智能電網(wǎng)設(shè)備研發(fā)的思考

文／中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)智能電網(wǎng)設(shè)備工作委員會(huì)／

“十一五”期間，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，風(fēng)電總裝機(jī)連續(xù)5年實(shí)現(xiàn)翻番。截止2010年底，風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到4182.7萬(wàn)千瓦，其中3100萬(wàn)千瓦裝機(jī)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，與美國(guó)風(fēng)電規(guī)模相當(dāng)。2010年，風(fēng)電發(fā)電量達(dá)到450億千瓦時(shí)，比上年增長(zhǎng)63%。同時(shí)，風(fēng)電行業(yè)也呈現(xiàn)了一些行業(yè)性的問(wèn)題，先后發(fā)生機(jī)組裝機(jī)后無(wú)法正常并網(wǎng)；風(fēng)機(jī)質(zhì)量、脫網(wǎng)事故頻繁發(fā)生；由于風(fēng)電企業(yè)多且技術(shù)能力參差不齊、永磁材料價(jià)格大幅度上漲、低價(jià)競(jìng)標(biāo)等因素導(dǎo)致風(fēng)電企業(yè)利潤(rùn)大幅下滑。為促進(jìn)風(fēng)電行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)召開(kāi)中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)力發(fā)電電器設(shè)備分會(huì)2011年年會(huì)暨專(zhuān)題研討會(huì)，結(jié)合當(dāng)前形勢(shì)和行業(yè)任務(wù)，研究確定風(fēng)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式調(diào)整的方向、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證等。

一.發(fā)展智能電網(wǎng)的原因

1.發(fā)展智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)

發(fā)展智能電網(wǎng)是節(jié)能環(huán)保的最重要、最有效的手段之一；是新能源汽車(chē)戰(zhàn)略得以實(shí)施的基本前提條件；是信息技術(shù)與高端裝備制造深度融合發(fā)展的重要依托；是高端裝備制造業(yè)的重要內(nèi)容，同時(shí)智能電網(wǎng)也是領(lǐng)跑中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。

2.發(fā)展智能電網(wǎng)減少對(duì)化石能源消耗—節(jié)能減排的要求

提高化石能源利用效率，減少消耗總量；提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，減少消耗需求；新能源及分布式電源的接入，減少消耗需求；改善電網(wǎng)運(yùn)行方式，減少發(fā)電裝機(jī)總量；這些都要求發(fā)展智能電網(wǎng)。

提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，減少消耗需求：實(shí)施科學(xué)的需求側(cè)管理，到2020年，可減少裝機(jī)1億kW左右，超過(guò)5個(gè)三峽工程裝機(jī)容量，同時(shí)還可節(jié)約8000億元至10000億元的投資。新的能源資源：到2020年達(dá)到抽水蓄能6千萬(wàn)kW；核電9千萬(wàn)kW；風(fēng)電1.8億kW；太陽(yáng)能發(fā)電2千萬(wàn)kW；天然氣發(fā)電2千萬(wàn)kW，非化石能源發(fā)電達(dá)到6.85億kW，可代替約7億噸標(biāo)煤。

目前電機(jī)安裝總功率約7.5億kW，采用智能化技術(shù)使其系統(tǒng)運(yùn)行效率提高10%，則可減少相當(dāng)于三個(gè)多三峽工程的裝機(jī)容量。到2020年，我發(fā)電裝機(jī)容量約為18.85億kW（變壓器與發(fā)電裝機(jī)容量比例大于10:1，變壓器裝機(jī)容量約100億kW），變壓器變電損耗占發(fā)電總量約10%，通過(guò)智能化措施其損耗能降低1%，則節(jié)約1.885千萬(wàn)kW裝機(jī)容量，比三峽地上發(fā)電裝機(jī)容量還大；城市10kV配電線(xiàn)路和變壓器的年平均載荷率低于30%。2020年智能配電，若6%～8%的峰荷消減，減少的發(fā)電容量約為2193萬(wàn)kW。

3.減少對(duì)化石能源依賴(lài)—能源安全的要求

發(fā)展智能電網(wǎng)減少了化石能源的消耗，開(kāi)辟了新的能源供應(yīng)和利用的條件，推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，增加了能源多元化的能源保障輸送渠道。

4.電網(wǎng)自身發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的要求

發(fā)展智能電網(wǎng)能夠提高電網(wǎng)的安全性和供電可靠性，提高能源資源及設(shè)備利用效率，促進(jìn)技術(shù)、設(shè)備、運(yùn)行和管理等的創(chuàng)新提升，提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率。

其中改善電網(wǎng)運(yùn)行方式有HVDC技術(shù)和FACTS技術(shù)，前者是更大容量和更遠(yuǎn)距離輸電的方式，后者能提高輸電能力、減輕瓶頸壓力。目前線(xiàn)損率6.72%，2020年降低至6.5%，到時(shí)特高壓傳輸?shù)娜萘繛?億kW以上，節(jié)約電量達(dá)到578億kWh。在高壓、中低壓領(lǐng)域可降低線(xiàn)損率的空間更大。

5.經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，需要有大量的電能消耗供應(yīng)增長(zhǎng)，發(fā)展智能電網(wǎng)是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式重要、有效途徑；能源資源分布與負(fù)荷中心分布不匹配，發(fā)展智能電網(wǎng)為能源資源優(yōu)化配置創(chuàng)造條件，提供了切實(shí)可行的途徑；經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電能質(zhì)量提出了更高要求，發(fā)展智能電網(wǎng)為高新技術(shù)發(fā)展、科技創(chuàng)新、高端制造創(chuàng)造條件，為公眾生產(chǎn)、生活提供更高質(zhì)量的電能。

二、智能電網(wǎng)解析

1.智能電網(wǎng)的描述

以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)(中國(guó)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ))，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。

它以充分滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿(mǎn)足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。

