、安全策略和开发计划等，重点定义了需求响应自动化服务器(demandresponseautomationserver，DRAS)的功能接口与特点，基于自动化平台，通过通信客户端为用户提供包含动态电价在内的各种DR项目信息。该规范也用于指导电网公司、能源或企业管理单位、集成商、硬件和软件厂商等如何使用DRAS的功能来实现各种DR项目的自动化。OpenADR通信规范针对电价和DR激励信息提出了通信数据模型，但不包括有关电力削减或转移策略的详细信息。OpenADR的通信系统能够连续运行、协调并传输电价或激励信息至工商业控制系统。自动化客户端可以连续监测这些信息，并将其转换为设备内部的自动控制策略[17]。

OpenADR的通信架构

OpenADR通信架构如图2所示，用户或负荷聚合商(loadaggregator)借助应用程序设计接口API，通过因特网与DRAS通信，同样，电网公司也借助API通过因特网与DRAS通信[22]。通信架构的设计确定了通信系统的结构以及数据模型中需要涉及的实体(即任何可以接受或发送信息的硬件或软件进程)，OpenADR为所有实体提供了相关的通用数据模型，为高效传输信息提供了基础。通信架构中，DRAS是Auto-DR项目基础设施的一个重要组成部分，从电力公司角度来看，DRAS是通过通用的信息映射结构建立动态电价或DR激励信息配置文件的载体，使得Auto-DR项目的通信能够完全自动化[23]，它的功能和特点促进了用户响应的自动化程度，OpenADR标准通过DRAS为所有DR供应商和用户提供了通用的语言和平台。OpenADR1.0中定义了3种典型DRAS接口：1）电力公司/ISO接口，用于动态电价或DR事件信息；2）用户操作员接口，用于追踪或接收电价或事件类DR信息，并配置信息映射结构；3）客户端接口，支持OpenADR客户端使用简单或智能客户端信息[24]。3种接口如图3所示，根据实际情况，不一定要求上述3种接口都有，例如当DRAS属于电力公司并整合在其信息技术基础设施中时，电力公司接口是不需要的[17]。

OpenADR数据模型

通用数据模型作为系统的核心部分，定义了模型中访问和交换元素的语义，从而促进了DR项目的开展。数据模型可以用几个实体关系图表示，每个实体关系图通过实体、关系、属性描述数据结构，每个实体的特性包括实体名、主键、外键及属性域。为了在各个实体间高效共享模型数据，OpenADR定义了一套可扩展标记语言(extensiblemarkuplanguage，XML)格式化信息，用来描述模型元素的标识符和值[13]。图4显示了电力公司/ISO开始一个DR事件时涉及到的所有实体，在所有实体中，电力公司/ISODR事件(UtilityDREvent)实体用来详细描述与一个DR时间相关的所有信息。图4中，每个电网公司DR事件实体包含一系列相关的事件信息实例；电网公司项目(UtilityProgram)实体描述关于DR项目的所有信息，从DRAS和参与者的角度用一系列的属性描述项目是如何管理和执行的，属性包括名称、时间、参与者、执行优先权等；事件信息类型(EventInfoType)实体是电力公司项目实体的一部分，用来详细描述信息类型，例如实时电价、负荷削减或转移量等，属性包括名称、上下限、变化时间表等；参与者账户(ParticipantAccount)实体则描述了所有与参与者有关的信息，属性包括参与者名称、资格证书、所属群体、参与项目等[17]。

OpenADR的相关应用

系统及装置。1）负荷管理装置。美国著名的DR服务提供商霍尼韦尔公司在各种用户、各种设备上安装了约150万个基于OpenADR的负荷管理装置来支撑DR，其中一种数字触屏式可编程恒温器UtilityPRO，在居民和商业建筑中安装了大约40万个，能够在电力高峰期帮助限制能源消耗，以促进电力公司的DR项目。2）智能终端通信模块。银泉网络公司为各种智能终端设备配置了基于OpenADR的通信模块，用于接收和传输实时数据信息。该通信模块能够连接电网公司侧的通信网络和用户侧的家庭局域网。同时，银泉网络公司还和许多供应商合作配置了电表中的通信模块，促进了高级量测体系的开发。3）DR系统。霍尼韦尔公司旗下的智能电网服务供应商Akuacom建立了一套应用OpenADR的DR系统，其开放式的智能电网通信架构用于自动传输电价和DR激励信号。该系统的核心部分就是支撑OpenADR的软件操作平台——DRAS。4）DR交易网络。UtilityIntegrationSolutions股份有限公司(UISOL)成功地将OpenADR整合到他们的DR交易网络(demandresponsebusinessnetwork，DRBizNet)中，使得电力公司和用户间的DR交易操作过程能够完全自动化。

