對智能電網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展的分析

摘 要：隨著電力技術(shù)水平的不斷提高，智能電網(wǎng)技術(shù)，在電力行業(yè)開始得到廣泛的運(yùn)用，有效的提高了電網(wǎng)供電的可靠性，為國家和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。本文結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，對智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了綜合的闡述，以及分析了其當(dāng)前發(fā)展和運(yùn)用的情況。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；發(fā)展；運(yùn)用

電網(wǎng)，作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的基礎(chǔ)性保障，不斷地提高其能源優(yōu)化、能源供應(yīng)可靠性，是滿足現(xiàn)代生產(chǎn)和生活對現(xiàn)地需求日益增加要求的必要手段。隨著我國電力企業(yè)的市場化建設(shè)，智能電網(wǎng)也開始進(jìn)入人們的視野，為提高傳統(tǒng)電網(wǎng)的供電效率和綠色環(huán)保創(chuàng)造了新的發(fā)展環(huán)境。

1 智能電網(wǎng)的定義和技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)我國國家電網(wǎng)對智能電網(wǎng)的定義，智能電網(wǎng)是指以特高壓為電網(wǎng)主干、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展為基礎(chǔ)，利用信息、通信和控制現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動化、信息化和互動化的電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)的智能型，主要表現(xiàn)在以下幾個方面的技術(shù)特點(diǎn)：

1.1 自愈性。智能電網(wǎng)利用信息和控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對整個電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)問題時快速的進(jìn)行判斷并作出保護(hù)動作，如將發(fā)生故障的線路或者電氣元件隔離，及時的進(jìn)行恢復(fù)供電，保證不發(fā)生大面積的停電現(xiàn)象。此外，實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)還可以根據(jù)數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，如將大電網(wǎng)按照風(fēng)險隱患的等級劃分，對不同的等級采取不同的預(yù)防和控制的手段。

1.2 互動性。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)依靠其通信和控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)雙向的互動，這對于改善用戶的用電體驗(yàn)，具有很好的效果。電力企業(yè)通過與用戶之間建立雙向的通信系統(tǒng)，企業(yè)可以對的用戶的用電情況、成本、安全用電情況、電費(fèi)收繳情況等進(jìn)行了解，用戶也可以根據(jù)這些信息制定合理的用電方案，從而實(shí)現(xiàn)的供需雙方的有效溝通，提高電力資源的利用率。

1.3 兼容性。智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)多種發(fā)電模式的接入，具有很好的兼容性。在分布式發(fā)電和可再生新能源發(fā)電等多種發(fā)電形式發(fā)展的形式下，傳統(tǒng)的電網(wǎng)難以實(shí)現(xiàn)這些電力的兼容和接入，但智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)可以同時將集中式發(fā)電、分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電和染料電池發(fā)電，這一技術(shù)有其是對于可再生新型能源的開發(fā)利用具有重要的意義，我國光伏企業(yè)并網(wǎng)發(fā)電，即極大的促進(jìn)了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。智能電網(wǎng)的兼容性有助于改善電力結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電力發(fā)展的綠色、環(huán)保和高效利用，符合和諧發(fā)展的理念。

1.4 優(yōu)化性。智能電網(wǎng)技術(shù)包含智能化的電力調(diào)度系統(tǒng)，可以根據(jù)對電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)電網(wǎng)電源分布、用電時間段的分布、電網(wǎng)荷載傳輸情況等對電力進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)以最小化的電網(wǎng)運(yùn)行成本實(shí)現(xiàn)最大的優(yōu)化運(yùn)行效率。智能電網(wǎng)還能實(shí)現(xiàn)都對電網(wǎng)損耗的有效控制，識別無論是自然狀態(tài)下的能源損耗還是人為破壞的能源損耗，通過與現(xiàn)代化建筑物智能電氣系統(tǒng)之間的聯(lián)系，將整個電網(wǎng)的電力損耗降到最低，實(shí)現(xiàn)電力資產(chǎn)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)等多個環(huán)節(jié)的優(yōu)化。

1.5 市場化和多元化。智能電網(wǎng)可以有效的調(diào)節(jié)供需關(guān)系，通過對電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和提高電力供應(yīng)的可靠性，促進(jìn)電力企業(yè)的市場化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力市場的公平競爭。智能電網(wǎng)以物理的輸配電網(wǎng)絡(luò)作為主體，以雙向、集成、高效的信息控制系統(tǒng)作為平臺，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)測、控制、調(diào)度、市場運(yùn)營和維護(hù)處理等多種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的多元集成化。