1.1 智能電網(wǎng)的描述——范圍

從目的和功能看，單純的傳統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)絕難完成智能電網(wǎng)的使命。須將發(fā)電、變電、配電、用電環(huán)節(jié)等納入，實(shí)現(xiàn)發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)各環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌管理，才能實(shí)現(xiàn)電能高效、低碳的生產(chǎn)、輸送、調(diào)度、分配及使用。智能電網(wǎng)有一定社會(huì)學(xué)屬性，需要不斷發(fā)展，適時(shí)的、合理的加以修正、補(bǔ)充及完善。

1.2 智能電網(wǎng)的描述——社會(huì)學(xué)屬性

智能電網(wǎng)是一個(gè)涉及社會(huì)范圍廣大的系統(tǒng)工程，需涉電各環(huán)節(jié)密切協(xié)同完成，它引入科學(xué)的管理思想，緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展步伐且涉及多種高新技術(shù)，將引起人們生活理念的變化。

2.智能電網(wǎng)的功能特征——對(duì)電網(wǎng)的要求

堅(jiān)強(qiáng)：保持供電能力，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行

自愈：自動(dòng)故障診斷、隔離和系統(tǒng)自恢復(fù)能力

兼容：支持可再生、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入

經(jīng)濟(jì)：資源合理配置，降低網(wǎng)損，提高利用效率

集成：信息的高度集成和共享

優(yōu)化：通過(guò)優(yōu)化提高資產(chǎn)利用，降低運(yùn)維護(hù)成本

3.智能電網(wǎng)的技術(shù)特征——對(duì)設(shè)備的要求

測(cè)量數(shù)字化：對(duì)設(shè)備相關(guān)量做就地?cái)?shù)字化

測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)化：對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的控制

狀態(tài)可視化：使設(shè)備狀態(tài)在電網(wǎng)中是可觀(guān)測(cè)的

功能一體化：對(duì)設(shè)備可進(jìn)行功能一體化

設(shè)計(jì)信息互動(dòng)化：與調(diào)度、設(shè)備運(yùn)管及用戶(hù)互動(dòng)

4.智能電網(wǎng)的特殊屬性

開(kāi)放性：接納用戶(hù)參與、吸收高新技術(shù)

包容性：接納各種分布式多元的能源接入

系統(tǒng)性：是一個(gè)全方位、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)工程

廣泛性：電網(wǎng)各環(huán)節(jié)、涉及電力用戶(hù)數(shù)量巨大

互動(dòng)性：相鄰電站、站與電網(wǎng)調(diào)度、用戶(hù)與電站

5.智能化與數(shù)字化電站區(qū)別（如下表）

6.智能電網(wǎng)設(shè)備

智能電網(wǎng)設(shè)備要求：先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保；前提是一次設(shè)備，通信、傳感技術(shù)先進(jìn)；可靠方法為一次設(shè)備與其智能組件的有機(jī)結(jié)合體，途徑是依靠先進(jìn)可靠的信息、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息可靠、及時(shí)、準(zhǔn)確傳輸。

三、智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

1.我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

2011年3月的《綱要》中，在多處、從不同角度明確提出要大力發(fā)展智能電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。智能電網(wǎng)工作已取得階段性進(jìn)展，在26個(gè)省市開(kāi)展了21類(lèi)共228個(gè)智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)，在發(fā)電、輸變電、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了原有設(shè)備的改造、升級(jí)和新設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)。

我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀試點(diǎn)工程評(píng)價(jià)：

1）系列標(biāo)準(zhǔn)中提出的智能變電站技術(shù)原則、體系結(jié)構(gòu)、功能要求，設(shè)計(jì)、測(cè)試、運(yùn)維、調(diào)試驗(yàn)收等內(nèi)容符合變電站技術(shù)發(fā)展方向。

2）一次設(shè)備智能組件、IEC61850的應(yīng)用、信息一體化技術(shù)、高級(jí)應(yīng)用功能、站用一體化電源等技術(shù)成熟，可以推廣。

3）結(jié)合出現(xiàn)的一些問(wèn)題，新的研究成果及經(jīng)驗(yàn)，有必要對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充和修訂。電子式互感器關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)跳閘關(guān)鍵技術(shù)、一次設(shè)備智能化的通信要求和檢測(cè)規(guī)范，二次設(shè)備的整合、站域控制等需深入研究。

2.智能電網(wǎng)發(fā)展國(guó)家相關(guān)政策

新能源產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展新一代核能、太陽(yáng)能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風(fēng)電技術(shù)裝備、智能電網(wǎng)、生物質(zhì)能。

新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)技術(shù)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比重達(dá)到8%。

3.發(fā)展目標(biāo)

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，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征。

4.發(fā)展規(guī)劃

未來(lái)十年，智能電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⒓s有4萬(wàn)億元的建設(shè)投資。預(yù)計(jì)2011年至2015年將新建改造8000座智能變電站，這一階段預(yù)計(jì)投資2萬(wàn)億元；2016年至2020年將新建改造7700個(gè)智能變電站，這一階段預(yù)計(jì)投資1.7萬(wàn)億元。

5.用戶(hù)對(duì)智能電網(wǎng)設(shè)備的需求

智能電網(wǎng)的發(fā)展雖然涉及范圍十分廣大，但根據(jù)我國(guó)的能源發(fā)展格局及智能電網(wǎng)發(fā)展客觀(guān)現(xiàn)狀，智能電網(wǎng)設(shè)備制造企業(yè)的情況，目前較為重要的是輸、變、配、用和調(diào)度管理環(huán)節(jié)，而發(fā)電環(huán)節(jié)，一般的制造企業(yè)主要需要為新能源發(fā)電并網(wǎng)利用進(jìn)行研究，主要包括控制器技術(shù)、高效儲(chǔ)能技術(shù)、逆變器技術(shù)、功率預(yù)測(cè)技術(shù)、并網(wǎng)接入技術(shù)、智能調(diào)控技術(shù)等。以下主要叢輸電環(huán)節(jié)介紹。

