【文章內(nèi)容簡介】 府、高校研究機構(gòu)和企業(yè)共同參與，針對保證21世紀能源供應面臨的技術(shù)問題、技術(shù)難點和技術(shù)路線開展了深入的研究，提出了智能電網(wǎng)的概念。目前，這些國家和地區(qū)將智能電網(wǎng)提高到國家戰(zhàn)略的高度，將發(fā)展智能電網(wǎng)視為關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的重要舉措。智能電網(wǎng)是解決2l世紀電力供應面臨問題的有效途徑。智能電網(wǎng)計劃中的發(fā)電側(cè)將要實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務流、資金流的高度一體化，以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征，構(gòu)建堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)。從技術(shù)上講，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：，包括實時煤耗、實時排放等環(huán)保指標。/ 抗擾動、可預測等能力的技術(shù)研究。、控制與快速反應。、清潔、經(jīng)濟的可再生能源發(fā)電和控制技術(shù)。目前國內(nèi)電力需求的不斷增加,對電能質(zhì)量提出了更高的要求,加上我國傳統(tǒng)能源存量的不斷減少,有必要將新能源技術(shù)應用于未來電力事業(yè)發(fā)展,著力尋求智能電網(wǎng)建設的方法和途徑,從而在穩(wěn)步提高電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上,有效的緩解能源危機。在美國，奧巴馬政府的經(jīng)濟刺激計劃中，有大約45億美元貸款用于智能電網(wǎng)投資和地區(qū)示范項目。智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)收集、交流、處理數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的效率和可靠性。智能電網(wǎng)的倡導者要讓客戶相信，智能電網(wǎng)將幫助客戶減少電費支出。另外，太陽能等分布式可再生能源、即插即拔式電動車等還將創(chuàng)造大量間接的工作機會，智能電網(wǎng)將帶來數(shù)百萬個“綠色就業(yè)機會”。歐洲國家發(fā)展智能電網(wǎng)主要是促進并滿足風能、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源快速發(fā)展的需要，把可再生能源、分布式電源的接人及碳的零排放等環(huán)保問題作為側(cè)重點。日本構(gòu)建智能電網(wǎng)以新能源為主。日本將根據(jù)自身國情，主要圍繞大規(guī)模開發(fā)太陽能等新能源，確保電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定 構(gòu)建智能電網(wǎng)。日本政府計劃在與電力公司協(xié)商后，開始在孤島進行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗。相比較而言，國內(nèi)開展智能電網(wǎng)的體系性研究雖然稍晚，但在智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開展了大量的研究和實踐，在輸電領(lǐng)域，多項研究應用達到國際先進水平，在配用電領(lǐng)域，智能化應用研究也正在積極探索。我國的智能電網(wǎng)與西方國家有所不同，是建立在特高壓建設基礎(chǔ)上的堅強的智能電網(wǎng)，中國式智能電網(wǎng)將以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架，利用先進的通信信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的智能電網(wǎng)。其特征將包括在技術(shù)上實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，同時在管理上實現(xiàn)集團化、集約化精益化、標準化。2009年2月2日，中國能源問題專家武建東在《全面推互動電網(wǎng)革命拉動經(jīng)濟創(chuàng)新轉(zhuǎn)型》的文章中，明確提出中國電網(wǎng)必須實施“ 互動電網(wǎng)” 革命性改/ 7造。在2008年5月末召開的特高壓國際大會上，國務院副總理張德江表示，中國將從實際出發(fā)積極探索符合中國國情的智能電網(wǎng)發(fā)展道路。這是我國高層領(lǐng)導首次在公開場合表達對智能電網(wǎng)的態(tài)度。會議上，國家電網(wǎng)公司公布，將分三個階段推動堅強智能電網(wǎng)的建設：2009年至2010年為規(guī)劃試點階段，重點開展“ 堅強智能電網(wǎng)” 發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標準，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設備研制，及各環(huán)節(jié)試點工作；2011年至2015年為全面建設階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用；2016年至2020年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備全面達到國際先進水平。這一宏偉藍圖讓眾多電力設備及自動化企業(yè)興奮不已，并紛紛投入人力、物力、財力對智能電網(wǎng)進行技術(shù)研究，寄望能夠在這一輪帶有技術(shù)革命性質(zhì)的行業(yè)洗牌中拔得頭籌。我國西部地區(qū)的電網(wǎng)建設水平低于東部，而西部有大量風電、太陽能等清潔能源等待接入電網(wǎng)，因此，預期我國清潔能源接入將在西部進行試點。三 對智能電網(wǎng)的了解通過對智能電網(wǎng)這門課程的學習，我了解了智能電網(wǎng)相關(guān)的基礎(chǔ)知識。所謂智能電網(wǎng)，就是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應安全生、可靠性和經(jīng)濟性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應電力市場化發(fā)展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。