智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展

周 來,程志明

（1.長春工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院,長春130012；

2.華北電力大學(xué) 控制與計算機工程學(xué)院,北京102206）

智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展

周 來1,程志明2

（1.長春工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院,長春130012；

2.華北電力大學(xué) 控制與計算機工程學(xué)院,北京102206）

科技化水平的不斷提高，環(huán)境、資源等問題也變得日益突出，電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，以現(xiàn)代通信、控制及信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)運而生，智能電網(wǎng)清潔、低碳、高效的特點貫穿了發(fā)--輸--變--配--用電的全過程，努力打造智能化、自動化、精細化的智能電網(wǎng)已成為各國努力追求與奮斗的目標。本文詳述分析并總結(jié)了智能電網(wǎng)的概念，研究的背景，研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

智能電網(wǎng)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展

0 引言

隨著國網(wǎng)公司《建設(shè)堅強智能電網(wǎng)》（Strong Smart Grid）發(fā)展規(guī)劃的提出，我國確定了建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的基本原則與總體目標，如何建設(shè)堅強智能電網(wǎng)已成為目前電力系統(tǒng)學(xué)術(shù)界及電力行業(yè)高度關(guān)注的課題。保證在智能電網(wǎng)中各種數(shù)據(jù)有效的獲取、傳輸、保護及控制，使智能電網(wǎng)能實現(xiàn)信息的動態(tài)交換互動，滿足電力發(fā)展的可持續(xù)要求，逐漸成為智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的現(xiàn)實選擇。

1 智能電網(wǎng)概念及特點

目前，由于智能電網(wǎng)的研究仍處于起步階段，因此國內(nèi)外并沒有對智能電網(wǎng)的概念形成統(tǒng)一的描述，比較被業(yè)界廣泛接受的是“smart gird”的稱謂，即智能電網(wǎng)是將信息、通信、計算機技術(shù)在原有的發(fā)、輸、變、配、用的電基礎(chǔ)設(shè)施之上高度集成而形成的新型電網(wǎng)，具有高度的互動、自愈、清潔、可靠及高效供電等特點，智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展關(guān)系著國計民生，同時也與國家新能源發(fā)展及建設(shè)戰(zhàn)略聯(lián)系密切。自愈性即穩(wěn)定、可靠的供電，是實現(xiàn)電網(wǎng)安全的主要功能，無需或僅需少量人為干預(yù)的全自動運行狀態(tài)?；蛹措娋W(wǎng)在運行時與用戶進行實時的互動，將用戶視作電網(wǎng)的組成部分，激發(fā)用戶參與到電網(wǎng)負荷中的主動性與積極性。未來的用戶可根據(jù)智能電表的實時電能狀態(tài)信息來調(diào)整自身的用電時段，避開用電高峰是昂貴電價的同時可使用電更加的廉價、節(jié)約，從而使整個電網(wǎng)的資源得以高效的利用，實現(xiàn)效益的最大化。電動汽車充電樁將會隨處可見，每個家庭在使用電能的同時也在向電網(wǎng)輸送電能，整個智能電網(wǎng)將成為一個完備的、高度自動化的龐大系統(tǒng)。

2 智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

美國及歐盟等國家和組織都已開展智能電網(wǎng)的研究工作，對美國而言，對復(fù)雜大電網(wǎng)的穩(wěn)定控制、運行是其智能電網(wǎng)發(fā)展的原動力，美國能源部發(fā)布的電力的下一個100年工作報告堪稱美國電力改革的綱領(lǐng)性文件，詳細的描述了美國未來電力系統(tǒng)的架構(gòu)，并確定了各項實驗及工作的階段性目標。歐盟成立了智能電網(wǎng)論壇，發(fā)布了多篇關(guān)于未來智能電網(wǎng)技術(shù)的報告，IBM、谷歌等知名公司也提出了相關(guān)的解決方案。國內(nèi)，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的工作已經(jīng)開展，多項研究已達到國際先進水平，國網(wǎng)公司智能電網(wǎng)研究院取得了一批前沿的科技成果，在電網(wǎng)頻域質(zhì)量控制、特高壓輸電、電網(wǎng)廣域檢測控制技術(shù)等方面已處于國際領(lǐng)先水平。由我國自主研發(fā)的EMS—能量管理系統(tǒng)已在省調(diào)以上范圍得到普及，國網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞在2009年特高壓輸電技術(shù)國際會議上提出了建設(shè)中國堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，以此來滿足和帶動我國經(jīng)濟社會的全面發(fā)展，此舉必將有利推進我國電力工業(yè)改革，必將對我過經(jīng)濟等各方面現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。

