智能電網骨干技術以及應用分析

張 鵬，高 青

1.山西省電力公司檢修公司1000kV 特高壓長治站，山西長治 046000

2.國網長治通信公司，山西長治 046000

當前我國電力事業飛速發展，來源于多個方面的力量都成為電力事業發展的重要推動。這其中不僅僅包括了相應專業領域中多項電力技術的層出不同和逐漸成熟，相關其他技術，諸如監控系統和遠程數據獲取、數據庫技術以及人工智能等也都成為推動智能電網進入應用領域的重要助力；與此同時，更為重要的是，對于我國的供電系統而言，更大的覆蓋地域范圍以及在電力生產和輸送過程中所產生的龐雜設備，都從客觀上要求著實現更為精準的管理。在這樣的背景之下，智能電網應運而生。

1 智能電網的概念

智能電網（Smart Power Grids），即電網的智能化，美國能源部曾經定義其為：“一個完全自動化的電力傳輸網絡，能夠監視和控制每個用戶和電網節點，保證從電廠到終端用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動。”歐洲技術論壇則將這一概念描述為“一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡，以有效提供持續、經濟和安全的電力。”在國內，相對權威的定義方式當屬中國科學院電工研究所的定義，該組織將智能電網表述為“以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網。”

電工研究所的定義中可以明確看出智能電網的若干特征。首先在于其可觀測性，即能夠有效獲取到電網工作過程中參與工作的電氣設備狀態數據，以及相關的線路工作數據；其次在于其可控性，即能夠針對電網中的設備展開必要的調節；其三則是自動化，重點關注整個供電網絡中的系統綜合平衡和優化，以及對于突發狀況的調整和自愈等，除此以外，自動告警以及必要的趨勢預測等功能也會隨著相應的計算技術的逐步成熟而納入到智能電網的相關職能屬性中來。

2 智能電網的核心技術討論

從技術角度看，參與到智能電網中的骨干技術主要包括空間信息技術、云計算、神經網絡技術以及作為基礎性的數據采集、數據庫以及安全技術幾個方面。

其中空間信息技術主要包括GIS、GPS 技術系統，能夠為智能網絡提供足夠的數據支持，并且幫助其采集到的數據實現邏輯化。我國電力供給網絡龐大，枝節繁雜，如果不綜合當地的地理數據進行考慮，就很難理解網絡中反饋的數據含義。并且相應的地理數據庫和衛星定位系統，還能夠幫助智能電網實現對于故障的更為精準定位，在根據環境數據加強預測方面也有著突出貢獻。對于云計算而言，當前智能電網環境復雜，微環境龐雜，并且很多故障如果不能夠實現即時處理就會造成更大供電損失。因此分布式的數據處理環境已經成為發展的必然。在此基礎上，云計算為智能電網的計算在資源上提供了更多可能，尤其是對于運行和監控以及數據深入處理的智能云技術，對改善數據擁堵，提升智能電網計算數據吞吐量都有著極大幫助。神經網絡技術對于當前的智能電網而言仍然處于不斷滲透的過程中，這種技術能夠以人的思維方式使計算機理解更多知識。作為一種能夠賦予計算機思考能力的技術，神經網絡技術的成熟程度，直接關系著智能電網的智能成熟程度，神經網絡技術越發達，智能電網就越能將地理信息與電網工作信息進行綜合考慮，就越能發現供電網絡中存在的問題。而從基礎數據服務的角度看，數據庫技術和安全問題已經相對成熟，當前的數據采集技術成為了發展的重點。更發達的數據采集技術，對于電網中的工作狀態數據以及整個網絡所面臨的環境數據都能夠有效吸收，而更為豐富的數據必然會提供更為堅實的決策基礎，最終提供更為準確的決策支持，對于自動化的精準施行也會有所幫助。

3 智能電網的應用特征與結論

智能電網在應用領域與傳統電網有著本質區別。這種以人工智能和高度自動化作為突出特征的信息化技術和供電網絡結合的產物，從電力的產生到配送以及消費，各個環節都有著更優的表現。

對于電力生產環節而言，我國幅員遼闊，對于電力的需求也一直呈現出上升趨勢，因此對于電力的生產而言，當前也多采用了多種途徑進行開展。無論是常規的水力發電或者核電站，還是當前較新的風力發電站，都存在有獨屬于其自身的工作特征和產電量。智能電網的參與，能夠幫助在穩定發電廠運行以及調節供電能力等方面有著調整，實現更大范圍內，甚至整個系統中的穩定供電。

而對于電力的配給角度，更大的配給范圍和更長的輸電線路，以及在輸電過程中所面對更為難多難以確定的環境因素，都會成為配電過程中的安全隱患，單純是系統內線損一項，都會對配電效果造成不容忽視的影響。智能電網的參與能夠更為精確的確定線路中可能存在的問題，并且對于變電系統的維護也能夠達到更高的水平。

從電力消費環境看，智能電網獲取了大量的電力消費數據，這樣就可能會從兩個角度影響電力的消費。其一在于幫助各個消費主體形成正確的消費觀念和方式方法，在行業內部橫向對比的基礎上有的放矢的采取相應的宣傳，可以達到節能和優化電力資源使用的目的。另一個方面對于電力消費狀況的深入清晰了解，還能夠幫助實現對于電力供給網站發展規劃的更多認識，對于理智發展有著重要幫助。

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