淺談智能電網(wǎng)發(fā)展

尚春山　張霞

摘 要：詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)的定義、主要特征和先進(jìn)性，并從發(fā)展的角度分析了智能電網(wǎng)對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的重要意義，同時(shí)從實(shí)踐出發(fā)闡述了在我國(guó)智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的幾種方式，以更好的理解智能電網(wǎng)，加快推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能 電網(wǎng) 發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0125-02

近年來(lái)，隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)在世界范圍內(nèi)形成廣泛共識(shí)，已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然方向。

所謂智能電網(wǎng)就是將先進(jìn)的信息通信技術(shù)、傳感量測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、分析決策技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。

1 智能電網(wǎng)的主要特征

1.1 堅(jiān)強(qiáng)

有較強(qiáng)的抗干擾能力，在電網(wǎng)受到大擾動(dòng)、發(fā)生大故障或在自然災(zāi)害、極端氣候條件下以及受到嚴(yán)重外力破壞時(shí)，仍能保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不發(fā)生大面積停電事故，保障對(duì)用戶(hù)的供電能力。

1.2 自愈

電網(wǎng)具備自診斷、自恢復(fù)能力，可進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線和連續(xù)的安全評(píng)估和分析，能夠?qū)τ绊戨娋W(wǎng)安全的事件進(jìn)行預(yù)警和預(yù)防控制，能夠?qū)崿F(xiàn)故障隔離。

1.3 兼容

支持可再生能源、分布式電源以及微電源等多種電源方式的合理、有序接入，可滿(mǎn)足用戶(hù)的多種電力需求，并能與用戶(hù)進(jìn)行交互和互動(dòng)，提供對(duì)用戶(hù)的增值服務(wù)。

1.4 經(jīng)濟(jì)

更有效的降低電網(wǎng)的運(yùn)行成本、建設(shè)成本和網(wǎng)絡(luò)損耗，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，提高能源利用效率。

1.5 集成

采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精益化管理。

1.6 優(yōu)化

電網(wǎng)資產(chǎn)利用小時(shí)數(shù)大幅提升，電網(wǎng)資產(chǎn)利用率顯著提高。

2 智能電網(wǎng)的先進(jìn)性

現(xiàn)有電網(wǎng)智能化程度、協(xié)調(diào)控制能力不高，系統(tǒng)自愈及自恢復(fù)能力完全依賴(lài)于物理冗余，電源的接入與退出、電能量的傳輸?shù)榷既狈^好的靈活性，對(duì)用戶(hù)的服務(wù)形式比較簡(jiǎn)單。

與現(xiàn)有電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具備信息流、電力流和業(yè)務(wù)流高度融合的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）具有堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)支撐體系和基礎(chǔ)建設(shè)體系，能夠支持多種電源方式的接入，能夠抵御大的干擾、故障和攻擊，滿(mǎn)足電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)這一基本要求。

（2）得益于電網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的有機(jī)融合，可及時(shí)獲取電網(wǎng)的全景信息，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警、故障隔離以及自我恢復(fù)，從而避免大面積停電事故的發(fā)生。

（3）直流輸電、特高壓技術(shù)、網(wǎng)廠協(xié)調(diào)、配電自動(dòng)化、智能調(diào)度、電動(dòng)汽車(chē)、微電網(wǎng)、電力儲(chǔ)能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)運(yùn)行控制更加有效、靈活、經(jīng)濟(jì)。

（4）通過(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理技術(shù)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度共享、集成，將極大程度的提高電網(wǎng)的運(yùn)行水平和管理水平。

（5）建立與電力用戶(hù)的雙向互動(dòng)服務(wù)模式，更好的服務(wù)于電力用戶(hù)。

3 智能電網(wǎng)對(duì)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的重要意義

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然方向，我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的重要意義主要體現(xiàn)在以下方面。

3.1 資源優(yōu)化配置能力明顯提升

智能電網(wǎng)建成后，我國(guó)將形成“強(qiáng)交、強(qiáng)直”的特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，電力承載能力顯著加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)大水電、大煤電、大核電、大規(guī)模可再生能源的跨區(qū)域、遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、高效率輸送，構(gòu)造出結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)的國(guó)家電網(wǎng)，區(qū)域間電力交換能力明顯提升。

3.2 安全穩(wěn)定運(yùn)行水平顯著提高

智能電網(wǎng)建成后，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性和供電可靠性將大幅提升，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發(fā)生，電網(wǎng)各級(jí)防線之間緊密協(xié)調(diào)，具備抵御突發(fā)性事件和嚴(yán)重故障的能力，減少停電損失，顯著提高供電可靠性。

3.3 對(duì)清潔能源的運(yùn)行控制能力將顯著提升

結(jié)合大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的推廣應(yīng)用，智能電網(wǎng)具備常規(guī)機(jī)組快速調(diào)節(jié)、低電壓穿越有功無(wú)功控制以及風(fēng)電機(jī)組功率預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)建模等控制機(jī)制，將極大程度的促進(jìn)清潔、可再生能源的發(fā)展。

3.4 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度高度智能化

實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度在線預(yù)警、分析和決策，全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)。

