淺析智能電網(wǎng)

摘要：智能配電網(wǎng)是一個(gè)龐大而有實(shí)際意義的工程，對(duì)國(guó)家、人民甚至對(duì)整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)都有重大的貢獻(xiàn)。智能電網(wǎng)是當(dāng)前全球電力工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，引領(lǐng)了電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展方向，涉及從發(fā)電到用戶的整個(gè)能源轉(zhuǎn)換和輸送鏈。智能電網(wǎng)中應(yīng)用到技術(shù)很多，是將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成，由此而形成的新型電網(wǎng)。它的主要目的是：充分滿足用戶對(duì)電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電力 能源 智能電網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng) 技術(shù) 高效 發(fā)展

1 智能電網(wǎng)的概念及現(xiàn)狀

首先，我們來(lái)了解下智能電網(wǎng)的概念，從技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的角度看，世界各國(guó)、各領(lǐng)域的專家普遍認(rèn)同以下觀點(diǎn)：智能電網(wǎng)就是將先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。

中國(guó)在電網(wǎng)的規(guī)模和投資方面取得的成績(jī)有目共睹。中國(guó)的電網(wǎng)企業(yè)在發(fā)展智能電網(wǎng)方面也具有自身優(yōu)勢(shì)。中國(guó)目前在特高壓與高壓輸配電領(lǐng)域的許多技術(shù)都是引領(lǐng)全球的。另外，由于中國(guó)在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的迅速發(fā)展，可再生能源電力接入電網(wǎng)方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，智能電網(wǎng)是一個(gè)龐大而完整的體系，在電力消費(fèi)端、需求響應(yīng)等方面，歐美國(guó)家暫時(shí)處于領(lǐng)先地位，特別是在消費(fèi)端的投入和重視程度上，歐美市場(chǎng)也相對(duì)比較成熟。

2 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于電網(wǎng)之中，將數(shù)字傳感器、遙控裝置等加入現(xiàn)有的電力傳輸及分配系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接、采集、整合，再進(jìn)行科學(xué)的分析，使電網(wǎng)變得更加智能、綠色、高效。而且這樣的“智能電網(wǎng)”能更加及時(shí)、透明地反應(yīng)電網(wǎng)狀況。例如:實(shí)時(shí)將電力負(fù)荷與電價(jià)信息傳回電廠，消費(fèi)者能及時(shí)了解到自己所消費(fèi)的電量及所要繳納的電費(fèi)；人們可以為家用電器設(shè)置相應(yīng)程序，電廠甚至還可以直接向電器發(fā)送指令，減少高峰時(shí)的電力負(fù)荷；智能儀表能夠?qū)L(fēng)能、太陽(yáng)能等分散的、間歇性的可再生能源發(fā)電并入電網(wǎng)，并使消費(fèi)者將自家多余電量賣入電網(wǎng)；智能電網(wǎng)可同時(shí)協(xié)調(diào)多輛電動(dòng)汽車充電，充滿電的電動(dòng)汽車同時(shí)也是移動(dòng)能量?jī)?chǔ)存器等。下面探討下智能電網(wǎng)的特點(diǎn)：

2.1 具有堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)基礎(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)也具備技術(shù)支撐系統(tǒng)，能夠抵御各類外部干擾和攻擊，即使電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障的時(shí)候，仍能保障對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故。

2.2 智能電網(wǎng)不僅具有實(shí)時(shí)、在線和連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力，還具有強(qiáng)大的預(yù)警和預(yù)防控制能力，以及自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。

2.3 智能電網(wǎng)支持可再生能源的有序、合理接入，適應(yīng)分布式電源和微電網(wǎng)的接入，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求，并提供對(duì)用戶的增值服務(wù)。

2.4 通信、信息和現(xiàn)代管理技術(shù)的綜合運(yùn)用，使智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。

2.5 智能電網(wǎng)中建立了雙向互動(dòng)的服務(wù)模式，用戶可以實(shí)時(shí)了解供電能力、電能質(zhì)量、電價(jià)狀況和停電信息，合理安排電器使用；優(yōu)化資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

3 智能電網(wǎng)發(fā)展歷史及趨勢(shì)

