2010年第34期（总第169期）NO.34.2010（C um ula tive tyNO.169）摘要：文章简述了智能电网的发展和有关特征，以数字化变电站、电动汽车和分布式能源为实践与解决方案，探讨了智能电网的有关研究问题，指出低碳、经济的绿色生活是智能电网发展的必然。

关键词：智能电网；数字化变电站；分布式能源；电动汽车中图分类号：TM771 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）34-0138-021　概述随着科技的日新月异，人们的生活发生翻天覆地的变化，就拿人们的日常生活来说，对智能洗衣机、智能冰箱、智能微波炉、智能手机等与智能有关的家用电器，人们再熟悉不过了，因为这些智能仪器不仅提高了工作效率，而且使得人们的生活方式也发生了巨大的变化！而这些智能电器，均与“电”有着紧密的联系，如何把“智能”和“电”联系起来，正是本论文需要探讨的一个重要问题，即智能电网。

国内某些研究智能电网的专家认为，进入21世纪以来，智能电网概念的发展至少有3个里程碑：第一是在2006年，美国I BM公司提出的“智能电网”解决方案，I BM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性；第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，要建立美国横跨四个时区的统一电网；第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网”，“互动电网”是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。

随着特高压的建成，国家电网公司总经理刘振亚在2009特高压输电技术国际会议上，首次提出适合当前中国国情的“一特四大”坚强智能电网定义：即通过建设特高压交直流电网，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，进而发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。

2　智能电网的特征智能电网具有实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患，在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、智能电网研究问题中的相关实践与解决方案探讨阙小生（国家电网福建省厦门超高压输变电局，福建厦门361004）隙的这一放电电压；而当断路器非全相分合空载主变时避雷器不应动作，间隙应可靠动作，即避雷器工频放电电压应高于棒间隙的这一放电电压。

实验证明这种联合保护方式是可行的，同时，在间隙下串接一相单相TA，作为主变的零序电流保护。

2.5　对有高、中、低三绕组变压器，当高压侧有雷电波入侵时，会通过静电耦合和电磁感应向低压侧传递过电压在其高、中压运行，低压侧开路时，由于此时低压绕组对地电容值较小，开路的低压绕组上的静电感应分量可达较高值，危及变压器低压绕组的绝缘，为限制这种过电压，在低压绕组出口外安装一只避雷器。

当变压器高压侧发生不对称接地故障、断路器非全相动作而出现零序电压时，将通过电容耦合传递到低压侧，过电压U2=U0C12/(C12+3C0)。

其中，U0为高压侧出现的零序电压；C12为高低压绕组间电容；C0为低压侧对地电容。

这种过电压具有工频性质，将危及绝缘或损坏避雷器，因此，我们除采用同期性能好的断路器外，通常我们在低压侧母线桥上加装3只Y接线的电容器，增加低压侧对地电容，以有效吸收和降低过电压峰值及陡度。

6　切除空载变压器的过电压保护切除空载变压器系统中常见的一种操作，其产生的过电压与大气过电压相似，是持续时间甚短的高频振荡，可采取以下措施防护：对运行中中性点不直接接地的变压器，应在投、停时直接接地，然后在正常运行后断开变压器接地刀闸；将被切断空载变压器带有一段电缆或架空线，这就等于加大了开关中流过的电容电流，会使变压器的特性阻抗减小，故在截流值一定时，过电压将降低；采用带并联电阻的断路器，将变压器等值电容C两端的电荷通过并联电阻泄漏出去，限制过电压。

总之，变压器过电压的原因多种多样，在实际工作中，我们应选择采用符合技术的防护措施，有效的防止变压器受到过电压的破坏，确保变压器的安全稳定运行。

参考文献[1]　解广润．电力系统过电压[M]．水利电力出版社，1985．[2]　平绍勋．电力系统内部过电压保护及事例分析[M]．中国电力出版社，6．[3]　交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL T6）[S]．--1802.200/20-19973自我恢复，避免大面积停电发生的特征。

在安全可靠性方面，能更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应，对自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。

同时，智能电网能优化资源配置，提高设备传输容量和利用率，在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，支持电力市场竞争的要求，实行动态的浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。

