电力系统智能电网建设论文

尽管“智能电网”对很多人来说还是一个新名词，但这个能源领域的新宠必将对相关行业带来质变，改变我们未来的生活。根据今年初国家电网公司提出的“2015年将基本建成坚强智能电网”的目标，坚强智能电网离我们不再遥远。我们也可以推断出，“十二五”时期必将是加快智能电网建设的关键五年。今天小编给大家找来了《电力系统智能电网建设论文 (精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

电力系统智能电网建设论文 篇1：

电力系统智能电网建设技术与应用研究

摘要 ：随着社会的发展及科学技术的不断进步，智能化电网已成为我国电力系统建设及发展的主要方向。本文结合作者多年工作经验对智能电网的概念、相关技术及发展趋势进行探讨。

关键词 ：电力系统 ;智能电网 ;建设

1 智能电网的概念

智能电网是指以电力系统中的发电、输电、变电、配电、用电及调度等环节做对象，并不断研发新的控制、信息及管理技术等，且使以上技术进行有机结合，从而实现发电到用电等环节信息的共同交流，最终实现电力生产、输送及使用等方面的优化。结合我国的实际国情提出了构建坚强智能电网的目标，通过以特高压电网作为主要网架，使各级电网共同发展，从而实现我国电力系统“电力流、信息流、业务流”为一体的智能电网，对保证电力系统的正常运行及降低能耗、提高效果具有重要的意义

2 建设智能电网建设中的关键技术

2.1 网络拓扑技术作为未来智能电网建设的基础，灵活、坚强的电网结构是建筑智能电网的关键。由于我国能源分布和能源需求分布失衡。因此，不管是考虑当前，还是考虑未来要满足经济发展对电力的需求，都需要走大规模、远距离的输电道路。通过特高压输电，能有效提升输送容量及降低损耗，对节约投资、保护环境等方面具有重要的意义。但如何优化特高压线路及对各级电网的规划、特高压电网和各级电网之间的衔接及一次、二次系统之间协调发展等问题需要进一步解决。

2.2 通信系统集成技术

智能电网必须具备可靠的监视及系统分析能力，也就是具备对故障早期征兆的识别、预判能力及对存在扰动发出信号的能力。智能电网也必须要进行不断的整合与集成，以为电网规划、建设及运行等方面提供实时、有效的信息服务。因此，在智能电网建中，要全面运用电缆、光纤、无线通信及电力线载波等宽带通信网。通过进行系统集成技术，是保证电网的正常、安全运行的关键。

2.3 高级计量体系及需求侧管理

智能电网需要全方位掌握用户的实际用电规律，以进行有效的规划，保证需求与供应之间的平衡。由于智能电表与其相连的通信系统可组成一个先进的计量系统，能实现对用户的远程监测、用户侧管理及分时电价管理，其需求侧管理目标如图 1。随着科技技术的不断发展，智能电表除了原有的电流计量功能，还可作为互联网路由器使用，使电力部门能以智能电表的终端用户作为前提，从而实现通信及宽带等整合。

图 1 需求侧管理目标图

2.4 智能调度技术

智能调度是指对当前调度控制中心功能的有效扩展，该技术也是智能电网未来的发展方向。智能调度的目的是建立一个基于广域同步信息的网络保护系统及一体化技术，以起到协调电力系统保护控制、稳定控制、紧急控制、解列控制及恢复控制等综合防御体系。智能调度的重点就在于实现实时的决策指挥，其目的是为了预防电网出现大面积的故障，避免出现大面积停电现象。智能调度所涉及的关键技术主要包括以下几点 ：(1)系统快速仿真与模拟技术 ;(2)智能预警技术 ;(3)调度决策可视化技术 ;(4)智能数据挖掘技术;(5)预防控制技术;(6)优化调度技术。而且，应急指挥系统与配电自动化等技术也是智能调度技术中的重要组成部分。

2.5 电力电子设备

电力电子技术能在智能电网中的发电、输电、配电及用电等环节中发挥作用。目前，电力系统所采用的电子装置都为全控型大功率电力电子器件、高性能的大功率变流器拓扑及 DSP 全数字控制技术等。通过应用先进的电力电子技术，大大推进我国电力系统智能电网的全面建设。

