1、智能电网1.国内外智能电网研究：1.1 国外研究在美国，奥巴马政府的经济刺激计划中，有大约 45 亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范项目。智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，提高电网系统的效率和可靠性。智能电网的倡导者要让客户相信，智能电网将帮助客户减少电费支出。经济刺激方案规定，奖励高效率的电力公司。智能电网联盟(由全球 70 家能源行业成员组成，该联盟认为智能电网对推动可再生能源利用和提高能源效率具有重要作用)近日发布了其成员荷兰 KEMA 企业撰写的 2008 年度智能电网工作报告。报告指出：智能电网技术将在未来几年内为美国直接创造出 28 万个新的就业机会。另外，太阳能等分布式
2、可再生能源、即插即拔式电动车等还将创造大量间接的工作机会，智能电网将带来数百万个“绿色就业机会”。1.2 国内研究国内开展智能电网的体系性研究虽然稍晚，但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践，在输电领域，多项研究应用达到国际先进水平，在配用电领域，智能化应用研究也正在积极探索。国家电网公司大力推进特高压电网、“SG186”工程、一体化调度支持系统、资产全寿命周期管理、电力用户用电信息采集系统和电力通信等建设，打造坚强电网，强化优质服务，为智能电网建设奠定了扎实的基础。目前，1000kV 交流输变电工程已正式投入运行，特高压系统和设备运行平稳，全面验证了特高压交流输电的技术可行性、设备可
3、靠性、系统安全性、设计和施工方案的先进性以及环境的友好性，实现了我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国产化上的重大突破。自主研发的能量管理系统(EMS)等在省级以上调度机构得到了广泛应用，全部地区级以上电力调度机构均配置了电网调度自动化系统，引入了电能量计费系统和广域测量系统，新规则下的电力市场交易技术支持系统正在建设之中。变电站实现了计算机监控和无人、少人值守，地理信息系统(GIS)已开始应用于输电、变电和配电管理等业务。以提高信息化水平和生产效率为目标的生产运营管理信息系统，如电网生产运行管理系统、设备检修管理、变电站建设视频监控系统等，在电网生产管理业务方面发挥了重要作用。
4、2.智能电网的概述：2.1 什么是智能电网智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础, 将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网。2.2 智能电网的内涵其核心内涵是,在电力系统各业务环节,实现新型信息与通信技术的集成,促进智能水平的提高,其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节,其中的每一个用户和节点都得到了实时监控,并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点上的
5、电流和信号的双向流动及实时互动。实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。2.3 智能电网与传统电网的区别传统电网是一个刚性系统, 电源的接入与退出、点能量的传输等都缺乏弹性, 致使电网没有动态柔性及可组性; 垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统; 系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余; 对客户的服务简单、信息单向; 电网中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的, 不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低。与传统电网相比, 人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精准时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等
6、)的获取能力, 以坚强、可靠、通畅的实体电网构架和信息交互平台为基础, 以服务生产全过程为需求, 整合系统各种实时生产和运营信息。通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图, 并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案, 最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。与传统电网相比, 智能电网将进一步优化各级电网控制, 构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系构架。通过集中与分散相结合, 灵活变换网络结构、智能重组系统构架、最佳配置系统效能、优化电网服务质量, 实现与传统电网截然不同的电网构成理念和
7、体系。与 现 有 电 网 相 比 ， 智 能 电 网 体 现 出 电 力 流 、 信 息 流 和 业 务 流高 度 融 合 的 显 著 特 点 ， 其 先 进 性 和 优 势 主 要 表 现 在 ： （ 1） 具 有 坚 强 的 电 网 基 础 体 系 和 技 术 支 撑 体 系 ， 能 够 抵 御 各类 外 部 干 扰 和 攻 击 ， 能 够 适 应 大 规 模 清 洁 能 源 和 可 再 生 能 源 的 接入 ， 电 网 的 坚 强 性 得 到 巩 固 和 提 升 。 （ 2） 信 息 技 术 、 传 感 器 技 术 、 自 动 控 制 技 术 与 电 网 基 础 设 施有 机 融 合 ，
