智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及設備研發(fā)方向需求分析

文/中國電器工業(yè)協(xié)會智能電網(wǎng)工作委員會 楊獎利 毛昭元/

1 智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

近幾年來，人類的自然環(huán)境、國際政治形勢、經(jīng)濟形勢都發(fā)生了深刻而巨大的變化，變得復雜而困難，一場世界范圍內的能源變革已然開始，促使各國不僅千方百計地盡可能多地掌控能源資源，而且想方設法提高現(xiàn)有的能源資源的管理利用效率以及開辟新的能源資源。

發(fā)展智能電網(wǎng)正是提高現(xiàn)有的能源資源的管理利用效率以及開辟新的能源資源的有效方法，在這種情況下，在世界各能源消耗大國及發(fā)達國家的推動下，智能電網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)出如火如荼之勢。

1.1 智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1.1 國外智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

不同國家的國情不同、網(wǎng)情不同、經(jīng)濟社會發(fā)展階段不同、資源分布不同、對資源依賴性不同，發(fā)展智能電網(wǎng)的方向和重點也不同。雖然目前智能電網(wǎng)概念和內涵還不統(tǒng)一，各國所選擇的技術路線肯定不一樣。但各國發(fā)展智能電網(wǎng)的目的趨向基本一致：保障國家能源安全，積極應對環(huán)保壓力，促進可再生能源發(fā)展，提高資源利用效率，增加勞動就業(yè)，完善用戶的增值服務。

美國政府為智能電網(wǎng)安排45億美元前期投資，其中34億美元用于技術開發(fā)，另外6.15億美元用于智能電網(wǎng)示范工程，美國政府強調“現(xiàn)在是建設能源高速公路的時代”，主要側重于加大現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎設施的投入，積極發(fā)展清潔能源，推廣可插電式混合動力汽車，實現(xiàn)分布式電源和儲能的并網(wǎng)運行。

歐洲各國的能源政策更加強調對環(huán)境的保護和可再生能源發(fā)展，尤其是鼓勵風能、太陽能和生物質能等可再生能源發(fā)展，歐盟和相關國家的政策比美國更加鼓勵支持、提倡低碳發(fā)電、可再生能源電力和高效的能源利用方式，減小碳化物的排放，保護環(huán)境。因此歐洲主要側重于研究和解決電網(wǎng)對風電，尤其是大規(guī)模海上風電的消納、分布式能源并網(wǎng)、需求側管理等問題。對供電可靠性和電能質量提出了更高的要求。提高運營效率，降低電力價格，加強與客戶的互動，把電網(wǎng)建設成運營商和用戶互動的服務網(wǎng)成為了歐洲智能電網(wǎng)建設的重點之一。

日本于2009年4月公布了“日本發(fā)展戰(zhàn)略與經(jīng)濟增長計劃”，其中包括了太陽能發(fā)電并網(wǎng)、未來日本智能電網(wǎng)實證試驗、電動汽車快速充電裝置等與智能電網(wǎng)密切相關的內容。主要側重于研究和解決分布式光伏發(fā)電和風能發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)問題，以及電動汽車和電網(wǎng)的互動問題。

1.1.2 國內智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國智能電網(wǎng)工作已取得階段性進展，國家電網(wǎng)公司在26個省市開展了21類共228項智能電網(wǎng)試點項目的建設，在發(fā)電、輸變電、配用電等各個環(huán)節(jié)進行了原有設備的改造、升級和新設備的研制和開發(fā)。

1.1.2.1 新能源發(fā)電

2005年2月，第十屆全國人民代表大會常務委員會通過了《中華人民共和國可再生能源法》，明確指出風能、太陽能、水能、生物質能及海洋能等為可再生能源，確立了可再生能源開發(fā)利用在能源發(fā)展中的優(yōu)先地位。除水能外的可再生能源與核能合稱為新能源。在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》中明確提出要大力開展“可再生能源低成本規(guī)模化開發(fā)利用”以及“間歇式電源并網(wǎng)及輸配技術”，開展分布式發(fā)電供能技術方面的研究工作符合國家重大需求。2009年中國用于可再生能源的投資金額為29.2億美元，僅次于德國，居世界第二位。相較于2008年，可再生能源總量達226GW，增幅（37GW）居世界第一位，風力發(fā)電容量增幅（13.8GW）及總量（38GW）均居世界第一位。

A 風力發(fā)電

近年來我國風電產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，風電資源開發(fā)正由單一的陸上規(guī)?；_發(fā)模式，向陸上規(guī)?；L資源、海上風資源、陸上弱風區(qū)分散資源多路并重的開發(fā)模式轉變。初步掌握了分布式電源接入配電網(wǎng)技術。到2009年，我國風電裝機21581臺，容量2580.53萬千瓦，僅次于美國列世界第二。規(guī)劃建設7個千萬千瓦級風電基地。2010年累計裝機容量達到4200萬千瓦，并網(wǎng)容量達3107萬千瓦，連續(xù)5年實現(xiàn)翻番。其經(jīng)營區(qū)域內風電并網(wǎng)裝機已達到2826萬千瓦，占全網(wǎng)最大用電負荷的4.2%。2015年開發(fā)規(guī)模6萬千瓦，2020年總裝機風電1.5億千瓦。目前裝機運行以1.5MW機組為主，有部分2～3MW機組裝機，也有個別5MW機組安裝。

存在的主要問題有：

首先，我國尚未完全掌握風電機組的核心設計及制造技術。其設計所需的應用軟件、數(shù)據(jù)庫和源代碼都需要從國外購買。在風機制造方面，風機控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)需要大量進口，一些核心零部件如軸承、葉片和齒輪箱等與國外相比質量、壽命及可靠性有很大差距；其次，上網(wǎng)容量遠小于裝機容量，造成裝機容量大，并網(wǎng)發(fā)電少的現(xiàn)狀。最后，我國風電的技術標準和規(guī)范不健全，包括風機制造、檢測、調試、關鍵零部件生產(chǎn)及電場入網(wǎng)等相關標準亟需建立和完善。

B 太陽能發(fā)電

我國已是世界第一大太陽能電池生產(chǎn)國，年產(chǎn)量超過世界的40%；在西部已推廣了1000多座獨立光伏電站，已建10座以上10MW級大型光伏電站，2010年底累計裝機超過600MW。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成。我國電池產(chǎn)量連續(xù)三年居世界首位，多晶硅材料自給率50%，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值2000億元。已經(jīng)掌握了包括太陽能電池制造、多晶硅生產(chǎn)等關鍵工藝技術，設備及主要原材料逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖贁U張，產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，制造成本持續(xù)下降，具備較強的國際競爭能力。

大電網(wǎng)配套、高效儲能等技術是制約太陽能發(fā)電的主要問題，控制器和逆變器有待加快發(fā)展。

C 核電

我國核電經(jīng)過20多年的發(fā)展，設計、建設、運營水平明顯提高，核工業(yè)基礎已初步形成。根據(jù)國際原子能機構2005年10月發(fā)表的數(shù)據(jù)，核電年發(fā)電量占世界發(fā)電總量的17%，核電發(fā)電量超過20%的國家和地區(qū)共16個，其中包括美、法、德等發(fā)達國家，其中，日本甚至達到1/3，而我國僅僅為2.4%左右。

在“十二五”規(guī)劃綱要中，核電裝機規(guī)劃目標是到2015年達到約4000萬千瓦，到2020年達到9000萬千瓦。

從技術上看，由于我國的核電產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前能自主開發(fā)、制造的只是30萬千瓦和60萬千瓦級別的能力，100萬千瓦的核電機組制造技術還在研發(fā)階段。而我國在2020年之前投資的核電站均為100萬千瓦以上，因此近期建設的機組仍需與國外優(yōu)勢企業(yè)合作。需以核電站建設工程為依托，推進二代改進型、AP1000核電設備自主化，重點實現(xiàn)壓力容器、蒸汽發(fā)生器、控制棒驅動機構、核級泵閥、應急柴油機等主要設備的國內制造。

總之，不同種類新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)的方式向接入方式多樣化方向發(fā)展；新能源電站向高度信息化、自動化方向發(fā)展，將具備“可預測、可調度和可控制”能力；功率預測技術向精細化方向發(fā)展；運行控制與電網(wǎng)安全向統(tǒng)一協(xié)調化方向發(fā)展。

1.1.2.2 智能輸變電

在我國智能電網(wǎng)輸電領域，變電站智能化是重要的一部分，主要涉及的電壓等級范圍為66kV～750kV，各種設備能做到電流、電壓等電網(wǎng)基本參量的數(shù)字化測量和測得數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化傳輸，可以對設備基本功能狀態(tài)進行智能化監(jiān)控或量測。

