淺析智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用

程 樾

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

淺析智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用

程 樾

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

邁入后工業化時代以來，世界各國對于能源的需求日益旺盛，各國對于能源的爭奪競爭也日益激烈。從我國提出可持續發展以來，經濟社會對于能源尤其是清潔能源的需求愈來愈大。電力作為一種綠色、高效、無污染的能源也成為人們關注的焦點之一。其中，智能電網成為電力領域人們的新寵。本文分析了智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用。

智能電網；電力技術；電力系統；規劃；應用

隨著人類社會發展程度的提高，作為社會發展動力之一的能源卻越來越緊缺，一些不可再生的能源已經瀕臨殆盡。人類社會生產力的發展與能源緊缺的掣肘之間的矛盾日漸突出。為了應對當今社會能源日益短缺的窘境，可持續發展的理念已經成為世界各國的發展共識。能源產業特別是清潔能源產業成為世界各國爭相發展的重點產業之一。電力，作為一種清潔綠色的可再生能源越發得到人們的關注。經過多年的發展，從電網發展的基礎來看，絕大多數國家的電力需求已經趨于飽和狀態，電力網絡經過多年的持續、快速發展，其架構也已經趨于穩定、成熟，大多已經具備較為充裕的輸、配電供應能力，因此，如何提高能源的利用效率，確切地說是如何提高電網的運轉效率成為電力領域競爭的關鍵。于是，智能電網的概念逐漸走進世界各國人們的視野，智能電網在提高電力能源利用效率、節約能源方面所具有的無與倫比的作用，也使得各國在能源方面的競爭發展在電力領域一定程度上集中在對智能電網的研究與開發上。

一、對智能電網的概念認知

智能電網始于2005年，它出現的標志是埃貝爾發明的一種利用群體群體行為原理使得一幢大樓的所有電器相互協調的一種技術和無線控制器。發展到現在，智能電網已經取得長足進步，它一般由智能變電站、智能配電網、智能電能表、智能交互終端、智能調度、智能家電、智能用電樓宇、智能城市用電網、智能發電系統和新型儲能系統組成。雖然智能電網的發展十分的迅猛，但是從全世界范圍內來看尚屬于起步階段，因此并沒有一個權威、準確的定義。我們不妨通過列舉不同研究者對于智能電網的概念表述來探討下智能電網的內涵。

美國能源部曾給智能電網下過這樣一個描述：智能電網是一個能夠監視和控制每一個并發用戶和電網中的節點，以保證從電廠輸出開始到終端用戶的整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動的完全自動化的電力傳輸網絡。

在我國，國家電網中國電力科學研究院是這樣描述智能電網的：智能電網是以特高壓電網為骨干網架的，它涵蓋了我國所有的電壓等級，是各個電網協調發展的堅強電網。它綜合運用了了先進的現代傳感測量技術、現代通信技術、現代信息技術、計算機技術和現代控制技術，并且與物理電網高度集成。它可以充分地滿足用戶對電力的需求和對資源的優化配置，不僅可以確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性，滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展的要求，還可以實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

通過以上兩個概念表示我們不難得出智能電網有著如下幾個特點：

（一）智能電網是多種現代技術的綜合體，多種現代高等技術的運用集中體現在了“智能”二字上，具體地說，體現在如下幾個方面：

1.智能電網是集成并且協調、優質的。智能電網在在配電、發電、變電、輸電以及用電的幾大環節上，它可以實現電力流、信息流、業務流的高度集中一體化，它可以通過自動管控和自我調節，協調好各個環節的能耗，保證在最大限度上用最低的能源損耗來實現最好的預期目標。也就是說通過智能電網來規劃電力系統，它的運作過程是集成的，而實現的目標確實是最優的。

