淺析智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理

劉偉

摘 要：伴隨著科技的高速前進(jìn)與成長，智能化電網(wǎng)逐漸融入了人們的生活中。但目前國內(nèi)針對智能電網(wǎng)的研究和具體實踐使用相對較少，對智能電網(wǎng)的開發(fā)力度還不夠，故有關(guān)研究認(rèn)為通過對具體問題的研究，把智能電網(wǎng)實行部分的優(yōu)化改造，以適應(yīng)智能電網(wǎng)的應(yīng)用需要，便于智能電網(wǎng)的發(fā)展。文章主要通過對智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展機(jī)理。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；發(fā)展機(jī)理；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

引言

近年來，智能電網(wǎng)發(fā)展速度越來越快，其所涉及的范圍也越來越廣，涵蓋的技術(shù)環(huán)節(jié)也有所增加，當(dāng)然其中包含很多專業(yè)要求極高的電力工程。當(dāng)下，智能電網(wǎng)在人們的生活、工作中應(yīng)用愈加廣泛，已成為人們生活必不可少的一部分。現(xiàn)今，國內(nèi)外對智能電網(wǎng)進(jìn)行了深入的研究，其研究內(nèi)容包括與電網(wǎng)有關(guān)的發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)的發(fā)展技術(shù)的提高等，本文重點是對智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理的研究與探索。

1 智能電網(wǎng)概述

1.1 智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)就是對供電網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)行智能化處理（智能電力），也被稱為電網(wǎng)2.0。智能電網(wǎng)實際上是在高度集成、高速雙向的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上建立的，運(yùn)用先進(jìn)的傳感與測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備和控制機(jī)制，及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)，以提高智能電網(wǎng)的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、高效性，并且保證其在使用過程中是安全的，綠色環(huán)保無污染的，對社會沒有危害的。其首要特點就是提供具有鼓勵、自愈以及可以防御外界攻擊的高質(zhì)量電能電力，可以包容多樣的發(fā)電形式，推動電力市場的高速發(fā)展以及優(yōu)化加速資產(chǎn)的動作效率。

世界各國對智能電網(wǎng)的理解不同，導(dǎo)致每個國家智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)也是不盡相同的。因此，我國的智能電網(wǎng)也是有別于其它國家的，所以我國政府對智能電網(wǎng)的劃分標(biāo)準(zhǔn)也和其它國家不同，我國對其的定義是：智能電網(wǎng)是用特高壓電網(wǎng)作為主體，并配合各級電網(wǎng)的綜合性電網(wǎng)，再結(jié)合先進(jìn)的通信、信息與控制手段，構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一堅強(qiáng)智能化電網(wǎng)。

1.2 智能電網(wǎng)的基本構(gòu)架

目前，國際上對智能電網(wǎng)的基本機(jī)構(gòu)還沒有統(tǒng)一的概念和標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)各國設(shè)想，構(gòu)建智能電網(wǎng)基本包含以下方面：

智能電網(wǎng)是以先進(jìn)的傳感測量、信息通信、分析決策、自動化控制技術(shù)結(jié)合電力能源技術(shù)，再配以完善而密集的電力輸送網(wǎng)絡(luò)形成了新型的現(xiàn)代化電網(wǎng)。

不過目前智能電網(wǎng)的研發(fā)還處于初級起步階段，各國情況不同，發(fā)展方向和重點也不同，再就是資源劃分也不同，所以目前在國際上沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不過就目前的研究情況而言，智能電網(wǎng)的本質(zhì)就是在原來電網(wǎng)的基礎(chǔ)上引入新技術(shù)、新方法，例如先進(jìn)通信技術(shù)，智能化控制技術(shù)，計算機(jī)與信息技術(shù)以及電力工程技術(shù)等等，形成了一個有機(jī)綜合體，就是現(xiàn)在化的智能電網(wǎng)，也是人工智能的一種體現(xiàn)，具備比較強(qiáng)大的應(yīng)變能力，形成了一套完整的自動化的供電網(wǎng)絡(luò)。

其主要特征包括：（1）堅強(qiáng)。發(fā)生重大故障或大擾動、有自然災(zāi)害、外力破壞等情況下，電網(wǎng)依然可以安全運(yùn)行，確保居民用電，且不發(fā)生大面積停電事故，保障電力信息安全。（2）自愈性。具備實時、在線、持續(xù)的安全評估與分析能力，強(qiáng)大的警戒、預(yù)防控制能力，及自我故障診斷、故障隔離、系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。（3）兼容性。可以保障再生能源、分布式電源、微電網(wǎng)的合理、有序接入，并充分完成和居民間的互動，滿足居民的用電需求。（4）經(jīng)濟(jì)性。可以有效實現(xiàn)資源優(yōu)化、減少電網(wǎng)耗損，提升利用流程，并對電力市場、電力交易的運(yùn)營開展有積極的作用。（5）集成性。利用統(tǒng)一的平臺，將電網(wǎng)的信息進(jìn)行共享，并達(dá)成電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化管理的目的。（6）優(yōu)化性。能有效降低電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)成本，優(yōu)化資產(chǎn)利用率。

