智能電網建設的關鍵技術分析

王鵬

摘 要：智能電網建設的關鍵技術對整個電網的快速、高效、安全運行具有巨大的影響作用。因此，該文以智能電網為研究對象，以其建設中的關鍵技術為研究目標。首先，對智能電網的基本內涵和特點進行了簡單介紹；其次，重點對智能電網建設的關鍵技術進行了分析和研究。研究發現：智能電網通信技術、先進的傳感與測量技術、先進的控制技術以及先進的電網設備技術對于智能電網的建設都起著關鍵性的作用，希望通過該研究能夠為我國電網事業的發展起到一定的促進作用。

關鍵詞：智能電網 建設 關鍵技術

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0033-02

作為人們日常生活不可缺少的一種能源，電能不僅是支撐全國人民生活、學習以及工作所需要的能源，而且還對經濟的發展起著關鍵性的作用。因此，在全球能源不斷衰減的背景下，智能電網得到了空前關注。另外，由于我國人口基數大，對電能的需求十分緊迫，所以當前我國面臨的一項重大議題就是進一步提高電網的可靠性，而探究智能電網建設的關鍵技術就成為這一議題的重要環節。

1 智能電網概述

所謂智能電網，其指的利用先進技術實現供電網絡的完全自動化，使得電力系統的整體性能得到有效改善和提升，并且能夠有效保證電流從電廠到用戶端之間的雙向流動，此外通過該電網能夠實現實時監控每一個用戶和節點的目的。基于現代輸配電網，智能電網是在高速集成的雙向通信網絡平臺的基礎上來進行建立的，其在建設過程中主要應用了計算機、傳感和測量、自動化控制、電網設備以及智能決策等技術。另外，智能電網利用實時全景信息技術對整個電網的運行情況進行了實時監控，并實現了與用戶的良好互動，同時也加強了對災變的防護能力，最終使得電網運行具備較高的可靠性、經濟性、安全性以及高效性。

智能電網具有以下幾個特點：（1）智能電網具有自愈功能，其對電網安全可靠的運行具有直接影響，這同時也是它的一個顯著特征。所謂自愈功能，指的就是對于電網損害來說，智能電網能夠在不用人為或者少量人為干預的情況下，隔離那些存在問題的元器件，盡可能地減少其對電網正常運行的影響，并使電力網絡恢復正常運行。另外，智能電網還不能夠通過連續評估自測，實現對電力元器件以及局部網絡的檢測和分析。（2）智能電網具有兼容特性，能夠接入可再生能源，例如，風力發電以及太陽能發電等，能夠容納不同類型電源，適應微電網和分布式發電的并網運行，滿足用戶個性化的用電需求。（3）智能電網具有交互特性，其將用戶作為電力系統的組成部分，能夠實現與用戶設備和行為的高效互動，促進用戶發揮積極作用，最終獲得經濟、社會等多方面的效益。（4）智能電網具有較強的協調性，其能夠與批發電力市場實現無縫銜接，從而能夠根據市場需求來調整電力系統的規劃，促進電力運行以及管理水平的提升，進而提高電力市場的競爭效率。（5）智能電網的高效性和優質性。應用先進的信息和監控技術，智能電網使得設備和資源的使用效率得以優化，而整個電力網絡擴容和運行也隨之得到進一步優化，最終實現運行維護成本的有效降低以及資產利用效率的提升。（6）智能電網的集成特性。智能電網采用統一的平臺和模型來進行管理和運轉，從而達到了管理上的標準化、規范化以及精細化。

2 智能電網建設的關鍵技術分析

2.1 智能電網通信技術

作為建設智能電網的基礎，通信技術支撐著電網的通信系統，對整個電網的正常運行具有關鍵影響作用。智能電網如果失去通信技術，那么就無法直接獲取有效數據，從而無法保證電網的正常運轉。智能電網通信技術的應用能夠促進電網更加廣泛地應用到千家萬戶中去，并有利于構建與用戶之間的動態的、實時信息的基礎設施。另外，智能電網通信技術采用高速、集成、兼容的開放式通信網架，能夠對實時信息進行動態響應，從而為智能電網的控制中心、控制裝置等提供安全網絡平臺。總之，通信技術在智能電網中的應用能夠有效提升電力資產的利用率以及供電的可靠性，從而確保電網的正常運轉，進而促進其運行經濟效益的提高。

2.2 先進的傳感與測量技術

在智能電網中，電網設備在線檢測以及廣域測量系統都會應用到先進的傳感與測量技術，因此該文將從這兩個部分對該技術進行分析。

2.2.1 電網設備的在線檢測

電氣量和非電氣量的監測是電網設備在線檢測的兩個組成部分。首先，對于電氣量監測來說，其主要是利用先進的傳感器對電網設備的運行狀態量進行有效監測，如電流、電壓、功率以及功率因數等；其次，對于非電氣量監測來說，其主要是通過先進的傳感器來實現對電氣設備中介質的壓力、流量以及溫度等的實時監測。以上兩個監測部分都應用了傳感與測量技術，通過對電網狀態量的監測，能夠實現在線診斷電網設備的目的，從而能夠及時發現設備運行中出現的問題，并為其檢修和管理提供基礎信息。

2.2.2 廣域測量系統

廣域測量系統能夠對發電機功角和電力系統的運行狀態進行動態的測量與計算，而應用先進的傳感與測量技術，其能夠達到對電力系統運行狀態進行快速監測和分析的目的，并準確監測出運行的安全性。當監測到風險時，通過靈活分區、切機以及切負荷的方式，廣域測量系統能夠快速制止級聯跳閘，并集中監視控制發展到分布協調控制，從而使得停電范圍大大縮小。

2.3 先進的控制技術

在智能電網建設中，先進的控制技術主要應用于對系統狀態的分析、診斷以及預測，便于及時采取措施來防止和減輕供電中斷情況的發生。另外，智能電網在以后控制技術上的應用將引入專家系統，達到智能化、自動化的控制，而且能夠秒速實現決策和執行，從而使得電網運行的效率以及可靠性得到大大提升。例如，引入分布式智能多代理技術，從而實現對用戶需求的及時響應，并達到分散協調控制變電站和輸配電線路的目的。

2.4 先進的電網設備技術

作為智能電網建設的物理基礎，先進的電網一次設備技術在當前主要包括超導技術、電力電子技術以及再生能源發電和運行等技術。對于超導技術來說，其在智能電網中的應用能夠實現大容量低耗能輸電；對于電力電子技術來說，其在智能電網中的應用能夠大大增強輸配電網的穩定性和可控性；對于再生能源發電和運行技術來說，其不僅能夠有效解決風能、太陽能以及地熱能等新能源引起的發電頻率不穩的問題，而且還能夠大大提升我國電網的供電量，并促進環保事業的發展。另外，新型儲能設備技術在配電系統中的應用也是當前我國智能電網建設中的研究熱點。

3 結語

世界人口的不斷增長以及社會經濟的快速發展加大了對能源的需求，而能源供應危機則成為全球所面臨的重要問題之一。在這種背景下，智能電網的建設備受國內外關注，因為智能電網的建設不僅能夠優化電網供電結構，而且還能夠緩解能源不足的問題，因此，應當加大對智能電網的分析和研究。

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