智能电网的现状及发展前景
作者：翟志全
来源：《科技探索》2014年第01期
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2014）01-0349-01
摘要：本文阐述了智能电网的概念、内涵、特征及其发展现状，总结了智能电网的关键基础技术，最后指出了智能电网的发展前景及方向。

关键词：智能电网自愈电网电力市场电力发展
1.概述
现代大电网复杂多变的物理结构、运行方式以及动态特性，使稳定监护和协调控制难度大大增加。

大型发电厂远离负荷中心，使大量的电能需要远距离超高压输送，并为了经济效益而形成超大规模的互联系统，由于电网互联规模超前于动态安全监控技术的发展，故障引发级联事件并进而演变为大面积停电的风险加剧。

与此同时，电子信息、电脑、微电子和电力电子技术的迅速发展并引入电网应用，为电网自动化提供了有力工具。

正是在这内、外两方面因素的推动下，新型智能电网（Smart Grid）概念被提出，并迅速得到广泛的关注。

2.智能电网的特征及发展现状
2.1 智能电网的内涵和特征
智能电网的核心内涵是，在电力系统各业务环节，实现新型信息与通信技术的集成，促进智能水平的提高，其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节，其中的每一个用户和节点都得到了实时监控，并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信号的双向流动及实时互动。

综合概况来说，智能电网具有以下几点关键特征：
（1）自愈。

利用智能设备实时采集电网系统的动态信息，及时发现和快速诊断存在的隐患，发生故障时能够自动检测和分析，并且迅速实现故障隔离和系统自我恢复，保证供电的连续性，防止大规模停电的发生。

（2）互动。

在电源、电网和用户资源之间实现友好互动、协调运行，智能电网将实现需求侧响应功能，用户可以参与电力系统的运行和管理，形成“双向电网”模式。

供电方可以实时通知用户当前的电网运行情况，包括：实时电价、计划停电信息等其他信息，用户则可以根据这些实时信息采取自己的用电方案。

（3）良好的兼容性。

智能电网有别于传统的远端集中发电，可以实现分布式发电和集中式发电的兼容，改变了单一的集中式发电模式，并且支持各种可再生资源分布式发电有序接入，扩大了系统的可选资源范围，保证了供电可靠性。

（4）优质、高效。

智能电网能够对电能质量进行分级，满足不同用户的需求，并且能对电能质量进行分级和价格联动。

此外还可以对运行设备实现实时监测，优化电网的管理和运行，提高发电效率，降低网损和运营成本。

2.2智能电网的发展现状
由于不同国家的国情不同，所处的发展阶段及资源分布的不同，因而各国都结合本国的特点来规划和发展智能电网。

美国在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的建设，以提高电网运行水平和供电可靠性，同时最大限度利用信息技术，实现系统智能对人工的替代。

欧洲国家发展智能电网主要是促进并满足风能、太阳能和生物质能等可再生能源快速发展的需要，把可再生能源、分布式电源接入及碳零排放等环保问题作为侧重点，重点方向是通过智能电网技术将北海和大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能融入欧洲电网，以实现可再生能源大规模集成的跳跃式发展。

3.智能电网的关键基础技术
智能电网的关键技术总结概括如下：
（1）集成的通信技术。

智能电网的通信系统是一个集成了多种通信技术、开放式的通信网架，具有高速、集成、兼容、双向的特征，成为一个能够为各种控制装置及保护系统提供“即插即用”的网络平台，能够动态响应实时信息与功率交互。

（2）先进的传感与测量技术。

该技术是智能电网信息的基础，主要用于智能仪表、广域测量系统和电网设备在线监测系统三个方面。

智能电网的特征要求了系统能够准确实时的提供用户用电的相关数据，同时还要监控系统的各个数据以保证系统的安全可靠运行，这些数据的测量都必须通过各种精密的传感器来完成。

（3）先进的电网设备技术。

先进的电网一次设备是智能电网实现的物理基础，包括高压直流输电技术、大容量储能技术、超导输电技术、先进的电力电子技术、再生能源发电与运行技术等。

（4）先进的控制技术。

先进的控制技术涵盖了现代控制理论、优化理论和人工智能技术在控制领域的综合应用等过个领域，其作用在于分析、预测和诊断智能电网运行状态，针对状况做出合理反映，避免、减轻供电中断等现象的发生。

（5）决策支持和可视化技术。

决策支持系统能够对电网中的问题和趋势进行实时识别、确定、分析，并提出解决方案，同时将相应的系统情况、多种选择以及每种选择的可行性等展示给运行人员。

可视化技术主要是将各种信息转换为可视化信息，便于工作人员的分析和决策，从而提高效率和准确性。

4.我国智能电网的发展趋势
中国的智能电网发展，应在吸取其他各国电网建设优点的基础上，遵循中国的特有国情进行规划实施，积极推动坚强的智能化电网的研究和建设。

具体过程中应该注重从微观技术和宏观政策两个方面着手。

（1）微观技术层面。

在发电环节上大力提升可再生资源的发电能力，注重能源整合和协调运行水平；输电环节上优先建设坚强的输电网架，形成良好的一次系统，注意加强一次系统运行可靠性和操作控制的灵活性，着重研发直流输电技术，提高效率，降低损耗；升级更新智能电器，提高智能电器获取和处理数据的效率、监测与诊断的能力、自适应控制能力及信息交互能力，为智能电网夯实基础。

（2）宏观政策方面。

综合决策支持主要指对智能电网的建设合理规划，建立资源共享机制，使信息流、电力流、任务流等高度协调化，实现电网的智能调度与控制。

同时设计建立符合智能电网的规划建设、运行管理、用户与资产管理等要求的智能电网整体架构，提高系统管理水平。

5.结论
智能电网能够推动我国经济、能源、气候等领域的发展，我们有理由相信智能电网的发展必将推动电力系统的升级变革，同时也为世界能源、环境的发展产生深刻的影响，为人类生活质量的提高产生积极的作用。

智能电网建设是一项复杂的系统工程，我国要根据自身国情，发展建设具有中国特色的智能电网。

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