【正文】 電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)的組成（基礎(chǔ)）世界上大部分國(guó)家的動(dòng)力資源和電力負(fù)荷中心分布是不一致的。如水力資源都是集中在江河流域水位落差較大的地方，燃料資源集中在煤、石油、天燃?xì)獾牡V區(qū)。而大電力負(fù)荷中心則多集中在工業(yè)區(qū)和大城市，因而發(fā)電廠和負(fù)荷中心往往相隔很遠(yuǎn)的距離，從而發(fā)生了電能輸送的問(wèn)題．水電只能通過(guò)高壓輸電線路把電能送到用戶地區(qū)才能得到充分利用。火電廠雖然能通過(guò)燃料運(yùn)輸在用電地區(qū)建設(shè)電廠，但隨著機(jī)組容量的擴(kuò)大，運(yùn)輸燃料常常不如輸電經(jīng)濟(jì)。于是就出現(xiàn)了所謂坑口電廠，即把火電廠建在礦區(qū)，通過(guò)升壓變電站、高壓輸電線、降壓變電所(站)把電能送到離電廠較遠(yuǎn)的用戶地區(qū)。隨著高壓輸電技術(shù)的發(fā)展．在地理上相隔一定距離的發(fā)電廠為了安全、經(jīng)濟(jì)、可靠供電．需將孤立運(yùn)行的發(fā)電廠用電力線路連接起來(lái)。首先在一個(gè)地區(qū)內(nèi)互相連接，再發(fā)展到地區(qū)和地區(qū)之間互相連接，這就組成統(tǒng)一的電力系統(tǒng)。通常將發(fā)電廠、變電所、用電設(shè)備之間用電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)連接起來(lái)的整體，叫做動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)中的電氣部分，即發(fā)電機(jī)、配電裝置、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備連接在一起組成的統(tǒng)一整體。稱(chēng)為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中由各級(jí)電壓等級(jí)的輸配電線路及升降壓變電所組成的部分，稱(chēng)為電力網(wǎng)。在我國(guó)習(xí)慣將電力系統(tǒng)稱(chēng)作電網(wǎng)，例如華中電力系統(tǒng)稱(chēng)為華中電網(wǎng)。電子式互感器是數(shù)字化變電站中的關(guān)鍵數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，其主要特征是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡(jiǎn)便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。與常規(guī)變電站相比，數(shù)字化變電站間隔層和站控層的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)接口只是接口和通信模型發(fā)生了變化，而過(guò)程層卻發(fā)生了較大的改變，由傳統(tǒng)的電流、電壓互感器、一次設(shè)備以及一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的電纜連接，逐步改變?yōu)殡娮邮交ジ衅鳌⒅悄芑淮卧O(shè)備、合并單元、光纖連接等內(nèi)容。 電子式互感器的應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)互感器絕緣復(fù)雜、體積大且笨重；CT 動(dòng)態(tài)范圍小、易飽和且二次輸出不能開(kāi)路；電磁式PT 易產(chǎn)生鐵磁諧振等諸多缺點(diǎn)。電子式互感器具有絕緣簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等優(yōu)有點(diǎn)，特別是CT動(dòng)態(tài)范圍寬、無(wú)磁飽和、二次輸出可以開(kāi)路；PT 無(wú)諧振現(xiàn)象等。 ... ...數(shù)字化變電站的優(yōu)點(diǎn)高性能1）通信網(wǎng)絡(luò)采用統(tǒng)一的通信規(guī)約IEC61850，不需要進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，加快了通信速度，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的難度，提高了通信系統(tǒng)的性能。