试论智能电网技术的发展与现状

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1、试论智能电网技术的发展与现状智能电网并不是一个全新概念，它是随着技术发展和业务需要而逐步形成的，国内外相关研究机构很早就展开对智能电网领域的研究探索，各国政府和电网公司也开始将发展智能电网作为解决能源问题的良药。智能电网技术的发展目前智能电网的定义还不明晰，在智能电网的各种定义和概念中，只要和未来电网相关的东西都被扣上了智能电网的帽子，但这种概念的泛化会随着智能电网的发展逐渐清晰起来。智能电网是新技术在电网行业应用的产物，涉及到通信、传感器、信息等技术，这些技术是智能电网建设的基础，也是智能电网能够实现新应用的保

2、证。目前智能电网还处于初期研究阶段,国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式对智能电网进行理解、研究和实践;各国智能电网发展的思路、路径和重点也各不相同。近年来,中国学者在借鉴欧美智能电网研究的基础上,对中国发展智能电网的特点、技术组成以及实现顺序等进行了研究。在2009年5月21日—22日召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,国家电网公司公布了对智能电网内涵的定义,即统一坚强智能电网是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含发电

3、、输电、变电、配电、用电和调度六大环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。统一坚强智能电网在技术上包含4个基本特征:信息化、数字化、自动化、互动化。其中,信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享和利用;数字化是指电网对象、结构及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输;自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复等;互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。智能电网的数据获取、

4、保护和控制都需要通信系统的支持，因此建立通信系统是迈向智能电网的第一步；通过传感器可以对整个电网系统进行测量并传输数据，获取实时数据，并提供各种信息交互；信息技术的发展是智能电网的直接推动力，通过信息技术能够实现高级应用，并在合适的时机催生出新的应用模式。设备间的信息交互是实现电网智能化的最重要手段。现在的电网除了一些二次设备可以实现远程操作外，其他信息基本上是单向传输，而未来智能电网将会形成一种新的通信和交互机制，实现电网设备间的信息交互，以此为依托可以大幅度提高电网的智能性。利用智能电网的互动性，能够实现双向

5、的传输数据，实行动态的浮动电价制度，可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。安全、可靠、经济、节能是智能电网建设的目标。安全性和可靠性需要监控电网运行状态，及时发现故障，并能够自动处理故障，保障电网安全运行。通过对电网二次设备的升级改造，在电网中建立物联网，实现电网设备间的互动，提高电网控制系统的智能程度，使设备可以根据电网状态自主决定是否动作、如何动作。在电网

6、主网安全运营的基础上，分析配网运行状态，利用转供电等手段，提高供电可靠性。要想实现经济性，需要优化资源配置，降低损耗和用户用电开销。通过能源输送方式的改变可以降低能源损耗，减少总体能源浪费；降低电费支出用户能够得到实惠的地方，这就需要电网能够根据电网负荷情况实时制定电价，而用户端电表能够实时获取电价信息，并根据预先设定的运行模式进行调整电器运行状况，既可以减少用户的整体电费开支，又可以降低电网整体造价。充分利用再生能源，提高能源效率。对于政府而言，加大可再生能源利用率，增加火电、核电等传统能源的效率，就可以实现节

7、能减排，提高能源利用效率的目的。这就需要利用智能化的电网，通过用电设备间的交互，科学调度，实现对风电、火电等分布式能源的高效利用。智能电网技术的现状早在2003年美国电力研究院（EPRI）就已经将未来电网定义为“智能电网”，同年6月，美国能源部输配电办公室发布的“Grid2030：电力的下一个100年的国家设想”的报告描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2004年美国Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己对“智能电网”的理解。美国PJM（宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联电

8、网）公司在2006年底完成的战略规划将智能电网建设作为其发展愿景。2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；同时电网还可以根据实际情况进行电力的实时调配，提高供电可靠性。2001年意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，欧洲其他国家也将智能网络作