中國智能電網(wǎng)發(fā)展述評、展望與建議

王星星

【摘要】：智能電網(wǎng)是二十一世紀(jì)電力行業(yè)的一種新興發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)的發(fā)展對國家的未來發(fā)展有很大的幫助，不管是經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上，都是一個(gè)值得研究的方向。智能電網(wǎng)促進(jìn)了新能源的發(fā)展，靈活的運(yùn)用了分布式電源。對智能電網(wǎng)的概念和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說明。涉及了電力領(lǐng)域，通信領(lǐng)域，信息領(lǐng)域等多方面技術(shù)的綜述，指出了它們的技術(shù)內(nèi)涵和發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】：中國智能；電網(wǎng)發(fā)展；述評；建議

1、智能電網(wǎng)的含義和如今建設(shè)特點(diǎn)

在全球，各個(gè)國家都對電力有著需求量，只不過在量的方面上有著頗多的不同。所以各個(gè)國家對智能電網(wǎng)這一新型產(chǎn)業(yè)十分的關(guān)注，積極的做著這方面的研究。由于各個(gè)國家對智能電網(wǎng)的認(rèn)知程度不同，導(dǎo)致它的概念也不同，但通俗來講，智能電網(wǎng)應(yīng)用物理技術(shù)，結(jié)合電子信息技術(shù)和先進(jìn)的測量技術(shù)等其他技術(shù)來提高電網(wǎng)整體的穩(wěn)定性和高效性。智能電網(wǎng)的開發(fā)和應(yīng)用在各個(gè)環(huán)節(jié)都有所改變，并實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，能夠合理的分配資源，使各個(gè)環(huán)節(jié)之間能夠緊密的配合，減少能源的消耗，把電力系統(tǒng)又一次提升到新臺面。將電力系統(tǒng)統(tǒng)一化有利于提高智能電網(wǎng)的性能質(zhì)量，保證智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面，智能電網(wǎng)屬于節(jié)能環(huán)保型，通過它可以很好的節(jié)省資源，提高供電效率，使用戶能夠更安全更方便的用電。在應(yīng)用智能電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解它的一些特性。自動檢查功能，這是智能電網(wǎng)特有的，通過這項(xiàng)功能可以更方便更及時(shí)找到系統(tǒng)的漏洞，并及時(shí)解決一些出現(xiàn)的突發(fā)狀況；另外，智能電網(wǎng)利用它的優(yōu)化性將電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)能力，促進(jìn)電力市場的發(fā)展。還有智能電網(wǎng)能夠滿足不同地域人們的需求，無論是集中區(qū)還是分散區(qū)，都可以提供充足的電力。

2、智能電網(wǎng)技術(shù)

2.1實(shí)時(shí)信息采集及處理技術(shù)

智能電網(wǎng)的一個(gè)顯著優(yōu)勢就是可以實(shí)現(xiàn)對電力參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，如電壓、電流、功率以及功率因數(shù)等。在實(shí)現(xiàn)對電力參數(shù)實(shí)時(shí)采集的基礎(chǔ)上，智能電網(wǎng)還可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善的存儲和處理，并在此基礎(chǔ)上對當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析以及對可能存在的故障隱患進(jìn)行識別和快速處理。

2.2能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

隨著風(fēng)電、太陽能發(fā)電等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，未來電網(wǎng)是朝著大規(guī)模的能源轉(zhuǎn)換以及并網(wǎng)的方向發(fā)展，而這就對能源轉(zhuǎn)換技術(shù)提出了較高的要求。就目前來說，我國智能電網(wǎng)建設(shè)中所采用的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)主要集中在可再生能源方面，與歐美國家相比還有不小的差距，而這還需要我們對相關(guān)技術(shù)做進(jìn)一步的研究和開發(fā)。

2.3蓄電池技術(shù)

蓄電池又叫二次電池，是智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于易受天氣影響而變化的風(fēng)力發(fā)電站和太陽能發(fā)電站可處理電源出力的波動，防止用戶側(cè)安裝的分布式電源發(fā)電引起的逆潮流，以及電動汽車的普及，針對以上者幾點(diǎn)狀況，蓄電設(shè)備都是不可或缺的。蓄電池主要有鉛電池、鎳氫電池、NAS電池、鋰電池等。其中鋰離子電池的能源效率是最高的，但是壽命最短。鎳氫電池的壽命最長，效率也較高，成本也較低。

2.4電能質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)

