智能电网监测发展

智能电网监测发展（精选12篇）

1.智能电网监测发展 篇一

智能电网的发展与认识

摘要：进入21世纪以来，智能电网已成为实施国家能源战略和优化能源资源配置的重要战略平台。智能电网的建设、运行将大大提高电力系统效率，减少污染物排放量，提升国内电力装备制造业自主创新能力，促进产业结构升级，大力推动经济社会可持续发展。首先介绍了智能电网的概念，然后详细分析了智能电网的发展历程以及国内智能电网的发展规划。

关键词：智能电网 ；发展历程 ；趋势分析

1.智能电网 智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，其技术大致可分为四个领域：高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。

根据中国科学院电工研究所所给出的定义，智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。.智能电网的发展历程

智能电网受到如此关注，它是如何发展和演变的呢?

2003年4月，美国65位来自电力公司、电力设备制造商、联邦和州政府官员、大学和国家实验室的高级专家汇聚一堂，讨论美国未来的电力系统。会后，于2003年6月以美国能源部输配电办公室的名义发布了一份名为“Grid 2030一电力的下

一个100年的国家设想”的报告。这份报告可谓是美国电力改革的纲领性文件，描绘 美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验 作的分阶段目标。欧洲于2005年成立了欧洲智能电网论坛，目前，论坛已发表3份报告：《欧洲未来电网的愿景和策略》重点研究了未来欧洲电网的愿景和需求；《战略性研究议程》主要关注优先研究的内容；《欧洲未来电网发展策略》提出了欧洲智能电网的发展重点和路线图。

2009年1月25日，美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表。美国还将集中对落后的电网进行升级换代，建立横跨4个时区的统一电网，逐步实现太阳能、风能、地热能的统一入网管理。从上面的发展历史可以看出，智能电网是随着技术发展和节能减排，管理需求而慢慢发展起来的，从最初的计量智能到电器智能，从输配自动化到全过程智能化，智能电网的概念越来越丰富。

3.国家电网公司建设“智能电网”的发展规划

“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。

国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

我国国家电网公司建设“坚强智能电网”的发展规划共分为以下

三个阶段：1)2009～2010年为规划试点阶段。重点开展智能电网的发展规划T作，制定技术和管理标准，开展关键技术研究和设备的研制，开展各环节的试点工作。2)201 1—2015年为全面建设阶段。加快特高压电网和城乡配电网的全面建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。3)2016～2020年为引领提升阶段。全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。电网优化配置资源能力大大提升，清洁

能源装机比例达到35％，分布式电源实现“即插即用”，智能电表实现普及应用。

4.智能电网的建设对我国的意义

大范围地提高优化资源配置能力

我国智能电网建成后，将形成结构坚强的受端电网和送端电网，电力承载能力显著加强，形成“强交、强直”的特高压输电网络，实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送，区域间电力交换能力明显提升。我国实施“一特四大”发展战略，建设“强交、强直”的特高压智能骨干输电网络，实现大型煤电、水电、核电、可再生能源产业基地的集约化开发．完成电力的跨地域、大容量、低损耗、高效率输送，可明显提升电力生产和消费地域问的电力交换能力。建设网架结构坚强的送端、受端电网，电力承载、电网输送能力会明显增强，电网运行控制会更加灵活。由于在相同输送容量下，特高压电网的线损仅仅是超高压电网的四分之一至三分之一，利用它构建能源基地与电力负荷中心间的大规模长距离空中能源输送走廊，可实现能源资源在全国范围内的优化配置。

适应清洁能源并网的迅速发展

电网将具备风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制，结合大容量储能技术的推广应用，对清洁能源并网的运行控制能力将显著提升，使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方式。应用智能电网运行、控制、储能技术，建立、完善清洁能源并网发电的相关技术标准；合理规划大规模间歇式新能源基地网架结构，应用柔性输电、实时监测技术、智能配用电、经济调度等技术，适应大规模清洁能源电力的输送规模和运行经济性的要求；考虑各类分布式电源接入和电动汽车充换电设备与电网互动情况下的配电网建设和优化运行方案，使用户享受到新能源电力带来的低碳、高效、兼容接入、互动灵活的便利特点。

保障大电网长期、安全、稳定、经济运行 电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升，电网各级防线之间紧密协调，具备抵御突发性事件和严重故障的能力，能够有效避免大范围连锁故障的发生，显著提高供电可靠性，减少停电损失。

智能电网能实现实时定量评估大电网的安全稳定性，为电网运行方式分析及紧急控制预案的制定提供了重要的技术支撑，并基于“集中协调、分层控制”的防御控制方式，可根据预案和在线分析最大限度避免或限制电力供应的中断，显著提高供电可靠性，减少停电损失，尤其优先保障相关政治、军事、社会稳定及对国计民生有重大影响的用户．并确定供电恢复时这些用户的优先序列。国网公司在发展特高压直流时，着力构建华北、华东、华中“三华”特高压交流同步电网，为大型电源基地电力的送出、消纳和全国统一电力市场的形成搭建稳定、经济的运行平台。

5.对我国发展智能电网的建议

坚持符合国情，因地制宜的原则。我国智能电网建设要遵照经济社会与能源可持续发展的内在要求和客观规律，走符合中国国情的发展道路，坚持自主创新的原则。智能电网发展意义重大，市场前景广阔，世界各国纷纷加大了研究投入，积极推动示范工程建设，加快产业化进程，抢占全球的技术和市场制高点。我国必须加大自主创新的力度，研发出拥有自主知识产权的关键技术、设备，在全球激烈的市场经济竞争中占领先机。要在国家战略高度，积极支持智能电网技术研究，实现我国电力和相关行业的跨越式发展，占领科技领域发展制高点。智能电网是一个复杂的系统工程，是多行业、多学科、多领域的交叉，涉及政策、资金、科技、人才、管理等方面，应加强国家战略设计，政府主导、统一规划、稳步推进，保证智能电网的可持续发展。