2 智能電網(wǎng)的發(fā)展機(jī)理

智能電網(wǎng)的發(fā)展機(jī)理指在特定環(huán)境中，電網(wǎng)系統(tǒng)中各個組成部分內(nèi)在工作模式之間相互支持、相互作用的一個機(jī)制。電力系統(tǒng)發(fā)展機(jī)制分為內(nèi)外兩個方面，其一是內(nèi)部的基本模式，是智能電網(wǎng)得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在結(jié)合外部因素環(huán)境、能源、經(jīng)濟(jì)等的作用，構(gòu)成了智能電網(wǎng)的發(fā)展和循環(huán)系統(tǒng)。

2.1 智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)模式

智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)模式是由發(fā)電機(jī)發(fā)電、輸送電力、變電箱變電、配電、用電市場、市場調(diào)度和參與主體等組成的，其相互作用，形成了一次性轉(zhuǎn)化電能并輸送到用電市場的循環(huán)系統(tǒng)。其中電力流向是發(fā)電——輸電——變電——配電——用電的過程。其各個環(huán)節(jié)通過市場的參與主體、電力和調(diào)度等進(jìn)行聯(lián)系并相互影響，這些影響產(chǎn)生于各環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)輸送、控制和狀態(tài)感知等。在不同國家這種影響和作用的運(yùn)用模式不同，但參與主體是各個國家電網(wǎng)基礎(chǔ)模式的重要組成。

電力系統(tǒng)的基本模式受限于電力技術(shù)、成本等條件的約束，只有當(dāng)電力相關(guān)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定階段，才能從根本上改變整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式。當(dāng)電網(wǎng)的基本模式相同時，其參與主體運(yùn)作電能與相互聯(lián)系作用的不同模式，會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的不同。當(dāng)然，電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作模式是實時變化的。

2.2 智能電網(wǎng)的外部推動因素

電力主要是供給整個社會需求的，所以智能電網(wǎng)的外部推動因素即為社會需求，這種需求可以影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)作模式，不同的國家運(yùn)作模式也各不相同。但其主要作用于智能電網(wǎng)的外部推動因素是大致相同的。

（1）為社會提供充足的、安全的、高效的電力，保證社會的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（2）可以有效減少不可再生能源的占比，提升再生能源再次利用的占比。（3）降低溫室污染源的排放量，提升電力的使用占比，從而減少環(huán)境污染。（4）能有效減少智能電網(wǎng)的整體運(yùn)行與維護(hù)成本，節(jié)省能源。

2.3 智能電網(wǎng)的發(fā)展機(jī)理

通過上述對智能電網(wǎng)基礎(chǔ)模式和外部推行因素的分析和研究得出，電力智能化的發(fā)展機(jī)理首先是智能電網(wǎng)發(fā)展的主要問題在于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境等因素之間難以協(xié)調(diào)，和智能電網(wǎng)運(yùn)作模式間的有機(jī)結(jié)合。其次是來源于社會經(jīng)濟(jì)中各種因素的推動，這些因素使得智能電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式得以完善，并促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。簡單來說是，經(jīng)濟(jì)社會的各種影響因素決定著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的未來發(fā)展，這些發(fā)展期望促進(jìn)了國家和政府對智能電網(wǎng)的重視程度，為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供了經(jīng)濟(jì)和政策的便利條件。這些便利條件重點作用于智能電網(wǎng)的規(guī)劃中，具體表現(xiàn)為政府對智能電網(wǎng)的技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)和管理模式等各個方向具體執(zhí)行方案的支持。技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)等硬性條件直接影響于智能電網(wǎng)系統(tǒng)的各個細(xì)節(jié)；國家的經(jīng)濟(jì)、政策支持，管理方式的轉(zhuǎn)變屬于軟性因素，直接對智能電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)模式產(chǎn)生影響，最后對整個智能電網(wǎng)系統(tǒng)的管理模式、運(yùn)轉(zhuǎn)模式產(chǎn)生積極作用。智能電網(wǎng)系統(tǒng)的各個步驟節(jié)節(jié)相扣，相互作用，對一個環(huán)節(jié)的影響，會直接作用于整個環(huán)節(jié)，并最終影響到用戶的用電安全和質(zhì)量，降低社會經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)然，上述對智能電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展機(jī)理的研究相對而言覆蓋面比較廣的，在對其進(jìn)行詳細(xì)研究時，可以直接針對其中的某一個步驟進(jìn)行詳細(xì)的探索，比如智能電網(wǎng)的發(fā)電和輸電等；也可以把所有步驟結(jié)合起來進(jìn)行研究，這樣可以全方位的考慮到影響智能電網(wǎng)系統(tǒng)的各個因素。

3 結(jié)束語

電網(wǎng)智能化現(xiàn)今已經(jīng)進(jìn)入最重要的建設(shè)期，其相關(guān)的理論探索也愈發(fā)重要。只有對智能電網(wǎng)的研究越加深入，才能夠更好的提供社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的高質(zhì)量電能，為我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。智能電網(wǎng)的發(fā)展和利用也可以讓國民甚至偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電問題得到充分解決，保障國家的社會穩(wěn)定。在智能電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也能減少污染，增加可再生能源的利用率，提高社會的經(jīng)濟(jì)效益。

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