自2003年至今，美国开展了大量的OpenADR研究和实践。OpenADR联盟成员在加州和美国其他地区也进行了许多DR试点和现场试验，开发出许多OpenADR相关的系统和装置，验证了OpenADR标准在实际Auto-DR项目中的可操作性。

1）加州电力公司动态尖峰电价项目。加州电力公司曾利用动态尖峰电价来削减尖峰负荷。2003—2005年夏季，劳伦斯伯克利实验室开展了一系列测试，目的有2个：一是开发并评估传输DR信号的通信技术，因为各个商业建筑的控制系统使用的是不同的协议和通信功能；二是了解和评估用户使用的用电控制策略。该项目中各个用户的平均和最大峰荷削减情况如表1所示，负荷基线(即不执行DR项目时各个用户的电力需求)基于气候敏感基线模型计算[25-26]。2003、2004年只是用动态价格模拟测试，2005年正式采用了尖峰电价进行结算。文献[27]和[28]介绍了2005年尖峰电价的设计方法和测试结果，包括在现场试验当中用到的通信设施，用以传输电价或激励信号至设备能量管理控制系统(energymanagementandcontrolsystems，EMCS)或相关的建筑自动化控制系统。同时，文献[27]还给出了一个尖峰电价项目的负荷形状案例研究。在该项目中，太平洋燃气与电力公司就利用了劳伦斯伯克利国家实验室和Akuacom公司开发的DRAS将尖峰电价传输到终端设备。

2）太平洋燃气与电力公司参与需求侧竞价项目。2007年夏季，加州开展了尖峰电价和需求侧竞价(demandbidding，DBP)项目，通过自动化技术和通信技术的应用，让许多不同类型的用户高效地参与到DR项目中。其中太平洋燃气与电力公司预期通过安装、测试并运行Auto-DR系统，削减15MW的峰荷时段电力负荷。文献[29]阐述了太平洋燃气与电力公司基于自动化平台执行需求侧竞价项目的方法，结果显示2007年Auto-DR系统的安装和运行情况已经超出了太平洋燃气与电力公司的预定目标。在参与项目之前用户只需要确定他们的负荷削减量和时间，而其实际执行则是基于OpenADR的Auto-DR技术的全自动化过程。

3）西雅图动态电价测试项目。2008年11月，劳伦斯伯克利实验室开展了一项动态电价测试项目[25]，在西雅图地区的部分商业建筑中安装了基于OpenADR的Auto-DR系统，用以削减冬季的早高峰负荷，通过现场试验验证了开展Auto-DR项目的可行性。OpenADR系统利用因特网和政府或企业局域网传输DR信号，商业建筑中设备能量管理控制系统接收到DR信号后开始自动执行控制策略。该项目设置了常态和高电价2种水平的电价，在早高峰负荷的3h内电价变为高电价状态，但该电价仅用于测试，用户的实际电费依然按照原来的单一电价结算。结果表明，商业建筑的平均负荷削减量达到14%，其中暖通空调和照明设备是最佳的DR资源。

4）加州DR资源参与辅助服务市场项目。2009年，加州独立系统运营商(CAISO)开展了一个试点项目，将非居民用户的DR资源作为非旋转备用竞价参与日前辅助服务市场。DR资源必须满足非旋转备用的要求：①10min内可开始响应；②响应可持续2h；③能向CAISO提供实时的遥测数据。在加州辅助服务市场中，这些DR资源与其它所有发电资源一起进行优化求解，每个参与用户的设备上都安装了实时遥测装置，以保证CAISO能够对其负荷情况进行实时监测。当需要使用DR资源时，利用OpenADR通信装置将信号传输至参与用户的设备能量管理控制系统，从而触发其自动响应策略。试点项目结果表明，OpenADR通信架构可用于该辅助服务市场[30-31]。

5）加州小型商业建筑Auto-DR试点项目。2009年，加州在部分小型商业建筑中对OpenADR系统进行测试。据调查显示，加州小型商业建筑的夏季尖峰负荷为1012GW，占据了整个夏季尖峰负荷的10%15%。文献[32]阐述了小型商业建筑利用OpenADR通信架构自动参与DR的方法。该项目中，DR信号分为10级(09级)，第0级是正常用电模式，第9级是削减负荷量最多的用电模式，如果设备的负荷削减量不够，CAISO会发送更高等级的信号至设备控制系统，反之发送更低等级的信号。现场试验显示，小型商业建筑利用OpenADR通信架构参与尖峰时段的负荷削减完全可行。