1）智能輸變電系統(tǒng)

智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線(xiàn)分析決策、協(xié)調(diào)互動(dòng)等高級(jí)功能。

將礦用電動(dòng)輪自卸車(chē)變流系統(tǒng)的整流器輸出的電壓，作為輸入常量勢(shì)源，三相逆變器的其中一相作為參考，另外兩相以可調(diào)變換器（MTF）替代，通過(guò)對(duì)m1和m2的可調(diào)控制，達(dá)到對(duì)電容器提供的電壓進(jìn)行控制，對(duì)礦用電動(dòng)輪自卸車(chē)變流系統(tǒng)進(jìn)行鍵合圖建模符合實(shí)際變流系統(tǒng)，并且滿(mǎn)足控制的需要。

采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線(xiàn)分析決策、協(xié)調(diào)互動(dòng)等高級(jí)功能。

智能輸變電設(shè)備的總體發(fā)展要求是提高設(shè)備的智能程度，提高智能電子裝置的準(zhǔn)確性和可靠性，降低智能輸變電設(shè)備的成本。

——智能開(kāi)關(guān)設(shè)備

（1）操作智能化：自動(dòng)選擇操動(dòng)機(jī)構(gòu)及滅弧室預(yù)定的工作條件；對(duì)合分閘相位控制。

（2）狀態(tài)檢測(cè)與判斷：監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)，增加可靠性，判斷工作狀態(tài)，預(yù)測(cè)壽命及失效率評(píng)估，最佳運(yùn)行調(diào)控。

（3）二次控制智能化：自動(dòng)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)診斷保護(hù)和自動(dòng)顯示、記錄等功能。

分合閘操作智能化是指動(dòng)觸頭從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的自適應(yīng)控制的轉(zhuǎn)換，能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)到的不同故障電流信號(hào)，自動(dòng)選擇操動(dòng)機(jī)構(gòu)及滅弧室預(yù)先設(shè)計(jì)預(yù)定的工作條件，獲得實(shí)際開(kāi)、斷時(shí)電氣和機(jī)械性能上的最佳效果。對(duì)斷路器的合分閘相位的控制可以大大提高斷路器的開(kāi)斷能力，提高斷路器的可靠性。

監(jiān)測(cè)自身的運(yùn)行狀態(tài)，增加開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，并能判斷其工作是否正常，給出壽命預(yù)測(cè)及失效率評(píng)估及對(duì)其進(jìn)行最佳運(yùn)行調(diào)控，可以有效地提高電網(wǎng)的可靠性。

二次控制智能化應(yīng)具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)診斷保護(hù)和自動(dòng)顯示、記錄等功能。

——智能變壓器

關(guān)鍵是要實(shí)時(shí)反映變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，能夠在統(tǒng)一信息模型和服務(wù)模型的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作。采用統(tǒng)一建模的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集成。

在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，需進(jìn)一步研究光纖繞組測(cè)溫、繞組變形監(jiān)測(cè)、局部放電定點(diǎn)或定量監(jiān)測(cè)、內(nèi)部振動(dòng)監(jiān)測(cè)、絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)、變壓器節(jié)能冷卻控制技術(shù)等。

輸變電設(shè)備智能化所需的IED，還需滿(mǎn)足如下要求：

（1）支持標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議: IEC61850 和TCP/IP。

（2）具有互操作性，不同廠(chǎng)家的 IED間可 互聯(lián)。

（3）內(nèi)嵌 Web 維護(hù)界面，支持遠(yuǎn)程維護(hù)功能。

（4）帶有跟蹤自診斷功能，確保系統(tǒng)異常后實(shí)時(shí)報(bào)警。

（5）滿(mǎn)足室外長(zhǎng)期運(yùn)行要求。

滿(mǎn)足室外長(zhǎng)期運(yùn)行要求，必須保證能夠在惡劣環(huán)境或極端環(huán)境和變電站強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，安全可靠運(yùn)行。

2）測(cè)量及監(jiān)測(cè)設(shè)備

——傳感器

目前主要使用傳感器大都屬于技術(shù)水平不是很高但對(duì)可靠性和穩(wěn)定性卻要求非常高的通用傳感器；技術(shù)水平要求較高的測(cè)量電流、電壓的光纖傳感器現(xiàn)在在電力行業(yè)應(yīng)用還較少。

傳感器承擔(dān)了智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息的最前端測(cè)量、監(jiān)測(cè)信息的直接獲取，可以說(shuō)傳感器技術(shù)的發(fā)展很大程度上決定了智能電網(wǎng)發(fā)展水平。我國(guó)電力行業(yè)使用傳感器的場(chǎng)合是很多的，從發(fā)、輸、變、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)傳感器技術(shù)的應(yīng)用。主要使用傳感器有：電流傳感器、電壓傳感器、局部放電傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器等。這些傳感器大都屬于技術(shù)水平不是很高但對(duì)可靠性和穩(wěn)定性卻要求非常高的通用傳感器，技術(shù)水平要求較高的測(cè)量電流、電壓的光纖傳感器現(xiàn)在在電力行業(yè)應(yīng)用還較少。

——互感器

電子互感器設(shè)計(jì)制造需進(jìn)一步滿(mǎn)足數(shù)字化、絕緣簡(jiǎn)單、頻響快、機(jī)械抗性強(qiáng)、無(wú)危險(xiǎn)、測(cè)量精度高、易集成、易安裝、易更換、環(huán)保等特點(diǎn)。

目前是傳統(tǒng)的電磁互感器與電子式互感器并存。全光纖互感器工程應(yīng)用開(kāi)始起步，其可靠性和穩(wěn)定性及壽命等技術(shù)問(wèn)題還需進(jìn)一步研究解決。

——在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)，要求傳感器技術(shù)水平不斷提高，可實(shí)現(xiàn)采用多參量綜合檢測(cè)的方法，去研究運(yùn)行中狀態(tài)特征參量的變化規(guī)律以及應(yīng)用一些新數(shù)字信號(hào)分析技術(shù)。

