中國智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢的思考與建議

李紹東

【摘要】全球的電力系統(tǒng)正面臨著越來越劇烈的創(chuàng)新和機會，智能電網(wǎng)具有、健康、安全、潔凈以及耐用性等優(yōu)點。因此，智能電網(wǎng)的設(shè)立與規(guī)劃和發(fā)展已成為全球電力體系改革與創(chuàng)新的最新前進方向。本文著重分析了智能電網(wǎng)的發(fā)展進程以及推行過程中的脈絡(luò)趨向。最后暢談了一些對于智能電網(wǎng)今后發(fā)展發(fā)展能夠起到一定幫助的合理化建議。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);電力系統(tǒng);發(fā)展;建議

1.智能電網(wǎng)概述

1.1 智能電網(wǎng)的含義

智能電網(wǎng)顧名思義是在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的體系內(nèi)部以多處的單獨信息模塊組成，信息共享能力差，且智能化程度相對較低。而智能電網(wǎng)則可以規(guī)避由于信息孤立帶來的不便，獲取較為完整和聯(lián)通的信息，使資源配置利益最大化。智能電網(wǎng)利用大型傳感設(shè)備對電力發(fā)起、電力傳送、電力分配和電力供給等中間環(huán)節(jié)中至關(guān)重要的各種電力設(shè)備的使用和工作情況進行實時把控;將以上設(shè)備傳來的信號與data通過內(nèi)網(wǎng)或更廣泛的網(wǎng)路系統(tǒng)進行收集與整理;通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、發(fā)掘，達到對整個電力體系運行的監(jiān)管與優(yōu)化。

1.2 智能電網(wǎng)的特點

智能電網(wǎng)的功能特點主要包括：可視性、可操縱性、可變性、非封閉性、安全性、兼容性、可預(yù)防性、高效性、安全互助性、廣度覆蓋性、節(jié)能性等，有減少電力消費端的用電損耗、實時監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時間排查和消除安全隱患、減少電力污染排放、降低耗能損耗、實現(xiàn)電力企業(yè)集成管理等優(yōu)點。

2.中國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢與研究現(xiàn)狀

2.1 我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

我國2020年對智能電網(wǎng)的發(fā)展要求為在全國范圍內(nèi)搭建起數(shù)字智能化、自動化、高效性電網(wǎng)體系。2030年正式建立起能夠兼具自愈能力和經(jīng)濟效益最大化的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。2009年初，中國國家電網(wǎng)各大機構(gòu)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(guān)鍵技術(shù)研究框架”等重要課題的研究，認(rèn)為我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)覆蓋電力發(fā)送、電力協(xié)調(diào)、連理輸送與交變電、電力配置和電力消費等所有相關(guān)因素。智能電網(wǎng)的搭建首先應(yīng)該保證電網(wǎng)的堅固性， 只有堅固的電網(wǎng)系統(tǒng)才能夠?qū)㈦娏Y源與電力供應(yīng)所消耗的能源有機整合形成最大范圍優(yōu)化能源分配的目的，同時對于電力供給的安全性和可靠性提供了相對有力的保證。

國外的智能電網(wǎng)研究主要集中在對電力配給的方向，而我國電力系統(tǒng)應(yīng)該首要解決局部地區(qū)不斷上漲的電力需要，應(yīng)該將更多地關(guān)注點集中在如何智能化將電能輸出的領(lǐng)域，結(jié)合相關(guān)特高壓電力網(wǎng)絡(luò)的建成和開發(fā)趨勢，提高對特大電網(wǎng)操縱的安全性能，保證電網(wǎng)整個系統(tǒng)的安全性和運行期間的穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)的開發(fā)是長期而艱巨的工程，在技術(shù)攻關(guān)的同時也需要有關(guān)的法律法規(guī)的配套齊全和政策的傾斜，同時還應(yīng)該顧及現(xiàn)有電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)自身的容量和能夠整合的潛力，這樣才能帶來數(shù)據(jù)和經(jīng)濟利益上的雙收益。

2.2 中國智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

我國國家電網(wǎng)的開發(fā)戰(zhàn)略還沒有出臺相應(yīng)的法律法規(guī)和相關(guān)明確性的政策批示，但是在學(xué)術(shù)層面已經(jīng)開展了很多方面的研究并已經(jīng)取得了一定成果，為今后智能電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展與進一步壯大提供了有力的理論支持和一定的實踐支撐。我國東部地區(qū)智能電網(wǎng)具備一定自我修復(fù)能力、實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)自動化的電力分配調(diào)度、高科技新型電力材料的投設(shè)與智能設(shè)備的全面使用、環(huán)境資源友好型材料的適當(dāng)引入、并在一定程度上具備了與電力消費者的良好溝通與互動。黃河以北地區(qū)在能源可再利用方面也已經(jīng)取得了一定的成效，設(shè)立了以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程、MW級并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)、太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范等項目。

3.我國智能電網(wǎng)的發(fā)展前景與建議

3.1 我國智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

筆者在電力體系有著30年以上的工作經(jīng)驗，通過這些年的工作經(jīng)驗與相關(guān)方面的技術(shù)研發(fā)資料進行了總結(jié)、歸納與思考，認(rèn)為中國電力系統(tǒng)針對智能電網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢主要集中在以下的幾個方向：分別為基于多代理系統(tǒng)的廣泛調(diào)配與自我修復(fù)智能電網(wǎng)控制系統(tǒng);廣布式資源的系統(tǒng)集成智能電網(wǎng)框架;快速仿真技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

