【正文】 智能電網(wǎng)技術(shù) 綜述 摘要： 日前全球資源環(huán)境壓力的不斷增大，隨著電力市場(chǎng)化進(jìn)程的不斷加快以及用戶對(duì)電力供出的越來越高的要求，國(guó)家安全、環(huán)保等各方面都對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)和管理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。智能電網(wǎng)是國(guó)際公認(rèn)的解決 21世紀(jì)能源問題的一個(gè)重大解決方案。電力與通訊是的雙向化是智能電網(wǎng)的一大特色，靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好等性能都是智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量的精力，力求在智能電網(wǎng)研究鄰域有所斬獲。而在中國(guó)，在政府及國(guó)家電網(wǎng)公司的政策引領(lǐng)推動(dòng)下，智能電網(wǎng)研究正不斷向著建設(shè)中國(guó)特色智能電網(wǎng)的 目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。 關(guān)鍵詞： 智能電網(wǎng)，能源問題，傳統(tǒng)電網(wǎng)， 智能電網(wǎng)技術(shù) 一、論文研究的背景及意義 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展在全世界還處于起步階段，沒有一個(gè)共同的精確定義，其技術(shù)大致可分為四個(gè)領(lǐng)域：高級(jí)智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)量測(cè)體系、高級(jí)配電運(yùn)行、高級(jí)輸電運(yùn)行和高級(jí)資產(chǎn)管理。高級(jí)量測(cè)體系主要作用是授權(quán)給用戶，使系統(tǒng)同負(fù)荷建立起聯(lián)系，使用戶能夠支持電網(wǎng)的運(yùn)行；高級(jí)配電運(yùn)行核心是在線實(shí)時(shí)決策指揮，目標(biāo)是災(zāi)變防治，實(shí)現(xiàn)大面積連鎖故障的預(yù)防；高級(jí)輸電運(yùn)行主要作用是強(qiáng)調(diào)阻塞管理和降低大規(guī)模停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)；高級(jí)資產(chǎn)管理是在系統(tǒng)中安裝大量可以提供系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)備（資產(chǎn)）“健康”狀況的高級(jí)傳感器，并把所收集到的實(shí)時(shí)信息與資源管理、模擬與仿真等過程集成，改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行和效率。智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用。 二、 智能電網(wǎng)的內(nèi)涵和特征 目前對(duì)于智能電網(wǎng)尚未有統(tǒng)一的定義，但一致認(rèn)為智能電網(wǎng)是一個(gè)中長(zhǎng)期的目標(biāo)和愿景（ vision）。 智能電網(wǎng)應(yīng)以現(xiàn)代輸配電網(wǎng)為物理基礎(chǔ)，建立在集成和高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，綜合應(yīng)用先進(jìn)的傳感和測(cè)量、計(jì)算機(jī)、微電子、電力電子、控制以及智能決策等技術(shù)，利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)全景信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、災(zāi)變防護(hù)和用戶互動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)可靠、安全、 經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、高效的電網(wǎng)運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。最終實(shí)現(xiàn)的智能電網(wǎng)應(yīng)具有以下關(guān)鍵特征 （ 1）自愈的電網(wǎng)（包括對(duì)事故的預(yù)測(cè)與決策）。通過實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速診斷可能存在的隱患，預(yù)測(cè)故障及其可能引發(fā)的系統(tǒng)震蕩和級(jí)聯(lián)事件，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并且采取預(yù)防和校正控制手段，如將大電網(wǎng)按照風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)適當(dāng)分區(qū)等；當(dāng)故障發(fā)生后，迅速把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出去，并自動(dòng)進(jìn)行必要的事故控制和恢復(fù)控制，保證用戶供電的連續(xù)性，防止大面積停電的發(fā)生。 （ 2）互動(dòng)的電網(wǎng)。與傳統(tǒng)的“單向電網(wǎng)”相比，智能電網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)功 能，鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理。電力供應(yīng)方與用戶間建立雙向?qū)崟r(shí)的通信系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)通知用戶其電力消費(fèi)的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)目前的狀況、計(jì)劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息，從而用戶也可以根據(jù)這些信息制定自己的電力使用的方案，有助于平衡供求關(guān)系，確保系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）安全的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的安全策略包含應(yīng)付威懾、實(shí)現(xiàn)預(yù)防、檢測(cè)和反應(yīng)，以盡量避免和減輕事故對(duì)電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)的影響。