2.智能電網是“堅強”并且可以“自愈”的。智能電網的發展是以市場變化為基礎的，這就注定了智能電網一定是最優選擇項。它的發展基本上代表了現代電網的發展方向和發展需求。具體地說，智能電網的抵御能力是非常之高的，它具有堅強的電網基礎體系和技術支撐體系，可以避免像普通電網那樣受到物理攻擊或者是網絡攻擊就會被破壞乃至整個系統癱瘓的情況，同時，智能電網是能夠“自愈”的，這里的“自愈”是指智能電網在各個環節中即使其中一個環節出錯，某些原件受到損壞也會自動將出錯或者是受損的那一部分從整個系統中隔離開來，而不會影響整個電力系統的正常運轉。

（二）智能電網是優質、綠色、清潔、可再生的能源載體。這顯然符合當今社會倡導綠色生活，減少環境污染，促進持續、快速、可持續發展的時代要求。

二、智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用分析

運用各種先進技術對電力系統進行合理規劃是順應時代發展潮流的需要。集成了諸多先進技術的智能電網是未來電力系統發展的大勢所趨。智能電網在電力技術及電力系統規劃中有如下應用：

（一）高速、雙向、實時、集成的通信技術

智能電網的數據獲取、保護和控制都需要高速、雙向、實時、集成的通信技術的支撐，這樣可以使智能電網成為一個動態的、實時信息和電力的交換互動平臺。通過這一技術，智能電網可以連續不斷地進行自我監測和校正，通過使各種不同的智能電子設備（IEDs）、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統以及用戶進行網絡化的通信，提高對電網的駕馭能力和優質服務的水平，實現其“自愈”。該技術的有效運用可以極大地提高電網的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的攻擊，從而提高電網價值。

（二）智能固態表計

該技術主要用于評估電網設備的健康狀況和電網的完整性，通過進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶的溝通來極大的提高整個電網的安全系數。除此之外，它還可以保護電網元件能夠自適應地相互通信，這樣的靈活性和自適應能力將極大地提高可靠性，因為即使部分系統出現了故障，其他的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統正常運行。

（三）大容量儲能技術

發電的高質量存儲一直是電力系統提高輸電效率，提高經濟效益的關鍵之一。大容量儲能技術的有效運用可以提高電網輸送容量和可靠性，有效的緩解電力供求之間的緊張關系，在一定程度上實現供電和輸電之間的動態平衡。

（四）專家系統

“專家系統”是一種先進的控制技術，通過專家系統不但可以分析、診斷和預測狀態并確定和采取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動，還可以通過收集數據和監測電網元件、分析數據、診斷和解決問題、執行自動控制的行動，為運行人員提供信息和選擇等步驟，對任何事件都能夠快速診斷、反應、分析并提出解決方案。有了“專家系統”可以極大地降低損耗，其精密的控制技術一定程度上保證了智能電網的智能化。

（五）超導技術

眾所周知，超高壓輸電會有很大的損耗，而利用超導體則可最大限度地降低損耗，隨著技術的發展，新超導材料的不斷涌現，超導輸電在智能電網中一定可以得到廣泛運用。因此，要充分應用在超導方面的最新研究成果，提高傳輸功率的密度、供電可靠性和電能質量以及電力生產的效率。

結語

近幾年，國家陸續出臺政策扶持智能電網的發展。如今，我國智能電網進入全面建設階段，智能電網的發展促使智能電表招標采購活動上升，加速了我國智能電表市場的增長。電網規劃和管理是關系到日常生產和居民生活的重要工作，堅持智能電網的發展和建設，提升電網輸送效率，降低線損，支持清潔能源機組大規模入網，加快清潔能源發展，推動我國能源結構的優化調整，實現電網與用戶有效互動，推廣智能用電技術，提高用電效率，使得電網功能逐步擴展到促進能源資源優化配置、保障電力系統安全穩定運行、提供多元開放的電力服務、推動戰略性新興產業發展等多個方面，可以提高能源利用效率，促進節能減排，為國民經濟發展、能源生產和利用、環境保護等方面帶來巨大效益。

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