科学开发利用新能源。一是智能电网建设要紧紧围绕国家“十二五”发展规划的实施．到2015年可再生能源年利用量达到4．78亿吨标准煤，其中商品化可再生能源年利用量达到4亿吨标准煤，能源消费比重达到9．5％以上。科学开发利用风电、地热发电和其他可再生新能源，研究新型可再生能源并网技术，提高清洁新能源电力占总装机容量的比重，减少不可再生能源的消耗。大力推动新水电基地开发。随着各种新技术的应用，风能和潮汐能、生物能、太阳能发电等可再生能源的开发使用不断提速，智能电网对分布式间歇性电源的接受能力将不断提高。进而加速推动了可再生新能源的开发利用，转变了能源发展方式。为未来能源的可持续供给奠定了坚实基础

6.结论

发展智能电网已经是我国电力工业发展的重要部分，中国建设坚强智能电网，必须遵循中国特色进行规划，既要满足近期的需求，又要适应未来的要求。智能电网的发展既有机遇又有需要注意的问题，我们应吸取国外智能电网建设的成功经验，结合中国实际情况，逐步建成具有中国特色的智能电网。

参考文献：

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[4]陈树勇，宋书芳，李兰欣，等．智能电网技术综述．电网技术，2009．

[5] 刘盛，刘韵强，陈伟波.智能电网的综合效益

2.智能电网监测发展 篇二

电网内各站点设备的时间统一是电网正常运行的必要条件。目前国家电网公司存在2套基于卫星的时间体系，分别是GPS和北斗，不同厂家的GPS时钟同步系统性能和功能也不尽相同。目前在电力系统已经发现一些GPS时钟在正常工作年限内出现卫星丢失、进入保持状态等问题，输出的时间信息和相位与标准时间存在偏差，以及时间信号精度的抖动范围过大等问题。鉴于上述情况，有必要建立一套完善的变电站实时时间监测系统，以确保电网内各站点的时间统一[1]。

时间监测技术根据路线的不同，可通过多种方式实现。但总的来说主要由时间监测设备、被监测的时间信号、监测结果管理系统等3部分组成，其中核心部分为时间监测设备，而时间监测设备最重要的性能指标是其自身的时间准确度，时间精度达不到要求的时间监测装置会导致测量的数据不准确，甚至将准确的时间误测为不准确的时间，造成误报警，进而导致严重的后果。现阶段采用不同的技术可实现不同的监测方式及监测精度[2]。

1 时间监测技术简介

时间监测技术按监测设备的安装位置可分为就地监测和远程监测2类。其中就地监测按照参考基准来源可分为天基和地基2种，天基的参考源来自于卫星，地基的参考源来自于地面同步时钟源。天基监测技术按接收机类型又可分为卫星溯源监测和卫星共视监测2种，地基监测技术按照对精确时钟同步协议（Precision Time Protocol,PTP）报文的处理方式可分为PTP时间同步网监测和PTP报文通信监测。远程监测按照通信方式可分为专线监测和网络监测。时间同步监测技术分类如图1所示。

时间监测的基本原理为：监测设备接收被监测设备发出的时间信号，解析被监测的时间信号的时间信息及相位，再与监测设备自身的时间参考源进行实时比对，进而得出测量结果。时间监测基本原理如图2所示。

2 时间监测技术路线研究

2.1 卫星溯源监测技术

卫星溯源监测技术利用共视溯源的卫星接收机作为监测设备的测量基准，就地测量被监测设备输出的时间信号准确度（如脉冲、B码等），将测量结果以报文方式通过数据网络传送到主控中心站，经过主站系统的分析即可判断被监测时钟设备的时间准确度[3]。

由于监测设备的时间基准已经过共视溯源，测量基准时间的准确度可达纳秒级，且被监测设备输出的时间信号至监测设备输入接口的传输时延是固定、可补偿的。其中最为关键的是监测设备传送的是真实的测量值，数据通信网络的时延对监测精度没有任何影响，因此该技术能真正实现纳秒级的时间监测。

2.2 卫星共视监测技术

卫星共视监测技术利用共视卫星接收机作为监测设备的测量基准，就地测量被监测设备的时间信号准确度，通过与主控中心站的共视卫星接收机通信，并经过专用的共视计算软件得到被监测设备的时间准确度[4]。

在调控中心和被监测站分别设置卫星共视比对接收机，主站和被监测站之间通过通信网络交换卫星共视接收机的数据，从而获得被监测时钟的准确度，其精度可以达到10～20 ns。卫星共视监测技术原理如图3所示。

2.3 PTP时间同步网监测技术

在PTP时间同步网监测技术中，监测站点的监测设备将被监测信号（如1PPS+TOD/B码等）转换为PTP信号，通过地面SDH网络将PTP信号从被监测站点传输至监控主站，监控主站的PTP从时钟与此PTP信号进行时间同步，进而还原出被监测时钟的时间信息，经过主站系统的分析、计算即可得到被监测设备的时间准确度[5]。

此技术需监测设备支持适应SDH的PTP同步算法，该技术的实现难度远超测量比对，且建设成本较高。从技术的角度看，如果该设备的技术性能是可信的，那么这种方法的监测精度可达到1μs，且不受SDH网络节点数量的限制，不受SDH自愈倒换影响[6]。

2.4 PTP报文通信监测技术

主站系统与被监测设备发出的PTP报文（如Announce报文）信息进行交互，可获取被监测设备的状态。PTP报文中体现的时钟精度只是PTP标准协议交互后计算出的值，是较为理想化的理论值。然而现实网络中很多因素都会改变实际结果，因此该技术的测量结果并不是很准确。此外，实施该技术的前提条件是涉及时钟设备状态的PTP报文信息必须规范一致，且PTP报文能在广域数据网上传输，目前这3个条件还不具备，因此该技术和相关产品还不成熟[7]。

2.5 专线监测技术

专线监测技术是指将被监测设备输出的时间信号（如1PPS、DCLS等）通过地面SDH网络传送至中心站，监测设备在中心站同时测量多个变电站送来的时间信号，给出实时测量值，通过主站的网管系统进行统计、汇总和分析。

由于传送的是被测信号，因此传输网络会对测量精度造成影响。考虑到SDH专线对这种时间信号传输的特性，如果SDH的路径设定为固定路径且不发生倒换，那么路径上的时延基本上是稳定的，路径时延的抖动大约在15～20μs水平。因此，该技术应用到远程监测中并设置路径固定补偿后，监测精度可以达到100μs以内。

