智能電網(wǎng)的發(fā)展淺談

李寧+張?jiān)?/p>

摘 要 通過(guò)描述國(guó)外及我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)智能電網(wǎng)的概念和特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展方向和前景做出了展望。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng)；概念；特征；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）17-0004-01

電網(wǎng)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。隨著市場(chǎng)化改革推進(jìn)，現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)迎來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵期。人們開始提出一種新的現(xiàn)代化電網(wǎng)，這種電網(wǎng)需要更加適應(yīng)多種能源類型的發(fā)電方式以及高度市場(chǎng)化的電力交易。這就是現(xiàn)在研究很熱的“智能電網(wǎng)”，智能電網(wǎng)將成為我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

本文通過(guò)描述智能電網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其概念及特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，同時(shí)研究分析了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展前景做出了展望。

1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展情況

美國(guó)的電力科學(xué)研究院于2001年開始研究智能電網(wǎng)；2003年美國(guó)能源部發(fā)布“電網(wǎng)2030計(jì)劃”，致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)；2007年頒布《新能源法案》，美國(guó)電力企業(yè)積極展開試點(diǎn)研究。2009年奧巴馬提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，以提高能源的利用效率。

歐洲在2005年成立了“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇”，并發(fā)布《歐洲未來(lái)電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》等報(bào)告，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展引起重視。歐洲的智能電網(wǎng)建設(shè)更加關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行、可再生能源的接入，以及對(duì)需求側(cè)的影響等研究。

日本高度重視電網(wǎng)的通信功能，東京電力公司的電網(wǎng)則被認(rèn)為是世界上唯一接近智能電網(wǎng)的系統(tǒng)。日本主要傾向于微型電網(wǎng)研究與智能電網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

我國(guó)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓建設(shè)為基礎(chǔ)的。2000年，我國(guó)開始進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化方面的改造，2008年，國(guó)家電網(wǎng)公司在特高壓國(guó)際大會(huì)上，公布了分三個(gè)階段推動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)：第一階段規(guī)劃試點(diǎn)（2009年-2010年），重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃工作，進(jìn)行設(shè)備研制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，以及各環(huán)節(jié)試點(diǎn)工作；第二階段全面建設(shè)（2011年-2015年），加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，裝備和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；第三階段引領(lǐng)提升（2016年-2020年），全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，裝備和技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2 智能電網(wǎng)的概念及特征

2.1 智能電網(wǎng)的概念

國(guó)家電網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)概念最具代表性：堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

2.2 智能電網(wǎng)的基本特征

1）安全可靠。在電網(wǎng)自身發(fā)生故障或人為破壞時(shí)、在非正常自然氣候條件下電網(wǎng)仍能安全運(yùn)行；具有抵御計(jì)算機(jī)病毒入侵、保障信息安全的能力。

2）自治自愈。具有在線實(shí)時(shí)的安全分析和評(píng)估能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制能力，系統(tǒng)自動(dòng)故障診斷和自我恢復(fù)的能力。

3）優(yōu)化管理。采用高科技手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備優(yōu)化管理，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命，提高資源的利用效率；降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

4）經(jīng)濟(jì)高效。實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高電力設(shè)備利用效率，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。

5）友好互動(dòng)。鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，實(shí)現(xiàn)與用戶的高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求并提供增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)功能。

3 智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 堅(jiān)強(qiáng)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，對(duì)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)地提高了。系統(tǒng)在經(jīng)歷故障時(shí)，需把故障影響局限在最小范圍內(nèi)，并迅速恢復(fù)供電。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害性事件對(duì)電網(wǎng)安全的影響。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)將集成各種通信技術(shù)，采用開放式的通信網(wǎng)架，具有高速、集成、兼容、雙向的特質(zhì)，可以動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)時(shí)信息與功率交互，使智能電網(wǎng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的能力。

3.3 先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)

電網(wǎng)一次設(shè)備主要包括電源和儲(chǔ)能技術(shù)、輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、高效能源材料技術(shù)4大類。具體包括高壓、特高壓直流輸電和靈活交流輸電技術(shù)等，是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的物理

基礎(chǔ)。

3.4 先進(jìn)的控制技術(shù)

先進(jìn)的控制方法用于智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)。包括集中控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、分布控制系統(tǒng)的自適應(yīng)、事件啟動(dòng)的快速仿真、故障隔離的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等。