A 一次電力設備

目前，一次電力設備基本上加裝國內各主流廠家IED（智能電子裝置），在6kV～750kV各個電壓等級均有應用，宿主主設備覆蓋開關設備、變壓器、互感器、避雷器等。根據(jù)監(jiān)測對象，包括電流、電壓、設備絕緣狀態(tài)、設備運行狀態(tài)、絕緣介質物理狀態(tài)、輔助設備工作狀態(tài)等各種IED，實現(xiàn)對宿主設備信息進行采集并作一定的處理、上傳，同時將來自高一級的信息向下傳達執(zhí)行。一次電力設備由于工作的自然環(huán)境條件、保證工作所形成的人為條件及工作常態(tài)下設備對環(huán)境所帶來的電、磁、熱、震動等的影響，使得其智能化發(fā)展進程較為緩慢，設備整體自我感知能力相對不足，與電網(wǎng)信息交互功能有限。

B 電力二次設備

電力二次設備是指對一次電力設備的工作進行監(jiān)測、控制、調節(jié)、保護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產(chǎn)控制信號所需的低壓電氣設備。主要包括：繼電保護裝置、測控裝置、遠動裝置、五防設備、合并單元、智能終端、數(shù)字化儀表、數(shù)據(jù)和事件記錄裝置、網(wǎng)絡監(jiān)視設備等。

站控層實現(xiàn)了信息一體化平臺，實行對實時監(jiān)控系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、站域控制、電能計量系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、視頻安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)、防誤操作閉鎖系統(tǒng)、交直流一體化電源系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一接入、統(tǒng)一儲存、統(tǒng)一處理等綜合管理。實現(xiàn)信息來源更為廣泛、信息數(shù)據(jù)可雙向流動及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息及網(wǎng)絡共享。

1.1.2.3 智能配用電

隨著智能電網(wǎng)建設全面進行，配用電技術不斷成熟，我國新型智能配用電系統(tǒng)面臨的應用格局將發(fā)生很大的變化，靈活、可靠、高效的智能配電網(wǎng)網(wǎng)架結構能夠滿足高可靠性和易于分布式電源接入的要求，同時適用于農(nóng)村電網(wǎng)單相和三相的混合供電，智能配用電綜合系統(tǒng)為智能電網(wǎng)的配電和用戶側的智能化提供切實可行的解決方案。

配用電技術總體向集成化智能化方向發(fā)展，靈活接納分布式電源，實現(xiàn)自愈控制和互動性，功能上滿足四“遙”即：“遙信”、“遙測”、“遙控”和“遙調”，并且具備多種有線及無線通信方式。向多能源互補、實現(xiàn)智能分析、智能調度和自愈控制的方向發(fā)展；到目前為止，智能開關只具備部分智能功能，還沒有形成真正意義上的智能開關。

用電向用戶信息采集“全覆蓋、全采集、全費控”方向發(fā)展，互動用電終端廣泛應用。

電動汽車向即插即用，服務體系友好開放、靈活互動、物聯(lián)網(wǎng)服務方向發(fā)展。

智能家居技術和智能小區(qū)技術向智能化、交互化方向發(fā)展。實現(xiàn)分路電能檢測、家庭能耗實時顯示、與電網(wǎng)互動是潛在需求，集成了安防、數(shù)字小區(qū)、家電控制以及家庭自動化等功能，實現(xiàn)整體解決方案。智能樓宇系統(tǒng)要實現(xiàn)一屏多用，以及多設備統(tǒng)一監(jiān)控的功能，使智能樓宇的功能更綜合化。而在未來，智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)將有可能完全融合到綜合能效管理平臺中，真正實現(xiàn)使用一套系統(tǒng)就能對所有的設備進行統(tǒng)一管理。

1.2 智能電網(wǎng)發(fā)展前景

1.2.1 我國智能電網(wǎng)發(fā)展目標

智能電網(wǎng)應具備強大的資源優(yōu)化配置能力和良好的安全穩(wěn)定運行水平，能有效緩解我國能源資源和生產(chǎn)力分布不平衡的矛盾，顯著提高用戶供電可靠率；適應并促進清潔能源發(fā)展，滿足能源消費結構調整的國家戰(zhàn)略要求，實現(xiàn)大規(guī)模集中與分散開發(fā)模式并存的清潔能源開發(fā)利用，使清潔能源成為更加經(jīng)濟、高效、可靠的能源供給方式；實現(xiàn)高度智能化的電網(wǎng)調度和電網(wǎng)管理信息化、精益化，實現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動，為用戶提供個性化智能用電管理服務，滿足電動汽車等新型電力用戶的電力服務要求；實現(xiàn)基于電力網(wǎng)、電力通信與信息網(wǎng)、電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等多網(wǎng)融合，拓展及提升電力系統(tǒng)基礎設施增值服務的范圍和能力。

“十二五”期間，重點加強技術創(chuàng)新和試點應用，在系統(tǒng)總結和評價智能電網(wǎng)試點工程的基礎上，加快修訂完善相關標準，全面推進智能電網(wǎng)建設，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的協(xié)調有序快速推進。到“十二五”末，我國智能電網(wǎng)技術和關鍵設備實現(xiàn)重大突破，智能電網(wǎng)標準體系基本完善，電網(wǎng)智能化達到較高水平。

“十三五”期間，我國智能電網(wǎng)技術和設備性能進一步提升，力爭主要技術指標居世界前列，智能電網(wǎng)水平處于國際領先。

1.2.1.1 國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)發(fā)展目標

國家電網(wǎng)公司“堅強智能電網(wǎng)”總體發(fā)展目標是：“建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)?！?/p>

國家電網(wǎng)公司“堅強智能電網(wǎng)”計劃分為三個階段：2009年～2010年為規(guī)劃試點階段，重點開展“堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展計劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)試點；2011年～2015年是全面建設階段，將加快特高壓網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用；2016年～2020年為引領提升階段，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和設備達到國際先進水平。堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的堅強智能電網(wǎng)將基本建成。

到2015年，初步形成堅強智能電網(wǎng)運行控制和雙向互動服務體系，基本實現(xiàn)風電、太陽能發(fā)電等可再生能源的友好接入和協(xié)調控制，電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能力、安全運行水平和用戶多樣化服務能力顯著提升，供電可靠性和總產(chǎn)利用率明顯提高，智能電網(wǎng)技術標準體系基本建成，關鍵技術和關鍵設備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用，智能電網(wǎng)效益初步顯現(xiàn)，國家電網(wǎng)智能化達到國際先進水平。

1.2.1.2 南方電網(wǎng)公司發(fā)展目標

提升“客戶服務能力、電網(wǎng)運營能力、電網(wǎng)發(fā)展能力、價值創(chuàng)造能力、發(fā)展支持能力”等五個核心能力，秉持“服務型定位、經(jīng)營型管控、集團化運作、一體化管理”等四個戰(zhàn)略方向，南方電網(wǎng)經(jīng)過三個時間段的不懈努力，實現(xiàn)“電網(wǎng)發(fā)展向更加智能、高效、可靠、綠色方向轉變，企業(yè)管理向精益化方向轉變”，實現(xiàn)“成為服務好、管理好、形象好的國際先進電網(wǎng)企業(yè)”的目標。其“十二五”期間的重點目標任務有：

突出保證安全可靠供電，提高對大電網(wǎng)的駕馭能力。一是“十二五”期間新增電力供應6000萬千瓦，固定資產(chǎn)投資將超過5000億元?！笆濉逼谀?，城市客戶年平均停電時間不超過5小時，電網(wǎng)綜合線損率降低至6.12%；二是確保不發(fā)生大面積停電，實現(xiàn)安全生產(chǎn)管理規(guī)范化、精細化，切實提高抗災應急能力。

突出以客戶為中心，持續(xù)提高客戶滿意度。一是全面深化客戶滿意度管理，推動客戶服務持續(xù)改進；二是加強客戶停電時間管理；三是全面實現(xiàn)營配信息集成應用；四是打造客戶導向的服務體系；五是逐步理順與客戶的資產(chǎn)界面。

突出服務經(jīng)濟發(fā)展方式轉變，打造綠色電網(wǎng)。一是“十二五”期末，南方電網(wǎng)非化石能源裝機比重將達到48.4%，發(fā)電量占43.3%，占一次能源消費的比重達到21.9%；二是深化節(jié)能發(fā)電調度，制訂綜合能源利用解決方案，至“十二五”期末對大客戶的節(jié)能診斷比例達到70%；三是積極引導電動汽車發(fā)展方向，“十二五”期末供電基礎設施滿足電動汽車發(fā)展需要，形成支撐其產(chǎn)業(yè)化的綜合服務體系。

