【文章內容簡介】 類生存環(huán)境面臨的形勢：環(huán)境：全球氣候變化、自然災害頻發(fā)、污染嚴重、沙漠化、城市面臨挑戰(zhàn)、“高碳”經(jīng)濟、溫室效應、冰川融化等。能源：傳統(tǒng)能源的日益短缺、新能源、可再生能擁、國家能源安全、可持續(xù)發(fā)展造福子孫后代?技術：需要智能電網(wǎng)幫助電力行業(yè)推動技術創(chuàng)新， 國外智能電網(wǎng)發(fā)展早在2003年美國電力研究院（EPRI）就已經(jīng)將未來電網(wǎng)定義為“智能電網(wǎng)”，同年6月，美國能源部輸配電辦公室發(fā)布的“Grid 2030：電力的下一個100年的國家設想”的報告描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設想，并確定了各項研發(fā)和試驗工作的分階段目標。2004年美國Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己對“智能電網(wǎng)”的理解。美國PJM（賓夕法尼亞—新澤西—馬里蘭互聯(lián)電網(wǎng)）公司在2006年底完成的戰(zhàn)略規(guī)劃將智能電網(wǎng)建設作為其發(fā)展愿景。2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)宣布成為全美第一個智能電網(wǎng)城市，家庭用戶可以和電網(wǎng)互動，了解實時電價，合理安排用電；同時電網(wǎng)還可以根據(jù)實際情況進行電力的實時調配，提高供電可靠性。2001年意大利的電力公司就安裝和改造了3000萬臺智能電表，建立起了智能化計量網(wǎng)絡，歐洲其他國家也將智能網(wǎng)絡作為一項革命進行推廣。2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)明確強調歐洲已經(jīng)進入一個新能源時代，而智能電網(wǎng)技術是保證歐盟電網(wǎng)電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。其他國家也紛紛啟動智能電網(wǎng)相關研究和建設規(guī)劃。日本政府計劃在與電力公司協(xié)商后，于2010年開始在孤島進行大規(guī)模的構建智能電網(wǎng)試驗；韓國計劃在2011年前建立一個“智能電網(wǎng)”綜合性試點項目，屆時能提高該國環(huán)保能源的能力；澳大利亞政府在最新的預算案中已劃撥1億澳元用于智能電網(wǎng)建設。 國內智能電網(wǎng)發(fā)展隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力的需求日益增強，而國內能源結構不合理、能源分布不均衡嚴重制約電力行業(yè)的發(fā)展。特高壓電網(wǎng)解決了遠距離、大容量輸電問題，在一定程度上解決了能源輸送問題，但“重電源輕電網(wǎng)”導致供電可靠性較低，同時網(wǎng)架結構薄弱則限制了新能源有效利用。為了解決這些問題，國內電網(wǎng)企業(yè)也開始尋求利用信息技術提高電網(wǎng)運營能力，而智能電網(wǎng)則是一個重要的研究方向。2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動了以提升大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行能力為目的的智能互動電網(wǎng)可行性研究項目。2008年4月，在前期智能電網(wǎng)研究成果的基礎上，華東電網(wǎng)啟動高級調度中心項目群建設，該項目是智能電網(wǎng)建設藍圖“三步走”的第一階段“鞏固提升”的重點內容。從2007年華北電網(wǎng)公司開始進行智能電網(wǎng)相關的研究和建設，致力于打造智能調度體系，為智能輸電網(wǎng)奠定基礎；建立企業(yè)級服務總線，搭建智能電網(wǎng)信息架構；超前研發(fā)清潔能源關鍵技術，做好可再生能源并網(wǎng)準備；結合客戶信息采集系統(tǒng)，試點建設智能供電網(wǎng)。2009年華北電網(wǎng)將在前期工作的基礎上，深度體會國網(wǎng)公司建設中國特色智能電網(wǎng)的概念、理論，結合華北特色大力建設智能電網(wǎng)，制定智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和實施方案，繼續(xù)推進智能電網(wǎng)的研究和建設。2009年初，國家電網(wǎng)公司啟動了“堅強智能電網(wǎng)體系研究報告”、“堅強智能電網(wǎng)綜合研究報告”和“智能電網(wǎng)關鍵技術研究框架”等重要課題的研究。通過積極探索國內外智能電網(wǎng)技術發(fā)展動態(tài)，分析中國堅強智能電網(wǎng)技術需求，調研中國智能電網(wǎng)建設已有技術基礎，揭示堅強智能電網(wǎng)的內涵與特征，制定了堅強智能電網(wǎng)總目標、技術框架體系與實施計劃等。2009年5月21日，在北京召開的“2009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網(wǎng)公司正式宣布將建設“堅強的智能電網(wǎng)”，并公布了規(guī)劃試點、全面建設、引領提升三階段的建設方案。