2）數(shù)字信號(hào)通過(guò)光纜傳輸避免了電纜帶來(lái)的電磁干擾，傳輸過(guò)程中無(wú)信號(hào)衰減、失真。無(wú)L、C濾波網(wǎng)絡(luò)，不產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。傳輸和處理過(guò)程中不再產(chǎn)生附加誤差，提升了保護(hù)、計(jì)量和測(cè)量系統(tǒng)的精度。3）電子式互感器無(wú)磁飽和，精度高，暫態(tài)特性好。高安全性1）電子式互感器的應(yīng)用，避免了油和SF6互感器的滲漏問(wèn)題，很大程度上減少了運(yùn)行維護(hù)的工作量，不再受滲漏油的困擾，同時(shí)提高了安全性。2）電子式互感器高低壓部分光電隔離，使得電流互感器二次開(kāi)路、電壓互感器二次短路可能危及人身或設(shè)備等問(wèn)題不復(fù)存在，大大提高了安全性。3）光纜代替電纜，避免了電纜端子接線松動(dòng)、發(fā)熱、開(kāi)路和短路的危險(xiǎn)，提高了變電站整體安全運(yùn)行水平。高可靠性1）設(shè)備自檢功能強(qiáng)，合并器收不到數(shù)據(jù)會(huì)判斷通訊故障或互感器故障而發(fā)出告警，既提高了運(yùn)行的可靠性又減輕了運(yùn)行人員的工作量。2）采集器的電源由能量線圈或激光電源提供，兩者自動(dòng)切換，互為備用。高經(jīng)濟(jì)性1）采用光纜代替大量電纜，降低成本。用光纜取代二次電纜，簡(jiǎn)化了電纜溝、電纜層和電纜防火，保護(hù)、自動(dòng)化調(diào)試的工作量減少，減少了運(yùn)行維護(hù)成本。同時(shí)，縮短周期，減少通道重復(fù)建設(shè)和投資。2）實(shí)現(xiàn)信息共享，兼容性高，便于新增功能和擴(kuò)展規(guī)模，減少變電站投資成本。3）電子式互感器采用固體絕緣，無(wú)滲漏問(wèn)題，減少了停運(yùn)檢修成本。4）數(shù)字化變電站技術(shù)含量高，電纜等耗材節(jié)約，具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約社會(huì)資源的多重功效?？串?dāng)今各國(guó)如何環(huán)保用電看當(dāng)今各國(guó)如何環(huán)保用電各種“綠”字頭活動(dòng)總共節(jié)電101億度。企業(yè)和商家也在為節(jié)能添一把火。 自19952003年底。 最近。節(jié)電產(chǎn)品琳瑯滿目。節(jié)能產(chǎn)品的普及和推廣在韓國(guó)節(jié)能運(yùn)動(dòng)中功不可沒(méi)。 韓國(guó)各地商鋪里。頗受消費(fèi)者青睞。新的節(jié)能型電腦、空調(diào)、洗衣機(jī)、電視機(jī)等家電近來(lái)銷(xiāo)量大增。 日本：開(kāi)發(fā)新生物能源發(fā)電 冷柜又保護(hù)了環(huán)境。 生物發(fā)電在日本是一種新生事物。日本巖手縣葛卷町第一座牛糞便發(fā)電廠已開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。葛卷町還計(jì)劃利用牛糞制造燃料電池。用牛糞便發(fā)電既節(jié)省了能源。美國(guó): 各種激勵(lì)措施鼓勵(lì)節(jié)電 各級(jí)政府通過(guò)各種激勵(lì)措施。給予20%電費(fèi)回扣。實(shí)施這一項(xiàng)目之后。即300多萬(wàn)戶家庭達(dá)到減少用電量20%以上的目標(biāo)，幫助百姓更加高效地用電。如：加州政府出錢(qián)對(duì)于夏季少用電20%以上的用戶。有33%居民。另外還有幾百萬(wàn)家庭節(jié)電達(dá)到10%20%取得了很好的節(jié)電效果便利店冷柜 巴西：節(jié)電自覺(jué)自愿 2001年7月。以致居民剛搬入新居。但同時(shí)也讓市民深刻體會(huì)到電的重要性。所以，巴西全國(guó)都遭遇到電力極度不足的困擾。就被告知節(jié)約用電。經(jīng)常停電影響了市民的日常生活。人們?nèi)粘Ｉ钪?，早睡早起就成了基本原則。即使到后來(lái)電力供應(yīng)穩(wěn)定了人們也爽快地配合政府，自覺(jué)參與到各種節(jié)能活動(dòng)中去。 古巴：家用電器更新?lián)Q代 古巴節(jié)省能源最快捷的辦法就是家用電器的更新?lián)Q代。古巴政府要進(jìn)口上百萬(wàn)臺(tái)節(jié)能型電冰箱。