突出運用信息化手段，全面提升創(chuàng)新能力。一是在電網(wǎng)安全穩(wěn)定與控制技術、電網(wǎng)經(jīng)濟運行技術、設備集成應用技術三個領域，大力運用現(xiàn)代信息技術加快傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級改造；二是充分發(fā)揮信息化在管理創(chuàng)新中的基礎和支撐作用；三是全面提升信息化建設水平?！笆濉逼陂g公司信息化達到央企A級上游水平。

1.2.2 “十二五”發(fā)展規(guī)劃及政策支持

我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，對電力能源的需求穩(wěn)步持續(xù)增長。加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式要求電力資源在更大范圍內更加優(yōu)化的進行配置。科學、低碳、綠色的發(fā)展道路決定了必須切實改善能源結構。安全可靠供電是能源安全，乃至于國家安全的重要內容。電力工業(yè)本身也需要轉變發(fā)展方式，緊隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展步伐，走和諧綠色發(fā)展之路。

1.2.2.1 智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相關長期戰(zhàn)略規(guī)劃

2009年5月國家發(fā)布了《裝備制造業(yè)調整和振興規(guī)劃實施細則》，提出要依托特高壓輸變電等十大領域的重點工程振興裝備制造業(yè)。

2010年3月，“加強智能電網(wǎng)建設”被寫入2010年《政府工作報告》，這標志著中國智能電網(wǎng)進入快速發(fā)展階段。

國家發(fā)改委在確定擴大內需，發(fā)展綠色和低碳經(jīng)濟的“十二五”規(guī)劃中提出，要通過增強創(chuàng)新能力，培育新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化經(jīng)濟結構；要通過節(jié)能減排，發(fā)展綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟，增強可持續(xù)發(fā)展能力。

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)相關產(chǎn)業(yè)，從而使智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)上升到國家中長期戰(zhàn)略。

新能源產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風電技術裝備、智能電網(wǎng)、生物質能。

新能源汽車產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值占國內生產(chǎn)總值比重達到8%左右。

加強現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)和綜合運輸體系建設。推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，構建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。加快新能源開發(fā)，推進傳統(tǒng)能源清潔高效利用，在保護生態(tài)的前提下積極發(fā)展水電，在確保安全的基礎上高效發(fā)展核電，加強電網(wǎng)建設，發(fā)展智能電網(wǎng)，完善油氣管網(wǎng)，擴大油氣戰(zhàn)略儲備。

1.2.2.2 我國電力發(fā)展規(guī)劃

“十二五”期間，全國發(fā)電裝機容量達到約14.37億千瓦，全國將投產(chǎn)110千伏及以上線路約46萬公里、變電容量約25億千伏安，其中1000千伏特高壓交流線路2.2萬公里，變電容量約2.2億千伏安；直流線路2.9萬公里，變電容量約2.2億千伏安；110～750千伏交流線路41萬公里，變電容量約21億千伏安。全國110千伏及以上線路達到133萬公里，變電容量達到約56億千伏安，電力工業(yè)投資將達5.3萬億元，比“十一五”增長68%。其中，規(guī)劃電網(wǎng)投資約2.55萬億元，占電力總投資的48%。2015年全國將形成以華北、華東、華中特高壓電網(wǎng)為核心的“三縱三橫”主網(wǎng)架。錫盟、蒙西、張北、陜北能源基地通過三個縱向特高壓交流通道向華北、華東、華中地區(qū)送電，北部煤電、西南水電通過三個橫向特高壓交流通道向華北、華中和長三角特高壓環(huán)網(wǎng)送電；預計到2020年，全國發(fā)電裝機容量達到約18.85億千瓦，全國110千伏及以上線路達到176萬公里，變電容量達到約79億千伏安，“十三五”期間電力工業(yè)投資將達約5.8萬億元，比“十二五”增長9.4%，其中規(guī)劃電網(wǎng)投資約2.85萬億元。

在未來十年，智能電網(wǎng)領域將約有4萬億元的建設投資。預計2011年至2015年將新建改造8000座智能變電站（其中國家電網(wǎng)公司6200座），這一階段預計投資2萬億元；2016年至2020年將新建改造7700個智能變電站，這一階段預計投資1.7萬億元。

2 智能電網(wǎng)設備的新需求

2.1 新能源發(fā)電設備

2.1.1 風能發(fā)電系統(tǒng)

我國仍未掌握風電機組核心技術，需在風電關鍵技術領域進行突破，掌握風電核心設計技術、具備核心設備研制能力，突破國外對我國風電技術的封鎖。主要包括中國海上及陸上弱風區(qū)資源分析、機組多體動力學及控制策略建模與仿真、風電機組整體設計、核心控制系統(tǒng)及并網(wǎng)變流系統(tǒng)的研制等。

技術創(chuàng)新逐漸成為行業(yè)發(fā)展的核心內生性因素，風電作為全球一體化的產(chǎn)業(yè)，技術創(chuàng)新的核心就是與國際接軌。單機大容量、變槳矩、變速恒頻、直驅式是國際風電技術的主要趨勢，也是我國風電產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展的必然趨勢。

2.1.2 太陽能發(fā)電系統(tǒng)

太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要包括：太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護系統(tǒng)，負載為系統(tǒng)終端。

太陽能電源系統(tǒng)由太陽能電池與蓄電池組成，因此蓄電池性能直接影響著系統(tǒng)工作特性。

控制器的主要功能是使太陽能發(fā)電系統(tǒng)始終處于發(fā)電的最大功率點附近，以獲得最高效率。而充電控制通常采用脈沖寬度調制技術即PWM控制方式，使整個系統(tǒng)始終運行于最大功率點Pm附近區(qū)域。放電控制主要是指當電池缺電、系統(tǒng)故障，如電池開路或接反時切斷開關。控制器控制技術的提升是提高太陽能發(fā)電效率的重要途徑。

DC-AC逆變器主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路，一般采用SPWM處理器經(jīng)過調制、濾波、升壓等，得到與負載頻率，額定電壓等匹配的正弦交流電。逆變器控制技術的突破是太陽能并網(wǎng)的重要內容。

在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池技術相對來講，要比控制器、逆變器及照明負載等其它單元的技術及生產(chǎn)水平成熟得多，但目前系統(tǒng)的轉換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉換率，降低單位功率造價是太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點和難點；要加強硅電池轉換率的研究，主要圍繞著加大吸能面，如雙面電池，減小反射；運用吸雜技術減小半導體材料的復合；電池超薄型化；聚光電池等。

此領域目前專用原材料國產(chǎn)化程度不高，品種不全，已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的材料和部件，其性能比國外偏低，如銀、鋁漿、EVA（膠粘劑）等。組件封裝低鐵絨面玻璃、TPT（氟塑料膜）尚未投放市場。

2.1.3 新能源的入網(wǎng)

智能電網(wǎng)要實現(xiàn)大規(guī)模可再生能源的接入，并提高風電、太陽能等可再生能源對電網(wǎng)的支撐，解決風電、太陽能等可再生能源發(fā)電率預測以及運行控制技術等問題，可再生能源發(fā)電主機設備也要朝著標準化、大型化、高效率的方向發(fā)展，并要將降低發(fā)電成本作為重點突破方向。目前我國的可再生能源發(fā)電設備制造商在產(chǎn)量和國內市場占有率方面已經(jīng)處于領先地位，但國內的風電機組接入電網(wǎng)并沒有統(tǒng)一的標準，參數(shù)模型也不全面，基本屬于不可觀、不可控的狀態(tài)。

作為可再生能源發(fā)電的核心控制設備，如風機主控系統(tǒng)、大功率變流器、變槳距系統(tǒng)、光伏并網(wǎng)逆變器等，也要符合電網(wǎng)接入的統(tǒng)一導則，有詳細的數(shù)學模型，在其控制規(guī)律上要考慮間歇式能源對電網(wǎng)的影響。智能電網(wǎng)的建設將能大大帶動這些創(chuàng)新技術的應用，并帶動相關產(chǎn)業(yè)的技術升級和健康發(fā)展。

功率預測技術、能量傳輸?shù)难芯俊⒉⒕W(wǎng)接入技術及標準、智能調度技術的研究是該領域今后研究的方向。

2.2 智能輸變電系統(tǒng)

