智能電網的特征、結構以及關鍵技術分析

蘇奕賢

摘 ?要：電能是重要的公共性能源之一，在社會生產以及居民生活中發揮著至關重要的作用。智能電網具有效率高、可靠性高、環保、價錢低廉等眾多優點，能夠為社會提供更好的電能服務，創建智能電網已經成為當今社會各界廣泛關注的熱點。文章分析了智能電網的結構與特征，探討了智能電網的關鍵技術，以供參考。

關鍵詞：智能電網;特征;結構;關鍵技術

中圖分類號：TM732 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0093-02

近年來，在政治、經濟、環境、能源等眾多因素的影響下，電力系統發生了重大的變革，以實現高效、低碳、綠色能演為創新的能源變革拉開序幕，在這種變革中，智能電網成為“重頭戲”，世界各國紛紛將發展智能電網作為電網發展與低碳經濟發展的重要舉措。究竟什么是智能電網，智能電網的結構與特征是什么，創建智能電網的關鍵技術有哪些，已經成為發展智能電網的關鍵。因此，文章針對智能電網特征、結構以及關鍵技術的研究具有非常重要的現實意義。

1 ?智能電網的結構和特征分析

1.1 智能電網的結構

各個國家根據自身的實際國情對智能電網的考慮與需求存在差異，尚未對智能電網形成明確、統一的定義，從廣義上來說，智能電網是包括了用電設備功率優化負荷平衡的智能技術系統、動態定價的智能計量系統、優化使用清潔能源的智能調度系統，智能電網不僅能夠將發電廠的電能通過配電網、輸電網直到用戶，還能夠包括各種清潔能源、新能源（例如風能、太陽能等），并且智能電網還創建了智能化、自動化的控制中心，實現電網所有設備之間的信息交流，通過分析系統與決策系統的運行，保證智能電網能夠高效、穩定的運行。

1.2 ?智能電網的特征分析

智能電網的特征主要包括以下幾個方面：

①自愈能力，智能電網的自愈能力指的是能夠自動檢測自身即將發生或者正在發生的系統故障，然后通過相應的故障恢復以及糾正性操作，盡可能的將故障對智能電網造成的影響降到最低，智能電網具備的自愈能力，能夠解決電網電能質量問題以及供電中斷問題，保證供電的安全性、穩定性以及可靠性;

②用電管理和配電管理的信息化，智能電網能夠實現用電管理、停電管理、檢修管理、設備管理的信息化;

③可視化管理，智能電網能夠實時的采集配電網以及設備的運行數據、故障停電數據以及電能質量擾動數據等，為工作人員提供高級的圖形界面，便于工作人員及時、全面的掌握電網以及設備的實際運行狀況，這種可視化的管理界面，能夠有效的提高電網反映速度，有效的解決傳統電網反應速度慢、效率低下等缺點;

④與用戶的互動，智能電網與用戶的互動主要表現在以下兩個方面：通過安裝智能電表，能夠實時動態實時電價以及分時電價，用戶根據自己的實際狀況選擇合適的用電時段，這樣不僅能夠降低電費，還能夠降低電網高峰負荷;另一方面，創造有利條件，讓具有分布式電源的用戶想電網送電，這樣能夠有效的緩解用電高峰用電緊張的問題;

⑤更高的電能質量，智能電網能夠實現對電能質量的實時監控，保證電壓的波形與效值能夠滿足用戶的實際需求，在不影響用戶設備使用性能與壽命的基礎上，提供更高質量的電能;

⑥更高的安全性，智能電網能夠很好的抵抗自然災害、恐怖襲擊以及戰爭攻擊等對電網造成的破壞，盡可能的降低停電范圍，將停電范圍控制在一定范圍，保證重要用戶的正常供電。

2 ?智能電網的關鍵技術分析

2.1 ?高級電力電子技術

電力電子設備能夠有效的改善與控制電能質量，為電力用戶提供質量高、安全、可靠地電能，滿足不同用戶的電能需求。電力電子設備在發電、輸電以及配電過程中發揮著至關重要的作用，智能電網應用的電力電子設備通常為新型高性能多電平大功率變流器拓撲技術、DSP控制技術的電力電子器件，例如，DVR（動態電壓恢復器）、IEDS（智能電子設備）、APF（有源濾波器）、FCL（故障電流限制器）以及多功能固態開關等。

2.2 ?智能調度技術

智能調度在智能電網中發揮著至關重要的作用，智能調度技術是智能調度研究以及建設的關鍵環節，對于提高智能電網的資源優化配置能力、公平友好市場調配能力、靈活高效調控能力、科學決策管理能力以及風險預防能力具有非常重要的作用。

目前，傳統的電網調度存在許多問題，例如事故決策困難、缺乏集中控制方法、控制過程不安全以及非自動等，通過將智能調度技術應用在智能電網中，能夠實現對智能電網的全面、實時監控與管理，及時、準確的發現智能電網中存在的問題，一旦智能電網出現事故或者異常，智能控制中心會制定科學的決策，快速的做出反應將故障或者異常解決，以此保證電網能夠高效、穩定的運行。因此，必須加強對智能調度技術的研究與分析。

2.3 ?通信技術

通信系統是否標準、實時、高效、開放，直接關系到智能電網的運行效果，為了能夠實時的監視以及控制智能電網的安全、高效運行，就應該清晰、全面的掌握智能電網的運行狀態，預防異常或者事故的發生，當事故發生之后能夠及時的將其清除，以此保證自能電網能夠高效、穩定的運行。

智能電網中遍布各種測量裝置、控制裝置以及執行裝置，實現各個元件之間的信息傳遞，對于保證智能電網的經濟、可靠、安全運行具有重要的作用。

智能電網的通信系統應該注意以下幾個方面：完善的通信標準，智能電網對現有的電力市場操作、電網調度、電網規劃、需求側能量管理、數據采集等方面的通信系統造成影響，為了保證智能電網運行的高效性：

①首先應該制定統一的通信標準;

②開放式的數據通信，智能電網的通信系統具有開放性的特點，不同的企業、部門以及軟件之間能夠實現數據信息的互通與共享;

③高度集成的通信網絡，智能電網中需要智能控制系統、智能儀表系統等于一體的通信系統。

2.4 ?決策可視化技術

智能電網決策可視化系統包括以下功能：

①對電路板提供熱插熱拔、熱備份功能，有效的提高系統的可維護性與安全性;

②系統傳輸通道提供有效的斷電直通與自愈保護功能，以此保證系統的可靠性與安全性;

③系統既能夠組成總線型網、樹形網、星形網，又能夠單獨使用，為智能電網提供集中監控、自動診斷以及遠程維護等功能;環境動力監測、數字錄音、行政電話、數字調度等功能;

④綜合業務接入、交叉連接、傳輸以及交換等功能。

3 ?結 ?語

總而言之，智能電網的建設已經成為未來電網建設的必然趨勢。同時，智能電網建設是一項龐大、復雜的系統工程，想要完成智能電網的建設，就應該充分的認識到智能電網的重要性，了解智能電網的結構與特征，同時采用先進的技術，保證智能電網能夠高效、穩定的運行，為人們提供優質、高效、清潔、安全的電能服務。

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