經(jīng)濟(jì)有困難的可以分期付款。 以成本價(jià)賣(mài)給老百姓。冷藏展示柜 古巴幾乎都是燃油發(fā)電。人們對(duì)用電不太注意。油價(jià)持續(xù)攀升，過(guò)去石油像水一樣非常便宜。設(shè)備耗電大?，F(xiàn)在石油資源越來(lái)越少。古巴必須進(jìn)行“能源革命”開(kāi)源節(jié)流，開(kāi)發(fā)風(fēng)能等可再生能源，同時(shí)大力降低能耗。但是建設(shè)新電廠投資大、工期長(zhǎng)，還需要增加燃油，最快捷的辦法就是家用電器的更新?lián)Q代。 英國(guó)：立法保障政策引導(dǎo) 英國(guó)政府每年拿出5000萬(wàn)英鎊的能源效率基金”鼓勵(lì)企業(yè)節(jié)約能源。英國(guó)正在實(shí)行中的綠色房屋”計(jì)劃鼓勵(lì)居民采用環(huán)保技術(shù)建造或裝修房屋。這種新型住宅將采用太陽(yáng)能電池板、洗澡水循環(huán)處理裝置和無(wú)污染涂料等。 英國(guó)在提高能效方面有一系列的立法保障和政策引導(dǎo)。 將來(lái)?；▓@里最好再架一座風(fēng)車(chē)。每家的電就可以自給自足了 每家每戶可安裝蒸汽發(fā)電機(jī)。如果有可能。利用風(fēng)能發(fā)電。如此一來(lái)。家長(zhǎng)應(yīng)如何教育孩子呢 同時(shí)。徹夜燈光照明的現(xiàn)象很少見(jiàn)。大型公司和政府部門(mén)都沒(méi)有華麗的照明工程”夜晚漫步在倫敦街頭。有些店鋪還采用了定時(shí)關(guān)燈裝置。住宅和公寓樓內(nèi)，英國(guó)的城市里?？床坏酱竺娣e流光溢彩和樓體通明的景觀。大多數(shù)店鋪櫥窗的燈在打烊后就全部關(guān)閉。樓道里的公用燈也大多采用自動(dòng)斷電裝置。為了節(jié)能，就連首相府所在唐寧街也換上了節(jié)能燈。法國(guó):建筑實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化”節(jié)電 據(jù)統(tǒng)計(jì)。其中34%用于取暖、8%用于烹調(diào)、15%用于熱水、43%屬于其他用途。為了科學(xué)合理地用電。減少能源消耗，民居建筑的能源消費(fèi)占法國(guó)能源總消費(fèi)的45%排放的溫室氣體占法國(guó)溫室氣體總排放量的25%法國(guó)家庭的電力消耗20年翻了一倍。法國(guó)政府在引導(dǎo)居民節(jié)約電力。以及提高建筑物的能源利用效率等方面采取了諸多措施。 居室“個(gè)性化”節(jié)電 炎夏來(lái)臨。向居民介紹建筑物夏季防暑降溫的小竅門(mén)。 法國(guó)環(huán)境與能源管理局的網(wǎng)頁(yè)增添了涼爽家居全套招數(shù)”鏈接。 除了適時(shí)開(kāi)窗關(guān)窗、合理擺放植物、視屋頂高度及居室面積選擇吊扇或臺(tái)扇等大量常識(shí)。熱浪襲來(lái)時(shí)突擊安裝空調(diào)不是明智之舉。還產(chǎn)生噪音、妨礙空氣流通，網(wǎng)站特別還提請(qǐng)居民注意。因?yàn)榭照{(diào)不僅破壞城市景觀。影響人體健康。讓人與環(huán)境和諧共處。 合理的節(jié)能措施能讓建筑物天然地冬暖夏涼。 大力發(fā)展建筑節(jié)能 新房子要消除能源漏洞。這是法國(guó)近幾年來(lái)全力推行的節(jié)能方針。預(yù)防氣候變化全國(guó)行動(dòng)計(jì)劃”和“全國(guó)改善能源消耗效率行動(dòng)”都包含一個(gè)重要內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。 老房子要提高能源效率。即提高建筑物的能源利用效率。 兩項(xiàng)全國(guó)行動(dòng)計(jì)劃的框架內(nèi)。根據(jù)不同地理位置的光照、溫度和濕度等自然條件。并在網(wǎng)站上公布。法國(guó)政府通過(guò)了建筑節(jié)能規(guī)范。評(píng)估出不同建筑材料的能源利用效率。這套規(guī)范細(xì)致入微。 為了方便咨詢(xún)。獲得免費(fèi)服務(wù)。投資及施工方都必須依照節(jié)能規(guī)范行事，環(huán)境與能源管理局還在各地設(shè)立“能源信息點(diǎn)”地方政府、個(gè)體經(jīng)營(yíng)者、小型企業(yè)和居民都可與之聯(lián)絡(luò)。解建筑材料及設(shè)計(jì)方案的能源效率。如果要蓋新樓。否則得不到施工許可。 