2.6 分布式能源接入技术

分布式能源可划分为分布式发电与分布式储能，在一些发达国家得到全面的运用。其中，分布式发电技术还涉及到以下技术：(1)微型燃气轮机技术 ;(2)太阳能光伏发电技术 ;(3)燃料电池技术 ;(4)风力发电技术 ;(5)海洋能发电技术 ;(6)生物质能发电技术 ;(7)地热发电技术等。而分布式储能装置则涵盖蓄电池、飞轮及超导储能等。随着现代电网中的风电接入量越来越多，风力发电厂对电场的动态模型及计算速度的要求越来越高。而且，风能、太阳能等分布式能源均具有一定的波动性与间歇性，容易影响到电力系统的可靠供电。

3 智能电网的建设策略

3.1 全面发展储能技术

对于智能电网建设而言，全面发展储能技术能有效促进其发展。在传统电力系统中，其模式是一种从生产到传输再到使用的单一模式，在一定程度上限制了其发展。在智能电网建设中，通过应用储能技术，以增设个电能的“ 存储”环节。通过应用该存储技术，能有效提高电网的使用性能，而且还对可再生资源与分布式发电的全面应用具有一定的优势，既可以起到技术支撑的作用，还可以增加电网的技术应用选择。同时，在可再生能源发电系统中，其对储能装置的要求比较高，必须具备以下条件 ：(1)响应速度要快 ;(2)能量密度比较大，即可以以较小的体积提供比较大的能量 ;(3)功率密度较大，即可以为系统功率出现突变时提供的补偿功率 ;(4)耐温性能较好，可以很好地适应一些高温、低温等复杂环境 ;(5)储能效率比较高 ;(6)储能量比较大，即可以满足峰谷的调节及有效适应可再生能源在短期性与昼夜变化的相应要求。其中，储能技术如图 2 所示。

图 2 储能技术图

3.2 全面发展分布式智能电网

分布式智能电網是指靠近电力用户构建的一种小型发电机组、微型电网及储能系统，且能实现和外部电网的有效互联。而且这部分小型发电机组可以是各不相同的，能有效运用太阳能、水能及风能等可再生资源。在接入分布式电源后，原有的配电网结构还可保持不变，在一定程度上减小了输、配电网运行及升级时所需要的投资成本。另外，通过接入分布式电源，还能有效改善电网的供电质量及运行可靠性等。因此，通过全面发展分布式智能电网，不仅能有效提高可再生资源的利用效率，还能有效提高电网在运行过程中的安全、稳定及可靠性。

4 坚强智能电网建设的发展趋势

目前，我国还处于工业化发展阶段，对电力装机设备的需求量还非常之大，且由于我国资源的分布与消耗呈现逆向形式。因此，在我国坚强智能电网(如图 3 所示)的建设中，其发展的目标如下 ：(1)优化我国的资源配置，有效解决能源资源分布与消耗呈现逆向的问题 ;(2)实现节能减排的目的，促进可再生资源的可持续发展 ;(3)促进电力行业的发展，提升电力企业的市场竞争力 ;(4)有效满足用户的需求，提升服务质量 ;(5)促进经济与资源的可持续发展。目前，国家电网公司已经明确，将加快对特高压骨干网架的全面建设，在促进各级电网共同发展的前提下，同时就发电、输电、用电及调度等环节进行智能化的建设，并分阶段进行坚强智能电网的建设，预计在 2020 年，在我国将建成统一的坚强智能电网。

图 3 我国坚强智能输电网功能示意图

5 结束语

综上所述，通过对电力系统智能电网的建设，能有效优化资源的配置，并能实现可再生能源的合理接入，对提高资源的利用效率及提高电能质量、供电稳定性等具有重要的意义。而在智能电网的建设过程中，不仅要全面考虑当前的发展情况，还要对其发展前景进行考虑，只有这样，才能全面建设统一的坚强智能电网。

参考文献

[1] 杨琼 ， 范李平 . 基于智能电网的建设现状及其发展方向综述 [J]. 电气开关 ，2012，18(6)：1-4.

[2] 林玲 . 新能源背景下的智能电网建设研究 [J]. 无线互联科技 ，2013，21(1)：158-160.

[3] 余东明.智能电网建设中存在的问题与解决措施 [J]. 电子制作 ，2013，25(15)：250-251.

