美国智能电网相关技术

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1、美国智能电网相关技术2009-7-2213:05:04　　信息来源：　　浏览次数：129电网运行与管理实时监测—传感器遍布电网，从发电机、线路到变电站和馈线。实时信息使多种功能都成为可能，包括电网问题的快速诊断和修正，确定输电线路何时达到容量上限的测量。缺少这些信息则意味着输电网运行人员无法充分利用线路，以确保其不会过负荷。实时读取则允许对输电线路更充分的利用，从而改善电网可靠性和经济性。快速仿真与建模—FSM，即快速仿真与建模，其目的是为“自愈”的电网提供数学上的支撑，使电网对将要发生的扰动具有一定的预见与反应能力，从而不断调整其状

2、态。具体来说，FSM旨在开发一套开放的软件平台，使电网对扰动有一定的预见及自动响应能力；向系统运行人员提供精确的实时状态估计以辅助其作出决策；使电网运行人员能够根据历史数据与实时数据进行正确的预测和操作。FSM可进一步分为TFSM（TransmissionFSM）与DFSM（DistributionFSM），即输电系统的FSM和配电系统的FSM。TFSM在2004年2月开始由一个研发团队承担并签署了相关的合约，该团队由来自TVA、HP公司和华盛顿大学等机构的专家组成，由ABB公司领导。该团队目前已经建立了TFSM的功能需求，并已经开发

3、出一套计算机架构以支持这一系统。DFSM在2004年9月开始由另一个团队承担并签署了相关合约，该团队由纽约联合爱迪生公司和法国EDF的专家组成。该团队目前已经建立了DFSM的功能需求，并为关键功能设计了UML（统一建模语言）模块。输电/配电自动化—自动化给予电网管理者遥控运行电网的能力，而以前运行人员只能在变电站或馈线现场对设施进行手动操作。自动化能够对电网状态作出更快的调整，有助于避免电网停电和快速恢复。一些电网研究人员预计，自动化电网更加灵活，能够在故障期间将电力输送至对可靠性具有绝对要求的用户中（如医院）。自动化变电站具有传统变

4、电站缺少的能力，将新的智能信息技术和控制技术连接起来。输电/配电自动化是“自愈电网”的基础，其实施依赖于电力系统实时监测和快速仿真计算技术的发展。需求响应—发电侧到用户的双向通信使电网能够根据状态灵活调整电力。与传统电力公司必须满足所有需求的系统相比，当电网处于较大压力下时，用户切断用电需求以获得奖励。用户可以通过减少电能消费和使用分布式电源来降低用电需求。需求响应通过减少高峰时期对昂贵电力的需求以及减少线路投资来控制电力企业成本，其中后者是电网最为昂贵的投资，因为这些设施的利用率往往很低。需求响应还有助于防止发生停电和拉限电。需求响

5、应包括智能电器对电压、频率下降的响应技术、混合动力车、燃料电池及其他分布式能源也可以有效的对电网需求进行响应。集成通信技术—宽带通信网，包括电缆、光纤、电力线载波和无线通信，在智能电网中扮演了重要的角色。通信网络在智能装置之间传递信息使其能够根据电网状态作出响应，向电网提供服务，进行具有经济性的事务。用户信息网关提供双向通信使智能装置能够与智能电网互联和进行交易。通信网、电网及其参与者依靠信息安全、私钥和验证软件获得保护。通信技术的关键是将能源技术与通信技术相融合，建立起新的电网体系和通信架构，以支持电网中设备装置的智能化及其相互间的

6、通信，是智能电网的基础，目前，GridWiwe和Intelligrid都在进行相关的研究；此外，EPRI的Intelligrid项目还开展了DER/ADA（分布式能源/高级配电自动化）研究，着力于建立一套标准通信协议，以确保DER（分布式能源）与其他设施之间的信息交换，从而使DER能够在整个电网范围内协同使用。先进的大容量导线—与传统钢芯铝铰线相比，ACCR导线（加强型复合铝芯导线）价格是其5-8倍，但其容量是却是其1.5-3倍；ACCC复合导线价格是传统导线的3-5倍，而容量却能够提高100%，其中ACCC导线目前已能够实现商用。高

7、温超导电缆损耗低、散热少、容量大，可有效缓解线路阻塞和降低损耗。此外，美国第二代基于YBCO线路的短路电流限制器也正在研发中。第二代短路电流限制器使用YBCO作为线路，损耗较上代产品降低10倍，而限流能力却增加3-10倍。决策支持和人机接口技术—随着电力系统运行决策时间越来越短（以秒计），智能电网需要各种无缝、实时的应用软件和工具，包括支持人机接口的人工智能系统、调度员决策支持系统（报警工具、假设分析工具、动作过程工具等）、可视化的工具和系统、高级控制室设计、实时动态模拟训练等。代理和多代理系统—代理和多代理系统将电力企业的控制运行与

8、主流的web技术相融合，独立的计算机通过网络进行通信，完成一致的任务或目标。代理和多代理系统具有自适应、自知、自我修复及半自动控制能力。此项技术目前正在开发阶段，有望在1-5年内得到商用。Web服务和网络计算—Web服务