摘要:

智能電網就是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信 網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進 的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網的可靠、 安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。智能電網的主要特 征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足 21 世紀用戶需 求的電能質量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資 產的優(yōu)化高效運行。

一、 智能電網介紹。

智能配電網就是以配電網高級自動化技術為基礎， 通過應用和融合 先進的測量和傳感技術、控制技術、計算機和網絡技術、信息與通信 等技術，利用智能化的開關設備、配電終端設備，在堅強電網架構和 雙向通信網絡的物理支持以及各種集成高級應用功能的可視化軟件 支持下，允許可再生能源和分布式發(fā)電單元的大量接入和微網運行， 鼓勵各類不同電力用戶積極參與電網互動， 以實現(xiàn)配電網在正常運行 狀態(tài)下完善的監(jiān)測、保護、控制、優(yōu)化和非正常運行狀態(tài)下的自愈控 制，最終為電力用戶提供安全、可靠、優(yōu)質、經濟、環(huán)保的電力供應 和其它附加服務。

智能配電網主要由主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電遠方終端 組成，通過對配電網各個環(huán)節(jié)、模塊和設備的智能化，同時結合地理 信息系統(tǒng)應用， 實現(xiàn)正常情況下配電網與電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的協(xié)調和 優(yōu)化運行以及故障情況下的快速定位、 隔離、 恢復、 負荷轉移等功能， 從而為用戶提供優(yōu)質可靠的電能，為電力企業(yè)提供便捷、高效的管理 平臺和途徑，進而實現(xiàn)電力企業(yè)管理者、電力用戶、系統(tǒng)運行操作的協(xié)調和統(tǒng)一。

主要功能：

(1)鼓勵電力用戶參與電力生產和進行選擇性消費。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)滿足電能質量需要，提供多種的質量-價格方案。

(5)實現(xiàn)電網運營優(yōu)化。以電網的智能化和資產管理軟件深度集成 為基礎，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。

國網和南網兩大電網公司未來在智能電網方面的總投資將不低于 2000 億，2015 年之前將完成主要框架建設。投資構成上，結合中 國式電網的幾大部分目前的狀態(tài)和未來的發(fā)展方向。預計，智能電網的投資構成上，不考慮大規(guī)模儲能裝置，配網自動化和用戶側系統(tǒng)將 占 40%，智能變電站占 20%、智能調度占 15%、柔性輸電系統(tǒng)(含 清潔能源接入側設備)占 10%，其他投資占 15%。

二、 智能電網在國內的發(fā)展情況。

就國內而言，智能電網建設的推進是迅速和高效的，但是這個智能 電力網的建設僅僅是智能能源網的網架建設的主要部分而非全部， 我 們不能以智能電網的局部競爭而放棄在智能網領域的整體創(chuàng)造，而 且， 這個體系建設所缺憾的就是還沒有一個世界領先的技術標準體系。 與智能電網不同， 中國正在籌備建設的智能能源網， 是將現(xiàn)有的電力、 水務、熱力、燃氣等單向運轉而且浪費巨大的能源網絡改造為高效互 動的創(chuàng)新網絡。

政府為解決由于新能源并網帶來的調峰問題和電網適應性不夠的 問題，“十二五”期間將普遍推行智能能源網。核電、風電等新能源要 投入民用，離不開智能能源網，如果說核電、風電是“汽車”，智能電 能源網就是“高速公路”。

就國內智能電網的建設而言， 其體系淵源源自歐美國家智能電網思 想和實踐，其標準之應用也在很大程度上受制于國際力量的影響。從 組織目標運轉而言，其向更高級別的互動能源網絡結構躍進之時，也 許架構的升級路線只有選擇分級疊加的更換方式，因此，目前國內電 力企業(yè)運轉的智能電網改革模式和美國實施的智能電網建設應屬相 同的產業(yè)變革類型。