2.6 网络监测技术

网络监测技术是指将监测设备安装在远端中心主站，被监测设备输出的网络时间信号（如NTP）通过数据通信网传送至中心主站，在中心主站完成测量比对。由于被测信号需经传输网络才能送达中心站，因此网络的时延抖动会对测量精度造成影响。根据以往经验，电力调度数据网或通信数据网的时延抖动大约在100～300 ms，因此采用该方式进行远程监测的测量精度只能达到百毫秒量级[8]。

3 电力系统内时间监测现状分析

3.1 总体概况

目前电力系统内没有全面建立有效的时钟监测系统，对电厂/变电站内的时钟设备质量无法掌控，无法知晓其输出的时间是否正确以及精度是否达到要求。

3.2 被授时设备的监测方式

部分省市电力公司使用准时刻来触发被授时设备，让被授时设备发出事件顺序记录（Sequence of Event,SOE）报文，然后查看其发出的SOE报文内时间信息与被触发时间点时间信息的偏差，从而实现对被授时装置的监测[9]。

上述方法的监测精度只能精确到秒级，无法满足电力系统的高精度需求，且其忽略了被授时装置的时间源头，缺少预警机制，即当发现被授时装置的时间精度出现问题时就已经到了不可挽回的地步。例如：当时钟设备处于故障保持状态时，其时间精度处于缓慢的劣化过程，若能够实时监测时钟设备的时间精度，则可以尽早发现问题并及时处理，避免被授时装置的时间精度恶化至造成严重后果的程度，从而起到预警作用[10,11,12]。

3.3 时钟设备的监测方式

部分电力公司采用卫星溯源监测技术在省调控中心及变电站建设了实时时钟监测系统。监测系统拓扑如图4所示。

监测系统位于电力调度控制中心，变电站的监测装置采用了高精度的时间监测单元。监测系统平台架构如图5所示。

监测系统建成投运后，已从各个站点的时间监测单元收集了大量的测量数据，从测量数据中可以明显发现部分变电站内的时钟精度存在问题，变电站时钟在运行中存在安全隐患。

4 结语

采用不同的技术路线可以建设不同类型、不同性能的时间监测网络，所需的成本也相差很大。因此，电力系统时间监测网络建设可采用分级建设的方式，一级监测网络负责500 kV及以上变电站，可优先选择卫星共视监测技术；二级监测网络负责220 kV及330 kV变电站（含智能变电站），可优先选择卫星溯源监测技术；三级时间监测网络负责监测110 kV及以下变电站，可优先选择专线或网络监测技术。

参考文献

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3.智能电网监测发展 篇三

关键词：物联网技术；智能电网；输变电设备；在线检测；应用

中图分类号：TM76；TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0031-02

物聯网，是顺应时代发展潮流的重要产物，积极应用了现代网络技术，将物品和互联网进行有效的连接和交流。智能电网输变电设备对于整体的电力运行工作具有十分重要的影响。智能电网输变电设备在线监测中积极运用物联网技术，能充分发挥现代科学技术的优势，促进输变电设备的正常运行。

1 物联网技术的关键性技术

物联网技术在实际运用过程中，最为关键的技术主要有4个方面。

1.1 信息感知技术

这个技术主要是用来感知相关事物的具体情况的，物联网在实际使用的时候，主要应用的识别技术是射频识别和条形码、二维码的识别方式。信息感知技术重要的组成部分之一是无线传感网络。

1.2 信息传输和组网技术

这项技术在应用过程中主要是用来进行数据的传输的，当前通常使用的网络形式有3G/LTE/WPAN等无线通信协议、光纤传感网以及电力线载波通信等。

1.3 信息安全技术

网络技术在实际的应用时，都会面临着如何更好维护信息安全方面的问题，积极采用有效的信息安全技术，才能够全面有效的促进网络技术的应用。物联网技术在实际应用时也会面临这方面的困扰，对信息安全技术进行全面的开发和应用，才能够保证物联网技术相关作用的充分发挥。

1.4 嵌入式技术

嵌入式技术在物联网技术的运用中能够发挥较大的作用[1]。

2 智能电网输变电设备在线监测的相关情况

智能电网中输变电设备在实际运用的过程中，需要进行相应的监测，才能够有效保证电网供电和配电工作的顺利进行。对智能电网输变电设备的在线监测情况进行全面细致的分析和说明，能够促进智能电网输变电设备的运行保持更加良好的状态。

2.1 智能电网输变电设备在线进行监测的应用目标

智能电网的输变电设备在实际进行监测的时候，有着较为细致的监测目标。配电网络在进行监测的时候，主要是针对实时监测和远方遥控两方面。智能电网输变电设备的监测，主要是为了对该项设备的实时运行状况进行全面的掌控，及时发现设备运行过程中出现的一些问题和故障，从而通知相关人员采用有效措施予以解决。通过对智能电网输变电设备进行在线监测，还能够发现配电网络实际运行的问题和故障，针对故障出现的相关信息和数据进行收集、分析和整理，从而为设备的维护提供良好的前提条件[2]。

2.2 智能电网输变电设备在线监测中的常用技术

智能电网输变电设备在进行在线监测的过程中，常用的技术主要有配电线载波通信技术和无限专网技术以及太网无源光网络技术等方面，这些技术在智能电网输变电设备的实际运用过程中能够发挥有效作用。同时，配电线载波通信技术，能够对信息进行全面有效的收集和感知，从而对配电终端和配电主站之间的通信情况起到良好的促进作用，从而实现高效率的远程监测目标[3]。

2.3 智能电网输变电设备在线监测的解决方案

智能电网输配电设备在线监测，能够对输配电设备中存在的一些问题进行有效的解决。智能电网在线监测技术人员，在进行解决方案的设计过程中，需要对智能电网输变电设备在线监测中的优点和不足进行全面分析和评估，从而提高数据插入的安全性和便利性。技术人员需要对智能电网输变电监测过程中光缆铺设问题和配电线载波通信不稳定的情况进行充分考虑[4]。

3 物联网技术在智能电网输变电设备在线监测中的 应用

3.1 物联网技术在智能电网输电设备状态下进行在线 监测

智能电网的输电设备使用物联网技术进行在线监测，是物联网技术众多作用中的一个重要表现。物联网技术能够对输电线路运行过程中的相关情况进行全面有效的感知，同时还能够不断提高监测的能力，在众多的环境条件下都能够被积极应用，比如说导线在出现垂弧、舞动以及风偏的状态下进行监测。

