朱巖 任曉峰

摘要：智能電網(wǎng)具有安全水平高、穩(wěn)定性能好、配置效率高、適應(yīng)能力強(qiáng)、互動(dòng)性能好、綜合效益優(yōu)等特點(diǎn)。闡述智能電網(wǎng)的基本概念、主要優(yōu)勢(shì)及發(fā)展前景，詳細(xì)介紹智能電網(wǎng)建設(shè)的核心技術(shù)內(nèi)容，以期為加快智能電網(wǎng)建設(shè)步伐提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；特點(diǎn)；核心技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）02-0062-02

電網(wǎng)作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在保障能源安全、促進(jìn)節(jié)能減排、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)中發(fā)揮著非常重要的作用?！笆濉笔俏覈?guó)全面建成小康社會(huì)的決勝期，經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展對(duì)電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力和智能化水平提出了更高的要求，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。加快建設(shè)安全水平更高、穩(wěn)定性能更好、配置效率更高、適應(yīng)能力更強(qiáng)、互動(dòng)性能更好、綜合效益更優(yōu)的智能電網(wǎng)，是著力轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)科學(xué)發(fā)展的必由之路，對(duì)于電力企業(yè)積極深化“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”，著力建設(shè)“一強(qiáng)三優(yōu)”的現(xiàn)代公司具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

1 智能電網(wǎng)的基本概念及主要特點(diǎn)

智能電網(wǎng)是以集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，廣泛使用先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)，通過先進(jìn)的控制方法和決策支持系統(tǒng)技術(shù)，使電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)的先進(jìn)性和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面。

1.1 穩(wěn)定性和適應(yīng)性強(qiáng)

智能電網(wǎng)具有更加完善的基礎(chǔ)體系和更加先進(jìn)的技術(shù)支撐體系，當(dāng)受到各類外部干擾和攻擊時(shí)，能夠有效地進(jìn)行自我保護(hù)，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)電網(wǎng)在接入清潔能源或可再生能源時(shí)受到限制和要求較多，而智能電網(wǎng)完全不受任何限制，可以大量接入。

1.2 預(yù)見性和自愈性強(qiáng)

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，廣泛應(yīng)用信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障隱患。當(dāng)某一線路和設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，智能電網(wǎng)可以通過自動(dòng)控制系統(tǒng)及時(shí)隔離故障，有效避免故障影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，造成大面積停電。

1.3 操控性和經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

智能電網(wǎng)廣泛應(yīng)用了網(wǎng)廠協(xié)調(diào)、柔性交直流輸電、電力儲(chǔ)能、智能調(diào)度、配電自動(dòng)化、通信信息、現(xiàn)代管理等技術(shù)，一方面使控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制更加靈活、有效，另一方面使電力設(shè)備的使用效率大大提高，從而降低電能損耗，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。

1.4 集成性和互動(dòng)性強(qiáng)

智能電網(wǎng)通過對(duì)信息進(jìn)行高度集成、共享和利用，在操控終端可以掌握電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，使運(yùn)行管理更加系統(tǒng)和智能化。通過建立雙向互動(dòng)服務(wù)模式，一方面電力企業(yè)可以及時(shí)了解用戶需求，并為其提供更好的服務(wù)，另一方面用戶可以及時(shí)了解電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)信息，合理使用電器和設(shè)備。

2 智能電網(wǎng)的發(fā)展前景

當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)是我國(guó)能源領(lǐng)域改革的重要內(nèi)容，太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型能源的快速發(fā)展為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了良好契機(jī)，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高為智能電網(wǎng)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)的優(yōu)越性已得到世界各國(guó)的普遍共識(shí)，越來越多的國(guó)家和地區(qū)都根據(jù)自身實(shí)際，充分借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，積極應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段，大力發(fā)展智能電網(wǎng)。

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，電能使用越來越廣泛，電量消耗越來越多，對(duì)電能質(zhì)量要求越來越高，而我國(guó)的電力能源分布與電能使用分布呈逆向狀態(tài)，因此，必須建設(shè)先進(jìn)的智能電網(wǎng)才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電要求。智能電網(wǎng)建設(shè)要以提高電網(wǎng)資源配置能力、安全水平、運(yùn)行效率以及電網(wǎng)與用戶的互動(dòng)性為主要目標(biāo)，著力加強(qiáng)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，切實(shí)抓好重點(diǎn)領(lǐng)域項(xiàng)目攻關(guān)，研究開發(fā)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用各種新技術(shù)、新方法，有效提高電網(wǎng)智能化水平。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)預(yù)計(jì)到2020年將建成統(tǒng)一的較高水平的智能電網(wǎng)。