采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)調互動等高級功能。

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

2.2.1 智能開關設備

建設統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)，要求開關設備必須智能化。智能開關應包含三方面含義：首先，智能開關應具有人工智能功能，即具備準確的感知信息功能(知識的獲取)；此外，具備正確處理信息及分析判斷功能(知識的運用)；最后，還應具備對處理結果的實施及有效的操控功能(知識的處理)。其中，智能斷路器是智能開關中的最典型的代表。

智能開關的發(fā)展趨勢主要有：

(1) 分合閘操作智能化

分合閘操作智能化是指動觸頭從一個位置到另一個位置的自適應控制的轉換，能夠根據(jù)監(jiān)測到的不同故障電流信號，自動選擇操動機構及滅弧室預先設計預定的工作條件，獲得實際開、斷時電氣和機械性能上的最佳效果。對斷路器的合分閘相位的控制可以大大提高斷路器的開斷能力，提高斷路器的可靠性。

(2) 開關設備運行狀態(tài)的檢測與判斷

監(jiān)測自身的運行狀態(tài)，增加開關設備運行的可靠性，并能判斷其工作是否正常，給出壽命預測及失效率評估及對其進行最佳運行調控，可以有效地提高電網(wǎng)的可靠性。

(3) 二次控制智能化

二次控制智能化應具有自動監(jiān)測開關設備狀態(tài)、自動處理信息、自動診斷保護和自動顯示、記錄等功能。

2.2.2 智能變壓器

對智能變壓器的基本要求是：能夠在智能系統(tǒng)環(huán)境下，通過網(wǎng)絡與其他設備或系統(tǒng)進行交互。其內部嵌入的各類傳感器和執(zhí)行器在智能單元的管理下，保證變壓器在安全、可靠、經(jīng)濟條件下運行。智能變壓器的關鍵是要實時反映變壓器的運行狀態(tài)，能夠在統(tǒng)一信息模型和服務模型的網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)信息共享和互操作。采用統(tǒng)一建模的網(wǎng)絡協(xié)議通過網(wǎng)絡實現(xiàn)集成。

在現(xiàn)有技術的基礎上，需進一步研究光纖繞組測溫、繞組變形監(jiān)測、局部放電定點或定量監(jiān)測、內部振動監(jiān)測、絕緣狀態(tài)監(jiān)測、變壓器節(jié)能冷卻控制技術等。

開關設備和變壓器智能化所需的IED，還需滿足如下要求：

(1) 支持標準通訊協(xié)議: IEC61850 和TCP/IP。

(2) 具有互操作性，能夠與同一廠家或不同廠家的IED互聯(lián)。

(3) 內嵌Web維護界面，支持遠程維護功能。

(4) 帶有跟蹤自診斷功能，確保系統(tǒng)異常后實時報警。

(5) 滿足室外長期運行要求，必須保證能夠在惡劣環(huán)境或極端環(huán)境和變電站強電磁干擾環(huán)境下，安全可靠運行。

2.2.3 測量及監(jiān)測設備

2.2.3.1 傳感器

傳感器承擔了智能電網(wǎng)實時信息的最前端測量、監(jiān)測信息的直接獲取，可以說傳感器技術的發(fā)展很大程度上決定了智能電網(wǎng)發(fā)展水平。我國電力行業(yè)使用傳感器的場合是很多的，發(fā)、輸、變、配、用各個環(huán)節(jié)都離不開傳感器技術的應用，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水平不是很高但對可靠性和穩(wěn)定性卻要求非常高的通用傳感器，技術水平要求較高的測量電流、電壓的光纖傳感器現(xiàn)在在電力行業(yè)應用還較少。

2.2.3.2 互感器

根據(jù)智能電網(wǎng)的要求，電子互感器設計制造需滿足數(shù)字化、絕緣簡單、頻響快、機械抗性強、無危險、測量精度高、易集成、易安裝、易更換、環(huán)保等特點。

目前我國互感器市場傳統(tǒng)的電磁互感器與電子式互感器并存，其中獨立式電子互感器以混合式電流互感器和電容分壓器較多。羅氏線圈繞制工藝與LPCT（低功率線圈）生產(chǎn)技術較成熟。

全光纖電子互感器可滿足我國智能電網(wǎng)的需要，是我國今后的發(fā)展方向。我國全光纖互感器實際工程應用才開始起步，其涉及互感器的可靠性和穩(wěn)定性及壽命等技術問題還需進一步研究解決。

2.2.3.3 在線監(jiān)測技術

我國變壓器、GIS等關鍵電力設備的在線監(jiān)測與診斷技術，要求傳感器技術水平不斷提高，可實現(xiàn)采用多參量綜合檢測的方法去研究運行中狀態(tài)特征參量的變化規(guī)律（如：超高頻局部放電檢測、超聲波絕緣缺陷檢測、油中氣體在線監(jiān)測、光纖溫度在線測量等）以及一些新數(shù)字信號分析技術應用于在線監(jiān)測中；采用先進的傳感器技術、計算機技術、電力電子技術、數(shù)字系統(tǒng)控制技術、靈活高效的通信技術，才能確保電網(wǎng)堅強、靈活、智能、高效運行，滿足現(xiàn)代社會對供電可靠性和電能質量的要求，優(yōu)化發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)的協(xié)調調度，實現(xiàn)運行方式自適應管理，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗以及績效指標的優(yōu)化，提升管理和決策水平。

2.2.4 通信

要構建以骨干通信電路、跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)通信電路為主，各級通信網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的電力專用通信網(wǎng)。以提高對各級通信資源的調配能力、提高對各類通信業(yè)務的承載能力、提高對各種自然災害和外力破壞的抵御能力為目標，滿足電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調度等各個環(huán)節(jié)的通信需求。構建滿足智能電網(wǎng)需求的傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、支撐網(wǎng)全方位的通信系統(tǒng)。

2.3 智能配電設備

2.3.1 配電一次設備

配電網(wǎng)測控保護技術將向廣域信息、自適應、可邏輯重組、支持動態(tài)在整定的方向發(fā)展，以適應多元化電源和靈活供、配電的要求。各種保護、控制技術進一步與配電一次設備相互滲透、融合，發(fā)展為一體化智能設備。

永磁操動機構及具備數(shù)字化測控技術的同步柱上真空開關，新型固體絕緣介質的環(huán)網(wǎng)柜；完整有效的智能配電裝備成套運行的狀態(tài)預警技術。

2.3.2 配電二次設備

配電二次設備是保證配電網(wǎng)安全可靠經(jīng)濟運行并與之相配套的必不可少的重要裝備。自適應多元化電源、靈活配用電要求的智能終端，支持軟插件與邏輯組態(tài)、動態(tài)在線整定及遠程維護，實現(xiàn)裝置與一次電力設備的高度集成，為10kV配電網(wǎng)分布電源接入的配電網(wǎng)保護與控制提供技術支撐。

國內對配電二次設備的要求大致有以下幾點：(1)多樣化；(2) 從信息孤島到集成的配電管理系統(tǒng)DMS；(3)配電網(wǎng)優(yōu)化運行；(4)定制電力技術的應用；(5)分布式電源接入。

2.3.3 儲能設備

目前的儲能方式主要分為機械儲能、化學儲能和電磁儲能。先進儲能技術是智能電網(wǎng)的重要組成部分。只有規(guī)模化發(fā)展儲能技術，才能使風能、太陽能、海洋能等間歇性、隨機性、低密度特性的清潔能源得以廣泛、高效的利用。近年來，儲能技術的發(fā)展作為電力系統(tǒng)提高穩(wěn)定性、調頻調壓和補償負荷的新手段，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、控制和調度等方面帶來新的發(fā)展。

智能電網(wǎng)需要各種形式的儲能電站以便在電網(wǎng)負荷低谷的時候作為負荷從電網(wǎng)獲取電能充電，在電網(wǎng)負荷峰值時刻改為發(fā)電機方式運行，向電網(wǎng)輸送電能，這將有助于減少系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡的損耗，減緩或者替代新建發(fā)電廠?？梢哉f大規(guī)模儲能系統(tǒng)可以貫穿智能電網(wǎng)發(fā)、輸、配、用的各個環(huán)節(jié)，不僅對傳統(tǒng)電力起到改善和改良的作用，而且儲能裝備的發(fā)展和應用也將給電網(wǎng)的規(guī)劃、設計、布局、運行管理以及使用等帶來革命性的變化。