通过对互联网技术进行充分有效的应用，能够对输电设备的全过程进行观测，同时还能够针对其中出现的风险进行及时有效的预警。物联网技术在对输电设备进行在线监测的时候，还能够积极利用无源光波导传感器对导线受到污染的情况进行监测，同时还能够使用视频传感技术对线路的杆塔倾斜问题进行监控和管理。当输电设备相关线路出现故障的时候，还能够及时使用物联网技术对故障的具体位置进行确定，并提供出良好的自动诊断策略[5]。物联网技术中通用的EPC编码结构情况，见表1。

3.2 物联网技术在智能电网变电设备状态下进行在线 监测

物联网技术不仅能够对智能电网输电情况进行在线监测，同时还能够对其变电情况进行监测，并且物联网技术在智能电网变电状态下在线监测的应用情况更加广泛。智能变电站能够对物联网技术进行有效的应用，主要对变电站的安全性进行全方位的监测，并且对变电站的调度指挥情况进行有效的优化，从而有效促进变电站朝着智能化的方向发展。积极应用了物联网技术的在线监测，能够使用具有高灵敏度的无线传感器，这样能对运行设备的相关信息进行全面采集，并通过相应的网络信息处理系统进行整理和分析。无线网络在智能电网变电设备在线监测中应用物联网技术方面具有十分重要的意义和作用，通过网络，能够真实反映出变电设备运行状态中的特征量，为做好变电设备运行状态综合诊断和评估工作提供良好的前提条件[6]。变电设备在线监测物联网的结构示意情况，如图1所示。

4 结 语

物联网技术在当前社会发展中占据十分重要的地位，广泛存在于人们的生产生活中，促进社会经济发展，便利人们生活。物联网技术的关键性技术主要包括信息感知技术、信息传输和组网技术、信息安全技术以及嵌入式技术4个方面。在对智能电网输变电设备在线监测的相关情况进行分析的时候，需要从应用目标、常用技术和解决方案入手，物联网技术在智能电网输变电设备在线监测中的应用主要体现在输电状态下的在线监测和变电状态下的在线监测。

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4.智能电网监测发展 篇四

1智能电网概述

智能电网是什么?美国电科院是这样定义的：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有电网的运作;具有自愈功能;快速响应电力市场和企业业务需求;具有智能化的通信构架，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠和经济的电力服务。可见，智能电网融合了信息、数字等多种前沿技术的输电和配电系统。

2智能电网特征

2.1自愈性

智能电网的自愈是指能够实时掌握电网的运行状态，能够及时发现、诊断和消除故障，在尽量少的人工干预下，快速隔离故障，自我恢复，避免出现大面积停电，从而提高系统运行的稳定性。

2.2互动性

在智能电网中，实现电网和批发零售电力厂商之间的平稳连接，从而完成电网和客户的智能互动。电能交易的方法和定价方式正逐步改变，供需双方在市场中的互动也愈加频繁，这就要求电网必须能够灵活支持各种电能的`交易与往来。

2.3可靠性

智能电网能够更好地应对包括自然和人为因素在内的各种干扰，在出现扰动后，能够迅速地采取一系列措施，使人身、电力设备以及电网的安全得到保障，最大限度的减少干扰带来的影响，并能快速恢复正常供电。

2.4兼容性

智能电网的兼容性是指允许不同类型的电力系统友好接入，涵盖了分布式发电和集中式发电，可以解决日益增长的电力需求和环境保护这一时代主题的矛盾。集中式发电厂可实现远距离输送电能，分布式电厂可减少对其他能源的依赖性，满足社会和谐、友好发展的要求。

2.5经济性

智能电网通过市场机制的运用，采取推动节能减排、供需互动等措施，实现对资源的合理规划、建设、投入运行和后期维护的良好管理，可提高发电的效率，降低网络损耗，来解决负荷率不高以及设备闲置等现存问题。可见，智能电网可有效提高资产的利用率，降低运行成本，减少投资，为更好实现经济性运行提供了可能。

3现阶段我国智能电网的发展情况

近年来，我国已经迈开了智能电网发展的步伐。，华东电网首当其冲开展了我国智能电网的研究，并提出了“三步走”的战略：初步建成高级调度中心;全面转型，建成具有初步智能特性的数字化电网;2030年将建成具有自愈能力的智能电网。，国家电网公司首次公布了我国智能电网的发展计划。但基于我国资源分布不均，电网基础设施较薄弱等因素的影响，我国智能电网的建设还处于发展不平衡的初级阶段。并存在以下问题：(1)对智能电网缺乏准确的定义，对其发展方向尚不明朗。(2)实现智能电网的许多关键技术还没有得到解决。(3)配电网自动化水平较低，许多新技术应用尚待提高(4)用电的营销模式目前仍以人工为主，相对落后(5)我国的调度系统不能满足当代能源建设以及特高压电网的需求。(6)我国电能具有电源和负荷相对较远的特点，故需采用大容量高电压的输电，这也意味着对输电线路的更高要求。

4智能电网的发展趋势

随着经济社会的发展，由于智能电网将会使电能的利用更加安全、环保、高效，所以被越来越多的国家和地区所接受和认可。基于不同的国情和发展侧重点，其制定的发展战略也各具特色。我国的智能电网应在总结西方发达国家的技术经验之上，结合我国的具体国情，从实际出发，积极推动智能化电网的研究和建设。目前，我国已将智能电网纳入国家的发展战略并推进实施，可以预见，我国智能化电网将步入快速发展阶段，正在迈向另一个新时代。从社会发展的长远角度来看，新技术的出现和经济的发展是智能电网产生的先导条件。智能电网的发展是提升电力系统的安全性与可靠性的内在需求，发展智能电网是实现可持续发展的重要举措，智能电网的发展也能够调动市场经济的发展，实现相关电力企业利润的最大化。智能电网的发展势必会带动社会的巨变。

参考文献：

[1]王振.智能电网技术现状与发展趋势[J].企业科技与发展,(06).

[2]吴疆.对智能电网若干基础性问题的思考[J].中国能源,,32(02).

