智能電網概述與應用前景分析

周楚涵 周 靜

(西華大學土木建筑與環境學院，四川 成都 610039)

0 引言

改革開放以來，電力發展迅速，過去老舊、復雜的供電方式已經無法滿足人們生產、生活的需求，各類電力系統迅速發展，其中利用分布式數據傳輸、計算機控制技術，以及多個供電單元之間數據和控制命令的智能電網傳輸方式，逐漸走入大眾視野。智能電網集合了各類數字化系統的優點，具有靈活、清潔、安全、經濟、友好的特點，在倡導環保的大趨勢下，必將引領未來電網發展。

1 智能電網的概念

智能電網是電網智能化的簡稱，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，主要包括分布式發電和并網技術，建立成一個完整的電力系統，具有調節可控、智能分析、電能質量高等優點，能夠為日漸增長的電能需求服務，同時減少投資成本，提高用戶收益。智能電網是整體性的概念，它由智能變電站、智能交互終端、智能調度、新型儲能系統等構成，隨著5G時代的到來，其發展方向愈發寬泛，一旦覆蓋全球，將衍生出更多的相關產品，促進其它行業受益的同時，也將推動智能電網的發展。

2 智能電網的前世今生

隨著信息和技術的變革，用戶對電力供應和電能質量的要求不斷提高，落后陳舊的電網供不應求，智能電網的概念開始被提及，最早源于美國，在《經濟復興計劃進度報告》中，美國計劃在未來3年內，投資實現電網的信息化、自動化等。隨后不久，歐盟電力行業也逐步重視智能電網，將之發展為供求互動的服務網；日本、韓國、澳大利亞等也紛紛建立了智能電網綜合性試點項目，智能電網在全球范圍內的認可度不斷提高。

我國關于智能電網的建設項目也在2007年正式啟動，這標志著智能電網進入我國?！?009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網正式宣布將加強智能電網的建設，并公布了規劃試點、全面建設、引領提升三階段的方案。雖然目前智能電網也仍舊處于初步發展階段，但其卻已經展示出了極大的潛力，正如江河迢迢，無論過程如何曲折，最終都將匯入大海，未來智能電網也終將成為時代的標志和方向。

3 智能電網的特征

智能電網具有“自愈”能力。從某種方面來說，它相當于人體的免疫系統，能夠掃描出問題元件和軟件，并進行自我糾察和修復，實現電網的智能化獨立運行。智能電網的自愈性能夠大大節省人工成本，并保證電網的持續運行，使得電網處于健康狀態。當某一元件發生故障時，電網會自動預警，并切斷這一路徑，迅速將之轉移到另一條正常路徑上，從而不影響用戶端使用。

相較傳統配電網，智能電網可以與用戶弧頂。智能電網通過與DER進行大規模連接，還可以與智能電表配合，使得用戶端能夠與供電方進行互動交流，用戶多了自主選擇權，體驗感將大幅提升，同時也將減少各類計算誤差和輸出損耗。簡單來說，智能電網將脫離傳統電網的束縛，實現實時交互的功能。

智能電網具有經濟高效性。隨著用電需求的不斷提升，21世紀對電能質量、能源清潔性、效率都將提出更高的要求。而電能質量與經濟性掛鉤，這意味著國家將利用智能電網進行分級，各用戶可根據實際情況選擇，以此來促進節能減排。隨著科技變革，環境友好型的能源將占據主導地位，而智能電網則符合此條件，并有無限發展空間。

4 國內外應用前景分析

智能電網是一個耗費巨大的歷史性工程，其包含的信息復雜程度較大，存在一定的難度，包括整個配電網絡系統的升級、電力運輸的改善、智能電表、電能質量的分級等，這在全球范圍內目前還沒有公認的衡量標準。根據最新數據顯示，截止至2020年，智能電網的市場將增長至730億美元。從數據上來看，架構趨于智能、高效的智能電網將逐漸代替傳統電網，并保證持續且穩定地按需求為各地提供電能。智能電網覆蓋面大，光伏發電、太陽能發電、地熱發電、核能發電等方式都將成為其中整合的一部分，增加新型能源發電和減少不可再生能源的使用率，實現融合發展。

5 總結

隨著科學技術的不斷提升和用戶需求的提高，智能電網憑借其各項可靠、智能的特點，將引領能源方向的變革，成為新時代的主要電網。智能電網具有強大的資源優化和配置能力，促進新能源發展，帶動相關電力硬軟件發展，是實現用戶端與供電終端便捷互動的有效方式，向世界電網注入了新鮮血液，在時代前進洪流中，必將脫穎而出。