【正文】 網(wǎng)容量的不斷擴(kuò)大，互聯(lián)大電網(wǎng)迅速形成；大機(jī)組、互聯(lián)大電網(wǎng)、超高壓遠(yuǎn)距離輸電線的出現(xiàn)，對安全經(jīng)濟(jì)和高質(zhì)量發(fā)輸電的要求更加嚴(yán)格，從而能實(shí)時地對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）的調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。業(yè)界認(rèn)為,清潔能源加上智能電網(wǎng)將有可能成為第四次工業(yè)革命的開端。 我們應(yīng)當(dāng)看到，智能電網(wǎng)并非只是為了展示某些先進(jìn)技術(shù)，或僅是著眼于某種局部問題的解決方案。帶有改進(jìn)接口的決策支持將擴(kuò)展決策至所有等級的電網(wǎng)，它包括用戶級的電網(wǎng)。 在某些情形，可供操作員作出決策的時間縮短到秒級的水平。5．決策支持和人機(jī)接口用于先進(jìn)的控制方法的三類技術(shù)包括：分布式智能代理（控制系統(tǒng)）、分析工具（軟件算法和高速計算機(jī)）和運(yùn)行應(yīng)用（SCADA、變電站自動化、需求響應(yīng)等）。此外，它們也可能集成到資產(chǎn)管理過程和工藝中去，以進(jìn)一步優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行和規(guī)劃。電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可自治地采取適當(dāng)?shù)男袆?，將信息和解決方案提供給操作人員，并集成到企業(yè)過程和工藝中去。 電力系統(tǒng)自動控制可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的快速診斷，并對特定的電網(wǎng)瓦解或停電提供周密的解決方案。4．先進(jìn)的控制方法在智能電網(wǎng)中采用的這些先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備，包括超導(dǎo)輸電電纜、故障電流限制器、復(fù)合導(dǎo)線、靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備（FACTS）、先進(jìn)的儲能裝置、分布式發(fā)電裝置、先進(jìn)的變壓器和斷路器、智能電器、先進(jìn)的保護(hù)控制設(shè)備等。這些新一代智能電網(wǎng)中應(yīng)用的先進(jìn)電網(wǎng)設(shè)備，將采用新的材料技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、先進(jìn)的數(shù)字設(shè)計技術(shù)等，以生產(chǎn)出高功率密度、高可靠性和改善實(shí)時診斷性能的新一代電力系統(tǒng)設(shè)備，以顯著改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行性能。采用先進(jìn)的傳感器通過對電氣量以及非電氣量監(jiān)測，可完成電網(wǎng)設(shè)備的在線診斷，為實(shí)施電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修和管理提供必要的信息。 電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)主要包括電氣量監(jiān)測以及非電氣量監(jiān)測。3）電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測許多項目可能需要5年或更長的時間才會成熟。WAMACS架構(gòu)的開發(fā)需要在變電站安裝測量和數(shù)據(jù)收集裝置、一個可靠的廣域通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)集中器以及可視化的決策設(shè)備。它可以動態(tài)地監(jiān)視電力系統(tǒng)的狀態(tài)，以實(shí)時的方式評估正常和遭受應(yīng)力的系統(tǒng)狀態(tài)并執(zhí)行起作用的動態(tài)控制。在存在風(fēng)險的情況下，用以制止級聯(lián)跳閘和縮小停電范圍的主動解列、靈活分區(qū)等措施，以及從集中監(jiān)視控制發(fā)展到分布協(xié)調(diào)控制，已成為目前電網(wǎng)安全控制的研究熱點(diǎn)。導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電的原因很多，涉及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理、自動裝置和人員培訓(xùn)等方面。 遠(yuǎn)方設(shè)備診斷 安全性監(jiān)視 停電檢測和隔離/用戶故障呼叫管理 負(fù)荷監(jiān)視/分類計量 直接負(fù)荷控制這些領(lǐng)域的綜合可提供以下功能：對于力求充分去平衡供、用電方面的需求的不同公共事業(yè)單位，正在推進(jìn)實(shí)施這一領(lǐng)域的應(yīng)用。智能儀表現(xiàn)時一般是指用于計量和控制的智能電表，將來智能儀表可能擴(kuò)充至應(yīng)用至用戶的水、氣的計量和控制方面。 智能電網(wǎng)中采用的智能儀表（Smart Meter）技術(shù)，它是一種有別于上述電子式多功能電表采用先進(jìn)的測量架構(gòu)（AMI）的新技術(shù)。一些高端的電子式多功能電表，除了提供各種電量的測量和計量功能（如正反向有功計量、四象限無功計量、復(fù)費(fèi)率功能、分時計費(fèi)等）外，還可提供電力參數(shù)實(shí)時測量、事件記錄、負(fù)荷曲線存儲、電能質(zhì)量分析、通信等功能。從目前的應(yīng)用來看，我們可以大致上述技術(shù)的應(yīng)用分為以下三個方面： 在智能電網(wǎng)中，使用雙向通信、多種輸入（定價信號、分時計費(fèi)、區(qū)域輸電組織（RTO）減少的阻塞卸載）、多種輸出（實(shí)時用電數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量、電氣參數(shù)）、隔離和接入能力，和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)運(yùn)行人員的接口，以及用戶入口的新的數(shù)字技術(shù)來擴(kuò)展電力測量，提供停電檢測和響應(yīng)，評估設(shè)備的健全情況和電網(wǎng)的完整性，并支持先進(jìn)的繼電保護(hù)功能；消除表記的估計、防止竊電、提供用戶的選擇以及實(shí)現(xiàn)供RTO阻塞卸載的需求側(cè)管理。2．傳感、計量和測量技術(shù) 新的集成通信技術(shù)，包括Internet 2（IPv4和IPv 6）、光纖以太網(wǎng)、通過電力線的寬帶通信（BPL）、第四代（4G）WiMax、第三代（3G）無線語音和數(shù)據(jù)通信、Zigbee/WiMedia/WiFi無線通信等。 