作者：徐翔

电力系统智能电网建设论文 篇2：

智能电网关键五年

尽管“智能电网”对很多人来说还是一个新名词，但这个能源领域的新宠必将对相关行业带来质变，改变我们未来的生活。

根据今年初国家电网公司提出的“2015年将基本建成坚强智能电网”的目标，坚强智能电网离我们不再遥远。我们也可以推断出，“十二五”时期必将是加快智能电网建设的关键五年。

前景光明

2009年5月，国家电网公司在2009特高压输电技术国际会议上，正式发布了坚强智能电网发展战略，并提出了“坚强智能”电网的概念。2010年3月温家宝总理在《政府工作报告》中正式提出“加强智能电网建设”，智能电网理念逐渐成为社会共识。目前，智能电网建设已纳入《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》。

何为“坚强智能”电网?国网能源研究院智能电网研究所靳晓凌博士对此解释说，“坚强智能”电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。其中，“坚强”与“智能”是国电网的两个基本要求。“坚强”是基础，‘智能’是关键，二者相辅相成。

“坚强智能”电网是经济社会发展对电网更高要求的必然选择。

首先，随着经济社会持续快速发展，中国电力需求将长期保持快速增长。预计2020年中国装机容量和用电量都将在目前基础上翻一番，也就是说未来10年的新建电网规模相当于建国60年来的电网建设规模。与电网规模已经基本稳定的欧美发达国家不同，中国电网发展要同时解决量的扩张和质的跨越。因此，中国的智能电网必须以坚强的电网网架为前提，为电力系统更高层次的智能化提供坚实的基础。

其次，由于中国能源资源与生产力逆向分布，中国要满足未来持续增长的电力需求，就需要实施电力的大规模、远距离、高效率输送，与大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发和利用一道，形成全国范围的资源优化配置格局。而这客观要求必须改造现有的電网，使之既“坚强”又“智能”。

最后，随着科技进步和信息化水平的不断提高，电动汽车、智能设备、智能家电、智能楼宇、智能交通、智能城市等将成为未来的发展趋势。只有建设智能电网，才能满足经济社会发展对电力的需求，才能满足客户对供电服务的多样化、个性化、互动化需求。

据了解，通过建设坚强智能电网，将实现可再生能源集约化开发、大规模、远距离输送和高效利用，改善能源结构。此外，通过建设坚强智能电网，可实现各类集中、分布式电源、储能装置和用电设施并网接人标准化和电网运行控制智能化，提高电力系统资产的运营效益和全社会的能源效率。

发改委能源研究所研究员姜克隽表示，智能电网对中国最为重要的意义，在于可以解除中国绿色电力的发展瓶颈，大力推动绿色电力的发展。在智能电网投入应用之后，由于有了智能化的控制，风能、太阳能发电并网的难题会得到彻底解决，这将极大地促进中国绿色电力的发展。到2020年，智能电网技术将帮助电力企业减少14%的二氧化碳排放量。

靳晓凌指出，坚强智能电网是知识密集型、技术密集型产业、对于传统电力相关产业和战略性新兴产业都具有重要的带动和引领作用，特别是新能源、常能环保、新能源汽车、信息产业等战略新兴产业。智能电网不仅能提供巨大的市场需求，促进相关产业的规模化发展，而且还能促进相关产业通过自主创新、掌握核心技术、降低产品成小、提高核心设备及关键零部件国产化率、提高国际竞争力，进而拓展国际市场

智能电网，前途一片光明。这也从记者采访的多名专家及业内人七的口中得到验证。

趋势和目标

“正如建设信息化社会一般，智能电网是电网未来发展的一个趋势和目标。”赛迪顾问能源产业研究中心高级顾问袁颖接受本记刊者采访时指出，要完全实现智能电网是一个分阶段、分层次的过程。这个过程不仅受政策、投资等影响，而且包括技术的成熟性、经济性、电网基础，以及整个社会的用电习惯和相关产业的发展等方面。这个过程可能需要10年或是更久。

“今天智能电网的发展并不是从‘零’开始的，中国电网经过多年建设发展，已经具备一定的自动化、信息化水平，更有部分电网技术和装备已处于国际领先水平，为智能电网发展奠定r良好的基础，未来是智能化水平迅速提升的新阶段：”国网智能电网研究所靳晓凌博士向记者表示：为实现中国智能电网的健康可持续发展，国家电网分阶段稳步推进电网智能化建设，其中过去的2009-2010年为规划试点阶段，2011-2015年为全面建设阶段，2016-2020年为引领提升阶段。

那么，2015年基本建成的智能电网到底是什么样子呢?

