浅谈美国的智能电网

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1、浅谈美国的智能电网智能电网(SmartGrid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。根据ARRA和其他相关文件的论述，美国政府计划拨款110亿美元建设智能电网基础设施，包括铺设或更新3000英里(约4828km)输电线路，为4000万美国家庭安装智能电表等。美国国家标准技术研究院(NIST)负责进行"智能电网互操作性框架"(SmartGridInteroperabilityFramework)项目，全面制定美国智能电网的国家标准，美国电力研究院(EPRI)协助NIST制定一个有关智能电网结构和标准

2、路线图的中期报告。由此可见，美国的智能电网建设已经快步进入实施阶段。本文对美国智能电网作一概况介绍。1智能电网概述智能电网(SmartGrid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。根据A智能电网使用水能、洋流能、生物能、太阳能、地热能、风能、氢能等可再生能源，促进发电设备输出功率最大化，降低发电成本，提高电力供应的可靠性，减少电力中断以及降低电能消费，同时具有电力传输系统的检测、分析、控制和通信功能。智能输配电网络建立起来后，在各输配电回路中会设立输配电点，当某处发生、电力事故时，与该处相连的各个

3、输配电回路中某几个输配电点会自动、快捷地重新组建起新的输配电路径，作为针对该起事故的响应。设立的输配电点越多，发生事故时自动建立的输配电路径也就越多。电力系统供应链一般由电力生产、传输以及消费三部分构成。传统技术不能提供大规模的、商业性电力储存来吸收多余电力，并适时进行电力补偿，同时电力生产、传输和消费必须保持连续且紧密的匹配。实施中的智能电网具有能源管理和储存的功能，可使电力生产者预测用电高峰与低谷的时段，根据需求量的大小及时进行电力传输的增减。用户使用智能电网提供的电能，电费也因用电高峰与低谷的不同而有所区别。在电力需求高峰时段，

4、用户用电将支付相对较高的费用，而用户若在此时利用个人电能储存器件向电网反馈电能，则可获得相应的报酬。2智能水平等级在智能电网系统中，根据电力网中各个元素对于电力运行的重要程度，从效率、可靠性、互用性支持和安全性等各个基本方面考量，设定了智能水平的分级。智能水平等级从0级(完全非智能)到5级(全智能)，共分为6级。0级：基本运行状态完全没有智能，所有的监测、控制和驱动均由外部人工实施，在现场通过位置状态指示器、闪光故障报警器、声响报警器等进行提示。可保持设定水温的老式热水器，传统的电线电缆、连接器、电容器、绝缘器、发电机等，属于这一级别

5、。1级：能够通过电气方式或数字方式与其他器件进行单向或双向通信，向远处的物理节点传输信号，同时具有遥控报告或驱动的能力。继电器、自动温控器、发电机中的稳压器、变压器中的抽头变换器、数字式故障记录仪、传统电表以及断路器等，属于这一级别。2级：可进行自我驱动和本机控制，具有与相邻同等级别的部件与器件进行主从或对等信息交换的功能，属于基本自动化设备。简单的闭环控制器、自动化仪表以及自动化变电站属于这一级别。3级：可远程进行简单的自动控制，同等级别的部件与器件可接受并有选择地执行指令，还可根据对象的运行状态进行自我调节和优化。在相邻的对等网络

6、(P2P)中的设备属于这一级别。4级：可在属于第2级别的设备间进行信息交换和自我优化，以实现系统的理想运行。这种信息交换以公共语言框架(CommonSemanticFramework)为基础，可在两个内部工作方式完全不同的系统中进行。当今常见的能源管理系统即属于这一级别。5级：可在属于第4级别的系统中进行自我分析和优化，并可进行信息交换。还可应用高级控制技术协调系统内各区域的活动。实施中的智能电网即属于这一级别。3智能电网的相关标准制定智能电网的相关标准，仅仅是实施智能电网这一伟大工程的第一步。在美国能源部发布的文件《Metricsf

7、orMeasuringProgressTowardtheImplementationoftheSmartGrid))中，论述了智能电网相关标准必须具备的7个主要特征：可使电力消费者积极参与智能电网实施；提供全面的发电和储电方案；可推动新产品、新服务和新市场的建立；可为数字经济系统(DigitalEconomy)提供高品质的电力；可优化电力资产的利用率和运行效率；可对供电系统的意外事故进行预测并自愈；对物理层面和网络层面的攻击以及自然灾害可做出强有力的反应。根据以上论述可知，智能电网将实现电网中各个部件之间的交互作用，同时对于电力系统意

8、外事故又具有响应及自愈的能力。因此安全性是衡量智能电网中任何一个部件是否符合要求的首要问题。在本国智能电网标准正式出台前，美国相关部门提出了一些推荐标准，这些标准涉及自动化变电所、仪表通信网络、电动机、高性能电缆、家用网