三、 智能電網關鍵技術

1)配電網自愈控制技術

智能配電網的自愈控制通過應用先進的數(shù)學和控制理論， 建立起 配電網在異常脆弱區(qū)、故障擾動區(qū)、檢修維護區(qū)、正常運行區(qū)下的自動判別算法，在穩(wěn)定評價指標、電能質量評價指標、經濟評價指標、 兼容評價指標、用戶服務評價指標體系下，對配電網運行狀態(tài)進行實 時評估和隱患預測，并執(zhí)行相應區(qū)域的控制方案，以實現(xiàn)配電網優(yōu)化 運行和自愈控制的目的，達到安全可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、靈活 互動和友好開放的供電要求。

① 智能配電網自愈控制技術的支撐體系

② 智能配電網的分析、仿真及綜合評價技術

③ 智能配電網在線風險評估、安全預警與智能決策技術

④ 智能配電網非正常狀態(tài)下的自愈控制技術

2) 分布式發(fā)電與智能微網技術

微網技術是新型電力電子技術和分布式發(fā)電、 可再生能源發(fā)電技 術和儲能技術的綜合， 集成多個分布式發(fā)電單元和負荷作為一個單獨 的系統(tǒng)，為用戶提供電能和熱能。在合理的控制方式下，微網可以并 網運行也可以脫離主電網孤立運行， 并可實現(xiàn)兩種運行模式的無縫轉 換。

DG是微網系統(tǒng)形成的物理基礎，大量的DG并入電網以后，會給 電網帶來積極影響，符合智能配電網要求。但大量的DG并入電網以 后，改變了傳統(tǒng)配電網潮流單向流動的現(xiàn)狀，給配電網帶來了很多新 的技術問題：

a.電壓調整問題;

b.繼電保護問題;

C.對短路電流水平的影響;

d.對配電網電能質量的影響。

3) AMI技術

高級量測系統(tǒng)(AMI)是自動抄表技術(AMR)的高級發(fā)展， AMI和配 電管理系統(tǒng)(DMS)是實現(xiàn)智能電網的重要一步。 將兩者有機地結合起 來， 可以提高電網運行效率和實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置， 可實現(xiàn)如下目標：

① 使用AMI與現(xiàn)場設備通信 ;

② 使用AMI數(shù)據(jù)改善在線潮流的計算效果;

③ 使用AMI數(shù)據(jù)實現(xiàn)配網狀態(tài)估計;

④ 使用AMI優(yōu)化無功/電壓的控制策略;

⑤ 使用AMI提高停電管理系統(tǒng)的效率;

⑥ 使用AMI增強電網與用戶之間的互動能力。

4) 配電網快速仿真與模擬技術

配電網快速仿真與模擬技術(DFSM)是實現(xiàn)配電網自愈的重要工 具，它能夠實現(xiàn)的主要功能包括自適應保護、故障自動定位和排除、 網絡重構、自動電壓和無功控制等，仿真工具包括配電網狀態(tài)評估、 電網潮流優(yōu)化、電網動態(tài)安全評估、負荷預測等，建模工具包括網絡 拓撲分析、設備模型、負荷模型和發(fā)電模型等。

四、智能電網的幾點思考

基于每個國家對于智能電網概念的理解不同，需求不同。所以， 我們不能用一種眼觀來看待世界各國智能電網的發(fā)展。

國外對智能電網的研究相對于我國來說更早，同時技術也更加成 熟，深刻。所以我們要吸收他們的先進技術和經驗，但是也不能全盤 接收，應該發(fā)展中國特色的智能電網。

開放才會更快的促進科技的發(fā)展。這個觀點對于智能電網的研究 和發(fā)展同樣適用。開放、統(tǒng)一標準，讓更多的研究機構加入，就會有 更多的新技術產生。

給用戶提供更多的方便和實惠。人性化的電網概念是至關重要 的，智能電網的設計除了在技術方面要深入研究之外，怎樣最大限度 的滿足用戶的需要，提供更加便捷的服務是很重要的。

開放的市場。就如前面德國對于智能電網的發(fā)展一樣。用戶可以 根據(jù)自己的需要進行“買電”和“賣電”，這樣不僅能夠在一定程度上促 進電能的有效利用，也會增加用戶對電的概念的理解和興趣。減輕政 府部門的工作量。