5.智能电网论文总结 篇五

一.智能电网定义

欧盟智能电网特别工作组描述的智能电网是：可以智能化地集成所有接于其中的用户——电力生产者(producer)、消费者(consumer)和产消合一者(prosumer)——的行为和行动，保证电力供应的可持续性、经济性和安全性。

美国能源部在其研究报告中将智能电网描述为：智能电网利用数字化技术改进电力系统的可靠性、安全性和运行效率，此处的电力系统涵盖大规模发电到输配电网再到电力消费者，包括正在快速发展的分布式发电和分布式储能。

中国国家电网公司将其提出的坚强智能电网描述为：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，涵盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动内涵的现代电网。

二.智能电网特征

1）灵活性。灵活性是指系统功率/负荷发生较快的变化、造成较大功率不平衡时，通过调整发电或电力消费保持可靠供电的能力。

2）可观测性和可控性。智能电网连接着众多的不可控源和灵活源，必须对这些灵活源进行有效的观测和控制，才能实时跟踪不可控源的变化，保证电力和负荷的平衡；同时，间歇式能源、分布式能源的大规模并网，加剧了电网面临的不确定性，而随着社会的发展，输电走廊的获取难度加大，为了提高电网的利用率，电网更多地运行在临界稳定运行状态，加大了电网的安全稳定风险。为了保持电网的安全稳定性，需要进一步提高电网的可观测性和可控性。

3）互操作性。提高电网的灵活性、可观测性和可控性，离不开先进的传感技术和自动化技术，需要以先进的信息通信技术(information communication technologies，ICT)作为支撑。

互操作性是指保证 2 个或更多网络、系统、设备、应用或元件之间相互通信以及在不需要过多人工介入即可有效、安全、协调运行的能力。三.各模块研究总结

1.中外智能电网发展战略

总结对比了中美欧智能电网发展及战略。对比了中美欧三方发展智能电网的内部环境和现有基础，为分析三方在智能电网发展的差异性提供了背景；阐述了智能电网的主要特征是灵活性、可观测性及可控性、互操作性，为理解中外智能电网的技术选择、研发方向和示范重点及技术发展路线提供了基础；介绍了三方各自在智能电网研发和示范方面的进展情况，分析了现阶段中美欧三方发展智能电网所面临的障碍；最后，对今后智能电网的发展趋势进行了预测，对中国智能电网发展战略提出了建议。

2.配电网智能调度模式及关键技术

分布式电源、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施接入配电网运行改变了配电网能量平衡的模式，为了推进智能电网建设，在分析配电网及其调度控制特点的基础上给出了配电网智能调度目标和调度象。为实现配电网的高效运行，提出基于配电网络、电源和负荷互动的多维多阶段递进式配电网智能调度模式，给出了配电网智能调度系统的功能结构。提出为实现配电网智能调度系统必须解决的关键技术，探索了配电网调度的发展趋势，给出了相关研究方向。3.新一代智能电网调度技术支持系统架构研

随着计算机、互联网、物联网等技术的发展，云计算的应用领域持续拓展，为ＩＴ企业的转型升级提供了契机。基于云计算的理念，结合我国未来电网调度技术支持系统的需求，提出了集散式和集中式调度技术支持系统架构，并对两者进行了比较，指出集散式架构可以作为我国调度信息化系统的近期发展目标。针对集散式系统架构，提出了１＋Ｎ两级的硬件部署架构构想；最后分析了集散式架构应用到电网调度自动化系统的技术问题。

4.智能变电站微电网设计与控制 在简述微电网、微电网结构、微电网控制原理的基础上,针对智能变电站的设备与负荷特点,以国网河北省邢台供电分公司110k V节固智能变电站为例,设计智能变电站微网模型,经过分析可知这种设计利用现成智能设备减少了微电网的建设成本,既充分利用了内部环境资源,又提高了变电站站用电系统的可靠性,具有现实的经济与节能意义。5.智能电网下继电保护方式相关问题

智能电网实际运行过程中，保障其稳定性的首要环节就是继电保护，在智能电网出现并发展中，继电保护方式也必须及时做出转变和调整。鉴于此，文章从智能电网建设给继电保护带来的机遇入手，对继电保护重点研究的内容进行了分析，最后展开了智能电网下继电保护的广域保护研究，希望对我国相关领域的发展起到促进作用。6.智能电网条件下的需求响应关键技术

目前，智能电网已成为世界电网发展的大趋势，符合社会和经济发展的必然要求。文章针对智能电网条件下的用户需求响应展开深入分析和总结，调研国内外需求响应的发展现状，从需求响应概念、激励机制、效益评估、支持平台技术、应用于风电消纳等方面对国内外学者在相关领域的研究成果进行总结，并结合典型案例深入剖析，指出当下实施需求响应存在的问题和相关对策，以期为我国智能用电和需求响应的发展提供借鉴。

7.智能电网中储能技术应用规划及其效益评估方法综述

智能电网是电力系统发展的终极目标，而储能技术在智能电网的建设过程中起到非常重要的作用。在总结现有的储能技术的基础上，针对储能技术在电网侧、用户侧和新能源发电中等 3 个不同的主要应用场合，对其应用规划和效益评估方法进行研究和归纳，分析相关研究的模型中目标函数的差异，以及约束条件的不同，指出目前研究的优点和不足。此外，对储能应用规划中的算法进行分析，说明传统的数学方法是其主要方法。最后，阐述储能规划中有待进一步考虑的问题和未来应用推广过程中应予以关注的方面。8.面向智能电网的用户需求响应特性和能力研究综述

区别于传统能效项目，需求响应项目的执行效果取决于项目的参与率和用户响应特性及能力。总结目前国内外各类需求响应项目中用户响应特性方面的研究进展，对其影响因素进行归类研究；介绍负荷价格弹性、替代弹性和弧弹性等 3 种定量用户价格响应特性的方式，并对其影响因素从时间跨度、行业类别和其他差异化特性等 3 方面进行分析；此外，从需求响应支撑技术、需求响应项目设计等两个大方面分析其对用户需求响应特性和能力的影响。最后，结合中国国情对于用户响应特性建模和需求响应项目设计方面提出设想和建议。