采用先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及工程技術(shù)，確保電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)、靈活、智能、高效運(yùn)行，滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求。

我國(guó)變壓器、GIS等關(guān)鍵電力設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)，要求傳感器技術(shù)水平不斷提高，可實(shí)現(xiàn)采用多參量綜合檢測(cè)的方法去研究運(yùn)行中狀態(tài)特征參量的變化規(guī)律（如：超高頻局部放電檢測(cè)、超聲波絕緣缺陷檢測(cè)、油中氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、光纖溫度在線(xiàn)測(cè)量等）以及一些新數(shù)字信號(hào)分析技術(shù)應(yīng)用于在線(xiàn)監(jiān)測(cè)中；采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)控制技術(shù)、靈活高效的通信技術(shù)，才能確保電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)、靈活、智能、高效運(yùn)行，滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求，優(yōu)化發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式自適應(yīng)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗以及績(jī)效指標(biāo)的優(yōu)化，提升管理和決策水平。

——通信

要構(gòu)建以骨干通信電路、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)通信電路為主，各級(jí)通信網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的電力專(zhuān)用通信網(wǎng)；

滿(mǎn)足智能電網(wǎng)需求的傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、支撐網(wǎng)全方位的通信系統(tǒng)。

以提高對(duì)各級(jí)通信資源調(diào)配能力、提高對(duì)各類(lèi)通信業(yè)務(wù)承載能力、提高對(duì)各種自然災(zāi)害和外力破壞抵御能力為目標(biāo)。

要構(gòu)建以骨干通信電路、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)通信電路為主，各級(jí)通信網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的電力專(zhuān)用通信網(wǎng)。以提高對(duì)各級(jí)通信資源的調(diào)配能力、提高對(duì)各類(lèi)通信業(yè)務(wù)的承載能力、提高對(duì)各種自然災(zāi)害和外力破壞的抵御能力為目標(biāo)，滿(mǎn)足電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)的通信需求。構(gòu)建滿(mǎn)足智能電網(wǎng)需求的傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、支撐網(wǎng)全方位的通信系統(tǒng)。

3）智能配電設(shè)備

——配電一次設(shè)備

要求配電網(wǎng)測(cè)控保護(hù)技術(shù)：

向廣域信息、自適應(yīng)、可邏輯重組、支持動(dòng)態(tài)在整定的方向發(fā)展。

各種保護(hù)、控制技術(shù)：

進(jìn)一步與配電一次設(shè)備相互滲透、融合，發(fā)展為一體化智能設(shè)備。

配電網(wǎng)測(cè)控保護(hù)技術(shù)將向廣域信息、自適應(yīng)、可邏輯重組、支持動(dòng)態(tài)在整定的方向發(fā)展，以適應(yīng)多元化電源和靈活供、配電的要求。各種保護(hù)、控制技術(shù)進(jìn)一步與配電一次設(shè)備相互滲透、融合，發(fā)展為一體化智能設(shè)備。

永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)及具備數(shù)字化測(cè)控技術(shù)的同步柱上真空開(kāi)關(guān)，新型固體絕緣介質(zhì)的環(huán)網(wǎng)柜；完整有效的智能配電裝備成套運(yùn)行的狀態(tài)預(yù)警技術(shù)。

——配電二次設(shè)備

配電二次設(shè)備是保證配電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的，與之相配套的必不可少的重要裝備。自適應(yīng)多元化電源、靈活配用電要求的智能終端，支持軟插件與邏輯組態(tài)、動(dòng)態(tài)在線(xiàn)整定及遠(yuǎn)程維護(hù)，實(shí)現(xiàn)裝置與一次電力設(shè)備的高度集成，為10 kV配電網(wǎng)分布電源接入的配電網(wǎng)保護(hù)與控制提供技術(shù)支撐。

國(guó)內(nèi)對(duì)配電二次設(shè)備的要求具體大致有以下幾點(diǎn)：多樣化；從信息孤島到集成的配電管理系統(tǒng)DMS；配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行；定制電力技術(shù)的應(yīng)用；分布式電源接入。

4）智能用電設(shè)備要求

——智能用電系統(tǒng)

用電環(huán)節(jié)智能化主要包括建設(shè)和完善智能雙向互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)和相關(guān)技術(shù)支持平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與電力用戶(hù)的能量流、信息流、業(yè)務(wù)流的雙向互動(dòng)，全面提升公司雙向互動(dòng)用電服務(wù)能力。用電信息采集系統(tǒng)、智能化用電裝置是該環(huán)節(jié)發(fā)展側(cè)重點(diǎn)。但國(guó)內(nèi)智能電能表在使用壽命，工藝外觀(guān)等方面與國(guó)外有一定差距，不過(guò)這些年已經(jīng)逐步改進(jìn)。

在系統(tǒng)主站方面，各類(lèi)用電信息采集系統(tǒng)要針對(duì)不同采集用戶(hù)對(duì)象獨(dú)立建設(shè)，如建設(shè)負(fù)荷管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)50kVA及以上專(zhuān)變用戶(hù)信息采集，建設(shè)集中抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)居民用戶(hù)信息采集。需要克服系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)的方式給系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享帶來(lái)障礙，難以完全滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)、不同層面的數(shù)據(jù)需求等矛盾。要提高系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化程度，滿(mǎn)足省級(jí)、電力企業(yè)總部等更高層面的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求。

在采集設(shè)備方面，要克服用戶(hù)用電信息采集的終端設(shè)備多種多樣，遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，根據(jù)安裝設(shè)備用戶(hù)類(lèi)型不同，其功能及性能也不同等矛盾。加強(qiáng)提采集設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，減少設(shè)備多樣化，及在功能與性能等方面的差異，給系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)提供方便。

——智能家居控制系統(tǒng)

