淺談智能電網及未來發展趨勢

朱爾隆 潘建龍 王博翰 吳斌雙

(大連理工大學,遼寧大連 116024)

淺談智能電網及未來發展趨勢

朱爾隆 潘建龍 王博翰 吳斌雙

(大連理工大學,遼寧大連 116024)

智能電網技術不僅能夠保證電力系統的正常運行,同時還能夠提升電力使用的效率。而關于智能電網,目前沒有統一的定義,眾說紛紜,各個領域的專家從不同角度闡述了智能電網的內涵,并且隨著研究和實踐的深入對其不斷細化。本文闡述了對構建中國智能電網技術的幾點思考,重點分析智能電網未來的發展趨勢。

智能電網 新技術 信息化 發展

隨著我國經濟發展，工業化的推進，生活水平的改善，人們對電力資源的需求日益高漲。但是資源終歸有限，我國電力形勢也顯得日益嚴峻，人們對智能電網的關注程度越來越高。實現電網的智能化運作，提高電力資源的利用效率就成了當前我國電力行業的基本要求。隨著信息技術以及自動控制技術的發展，智能電網的概念也呼之欲出。智能電網能夠有效提升工作效率，對節省電力資源，實現電力系統的智能化運作具有重要意義。

1 智能電網概述

智能電網是建立在集成的通信網絡的基礎上的，它主要是通過利用傳感器，測量技術以及自動控制技術對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，從而實現電網的安全，可靠，高效運行。智能電網本身具有能耗少，安全性高，穩定性強，電力資源利用率高的優點。智能電網是電力技術進一步發展的產物，因而也可以稱之為第二代電網。

由此可知，智能電網有如下幾個特點：

(1)自愈和自適應。能夠及時發現、快速診斷和消除故障隱患，并且能夠在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復；(2)保證電網安全穩定和可靠運行；(3)使用雙向信息流，實現發電與用電的互動，從而可以進行發電與用電的綜合調度；(4)設備利用率得到提高；(5)間歇式可再生能源的接入。

2 智能電網與傳統電網的差異

傳統電網是一個剛性系統，電源的接入與撤出、電功率的傳輸等都缺乏彈性，調控性能差；垂直的多級控制機制反應遲緩，無法構建實時、可配置、可重組的系統；系統自愈、自恢復能力完全依賴于實體冗余；對客戶的服務簡單、信息單向；系統內部存在多個信息孤島，缺乏信息共享。，所以傳統電網不能構成一個實時的有機統一整體，所以整個電網的智能化程度較低。

與傳統電網相比，智能電網將進一步拓展對電網全景信息的獲取能力，整合系統各種實時生產和運營信息，通過加強對電網業務流實時動態的分析、診斷和優化，為電網運行和管理人員提供更為全面、完整和精細的電網運營狀態圖，并給出相應的輔助決策支持，以及控制實施方案和應對預案，最大程度地實現更為精細、準確、及時、績優的電網運行和管理。另外智能電網將進一步優化各級電網控制，構建結構扁平化、功能模塊化、系統組態化的柔性體系架構，通過集中與分散相結合，靈活變換網絡結構、智能重組系統架構、最佳配置系統效能、優化電網服務質量，實現與傳統電網截然不同的電網構成理念和體系。

同時在能源上，智能電網也在傳統電網的基礎上進行了優化，用戶側能源開始精細化管理，分布式能源(風能，太陽能)更普遍的運用。

3 智能電網的發展趨勢

總的來說，智能電網還是處于研究階段，尚還不能投入到電網運營中去。接下來就來詳細探討智能電網的發展趨勢。針對智能電網的發展趨勢的研究，現在從智能電網的決策系統，系統集成，監控方式三個角度來分析。

3.1 決策系統

未來對決策系統的要求必然是要高效可靠?？焖俜抡鏇Q策技術就是基于事件響應研究出來的，在實際應用中將明顯優于傳統的靜態安全分析系統。快速仿真決策系統，它能夠通過為智能電網提供數學支持，從而使電網對各種故障及早預判，及早發現，及早處理。

對于智能電網的決策系統還要基于知識共享系統，通過互聯網，將大數據傳到云端供各地系統共同使用。在未來的智能電網中，電力網絡系統中的信息將以幾何級的數量增長，信息之間的關聯度也將越來越緊密。要想實現及時高效的決策就必須要綜合這些信息。廣域，多層次的知識資源共享系統的建立就顯得非常重要?；谥R的智能電網決策系統，能夠實現對資源的高效利用。

3.2 系統集成

智能電網在系統集成方面表現出分布式，分布式系統集成主要包括分布式發電，分布式儲能，需求響應等三部分。在未來的分布式發電系統中既可以接入配電系統，也可以不接入，即發電機同時也可以自行運行。這就對集成技術有了更高的要求，是日后研究的重要課題之一。其中的研究難點是對DG的接入，這需要引起我們高度重視。

需求響應也是未來智能電網要發展的重要方向。用戶對電能有不同的需求，針對需求響應，智能電網要實現在正常，緊急與恢復狀態下的協調運行，這也進一步提高了設備的利用效率。

3.3 監控方式

從監控方式的角度來進行分析。當前的監視控制方式是各母線上相對獨立的控制，僅僅是針對部分環節上的變動進行監測然后合理控制。隨著電力形勢的日益復雜，過去技術的局限性也越來越明顯，新的監控技術就應運而生。在今后的發展過程中我們主要是要采用MAS形式的監控系統。MAS監控系統與傳統的監控方式相比更具有伸縮性，遺留系統之間的關聯度也有所增強。當前MAS系統在人工智能領域得到了深入研究 ，相信在今后的發展中MAS監控方式將得到有效利用。

4 民營企業如何把握智能電網所帶來的機遇

智能電網雖然主題是“電網”，但實際上是一個非常綜合的領域，是通信、材料、控制、計算機等相關的前沿技術與電網技術的融合和統一。對于一次側和二次側的純電力設備，已經被國內外大型企業占領，而且技術含量和穩定性要求都很高。而在電力通訊領域和信息化建設方面，這些企業的研究能力相對弱一些，給了新興企業突破口。同時通信和信息技術作為智能電網發展的重要技術支撐部分，以后有很大的發展潛力。

可再生能源的開發，例如水電，風電，太陽能，也是國家大力扶持的項目，但由于資金門檻高，要在此突破還是有難度。目前在分布式發電的研究上，主要問題是缺乏有限的接入方式和營運模式，也是在技術上的一個突破口。而需求側管理，是在智能電網建成后，對用戶上的負荷調度進行管理，更多地給用戶提供便利，從而獲取利益，這也將是一個很不錯的研究方向。

5 結語

就智能電網本身的前景來看，目前至少是電力領域內最熱門和前沿的問題，國家也在這方面投入了很多?？紤]到電力畢竟是現代一切工業的基礎，所以在未來20年成為引領電力乃至整個工程界發展的母題，應該說問題不大。

[1]謝開,劉永奇,朱治中等.面向未來的智能電網[J].中國電力,2008(6).

[2]陳樹勇,宋書芳,李蘭欣等.智能電網技術綜述[J].電網技術,2009(8).

[3]李斌,劉天琪,李興源.分布式電源接入對系統電壓穩定性的影響[J].電網技術,2009(3).