智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究

許鑫鑫 江蘇蘇源高科技有限公司

智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究

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智能電網(wǎng)已成為近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)的熱門話題。文章簡(jiǎn)述和分析了智能電網(wǎng)研究開發(fā)背景情況，國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)的概念、特性和要求，智能電網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)要求及我國(guó)目前取得的進(jìn)展。

智能電網(wǎng) 發(fā)展現(xiàn)狀 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 中國(guó)特色

1 背景

電網(wǎng)是國(guó)家能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，提出電網(wǎng)應(yīng)該具備：高效、清潔、安全、可靠、交互的特征。智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感量測(cè)技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)與能源電力技術(shù)以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。

2 研究進(jìn)展

2.1 美國(guó)

智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)來改善從大型發(fā)電廠通過傳輸系統(tǒng)到電力用戶的電力系統(tǒng)、以及數(shù)量正在增長(zhǎng)的分布式發(fā)電和存儲(chǔ)資源的可靠性、安全性和效率（經(jīng)濟(jì)的和能源的）。美國(guó)電力化建設(shè)開展較早，但對(duì)電網(wǎng)建設(shè)投入不足，電力系統(tǒng)從業(yè)人員年齡結(jié)構(gòu)逐漸老化，電網(wǎng)設(shè)備陳舊，存在穩(wěn)定性問題，急需提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的可靠性。因此其智能電網(wǎng)建設(shè)關(guān)注于加快電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級(jí)更新，最大限度地利用信息技術(shù)，提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平。

2.2 歐洲

智能電網(wǎng)是一個(gè)能夠智能地整合所有與之相聯(lián)接的使用者（發(fā)電者、電力消費(fèi)者或兩者兼?zhèn)洌┑男袨楹突顒?dòng)的電力網(wǎng)絡(luò)。歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，其網(wǎng)架架構(gòu)、電源布點(diǎn)、電源類型臻于完善，負(fù)荷發(fā)展趨于平緩，電網(wǎng)新增建設(shè)規(guī)模有限。歐洲技術(shù)論壇：智能電網(wǎng)通過采用創(chuàng)新性的產(chǎn)品和服務(wù)，使用智能檢測(cè)、控制、通信和自愈技術(shù)，有效整合發(fā)電方、用戶或者同時(shí)具有發(fā)電和用電特性成員的行為和行動(dòng)，以期保證電力供應(yīng)持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全。

2.3 中國(guó)

智能電網(wǎng)定義：現(xiàn)代電網(wǎng)與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)深度融合，構(gòu)建成的智能、高效、可靠的綠色電網(wǎng)。

中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展時(shí)期，電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)面臨巨大壓力；同時(shí)，地區(qū)能源分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況極不平衡：負(fù)荷中心在中東部地區(qū)，而能源中心則在西部和北部地區(qū)，其中蘊(yùn)藏量極大的風(fēng)能主要分布于東北、西北、華北以及沿海地區(qū)，太陽(yáng)能資源主要分布在西藏、新疆和內(nèi)蒙古等北部和西部地區(qū)。

3 智能電網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

智能電網(wǎng)應(yīng)用六大環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度環(huán)節(jié)。

（1）發(fā)電環(huán)節(jié)：引導(dǎo)電源集約化發(fā)展，協(xié)調(diào)推進(jìn)大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地的開發(fā)；強(qiáng)化機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)，提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平；實(shí)施節(jié)能發(fā)電調(diào)度，提高常規(guī)電源的利用效率；優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏等新能源的科學(xué)合理利用。

（2）輸電環(huán)節(jié)：加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)國(guó)家電網(wǎng)；集成應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝；實(shí)現(xiàn)勘測(cè)數(shù)字化、設(shè)計(jì)可視化、移交電子化、運(yùn)行狀態(tài)化、信息標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化；全面實(shí)施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理；廣泛采用靈活交流輸電技術(shù)，提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性。

（3）變電環(huán)節(jié)：設(shè)備信息和運(yùn)行維護(hù)策略與電力調(diào)度全面互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理；樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能化變電站；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面采集和實(shí)時(shí)共享，支撐電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級(jí)應(yīng)用，保障各級(jí)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）配電環(huán)節(jié)：建成高效、靈活、合理的配電網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力和可再生能源接納能力，在發(fā)生緊急狀況時(shí)支撐主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)集中/分散儲(chǔ)能裝置及分布式電源的兼容接入與統(tǒng)一控制；供電可靠性和電能質(zhì)量顯著提高；完成實(shí)用型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的全面建設(shè)。

（5）用電環(huán)節(jié)：構(gòu)建智能營(yíng)銷組織模式和標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)體系；全面開展智能用電服務(wù)，在全國(guó)范圍推廣應(yīng)用智能電表；構(gòu)建智能化雙向互動(dòng)體系，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)，提升用戶服務(wù)質(zhì)量；推動(dòng)智能樓宇、智能家電、智能交通等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，改變終端用戶用能模式，提高用電效率，電能在終端能源消費(fèi)中的比重超過26%。

（6）調(diào)度環(huán)節(jié)：以服務(wù)特高壓大電網(wǎng)安全運(yùn)行為目標(biāo)，開發(fā)建設(shè)新一代智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行信息全景化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、安全評(píng)估動(dòng)態(tài)化、調(diào)度決策精細(xì)化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)最優(yōu)化，形成一體化的智能調(diào)度體系，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠、靈活協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

4 小結(jié)

經(jīng)過多年的建設(shè)，我國(guó)電力系統(tǒng)建成了以光纖通信為主的、微波和載波等多種通信方式并存的、世界上規(guī)模最大的電力通訊主干網(wǎng)絡(luò)；在發(fā)電、輸電、配電盒用電等各個(gè)環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用先進(jìn)的信息通信技術(shù)、傳感與量測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)。電力生產(chǎn)運(yùn)行主要指標(biāo)接近或達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平；在特高壓輸電、大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、廣域相量測(cè)量、電網(wǎng)頻率質(zhì)量控制、穩(wěn)態(tài)/暫態(tài)/動(dòng)態(tài)三位一體安全防御和自動(dòng)電壓控制技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入了國(guó)際領(lǐng)先行列。。

[1]王鑫，吳鵬.我國(guó)智能電網(wǎng)基本特征和技術(shù)進(jìn)展[J].科技展望，2015，25(20)：112.

[2]張東霞，苗新，劉麗平，張焰，劉科研.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J/OL].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，35(01)：2-12.

[3]張毅威，丁超杰，閔勇，姜學(xué)平，范明天，張祖平.歐洲智能電網(wǎng)項(xiàng)目的發(fā)展與經(jīng)驗(yàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014，38(07)：1717-1723.