家庭智能交互終端是實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的“大腦”，要利用4C技術(shù)（即計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)與通訊、自控、IC卡四種不同的技術(shù)，電力PLC即電力網(wǎng)絡(luò)路由器，EPON是基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)），通過(guò)電力PLC+EPON光纖的傳輸網(wǎng)絡(luò)，將多元信息服務(wù)與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段，實(shí)現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境。

智能家居是以住宅為平臺(tái)，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理、控制于一體，與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化綜合管理家中設(shè)備，來(lái)創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)質(zhì)、高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康、環(huán)保，簡(jiǎn)單說(shuō)就是智能化的居住生活空間。

——網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)要求信息化程度提高，性能穩(wěn)定可靠，編程方便，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)要做系統(tǒng)模塊化與網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，除具備防雷擊、防浪涌、過(guò)電壓保護(hù)等基本功能外，其網(wǎng)絡(luò)單元要易于重構(gòu)，靈活組網(wǎng)；人性化的人機(jī)界面，使用方便；低成本與低功耗，實(shí)用性強(qiáng)。相互關(guān)聯(lián)性及與不同電器的兼容性要高，家具和辦公環(huán)境用電網(wǎng)絡(luò)能系統(tǒng)化節(jié)能，網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)家居電器的節(jié)能、智能、網(wǎng)絡(luò)管理，向節(jié)能減排、物聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展。

——智能樓宇&小區(qū)&城市

樓宇智能化控制其中一個(gè)重要的任務(wù)是通過(guò)使用能量?jī)?yōu)化功能，并考慮最優(yōu)的能源價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)和負(fù)荷的管理功能降低整體能源消耗減少資源浪費(fèi)，降低日常運(yùn)行成本。在樓宇、小區(qū)的范圍內(nèi)可以結(jié)合微網(wǎng)、綠色能源等新技術(shù)，將分布式發(fā)電供能系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入到大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，與大電網(wǎng)互為支撐，實(shí)現(xiàn)最大程度的能源浪費(fèi)減少，充分發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的效能。

智能電網(wǎng)的建設(shè)突出的不同就是互動(dòng)性，采用EPON或電纜復(fù)合光纖入戶(hù)（PFTTH）加電力線(xiàn)寬帶的方式，通過(guò)電網(wǎng)的配、用電網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了光纖到樓宇，甚至入戶(hù)的方式，為信息網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的最終解決提供了低成本、高性能的解決方案，也為國(guó)家“三網(wǎng)合一”的規(guī)劃提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。高速的光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)合電網(wǎng)可以遍布整個(gè)城市，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用分離的方式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可以接入諸如智能政府、智能醫(yī)療、智能交通、智能路燈等許許多多的公共服務(wù)資源，更可以偵測(cè)、分析和整合各種數(shù)據(jù)，對(duì)市民的服務(wù)需求地作出智能化的響應(yīng)。

——用戶(hù)端設(shè)備

（1）用戶(hù)端電能管理、負(fù)載控制與管理系統(tǒng)都通過(guò)數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)有效、可靠的運(yùn)行，促進(jìn)各類(lèi)傳感器研究與應(yīng)用；

（2）全面提升綜合服務(wù)能力，最大限度滿(mǎn)足用戶(hù)多元化需求；借助雙向供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)；智能樓宇、智能家電、智能交通等建設(shè)的推動(dòng)；

（3）面對(duì)全球性能源短缺，全球氣候變暖、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題，發(fā)展分布式光伏發(fā)電；

（4）先進(jìn)的分布式儲(chǔ)能技術(shù)、電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；

四、智能電網(wǎng)設(shè)備研發(fā)方向

智能電網(wǎng)設(shè)備是多學(xué)科交叉和融合的結(jié)果。它涵蓋了傳統(tǒng)電器、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、微機(jī)控制、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)及數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多種學(xué)科的相關(guān)知識(shí)。它需要現(xiàn)代傳感技術(shù)、通信技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)、微處理技術(shù)、設(shè)備制造技術(shù)、新材料應(yīng)用技術(shù)、控制技術(shù)、決策支持技術(shù)、功率預(yù)測(cè)技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系等多方面的支持。部分介紹如下：

1.智能電網(wǎng)設(shè)備支撐技術(shù)

1.1 電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、電工原理和自動(dòng)控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個(gè)分支。

根據(jù)器件特點(diǎn)和電能轉(zhuǎn)換要求有多種電力電子電能轉(zhuǎn)換電路，還包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次電路。

新型電力電子技術(shù)設(shè)備，有并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開(kāi)關(guān)和電能質(zhì)量控制裝置等。利用電力電子技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備更加智能準(zhǔn)確的選相合分閘控制。

1.2 通信技術(shù)—IEC61850標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)際上統(tǒng)一的變電站無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，它采用抽象通信服務(wù)接口并將之映射到成熟的通信技術(shù)，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；采用面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，面向設(shè)備建模和自我描述，以適應(yīng)功能擴(kuò)展，滿(mǎn)足應(yīng)用開(kāi)放互操作要求；采用變電站配置語(yǔ)言，定義數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性，擴(kuò)充數(shù)據(jù)和設(shè)備管理功能，傳輸采樣測(cè)量值等。

網(wǎng)絡(luò)控制和通信信息技術(shù)是保障智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。電力信息技術(shù)方面，信息存儲(chǔ)與處理向海量信息與大規(guī)模復(fù)雜高速計(jì)算發(fā)展，信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)趨向集中化、總線(xiàn)化，信息和控制終端趨向本地化、智能化、互動(dòng)化和自動(dòng)化。需要綜合考慮多種通信協(xié)議的集成；無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)通信集成；控制與通信有機(jī)結(jié)合；網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)通用解決方案與專(zhuān)用解決方案。

1.3 控制技術(shù)