電能質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)主要包括電能質(zhì)量控制技術(shù)、自適應(yīng)靜止無功補(bǔ)償技術(shù)、直流有源濾波器相關(guān)技術(shù)、連續(xù)調(diào)諧波器關(guān)鍵技術(shù)等，些技術(shù)的應(yīng)用在提升電能質(zhì)量和降低電網(wǎng)運(yùn)行成本等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在未來的智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)和建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.5超導(dǎo)電力技術(shù)

超導(dǎo)電力技術(shù)是利用超導(dǎo)體的無阻載流能力和正常態(tài)與超導(dǎo)態(tài)相變的特性發(fā)展而來的一種新型電力技術(shù)，它可以顯著的提高電網(wǎng)的能量傳輸效率和可靠性，在整個(gè)電力價(jià)值鏈中都有廣泛的應(yīng)用前景。

2.6高速雙向通信技術(shù)

將高速雙向通信技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中，可以有效提升電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控能力，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對智能電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)度管理的優(yōu)化，從而顯著提高智能電網(wǎng)的運(yùn)行效益和工作可靠性。

2.7特高壓技術(shù)

特高壓輸電技術(shù)的輸送容量是超高壓輸電的3到4倍。所以發(fā)展特高壓輸電技術(shù)是刻不容緩的。目前我國的特高壓交直流輸電技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但是裝備設(shè)備成本較高，可靠性較低。特高壓系統(tǒng)成網(wǎng)后應(yīng)注意特高壓系統(tǒng)的精細(xì)化及高端設(shè)備的研制。考慮地理，天氣，環(huán)境，運(yùn)輸?shù)确矫娴南拗疲瑧?yīng)該將特高壓向小型或組合型發(fā)展，提高設(shè)備可靠性，降低維護(hù)成本。在形成特高壓電網(wǎng)的同時(shí)，也需研究電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平、特高壓輸電工程建設(shè)時(shí)序。

2.8可再生能源和分布式電源

可再生能源包括太陽能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等。分布式能源包括分布式儲能、分布式發(fā)電。分布式發(fā)電的技術(shù)有很多，比如太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、燃料電池技術(shù)、海洋能發(fā)電技術(shù)等。風(fēng)能屬于可再生能源。它是一種通過風(fēng)力使風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的方式。風(fēng)力發(fā)電能源利用率高，目前在歐洲的應(yīng)用較為廣泛。太陽能發(fā)電是利用太陽能板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的。太陽能發(fā)電設(shè)備容易安裝，有望普及。光伏發(fā)電系統(tǒng)通常會設(shè)置在易管理且靠近需求的地方，所以線損較小。但是太陽能光板的面積小，發(fā)電量較小。夜間或光照條件不好的時(shí)候就不能發(fā)電，這是光伏發(fā)電的一大缺點(diǎn)。光伏發(fā)電系統(tǒng)也是一個(gè)較低發(fā)電率和較高成本的發(fā)電系統(tǒng)。

3、來智能電網(wǎng)的趨勢和展望

城市化步伐的加快，使得智能電網(wǎng)的發(fā)展速度也在飛速上升。用戶并網(wǎng)的增加，對于用戶系統(tǒng)來說，通過在用戶端安裝智能儀表來擴(kuò)大智能用戶的范圍，實(shí)現(xiàn)智能城市；在特高壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，擴(kuò)大現(xiàn)有的廣域監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)更新輸電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)的輸電網(wǎng)信息；完善調(diào)度中心功能以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度和動態(tài)監(jiān)控；研制新型電力電子器件，開發(fā)各種儲能設(shè)備也是主要研究方面。通過對智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的影響分析，可規(guī)劃出符合中國國情的中國式智能電網(wǎng)。它是以特高壓為輸電骨架和區(qū)域電網(wǎng)核心，結(jié)合配電網(wǎng)電壓等級改造和用戶智能設(shè)備更新形成的智能電網(wǎng)。應(yīng)該鼓勵(lì)企業(yè)廣泛參與，促進(jìn)中國式智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康順利的發(fā)展。

結(jié)語

智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢，而要推動智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，就必須建立一個(gè)系統(tǒng)、完善的智能電網(wǎng)技術(shù)體系，從而為智能電網(wǎng)的建設(shè)工作提供有力的技術(shù)支撐，而這還需要我們電力技術(shù)人員做出更多的努力和創(chuàng)新。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]中國科學(xué)院“構(gòu)建符合中國國情的智能電網(wǎng)”咨詢項(xiàng)目工作組.中國智能電網(wǎng)的技術(shù)和發(fā)展[M].北京：科學(xué)出版社，2013（21）：15-17.

[2]劉振亞.智能電網(wǎng)與第三次工業(yè)革命[N].科技日報(bào)，2013（01）：65-67.