除此之外，智能电网既能适应大电源的集中接入，也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求，做到与用户友好互动，实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。

3　智能电网的相关实践与解决方案智能电网的核心技术是以数字化电网、分布式能源系统、信息化家电和蓄能式混合动力交通工具，经过科研工作者的多年努力与实践，与智能电网相关的实践与解决方案已层出不穷。

3.1　数字化变电站社会对环境保护、节能减排的要求日益提高，能够提供更安全、更可靠、更清洁、更优质电力的“智能电网”建设，已是大势所趋，而数字化变电站作为建设“智能电网”的基础也应运而生。

目前，我国已建成多座数字化变电站，如河北唐山郭家屯220kV变电站，浙江绍兴110kV大吕变压器，安徽植物园220kV变等，它们与普通变电站究竟有什么区别？数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

其一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。

而变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

变电站运行管理自动化系统包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。

3.2　电动汽车构建节能、环保、低碳的绿色生活，是时代的要求，也是世界为降低二氧化碳排放量的目标，而电动汽车的出现和普及将大大降低二氧化碳的排放量，以改善日益糟糕的国际空气环境。

目前的汽车均以石油为动力，而电动汽车是指以电能为动力的汽车，一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。

电动汽车无需再用内燃机，因此，电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，由于电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。

目前，全国各地都在致力于电动汽车充电站的建设，国家电网负责人表示，到2010年底，要在全国27个城市完成75个充电站、6209个充电桩的建设充电站的外形看上去类似加油站，汽车充电的方式也与加油差不多。

电动汽车开进充电站后，停放在指定停车位上，然后用充电电缆将充电机与车辆连接起来，插入IC卡，选择充多少电。

充电过程中，车主可以随时插卡查询充电进度，也可以紧急停止充电。

目前已建成厦门市华荣电动汽车充电站、山东临沂汽车充电站等多个变电站。

3.3　分布式能源要实现电网的智能化，就要使多种形式的能源即分布式能源实现与公共电网并网，这些分布式能源如核电、风电、太阳能发电、朝夕发电等多种能源，其发电装置产生的电能首先向系统区域内的负荷供电，有剩余电能时向蓄电池充电，可以期待实现削减电力系统用电高峰(负荷平均化)、无停电电源系统以及灾害时的紧急用电源。

若分布式发电装置产生的电能向蓄电池充电后仍有剩余，则通过并网保护装置送往电力系统。

当分布式发电装置产生的电能不能满足负荷的需要时，先由蓄电池供电，仍不足时则从电力系统买电。

除此之外，鉴于非用电高峰时电价相对较低，蓄电池还可在非用电高峰时充电，减少用电高峰时从公共电网获取的电量，既缓解了用电高峰时电网的压力，又为用户节省了电费支出。

这样，电能可以在系统区域内得到有效利用，提高了电能的利用率和供电可靠性，节约了能源。

同时也为电力系统运行提供了灵活性，如在风暴和冰雪天气下，当大电网遭到严重破坏时，分布式发电装置可自行形成孤岛或微网向用户提供应急供电。

4　结语智能电网是经济和技术发展的必然结果，国家电网公司总经理刘振亚在2010年上海世博会国家电网馆特别活动日主题论坛上，充满信心地说：“电网的功能不再仅仅是电能输送的载体和能源优化配置的平台，智能电网的出现将通过能源流和信息流的全面集成与融合，成为影响现代社会高效运转的‘中枢系统’。

”电力的智能化应用，不仅全面提升从发电、输配电到用电设施的整体效率，促进电力用户节能降耗，同时通过实施电力光纤到户等智能电网工程，将使电网与电信网、广播电视网、互联网等有机融合，构建开放的公共网络服务平台，即智能电网。

参考文献[1]　陈树勇，宋书芳．智能电网技术综述[J]．电网技术，2009，（4）.[2]　高翔．数字化变电站应用技术（第1版）[M]．中国电力出版社，2008．[3]　虞斐，孔繁虹．智能电网下的新型能源管理系统设计方案[J].华东电力，2009，37（7）．作者简介：阙小生（），男，国家电网福建省厦门超高压输变电局工程师，硕士，研究方向：电网。

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