智能電網的研究現狀與未來發展

周 來,程志明

（1.長春工程學院 電氣與信息工程學院,長春130012；

2.華北電力大學 控制與計算機工程學院,北京102206）

智能電網的研究現狀與未來發展

周 來1,程志明2

（1.長春工程學院 電氣與信息工程學院,長春130012；

2.華北電力大學 控制與計算機工程學院,北京102206）

科技化水平的不斷提高，環境、資源等問題也變得日益突出，電網的建設與發展面臨著前所未有的挑戰，以現代通信、控制及信息技術為基礎的智能電網系統應運而生，智能電網清潔、低碳、高效的特點貫穿了發--輸--變--配--用電的全過程，努力打造智能化、自動化、精細化的智能電網已成為各國努力追求與奮斗的目標。本文詳述分析并總結了智能電網的概念，研究的背景，研究現狀及發展趨勢。

智能電網；研究現狀；發展

0 引言

隨著國網公司《建設堅強智能電網》（Strong Smart Grid）發展規劃的提出，我國確定了建設堅強智能電網的基本原則與總體目標，如何建設堅強智能電網已成為目前電力系統學術界及電力行業高度關注的課題。保證在智能電網中各種數據有效的獲取、傳輸、保護及控制，使智能電網能實現信息的動態交換互動，滿足電力發展的可持續要求，逐漸成為智能電網建設與發展的現實選擇。

1 智能電網概念及特點

目前，由于智能電網的研究仍處于起步階段，因此國內外并沒有對智能電網的概念形成統一的描述，比較被業界廣泛接受的是“smart gird”的稱謂，即智能電網是將信息、通信、計算機技術在原有的發、輸、變、配、用的電基礎設施之上高度集成而形成的新型電網，具有高度的互動、自愈、清潔、可靠及高效供電等特點，智能電網的建設與發展關系著國計民生，同時也與國家新能源發展及建設戰略聯系密切。自愈性即穩定、可靠的供電，是實現電網安全的主要功能，無需或僅需少量人為干預的全自動運行狀態。互動即電網在運行時與用戶進行實時的互動，將用戶視作電網的組成部分，激發用戶參與到電網負荷中的主動性與積極性。未來的用戶可根據智能電表的實時電能狀態信息來調整自身的用電時段，避開用電高峰是昂貴電價的同時可使用電更加的廉價、節約，從而使整個電網的資源得以高效的利用，實現效益的最大化。電動汽車充電樁將會隨處可見，每個家庭在使用電能的同時也在向電網輸送電能，整個智能電網將成為一個完備的、高度自動化的龐大系統。

2 智能電網的研究現狀

美國及歐盟等國家和組織都已開展智能電網的研究工作，對美國而言，對復雜大電網的穩定控制、運行是其智能電網發展的原動力，美國能源部發布的電力的下一個100年工作報告堪稱美國電力改革的綱領性文件，詳細的描述了美國未來電力系統的架構，并確定了各項實驗及工作的階段性目標。歐盟成立了智能電網論壇，發布了多篇關于未來智能電網技術的報告，IBM、谷歌等知名公司也提出了相關的解決方案。國內，相關技術領域的工作已經開展，多項研究已達到國際先進水平，國網公司智能電網研究院取得了一批前沿的科技成果，在電網頻域質量控制、特高壓輸電、電網廣域檢測控制技術等方面已處于國際領先水平。由我國自主研發的EMS—能量管理系統已在省調以上范圍得到普及，國網公司總經理劉振亞在2009年特高壓輸電技術國際會議上提出了建設中國堅強智能電網的發展戰略，以此來滿足和帶動我國經濟社會的全面發展，此舉必將有利推進我國電力工業改革，必將對我過經濟等各方面現代化建設事業產生深遠的影響。

3 智能電網未來發展

基于自適應控制的保護、檢測等相關技術應用日益增多，可用于不同的IED和控制系統，允許訪問其他系統的數據，許多廠商研發了各種不同網絡技術系統，經常把檢測功能結合起來使用，未來智能電網一個顯著的發展趨勢便是從以計算為中心轉移到以交互為中心，來實現高度互動、智能化。MAS系統強大的伸縮性及擴展性使其成為人工智能研究領域的熱點，必將在未來得到廣泛的應用。分布式能源集成系統應用會更加頻繁，并參與到需求相應資源的各個程序之中，因此，智能電網的研究重點除了在風險故障等環境下實現的高度自愈外還包括解決電網實際運行中產生的無功調壓、信號擾動及諧波畸變等電能質量問題。未來智能電網的數據和信息將會是海量的，各種信息之間的關聯程度也會日益緊密，如實時信息與離線信息，靜態信息與動態信息，運行信息與管理信息，技術信息與經濟信息等，如何有效、安全地利用這些龐大的數據資源來實現實時共享及管理，并消除信息孤島、安全風險等隱患問題是未來智能電網建設中亟待考慮的問題。

4 建設堅強智能電網

我國堅強智能電網的建設將會是一項系統而龐大的復雜工程，需要解決很多技術性難題，需要深入研究并改革相關的配套設施及政策、法規等機制，要充分發揮一體化管理的優勢，健康、有序地推進電網的研究、建設與發展，以國家宏觀政策為導向，立足于國際科技發展的前沿，從我國電力工業實際情況出發，圍繞統一布局，全面推進，試點運行的仿真，依托科技創新，最大限度地調動系統內外各方面資源，逐步構建適合我國能源體系結構發展的智能電網。

在開展智能電網架構設計以及實施的各環節中，要充分考慮到當前國網自身信息控制、管理系統的發展狀況，綜合未來智能電網技術的發展脈搏，參考國內外相關研究領域的成果，提出我國建設堅強智能電網的宏觀戰略和部署，以此來保證我過智能電網所具備的可靠、靈活、開放等特點，滿足智能電網在規劃建設、運行控制、資產管理以及用戶管理等各方面的需求。同時要注重理論、技術的創新，形成完整、規范的智能電網標準體系，這是建設智能電網的關鍵、基礎的環節，更是智能電網安全、穩定運行的重要保障。

5 結論

智能電網的研究與建設是一項高度復雜的系統工程，我國智能電網的研究與建設工作應在集思廣益、充分汲取國際領先技術的基礎上，發揮主觀能動性、創造性，因地制宜建設我國特色的智能電網。雖智能電網的概念尚未統一，各國發展智能電網的側重點也不盡相同，但對采取的先進的控制、通信、信息等技術來提高智能化的程度已達成共識，分布式協調、控制、仿真與決策，分布式能源系統集成等相關技術是未來智能電網發展的趨勢。

我國目前正處于現代化建設與發展的轉型期，各領域都處于快速發展的階段，在國家大力倡導、支持節能減排、組建低碳、綠色、循環的智能電網的形勢下，技術創新是主旋律，是深入建設智能電網的基礎，也是我國大力推進電力事業又好又快發展的重要舉措。作為新時期能源產業的代表，作為我國推進電網現代化建設的重要方面，智能電網的建設、發展進程對國家的建設和發展將起到重要的作用。

[1] 陳樹勇，宋書芳，李蘭欣.智能電網技術綜述[J].電網技術，2009（08）：1-7.

[2] 鐘金，鄭睿敏，楊衛紅.建設信息時代的智能電網[J].電網技術，2009（13）：12-18.