3 智能電網(wǎng)未來發(fā)展

基于自適應(yīng)控制的保護、檢測等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用日益增多，可用于不同的IED和控制系統(tǒng)，允許訪問其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，許多廠商研發(fā)了各種不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)，經(jīng)常把檢測功能結(jié)合起來使用，未來智能電網(wǎng)一個顯著的發(fā)展趨勢便是從以計算為中心轉(zhuǎn)移到以交互為中心，來實現(xiàn)高度互動、智能化。MAS系統(tǒng)強大的伸縮性及擴展性使其成為人工智能研究領(lǐng)域的熱點，必將在未來得到廣泛的應(yīng)用。分布式能源集成系統(tǒng)應(yīng)用會更加頻繁，并參與到需求相應(yīng)資源的各個程序之中，因此，智能電網(wǎng)的研究重點除了在風(fēng)險故障等環(huán)境下實現(xiàn)的高度自愈外還包括解決電網(wǎng)實際運行中產(chǎn)生的無功調(diào)壓、信號擾動及諧波畸變等電能質(zhì)量問題。未來智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)和信息將會是海量的，各種信息之間的關(guān)聯(lián)程度也會日益緊密，如實時信息與離線信息，靜態(tài)信息與動態(tài)信息，運行信息與管理信息，技術(shù)信息與經(jīng)濟信息等，如何有效、安全地利用這些龐大的數(shù)據(jù)資源來實現(xiàn)實時共享及管理，并消除信息孤島、安全風(fēng)險等隱患問題是未來智能電網(wǎng)建設(shè)中亟待考慮的問題。

4 建設(shè)堅強智能電網(wǎng)

我國堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)將會是一項系統(tǒng)而龐大的復(fù)雜工程，需要解決很多技術(shù)性難題，需要深入研究并改革相關(guān)的配套設(shè)施及政策、法規(guī)等機制，要充分發(fā)揮一體化管理的優(yōu)勢，健康、有序地推進電網(wǎng)的研究、建設(shè)與發(fā)展，以國家宏觀政策為導(dǎo)向，立足于國際科技發(fā)展的前沿，從我國電力工業(yè)實際情況出發(fā)，圍繞統(tǒng)一布局，全面推進，試點運行的仿真，依托科技創(chuàng)新，最大限度地調(diào)動系統(tǒng)內(nèi)外各方面資源，逐步構(gòu)建適合我國能源體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的智能電網(wǎng)。

在開展智能電網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計以及實施的各環(huán)節(jié)中，要充分考慮到當前國網(wǎng)自身信息控制、管理系統(tǒng)的發(fā)展狀況，綜合未來智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展脈搏，參考國內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域的成果，提出我國建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的宏觀戰(zhàn)略和部署，以此來保證我過智能電網(wǎng)所具備的可靠、靈活、開放等特點，滿足智能電網(wǎng)在規(guī)劃建設(shè)、運行控制、資產(chǎn)管理以及用戶管理等各方面的需求。同時要注重理論、技術(shù)的創(chuàng)新，形成完整、規(guī)范的智能電網(wǎng)標準體系，這是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵、基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，更是智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的重要保障。

5 結(jié)論

智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，我國智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)工作應(yīng)在集思廣益、充分汲取國際領(lǐng)先技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)揮主觀能動性、創(chuàng)造性，因地制宜建設(shè)我國特色的智能電網(wǎng)。雖智能電網(wǎng)的概念尚未統(tǒng)一，各國發(fā)展智能電網(wǎng)的側(cè)重點也不盡相同，但對采取的先進的控制、通信、信息等技術(shù)來提高智能化的程度已達成共識，分布式協(xié)調(diào)、控制、仿真與決策，分布式能源系統(tǒng)集成等相關(guān)技術(shù)是未來智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢。

我國目前正處于現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，各領(lǐng)域都處于快速發(fā)展的階段，在國家大力倡導(dǎo)、支持節(jié)能減排、組建低碳、綠色、循環(huán)的智能電網(wǎng)的形勢下，技術(shù)創(chuàng)新是主旋律，是深入建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是我國大力推進電力事業(yè)又好又快發(fā)展的重要舉措。作為新時期能源產(chǎn)業(yè)的代表，作為我國推進電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)的重要方面，智能電網(wǎng)的建設(shè)、發(fā)展進程對國家的建設(shè)和發(fā)展將起到重要的作用。

[1] 陳樹勇，宋書芳，李蘭欣.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（08）：1-7.

[2] 鐘金，鄭睿敏，楊衛(wèi)紅.建設(shè)信息時代的智能電網(wǎng)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（13）：12-18.