如何選購(gòu)手機(jī) 能源與環(huán)境管理局統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)。有的還是不可輕易改動(dòng)的特色建筑。逐區(qū)、逐片甚至逐個(gè)確定了舊房的能源改造方案。老建筑在保溫、通風(fēng)、照明等方面有許多可填補(bǔ)的能源漏洞。因?yàn)檫@些建筑千差萬(wàn)別。所以管理局與地方政府密切協(xié)作。韓國(guó)：綠色產(chǎn)品刮起節(jié)電風(fēng)暴 韓國(guó)政府在節(jié)能方面下了很多功夫。通過(guò)簽訂節(jié)能約定等形式讓企業(yè)、團(tuán)體和公眾自動(dòng)參與節(jié)能。先后在全國(guó)推廣“綠色能源家庭”綠色照明”綠色發(fā)動(dòng)機(jī)”綠色創(chuàng)意”等活動(dòng)理解智能電網(wǎng)什么是智能電網(wǎng) 智能電網(wǎng)核心價(jià)值及其度量 美國(guó)智能電網(wǎng)給出的愿景中，認(rèn)為智能電網(wǎng)核心價(jià)值是：（1）更可靠。一個(gè)可靠的電網(wǎng)，無(wú)論何時(shí)何地，都可為其用戶提供合格電能。 （2）更堅(jiān)強(qiáng)。一個(gè)安全電網(wǎng)不用付出太大代價(jià)即可承受物理或網(wǎng)絡(luò)攻擊。對(duì)自然災(zāi)害，安全電網(wǎng)將受到更小損害，且快可以恢復(fù)。（3）更經(jīng)濟(jì)。一個(gè)經(jīng)濟(jì)電網(wǎng)可以用公平合理的價(jià)格與充足的供應(yīng)來(lái)保證供需平衡。（4）更高效。一個(gè)高效電網(wǎng)將運(yùn)用多種策略，來(lái)控制成本、最小化網(wǎng)損、高效發(fā)電，并可通過(guò)給客戶提供能源管理手段來(lái)優(yōu)化資產(chǎn)利用率。（5）環(huán)境友好。一個(gè)環(huán)境友好的電網(wǎng)可通過(guò)效率提升和可再生能源利用來(lái)減小對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。（6）使用更安全。一個(gè)安全電網(wǎng)對(duì)公眾和電網(wǎng)工作人員都不會(huì)帶來(lái)任何傷害。歐盟智能電網(wǎng)給出的愿景中，認(rèn)為智能電網(wǎng)核心價(jià)值是：（1）高靈活性：滿足用戶的需求，同時(shí)能應(yīng)對(duì)未來(lái)的變化和挑戰(zhàn)。（2）高可接入性：確保所有的電網(wǎng)用戶都能接入，特別是零或低碳排放的可再生電源和高效的當(dāng)?shù)仉娫?。?）高可靠性：確保核提高供電安全性和供電質(zhì)量，以符合數(shù)字時(shí)代的需求。對(duì)危險(xiǎn)和不確定因素有很強(qiáng)的適應(yīng)力。（4）高經(jīng)濟(jì)性：通過(guò)創(chuàng)新、能效管理、平等競(jìng)爭(zhēng)及監(jiān)管，達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)性。從上可以看出，高可靠性和高經(jīng)濟(jì)性是兩者的交集。在歐盟智能電網(wǎng)的愿景中，強(qiáng)調(diào)了高靈活性和高可接入性，而對(duì)“更高環(huán)境友好”、“更高效”、“更堅(jiān)強(qiáng)”、“使用更安全”沒(méi)有涉及?；蛟S，他們認(rèn)為“高可接入性”已反映了“更為環(huán)境友好”這一期望，且更為具體；“高經(jīng)濟(jì)性”已經(jīng)隱含了“更高效”要求；“高可靠性”中“對(duì)危險(xiǎn)和不確定因素有很強(qiáng)的適應(yīng)力”已經(jīng)反映“更堅(jiān)強(qiáng)”這一期望；而“使用更安全”則不用作為智能電網(wǎng)最為重要期望之一來(lái)提出?？傮w來(lái)看，歐洲智能電網(wǎng)更加強(qiáng)調(diào)可再生能源電源接入，美國(guó)智能電網(wǎng)更加強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)可靠，兩者略有差異，這樣會(huì)造成他們?cè)诮ㄔO(shè)智能電網(wǎng)時(shí)發(fā)展重點(diǎn)可能略有不同。