隨后國家電網(wǎng)公司將智能電網(wǎng)技術作為2009年科技重點工作領域之一，研究方向的確定和研究框架項目的實施，將會使智能電網(wǎng)脫離概念炒作階段，正式進入規(guī)劃建設階段。智能電網(wǎng)關鍵技術我國數(shù)字化電網(wǎng)建設涵蓋了發(fā)電、調度、輸變電、配電和用戶各個環(huán)節(jié)，包括：信息化平臺、調度自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)、柔性交流輸電，變電站自動化系統(tǒng)、微機繼電保護、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、用電管理采集系統(tǒng)等。實際上，目前我國數(shù)字化電網(wǎng)建設可以算是智能電網(wǎng)的雛形?？傊?，智能化電力設備最終的技術要求將達到：測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化及信息互動化。 參考量測技術參數(shù)量測技術是智能電網(wǎng)基本的組成部件，先進的參數(shù)量測技術獲得數(shù)據(jù)并將其轉換成數(shù)據(jù)信息，以供智能電網(wǎng)的各個方面使用。它們評估電網(wǎng)設備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性，進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網(wǎng)阻塞以及與用戶的溝通。未來的智能電網(wǎng)將取消所有的電磁表計及其讀取系統(tǒng)，取而代之的是可以使電力公司與用戶進行雙向通信的智能固態(tài)表計。基于微處理器的智能表計將有更多的功能，除了可以計量每天不同時段電力的使用和電費外，還有儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率，并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能有用戶自行根據(jù)費率政策，編制時間表，自動控制用戶內部電力使用的策略。對于電力公司來說，參數(shù)量測技術給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，包括功率因數(shù)、電能質量、相位關系（WAMS）、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和處理這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其他業(yè)務所用。未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應地相互通信，這樣的靈活性和自適應能力極大地提高可靠性，因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)。 智能電網(wǎng)通信技術建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無法實現(xiàn)。因為智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡—電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡，只有這樣才能實現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當這樣的通信系統(tǒng)建成后，它可以提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價值。適用于智能電網(wǎng)的通信技術需具備以下特征：一是具備雙向性、實時性、可靠性特征，出于安全性考慮理論上應是與公網(wǎng)隔離的電力通信專網(wǎng)。二是具備技術先進性，能夠承載智能電網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務和未來擴展業(yè)務。三是最好具備自主知識產權，可具有面向電力智能電網(wǎng)業(yè)務的定制開發(fā)和業(yè)務升級能力。作為國家電網(wǎng)公司從事骨干信息通信網(wǎng)絡建設、運行管理的直屬公司，國網(wǎng)信息通信有限公司高度重視智能電網(wǎng)建設工作，積極開展相關前期研究工作，并著力推進有關信息通信技術（ICT）的軟硬件產品研發(fā)，開展新一代電力信息通信（ICT）網(wǎng)絡模式研究,加快信息通信產業(yè)化發(fā)展。電力客戶用電信息采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，信通公司積極參與其中與信息通信專業(yè)相關的研究，向國家電網(wǎng)公司提交了通信專題技術報告。同時，積極推進產業(yè)化進程，進一步完善了用電信息采集主站軟件平臺、基于電力線寬帶通信技術的采集器等產品。