淺析智能電網(wǎng)

摘要：本文在收資與調(diào)研的基礎(chǔ)上，展示了國內(nèi)外在智能電網(wǎng)研究方面取得的研究成果和開展的具體實(shí)踐，并在調(diào)度、輸電、配電、用電等方面提出了初步的發(fā)展和工作建議，以期為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供一種思路。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；發(fā)展規(guī)劃

中圖分類號(hào)：TP710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 16-0015-01

一、引言

電力系統(tǒng)現(xiàn)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)其依賴性日益增加。但目前電網(wǎng)技術(shù)仍存在不足：大停電事故頻發(fā)，需要提高系統(tǒng)的可視化程度和預(yù)警能力；負(fù)荷曲線峰谷差較大，導(dǎo)致現(xiàn)時(shí)電網(wǎng)利用率很低，浪費(fèi)了大量的固定資產(chǎn)投入；傳統(tǒng)配電系統(tǒng)需要更好的應(yīng)對(duì)分布式電源[1]的隨機(jī)性和間歇性；需要通過技術(shù)手段提高電能質(zhì)量，以降低電能不合格的成本；數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用方面也相對(duì)落后，特別是在配電網(wǎng)方面。在此形勢(shì)下，國際上特別是在北美和歐洲關(guān)于“智能電網(wǎng)[2]”的研究和討論孕育而生。

二、國外智能電網(wǎng)研究綜述

（一）美國智能電網(wǎng)

美國是世界上最大的電力生產(chǎn)國和消費(fèi)國，然而美國大部分電力設(shè)施均投運(yùn)了25年以上，日益老化的電網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)與不斷增長的用電需求之間的矛盾日益尖銳。為解決電網(wǎng)存在的問題，美國從本世紀(jì)初逐步啟動(dòng)了智能電網(wǎng)研究。

2006年美國能源部下屬的國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室牽頭“現(xiàn)代電網(wǎng)”啟動(dòng)項(xiàng)目，并逐漸形成了美國智能電網(wǎng)遠(yuǎn)景的廣泛共識(shí)。

2007年頒布《能源獨(dú)立與安全法案》，法案首次明確了智能電網(wǎng)的概念：“智能電網(wǎng)是一個(gè)通過雙向的能量流和信息流網(wǎng)絡(luò)將涵蓋分布式電源、高電壓網(wǎng)絡(luò)、大容量儲(chǔ)能裝置、智能家具、電動(dòng)汽車等智能體有機(jī)連接在一起的現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、配電、供電和服務(wù)的全方位監(jiān)控、保護(hù)和優(yōu)化調(diào)度。”

2009年奧巴馬簽署了《美國復(fù)蘇與再投資法案》，進(jìn)一步將美國新能源政策和智能電網(wǎng)建設(shè)提升到美國國家戰(zhàn)略的高度。

（二）歐洲智能電網(wǎng)

歐洲電力企業(yè)受到來自開放的電力市場(chǎng)的競(jìng)爭壓力，電力需求趨于飽和，增長空間有限；以用戶為中心的理念已經(jīng)為電力企業(yè)達(dá)成共識(shí)；再生能源和分布式能源的發(fā)展也帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。因此，提高運(yùn)營效率、降低電力價(jià)格、加強(qiáng)與客戶互動(dòng)促使歐洲建設(shè)智能電網(wǎng)。

2005年歐洲成立了關(guān)于智能電網(wǎng)的技術(shù)平臺(tái)，平臺(tái)包括專家委員會(huì)、工作組等，主要任務(wù)是提出智能電網(wǎng)遠(yuǎn)景。

2006發(fā)布《歐洲未來電網(wǎng)的遠(yuǎn)景和策略》，作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)，未來歐洲電網(wǎng)應(yīng)滿足靈活性、可接入性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的需求。

2007年發(fā)布《戰(zhàn)略性研究議程》，討論了智能配電系統(tǒng)、智能運(yùn)行潮流和用戶適應(yīng)性、智能電網(wǎng)資產(chǎn)管理、歐洲智能互連電網(wǎng)、智能電網(wǎng)交叉學(xué)科問題和催化劑等5個(gè)研究領(lǐng)域和任務(wù)。