控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測(cè)狀態(tài)，并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。它緊密依靠并服務(wù)于四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如參數(shù)測(cè)量技術(shù)（監(jiān)測(cè)的基本元件），集成通信技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備技術(shù)（提供及時(shí)和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)），先進(jìn)決策技術(shù)（對(duì)任何事件進(jìn)行快速診斷）。

1.4 傳感器技術(shù)

1）新型的傳感技術(shù)應(yīng)用，需要采用各類(lèi)新型的傳感技術(shù)，光電隔離技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，解決供電、強(qiáng)弱電隔離、抗干擾，局放內(nèi)置探頭位置問(wèn)題等。

2）傳感器的植入技術(shù)，要采用統(tǒng)一的接口和相關(guān)的植入規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，融合各種傳感器信息；有可能改變?cè)O(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電場(chǎng)分布的，要重新設(shè)計(jì)、驗(yàn)證。

2.智能電網(wǎng)工程示范中存在的問(wèn)題

2.1 一次電力設(shè)備與二次設(shè)備

1）一、二次設(shè)備間的關(guān)系

產(chǎn)品智能化過(guò)程中，一、二次設(shè)備劃分界線(xiàn)趨于模糊，導(dǎo)致二次設(shè)備廠(chǎng)家對(duì)其在電網(wǎng)智能化建設(shè)中角色的偏頗，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的嚴(yán)峻的考驗(yàn)因素；這也意味著責(zé)任界定的困難。

智能變電站試點(diǎn)工程告一段落，為智能電網(wǎng)設(shè)備研發(fā)制造進(jìn)行了十分有益的探索，取得了很好的業(yè)績(jī)效果，但其中出現(xiàn)的一些問(wèn)題也為我們進(jìn)行智能電網(wǎng)設(shè)備研發(fā)提出了實(shí)實(shí)在在的課題。

2）二次元器件對(duì)一次電力設(shè)備本體的影響

傳感器對(duì)一次電力設(shè)備本體的影響以及傳感器本身的可靠性需進(jìn)一步研究，智能組件就地安裝的環(huán)境，要求組件柜要能夠營(yíng)造適合IED工作的溫度及濕度條件，其內(nèi)部的IED要具有更好地電磁兼容特性，因而一次電力設(shè)備本體傳感器配置、安裝方式等需進(jìn)一步研究規(guī)范，智能組件的布局方式、內(nèi)部通信、性能配置等亦須規(guī)范。

3）實(shí)現(xiàn)形式

試點(diǎn)工程多采用“一次高壓電力設(shè)備+傳感器+智能組件”形式實(shí)現(xiàn)，整體上一體化、小型化、緊湊化程度不高。

4）電子式互感器

原理、配置選型、設(shè)計(jì)安裝具有明顯而較大的差別；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)需完善；產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性表現(xiàn)較差；有合并單元發(fā)熱、傳輸數(shù)據(jù)無(wú)效的現(xiàn)象。

電子式互感器工作原理、配置選型、設(shè)計(jì)安裝具有明顯而較大的差別，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)一步完善但難度較大，因供貨企業(yè)層次差距較大而致使其穩(wěn)定性和可靠性表現(xiàn)較差。同時(shí)也存在著合并單元發(fā)熱、傳輸數(shù)據(jù)無(wú)效的現(xiàn)象。

2.2 通信信息

1）關(guān)于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)研究不深入，溝通與交流不夠，對(duì)規(guī)范理解不統(tǒng)一，模型及配置工具不統(tǒng)一；標(biāo)準(zhǔn)有待補(bǔ)充完善，在工程中需規(guī)范應(yīng)用。

2）協(xié)同互動(dòng)

站域之間的協(xié)同互動(dòng)、協(xié)調(diào)合作工作薄弱。

3）信息數(shù)據(jù)的規(guī)范

信息滿(mǎn)足一體化要求的程度不一致，集成化程度不統(tǒng)一，各站之間差別更大。在某些方面信息數(shù)據(jù)種類(lèi)太雜、太多，占有存儲(chǔ)空間太大。

4）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式多樣，需進(jìn)一步研究提供保護(hù)可靠采樣跳閘的實(shí)施技術(shù)與手段。因?yàn)樾畔⒌膩?lái)源、用途以及采用的技術(shù)手段等的相異，信息滿(mǎn)足一體化要求的程度不一致，集成化程度也不統(tǒng)一，各站之間差別更大。同時(shí)，在某些方面信息數(shù)據(jù)種類(lèi)太雜、太多，對(duì)數(shù)據(jù)篩選不夠，占有存儲(chǔ)空間太大。

3.設(shè)備研發(fā)方向

產(chǎn)品的現(xiàn)將傳感器或/和控制器、智能組件與先進(jìn)的高壓設(shè)備本體或部件進(jìn)行一定程度的一體化設(shè)計(jì)；在智能組件中將相關(guān)測(cè)量、控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)、保護(hù)進(jìn)行一體化融合設(shè)計(jì)；產(chǎn)品的性能監(jiān)測(cè)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備功監(jiān)測(cè)、絕緣狀態(tài) 監(jiān)測(cè)、輔助設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)控制等入手。高壓設(shè)備與通信、輔助部分、與站控一體化平臺(tái)要做統(tǒng) 一的綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)，為電站高級(jí)管理應(yīng)用作好準(zhǔn)備。

高壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化的切入點(diǎn)需注意：

——電網(wǎng)狀態(tài)

電壓、電流、頻率

——設(shè)備絕緣狀態(tài)

開(kāi)關(guān)設(shè)備SF6氣體狀態(tài)（壓力、微水含量、成分、溫度）監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)（放電量、定位）；

變壓器局部放電監(jiān)測(cè)及定位、油中溶解氣體監(jiān)測(cè)、套管絕緣監(jiān)測(cè)、油及絕緣材料中微水及油色譜分析、介損監(jiān)測(cè)等。

——設(shè)備性能狀態(tài)

