淺析智能電網的發展及應用

李延忠 王濤

【摘要】隨著國家對能源需求的增長和環保要求的提高，對智能電網的建設就日益迫切。因為智能電網具備靈活、清潔、安全、經濟、友好等特征，是國際上電力電網發展新的方向，對于節能降耗有著積極的作用。本文重點介紹了智能電網的發展歷程和最新研究動態，分析了智能電網的重要技術難點，并提出了智能電網未來應用的一些建議。

【關鍵詞】智能電網發展 應用

目前全球電力能源市場面臨著兩個迫切性的問題，一是全球能源和環保壓力的不斷加大；二是電力用戶對電力資源的需求量和穩定性的要求不斷提高。這就要求電網能夠提供安全、穩定、清潔、優質的電力資源。國內外很多組織開展智能電網的研究和應用，以應對不斷惡化的資源和環境壓力。

1智能電網的概念及特征

隨著科學技術的進步和社會對電力資源需求的推動，國家電網正在從傳統的輸、變、配電模式向著集中能源的優化配置模式轉變。這一轉變將最大程度的發揮電網的能量載體和傳輸功能，實現能量流、信息流和業務流的整合統一。不過由于智能電網目前處于研究和發展階段，目前尚無統一明確的定義。筆者認為智能電網應該是在原有電網的輸、配電設備的基礎上，整合了信息技術、通信技術、計算機技術，從而能夠提升能源利用效率，增加輸、配電的安全和可靠性，降低損耗，對環境清潔友好的新型電網。

智能電網的主要特點有以下幾個，一是自愈，即電網無需或少量人為控制，便能將電網中的問題元件隔離或恢復，是電網安全可靠的重要保障。二是安全，具備抵御來自硬件或系統的攻擊能力，并最大限度降低危害。三是兼容，即電網可容納包括集中式發電在內的各種不同電源類型。四是交互，即電力用戶可以在電網中進行交互。五是高效，提高了電力設備和資源的使用效益，六是集成，一個集成的信息系統，實現了檢測、控制、維護、能源管理、配電管理、市場管理等多種功能。

2智能電網的發展情況

2.1電網的功能演變

自19世紀80年代電力能源的發現開始，人類就不斷研究和改進電力能源的應用方式。電網也隨之出現和發展。在地理維度上，電網從初始的孤立分散到后期的區域和大區電網的互聯，在電壓等級上也逐漸增加。而信息、通信、電力控制相關技術的發展為電力資源的優化配置提供了可能。隨著能源技術的發展和材料技術的突破，電網逐漸從傳統的能源轉換與傳輸載體演變為社會能源優化配置的承載平臺。進入現代社會，隨著新能源的開發應用不斷加快，作為能源傳輸載體的電網也隨之強化了對能源的優化配置功能。

2.2國外智能電網發展情況

現階段美國、加拿大以及歐洲各國都相繼開展了智能電網發展研究。其中最具代表的是美國與歐洲的智能電網研究。美國智能電網的研究方向重點側重于電網的“自愈”能力，即對國內龐大的電網系統的安全穩定控制，這也是美國研究和發展智能電網的初衷。目前已經取得了一定的發展成果，并發布了“綜合能源及通信系統體系結構”（integrated energy and communication architecture，IECSA）和“智能電網體系結構”（Intelligrid Architecture）并計劃對普通家庭安裝智能電表。在歐洲則側重于智能電網的“兼容”能力，即電網可容納包括集中式發電在內的各種不同電源類型，方便他們在電網接入分布式能源和可再生能源，以應對歐洲日益嚴格的溫室氣體排放政策。

2.3國內智能電網發展情況

我國智能電網的研究工作起步較晚，但是在輸電領域有多項技術已經達到國際先進水平。尤其是以現有特高壓輸電網絡為基礎，各級電網協調發展的堅強電網建設日益進步。在特高壓輸電領域取得突破性進展。同時在大電網安全穩定控制、能源及設備在線安全測量和分析、電網廣域測量保護、配電網自動化、電表智能化等領域都展開了相應的研究。我國堅強智能電網的建設分為三個階段，第一個階段是試點階段，主要開展智能電網的技術研究、設備研制和標準制定等，第二階段是建設階段，加快智能電網的全面建設，整合特高壓輸送和城鄉電網資源形成智能電網控制系統。第三階段是提升階段，形成全面統一的堅強智能電網系統，將各領域技術提升到國際先進水平。

3智能電網在國內的應用情況分析

我國堅強智能電網的建設，是基于目前促進節能減排，推動低碳經濟，實現國家可持續發展的客觀需求。智能電網的建設是一項系統性的工程，除了技術層面的難點和問題以外，在社會經濟、經營管理、市場因素等多方面依然存在一定的影響。因此，對國內的智能電網發展和應用有以下建議：

3.1管理層面

在智能電網的管理層面，要重點發揮國家宏觀調控的政策導向作用，利用集中管理、統一標準、整體推動的方式開展智能電網的建設工作。在開展現有電網的規劃改造和技術升級時，要進行統籌管理，利用階梯式發展的模式，有計劃分步驟的開展。要考慮整個電網不同區域的技術和設備差異，保證電網在未來運行維護和智能控制時的兼容性，實現安全、可靠。經濟、環保的目的。還要建立相應的智能電網綜合知識支撐體系，保證新技術的發展和新設備的應用能夠與知識協調統一起來，最大限度的提高電網的各項功能。

3.2技術層面

在智能電網的技術層面，要從我國電網目前的情況和特點出發，研制適應我國電網基礎的額智能電網架構體系，要同時滿足電網各項功能的同時，保證電網可靠、靈活和開放。同時在輸、配電網和用電調度與控制上，要通過相關的通信和信息技術、電網穩定技術、在線安全控制技術的研究提高系統的安全和穩定性。還要提高電力系統的穩定性控制技術和預防系統崩潰的仿真技術研發。要建立相應的統一規則和技術標準來實現以上目的，統一的標準體系是形成完整穩定的電網的基礎。

4結語

雖然目前各國對智能電網的各項技術和研究側重點不同，但是對于智能電網的發展和應用已經成為主流趨勢。我們要在結合不同國家技術的基礎上，依據我國電網基礎和技術能力，建設適合我國國情的堅強智能電網體系。

參考文獻：

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