2008年發(fā)布《戰(zhàn)略部署文件》，分析了各個(gè)工作組在BC研究中的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)會(huì)、技術(shù)架構(gòu)、規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、成本和收益、環(huán)境影響和社會(huì)效益等。

三、國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)開展情況

2009年，國家電網(wǎng)公司提出了名為“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的發(fā)展規(guī)劃，通過立足自主創(chuàng)新，加快建設(shè)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，建立具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的核心要素是既“堅(jiān)強(qiáng)”又“智能”。立足于系統(tǒng)化、體系化、全方位的設(shè)計(jì)理念，其基本構(gòu)架主要由發(fā)展基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系等四大體系構(gòu)成。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)整體性涵蓋和電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的高度一體化。

四、智能電網(wǎng)建設(shè)的建議

（一）調(diào)度環(huán)節(jié)

緊密圍繞確保大電網(wǎng)安全的核心任務(wù)，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高電網(wǎng)科技含量，全面增強(qiáng)駕馭大電網(wǎng)的能力；以保證遠(yuǎn)距離、大容量、交直流并聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)，構(gòu)建具備縱橫信息交互、實(shí)時(shí)仿真分析、優(yōu)化運(yùn)行控制、在線監(jiān)測(cè)決策、綜合協(xié)調(diào)防御、新能源靈活接入等特征的智能化電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)；面向調(diào)度全維度業(yè)務(wù)和調(diào)度生產(chǎn)全過程，實(shí)現(xiàn)量測(cè)、建模、分析、預(yù)警、決策、控制、計(jì)劃和管理的全方位智能化。

（二）輸電環(huán)節(jié)

以提高電網(wǎng)規(guī)劃水平為手段，實(shí)現(xiàn)更廣范圍、更多形式的資源優(yōu)化配置與利用，廣泛采用FACTS、直流或輕型直流輸電技術(shù)，整體提高輸電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性與資產(chǎn)利用率。提高輸電網(wǎng)信息化水平，并以此為基礎(chǔ)建立輸電網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)體系、在線監(jiān)測(cè)體系、資產(chǎn)全壽命周期管理體系、智能化運(yùn)維體系，整體提高輸電業(yè)務(wù)的技術(shù)含量與管理水平。

（三）配電環(huán)節(jié)

以提高供電可靠性與電能質(zhì)量，提高配電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性為核心，建設(shè)結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)高效的配電網(wǎng)。重點(diǎn)是充分利用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、分布式電源技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、用戶側(cè)互動(dòng)式負(fù)荷管理技術(shù)，提升配電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、潮流優(yōu)化和自愈控制方面的能力，提高配電網(wǎng)整體資產(chǎn)利用率。

（四）用電環(huán)節(jié)

構(gòu)建能夠適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展的用電營銷框架體系，形成智能用電計(jì)量通信和營銷管理等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋全業(yè)務(wù)流程的智能用電系統(tǒng)和雙向互動(dòng)用電營銷技術(shù)支持平臺(tái)，為電力客戶提供多元化用電服務(wù)和可靠性電力優(yōu)質(zhì)服務(wù)。推動(dòng)智能電表技術(shù)發(fā)展，支持用戶實(shí)現(xiàn)智能家居，可靈活接入分布式能源及儲(chǔ)能設(shè)備，達(dá)到電力流的雙向流動(dòng)。

五、結(jié)語

“智能電網(wǎng)”登陸我國時(shí)間不長，智能電網(wǎng)的建設(shè)牽涉到國家政策、不同行業(yè)、企業(yè)利益、社會(huì)影響等各個(gè)方面，需要電力企業(yè)各部門、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備廠商乃至全社會(huì)聯(lián)動(dòng)方可實(shí)現(xiàn)，不可能一蹴而就，應(yīng)分期、分批、分階段逐步實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1]李斌，劉天琪，李興源.分布式電源接入對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（3）：84-88.

[2]陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（8）：1-7.