開(kāi)關(guān)設(shè)備控制器、監(jiān)測(cè)功能組、測(cè)量及控制裝置、合并單元選相合閘控制器、信息建模、導(dǎo)體溫升、觸頭溫升專(zhuān)家診斷系統(tǒng)等；

變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)及控制功能組、電量測(cè)量、光纖繞組測(cè)溫、非電量保護(hù)、合并單元、信息建模、鐵心接地電流、繞組變形、專(zhuān)家診斷系統(tǒng)等。

——輔機(jī)狀態(tài)

開(kāi)關(guān)設(shè)備機(jī)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，可包括分、合閘線(xiàn)圈電流波形、分、合閘時(shí)間、行程-時(shí)間曲線(xiàn)、儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)等，根據(jù)工程實(shí)際選擇應(yīng)用；遠(yuǎn)期可研究機(jī)械振動(dòng)、動(dòng)態(tài)回路電阻。

變壓器冷卻裝置、OLTC（有載分接開(kāi)關(guān)）、變壓器油壓力、油液面位置等。

3.1 輸變電設(shè)備

1）智能開(kāi)關(guān)設(shè)備

在傳統(tǒng)性能方面，在同樣電壓等級(jí)下，開(kāi)關(guān)設(shè)備應(yīng)開(kāi)發(fā)更大容量、更緊湊的產(chǎn)品。要發(fā)展真空等環(huán)境友好介質(zhì)在更高電壓等級(jí)開(kāi)關(guān)上的應(yīng)用；加強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)先的新型滅弧室、新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用。

在智能開(kāi)關(guān)設(shè)備方面，還可在操動(dòng)機(jī)構(gòu)、組合電流電壓互感器、溫升監(jiān)控、電壽命監(jiān)控、選相合閘、智能組件功能等方面作進(jìn)一步的提升。

2）智能變壓器

智能變壓器在傳統(tǒng)性能方面：同樣電壓下，變壓器向更大容量、更緊湊方向發(fā)展；換流變出線(xiàn)絕緣套、穿墻套管等直流裝置研究。750kV冷卻裝置智能控制系統(tǒng)做功能提升及推廣。研究電子傳感裝置的性能穩(wěn)定及可靠性保障措施。

——通信方面

冷卻器控制IED可直接接入站控層網(wǎng)路；有載分接開(kāi)關(guān)（OLTD）IED接入過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)。

——主監(jiān)測(cè)功能

表2 變壓器常規(guī)測(cè)量項(xiàng)目及技術(shù)要求

新造產(chǎn)品局放監(jiān)測(cè)宜采用內(nèi)置型特高頻天線(xiàn)接收式或外置型高頻線(xiàn)圈耦合式監(jiān)測(cè)技術(shù)。投運(yùn)產(chǎn)品宜采用外置型高頻線(xiàn)圈耦合式或超聲波監(jiān)測(cè)技術(shù)。

3）測(cè)量及監(jiān)測(cè)設(shè)備

——傳感器

測(cè)量傳感器與國(guó)外差距大；

電網(wǎng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方面，各個(gè)環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)、采集到的狀態(tài)信息要求實(shí)時(shí)性高、具有一致性、準(zhǔn)確性，對(duì)得到的信息分析、診斷、研判和決策方面有差距。涉及電網(wǎng)系統(tǒng)本身裝備狀態(tài)信息，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息和其它相關(guān)信息。

（1）輸電線(xiàn)路運(yùn)行狀態(tài)與氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置、測(cè)量?jī)A角和線(xiàn)路電流的電力測(cè)量環(huán)、以及測(cè)震儀。

（2）SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估、故障監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)。

（3）超高頻局部放電檢測(cè)、超聲波絕緣缺陷檢測(cè)、 氣相色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、光纖溫度在線(xiàn)測(cè)量、光電測(cè)量。

（4）電力設(shè)備劣化多因子（包括電、熱、機(jī)械、化學(xué)、環(huán)境等因子）老化規(guī)律研究。

——互感器

全光纖產(chǎn)品高準(zhǔn)確度下的動(dòng)態(tài)范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量不失真、安裝方式靈活、安全環(huán)保等特點(diǎn)，但需進(jìn)一步研究其可靠性和穩(wěn)定性問(wèn)題，需要通過(guò)溫度、沖擊、振動(dòng)和低氣壓下等各種特定條件下的驗(yàn)證。

低功耗、羅氏線(xiàn)圈等形式的產(chǎn)品更易達(dá)到較高的可靠性和穩(wěn)定性。

——在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)

提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)設(shè)備與調(diào)控系統(tǒng)的信息互動(dòng)。提高和完善已開(kāi)發(fā)監(jiān)測(cè)裝置的性能，加強(qiáng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能化水平，形成專(zhuān)家系統(tǒng)，為分析判斷被測(cè)設(shè)備故障的依據(jù)。

完善智能電網(wǎng)設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)，提高在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，讓電力系統(tǒng)與智能電網(wǎng)設(shè)備更加了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、控制狀態(tài)、可靠性狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)設(shè)備與調(diào)控系統(tǒng)的信息互動(dòng)。

4）柔性交流輸電設(shè)備

柔性交流輸電系統(tǒng)即FACTS(Flexible AC Transmission System)是指采用基于電力電子元件的控制器和其他靜止控制器，以提高其可控性和增強(qiáng)功率傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)。FACTS設(shè)備能給電力系統(tǒng)帶來(lái)眾多好處，主要作用歸納如下：較大規(guī)模的控制潮流；提高輸電線(xiàn)路輸送容量；依靠限制短路和設(shè)備故障影響來(lái)防止線(xiàn)路串級(jí)跳閘；阻尼電力系統(tǒng)振蕩。

需重點(diǎn)研究以下設(shè)備：

柔性交流輸電換流閥、柔性交流輸電電纜、柔性多端交流輸電系統(tǒng)、靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）、可控并聯(lián)電抗器（CSR）、統(tǒng)一潮流控制器UPFC、靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）、障電流限制器（FCL）、串補(bǔ)/可控串補(bǔ)（FSC/TCSC）、故靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC）。