智能電網(wǎng)客戶服務是智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的重要組成部分，是實現(xiàn)電網(wǎng)與客戶之間實時交互響應，增強電網(wǎng)綜合服務能力，滿足互動營銷需求，提升服務水平的重要手段。信通公司將智能電網(wǎng)客戶服務試點分別設立在北京蓮香園小區(qū)和阜成路95號院。其中，阜成路95號院試點以光纖入戶為主要特點，以機頂盒和電視機為展現(xiàn)手段，實現(xiàn)三表抄收和查詢、物業(yè)、配送、網(wǎng)絡增值等一系列特色服務，體現(xiàn)出良好的交互性和智能化特色。 信息管理系統(tǒng)智能電網(wǎng)中的信息管理系統(tǒng)應主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全等五個功能。信息采集與處理。主要包括詳盡的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務、智能電子設備(intelligent electronic device，IED)資源的動態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)對時等。信息分析。對經(jīng)過采集、處理和集成后的信息進行業(yè)務分析，是開展電網(wǎng)相關業(yè)務的重要輔助工具?？v向包括“發(fā)電–輸電–配電–需求側”四級產業(yè)鏈業(yè)務分析和“國家–大區(qū)–省級–地縣”四級電網(wǎng)信息分析。橫向包括發(fā)電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優(yōu)化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關系管理、財務管理、人力資源管理等業(yè)務模塊分析。信息集成。智能電網(wǎng)的信息系統(tǒng)在縱向上要實現(xiàn)產業(yè)鏈信息集成和電網(wǎng)信息集成，橫向上要實現(xiàn)各級電網(wǎng)企業(yè)內部業(yè)務的信息集成。（4）信息顯示。為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統(tǒng)(GIS)等視頻和音頻技術。（5）信息安全。智能電網(wǎng)必須明確各利益主體的保密程度和權限，并保護其資料和經(jīng)濟利益。因此，必須研究復雜大系統(tǒng)下的網(wǎng)絡生存、主動實時防護、安全存儲、網(wǎng)絡病毒防范、惡意攻擊防范、網(wǎng)絡信任體系與新的密碼等技術。 智能調度技術智能調度是智能電網(wǎng)建設中的重要環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)則是智能調度研究與建設的核心，是全面提升調度系統(tǒng)駕馭大電網(wǎng)和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎?，F(xiàn)有的調度自動化系統(tǒng)面臨著許多問題，包括非自動、信息的雜亂、控制過程不安全、集中式控制方法缺乏、事故決策困難等。為適應大電網(wǎng)、特高壓以及智能電網(wǎng)的建設運行管理要求，實現(xiàn)調度業(yè)務的科學決策、電網(wǎng)運行的高效管理、電網(wǎng)異常及事故的快速響應，必須對智能調度加以分析研究。為加快推進智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)總體設計和應用功能規(guī)范編寫工作，國網(wǎng)電力科學研究院受國家電力調度中心委托，承擔智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)總體設計工作。2009年7月6日至18日，在國調中心帶領下，國網(wǎng)電科院工作組順利完成智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)總體設計，并討論確定智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)功能規(guī)范體系，為一體化智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)的快速有序建設提供指導。國網(wǎng)電科院工作組成員全程參與了智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)基礎平臺和四大應用的總體設計，承擔并順利完成調度計劃應用、安全校核應用和調度管理應用的功能流程和總體設計。 高級電力電子技術電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換及控制的一種現(xiàn)代技術，節(jié)能效果可達10%～40%，可以減少機電設備的體積并能夠實現(xiàn)最佳工作效率。目前，半導體功率元器件向高壓化、大容量化發(fā)展，電力電子產業(yè)出現(xiàn)了以SVC為代表的柔性交流輸電技術、以高壓直流輸電為代表的新型超高壓