電動汽車充電設施作為電網(wǎng)儲能裝置的一種，是支撐電動汽車發(fā)展的重要基礎，擁有廣闊的產(chǎn)業(yè)前景和市場空間。目前急需規(guī)范充電站技術及建設標準，統(tǒng)一做合理地技術設計和規(guī)劃布局，對充電設施的規(guī)劃、建設、設計及運行維護做好全盤考慮，以滿足配網(wǎng)規(guī)劃、電能質量控制、安全用電等方面的要求。

超級儲能電容器是一種理想的新型能源器件，具有內阻小，充放電電流大，充放電效率高（90%～95%）、循環(huán)壽命長（幾萬至十萬次）、無污染等獨特的優(yōu)點。但需要進一步降低能量浪費，提高系統(tǒng)的效率；減少電阻發(fā)熱，妥善消散熱量；及時抑制快速制動產(chǎn)生的泵升電壓。

諸多儲能技術中，進步最快的是化學儲能，其中鈉硫、液流及鋰離子電池技術在安全性、能量轉換效率和經(jīng)濟性等方面取得重大突破。

2.3.4 微網(wǎng)系統(tǒng)

微電網(wǎng)，是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。針對微網(wǎng)系統(tǒng)高效利用分布式可再生能源、改善電能質量和提高供電可靠性的要求，需要研究微網(wǎng)技術和關鍵設備，重點突破微網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃與設計、系統(tǒng)仿真、運行控制與能量管理、故障診斷與系統(tǒng)保護等關鍵技術，開發(fā)研制混合型直流斷路器、高壓DC-DC變流器、多端口互聯(lián)變換器等關鍵設備。

2.4 智能用電設備要求

用電環(huán)節(jié)智能化主要包括建設和完善智能雙向互動服務平臺和相關技術支持平臺，實現(xiàn)與電力用戶的能量流、信息流、業(yè)務流的雙向互動，全面提升公司雙向互動用電服務能力。用電信息采集系統(tǒng)、智能化用電裝置是該環(huán)節(jié)發(fā)展側重點。

2.4.1 智能用電系統(tǒng)

在系統(tǒng)主站方面，各類用電信息采集系統(tǒng)要針對不同采集用戶對象獨立建設，如建設負荷管理系統(tǒng)實現(xiàn)50kVA及以上專變用戶信息采集，建設集中抄表系統(tǒng)實現(xiàn)居民用戶信息采集。需要克服系統(tǒng)獨立建設的方式給系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享帶來障礙，難以完全滿足不同專業(yè)、不同層面的數(shù)據(jù)需求等矛盾。要提高系統(tǒng)標準化程度，滿足省級、電力企業(yè)總部等更高層面的數(shù)據(jù)應用需求。

在采集設備方面，要克服用戶用電信息采集的終端設備多種多樣，遵循的技術標準不盡相同，根據(jù)安裝設備用戶類型不同其功能及性能也不同等矛盾。加強提高采集設備技術標準的統(tǒng)一性，減少設備多樣化，即在功能與性能等方面的差異，給系統(tǒng)運行維護提供方便。

國內目前在智能電能表、采集終端制造方面與國外基本在同一起跑線上，某些指標甚至領先國際先進水平，而且電能表制造水平也比較高，產(chǎn)能也比較大，價格也有競爭優(yōu)勢。但國內智能電能表在使用壽命，工藝外觀等方面與國外有一定差距，不過這些年已經(jīng)逐步改進。

2.4.2 智能家居控制系統(tǒng)

智能家居是以住宅為平臺，集系統(tǒng)、結構、服務、管理、控制于一體，將與居家生活有關的各種設備有機地結合起來，通過網(wǎng)絡化綜合管理家中設備，來創(chuàng)造一個優(yōu)質、高效、舒適、安全、便利、節(jié)能、健康、環(huán)保的家居環(huán)境，簡單說就是智能化的居住生活空間。

家庭智能交互終端是實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的“大腦”，它將各種與信息相關的通信設備、家用電器設備和安防裝置等通過有線或無線方式連接成網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)視與控制、異地監(jiān)視與控制和家庭事務管理，并通過設置各種組合條件控制，保持這些家庭設施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調。即利用4C技術（即計算機、網(wǎng)絡與通訊、自控、IC卡四種不同的技術），通過電力PLC+EPON光纖的傳輸網(wǎng)絡，將多元信息服務與管理、物業(yè)管理與安防、住宅智能化系統(tǒng)集成，為住宅小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段，實現(xiàn)快捷高效的超值服務與管理，提供安全舒適的家居環(huán)境。

2.4.3 網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)

要求信息化程度提高，性能穩(wěn)定可靠，編程方便，安裝調試簡單，價格便宜。

網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)要做系統(tǒng)模塊化與網(wǎng)絡化設計，除具備防雷擊、防浪涌、過電壓保護等基本功能外，其網(wǎng)絡單元要易于重構，靈活組網(wǎng)；人性化的人機界面，使用方便；低成本與低功耗，實用性強。相互關聯(lián)性及與不同電器的兼容性要高，家居和辦公環(huán)境用電網(wǎng)絡能系統(tǒng)化節(jié)能，網(wǎng)絡化遠程監(jiān)控。實現(xiàn)家居電器的節(jié)能、智能、網(wǎng)絡管理，向節(jié)能減排、物聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展。

2.4.4 智能樓宇&小區(qū)&城市

樓宇智能化控制其中一個重要的任務是通過使用能量優(yōu)化功能，并考慮最優(yōu)的能源價格標準和負荷的管理功能，降低整體能源消耗減少資源浪費，降低日常運行成本。在樓宇、小區(qū)的范圍內可以結合微網(wǎng)、綠色能源等新技術，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)運行，與大電網(wǎng)互為支撐，實現(xiàn)最大程度的能源浪費減少，充分發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的效能。

智能電網(wǎng)的建設突出的不同就是互動性，采用EPON或電纜復合光纖入戶（PFTTH）加電力線寬帶的方式，通過電網(wǎng)的配、用電網(wǎng)絡實現(xiàn)了光纖到樓宇，甚至入戶的方式，為信息網(wǎng)絡“最后一公里”的最終解決提供了低成本、高性能的解決方案，也為國家“三網(wǎng)合一”的規(guī)劃提供了現(xiàn)實基礎。高速的光纖網(wǎng)絡結合電網(wǎng)可以遍布整個城市，通過網(wǎng)絡建設和應用分離的方式，通過互聯(lián)網(wǎng)絡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資源，更可以偵測、分析和整合各種數(shù)據(jù)，對市民的服務需求作出智能化的響應。

2.4.5 用戶端設備

（1）用戶端電能管理、負載控制與管理系統(tǒng)都通過數(shù)字化技術的運用，實現(xiàn)有效、可靠的運行，促進各類傳感器的研究與應用；

（2）全面提升綜合服務能力，最大限度滿足用戶多元化需求；借助雙向供電技術，實現(xiàn)雙向互動營銷；智能樓宇、智能家電、智能交通等建設的推動；

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

（4）先進的分布式儲能技術、電池儲能、超級電容器儲能等技術的開發(fā)與應用；

（5）智能化用戶端充放電技術（尤其是快速充電技術及相配套的多媒體軟件）的開發(fā)與應用，促進新型充放電服務體系的建立。

3 智能電網(wǎng)設備研發(fā)方向

3.1 智能電網(wǎng)設備支撐技術

智能電網(wǎng)設備是多學科交叉和融合的結果。它涵蓋了傳統(tǒng)電器、電力系統(tǒng)自動化、微機控制、微電子技術、電力電子技術及數(shù)字通信和計算機網(wǎng)絡等多種學科的相關知識。它需要現(xiàn)代傳感技術、通信技術、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術、微處理技術、設備制造技術、新材料應用技術、控制技術、決策支持技術、功率預測技術、現(xiàn)代管理技術、標準體系等多方面的支持。

3.1.1 電力電子技術

電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的技術，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術不同，電力電子技術主要用于電力變換。電力電子技術分為電力電子器件制造技術和交流技術（整流、逆變、嶄波、變頻、變相等）兩個分支。

電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。電力電子技術的內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)。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；電力電子電路吸收了電子學的理論基礎，根據(jù)器件的特點和電能轉換的要求，又開發(fā)出許多電能轉換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路，根據(jù)應用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。電子學、電工學、自動控制、信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應用。

電力電子技術作為電網(wǎng)支撐技術，在電力系統(tǒng)中的應用越來越多，主要應用領域包括直流輸電、柔性交流輸電（FACTS)、電能質量和新能源等。利用電力電子技術使高壓靜止無功補償裝置(SVC)向智能化、網(wǎng)絡化和免維護方向發(fā)展，固定串補/可控串補(FSC/TCSC)和可控并聯(lián)電抗器(CSR)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展；靜止同步補償器(STATCOM)技術向高性價比、電力電子元件應用（如ETO）、分散快速補償、網(wǎng)絡化、配電網(wǎng)和軌道交通供電電能質量綜合治理產(chǎn)品方向發(fā)展；短路電流限制器（SFCL）設備向智能化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展；配電電力電子向降低成本和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，中壓開關向無觸點大功率電子式中壓開關方向發(fā)展。