3.5 先進(jìn)的決策輔助系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)可識(shí)別和確定電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，然后運(yùn)用知識(shí)庫(kù)和科學(xué)推理方法進(jìn)行分析，以提出解決問(wèn)題和決策支持的方案?？捎糜谛枨髠?cè)管理系統(tǒng)和用戶的需求響應(yīng)。

4 未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

未來(lái)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)有以下幾個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

1）提高電網(wǎng)輸送效率，保障供電安全可靠性，打造堅(jiān)強(qiáng)可靠電網(wǎng)。

2）提高資源利用效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行輸送能力，打造經(jīng)濟(jì)高效電網(wǎng)。

3）合理配置我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展與利用，打造綠色環(huán)保電網(wǎng)。

4）促進(jìn)電網(wǎng)與用戶交互運(yùn)行，打造靈活互動(dòng)電網(wǎng)。

5）實(shí)現(xiàn)信息透明同享，打造開放友好電網(wǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)在電力能源上發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是現(xiàn)在世界能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。中國(guó)特色的智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開展智能電網(wǎng)的研究和應(yīng)用對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]宋菁.國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J].電工電氣，2010（3）.

[2]胡學(xué)浩.智能電網(wǎng)—未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（14）.

[3]張志超.智能電網(wǎng)發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)探討[J].電力技術(shù)，2010，19（4）.

[4]李乃湖.智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，4（3）.

作者簡(jiǎn)介

李寧（1986-），女，河北人，工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。

張?jiān)溃?985-），女，河北人，助理工程師，大專，研究方向：工業(yè)工程技術(shù)。endprint

摘 要 通過(guò)描述國(guó)外及我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)智能電網(wǎng)的概念和特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展方向和前景做出了展望。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng)；概念；特征；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）17-0004-01

電網(wǎng)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。隨著市場(chǎng)化改革推進(jìn)，現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)迎來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵期。人們開始提出一種新的現(xiàn)代化電網(wǎng)，這種電網(wǎng)需要更加適應(yīng)多種能源類型的發(fā)電方式以及高度市場(chǎng)化的電力交易。這就是現(xiàn)在研究很熱的“智能電網(wǎng)”，智能電網(wǎng)將成為我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

本文通過(guò)描述智能電網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其概念及特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，同時(shí)研究分析了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展前景做出了展望。

1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展情況

美國(guó)的電力科學(xué)研究院于2001年開始研究智能電網(wǎng)；2003年美國(guó)能源部發(fā)布“電網(wǎng)2030計(jì)劃”，致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)；2007年頒布《新能源法案》，美國(guó)電力企業(yè)積極展開試點(diǎn)研究。2009年奧巴馬提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，以提高能源的利用效率。

歐洲在2005年成立了“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇”，并發(fā)布《歐洲未來(lái)電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》等報(bào)告，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展引起重視。歐洲的智能電網(wǎng)建設(shè)更加關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行、可再生能源的接入，以及對(duì)需求側(cè)的影響等研究。

日本高度重視電網(wǎng)的通信功能，東京電力公司的電網(wǎng)則被認(rèn)為是世界上唯一接近智能電網(wǎng)的系統(tǒng)。日本主要傾向于微型電網(wǎng)研究與智能電網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

我國(guó)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓建設(shè)為基礎(chǔ)的。2000年，我國(guó)開始進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化方面的改造，2008年，國(guó)家電網(wǎng)公司在特高壓國(guó)際大會(huì)上，公布了分三個(gè)階段推動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)：第一階段規(guī)劃試點(diǎn)（2009年-2010年），重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃工作，進(jìn)行設(shè)備研制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，以及各環(huán)節(jié)試點(diǎn)工作；第二階段全面建設(shè)（2011年-2015年），加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，裝備和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；第三階段引領(lǐng)提升（2016年-2020年），全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，裝備和技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2 智能電網(wǎng)的概念及特征

2.1 智能電網(wǎng)的概念

國(guó)家電網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)概念最具代表性：堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

2.2 智能電網(wǎng)的基本特征

1）安全可靠。在電網(wǎng)自身發(fā)生故障或人為破壞時(shí)、在非正常自然氣候條件下電網(wǎng)仍能安全運(yùn)行；具有抵御計(jì)算機(jī)病毒入侵、保障信息安全的能力。

2）自治自愈。具有在線實(shí)時(shí)的安全分析和評(píng)估能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制能力，系統(tǒng)自動(dòng)故障診斷和自我恢復(fù)的能力。