9.考虑新能源发电与储能装置接入的智能电网转供能力分析

可再生能源发电和新型储能系统接入电网后使得 N-1重构路径的选择更为复杂，为解决此背景下智能电网转供能力的计算问题，在对二者时变运行特性分析的基础上，提出基于智能电网转供能力指标体系的 N-1 恢复模型，通过对转供能力指标计算公式线性化处理，并结合基于拓扑模型简化的人工智能(artificial intelligence，AI)优化算法，利用优化调整电网、可再生能源发电、新型储能系统的运行方式，实现电网 N-1 后转供能力最大。最后，以某实际典型电网为例，分析可再生能源发电和新型储能系统接入电网对提升系统应对 N-1 故障能力和实现负荷有效转移的作用，验证了转供能力指标对于定量描述智能电网自愈特性的有效性。

10.储能技术综述及其在智能电网中的应用展望

本文综述了重要储能技术的特点及其发展现状，并针对储能技术在智能电网中的应用进行了探讨。重点介绍了抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超级电容器储能以及超导磁储能。根据智能电网的特点，讨论了现阶段储能技术所面临的问题和发展趋势。11.农村户用型智能微电网设计与实现 针对目前中国广大农村地区供电可靠性及电能质量差等供电难题，该文提出了一种基于当地分布式能源结构特点，广泛吸纳分布式能源的新型户用微电网供电模式，并给出了较为详细的设计方案。同时，考虑到系统维护的现实情况，采用组态软件及 SQL server 数据库设计了一套基于 GPRS 网络的远程监测控制和数据采集（SCADA）系统，由专业人员进行远程监控。基于该方案设计的微电网系统已先后在某农场和某农村投入运行，结果表明该户用型微电网运行稳定，能够广泛吸纳分布式能源，解决农村供电难题，为农村地区提供可靠、优质的电力供应。12.农村电网线路无功优化智能控制策略与装置

6.智能电网计划公布 篇六

就在智能电网带来的投资机会正在引起资本市场很大关注之时，国务院副总理张德江21日在2009年特高压输电技术国际会议上首次在中央政府层面表达了对智能电网的态度。与此同时，刘振亚也在会上正式对外界公布了国网公司的坚强智能电网计划。

张德江表示，近年来，一些国家积极开展了智能电网的研究与实践，我国把发展智能电网纳入能源战略。对智能电网的建设也是中国电力工业发展面临的崭新问题，中国将从实际出发积极探索符合中国国情的智能电网发展道路。

分析人士认为，这是高层首次对智能电网表达了态度，说明发展智能电网得到了国家的肯定，尽管智能电网战略由奥巴马率先提出，但是中国的智能电网发展不会完全效仿美国。

刘振亚在会上发表了他对特高压与建设坚强智能电网的看法。“发展特高压电网是建设坚强智能电网的基础。为保障安全、清洁、高效、可持续的能源和电力供应，积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势”，他说，“智能电网首先应当是一个坚强的电网。坚强是智能电网的基础，智能是坚强电网充分发挥作用的关键，两者相辅相成、协调统一。因此，特高压对于发展智能电网来说至关重要。”

刘振亚同时提出规划和目标：将按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则，在加快建设由1000千伏交流和±800千伏、±1000千伏直流构成的特高压骨干网架，围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等主要环节和信息化建设等方面，分阶段推进坚强智能电网发展。到2020年，将全面建成统一的坚强智能电网。

国网研究室主任葛正翔在会议间隙接受本报记者采访时透露，由于智能电网涉及到的系统繁复，根据初步设想，从今年年初到2010年底前的两年时间，国网公司拟完成智能电网的全部规划与试点工作。到2015年前，智能电网将大规模的在全国铺开。

国网副总经理舒印彪对记者表示，首先，智能电网不是一个新的概念，不会改变传统电网形态，也不可能改变电力系统本身业已存在的基本运行规律，对已存在的输电电网不会有很大影响。是在传统电网上把信息化技术用上去，使电网更加智能化。

第二，是适应现代社会发展对电网提出的新需求而产生的新东西，经济社会发展要求电网系统要具备清洁高效、应对气候变化的功能，新能源大规模应用对电网智能化水平要求提高。比如为应付风电的间歇性特点，需要智能电网。

第三，中国发展智能电网与美欧不一样，我们要根据自己国情发展，我们的坚强智能电网概念是既要让电网体魄强壮又要使他聪明起来。葛正翔也认为，智能电网技术已经历长期发展，不是一夜冒出来的，电力系统很多控制设备本来就来自于IT技术的发展。中美之间不同在于，美国是成熟电网，中国是发展中电网，可再生能源特性与美欧区别很大，我国可再生能源集中度高，电源间歇性的挑战很大，而且，中国

智能电网涵盖发电到用电的各个环节，比美国更广，结合国情，坚强和智能两者是分不开的。

国网研究室主任葛正翔认为，智能电网建设将惠及下游相关设备企业。“电网是资金密集型、技术密集型、劳动密集型行业，下游IT、家电和电表行业会从中拿到相应的份额。”他说。申银万国也发布报告认为，智能电网的建设将大大增加对以电网调度系统和数字化变电站代表的二次设备的需求。葛正翔表示，在发展重点方面侧重在配电和用户侧，重点研发可再生能源和分布式电源并网技术，电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术。

据介绍，我国已在大电网安全稳定控制、广域相量测量、灵活交流输电、数字化变电站、配电网自动化、智能电表应用、可再生能源的接入与送出、大容量储能、电动汽车等领域取得了一批拥有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。

7.智能电网发展形态探讨 篇七

20世纪信息技术革命将人类生产、生活全面推向数字化时代。进入21世纪以来,信息技术的突飞猛进和社会需求高速增长更加推动了世界向智能化时代迈进。作为国民经济基础性支柱工业体系,电力工业在应对全球节能环保、提高能源安全和可持续发展的战略需求下,首当其冲被作为智能化改造的先锋。2003年美国对未来电网发展进行了展望[1];随后智能电网(smart grid)建设写入了2007年美国能源独立和安全法[2],使其上升为美国国家战略;2005年欧洲成立“智能电网欧洲技术论坛”,将智能电网建设作为欧洲未来电网的战略愿景[3];2009年5月,中国国家电网公司提出加快坚强智能电网建设[4]。全球电力工业掀起了革新热潮,这促使人们重新审视电网在未来社会中的定位和可能的发展途径[5,6,7]。