结论

1）Auto-DR是美国发展智能电网的战略性技术之一，是通过调动用户资源，降低高峰负荷，提高电网可靠性，减少电厂投资和环保压力，促进新能源接入的关键技术。DR标准化有利于促进Auto-DR的互操作，带动智能电网与用户互动技术的发展。OpenADR的发展历程表明，先进技术的发展和推广一方面有赖于技术本身的先进性和其带来的巨大收益潜力，另一方面也需要高效的技术研发体系和有效的推广形式，通过联合研究团体、设备制造企业、产品应用企业等单位，促进相关技术的研发和推广。

2）OpenADR在美国已发展近10a，并且已有多个成功应用的案例，初步展现出其巨大的技术优势和商业潜力，促进了美国Auto-DR的发展。但是OpenADR是在美国的电力市场环境下开发出来的，有一整套与电力市场相对应的政策法规，如果将其推广到中国，可能会出现适应性和操作性问题，如何完善OpenADR使其适应中国的电力体制还有待进一步的研究和实践。

3）中国期望Auto-DR的开展能够有助于降低工商业高峰负荷，为有序用电管理提供技术支持。虽然我国在Auto-DR技术方面刚刚起步，但发展势头良好。同时，DR技术标准的制定有助于促进设备制造企业、产品应用企业、服务提供商等单位研发相关的产品和服务，吸引更多的电力用户参与DR项目，从而降低用电成本，产生巨大的环保效益和社会效益。国内电力企业已经认识到相关问题的重要意义，电网企业牵头制定的DR技术标准也已进入起草阶段。

智能电网论文范文第2篇

【关键词】智能电网 新能源 原动力 智能电网技术

1 背景

随着传统能源的枯竭和环境的恶化，全世界逐步达成共识，要大力开发新技术，使用清洁能源。各种能源最终以电能的形式被人们使用，电力行业对于节能减排至关重要。同时人们开始思考如何提高大电网的安全性稳定性并使电网具有坚强和自愈的特性。智能电网是21世纪重大科技创新和发展趋势，相比于传统电网，智能电网可以提高电网效率，提高能源安全，改善电能质量，提高电网的稳定性与安全性，完善电力市场，促进社会经济发展，实现低碳环保可持续发展。与此同时，现代通信、信息、计算机、微电子和电力电子技术的迅速发展并引入电网应用，为电网自动化提供了有力工具。

2 智能电网的概念和特点

2.1 智能电网的概念

智能电网不是一个单独的设备、应用、系统或网络，甚至不是一个单独的理念。对于什么是智能电网这个问题，学术上没有一个统一的定义。美国能源部和电力公司普遍遵循一个主题：智能电网利用通信技术和信息技术来优化从供应者到消费者的电力传输和配电。图1所示为智能电网的基本概念。

天津大学余贻鑫认为：智能电网是自动的和广泛分布的能量交换网络，它具有电力和信息双向流动的特点，同时它能够监测从发电厂到用户电器之间的所有元件，它将分布式计算和提供实时信息的通信的优越性用于电网，并使之能够维持设备层面上即时的供需平衡。

2.2 智能电网的特点

目前国际上对智能电网的特点基本达成共识，即自愈、安全、兼容、交互、协调、高效、优质集成等。

2.2.1 坚强和智能是现代智能电网发展的本质

坚强意味着电网具有很强的安全性，稳定性，有极强的抵御风险的能力。智能意味着高度自动化和自愈能力。

2.2.2 自愈

对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，消除故障隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复。

2.2.3 互动

使电力供应商与消费者建立实时信息联系，及时向用户通知电价、停电消息以及其他一些服务信息，而用户也可以将自己的用电计划及时反馈给供应商，平衡供需关系，有力于电网稳定性。同时通过市场交易激励电力市场主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。

2.2.4 优质电能供应

用户对电能质量越来越重视。智能电网可以根据不同的电力价格提供不同等级的电能。随着电力电子技术、测控技术和通信技术的发展，智能电网可以实现电能质量问题的快速诊断和解决方案，对于线路故障等故障引起的质量波动，它的高级组件可以使用最新的超导、储能、电力电子等方面的研究成果提高电能质量。

2.2.5 兼容各种发电和储能系统

智能电网不仅可以兼容大规模集中式的电厂，还将兼容不断增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式电源和储能。表1显示了分布式发电与传统发电单元的关键差异。