作者認(rèn)為，出現(xiàn)這樣的情況是自然的，智能電網(wǎng)建設(shè)必然要符合生態(tài)圈成員對(duì)智能電網(wǎng)期望，美國(guó)智能電網(wǎng)生態(tài)成員與歐盟智能電網(wǎng)生態(tài)圈成員對(duì)智能電網(wǎng)核心價(jià)值認(rèn)識(shí)不同、建設(shè)重點(diǎn)不同，是非常正常的事情。事實(shí)上，建設(shè)智能電網(wǎng)沒(méi)有也不應(yīng)有統(tǒng)一的模式，關(guān)鍵是智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)符合國(guó)情、符合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)及電網(wǎng)發(fā)展具體情況，能給生態(tài)圈成員帶來(lái)他們最為期望的價(jià)值。以上對(duì)智能電網(wǎng)核心價(jià)值做了分析，但從科學(xué)研究角度，光用文字說(shuō)明智能電網(wǎng)核心價(jià)值是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要對(duì)其進(jìn)行量化，猜便于操作。在2005~2007年間，美國(guó)能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代電網(wǎng)戰(zhàn)略項(xiàng)目組召開(kāi)了一系列地區(qū)性會(huì)員，會(huì)議參加包括廣泛的各個(gè)層次的利益相關(guān)者。會(huì)議確定了所期望的美國(guó)智能電網(wǎng)核心價(jià)值（即前述的更可靠、更堅(jiān)強(qiáng)、更經(jīng)濟(jì)、更高效、更為環(huán)境友好使用更安全），并對(duì)這些核心價(jià)值用一些指標(biāo)做了量化，如下表所示：核心價(jià)值及其度量核心價(jià)值衡量指標(biāo)可靠性停運(yùn)持續(xù)時(shí)間、停運(yùn)頻率、瞬時(shí)停運(yùn)、電能質(zhì)量堅(jiān)強(qiáng)性分布式發(fā)電占發(fā)電半分比、參與電力市場(chǎng)用戶數(shù)經(jīng)濟(jì)性區(qū)域高峰電價(jià)與平均電價(jià)、傳輸阻塞成本、供電中斷損失、電能質(zhì)量擾動(dòng)帶來(lái)?yè)p失、傳送總成本高效性系統(tǒng)網(wǎng)損、高峰負(fù)荷與平均負(fù)荷比、負(fù)荷高于90%時(shí)持續(xù)阻塞傳輸線數(shù)目環(huán)境友好性可再生能源發(fā)電占總發(fā)電比率、1度電排放量使用安全性因使用電網(wǎng)而受傷的電網(wǎng)工人與用戶數(shù) 智能電網(wǎng)愿景：為什么、是什么與怎么樣智能電網(wǎng)所帶來(lái)的價(jià)值是智能電網(wǎng)愿景的核心。但只用核心價(jià)值來(lái)描述愿景還有所不足，我們還需要對(duì)可帶來(lái)這些核心價(jià)值的主要特性及實(shí)現(xiàn)這些主要特征的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域做一描述，如此才能較好地對(duì)智能電網(wǎng)愿景加以界定。（1）核心價(jià)值國(guó)家和社會(huì)對(duì)智能電網(wǎng)期望，除保證基礎(chǔ)設(shè)施安全性外，其他期望可以概括兩點(diǎn)：減少對(duì)化石能源依賴(lài)和減少對(duì)環(huán)境污染。而提出這兩點(diǎn)期望的大背景，在能源危機(jī)與氣候全球變暖問(wèn)題。能源危機(jī)與氣候全球變暖高速我們，人類(lèi)社會(huì)要想可持續(xù)發(fā)展，必須減少對(duì)化石能源依賴(lài)，減少對(duì)環(huán)境污染。也就是說(shuō)，節(jié)能減排是可持續(xù)發(fā)展的不然要求，是歷史發(fā)展的必然要求；而智能電網(wǎng)所為未來(lái)社會(huì)能源基礎(chǔ)設(shè)施，必須順應(yīng)歷史發(fā)展要求。從這個(gè)意義上講，以上要求是智能電網(wǎng)發(fā)展的最重要驅(qū)動(dòng)力。據(jù)此，作者認(rèn)為，智能電網(wǎng)的核心價(jià)值是：①堅(jiān)強(qiáng)可靠。堅(jiān)強(qiáng)可靠指電網(wǎng)在經(jīng)受各種擾動(dòng)（故障、拓?fù)渥兏?、發(fā)電和負(fù)荷的波動(dòng)）后仍能可靠運(yùn)行。電網(wǎng)的堅(jiān)