構建智能電網技術思考

楊 平,姚勤豐

（寧波供電公司變電運維室,浙江 寧波315000）

1 智能電網體系研究的背景

我國的智能電網技術是電力能源、自動控制、決策分析、通信、測量傳感等多種技術的融合體。通過高度的集成，在電網設施上加以應用，就形成了新型電網體系。該體系的優(yōu)點是：集成、優(yōu)化、兼容、經濟、自愈等。新型電網系統(tǒng)主要涉及到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及電力系統(tǒng)調度等諸多環(huán)節(jié)。明顯具有的特征是：自動化、互動化、數字化與信息化。因此說智能電網的構建與使用時我國里程碑式的技術革新。構建新型的智能電網系統(tǒng)離不開能源體系的支撐于專門技術體系的保證。構建和運行智能電網必須將新電網技術、儲能技術和現代化技術等進行有機的融合。

2 智能電網的驅動力

智能電網是當前各國發(fā)展的方向，但在驅動力上存在著差異。智能電網驅動力的重要因素如下：

（1）必須符合政府的環(huán)保要求。智能電網建設必須符合國家低碳環(huán)保的要求，也符合可持續(xù)發(fā)展的需要。

（2）適應農村電網改造的需要?！暗碗妷骸笔寝r村經常遇到的問題，以盡快建設農村電網基礎，不斷提升智能化是當前農村電網發(fā)展的必然要求。

（3）不斷改善用戶體驗。用戶體驗游電費價格、停電率、階梯電價等方面。電力公司需要根據不同的需求進行調整，用戶體驗的改善也是智能電網的工作目標。

（4）電網自我控制能力的提升。當前，我國電網制動裝置還未具有評估事態(tài)發(fā)展的能力。因此，我們必須不斷加強評估動態(tài)安全來做好預防性控制。智能電網正是面臨系統(tǒng)故障時，能夠將該區(qū)域予以隔離，有很強的應用價值。

（5）能夠切實提高電網運行效率。除去運行優(yōu)化與資產管理以及降低使用率成本以外，智能電網還通過使用儲能、高溫超導、電子等新技術對電網進行了改革。以高溫超導技術為例，該技術的應用僅通過狹窄通道即可實現電力的大量傳輸，且電壓網損接近零。

3 智能電網技術體系主要內容

3.1 拓撲結構

我國多年來一直采用較為傳統(tǒng)的放射電網，這樣的電網如果發(fā)生線路方面的故障，很難以最快的速度恢復正常供電。由于智能電網中的靈活的拓撲結構是構建智能電網最為基礎的物理結構。一旦出現網絡方面的故障，拓撲結構可以迅速的將其控制于最小范圍內，給快速恢復供電提供了必要的條件。因此，配電體系的側面發(fā)展循環(huán)網絡，并設置環(huán)形總線與微電網。這樣才能控制雙向流向，并保證電路間的交換功率。

3.2 智能電網中的測量及傳感技術

該技術可以實現遠程監(jiān)控、分時段的用戶管理。例如：可以對分布式設備進行實時監(jiān)控，還能及時監(jiān)控到智能儀表、傳感器、測量裝置。通過傳感器與測量系統(tǒng)的有效結合，可以實現智能控制的目標。智能電網研究中，我們最為急需的就是精度高、能耗低的傳感技術與網絡測量技術。

3.3 智能電網中的專業(yè)芯片技術

該技術是智能電網的核心技術部位。電網中的芯片升級后可以實現眾多功能。智能芯片所包括的主要種類有：通信體系芯片、控制芯片、時間芯片、計量芯片和驅動芯片等等。

3.4 智能電網中的通信技術

智能電網正常構建與運行離不開通信技術。雙向、高速集成、實時的通信系統(tǒng)是智能電網正常運行的基本保障。通信技術不但能實現信息的雙向傳輸、實現互動，還能應用量測技術進行連續(xù)、實時的檢測和校正電網中的各項參數。進而使用相應的信息技術實現系統(tǒng)內部的自愈目的，并接受更加完整的信息。

3.5 信息安全與網絡安全技術

由于智能化電網是科技化與信息化相結合的系統(tǒng)，其安全內涵較傳統(tǒng)電網要高很多。這就對智能電網的網絡與信息安全加倍防范。當前較為常見的安全技術有：新密碼技術、實時鏡像備用、信息信任體系、病毒防護技術、惡意入侵防御技術、數據存儲安全、實時主動防護等等。

3.6 智能電網中的智能化設備技術

為提升電力系統(tǒng)的工作性能，我們必須在智能電網中使用最新電子設備。新技術與設備的使用能提高功率密度、成產效率、供電可靠性以及輸配電系統(tǒng)性能。此外，我們要在負荷特性與電網間尋找出平衡點來提高電能質量。

（1）電力電子技術。該技術主要通過電力電子器件對電能進行控制與變換。當前，半導體功率元器件逐漸向大容量、高壓化方向發(fā)展，很多電力電子產業(yè)都以高壓變頻作為主要的傳動技術。同步開端技術的智能開關。新型超高壓的高壓直流輸電技術，交流柔性輸電技術。用戶用電技術有動態(tài)電壓恢復器、靜止無功發(fā)生器。

（2）分布式的能源接入技術。自我調節(jié)能力和智能判斷基礎上的分布式管理與多能源統(tǒng)一入網，是智能電網系統(tǒng)中的核心部位。這個系統(tǒng)能夠實時采集和監(jiān)控電網與用戶用電信息，以輸配電方式為終端輸送電能時也是最安全和最經濟的。分布式電源（DER）的種類主要有：光伏電源、風力發(fā)電、燃料電池、小水電、儲能裝置能等。通過智能自動化系統(tǒng)，可以將多種分布式電源猶記得并入電網之中，并保證運行有很強的協調性。在提高系統(tǒng)工作效率與可靠性的基礎上，節(jié)省了大量的輸電網方面的投資。有力的支持了峰荷電力與電網緊急功率，進而帶來更大的經濟與社會效益。

3.7 發(fā)電機功率與預測短期負荷技術

超強的預測力是構建智能電網技術體系的有力保證。實現短期負荷預測和發(fā)電機功率預測，必須將只能傳感器與先進的信息通信技術作為技術支撐。這樣才能實現短期的預測和預警。

3.8 蓄能技術

不穩(wěn)定是可再生能源的最大缺點，因此，智能電網的儲能技術室很多單元構成的，例如：電容器儲能、超導磁儲能、化學電池儲能和燃料電池儲能等多種形式，這些儲能方式的主要特點是：高效、高密度。

3.9 電力控制技術

同樣，電力控制技術也是智能電網技術體系構建中至關重要的組成部分。該技術可以優(yōu)化運行系統(tǒng)，很好地完善智能電網體系結構。

4 結束語

智能電網與傳統(tǒng)電網相比具有突出的優(yōu)點。該體系的建立必須以創(chuàng)新科技為技術手段，通過技術融合加以實現。智能電網在我國屬于開始階段，各種技術需要我們在實踐中不斷摸索和完善。這樣才能最終確立相關技術體系標準，更好地為社會服務。

[1]翟子楠.構建智能電網的關鍵技術體系[J].電工電氣，2011（03）：1-3.