对于国家电网公司提出2015年基本建成坚强智能电网的目标，袁颖表示“应该是有更详细的诠释和描述”。也有一些专家对于智能电网基本建成的定义不太清楚。

靳晓凌博士则为记者揭开了神秘面纱。她告诉记者：“到2015年，初步形成坚强智能电网运行控制和双向互动服务体系;基本实现风电、太阳能发电等可再生能源的友好接入和协调控制;电网优化配置资源能力。安全运行水平和用户多样化服务能力显著提升，供电可靠性和资产利用率明显提高;智能电网技术标准体系基本建成，关键技术和关键设备实现重大突破和广泛应用;智能电网效益初步显现，国家电网智能化达到国际先进水平。”

应该说，2015年只是坚强智能电网基本建成这一事件的时间节点，并不是终点。

袁颖告诉记者：“十二五”时期是坚强智能电网进入第二个阶段，即全面建时期。相对于第一阶段的规划试点，这个时期智能电网各个环节将全部进入实质性建没阶段，因此这个阶段电网公司投入到智能电网建设的资源将是十分丰富的，并且在技术标准、关键设备上应该有较为广泛的应用，各环节能够协调发展，达到国网公司本阶段规划的目标。

靳晓凌向记者表示：“十三五’期间(2016-2020年)，国家电网将在全面建设的基础上。评估建议绩效，结合应用需求和技术发展，进一步完善和提升智能电网的综合水平，引领国际智能电网的技术发展，到2020年，全面建成坚强智能电网，国家电网智能化水平达到国际领先，智能电网整体效益得到充分发挥。”

为保证智能电网发展目标的实现，国家电网公司已编制完成了“十二五”电网智能化规划，明确了十二五和十三五期间智能电网重点项目建设、关键设备研制、技术标准制定的分阶段目标。在电网智能化建设重点项目方面，通过电网六大环节和通信信息平台，开展智能变电站、输变电设备状态监测、

配电自动化、用电信息采集、电动汽车充电设施、电力光纤到户等24类智能化重点项目建设。在智能电网技术标准建设方面，围绕智能电网技术标准体系的26个技术领域、92个标准系列，加快推动技术标准建设，滚动修订已有标准，补充制定所需标准，不断完善标准体系，并推动优势领域智能电网标准国际化。在智能电网关键设备(系统)研制方面，在7个技术领域和28个技术专题内，重点开展137项关键设备的研制。提升已有关键设备性能，扩大推广应用范围;加快在研设备研制进度，强化示范应用，形成生产能力。

难题不少

“智能电网尽管前景很好，有利于清洁能源发展、促进节能减排，但仍充满不确定性”厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强向记者表示。

因为智能电网以什么速度发展取决于很多因素，如投资力度、技术难题、特高压和互动用电的发展进度以及清洁能源的发展速度。谁来买单也是很大的难题，因为电网建设成本加上解决清洁能源如风电、太阳能发电及并网的成本都很巨大。

“各个方面条件不一样、产业成熟度不一样，智能电网的发展不是单纯一家电力企业所决定的、”袁颖告诉记者：智能电网的发展要受政策、技术研发等多方面影响，不仅是企业行为，还应该是社会行为。智能电网的发展受制于相关产业比如变压器、自动化设备、电网基础设施以及与电网智能应用相关的信息通信软件等的发展进程：

现在有一些智能电网示范小区但没有推广，这里面不光有技术问题，还有投资大、使用成本高的问题。因为智能电网改变了能源供应以及应用的模式，一下子就从传统的单向模式转为双向互动模式。面对新的模式，比如智能电表的应用，社会对其是否接受，接受适应能力如何都会有差异。

智能电网的规划，一定是每个环节都涉及，也一定是各环节协调发展。特高压是坚强智能电网的一部分。超高压、高压电网、城乡低压配电网同样也是坚强智能电网的一部分，各级电网都要协调发展。因为只有主网的智能化，没有配网的智能化，智能电网行不通。不可能一个环节的智能化，就叫做智能电网。

还有智能电网条件下，会有配电端反接入：举例来说，一些用户有太阳能发电希望并入电网，把多余的电卖出去。这就会对智能电网提出很高的要求。月前，智能电网的发展速度会不会那么快?我们要考虑其对电网的冲击，考虑国情和未來发展战略，分步骤实现。

中国科学院电工研究所研究员齐智平则表示，中国发展智能电网面临很多挑战。现有的管理体制、价格机制、定价方式都要发生改变，电力网、通信网等要进行融合。智能电网涉及电力系统整体的变革，需要各行业机构协同以及资金、政策支持。