2.2.6 活跃市场

智能电网对电力市场有推进作用。智能电网实现了用户与供电商“双向通信”和“双向电力传输”，使普通用户参与进电力市场，甚至有部分用户可实现自给自足。智能电网为实时电力市场提供完善的技术，发电侧与用户的互动性增强，电网的运行效率更高。可以吸引更多的电力市场参与者，分散市场风险，使电力生产、输送、销售等环节更高效，更公平。同时消费者通过与生产商的“双向通信”可以获得实时电价，制定用电计划并反馈给供电商，使电力市场价格更合理。

3 智能电网的驱动因素

建设智能电网的价值和效益是综合的，如图2所示，主要包括以下方面：

（1）改善系统可靠性。

（2）改善电网可信赖性。

（3）改善电网运行的经济性。

（4）改善电网运营效率。

3.1能源需求不断增加

全世界正面对着人口不断增加和不可再生能源不断递减的严峻挑战。目前的传统能源只够维持几十年到200年之间，图3所示为不断减少的能源。能源是经济社会发展的保证，从国家层面上讲，必须提高能源利用效率，走能源更安全，环境更友好的道路。新世纪以来电能成为越来越重要的能源，中国电能占终端能源消费的比重每提高1个百分点，单位GDP能耗可下降4%。我们必须处理好可靠的能源供给、环境的可持续发展以及经济的不断发展之间的矛盾。智能电网可以实现安全、高效、清洁的能源目标。

3.2 电网复杂度越来越高

随着电力系统的范围和复杂度的不断增加，各个电力系统之间的互连也更加迫切。为了降低大规模电力系统发生故障的可能性，对电网的安全性，稳定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的电力系统来满足不断发展的电力需求。2003年美国东北地区大停电引起全世界的关注，这场停电给该区域造成了约60亿美元的损失。这场停电充分反映了大规模电网的脆弱性。智能电网通过实时采集数据，经过数据优化分析完成自我诊断，采取预防性控制，极大的保证电力的可靠运行。

3.3 电力用户的需要

电力用户对电网的可靠性和电能质量提出越来越高的要求。建设智能电网后，电网可靠性和电能质量将会有很大的提高。智能电网的高可靠性不仅可以减小未来停电事故发生的频率，还能使电网从事故中更快的恢复。

3.4 分布式能源（DER）的接入

智能电网将允许不同类型的发电及储能系统接入电网，分布式发电（DER）有利于高效的连接发电侧和用户侧，使双方同时参与电力系统的优化运行，同时可以摆脱对单一能源的依赖，提高电网可靠性。风能和太阳能是目前大力发展的清洁能源，它们具有间歇性，无法预测。大规模风电和太阳发电的接入给电网安全稳定运行带来极大的挑战，也极大的制约了它们的并网。智能电网技术可提高电网管理大规模间接性可再生能源发电的能力，对间歇性能源发电的峰和谷作出即刻的反应，从而吸纳更多的可再生能源。

4 构建智能电网的技术体系

智能电网主要由4部分构成：高级量测体系（AMI）；高级配电体系（ADO）；高级输电体系（ATO）；高级资产管理（AAM）。智能电网4个部分之间是密切相关的，表现在以下方面：

（1） AMI同用户建立通信联系提供带时标的系统信息。

（2）ADO使用AMI的通信收集配电信息改善配电运行。

（3） ATO使用ADO信息改善输电系统运行和管理输电阻塞，使用AMI让用户能够访问市场。

（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息与控制改善运行效率和资产使用。综合文献，图4表示了智能电网技术组成。

4.1 高级量测体系（AMI）

智能电网按一定顺序建设可以降低成本，减小难度。一般把AMI视为实现智能电网的第一步。AMI不是一个独立的技术体系，它包括家庭网络系统，智能表计，本地通信网络，连接电力公司数据中心的通信网络，表计数据管理系统和数据集成平台。智能表计可将耗能情况和电网实时信息传给本地用户，电力公司利用AMI的历史数据和实时数据来帮助优化电网运行。AMI通过网络将电网、用户、电商联成一个整体，是用户直接参与到电力市场的同时，也将大力提高电力企业的运行机制。

4.2 高级配电体系（ADO）

通常110kV及以下电力网络属于配电网络，配电网络直接面向用电用户，是保证电网运行稳定，电能质量和提高运行效率的关键环节。我国要实现智能电网的要求，智能配电要重点研究。ADO的技术组成主要包括：高级配电自动化、智能通用变压器、DER运行、微网运行和需求响应。ATO具有自愈和不间断供电功能；将设备进行可视化管理，为运行人员调度决策提供技术支持；实现与用户的双向互动；实施状态检修与在线监测，延长设备寿命。