本文通过对电网功能演化趋势的分析,探讨电网发展的形态,为统筹规划、推动电网高效发展提供参考。

1 电网功能演化

19世纪80年代,以特斯拉(Nikola Tesla)、爱迪生(Thomas Alva Edison)为代表的科技先驱们发明、创造了电力系统,自此改变了人类社会应用能源的方式,为人们生活带来了极大便利,促进了人类文明的快速发展。100多年以来,电力系统不断吸收、应用最新科技成果,改善自身性能,使得电网功能随着时代发展不断演化。

图1是对电网发展历程的简略图解。地理维度上,从孤立、分散,到区域、大区电网互联;电压等级不断增高,这为能源优化配置提供了物理条件;运行体制上,电力市场为能源博弈提供了政策条件;而先进的信息、通信、电力控制等技术和理论为资源优化配置提供了技术保障。因此,随着电力电子、信息、通信、分布式发电、储能、不同形式能量转换及其替代应用、超导输变电等新技术、新能源、新材料的突破和广泛应用,发展了100多年的传统电网,作为能量转换、传输、应用的理想载体,正在向全社会能源优化配置和博弈的重要承载平台逐渐演化,电网功能也将从传统供用电服务演化为服务于社会资源优化配置的能源、能量交易市场。

促使这一演化的动力是人类对能源应用效益最佳化的追求。多年来,电网在能源供需的动态平衡中,伴随着科技进步逐步发展。从时间层面上,长远的是人类文明可持续发展,短期的则是不同时段能源应用效益的差异。从地理层面上,体现在不同地区能源产生和消耗效益的差异。需求是动力,技术、政策等就是保障需求实现的手段。

21世纪以来,事关人类、国家可持续发展的全球气候、环保、能源等问题日渐突出,促使人们寻求可再生、清洁替代能源的大规模开发利用。伴随能量存储、不同形式能量转换及其相互替代应用技术的发展,电网作为能量承载、传输和博弈平台的功能被进一步强化。2008年以来,以西方发达国家首当其冲的世界性金融危机加速了促使电网向这一角色演化的进程。欧美发达国家从企业、研究机构直至政府层面倡导的智能电网建设是电网功能演化的必然体现。中国国家电网公司立足国情,提出加快建设统一坚强智能电网也是顺应了这一社会发展的客观需求。

2 电网发展形态

当前,电网建设呈现2个阶段性特征:一是服务于社会经济快速发展,满足能源基础供需平衡,适应大范围资源优化配置的坚强互联电网,以适应电力市场基础平台建设需求;二是通过配、用电网架结构的细化以及新技术应用的推广,提高供电效率和质量,提升用户满意度。

依据上述电网建设重点和技术应用特征,将电网的未来发展划分为坚强互联、开放互动、柔性可控3个阶段。由于未来更长远的技术发展和社会需求难以预见,因此,本文对电网未来更长远的形态不作讨论。但可以肯定,作为电能及其转换、传输载体的电网将在未来社会中发挥更大作用。

2.1 基础阶段:坚强互联

基本特征:安全可靠互联。应用关键技术:高压、大容量远距离输变电技术,广域同步量测、保护技术。

通过安全可靠的电网互联,提供经济高效的电力传输和供应是该阶段电网的基本任务,也是电网进一步发展的基础。欧美发达国家基本完成了这一阶段的大规模电网建设,不过仍在一些新材料和新技术,比如超导输变电应用、柔性输电方面开展研究,为适应远距离大容量可再生能源发电并网而进行网架改造。结合中国国情和电力工程实践,国家电网公司提出加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网,可视为该阶段电网建设的典型代表[4]。中国一次能源分布与生产力布局决定了当前电网必须以促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发和大范围的资源优化配置为首要任务,满足优化能源结构,节能减排,保障国家能源安全,服务经济社会可持续发展需求。2009年1月,已建成并投运了晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压交流示范工程,实现了华北—华中特高压交流联网。规划至2020年,将形成联结全国各大区域电网的特高压骨干网架。

另一方面,以广域同步量测技术为代表的现代通信信息系统为构筑适应互联大电网安全稳定分析与控制需求的坚强可靠的安全防御系统提供了技术条件。实现由定性分析向定量分析、由离线计算向在线计算、由确定性分析向风险分析、由被动防御向主动对策型转换,并具备自愈特征的大电网安全防御体系,是综合防御由偶然故障演化为电力灾难、构建坚强智能电网的技术基础。这是国际上近年来历次大停电的教训总结,也是应对未来电网安全防御挑战的国内外电力界的共识[8,9,10]。

在中国,大电网安全稳定运行与控制一直被放在举足轻重的地位。当前,在该领域的理论、分析方法、商品化软件和工业试点应用的研究与开发已取得丰硕成果,建立了电力系统安全稳定量化分析与控制的研究和应用体系,使得中国大电网广域监测分析保护控制技术处于国际领先水平。

2.2 发展阶段:开放互动

基本特征:即插即用。应用关键技术:配用电侧电力电子技术,互动营销技术,分布式发电并网技术,微网技术,储能技术,能量转换及相互替代应用技术。

该阶段更加侧重于配用电侧电网架构、调控、运营方面的建设。当前欧美发达国家倡导的智能电网基本处在这一阶段。这也是智能电网概念提出以来,国内外学者研究讨论的热点[11,12,13]。中国国家电网公司提出的智能电网建设总体目标将坚强网架与电网智能化充分融合,体现了响应电力需求与引领技术发展之间的统筹:坚强是基础,智能是手段, 通过“信息化”、“自动化”满足用户对电网“互动化”的需求,为电网充分发挥全社会能源优化配置、博弈的承载功能创造条件。

随着储能、电解氢、混合动力汽车等电能存储、能量变换及替代技术在低电压等级、小容量的应用率先取得突破和推广,电网形态和功能将在配用电侧率先发生革新。相对传统发电机,将会有更多的各种储能、能量转换装置出现;传统变压器将被各种电力电子变频、变压装置替代,以实现灵活的双向电能传输和不同形式电能的转换;不同形式能源将以电能形式通过电网得以相互转换、替代应用,如图2所示。一方面实现能源市场的交易业务,另一方面也为电网提供了更多的负荷削峰填谷的手段。因此,相对电网而言,越来越多的电力用户在发、用角色之间转换成为常态,而电网在安全可靠、经济优质的输配电基础上更需要提供即插即用、开放互动等各种业务的服务。