3.2 配電設(shè)備

1）配電一次設(shè)備

配電一次設(shè)備大致應(yīng)具有6項(xiàng)功能：運(yùn)行時(shí)自身狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、診斷、記錄和實(shí)時(shí)顯示；系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量和記錄；信號(hào)數(shù)字化、通信網(wǎng)絡(luò)化；控制保護(hù)；長(zhǎng)壽命、高可靠，延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的檢修周期。配電網(wǎng)測(cè)控保護(hù)技術(shù)將向廣域信息、自適應(yīng)、可邏輯重組、支持動(dòng)態(tài)在整定的方向發(fā)展，以適應(yīng)多元化電源和靈活供、配電的要求。各種保護(hù)、控制技術(shù)進(jìn)一步與配電一次設(shè)備相互滲透、融合，發(fā)展為一體化智能設(shè)備。

——通用性金屬封閉開(kāi)關(guān)

將向著高可靠性、免維護(hù)、智能化、小型化、操作方便、外觀(guān)精美、低成本的方向發(fā)展。開(kāi)發(fā)新一代全工況、免維護(hù)、高可靠性、小型化的負(fù)荷開(kāi)關(guān)以及環(huán)網(wǎng)柜，可實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，是環(huán)網(wǎng)柜發(fā)展的重要方向。

——中低壓設(shè)備

固體絕緣環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜（SIS）設(shè)備研制，環(huán)保型氣體絕緣環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜（E-GIS）研發(fā)，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和中、高壓真空滅弧室的仿真技術(shù)研究和制造技術(shù)。

——柱上開(kāi)關(guān)設(shè)備

迫切需要進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)動(dòng)、遠(yuǎn)控、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等智能化技術(shù)的改造，使配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備具備自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)隔離，自動(dòng)轉(zhuǎn)功的功能。

要關(guān)注環(huán)保智能化柱上開(kāi)關(guān)、智能配電網(wǎng)保護(hù)測(cè)控一體化裝置、智能配變監(jiān)測(cè)終端、復(fù)合電能質(zhì)量控制器、高效節(jié)能配電變壓器、集成智能配電站、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、充放電配電保護(hù)與測(cè)控裝置、智能配電裝備快速保護(hù)動(dòng)作機(jī)構(gòu)等產(chǎn)品。

2）配電二次設(shè)備

配電網(wǎng)自動(dòng)化向多樣化、集成化、智能化方向發(fā)展。

配網(wǎng)自動(dòng)化主站應(yīng)該具有如下功能：

（1）基于全網(wǎng)拓?fù)涞姆治鰬?yīng)用；

（2）智能化的自愈控制；

（3）支持調(diào)控一體化應(yīng)用；

（4）與相關(guān)系統(tǒng)的互動(dòng)化應(yīng)用。

配電終端設(shè)備應(yīng)該具有如下功能：

（1）一次開(kāi)關(guān)、變壓器設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)功能；

（2）智能分布式終端將得到廣泛應(yīng)用；

（3）變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將向10kV饋線(xiàn)延伸，與配電終端密切配合實(shí)現(xiàn)饋線(xiàn)自動(dòng)化功能；

（4）與一次設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)就地故障快速隔離，小電流接地探測(cè)、相位同期檢測(cè)等功能。

3）微網(wǎng)設(shè)備

微網(wǎng)設(shè)備將要有對(duì)有功功率、無(wú)功功率、電壓、頻率的輸出進(jìn)行控制的功能；具備一定的故障維持能力，為大電網(wǎng)做支撐；能實(shí)時(shí)給調(diào)度提供發(fā)電設(shè)備的相關(guān)信息，保證電能質(zhì)量要求。微網(wǎng)設(shè)備需要研制開(kāi)發(fā)微網(wǎng)與大電網(wǎng)的接入設(shè)備、微網(wǎng)監(jiān)測(cè)和保護(hù)控制設(shè)備、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，微網(wǎng)內(nèi)部的變頻和逆變?cè)O(shè)備。

3.3 用電設(shè)備

1）智能電網(wǎng)用戶(hù)端系統(tǒng)

智能電網(wǎng)用戶(hù)端系統(tǒng)是集成化的系統(tǒng)軟件和管理平臺(tái)；應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和智能化運(yùn)行算法進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行與用電規(guī)劃；具有人性化界面（可視化工具和性能儀表板等）及決策支持工具（報(bào)警工具, 方案工具等，避免管理者誤操作）；適應(yīng)多種分布式電源接入，實(shí)現(xiàn)多電源協(xié)調(diào)管理模式；使用各種智能傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高層次系統(tǒng)智能化控制與保護(hù)；形成系統(tǒng)全面解決方案，滿(mǎn)足不同類(lèi)型用戶(hù)需求；它能提供多種增值服務(wù)，建立新型電能消費(fèi)模式，推動(dòng)低碳綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2）低壓電器設(shè)備

需要研究具有如下特點(diǎn)的低壓電器設(shè)備：

采用統(tǒng)一平臺(tái)與標(biāo)準(zhǔn)體系，能實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)化管理和控制；

具有早期預(yù)警與快速安全恢復(fù)和自愈等功能；

能實(shí)現(xiàn)全電流范圍的控制與保護(hù)功能。

3）智能家居/智能樓宇設(shè)備

家庭智能交互終端、智能插座、各種家用傳感器以及包括智能空調(diào)、智能電視、智能冰箱、智能洗衣機(jī)、智能吸塵器、智能電飯煲等在內(nèi)的智能家電。

4）智能小區(qū)系統(tǒng)

小區(qū)主站軟件、終端設(shè)備（用電信息采集終端、分布式電源及儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車(chē)充電站監(jiān)控裝置、自動(dòng)用電服務(wù)終端）、通信信道、用電信息采集系統(tǒng)、雙向互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)充電控制系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、小區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)。