利用電力電子技術可研制一些新型的電力電子設備，如并網(wǎng)逆變器、靜態(tài)開關和電能質量控制裝置等。利用電力電子技術，可實現(xiàn)開關設備更加智能準確的控制，如基于溫度、電流相位和開關分合閘時間分布特性的選相合分閘控制。

3.1.2 通信技術—IEC61850標準

網(wǎng)絡控制和通信信息技術是保障智能電網(wǎng)發(fā)展的基礎技術。電力信息技術方面，信息存儲與處理向海量信息與大規(guī)模復雜高速計算發(fā)展，信息業(yè)務系統(tǒng)趨向集中化、總線化，信息和控制終端趨向本地化、智能化、互動化和自動化。需要綜合考慮多種通信協(xié)議的集成；無線通信與有線通信集成；控制與通信有機結合；網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)通用解決方案與專用解決方案。

為了實現(xiàn)各個設備之間的互操作和互換性，降低設備開發(fā)和維護成本，標準通信體系IEC61850是目前國際上統(tǒng)一的變電站無縫網(wǎng)絡通信標準，其規(guī)定站內的智能電子設備均采用統(tǒng)一的協(xié)議與網(wǎng)絡進行信息交換，為智能化變電站提供了全面的網(wǎng)絡通信解決方案。IEC61850采用抽象通信服務接口并將之映射到成熟的通信技術，適應網(wǎng)絡的發(fā)展；采用面向對象建模技術，面向設備建模和自我描述，以適應功能擴展，滿足應用開放互操作要求；采用變電站配置語言，定義數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性，擴充數(shù)據(jù)和設備管理功能，傳輸采樣測量值等。

3.1.3 控制技術

控制技術是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預測狀態(tài)，并確定和采取適當?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動的裝置和算法。這些技術將提供對輸電、配電和用戶側的控制方法并且可以管理整個電網(wǎng)的有功和無功。它緊密依靠并服務于四個關鍵技術領域，如參數(shù)測量技術（監(jiān)測的基本元件），集成通信技術、先進設備技術（提供及時和適當?shù)捻憫冗M決策技術（對任何事件進行快速診斷）。

控制技術的分析和診斷功能將引進預設的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范圍內，采取自動的控制行動。

3.1.4 傳感器技術

3.1.4.1 新型的傳感技術應用

目前的智能電網(wǎng)設備在絕緣性能監(jiān)測方面應用了電暈傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、漏電流傳感器、局部放電檢測傳感器等；在導電性能監(jiān)測方面應用了溫度傳感器、光纖測溫器等；在機械性能監(jiān)測方面應用了開、閉傳感器、光電編碼傳感器、霍爾電流傳感器等。需要采用各類新型的傳感技術，光電隔離技術、數(shù)據(jù)傳輸技術，解決傳感器的供電問題、強弱電隔離問題、抗干擾問題等，如研究局部放電內置傳感探頭，提高對局部放電監(jiān)測信號的準確性。

3.1.4.2 傳感器的植入技術

智能電網(wǎng)設備需要采用統(tǒng)一的接口及相應傳感植入技術、相關的植入規(guī)范和標準，融合各種傳感器信息。同時傳感器的植入有可能會改變傳統(tǒng)電力設備的機械結構和電場分布，因此需要借助新的電磁場計算軟件、動力學分析軟件等，重新計算電器設備電磁分布和絕緣間距，并在試驗和實際運行實踐中進一步進行驗證。

3.2 智能電網(wǎng)工程示范中存在的問題

智能變電站試點工程告一段落，為智能電網(wǎng)設備研發(fā)制造進行了十分有益的探索，取得了很好的業(yè)績效果，但其中出現(xiàn)的一些問題也為我們進行智能電網(wǎng)設備研發(fā)提出了實實在在的課題。

3.2.1 一次電力設備與二次設備

3.2.1.1 一、二次設備間的關系

產(chǎn)品智能化過程中，一、二次設備劃分界線趨于模糊，導致二次設備廠家對其在電網(wǎng)智能化建設中角色的偏頗，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來了新的嚴峻的考驗，這也意味著責任界定比較困難。

3.2.1.2 二次元器件對一次電力設備本體的影響

傳感器對一次電力設備本體的影響以及傳感器本身的可靠性需進一步研究，智能組件就地安裝的環(huán)境，要求組件柜要能夠營造適合IED工作的溫度及濕度條件，其內部的IED要具有更好的電磁兼容特性，因而一次電力設備本體傳感器配置、安裝方式等需進一步研究規(guī)范，智能組件的布局方式、內部通信、性能配置等亦須規(guī)范。

3.2.1.3 實現(xiàn)形式

試點工程多采用“一次高壓電力設備+傳感器+智能組件”的組合形式實現(xiàn)，整體上一體化、小型化、緊湊化程度不高。

3.2.1.4 電子式互感器

電子式互感器工作原理、配置選型、設計安裝具有明顯而較大的差別，現(xiàn)場測試及調試標準需進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。同時也存在著合并單元發(fā)熱、傳輸數(shù)據(jù)無效的現(xiàn)象。

3.2.2 通信信息

3.2.2.1 關于IEC61850標準

由于對IEC61850標準未能作深入的研究，亦未進行充分的溝通與交流，再加之規(guī)范方面存在多重理解，存在模型及配置工具不統(tǒng)一的問題，嚴重影響聯(lián)調及測試。說明IEC61850標準有待補充完善，在工程中需規(guī)范應用。

3.2.2.2 協(xié)同互動

目前智能變電站工作主要集中在各電站之內。站域之間的協(xié)同互動、協(xié)調合作工作薄弱。

表1 改造及新造開關斷路器及其組合設備智能化項目（適合110 kV及以上）

表2 智能化開關斷路器及組合設備常規(guī)測量項目及技術要求

3.2.2.3 信息數(shù)據(jù)的規(guī)范

因為信息的來源、用途以及采用的技術手段等的相異，信息滿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,在某些方面信息數(shù)據(jù)種類太雜、太多，對數(shù)據(jù)篩選不夠，占有存儲空間太大。

3.2.2.4 網(wǎng)絡結構

網(wǎng)絡結構形式多樣，其實際效果需進一步運行考驗，需進一步研究提供保護可靠采樣跳閘的實施技術與手段。

3.3 設備研發(fā)方向

3.3.1 新能源發(fā)電

A 風電設備

風電電器設備：變速恒頻風電機組（雙饋式和直驅式）的整機設計制造技術；自主研制風電機組配套用的發(fā)電機、控制系統(tǒng)、變流器等關鍵零部件，技術水平、性能指標達到同期國際同類產(chǎn)品水平。

3 MW及以上陸上風力發(fā)電機組及關鍵部件：風機的總體設計技術。

5 MW及以上海上風力發(fā)電機組及關鍵部件：海上風機總體及氣動設計技術；海上風機的特殊性技術研究。

風電電器設備技術標準與合格評定體系：建立健全風電電器設備技術標準體系，制定相關技術標準；完善風電電器設備檢測體系，提高產(chǎn)品可靠性。

表3 新造開關斷路器及其組合設備設備監(jiān)測項目及技術要求

表4 已運行開關斷路器及其組合設備監(jiān)測項目及技術要求

B 太陽能發(fā)電設備

晶體硅太陽能電池：提高轉換效率，降低成本，達到國際先進水平。

薄膜太陽能電池：提高轉換效率。

1 MW以上光伏并網(wǎng)逆變器研制和MW級多運行模式光伏逆變器。

光伏檢測裝備。

建立太陽能發(fā)電功率預測系統(tǒng)，開發(fā)太陽能發(fā)電調度管理系統(tǒng)。

C 核電設備

大型先進壓水堆核電機組：二代改進型核電站設備國產(chǎn)化率達到80%以上；掌握第三代壓力容器、堆內構件、主管道、蒸汽發(fā)生器、半速汽輪機自主制造技術。