2 智能電網(wǎng)的發(fā)展

智能電網(wǎng)概念首先由美國電力科學(xué)研究院在2001年首先提出，并在2003年啟動了智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)。歐洲則在2005年成立智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇，同時還進(jìn)行了智能電氣建筑的研究。2008年，美國的波爾成為世界上第一個運(yùn)用智能電網(wǎng)的城市。2009年，歐盟提出要利用智能電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對新型能源的集成利用。2009年中美簽訂智能電網(wǎng)研究和利用合作協(xié)議，提出以智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有電網(wǎng)節(jié)能百分之三十的目標(biāo)。日本于2010年開始由政府大規(guī)模推進(jìn)智能電網(wǎng)研究，并在孤島進(jìn)行大規(guī)模的智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，日本智能電網(wǎng)注重對太陽能的集成利用。我國在2009年由國家電網(wǎng)公司提出了堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃，同年即啟動了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)編制、研究計劃、專項技術(shù)研究和試點(diǎn)工作，我國的智能電網(wǎng)以建設(shè)特高壓電網(wǎng)和實(shí)現(xiàn)各大電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展為重點(diǎn)。

3 智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)組成

3.1 智能通信技術(shù)。智能通信技術(shù)是智能電網(wǎng)的管家技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)其他技術(shù)的基礎(chǔ)。雙向、高速和實(shí)時的信息通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，提供可供研究和分析的數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)不斷的進(jìn)行修正和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)電力能源的高效利用，提高供電的質(zhì)量和可靠性；通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了供電企業(yè)和電力用戶之間的雙向溝通，實(shí)現(xiàn)供需平衡；信息通信技術(shù)對電網(wǎng)損耗和故障進(jìn)行監(jiān)視和控制，是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈的基礎(chǔ)。

3.2 智能傳感和控制技術(shù)。智能傳感和控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制的基礎(chǔ)，主要表現(xiàn)在智能電表、在線設(shè)備監(jiān)測和廣域測量系統(tǒng)。智能電表可以實(shí)現(xiàn)對用戶實(shí)時電價、用電情況的監(jiān)測，還可以實(shí)現(xiàn)自動抄表，對于建設(shè)電氣智能化住宅具有重要的意義。電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括對電氣量和非電氣量兩個部分的監(jiān)測，電氣量監(jiān)測主要包括電流、電壓、功率和功率因數(shù)等；非電氣量監(jiān)測主要包括對電氣設(shè)備的溫度、壓力、氣體和流量等進(jìn)行監(jiān)測。電網(wǎng)在線監(jiān)測，是在高敏度的傳感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要有電壓器監(jiān)測、斷路器監(jiān)測和線路容量監(jiān)測。廣域測量系統(tǒng)，是指在全球定位系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)的的運(yùn)行狀態(tài)測量，并結(jié)合通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)到控制中心進(jìn)行分析，做出預(yù)防和控制。

3.3 智能化決策系統(tǒng)?，F(xiàn)代電網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)度人員的決策有著嚴(yán)格的要求，智能化的電網(wǎng)可以將將傳統(tǒng)的復(fù)雜電力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于識別的動畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、動態(tài)著色技術(shù)等，幫助系統(tǒng)控制人員可以及時的對問題進(jìn)行分析和進(jìn)行決策，減小電力故障帶來的損失。智能化的決策系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的操作界面的可視化、人性化，節(jié)約了決策的時間和提高的決策的準(zhǔn)確性。

3.4 分布式能源接入技術(shù)。分布式能源接入技術(shù)，是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它可以幫助智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電、染料發(fā)電、光伏發(fā)電和小水電等發(fā)電方式的集成入網(wǎng)運(yùn)行，不僅節(jié)約了輸電網(wǎng)建設(shè)的成本，而且對于提高可再生能源的利用率，應(yīng)對電網(wǎng)高峰負(fù)荷，提高電網(wǎng)的安全和可靠性，具有重要的意義。智能電網(wǎng)在中低壓輸配電網(wǎng)上接入分布式電源，徹底改變的傳統(tǒng)的電網(wǎng)單相潮流現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)的雙向的、多分布的能源接入。

4 總結(jié)

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，當(dāng)前我國的智能電網(wǎng)研究和建設(shè)，前景比較樂觀。智能電網(wǎng)建設(shè)涉及到通信、控制、在線監(jiān)測等多種技術(shù)，好需要建立完善的管理制度和市場機(jī)制。電力企業(yè)加大智能電網(wǎng)發(fā)展，對于提高整個電網(wǎng)的安全可靠性具有重要的意義，促進(jìn)電力資源為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

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