8、 可 获 取 电 网 的 全 景 信 息 ， 及 时 发 现 、 预 见 可 能 发 生 的故 障 。 故 障 发 生 时 ， 电 网 可 以 快 速 隔 离 故 障 ， 实 现 自 我 恢 复 ， 从而 避 免 大 面 积 停 电 的 发 生 。 （ 3） 柔 性 交 /直 流 输 电 、 网 厂 协 调 、 智 能 调 度 、 电 力 储 能 、 配电 自 动 化 等 技 术 的 广 泛 应 用 ， 使 电 网 运 行 控 制 更 加 灵 活 、 经 济 ，并 能 适 应 大 量 分 布 式 电 源 、 微 电 网 及 电 动 汽 车 充 放 电 设 施 的 接 入 。（ 4） 通 信 、
9、 信 息 和 现 代 管 理 技 术 的 综 合 运 用 ， 将 大 大 提 高 电力 设 备 使 用 效 率 ， 降 低 电 能 损 耗 ， 使 电 网 运 行 更 加 经 济 和 高 效 。 （ 5） 实 现 实 时 和 非 实 时 信 息 的 高 度 集 成 、 共 享 与 利 用 ， 为 运行 管 理 展 示 全 面 、 完 整 和 精 细 的 电 网 运 营 状 态 图 ， 同 时 能 够 提 供相 应 的 辅 助 决 策 支 持 、 控 制 实 施 方 案 和 应 对 预 案 。 （ 6） 建 立 双 向 互 动 的 服 务 模 式 ， 用 户 可 以 实 时 了 解 供 电 能
10、力 、电 能 质 量 、 电 价 状 况 和 停 电 信 息 ， 合 理 安 排 电 器 使 用 ； 电 力 企 业可 以 获 取 用 户 的 详 细 用 电 信 息 ， 为 其 提 供 更 多 的 增 值 服 务 。2.4 我国的智能电网坚强电网坚强智能电网是以特高压电网为骨干网络、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以信息通信平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电网的两个基本发展要求。“坚强”是基础，“智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的有机统一，是以整体性、
11、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特征。2.5 我国发展智能电网的驱动力（1）充分满足经济社会快速发展和电力负荷高速持续增长的需求；（2）确保电力供应的安全性和可靠性，避免发生大面积停电事故；（3）提高电力供应的经济性，降低成本和节约能源；（4）大力发展可再生能源，调整优化电源结构，提高电网接入可再生能源的能力和能源供应的安全性，满足环境保护的要求；（5）提高电能质量，为用户提供优质电力和增值服务；（6）适应电力市场化的要求，优化资源配置，提高电力企业的运行、管理水平和效益，增强电力企业的竞争力。3.智能电网的主要特征及其关键技术：3.1 智能电网的主要特征（ 1） 坚 强 。 在 电
12、网 发 生 大 扰 动 和 故 障 时 ， 仍 能 保 持 对 用 户 的 供电 能 力 ， 而 不 发 生 大 面 积 停 电 事 故 ； 在 自 然 灾 害 、 极 端 气 候 条 件下 或 外 力 破 坏 下 仍 能 保 证 电 网 的 安 全 运 行 ； 具 有 确 保 电 力 信 息 安全 的 能 力 。 （ 2） 自 愈 。 具 有 实 时 、 在 线 和 连 续 的 安 全 评 估 和 分 析 能 力 ， 强大 的 预 警 和 预 防 控 制 能 力 ， 以 及 自 动 故 障 诊 断 、 故 障 隔 离 和 系 统自 我 恢 复 的 能 力 。（ 3） 兼 容 。 支 持 可
13、再 生 能 源 的 有 序 、 合 理 接 入 ， 适 应 分 布 式 电源 和 微 电 网 的 接 入 ， 能 够 实 现 与 用 户 的 交 互 和 高 效 互 动 ， 满 足 用户 多 样 化 的 电 力 需 求 并 提 供 对 用 户 的 增 值 服 务 。 （ 4） 经 济 。 支 持 电 力 市 场 运 营 和 电 力 交 易 的 有 效 开 展 ， 实 现 资源 的 优 化 配 置 ， 降 低 电 网 损 耗 ， 提 高 能 源 利 用 效 率 。 （ 5） 集 成 。 实 现 电 网 信 息 的 高 度 集 成 和 共 享 ， 采 用 统 一 的 平 台和 模 型 ， 实 现
14、标 准 化 、 规 范 化 和 精 益 化 管 理 。 （ 6） 优 化 。 优 化 资 产 的 利 用 ， 降 低 投 资 成 本 和 运 行 维 护 成 本 。3.2 智能电网的关键技术3.2.1 关键技术智能电网的关键技术如图 3.2.1 所示图3.2.1关键技术集成通信，智能电网依赖于采集的数据、保护和控制，因此，没有集成通信就没有智能电网，它是建立智能电网的基础。新系统元件，包括大量可再生能源发电和储能、高温超导输电、灵活交流输电(FACTS)、高压直流输电(HVDC)设备等。新型传感和测量技术，包括高级传感器、智能电表、在线监测装置、相量测量装置(PMU)、广域测量系统(WAMS)
15、等。先进的控制方法，包括事件启动的快速仿真、故障隔离的网络重构、集中控制系统的协调、分布控制系统的自适应，以及量大面广的分布式智能控制等。高级界面包括电网各控制结点之间、以及供需互动有关控制结点之间，为交互方便和安全保密所提供的可视化技术、加密技术和门户管理等。并通过高级应用软件，在正常、紧急、和恢复状态下，向供需双方提供所需的决策支持3.2.2 主要应用技术我国智能电网的主要应用技术系统图如图3.2.2所示图 3.2.2 技术应用系统图4.我国智能电网的体系结构：4.1 智能电网技术标准体系结构：智能电网标准体系的层次结构包括 1 个体系、8 个专业分支、26 个技术领域、92 个标准/系列
16、标准。对应的智能电网技术标准体系结构如下图所示：4.2 坚强电网的基本架构：将强电网的基本架构如下图 4.2 所示4.2 坚强电网的基本架构5.我国智能电网的发展：5.1 坚强电网的发展战略部署我国智能电网发展战略图5.2 坚强电网的发展方向：（1）提高电网输送能力，确保电力的安全可靠供应，打造将强可靠的电网。（2）提高能源资源利用效率，提高电网运行和输送效率，打造经济高效的电网。（3）促进可再生能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，合理配置我国电源结构，打造情节环保的绿色电网。（4）促进电源、电网、用户协调互动运行，打造灵活互动的电网。（5）实现电网、电源和用户的信息透明共享，打造友好开放的电网。