在電力系統(tǒng)應(yīng)用的通信技術(shù)種類繁多，常見的類型有銅芯線、電力線載波、微波中繼、光纖通信等技術(shù)。 智能電網(wǎng)應(yīng)建立起高速的、全面集成的高速雙向通信技術(shù)架構(gòu)，使智能電網(wǎng)變成一個動態(tài)的、交互的，用于實(shí)時信息和功率交換的超級架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。1． 集成的通信技術(shù) 以下對智能電網(wǎng)中的五類關(guān)鍵支撐技術(shù)作簡要介紹。附圖所示為上述關(guān)鍵支撐技術(shù)領(lǐng)域的相互關(guān)聯(lián)的特性，從圖中我們也可以看出，集成的通信技術(shù)為其余四個技術(shù)領(lǐng)域連接在一起的基礎(chǔ)元件。 智能電網(wǎng)的實(shí)施，是必須采用上述各種技術(shù)來支撐所需的屬性的。 在智能電網(wǎng)中，不限制于僅使用某方面的技術(shù)，而是將基于現(xiàn)代新材料技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子器件技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)、信息技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)以及現(xiàn)代通信技術(shù)的綜合，為現(xiàn)代電網(wǎng)提供各種類型先進(jìn)的測量、監(jiān)視、保護(hù)和控制的電力設(shè)備，對傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行升級改造，構(gòu)造一個更加經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、環(huán)保的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是將智能能源技術(shù)應(yīng)用到供電和發(fā)電領(lǐng)域的產(chǎn)品，它通過將傳統(tǒng)的和邊緣的電力工程技術(shù)、先進(jìn)的傳感和監(jiān)視技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)及通信技術(shù)的集成，以顯著提高從輸電、配電到用電系統(tǒng)的性能，并支持廣泛的客戶附加服務(wù)，滿足二十一世紀(jì)數(shù)字化社會對電網(wǎng)電能質(zhì)量的需要。智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵支撐技術(shù)智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵，是在電力系統(tǒng)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)新型信息與通信技術(shù)的集成，以促進(jìn)智能水平的提高。智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能將隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和需求的增長不斷地豐富完善。智能電網(wǎng)的功能開發(fā)可以覆蓋電網(wǎng)企業(yè)業(yè)務(wù)流、電能流的各個環(huán)節(jié)。新一代電網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新同時，為了不同系統(tǒng)和不同主體能夠相互識別與交換信息、協(xié)調(diào)運(yùn)行，接口協(xié)議和通用信息模型(CIM)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范必不可少。智能電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)需要建立高速的信息通道，使數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)流引擎的驅(qū)動下，在電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、電網(wǎng)調(diào)度以及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間有序流動，包括電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)以及外部應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)信息集成，形成跨部門、跨系統(tǒng)、跨應(yīng)用的業(yè)務(wù)協(xié)同環(huán)境。業(yè)務(wù)管理人員通過對設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，能夠?qū)υO(shè)備資產(chǎn)實(shí)施全生命周期跟蹤管理，對設(shè)備進(jìn)行有效地評估和風(fēng)險控制，最大化程度提高設(shè)備的使用效率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、分析為整個電網(wǎng)運(yùn)行控制和管理決策提供支持。集成的電網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控信息與管理信息智能電力設(shè)備將通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和互動，實(shí)施自動故障識別、對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應(yīng)等。在這樣的體系結(jié)構(gòu)下，信息化建設(shè)將主要有以下的內(nèi)容。智能電網(wǎng)下，無論是從電能流的方向還是從企業(yè)業(yè)務(wù)鏈遞進(jìn)方向，每個環(huán)節(jié)都伴隨有大量數(shù)據(jù)生成、被采集、處理，供分析應(yīng)用，并最終以不同的形態(tài)展示在用戶面前。在這樣的環(huán)境下，信息化將不僅僅扮演業(yè)務(wù)支撐的角色，而是需要完全參與到企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的過程中，通過引進(jìn)新的信息技術(shù)，不斷地挖掘智能電網(wǎng)的應(yīng)用價值。同時，管理能力的創(chuàng)新也將對信息技術(shù)提出更高的要求。智能電網(wǎng)的建設(shè)將會促使電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行大量的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。