3）優(yōu)化管理。采用高科技手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備優(yōu)化管理，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命，提高資源的利用效率；降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

4）經(jīng)濟(jì)高效。實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高電力設(shè)備利用效率，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。

5）友好互動(dòng)。鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，實(shí)現(xiàn)與用戶的高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求并提供增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)功能。

3 智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 堅(jiān)強(qiáng)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，對(duì)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)地提高了。系統(tǒng)在經(jīng)歷故障時(shí)，需把故障影響局限在最小范圍內(nèi)，并迅速恢復(fù)供電。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害性事件對(duì)電網(wǎng)安全的影響。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)將集成各種通信技術(shù)，采用開放式的通信網(wǎng)架，具有高速、集成、兼容、雙向的特質(zhì)，可以動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)時(shí)信息與功率交互，使智能電網(wǎng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的能力。

3.3 先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)

電網(wǎng)一次設(shè)備主要包括電源和儲(chǔ)能技術(shù)、輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、高效能源材料技術(shù)4大類。具體包括高壓、特高壓直流輸電和靈活交流輸電技術(shù)等，是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的物理

基礎(chǔ)。

3.4 先進(jìn)的控制技術(shù)

先進(jìn)的控制方法用于智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)。包括集中控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、分布控制系統(tǒng)的自適應(yīng)、事件啟動(dòng)的快速仿真、故障隔離的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等。

3.5 先進(jìn)的決策輔助系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)可識(shí)別和確定電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，然后運(yùn)用知識(shí)庫(kù)和科學(xué)推理方法進(jìn)行分析，以提出解決問(wèn)題和決策支持的方案?？捎糜谛枨髠?cè)管理系統(tǒng)和用戶的需求響應(yīng)。

4 未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

未來(lái)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)有以下幾個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

1）提高電網(wǎng)輸送效率，保障供電安全可靠性，打造堅(jiān)強(qiáng)可靠電網(wǎng)。

2）提高資源利用效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行輸送能力，打造經(jīng)濟(jì)高效電網(wǎng)。

3）合理配置我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展與利用，打造綠色環(huán)保電網(wǎng)。

4）促進(jìn)電網(wǎng)與用戶交互運(yùn)行，打造靈活互動(dòng)電網(wǎng)。

5）實(shí)現(xiàn)信息透明同享，打造開放友好電網(wǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)在電力能源上發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是現(xiàn)在世界能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。中國(guó)特色的智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開展智能電網(wǎng)的研究和應(yīng)用對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]宋菁.國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J].電工電氣，2010（3）.

[2]胡學(xué)浩.智能電網(wǎng)—未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（14）.

[3]張志超.智能電網(wǎng)發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)探討[J].電力技術(shù)，2010，19（4）.

[4]李乃湖.智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，4（3）.

作者簡(jiǎn)介

李寧（1986-），女，河北人，工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。

張?jiān)溃?985-），女，河北人，助理工程師，大專，研究方向：工業(yè)工程技術(shù)。endprint

摘 要 通過(guò)描述國(guó)外及我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)智能電網(wǎng)的概念和特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展方向和前景做出了展望。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng)；概念；特征；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）17-0004-01

電網(wǎng)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè)。隨著市場(chǎng)化改革推進(jìn)，現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)迎來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的關(guān)鍵期。人們開始提出一種新的現(xiàn)代化電網(wǎng)，這種電網(wǎng)需要更加適應(yīng)多種能源類型的發(fā)電方式以及高度市場(chǎng)化的電力交易。這就是現(xiàn)在研究很熱的“智能電網(wǎng)”，智能電網(wǎng)將成為我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

本文通過(guò)描述智能電網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其概念及特征進(jìn)行了具體說(shuō)明，同時(shí)研究分析了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展前景做出了展望。

1 智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外發(fā)展情況

美國(guó)的電力科學(xué)研究院于2001年開始研究智能電網(wǎng)；2003年美國(guó)能源部發(fā)布“電網(wǎng)2030計(jì)劃”，致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)；2007年頒布《新能源法案》，美國(guó)電力企業(yè)積極展開試點(diǎn)研究。2009年奧巴馬提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，以提高能源的利用效率。

歐洲在2005年成立了“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇”，并發(fā)布《歐洲未來(lái)電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》等報(bào)告，對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展引起重視。歐洲的智能電網(wǎng)建設(shè)更加關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行、可再生能源的接入，以及對(duì)需求側(cè)的影響等研究。