快堆核電機組：鈉－水蒸汽發(fā)生器、鈉－鈉熱交換器。

D 新能源并網(wǎng)和控制設備的研制

表5 智能化改造油浸式變壓器項目概覽

表6 冷卻系統(tǒng)控制的相關參量及要求

表7 智能化新造油浸式變壓器項目概覽

開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的風電運行、控制、保護等系統(tǒng)，并具備適合智能電網(wǎng)需求的力矩控制、變槳控制、主控及風電場綜合監(jiān)控技術、低電壓穿越技術功能。

開發(fā)光伏電站運行控制系統(tǒng)。

3.3.2 輸變電設備

智能電網(wǎng)輸變電設備的發(fā)展方向是設備信息化、控制網(wǎng)絡化、功能集成化、狀態(tài)可視化、檢修狀態(tài)化、信息互動化。

現(xiàn)有的一次電力設備智能化產(chǎn)品存在一體化集成程度低，設備數(shù)量多，系統(tǒng)結構復雜、智能化水平不高；傳感器研究欠缺，傳感器與一次電力設備融合不合理，不規(guī)范，不能科學地監(jiān)測故障信息，給一次電力設備的安全增加了新的隱患等不足之處。智能電網(wǎng)設備研發(fā)應在繼續(xù)鞏固提高和保障其基本固有性能、質量的前提下，針對各個企業(yè)產(chǎn)品智能化的不同進展情況，或根據(jù)前期智能化改造試點工作情況，對傳統(tǒng)產(chǎn)品進行智能化的設計及改進；或對前期的智能化產(chǎn)品進行總結，再研究，再提升，達到更高層次的智能化。

二次設備智能化基于IEC61850-9-2數(shù)字信號采集、GOOSE網(wǎng)絡技術。主要包括：繼電保護裝置、測控裝置、遠動裝置、五防設備、合并單元、智能終端、數(shù)字化儀表、一體化監(jiān)控系統(tǒng)、時間同步系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和事件記錄裝置、網(wǎng)絡監(jiān)視設備、故障定位系統(tǒng)、交直流一體化電源系統(tǒng)、變電站數(shù)字化裝置調試試驗設備等。

高壓電器設備實現(xiàn)智能化的內容十分廣泛，可以從設備性能狀態(tài)、設備絕緣狀態(tài)、輔機狀態(tài)等幾個方面入手。

3.3.2.1 智能開關設備

在傳統(tǒng)性能或要求方面，要發(fā)展真空等環(huán)境友好介質在更高電壓等級開關上的應用；加強技術領先的新型滅弧室、新型操動機構應用。中壓開關方面，固態(tài)開關應用將更加廣泛。在傳統(tǒng)性能方面，在同樣電壓等級下，開關設備向更大容量、更緊湊方向發(fā)展。

在智能開關斷路器設備方面，還可在操動機構、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一步的提升。

目前開關智能組件技術的研究項目主要包含以下幾個方面，其具體的參數(shù)要求也一并列出，如表1－表4所示。

3.3.2.2 智能變壓器

在傳統(tǒng)性能方面，在同樣電壓等級下，變壓器向更大容量、更緊湊方向發(fā)展；新型環(huán)保絕緣介質得到實際應用。換流變套管、出線絕緣裝置、互感器、穿墻套管等直流裝置主要依賴進口的局面需要打破。

對750kV冷卻裝置智能控制系統(tǒng)做進一步的總結及功能完善、提升的工作，并在可能的情況下向其它產(chǎn)品推廣；研究在變壓器工作環(huán)境條件及電、磁、熱、光等人工影響情況下，電子式互感器、電子裝置的性能穩(wěn)定保障措施，增加其穩(wěn)定性及可靠性。

（1）通信方面

冷卻器控制IED可直接接入站控層網(wǎng)路，可直接向站控層傳輸數(shù)據(jù)；有載分接開關（OLTD）IED接入過程層網(wǎng)絡和站控層網(wǎng)絡，獲取控制信息，傳遞狀態(tài)信息。

（2）主監(jiān)測功能

對于新造變壓器，局部放電監(jiān)測宜采用內置型特高頻天線接收式監(jiān)測技術或外置型高頻線圈耦合式監(jiān)測技術。對于已投運變壓器監(jiān)測宜采用外置型高頻線圈耦合式監(jiān)測技術或超聲波監(jiān)測技術。

（3）高壓油浸式變壓器具體的參數(shù)要求

大型變壓器上有許多待完善的智能化項目，如智能化試點過程中，西安西電變壓器有限責任公司冷卻器智能化控制系統(tǒng)就成功的實現(xiàn)了變壓器油溫控制與節(jié)能、降噪及經(jīng)濟效益的統(tǒng)一；變壓器有載開關控制也可參考開關斷路器的相關做法進一步提高智能化水平。

目前變壓器智能組件技術的研究項目主要包含以下幾個方面，其油浸式變壓器具體的參數(shù)要求也一并列出，如表5－表11所示。

3.3.2.3 測量及監(jiān)測設備

為了更加準確的了解電力設備的運行狀態(tài)、控制狀態(tài)、可靠性狀態(tài)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)設備與調控系統(tǒng)的信息互動，提高電力系統(tǒng)的可靠性，需要對以下設備進行研究和開發(fā)。

A 傳感器

傳感器現(xiàn)有技術水平與滿足智能電網(wǎng)新技術要求的差距較多表現(xiàn)在測量傳感器上，國際上，光電傳感器已成熟，目前正已越來越快的速度推廣運用。

傳感器技術差距還體現(xiàn)在用于電網(wǎng)在線監(jiān)測方面，智能電網(wǎng)的狀態(tài)信息需要通過發(fā)電、輸變電、配電、用電等環(huán)節(jié)在線監(jiān)測狀態(tài)獲得，得到的信息進行分析、診斷、研判和決策。所以采集到的許多信息要求實時性高、具有一致性和準確性，這樣才能保證可靠性和可信性。

智能電網(wǎng)獲取的信息不僅有傳統(tǒng)系統(tǒng)的二次設備，還包括傳統(tǒng)系統(tǒng)的一次裝備，不僅涉及電網(wǎng)系統(tǒng)本身裝備狀態(tài)信息，而且包括系統(tǒng)運行狀態(tài)信息和其它相關信息。主要技術差距：(1)發(fā)達國家如美國、德國等應用的輸電線路運行狀態(tài)與氣象環(huán)境監(jiān)測裝置、導線溫度測量裝置、測量傾角和線路電流的電力測量環(huán)以及測震儀。(2)SF6開關設備的狀態(tài)評估、故障監(jiān)測及診斷技術遠不如變壓器完善，監(jiān)測合分閘線圈電流特性、斷路器機構動作特性監(jiān)測與分析、SF6氣體密度監(jiān)測，這些技術主要針對開關設備的外部狀態(tài)，（如操動機構、機械傳動系統(tǒng)和氣體密封狀態(tài)）對于開關設備內部狀態(tài)（包括絕緣狀態(tài)、導電觸頭及滅弧元件的燒蝕狀態(tài)等）的研究還不深。(3)電力設備劣化規(guī)律研究朝著多因子（包括電、熱、機械、化學、環(huán)境等因子）老化研究方向發(fā)展。要求開發(fā)出相應的傳感器，并應用于特征參量的檢

測，尋找在不停電情況下，靈敏度高，準確性好的新型故障診斷方法應用于在線監(jiān)測裝置中。(4)國外在監(jiān)測技術方面已經(jīng)將一些新的檢測技術，如：超高頻局部放電檢測、超聲波絕緣缺陷檢測、氣相色譜在線監(jiān)測、光纖溫度在線測量、光電測量等以及一些新數(shù)字信號分析技術用于絕緣檢測中。(5)高壓斷路器智能故障診斷專家系統(tǒng)是今后段路器故障診斷的發(fā)展方向，使得智能監(jiān)控與診斷成為可能。

