智能電網淺析

【摘 要】隨著中國經濟長期平穩(wěn)較快發(fā)展，能源建設取得了巨大成就，電網是現(xiàn)代能源產業(yè)體系的重要組成部分。智能電網代表未來電網的發(fā)展方向，越來越受到世界各國的關注，特別是在可再生能源接入、智能配電、智能用電、微網系統(tǒng)和大容量儲能等領域新技術。

【關鍵詞】智能電網；構成；主要功能和特征；發(fā)展方向

智能電網就是電網的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網的可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。智能電網的主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優(yōu)化高效運行。

一、智能電網的定義

不同的國家對智能電網的理解不同，定義不同，具體如下：美國電科院（EPRI）：智能電網是由多個自動化的輸電和配電系統(tǒng)構成以協(xié)調、有效和可靠的方式運作?？焖傧鄳娏κ袌龊推髽I(yè)需求；利用現(xiàn)代通信技術，實現(xiàn)實時、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經濟的電力服務；具有快速診斷、消除故障的自愈功能。歐洲技術論壇：智能電網是集創(chuàng)新工具和技術、產品與服務于一體，利用高級感應、通信和控制技術，為客服的終端裝置及設備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務，它實現(xiàn)了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需要參與率及能源效率。日本電力中央研究所：智能電網是實現(xiàn)低碳社會必須的，能夠確保安全可靠供電、使可再生能源發(fā)電能夠順利接入和得到有效利用、統(tǒng)籌電力用戶需求實現(xiàn)節(jié)能和提高能效的綜合系統(tǒng)。國家電網公司：智能電網是以特高壓電網韋骨干網架，各級電網協(xié)調發(fā)展，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的“統(tǒng)一堅強智能電網”。

二、智能電網的構成

智能電網的構成包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)等幾個方面。智能電網大大擴展了監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SupervisoryControl And Data Acquisition，SCADA）的數(shù)據(jù)采集范圍和數(shù)量，采集涉及電網運行、設備狀態(tài)和客戶計量在內的多種實時數(shù)據(jù)。電網公司將這些實時數(shù)據(jù)和其它管理數(shù)據(jù)等通過更先進的通信方式進行傳輸、集成，并進行分析優(yōu)化，再將經過分析優(yōu)化處理后的信息以用戶定制的門戶和儀表盤方式呈現(xiàn)給用戶。

三、智能電網的主要功能和特征

智能電網和傳統(tǒng)電網相比，有很多不同的特征和優(yōu)點，具體體現(xiàn)在以下這些方面：

（一）主要功能

1、鼓勵電力用戶參與電力生產和進行選擇性消費。提供充分的實時電價信息和洞中用電方案，促使用戶主動選擇與調整電能消費方式。

2、最大限度兼容各類分布式發(fā)電和儲能。使分布式電源和集中式大型電源相互補充。

3、支持電力市場化。允許靈活進行定時間范圍的預定電力交易、實時電力交易等。

4、滿足電能質量需要，提供多種的質量-價格方案。

5、實現(xiàn)電網運營優(yōu)化。以電網的智能化和資產管理軟件深度集成為基礎，使電力資源和設備得到最有效的利用。

6、抵御外界攻擊。具有快速恢復能力，能夠識別外界惡意攻擊并加以抵御，確保供電安全。

（二）主要特征

1、堅強。在電網發(fā)生大擾動和故障時，仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網的安全運行；具有確保電力信息安全的能力。

2、自愈。具有實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析能力，強大的預警和預防控制能力，以及自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復的能力。

3、兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網的接入，能夠實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求并提供對用戶的增值服務。

4、經濟。支持電力市場運營和電力交易的有效開展，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，

降低電網損耗，提高能源利用效率。

5、集成。實現(xiàn)電網信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標準化、規(guī)范化和精益化管理。

6、優(yōu)化。優(yōu)化資產的利用，降低投資成本和運行維護成本。

四、中美兩國的智能電網發(fā)展方向

由于近30年美國電力企業(yè)的投資不足，整個美國電力的基礎設施已經相當老舊，因此在美國的智能電網建設側重于加大現(xiàn)有網絡基礎設施的投入，同時積極發(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運行。

中國的智能電網建設是在中國的經濟繼續(xù)高速增長、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的背景下進行的。我們的智能電網建設既要滿足傳統(tǒng)電網安全、可靠、經濟、高效地向社會供應電力，滿足需求，又要在新的時代背景下積極接納新能源和可再生能源，從而向社會提供清潔電力。

五、結語

由于各個國家能源和用戶分布以及電網情況各不相同，各國對智能電網的認識和理解并不統(tǒng)一，但利用現(xiàn)代信息技術、控制技術實現(xiàn)電網的智能化已成為普遍的共識。我國與歐美等發(fā)達國家不同，國外智能電網研究更多地關注配電領域，而我們的首要任務是滿足不斷增長的電能需求，需要更多地關注智能輸電網領域，結合特高壓電網的建設和發(fā)展，提升駕馭大電網安全運行的能力，保證電網的安全可靠和穩(wěn)定運行。應該統(tǒng)籌輸電網發(fā)展和配電網信息化建設等工作，提出我國智能電網的定義和規(guī)劃，逐步建成具有中國特色的智能電網。發(fā)展智能電網是一項長期的系統(tǒng)性工程，需要有相應的政策法規(guī)密切配合，還必須兼顧與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。 智能電網的利益相關者主要是國家、電網公司、用戶、發(fā)電商、設備制造商等。國家對能源、電網的期望是節(jié)能減排，提高能源利用效率。電網公司主要關注電網運營的安全性、可靠性和經濟性。用戶關注電費支出和用電可靠性。因此智能電網的目標是提高電網運營的安全性、可靠性和經濟性，降低用戶電費支出，提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。

參考文獻：

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作者簡介：沈順琴（1982.08 ），女，漢族，福建漳州，大學本科學歷，國家電網詔安縣供電公司，助理工程師，主要從事調控中心調度運行工作。