日本高度重視電網(wǎng)的通信功能，東京電力公司的電網(wǎng)則被認(rèn)為是世界上唯一接近智能電網(wǎng)的系統(tǒng)。日本主要傾向于微型電網(wǎng)研究與智能電網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合。

1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

我國(guó)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓建設(shè)為基礎(chǔ)的。2000年，我國(guó)開始進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化方面的改造，2008年，國(guó)家電網(wǎng)公司在特高壓國(guó)際大會(huì)上，公布了分三個(gè)階段推動(dòng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)：第一階段規(guī)劃試點(diǎn)（2009年-2010年），重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃工作，進(jìn)行設(shè)備研制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，以及各環(huán)節(jié)試點(diǎn)工作；第二階段全面建設(shè)（2011年-2015年），加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，裝備和關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；第三階段引領(lǐng)提升（2016年-2020年），全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，裝備和技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2 智能電網(wǎng)的概念及特征

2.1 智能電網(wǎng)的概念

國(guó)家電網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)概念最具代表性：堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺(tái)為支撐，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

2.2 智能電網(wǎng)的基本特征

1）安全可靠。在電網(wǎng)自身發(fā)生故障或人為破壞時(shí)、在非正常自然氣候條件下電網(wǎng)仍能安全運(yùn)行；具有抵御計(jì)算機(jī)病毒入侵、保障信息安全的能力。

2）自治自愈。具有在線實(shí)時(shí)的安全分析和評(píng)估能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制能力，系統(tǒng)自動(dòng)故障診斷和自我恢復(fù)的能力。

3）優(yōu)化管理。采用高科技手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備優(yōu)化管理，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命，提高資源的利用效率；降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

4）經(jīng)濟(jì)高效。實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高電力設(shè)備利用效率，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。

5）友好互動(dòng)。鼓勵(lì)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，實(shí)現(xiàn)與用戶的高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求并提供增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)功能。

3 智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 堅(jiān)強(qiáng)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，對(duì)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)地提高了。系統(tǒng)在經(jīng)歷故障時(shí)，需把故障影響局限在最小范圍內(nèi)，并迅速恢復(fù)供電。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)害性事件對(duì)電網(wǎng)安全的影響。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)將集成各種通信技術(shù)，采用開放式的通信網(wǎng)架，具有高速、集成、兼容、雙向的特質(zhì)，可以動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)時(shí)信息與功率交互，使智能電網(wǎng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的能力。

3.3 先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)

電網(wǎng)一次設(shè)備主要包括電源和儲(chǔ)能技術(shù)、輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、高效能源材料技術(shù)4大類。具體包括高壓、特高壓直流輸電和靈活交流輸電技術(shù)等，是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的物理

基礎(chǔ)。

3.4 先進(jìn)的控制技術(shù)

先進(jìn)的控制方法用于智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵p輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)。包括集中控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、分布控制系統(tǒng)的自適應(yīng)、事件啟動(dòng)的快速仿真、故障隔離的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等。

3.5 先進(jìn)的決策輔助系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)可識(shí)別和確定電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)，然后運(yùn)用知識(shí)庫(kù)和科學(xué)推理方法進(jìn)行分析，以提出解決問(wèn)題和決策支持的方案?？捎糜谛枨髠?cè)管理系統(tǒng)和用戶的需求響應(yīng)。

4 未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

未來(lái)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)有以下幾個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

1）提高電網(wǎng)輸送效率，保障供電安全可靠性，打造堅(jiān)強(qiáng)可靠電網(wǎng)。

2）提高資源利用效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行輸送能力，打造經(jīng)濟(jì)高效電網(wǎng)。

3）合理配置我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展與利用，打造綠色環(huán)保電網(wǎng)。

4）促進(jìn)電網(wǎng)與用戶交互運(yùn)行，打造靈活互動(dòng)電網(wǎng)。

5）實(shí)現(xiàn)信息透明同享，打造開放友好電網(wǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)在電力能源上發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是現(xiàn)在世界能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。中國(guó)特色的智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開展智能電網(wǎng)的研究和應(yīng)用對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。

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作者簡(jiǎn)介

李寧（1986-），女，河北人，工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。

張?jiān)溃?985-），女，河北人，助理工程師，大專，研究方向：工業(yè)工程技術(shù)。endprint