智能電網及其關鍵技術探討

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，國際經濟也得到了迅猛的發展，能源的消耗也逐漸增多，其導致的污染問題也越來越嚴重，國內還有很多歐美國家都開始關注清潔能源的使用，并且也提出了發展智能電網的方案，世界電網智能化已經成為現在電力事業發展的重要目標，文章根據國內外智能電網化的實際狀況，分析智能電網中的基本技術，在這個基礎上，提出自己的一些觀點和看法。

關鍵詞：智能電網；關鍵技術；現狀；解決措施

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0070-01

1 中國智能電網的發展現狀

根據世界電力發展的新方向，國家電網公司在認真分析我國的國情和世界電網發展的新潮流的基礎上，融合我國使用電網的實際使用情況和能源的供給狀況，通過大量的考證、研討和論證，最近發布了有關中國建設堅強智能化電網的理念，不斷進行創新，以建立較高的高壓電網為主，各級電網相互協調發展，實現堅強智能電網的信息化、互動化和自動化的發展目標。根據“按照統一規劃、統一標準、統一建設”的目標，實行“統籌規劃、統一標準、試點先行、整體推進”的發展戰略，從而更好的保證智能電網各項工作的有序進行。

2 智能電網的關鍵技術研究

智能電網應該首先具有測量、檢查、保護和控制的作用，還有更加安全、可靠、環保和經濟的優勢。實現電網智能化的主要基礎技術有先進的傳感和測量技術、大功率的電力電子技術、仿真分析、先進的超導技術以及控制決策技術、信息和通信技術等。

2.1 領先的傳感和測量技術

這個技術是在智能電網信息的基礎上，主要運用在智能儀表、廣域測量和電網設備在線監測等方面。

2.1.1 智能儀表

智能網中的智能儀表使用的是先進的測量架構（AMI）技術，不僅擁有測量的功能，還可以提供實時電價、供求狀況等一些詳細的信息資料。AMI技術的使用也標志著自動抄表和智能住宅的大量產生。

2.1.2 廣域測量系統（WAMS）

所謂的廣域測量系統就是指在全球定位系統（GPS）的同步測量裝置PMU群和通信系統組成。它可以進行動態的測量和計算電力系統的運行狀況以及發電機的功率。在WAMS的基礎上根據先進的控制理論和智能技術的大量使用，可以迅速的分析出系統所處的狀態，鑒定其中的安全性。如果其中存在風險問題，廣域保護和控制系統就可以使用切機、切負荷、主動解列和靈活分區等一些安全性的措施，從而有效的阻止級聯跳閘和減小停電范圍，也可以進行集中的監控和進行分布協調控制，作為電網計劃中的一份子，WAMS和使用已經成為電網安全控制的主要內容。

2.1.3 電網設備的在線監測

這種技術包含了電氣量和非電氣量的監測。其中的電氣量檢測是通過對電網設備中的電流、相角、電壓、功率、功率因素等狀態的運行；非電氣監測包含了檢測電氣設備中的介質的壓力、氣體成分、溫度、流量等等。使用先進的傳感技術對上述的數量進行監控，從而完成電網設備的在線治療，給電網設備的狀態檢修和管理提供及時到位的服務?，F在使用電網在線監測技術主要是使用在變壓器的在線監測、線路容量動態檢測和斷路器狀態的監測等等。

2.2 先進的超導技術

隨著高溫超導材料的大量使用，和高溫超導線材的建造技術趨于成熟，給超導技術在智能電網中的使用打下了堅實的基礎，先進的超導技術能夠有效的降低能源的消耗，對于輸送大容量的電有十分重要的作用?，F在超導電纜、超導限流器、超導電機、超導磁儲能、超導變壓器、超導無功補償設備等很多電網實用產品已經研發成功。而且超導電纜具有能源消耗低、體積小和無功補償設備等多方面的優勢，也是解決能源消耗和輸送大量電力的一種方式。超導磁儲能技術能夠使用超導體制成線圈，因為電網供電勵磁而產生的磁場，從而儲備大量的能量；超導電流限制器可以在電力系統出現問題的時候或是發生故障的時候把故障電流保持在一定的水平；超導電機和其他的電機相比較，容量要大得多；超導變壓器可以承擔二倍的設計工作電流，可以承擔很大的負荷電力；超導無功補償裝置可以處理電能的質量問題，像是進行風電場的電壓支撐和組織電弧爐的穩態變化等方面的作用。

2.3 大功率的電力電子技術的使用

電力電子技術就是使用電力電子器件進行相互間的轉化和控制的技術，也是把電子技術和控制技術進行完美的融合。智能電網將要突破傳統電網中的不能頻繁的動作，改變響應速度慢、控制功能分散的機械控制方法所產生的限制性因素，系統也會采用大功率的電力電子技術，使得其中的響應速度更快，進行有效的控制，為智能電網的快速運作、靈活性和連續性提供技術上的支撐。在智能電網中使用大功率電力電子技術，其中主要有高壓直流輸電（HVDC）、柔性交流輸電體統（FACTS）、定制電力（CP）和在電壓源換流器（VSC）中的柔性直流輸電（VSC_HVDC）。電力電子技術在智能電網中的大量使用，能夠有效的提升電網資源的優化配置、提升電網的平穩運行、加強清潔能源并網運行的控制力度、提升電網服務能力和可以取代本地發電裝置并且向較遠地區小容量負荷供電等等。

2.4 仿真分析和控制決策策略

電力系統仿真就是根據實際的電力體系建立起來的模型，進行相應的計算和實驗，探究電力系統在恰當的時間內的工作情況和特點，從而對電網的實際狀況進行分析、決定、監控，并且有效的保證電網的安全、穩固和經濟運行。電網仿真分析和控制決定，就等同于智能電網和大腦，在對電力系統的研究、策劃、設計。運行、實驗和培訓等方面都發揮了重要的作用。隨著科學技術的不斷進步，把電力系統的所有元件都使用數字模型進行模擬的可能性將會增大。最近幾年，把各種裝置和系統運用到電網系統中，對于電網仿真的準確度又提出了更高的要求，從而推進了電力系統數字仿真技術的大力發展。在這種情勢下這種仿真技術已經成為時代的主流。分析和研究電力系統的狀態，并且采取有效的措施，也成為電網設計和運行的主要任務。在穩定操作的基礎上，不斷的提升電網的智能化水平。

3 總 結

智能電網的發展是個長期有效的過程，也是一個復雜的工程，需要各種先進技術的融合。構建智能電網要注重效果，建立新世紀的綜合性人才，建立優良的智能電網開發團隊，還要注重和國外的技術進行合作和交流。建立智能電網對于社會的經濟和人們的生活都有重要的影響，其中對于再生能源的使用和網絡運行的作用也不能忽視。隨著科學技術的不斷發展，要逐步完成電力系統的數字化、自動化、信息化和智能化的發展。

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