4.3 高级输电体系（ATO）

ATO强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，通过新型电力电子装置和超导研发装置研发实现优化电力系统的运行参数或网络参数，提高交流电力系统线路的输电能力。其技术组成主要有：（1）变电站自动化；（2）输电的地理信息系统；（3）广域量测系统；（4）高速信息处理；（5）高级保护与控制；（6）模拟、仿真和可视化工具；（7）高级的输电网络元件，如电力电子(灵活交流输电，固态开关等)、先进的导体和超导装置；（8）先进的区域电网运行。

4.4 高级资产管理（AAM）

AAM是智能电网主要技术之一，功能包括优化资产使用运行、输配电网规、基于条件的维修、工程设计与建造、顾客服务、工作与资产管理及模拟仿真。实现AAM需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备“健康”状况的高级传感器。AAM的应用使电力资产时刻处于最佳工作状态，从而对电力资产的优化和科学管理起到积极作用。

5 智能电网的关键技术

实现智能电网，需要研发和应用一系列技术。综合文献，这些技术可以被归纳为以下5个关键技术领域：

（1）集成通信。

（2）传感与测量

（3）高级电力设施

（4）高级控制方法

（5）决策支持。

5.1 集成通信

集成通信技术是5个关键技术中的基础，也是整个智能电网所必须的。集成通信技术包括：（1）电力宽频通信。（2）无线通信技术。（3）其它通信技术。

5.2 传感与测量

5.2.1 智能电表

智能电表既可以收集，检测信息，又可以作为连接供电侧和用电侧的桥梁。在智能电网架构下，要求智能电表具有实时计量的功能，以提供带时标的电量信息，为电网高效节能管理提供了有用的实时信息，同时也要求它具有双向通信的功能

5.2.2 广域测量系统（WAMS）

广域测量系统是由基于全球定位系统（GPS）的同步相量测量装置PMU 群及其通信系统组成。它可以动态地测量和计算电力系统的运行状态相量和发电机功角。

5.2.3 电网设备的在线监测

该技术包括电气量以及非电气量的监测。采用先进的传感器通过对以上各状态量的监视，可完成电网设备的在线诊断，为实施电网设备的状态检修和管理提供必要的信息。

5.3 高级电力设施

高级电力设施在电网中起着非常重要的作用，可以实现更高输电容量、更优系统稳定性和电能质量、增强电力效率和实时的系统诊断。高级电力设施主要包括：（1）电力电子装置；（2）超导装置；（3）分布式发电及储能装置；（4）电网友好型装置等。

5.4 高级控制方法

现代控制理论、优化理论和人工智能技术在控制领域的综合应用形成了先进的控制技术。高级控制方法是用来分析、诊断和预测智能电网状况的装置和算法，并决策和采取合适正确的动作去排除、缓解或者避免电力短缺和电能质量问题。

5.5 决策支持

很多情况下，给予管理人员思考的时间是很少的。管理人员需要实时的电力设备信息和工具来快速做出决定。决策支持系统可识别和确定电网中的实时问题及发展趋势，然后运用知识库和科学推理方法进行分析，以提出解决问题和决策支持的方案，并将相应的系统情况、多种选择以及每种选择的可行性等展示给运行人员。

6 结语

智能电网在世界范围内尚属于新生事物，不同国家具有不同的现实情况和关注焦点，因而发展的重点也有所不同。但智能电网在世界范围内已成为电网发展的总趋势，同传统电网相比智能电网具有更宽广的安全稳定分析与控制，可以利用的信息更多更准确。它可以保证电力系统高安全、高可靠、高质量、高效率和电力价格合理，提高国家的能源安全和环境保护。

我国智能电网的发展应立足于国情需要，制定一个适合中国国情的目标，以便少走弯路，尽快实现智能电网的目标。欧美国家将重点放在发展智能配电网上，而我国在重视ATO的同时，也应对AMI、ADO和AAM予以足够的重视。考虑到新能源发电的特点及其发展远景, 我国也应该把新能源的利用作为我国智能电网发展的重心。

参 考 文 献

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[21]王思彤,周晖,袁瑞铭,易忠林.智能电表的概念及应用[J].电网技术,2010,04:17-23.

作者简介

李昂（1994-），男，山东省菏泽市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

赵彦一（1993-），男，辽宁省鞍山市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

刘博文（1992-），男，北京市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

作者单位