基于多代理系統(tǒng)的廣泛調(diào)配與自我修復(fù)智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)在近5年來使用頻率成指數(shù)增加，該系統(tǒng)的可塑性及其強，可以高效的互聯(lián)和互操作遺留系統(tǒng)，因此，該多代理系統(tǒng)可以最大限度的保護用戶資源。該系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域研究比較多的方向，其在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用前景也將越來越大。

廣布式資源的系統(tǒng)集成智能電網(wǎng)框架指的是廣布式資源的貯存，廣布式電力發(fā)送以及具有潛在功率產(chǎn)品價值的需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)資源是分布式能源的三個重要組成部分。這三者同屬于用電范疇，并具有非常大的聯(lián)系。例如：分布式發(fā)電與分布式儲能組成功能互補的微網(wǎng)，并可參與需求響應(yīng)資源的負(fù)荷響應(yīng)程序等。

快速仿真決策智能電網(wǎng)技術(shù)是根據(jù)事件響應(yīng)的快速仿真決策而得名，與傳統(tǒng)預(yù)防性控制的靜態(tài)安全分析和安全對策有著較大的區(qū)別，同時與基于PMU的廣域測量系統(tǒng)所組成的動態(tài)安全評估（DSA）相比也在一定程度上有所前進，增添了故障發(fā)展快速仿真的實時預(yù)警功能，為調(diào)配端提供緊急狀態(tài)下的重要定奪支撐。從發(fā)展趨勢看，基于多代理的快速仿真決策是未來發(fā)展的重要方向。

基于理論的整體決策支持的智能電網(wǎng)系統(tǒng)是一個新興智能電網(wǎng)系統(tǒng)，需要挑戰(zhàn)的信息和數(shù)據(jù)量將不斷的增加，同時各信息和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系也將變得越來越緊密。因此，如何將這些大量的同時具有關(guān)系的信息實現(xiàn)較高能效的操作并進行微調(diào)，會成為未來智能電網(wǎng)發(fā)展方向中比較重要的組成部分。而基于知識的綜合決策支持的智能電網(wǎng)系統(tǒng)能高效的解決這一問題，所以其發(fā)展前景非常大。

3.2 我國智能電網(wǎng)未來發(fā)展的建議

智能電網(wǎng)的投建需要對與之配套的宏觀政策、發(fā)展戰(zhàn)略、市場機制、經(jīng)營管理等方面的問題進行深入研究，筆者對未來發(fā)展中預(yù)計會出現(xiàn)的問題進行如下建議：

（1）發(fā)揮整體多向性管理優(yōu)勢，積極有序推行智能電網(wǎng)研究及建設(shè)

建議以國家宏觀政策為指導(dǎo)，立足于世界電力發(fā)展技術(shù)的前端，從我國電力行業(yè)實際需要出發(fā)，依托科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，充分調(diào)動系統(tǒng)內(nèi)外資源，形成前瞻研究、試點應(yīng)用、大范圍推廣梯級推行機制，建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)體系，建設(shè)貫穿于電力行業(yè)全領(lǐng)域、全過程、全壽命的廣域全景分布式整體多向性架構(gòu)，建成符合我國能源戰(zhàn)略和企業(yè)發(fā)展要求的智能電網(wǎng)。

（2）開展我國智能電網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計

應(yīng)該以我國電網(wǎng)自身的特點和現(xiàn)有的信息、控制、管理系統(tǒng)發(fā)展為立足點，綜合考慮未來相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向，參考國外的研究成果，提出我國發(fā)展智能電網(wǎng)的構(gòu)架和體系，保證我國智能電網(wǎng)具備可靠、靈活、開放的特點，能夠同時滿足電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)、運行控制、資產(chǎn)管理、用戶管理等方面的需要。

（3）形成完整的智能電網(wǎng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系

建立統(tǒng)一的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)體系是我國智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是智能電網(wǎng)能夠正常運行的基本保證。建議統(tǒng)一部署，通過組織各方面的研究力量集中科研攻關(guān)，把電力工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)集成到電力系統(tǒng)的架構(gòu)中，形成完整的智能電網(wǎng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系。最終目標(biāo)是實現(xiàn)從發(fā)電到用電各個環(huán)節(jié)中相關(guān)信息的集成與共享。

4.結(jié)論

建設(shè)智能電網(wǎng)是我國電力系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)之路，是解決能源與經(jīng)濟等多方面問題、推行電網(wǎng)相關(guān)機構(gòu)與實業(yè)科學(xué)化、進程化發(fā)展的重中之重與根本。同時智能電網(wǎng)在發(fā)展過程中一定是機遇與問題并存的，我們應(yīng)吸取國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)的成功經(jīng)驗，結(jié)合我國實際情況，逐步克服在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中所暴露出來的各種問題。我國各大電力系統(tǒng)正在有條不紊的加快推動技術(shù)升級和管理模式， 爭取走出走一條符合中國社會主義經(jīng)濟發(fā)展和我國國情實際情況相結(jié)合的智能電網(wǎng)發(fā)展的光輝道路。

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