我國智能電網(wǎng)具有明顯的中國特色，它是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建的以信息化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一“堅強智能化電網(wǎng)”。我國智能電網(wǎng)的基本要求是通過特高壓輸電，首先滿足日益增長的電力負荷需求，在前期保證輸電網(wǎng)環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)的智能化建設，并確保供電的安全可靠性和經(jīng)濟性，使可再生能源接入配電網(wǎng)環(huán)節(jié)智能化。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，有很多不同的特征和優(yōu)點，具體體現(xiàn)在以下兩方面：/ 7一是主要功能：（1）鼓勵電力用戶參與電力生產(chǎn)和進行選擇性消費。提供充分的實時電價信息和洞中用電方案，促使用戶主動選擇與調(diào)整電能消費方式。（2）最大限度兼容各類分布式發(fā)電和儲能。使分布式電源和集中式大型電源相互補充。（3）支持電力市場化。允許靈活進行定時間范圍的預定電力交易、實時電力交易等。（4）滿足電能質(zhì)量需要，提供多種的質(zhì)量價格方案。（5）實現(xiàn)電網(wǎng)運營優(yōu)化。以電網(wǎng)的智能化和資產(chǎn)管理軟件深度集成為基礎(chǔ)，使電力資源和設備得到最有效的利用；（6）抵御外界攻擊。具有快速恢復能力，能夠識別外界惡意攻擊并加以抵御，確保供電安全。二是主要特征：（1）堅強。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運行；具有確保電力信息安全的能力。（2）自愈。具有實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析能力，強大的預警和預防控制能力，以及自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復的能力。（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網(wǎng)的接入，能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的交互和高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求并提供對用戶的增值服務。（4）經(jīng)濟。支持電力市場運營和電力交易的有效開展，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。（5）集成。實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標準化、規(guī)范化和精益化管理。（6）優(yōu)化。優(yōu)化資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運行維護成本。另外，智能電網(wǎng)的研究與發(fā)展中也存在著諸多問題，這些問題主要體現(xiàn)在新能源大規(guī)模接入、電網(wǎng)運行、電網(wǎng)調(diào)度控制及用戶與電網(wǎng)信息雙向交互等方面。新能源大規(guī)模接入問題的主要表現(xiàn)有：/ 7（1）風電的間歇性、隨機性和反調(diào)峰特性增加了電網(wǎng)調(diào)頻的負擔。尤其是在冬季，北方有較多供熱機組，受供熱限制，這類機組出力必須維持在較高水平，難以參加調(diào)頻。（2）當前，在運風電機組70%為雙饋型和直驅(qū)型機組，由于我國現(xiàn)行標準無強制性要求和成本問題，許多風電場無功補償裝置配置不足。當大規(guī)模風電場接入電網(wǎng)時，由于機組調(diào)節(jié)能力的限制，往往引起并網(wǎng)點周邊地區(qū)電壓越限。目前已經(jīng)建成投產(chǎn)的風電機組普遍不具備低電壓穿越功能。在電網(wǎng)發(fā)生擾動或故障時，往往導致風電機組自行脫網(wǎng)對電網(wǎng)造成二次沖擊，嚴重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。（3）各風電場普遍未建立風電功率預測系統(tǒng)，無法準確預測風電出力，使電網(wǎng)調(diào)度部門難以安排發(fā)電計劃，這也加劇了電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)壓困難，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來了隱患。電網(wǎng)運行方面問題的主要表現(xiàn)有：（1）電網(wǎng)短路電流水平日益增大。，電網(wǎng)的聯(lián)系越來越緊密，短路電流日益增高，尤其在華東、華北等經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)的電網(wǎng)，由于負荷高度集中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為緊密，短路電流超標問題屢見不鮮，已經(jīng)成為限制電網(wǎng)發(fā)展的重要問題。（2）電力輸送不夠靈活，影響電網(wǎng)輸電能力。由于我國資源和能源的分布特點，各地區(qū)發(fā)電和負荷分布不均衡的矛盾日益突出，長距離、大容量輸電情況逐漸增多。隨負荷增長而不斷增大的潮流對有限的通道資源造成巨大的輸電壓力，由于潮流靈活控制的手段非常有限和缺乏，電網(wǎng)輸電通道潮流分布不均衡的矛盾日益突出，一些設備利用率水平較低，嚴重影響了電網(wǎng)輸電能力的發(fā)揮。（3）電網(wǎng)動態(tài)無功支撐能力不足。在我國負荷高度集中的受電端，電源相對缺乏，電網(wǎng)動態(tài)無功支撐能力較弱。負荷中心動態(tài)無功支撐能力不足是電網(wǎng)中長期存在的問題，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了嚴重威脅。電網(wǎng)調(diào)度控制的問題主要表現(xiàn)有：（1）電網(wǎng)調(diào)度計劃安排的精細化手段不足。省級及以上調(diào)度日前和實時調(diào)度計劃、安全校核功能及可視化展示與分析等方面研究與應用尚處于起步階段，與國外先進水平有較大差距；跨區(qū)域（大流域）水電優(yōu)化調(diào)度、水火互濟和風電