表8 變壓器常規(guī)測量項目及技術要求

表9 新造變壓器監(jiān)測項目及技術要求

表10 有載分接開關控制的相關參量及要求

我國在高壓設備領域，對二次元器件（傳感器）植入一次電力設備本體提出了如下的技術要求：

（1）接入/植入技術一般要求

（a）涉及高壓電力設備本體，可內置亦可外置的傳感器，應采用外置方式；

（b）涉及高壓電力設備本體，內置傳感器宜采用無源型，或僅內置無源部分；

（c）內置傳感器宜由高壓電力設備制造商在制造時植入，已投運高壓電力設備內置傳感器時，須咨詢高壓電力設備制造商的意見；

（d）有良好的電、 磁屏蔽措施和環(huán)境適應能力，必要時采用冗余設計。

（2）內置傳感器的要求

內置傳感器與外部的聯(lián)絡通道（接口）應符合高壓電力設備的密封要求。

（3）外置傳感器的要求

（a）新造高壓電力設備應設計有外置傳感器的安裝位置。外觀應整潔、易維護、不降低高壓電力設備外絕緣水平；

（b）宜安裝在地電位處，因監(jiān)測需要必須安裝于高壓部位時，其絕緣水平應符合或高于高壓電力設備的相應要求；

（c）與高壓電力設備內部氣體或液體絕緣介質相通的外置傳感器，其密封性能、機械性能等應符合或高于高壓電力設備的相應要求。

（4）傳感器性能要求

提高植入一次電力設備本體的傳感器靈敏度、抗干擾能力和壽命等，提高監(jiān)測變量的準確性。

B 互感器

全光纖電子互感器具備高準確度下的動態(tài)范圍大、抗干擾能力強、測量不失真、安裝方式靈活、安全環(huán)保等特點，可滿足我國智能電網(wǎng)的需要。

我國全光纖互感器實際工程應用還剛起步，以下技術問題還需進一步研究論證：(1)光纖電流互感器的可靠性和穩(wěn)定性問題，穩(wěn)定性主要取決于設計、工藝和制造技術。需要通過溫度、沖擊、振動和低氣壓下等各種特定條件下的驗證。(2)光纖電流互感器的壽命問題，雖然可通過加速壽命試驗、可靠性增長試驗得出基礎數(shù)據(jù)，也可配合國際公認的數(shù)學模型計算產(chǎn)品對應的壽命和可靠性，但電力系統(tǒng)的設備壽命、可靠性最終還是要靠長期的運行結果來評價，這需要時間驗證。

C 在線監(jiān)測和評估系統(tǒng)

完善智能電網(wǎng)設備在線監(jiān)測和評估系統(tǒng)，提高在線監(jiān)測和評估系統(tǒng)的準確性，讓電力系統(tǒng)與智能電網(wǎng)設備更加了解設備的運行狀態(tài)、控制狀態(tài)、可靠性狀態(tài)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)設備與調控系統(tǒng)的信息互動。

進一步提高和完善已開發(fā)監(jiān)測裝置的性能，加強在線監(jiān)測系統(tǒng)的智能化水平，如專家診斷系統(tǒng)的建立，通過調查、歸納、綜合、分析工作，提煉出精華，形成專家系統(tǒng)，作為分析判斷被測設備故障的依據(jù)。

提高信息傳輸?shù)臏蚀_性，實現(xiàn)與電力系統(tǒng)的智能化監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)管理的綜合自動化。

D 其他

分布式電源標準化換流裝置及電能控制裝置、分布式電源微機保護裝置、超級電容器儲能裝置、逆變器系列設備需要關注。

表11 改造變壓器監(jiān)測項目及技術要求

3.3.2.4 柔性交流輸電設備

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功率傳輸能力的交流輸電系統(tǒng)。FACTS設備能給電力系統(tǒng)帶來眾多好處，主要作用歸納如下：(1)較大規(guī)模的控制潮流；(2)提高輸電線路輸送容量；(3)依靠限制短路和設備故障影響來防止線路串級跳閘；(4)阻尼電力系統(tǒng)振蕩。

FACTS裝置擁有廣闊的發(fā)展空間。柔性直流輸電具有良好的技術和商業(yè)價值，必須加快理論研究、研發(fā)換流閥和直流場關鍵設備步伐。

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)、靜止無功補償器（SVC）、可控并聯(lián)電抗器（CSR）、靜止同步補償器（STATCOM）、串補/可控串補（FSC/TCSC）、故障電流限制器（FCL）、靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）。

3.3.3 配電設備

配電網(wǎng)測控向廣域信息、自適應、可邏輯重組、支持動態(tài)在線整定的方向發(fā)展，各種保護、控制技術將進一步滲透、融合于配電一次電力設備，發(fā)展為一體化智能電力設備。

3.3.3.1 配電一次設備

配電一次設備大致應具有6項功能：運行時自身狀態(tài)的監(jiān)測、診斷、記錄和實時顯示；系統(tǒng)參數(shù)的測量和記錄；信號數(shù)字化、通信網(wǎng)絡化；控制保護；長壽命、高可靠，延長開關設備的檢修周期。

通用性金屬封閉開關將向著高可靠性、免維護、智能化、小型化、操作方便、外觀精美、低成本的方向發(fā)展。開發(fā)新一代全工況、免維護、高可靠性、小型化的負荷開關以及環(huán)網(wǎng)柜，可實現(xiàn)配電自動化，是環(huán)網(wǎng)柜發(fā)展的重要方向。

中低壓設備，完成固體絕緣環(huán)網(wǎng)開關柜（SIS）設備研制，研發(fā)出可用于產(chǎn)業(yè)化的環(huán)保型氣體絕緣環(huán)網(wǎng)開關柜（E-GIS），掌握永磁操動機構和中、高壓真空滅弧室的仿真技術研究和制造技術。

柱上開關設備運行于戶外柱上，是配網(wǎng)的重要組成，但是其運行維護困難。因此，迫切需要進行在線監(jiān)測、遠動、遠控、負荷轉移等智能化技術的改造，使配電自動化開關設備具備自動識別，自動隔離，自動轉功的功能。

要關注環(huán)保智能化柱上開關、智能配電網(wǎng)保護測控一體化裝置、智能配變監(jiān)測終端、復合電能質量控制器、高效節(jié)能配電變壓器、集成智能配電站、配電自動化系統(tǒng)、充放電配電保護與測控裝置、智能配電裝備快速保護動作機構等產(chǎn)品。

3.3.3.2 配電二次設備

配電網(wǎng)自動化向多樣化、集成化、智能化方向發(fā)展，對配電二次設備提出了新要求。

配網(wǎng)自動化主站應該具有如下功能：(1)基于全網(wǎng)拓撲的分析應用；(2)智能化的自愈控制；(3)支持調控一體化應用；(4)與相關系統(tǒng)的互動化應用。

配電終端設備應該具有如下功能：(1)一次開關、變壓器設備的在線監(jiān)測功能；(2)智能分布式終端將得到廣泛應用；(3)變電站自動化系統(tǒng)將向10kV饋線延伸，與配電終端密切配合實現(xiàn)饋線自動化功能；(4)與一次設備結合，實現(xiàn)就地故障快速隔離，小電流接地探測、相位同期檢測等功能。

3.3.3.3 微網(wǎng)設備

微網(wǎng)設備將要具備根據(jù)電力調度部門的指令，對有功功率、無功功率、電壓、頻率的輸出進行控制的功能，并具備一定的故障維持能力，為大電網(wǎng)做支撐，實時給調度提供發(fā)電設備的相關信息，保證電能質量要求。需要研制開發(fā)微網(wǎng)與大電網(wǎng)的接入設備、微網(wǎng)監(jiān)測和保護控制設備、微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，微網(wǎng)內部的變頻和逆變設備。

3.3.4 用電設備

3.3.4.1 智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)

集成化的系統(tǒng)軟件和管理平臺；

應用計算機控制技術和智能化運行算法進一步優(yōu)化系統(tǒng)運行與用電規(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（報警工具，方案工具等，避免管理者誤操作）；

適應多種分布式電源接入，實現(xiàn)多電源協(xié)調管理模式；

使用各種智能傳感技術，實現(xiàn)更高層次系統(tǒng)智能化控制與保護；

引入新材料、超導和數(shù)字設計等技術，開發(fā)新一代的電器設備，將提高電器設備安全和可靠性；

形成系統(tǒng)全面解決方案，滿足不同類型用戶需求；

提供多種增值服務，建立新型電能消費模式，推動低碳綠色經(jīng)濟發(fā)展。

3.3.4.2 低壓電器設備

需要研究具有如下特點的低壓電器設備：

采用統(tǒng)一平臺與標準體系，能實現(xiàn)其網(wǎng)絡化管理和控制；

具有早期預警與快速安全恢復和自愈等功能；

能實現(xiàn)全電流范圍的控制與保護功能。

3.3.4.3 智能家居/智能樓宇設備

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、智能電視、智能冰箱、智能洗衣機、智能吸塵器、智能電飯煲等在內的智能家電。

3.3.4.4 智能小區(qū)系統(tǒng)

小區(qū)主站軟件、終端設備（用電信息采集終端、分布式電源及儲能裝置、電動汽車充電站監(jiān)控裝置、自動用電服務終端）、通信信道、用電信息采集系統(tǒng)、雙向互動服務系統(tǒng)、電動汽車充電控制系統(tǒng)、分布式電源管理系統(tǒng)、小區(qū)配電自動化系統(tǒng)。