智能電網(wǎng)需要通過加強(qiáng)電力企業(yè)與政府之間的密切溝通，并且在電網(wǎng)規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)安全風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行安全和網(wǎng)絡(luò)安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風(fēng)險(xiǎn) 的能力。 （ 4）優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)。新型的智能電網(wǎng)可提供滿足不同用戶需求的優(yōu)質(zhì)電能，并且能對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)和價(jià)格聯(lián)動(dòng)。 （ 5）高效的電網(wǎng)。通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高單個(gè)資源的利用效率，整體優(yōu)化調(diào)整電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)最低的運(yùn)行維護(hù)成本及投資。 （ 6）市場(chǎng)化的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)通過市場(chǎng)上供給和需求的互動(dòng)，將形成更為緊密與高效的市場(chǎng)行為模式；通過有效的市場(chǎng)設(shè)計(jì)可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行和可靠性管理水平，從而促進(jìn)電力市場(chǎng)的自由買賣以及公平競(jìng)爭(zhēng)。 （ 7）兼容的電網(wǎng)。智能電 網(wǎng)打破了傳統(tǒng)單一的遠(yuǎn)端集中式發(fā)電，而實(shí)現(xiàn)集中發(fā)電與分散發(fā)電的兼容。各種可再生能源分布式發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)以“即插即用”的形式接入，擴(kuò)大了系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的可選資源范圍，滿足電網(wǎng)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展。 （ 8）多元化的電網(wǎng)。以輸配電網(wǎng)為物理實(shí)體，以集成、高速、雙向的通信網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)為平臺(tái)的智能電網(wǎng)，將電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量調(diào)度、配電管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng) 、企業(yè)資源計(jì)劃等系統(tǒng)統(tǒng)一集合在智能電網(wǎng)大平臺(tái)上，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的交互與集成。 三、智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別 傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個(gè)剛性系統(tǒng) ,電源的接入與退出、電 能量的傳輸?shù)榷既狈椥?,致使電網(wǎng)沒有動(dòng)態(tài)柔性及可組性 。垂直的多級(jí)控制機(jī)制反應(yīng)遲緩 ,無法構(gòu)建實(shí)時(shí)、可配置、可重組的系統(tǒng) 。系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實(shí)體冗余 。對(duì)客戶的服務(wù)簡(jiǎn)單、信息單向 。系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)化程度在不斷提高 ,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱 ,使得系統(tǒng)中多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的 ,不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體 , 所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低。 與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比 ,人們?cè)O(shè)想中的智能電網(wǎng)將進(jìn)一步拓展對(duì)電網(wǎng)全景信息 (指完整的、正確的、具有精確時(shí)間斷面的、 標(biāo)準(zhǔn)化的電力流信息和業(yè)務(wù)流信息等 )的獲取能力 ,以堅(jiān)強(qiáng)、可靠、通暢的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺(tái)為基礎(chǔ) ,以服務(wù)生產(chǎn)全過程為需求 ,整合系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)信息 ,通過加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化 ,為電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員提供更為全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)圖 ,并給出相應(yīng)的輔助決策支持 ,以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案 ,最大程度地實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)、績(jī)優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理。 與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比 ,智能電網(wǎng)將進(jìn)一步優(yōu)化各級(jí)電網(wǎng)控制 ,構(gòu)建結(jié)構(gòu)扁平化、功能模塊化、系統(tǒng)組態(tài)化的柔性體系架構(gòu) ,通過集中與分散相結(jié)合 ,靈活變 換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)架構(gòu)、最佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量 ,實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)構(gòu)成理念和體系。由于智能電網(wǎng)