智能電網特征及技術進展分析

摘 要：智能電網的建立是一個巨大的歷史性工程。目前很多復雜的智能電網項目正在進行中，但缺口仍是巨大的。對于智能電網技術的提供者來說，所面臨的推動發展的挑戰是配電網絡系統升級、配電站自動化和電力運輸、智能電網網絡和智能儀表。

關鍵詞：智能電網；配電網絡；電力運輸

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

智能電網是電網技術發展的必然趨勢。通訊、計算機、自動化等技術在電網中得到廣泛深入的應用，并與傳統電力技術有機融合，極大地提升了電網的智能化水平。傳感器技術與信息技術在電網中的應用，為系統狀態分析和輔助決策提供了技術支持，使電網自愈成為可能。調度技術、自動化技術和柔性輸電技術的成熟發展，為可再生能源和分布式電源的開發利用提供了基本保障。通信網絡的完善和用戶信息采集技術的推廣應用，促進了電網與用戶的雙向互動。隨著各種新技術的進一步發展、應用并與物理電網高度集成，智能電網應運而生。

一、電力系統數字化建設問題

調度側的高級應用系統已經相對較為豐富和先進，但是廠站側大多停留在數據采集、傳輸階段；當前的“數字化變電站”仍然處于示范階段，離實際的規模應用還有一段距離。調度側的高級應用系統缺少集成和統一的標準。對某些元件的數學模型有待進一步深入研究，如負荷、模型、風電機組控制模型、風速模型、光伏系統模型等。缺少系統以外的重要信息，如光照、風力、地質運動等。針對上述問題，建議有步驟地開展以下工作：積極推進廠站側數字化進程。加強調度側高級應用系統的集成和標準化建設。加強系統元件數學模型研究，尤其是一些傳統難點或新興元件的數學模型分析。積極與公共服務系統配合，將對系統安全穩定影響較大的外部信息數字化，并集成到相應的決策分析系統中，為電力系統避免自然災害導致的大停電提前做好準備。

二、智能電網建設條件及特征

（一）智能電網建設條件

在電網網架建設方面，網架結構不斷加強和完善，特高壓交流試驗示范工程和特高壓直流示范工程成功投運并穩定運行；全面掌握了特高壓輸變電的核心技術，為電網發展奠定了堅實基礎。在大電網運行控制方面，具有“統一調度”的體制優勢和豐富的運行技術經驗，調度技術裝備水平國際領先，自主研發的調度自動化系統和繼電保護裝置獲得廣泛應用。在通信信息平臺建設方面，建成了“三縱四橫”的電力通信主干網絡，形成了以光纖通信為主，微波、載波等多種通信方式并存的通信網絡格局；SG186工程取得階段性成果，ERP、營銷、生產等業務應用系統已完成試點建設并開始大規模推廣應用。在試驗檢測手段方面，已根據智能電網技術發展的需要，組建了大型風電網、太陽能發電和用電技術等研究檢測中心。在智能電網發展實踐方面，各環節試點工作已全面開展，智能電網調度技術支持系統、智能變電站、用電信息采集系統、電動汽車充電設施、配電自動化、電力光纖到戶等試點工程進展順利。

（二）智能電網的特點

本文根據智能電網具有的靈活性、易接入性、可靠性、經濟性等多方面優點，將智能電網的主要特征歸納為：自愈：對電網的運行狀態進行連接的在線自我評估，并采取預防性的控制手段，及時發現、快速診斷和消除故障隱患；故障發生時，在沒有或者少量人工干預下，利用分布式電源等設備自動進行恢復，能夠快速隔離故障、自我恢復、避免大面積停電的發生。互動：系統運行與批發、零售電力市場實現無縫連接，支持電力交易的有效開展，實現資源的優化配置；同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而提升電力系統的安全運行水平。電網將使得用戶可以更好地控制自己的用電設備/裝置，無論是家庭用戶還是工商業用戶。電網將與智能建筑物的能源管理系統相連以幫助用戶管理其能源使用并減少能耗開銷。優化：實現資產規劃、建設、運行維護等全壽命周期環節的優化，合理地安排設備的運行與檢修，提高資產的利用效率，有效地降低運行維護成本和投資成本，減少電網損耗。電網將在自然狀態和計算機狀態下更安全，新技術的配置將可以更好地識別和應對人為的和自然的侵害。兼容：電網能夠同時適應集中發電與分散式發電模式，實現與負荷側的交互，支持風電等可再生能源的接入，擴大系統運行調節的可選資源范圍，滿足電網與自然環境和諧發展。標準化了的電力和通訊的界面接點將使得用戶可以接連燃料電池、可再生能源發電及其他分散的電源，并以簡單的“即插即用”方式來實現。集成：通過不斷的流程優化、信息整合、實現企業管理、生產管理、調度自動化與電力市場管理業務的繼承，形成全面的輔助決策支持體系，支撐企業管理的規范化和精細化，不斷提升電力企業的管理效率。

（三）智能電網發展趨勢

在綠色節能意識的驅動下，智能電網成為世界各國競相發展的一個重點領域。智能電網是電力網絡，是一個自我修復，讓消費者積極參與，能及時從襲擊和自然災害復原，容納所有發電和能量儲存，能接納新產品，服務和市場，優化資產利用和經營效率，為數字經濟提供電源質量。智能電網建立在集成的、高速雙向通信網絡基礎之上，旨在利用先進傳感和測量技術、先進設備技術、先進控制方法，以及先進決策支持系統技術，實現電網可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的高效運行。它的發展是一個漸進的逐步演變，是一場徹底的變革，是現有技術和新技術協同發展的產物，除了網絡和智能電表外還飽含了更廣泛的范圍。建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網，全面提高電網的安全性、經濟性、適應性和互動性，堅強是基礎，智能是關鍵。

三、結束語

智能電網和傳統電網相比，具有自愈、互動、兼容、優化、集成五大優點；智能電網由AMI、ADOI、ATOI、AAMI四大體系構成，它們之間的密切配合實現現代電網的優化運行；靈活的電網拓撲和集成的通訊系統是智能電網的基礎設施，在配電網規劃中應該盡早考慮；大力發展智能電網是形成真正的、健康的、科學的電力市場的重要基礎；智能電網是經濟和技術發展的必然產物，我們應該大力加強對智能電網的研究和發展。

參考文獻：

[1]顧廣娟.用戶側光伏微電網發展機遇與挑戰[J].大功率變流技術，2013.

[2]孫怡.智能電網控制中心顯示平臺的展望[J].電力科學與技術學報，2012.