淺析智能電網技術的應用與發展

王金亮?劉洪飛?李龍敏

[摘 要]近年來，隨著全球經濟的快速發展，智能電網作為一項新興的電力技術已成為世界主流國家電力工業發展的趨勢，堅強的智能電網能為國家的經濟建設提供更穩定可靠的電力保障。本文從國內、外智能電網研究應用情況，歸納和評述了智能電網技術實現的功能。

[關鍵詞]智能電網；電力技術；功能

智能電網，就是以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入啟動電力市場以及資產的優化高效運行。

一、智能電網技術的發展

1.智能化通信技術。實現智能電網的基礎，就是要建立高速、雙向、實時、集成的通信系統，智能電網的諸多特點都是通過高速雙向信息通信系統來實現的。把通信技術作為基礎的智能電網，不僅僅是能夠實現通過信息的高速雙向傳輸來滿足用戶與電網的實時互動，更重要的是能夠利用先進的量測技術對電網中的各項參數進行實時的、連續不斷地自我監測與校正，再利用先進的信息技術體現電網各系統的自愈功能，實時的收獲完整的電網信息，從而真正的達到提高供電可靠性、安全性和優化電網性能這一目標。

2.智能化量測技術。所謂智能化量測技術就是智能電網基本的組成部件。智能電網利用高速雙向信息通信系統對電網各項參數進行實時監測，再把檢測到得電網各項參數轉化成數據信息，提供給智能電網的各個系統使用，從而及時獲取完整的電網信息，對電網的安全性、可靠性進行綜合評估，提高能源的利用效率。同時，在通知用戶正在實施的費率政策的情況下，利用微處理器的智能表計、儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率， 用戶也可自動控制電力的使用。

3.智能化控制技術。智能化控制技術要求引進預設的專家系統，在智能電網中自動診斷、分析并預測電網狀態，不能超出專家系統的范圍，采取恰當的措施防止供電中斷和電能質量擾動，上述即是智能化控制技術，這項技術合理分配了電網的有功功率和無功功率。先進的自愈性電網控制技術不僅為控制裝置提供動作信號，同時也為運行人員提供有效信息，自動決策向系統運行人員提供最優的處理辦法和解決方案，極大地提高了電網的可靠性。

4.智能調度技術。智能電網建設中的一個重要環節就是智能調度。智能電網調度技術支持系統全面提升縱深風險防御能力、效調控能力、科學決策管理能力、公平友好市場調配能力、靈活高效調控能力和調度系統駕馭大電網和進行資源優化配置的能力。

5.智能化決策支持技術。現代電網系統對電力調度人員的決策時間有著嚴格的要求和限制，智能化決策支持技術通過可視化的界面，利用動態著色技術、動畫技術、虛擬現實以及其他數據展示技術等，將復雜的電力系統數據轉化為系統運行人員以理解的信息，協助工作人員認識、分析和處理緊急問題，極大地縮短做出決策的時間，提高運行人員的決策能力，促進電力調度由經驗型向智能分析型的轉變。

6.智能化設備技術。為了實現更大限度的提升電力系統的性能，智能電網啟用新一代的電力設備，充分利用新型電力電子、分布式能源接入等先進的設備和技術，用以提高電力生產效率、功率密度電網的輸送容量、輸配電系統的性能和供電可靠性，同時在電網和負荷特性之間尋求最佳的平衡點，以此來提高電能質量。新一代的電力設備和技術可以使新能源得到更有效的利用，為智能電網的安全運行提供有力的保障。

（1）電力電子技術：所謂電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換及控制的現代技術。目前，半導體功率元器件向高壓化、大容量化發展，以SVC為代表電力電子產業出現了以高壓變頻為代表的電氣傳動技術；以智能開關為代表的同步開斷技術；以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術以及柔性交流輸電技術；以靜止無功發生器、動態電壓恢復器為代表的用戶電力技術等。

（2）分布式能源接入技術：構建具備自適應調節能力與智能判斷的多種能源統一入網和分布式管理的智能化網絡系統是智能電網的核心。該系統可對電網信息以及用戶用電信息進行實時采集與監控，并且最經濟最安全的輸配電方式給終端用戶輸送電能，實現對電能的最優利用和配置，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。分布式電源（DER）包括很多種類，比如風力發電、光伏電源、小水電、燃料電池和儲能裝置。大量的并于中壓或低壓配電網上運行的分布式電源，徹底改變了傳統配電系統單向潮流的特點，使用新的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。高級的自動化系統把這些分布式電源無縫集成到電網中協調運行，這樣不僅僅節省了對輸電網的投資，更提高了全系統的可靠性和效率，也因此對電網緊急功率和峰荷電力提供有力的支持帶來巨大的經濟效益。

二、我國智能電網發展現狀

2009年5月，北京召開了“2009特高壓輸電技術國際會議”，在會議上國家電網公司正式發布了“堅強智能電網”發展戰略。同年8月，國家電網公司啟動了標準體系研究與制定、智能化規劃編制、重大專項研究和試點工程研究檢測中心建設等一系列工作。堅強智能電網就是指以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有互動化、信息化、自動化特征，包含電力系統的發電、變電、配電、輸電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。

三、結語

綜上所述，智能電網是世界電力發展的一個必然趨勢，而且智能電網在中國的發展前景比較樂觀。但是，智能電網的建設是一項高度復雜的長期的系統工程，不僅僅需要解決眾多的技術難題，更要深入研究與之配套的宏觀政策、市場機制、社會經濟、發展戰略、經營管理等等相關方面的軟科學類問題。我國的智能電網建設應開展關于能源發展與智能電網相結合的調研并進行深入分析，結合國外的研究成果及建議，立足我國電網自身的特點以及現有的信息、控制、管理系統發展水平，綜合考慮未來相關技術的發展方向，構建符合我國能源戰略和社會發展要求的智能電網。通過智能電網的各種關鍵技術持續更新完善，實現智能電網的自愈、安全、兼容、交互、集成、協調、高效，優質等特點，從而完成對電網運行的快速響應，提高整個系統的經濟性、可靠性以及安全性。

參考文獻：

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