需多方支持

“智能电网建设是一项长期复杂的系统工程，离不开各个利益相关方的参与和推动。”国网能源研究院靳晓凌博士告诉记者：坚强智能电网的利益相关方涵盖电力系统全产业链，以及政府、装备和服务供应商、金融机构、科研机构等多个方面，而且各利益相关方的关注点也各有侧重。因此，凝聚共识、增强合力，建立健全协调互动、和谐共赢的合作机制，形成共同推进智能电网建设的良好局面，对于智能电网发展是极其重要的。

坚强智能电网建设，要发挥政府主导作用，形成多方合力建设智能电网的新格局。实现电网智能化与实体电网的协调发展，实现发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节的协调发展，实现坚强智能电网与相关产业的协调发展。智能电网涵盖环节多、参与行业多，更需要电网企业、发电企业、设备制造企业、科研单位、用电用户等各方的相互配合和协作。

靳晓凌向记者表示，面对欧美等发达国家近期密集出台的一系列战略举措，如果我们反应迟缓，措施失当，很可能失去这次难得的战略机遇。要充分发挥中国的举国体制优势，突出政府的主导作用，建立有效地跨行业沟通平台和合作机制，多方共同推动智能电网快速发展。

政府部门应抓紧制定宏观引导政策，发挥其在制激励政策、出台标准、统筹规划和协调组织等方面的主导作用。引导电网企业发挥好技术引领、搭建平台、科学调度的作用，适应清洁能源接入和节能减排要求，促进发电企业积极发展清洁能源发电，采用“系统友好型技术”保障系统正常、高效运行。对其他行业和科研机构，鼓励积极参与智能电网相关标准制定，核心技术攻关，关键设备研发和示范工程建设。引导电力用户主动转变消费观念和用电习惯，积极参加智能电网双向互动。

要逐渐形成以政府为主导、多方积极参与合力推进中同智能电网发展的新格局，才能打好智能电网建设的攻坚战。

作者：吴杰

电力系统智能电网建设论文 篇3：

关注智能电网

近日,“2010年信息技术与智能电网建设峰会”在京举行,以“变革与发展,机遇与挑战”为主题,全方位解读了电力信息化和智能电网建设中的热点、焦点,旨在启发电力企业及相关行业以创新性思维投入我国电力信息化和智能电网快速、健康和可持续发展。中国电力发展促进会秘书长姜绍俊表示,为保障安全、清洁、高效、可持续的能源和电力供应,积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势。

智能电网是工业和信息业的一次新产业革命、技术革命和管理革命。信息技术作为发展统一智能电网的基础和保障,是建设现代智能电网的重要基础条件,是贯通智能电网发、输、变、配、用、调度六个环节的基础支撑平台,是智能电网实施的前提和必要条件。据有关人士透露,目前正在研究编制的电力行业“十二五”发展规划中,智能电网将是重要组成部分,可见智能电网在目前社会发展中的重要性。应广大读者要求,本期技术交流栏目特安排介绍智能电网的相关概念。

编者按:世博会开幕以来,如果认真参观上海世博园,细心的游客或许会发现:在展示人类未来美好生活的世博园中,一些全新科技项目的前景与发展,已然成为世界各国各地的共识,有一些甚至已经开始推广,逐渐走近我们的现实生活。其中有一项被人们称为“智能电网”的技术,甚至于整个上海世博园都成了它的实验场,成为中国首个智能电网的示范区。智能电网究竟是项什么样的技术?它到底“智能”在何处?

智能电网的含义

智能电网(Smart Power Grids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、允许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

举个例子,目前千家万户已使用的分时电表,就正是智能电网在用户端方面的第一步应用。当然,智能电网的覆盖范围远不止于此。在上海世博园国家电网馆的地下一层,有一个被称为世博园“能量之心”的110千伏蒙自变电站主变压器。这座智能的变电站,承担起了所有浦西园区的电力供应,它的信息采集、传输、处理和输出等都实现了数字化、智能化。这正是智能电网在上海世博园中具体应用的内容之一。

另外,在武宁路的上海电器科学研究院,走进一间看似普通的会议室,一进门的开关位置便有一个好像电脑屏幕般的触控屏,只需选择会议模式,整间会议室就顿时好像“活”了起来,电灯、窗帘、空调、投影仪全部自动打开,还能随时调节每个电器的状态,这也仅是智能电网在用户端方面应用技术的一项。

从概念上说,智能电网是以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、决策分析技术和控制技术,与物理电网高度集成而形成的新型电网。现在,国家电网已提出构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网体系,对发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节进行全程建设。