3.5 滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展需要

為滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)等新型電力用戶(hù)的服務(wù)要求，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)的有效互動(dòng)，將形成完善的電動(dòng)汽車(chē)充放電配套基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)。

3.6 電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率顯著提高

通過(guò)智能電網(wǎng)調(diào)度和需求側(cè)管理，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施全壽命周期管理，電網(wǎng)資產(chǎn)利用率大幅提升。

3.7 為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)

通過(guò)智能用電互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力用戶(hù)與電網(wǎng)之間的便捷互動(dòng)，完善需求側(cè)管理，為電力用戶(hù)提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4 智能電網(wǎng)在我國(guó)的實(shí)現(xiàn)方式

智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在我國(guó)的實(shí)現(xiàn)方式包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度、通信這七項(xiàng)基本方式。

4.1 智能發(fā)電

智能發(fā)電主要涉及常規(guī)能源、清潔能源和大容量?jī)?chǔ)能應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域。

（1）在常規(guī)能源方面，智能電網(wǎng)的研究領(lǐng)域主要涉及：大型能源基地機(jī)組群接入電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及設(shè)備，常規(guī)電源網(wǎng)廠協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用，機(jī)組和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，水電、火電、核電機(jī)組優(yōu)化控制系統(tǒng)等。

（2）在清潔能源方面，智能電網(wǎng)的研究領(lǐng)域主要涉及：大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)研發(fā)，光伏電站、風(fēng)電廠的仿真建模、并網(wǎng)運(yùn)行控制和功率預(yù)測(cè)等先進(jìn)技術(shù)的研究，可再生能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用，可再生能源發(fā)電站綜合控制及可靠性評(píng)估系統(tǒng)及風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電及接入系統(tǒng)研發(fā)等。

（3）在儲(chǔ)能應(yīng)用方面，智能電網(wǎng)需結(jié)合各種儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)，研制大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備，尤其是要在化學(xué)電池儲(chǔ)能裝置以及抽水蓄能電站的智能調(diào)度運(yùn)行控制系統(tǒng)等方面實(shí)現(xiàn)突破。

4.2 智能變電

智能變電主要是指智能化變電站的推廣應(yīng)用，當(dāng)前電網(wǎng)公司在智能變電站的研究和應(yīng)用已積累了一部分經(jīng)驗(yàn)，需繼續(xù)摸索，不斷推進(jìn)智能化變電站的實(shí)施應(yīng)用。

4.3 智能配電

智能配電的發(fā)展目標(biāo)是充分利用現(xiàn)代管理理念，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、電力電子、數(shù)字控制，通信、信息和傳感器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)“電子流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度融合，使配電網(wǎng)可靠性、運(yùn)行效率、供電質(zhì)量和主要技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

4.4 智能用電

構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷(xiāo)管理的現(xiàn)代化運(yùn)行和營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用；全面開(kāi)展雙向互動(dòng)用電服務(wù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶(hù)的雙向互動(dòng)，提升用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，滿(mǎn)足用戶(hù)多元化需求；推動(dòng)智能用電領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；推動(dòng)終端用戶(hù)用能模式的轉(zhuǎn)變，提升用電效率，提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重。

4.5 智能調(diào)度

智能調(diào)度是智能電網(wǎng)的重要組成部分，與其他環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，主要涉及如下技術(shù)領(lǐng)域。

（1）電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的精確測(cè)量與網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。包括廣域測(cè)量技術(shù)、調(diào)度專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)。

（2）電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視全景化與可視化技術(shù)領(lǐng)域。指能夠從時(shí)間、空間、業(yè)務(wù)等多維度，實(shí)現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)全景監(jiān)視、智能告警、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析結(jié)果的全面整合、共享和多角度可視化展示的相關(guān)技術(shù)。

（3）在線安全穩(wěn)定分析評(píng)估與輔助決策技術(shù)領(lǐng)域。

（4）調(diào)度決策技術(shù)領(lǐng)域。

（5）運(yùn)行控制自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。

（6）網(wǎng)廠協(xié)調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。

4.6 通信信息

面向智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高興、覆蓋面全、具有時(shí)間同步和業(yè)務(wù)感知能力的下一代大容量、以光纖傳輸和光纖接入為主的高速通信網(wǎng)絡(luò)。主要表現(xiàn)為：支撐大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，骨干傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、規(guī)模提升；支撐智能配用電，中低壓通信接入網(wǎng)延伸到戶(hù)、服務(wù)拓展；支撐企業(yè)信息化，通信網(wǎng)帶寬提升、垂直通貫；支撐通信資源優(yōu)化配置，通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能提升。

5 結(jié)語(yǔ)

為了落實(shí)國(guó)家能源戰(zhàn)略部署，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)安全水平高、適應(yīng)能力強(qiáng)、配置效率高、互動(dòng)性能好、綜合效益優(yōu)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重大舉措，智能電網(wǎng)已逐漸成為社會(huì)共識(shí)。

智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，國(guó)家電網(wǎng)公司的每名員工，都很好的理解和掌握智能電網(wǎng)相關(guān)知識(shí)，以保障智能電網(wǎng)建設(shè)工作順利開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].2010.

[2]劉振亞.智能電網(wǎng)知識(shí)讀本[M].2010.