3 智能電網(wǎng)建設(shè)的核心技術(shù)

3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

靈活、堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。由于我國(guó)的能源供給地區(qū)和能源需求地區(qū)在空間分布上非常不平衡，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電能的需求，必須通過建設(shè)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離的輸電線路完成電能輸送。采用特高壓輸電，一方面可以提升輸送容量，另一方面可以降低電能損耗，是當(dāng)前世界上廣泛使用的電能輸送方式。特高壓線路如何布局、積極電網(wǎng)如何規(guī)劃、電網(wǎng)之間如何進(jìn)行銜接、系統(tǒng)間如何協(xié)調(diào)發(fā)展等問題需要進(jìn)一步研究解決。

3.2 通信系統(tǒng)集成技術(shù)

智能電網(wǎng)必須能夠識(shí)別故障先期征兆、預(yù)判故障發(fā)生、及時(shí)處理故障、抵抗干擾信號(hào)，所以，智能電網(wǎng)需要具備可靠的監(jiān)視及系統(tǒng)分析能力。同時(shí)，智能電網(wǎng)只有不斷地進(jìn)行整合與集成，才能為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)運(yùn)行提供信息服務(wù)。在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，要求建立完善的通信網(wǎng)絡(luò)體系，運(yùn)用系統(tǒng)集成技術(shù)，有效保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 電力電子設(shè)備

智能電網(wǎng)在發(fā)電、輸電、變電、配電等環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)。當(dāng)前，電力系統(tǒng)普遍采用的電子設(shè)備裝置包括DSP全數(shù)字控制技術(shù)、全控型大功率電力電子器件及高性能的大功率變流器等。

3.4 高級(jí)計(jì)量體系及需求側(cè)管理

為了確保供電和用電之間的平衡，智能電網(wǎng)必須全面了解用電客戶的用電情況和規(guī)律，從而進(jìn)行規(guī)劃。可以通過通信系統(tǒng)把智能電表連接起來，組成一個(gè)完整的計(jì)量系統(tǒng)，計(jì)量系統(tǒng)可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、用戶側(cè)管理及分時(shí)電價(jià)管理，全面了解和掌握用戶用電情況。

3.5 分布式能源接入技術(shù)

分布式能源分為兩種，一種是分布式發(fā)電，另一種是分布式儲(chǔ)能，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較為普遍。分布式發(fā)電技術(shù)包括7個(gè)方面內(nèi)容：一是微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，二是燃料電池技術(shù)，三是地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，四是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，五是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，六是海洋能發(fā)電技術(shù)，七是地?zé)岚l(fā)電技術(shù)。分布式儲(chǔ)能裝置包括3個(gè)方面內(nèi)容：一是蓄電池，二是飛輪，三是超導(dǎo)儲(chǔ)能。近年來，風(fēng)能和太陽(yáng)能電廠發(fā)展很快，接入電網(wǎng)的電量逐年增長(zhǎng)，由于風(fēng)能和太陽(yáng)能波動(dòng)性和間歇性較大，很大程度影響電網(wǎng)的穩(wěn)定供電，所以對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)模型及計(jì)算速度要求很高。

3.6 智能調(diào)度技術(shù)

作為未來智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，智能調(diào)度技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)調(diào)度控制中心的各項(xiàng)功能進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。通過建立一個(gè)廣域同步信息網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制、保護(hù)控制、解列控制、緊急控制和恢復(fù)控制等綜合防御體系。為了預(yù)防電網(wǎng)因局部故障不及時(shí)排除而導(dǎo)致大面積停電的現(xiàn)象，智能調(diào)度可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，通過進(jìn)行實(shí)時(shí)決策指揮，及時(shí)排除局部故障。智能調(diào)度包含的關(guān)鍵技術(shù)包括8個(gè)方面內(nèi)容：一是系統(tǒng)快速仿真與模擬技術(shù)，二是調(diào)度決策可視化技術(shù)，三是預(yù)防控制技術(shù)，四是智能預(yù)警技術(shù)，五是優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，六是智能預(yù)警技術(shù)，七是應(yīng)急指揮系統(tǒng)，八是配電自動(dòng)化技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

加快智能電網(wǎng)建設(shè)步伐，可以有效優(yōu)化電力資源配置，使越來越多的風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生資源轉(zhuǎn)化為電能接入電網(wǎng)，對(duì)于提高資源利用效率、電能質(zhì)量、供電穩(wěn)定性等具有重要意義。在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，不僅要考慮解決當(dāng)前實(shí)際問題，也要充分考慮發(fā)展前景問題，這樣才能建設(shè)好堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)。

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