智能电网概念发展的三个里程碑

第一个就是2006年,美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性,从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理-中国电力发展的新思路》白皮书可以看出,解决方案主要包括以下几个方面:一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力,即依据已经掌握的数据进行相关分析,以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架,通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理,为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图,是IBM一个市场推广策略。

第二个是奥巴马上任后提出的能源计划,除了已公布的计划,美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代,建立美国横跨四个时区的统一电网;发展智能电网产业,最大限度发挥美国国家电网的价值和效率,将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理;全面推进分布式能源管理,创造世界上最高的能源使用效率。可以看出美国政府的智能电网有三个目的,一个是由于美国电网设备比较落后,急需进行更新改造,提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;三是提高能源利用效率。

第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网”。互动电网,英文为Interactive Smart Grid,它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为:在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。

智能电网的结构

从广义上来说,智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。未来智能电网的基本结构,电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户,同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源:太阳能燃料电池、风能、电动汽车等等;此外,高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互,高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。

智能电网的特点

智能电网是一个由众多自动化输电和配电系统组成的电力系统,能根据电力市场和企业业务需求的变化,积极做出响应;具有智能化的通信架构,实现实时、安全和灵活的信息流,为用户提供可靠、经济的电力服务。

目前,很多国家都在建设智能电网。美国政府计划出资34亿美元,民间融资46亿美元,建立智能电网投资基金,整个投资基金将达80亿美元。此外,西欧等国的智能电网也在有条不紊地建设中。“欧美版”智能电网研发重点集中在3个方面:可再生能源和分布式电源并网技术、电动汽车与电网协调运行技术、电网与用户的双向互动技术。

我国计划建设的“坚强智能电网”,包含了电力系统发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节,链条更长、覆盖的范围更广。业内专家认为,我国的智能电网具有“坚强”和“智能”两个特征。“坚强”如同人的体魄,要有过硬的网架等硬件,如建设特高压电网,传输能力从现有的500千伏提高到1000千伏;“智能”如同人的智力,就是具有更多功能,变得越来越“聪明”。

我国的智能电网与传统电网相比,除了能传输电力能源,还具有三个显著特点:首先,网架“坚强”。我国的煤炭等资源集中在西部地区。有了坚强的网架,能将西部煤炭转换的电能远距离安全输送到东部沿海经济较发达的地区。

其次,可以实现绿色电网。虽然我国的风能资源充沛,但其间隙性、随机性的特点给电网的运行造成影响,多余的风电也无法储存。有了智能电网,就能实现电网的即时动态平衡,安全接纳“电能家族”的新成员,储存也不再是难题。

最后,具有智能化功能。如果电站出现跳闸现象,工组人员可以在实时监控中进行调节。在生活用电方面,每家装上一个芯片,和插座相联,就能自动感知电网电价的实时变化情况,选择用电时间,十分方便。

智能电网中的通信技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的“网络—电网”和“通信网络”,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。

高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后,它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,从而提高电网价值。

高速双向通信系统的建成,智能电网通过连续不断地自我监测和校正,应用先进的信息技术,实现其最重要的特征——自愈特征。它还可以监测各种扰动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备(IEDs)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。

在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注,其一就是开放的通信架构,它形成一个“即插即用”的环境,使电网元件之间能够进行网络化的通信;其二是统一的技术标准,它能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作,才能实现通信系统的互联互通。

智能电网的作用

智能电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发,实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据,完善中央电力体系的集成作用,实现有效的临界负荷保护,实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连,由此可以优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

智能电网解决的一个很重要的问题,就是可再生能源的接入,给风能、太阳能等新能源发电并网创造了条件。因为风电、光电等新能源的发电方式与传统能源不同,目前能够并网的新能源电力仅有约20%。通过智能电网,使新能源发电并网,不仅是低碳、环保的发展方式,也能更从容应对未来的化石能源危机。

智能电网的目标

智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全,电网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。

智能电网必须更加可靠:智能电网不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警,并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受供电中断的影响。

智能电网必须更加安全:智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用,更不容易受到自然灾害的影响。

智能电网必须更加经济:智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。

智能电网必须更加高效:智能电网利用投资控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。

智能电网必须更加环境友好:智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响,进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。

智能电网必须是使用安全的:智能电网必须不能伤害到公众或电网工人。

发展一种新的模式,一定要立足于实际,要比过去更好用、更便捷、更高效,立足于发展中国自己的标准。目前由于智能电网包含内容较多,各电网和设备厂家都要根据实际情况,采用总体规划、分步实施的策略,逐步实现智能电网。