技術(shù)引領(lǐng)與業(yè)務(wù)驅(qū)動并重，信息化與業(yè)務(wù)創(chuàng)新深度融合智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全數(shù)字化，信息資源能夠得到充分地共享和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同化運(yùn)作，因此信息一體化架構(gòu)將成為智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)企業(yè)信息化架構(gòu)。智能電網(wǎng)建設(shè)將加快企業(yè)信息一體化的進(jìn)程。信息化部門將需要提供自動化與管理信息化交互的平臺，為更多實(shí)時數(shù)據(jù)的安全傳輸、科學(xué)管理和分析應(yīng)用提供環(huán)境和工具。在建設(shè)智能電網(wǎng)的環(huán)境下，調(diào)度自動化與管理信息化的結(jié)合將更加緊密。管理信息化與自動化將結(jié)合緊密智能電網(wǎng)的建設(shè)將覆蓋從電源、輸配電、售電和用電管理的各個環(huán)節(jié)，信息化也將成為各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化的手段，信息化部門需要為更多新的業(yè)務(wù)需求提供支撐和服務(wù)，如提供基于智能設(shè)備的應(yīng)用功能、為設(shè)備安全交互提供可監(jiān)測的數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(luò)等。在智能電網(wǎng)建設(shè)框架下，信息化建設(shè)將隨著電網(wǎng)應(yīng)用需求的提升而面臨新的發(fā)展要求。當(dāng)前的電力企業(yè)信息化應(yīng)用正在從專業(yè)化應(yīng)用向企業(yè)信息一體化應(yīng)用方向轉(zhuǎn)變，在這個過程中，電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)字化的程度已經(jīng)有大幅度的提高。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，光纖主干通信網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成，為設(shè)備間實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字通信的交互提供了信息通道。電網(wǎng)企業(yè)信息化建設(shè)起步較早，在生產(chǎn)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)上，各專業(yè)應(yīng)用逐漸發(fā)展起來，形成了由信息網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)軟硬件、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源、集成平臺、信息安全、IT管理與服務(wù)等方面組成的信息化體系。智能電網(wǎng)建設(shè)將開啟電網(wǎng)的一次重大革新，而信息化則是這次革新中不可或缺的重要內(nèi)容和變革手段，信息化與電力工業(yè)的深度融合也將隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)體現(xiàn)得更加充分。二、信息化的定位通過智能計量裝置，供電企業(yè)能夠?qū)崟r采集客戶信息，與智能計量裝置集成的管理軟件能夠獲取這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握負(fù)荷信息，對配電做出調(diào)解。同時終端設(shè)備能夠?qū)?shí)時電價、電量等信息傳導(dǎo)給用戶。智能電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的另外一個特點(diǎn)是“互動”，與最終端的電力消費(fèi)者能夠雙向互動，獲得最優(yōu)化的供用電方案將會極大地改變現(xiàn)有的用電行為，提升客戶滿意度?；拥慕K端解決方案從而可以通過完善的智能電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)盡早地發(fā)現(xiàn)故障，采取正確的措施來快速隔離問題，避免代價高昂的斷電現(xiàn)象，保障電網(wǎng)安全和用電可靠性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能。利用智能電網(wǎng)的互動性，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)行動態(tài)的浮動電價制度，可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時，能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達(dá)到對整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。配網(wǎng)自動化通過與智能電網(wǎng)的其他組成部分的協(xié)同運(yùn)行，既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低線損，提高資產(chǎn)使用率，也可輔助優(yōu)化人員調(diào)度和維修作業(yè)安排等。高級配電自動化建設(shè)將成為智能電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分。1000千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)，形成電力“高速公路”，促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)，在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。通過一個統(tǒng)一的、共同的平臺對電網(wǎng)進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和運(yùn)行，以大型能源基地為依托，建設(shè)由1000千伏交流和177。同時，當(dāng)大電網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞時，這些分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應(yīng)急供電。分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行對配電網(wǎng)的潮流控制提出了新的要求，智能電網(wǎng)將提供新的保護(hù)方案、電壓控制技術(shù)和儀表來滿足雙向潮流的需要。靈活的分布式電源目前，全球?qū)χ悄茈娋W(wǎng)尚未形成一個統(tǒng)一的概念，各國在智能電網(wǎng)的建設(shè)內(nèi)容方面也各具特色。一、智能電網(wǎng)的構(gòu)成智能電網(wǎng)計劃的啟動將帶動電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、經(jīng)營管理、客戶服務(wù)以及社會能源利用模式的重