智能電網(wǎng)是一個(gè)完整的信息架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力客戶、電力資產(chǎn)、電力運(yùn)營(yíng)的持續(xù)監(jiān)視，利用“隨需應(yīng)變”的信息提高電網(wǎng)公司的管理水平、工作效率、電網(wǎng)可靠性和服務(wù)水平。21世紀(jì)初智能電網(wǎng)在歐美的發(fā)展，為全世界電力工業(yè)在安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、綠色環(huán)保等方面開(kāi)辟了新的發(fā)展空間。雖然國(guó)際上對(duì)智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用還處于初期階段，但歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)在智能電網(wǎng)及其相關(guān)領(lǐng)域取得明顯成果，電網(wǎng)智能化水平不斷提高。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國(guó)電力需求較快增長(zhǎng)的趨勢(shì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。同時(shí)，我國(guó)能源與生產(chǎn)力布局呈逆向分布，能源運(yùn)輸形勢(shì)長(zhǎng)期緊張。但目前我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展相對(duì)滯后，在能源綜合運(yùn)輸體系中的作用還不明顯。這些在客觀上要求加快轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式，提升電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置能源的能力，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是滿足這一要求的必然選擇。

特高壓輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、高效率的優(yōu)勢(shì)，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，能夠促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開(kāi)發(fā)利用。同時(shí)，特高壓電網(wǎng)可以提升電網(wǎng)抵御突發(fā)性事件和嚴(yán)重故障的能力，進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，使堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)具備堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)架基礎(chǔ)。

因此，在堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)中，必須以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，連接大型能源基地及主要負(fù)荷中心，以更好地保障國(guó)家能源供應(yīng)和能源安全，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的需要。

2009年5月，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司正式發(fā)布了舉世矚目的“建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的研究報(bào)告，首次向社會(huì)公布了“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃。

2010年3月“加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”首次列入《政府工作報(bào)告》，我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐加快；2010年5月1日，我國(guó)第一個(gè)智能電網(wǎng)示范工程在上海世博園率先投運(yùn)；6月29日，國(guó)家電網(wǎng)公司制定并發(fā)布了《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》，成為全球首個(gè)用于引導(dǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)。在政府、行業(yè)、企業(yè)的合力推動(dòng)下，我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)全面提速，成為世界智能電網(wǎng)建設(shè)的先行者和引導(dǎo)者。

2011年以來(lái)，我國(guó)智能電網(wǎng)進(jìn)入全面建設(shè)階段，在示范工程、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施、新能源接納、居民智能用電等方面大力推進(jìn)。2011年9月19日，中國(guó)首個(gè)智能電網(wǎng)綜合示范工程在中新天津生態(tài)城成功投運(yùn)。

根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)公司“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃，從2011年到2015年為智能電網(wǎng)全面建設(shè)階段，將進(jìn)一步加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。2016年至2020年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

因此，智能電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其先進(jìn)性和重大意義體現(xiàn)在：具備強(qiáng)大的資源優(yōu)化配置能力；具備更高的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。適應(yīng)并促進(jìn)清潔能源發(fā)展。實(shí)現(xiàn)高度智能化的電網(wǎng)調(diào)度。滿足電動(dòng)汽車等新型電力用戶的服務(wù)要求；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)資產(chǎn)高效利用和全壽命周期管理；實(shí)現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動(dòng)；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理信息化和精益化；發(fā)揮電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的增值服務(wù)潛力；促進(jìn)電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展；促進(jìn)清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展；優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多種能源形式的互補(bǔ)，確保能源供應(yīng)的安全穩(wěn)定；有效提高能源輸送和使用效率，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性和靈活性；推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)裝備制造和信息通信等行業(yè)的技術(shù)升級(jí)，擴(kuò)大就業(yè)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)，革新電力服務(wù)的傳統(tǒng)模式，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，提高人民生活質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，智能電網(wǎng)的技術(shù)與可再生能源有很大關(guān)系。只有當(dāng)中國(guó)可再生能源規(guī)模日益龐大，電價(jià)擺脫固定模式，與用戶之間的互動(dòng)逐步形成，智能電網(wǎng)才能發(fā)展起來(lái)。智能能源網(wǎng)的推出也是為中國(guó)可再生能源和新能源的大發(fā)展奠定并網(wǎng)基礎(chǔ)，以便于實(shí)現(xiàn)更大程度地利用可再生能源與新能源。大力發(fā)展清潔能源電力是減少污染、提高供電效率的重要措施。但是，隨著新能建設(shè)的步伐加快，現(xiàn)有電網(wǎng)的調(diào)度水平和傳輸能力已不能完全滿足清潔能源的上網(wǎng)要求。可以預(yù)見(jiàn)，智能電網(wǎng)的推動(dòng)和實(shí)施，將為清潔能源上網(wǎng)提供更加有力的技術(shù)支持，使其能在最經(jīng)濟(jì)的情況下有效運(yùn)行。

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