美国国家科学基金(2008-09-01—2013-08-31)资助北卡州立大学Dr.Alex Huang主持研发的未来可再生电力能源输配和管理(future renewable electric energy delivery and management,FREEDM)系统可视为开放互动电网的雏形[14,15]。该系统目标为构建适应可再生能源分布式发电并网,具备“即插即用”能力,满足用户双向供、用电要求,提供安全可靠优质输、变、配电服务的电力运行管理网络。该项目组认为,系统研发进展取决于系统理论、先进储能、后硅功率器件(post-silicon power devices)等基础性研究的突破和安全通信、智能配电网络、高频高压电力变换、分布式能量存储装置等技术的研发。图3和图4中分别给出了未来用电设想图及FREEDM系统概念图。

图3中太阳能光伏发电、风电、电动/氢能燃料电池汽车、飞轮储能等得到广泛应用。电动汽车既可用做分布式电源,也可用于分布式能量存储。风电既可直接并网,也可用于生成氢能供应燃料电池汽车。根据需要,用户既可从电网受电,也可向电网售电。这个简单的示意图直观地展示了传统输、变、配为主要功能的电网向承载各种能源优化配置和博弈平台发展的愿景。

图4中,120 V电压等级居民用户包括分布式可再生能源、分布式储能装置,通过基于高效电力电子技术的智能能量管理子系统(IEM)连接到12 kV的配电网。IEM具备双向潮流控制能力和隔离用户侧故障能力,以实现用电的“即插即用”。智能故障管理子系统(IFM)用来隔离来自12 kV配电网侧的故障。而FREEDM系统分析决策能力则来自于嵌入IEM和IFM中的智能配电分析软件。整个系统在利用分布式储能装置提供大部分储能的同时,还提供了额外的储能设备,以满足全网需求。480 V三相工业用户通过中等容量的IEM与配电网相连,FREEDM则通过更大容量的IEM与传统主干电网相连。

2.3 高级阶段:柔性可控

基本特征:柔性可控。关键技术:大容量柔性交、直流输变电技术,高电压、大容量电力电子装置,先进大容量储能技术,超导技术。

该阶段电网潮流调度、控制灵活,满足各种能源通过电能形式的灵活调配、交易。直观上,可以把电网视为一个巨大的电能量池,在各种利益博弈下实现能量注入、输出的动态平衡。图5给出了美国能源部主持研究提出的北美未来电网设想图[1]。电网由3层结构组成:①北美、国家层面的互联骨干网架;②区域互联电网;③局部配电网、小型和微型电网。电网形态上呈现典型的自相似结构,体现了自主与协同、分布与集中的统一,既可适应跨大区能量交换要求,又能适应分布式局部能源供需要求。

该阶段电网形态仍处于概念阶段,中国也正在新材料、超导、先进储能和电力电子等基础性、前瞻性技术领域展开积极研究。

2.4 未来电网长远形态

电网更长远形态难以准确预见,但电网作为方便的能量承载、转换、传输媒介,电网的网络和能量载体等功能属性将随着技术和时代进步不断被充分发掘和拓展。可以想像,电网的传统输、变、配、供电业务将不断细化提升;同时,能量、信息的融合,使得电网为更多业务提供支撑服务,在未来社会生产、生活中发挥更大的作用。

3 结语

随着科技进步和社会需求的推动,电网正从传统输、变、配电业务加速向以满足社会资源优化配置为主要功能的能量承载、能源博弈的平台演化。通过能量存储、不同形式能量转换及其相互替代应用技术的发展,电网将实现能量流、信息流和业务流的融合。文中依据电网建设重点和技术应用特征,将其划分为坚强互联、开放互动、柔性可控3个阶段形态。欧美国家倡导的智能电网和中国国家电网公司提出的加快建设坚强智能电网均为这一过程的必然体现,反映了不同国情之电网建设不同阶段的客观需求。通过对电网发展规律的把握,立足现实,明确目标,统筹规划,中国电力工业完全有能力为应对全球气候变化,保障国家能源安全,促进经济、社会、环境可持续发展承担应尽的义务,作出应有的贡献。

8.智能电网监测发展 篇八

【关键词】智能电网；智能电表；产业发展

1、智能电表的发展历程及现状

步入电子时代，我们的生活发生了很大的变化，不论是购物、旅游、出行等都能透过网络来运转，在这种形式下，我们的智能电网也就应运而生。智能电表是智能电网的重要配置，是在电子式电表基础上发展诞生的，通过在电表内置智能芯片，实现电表的双向交流功能。智能电表的应用，可实现电功率的计时计量、自动计费、双向通信、优化用电等功能。

与传统电表相比，智能电表具有如下特点：

1.1电表功能更全面、精准

关于智能电网所要具备的功能要求，在美国都有明确规定，包括数据的双向传输功能、远程编程功能、远程操作控制等。除此之外，电表自身也应具备相应的存储功能，以便实现信息的保存、及时传递与提取等。

1.2优化用电，减少能源消耗

智能电表的投入使用，一定程度上实现了对居民用电的监控与记录，通过电表的信息传递与反馈，达到双向沟通功能，从而能很好优化用电方式。笔者通过试验对比发现，居民用电用智能电表的要比用传统电表的，一年要减少13%～15%的用电开支，这也证明了智能电表确实具备优化用电的功能。智能电表的应用推广，不仅能为居民节省生活成本，也能降低能源消耗，为社会大环境做出贡献。

1.3智能电网推进智能电表的发展

智能电网的发展与优化成为当前电力电网的必然趋势。基于此环境，作为智能电网的重要装备，智能电表的发展也是一个必然，加之人们日常生产生活对电能的依赖，智能电表必然随智能电网建设不断被普及，从而走进千家万户。

1.4我国智能电表的发展现状

我国智能电表的研发与推广，较其他发达国家，还存在很大的差距，具体表现在以下几方面：

①技术水平落后。从当前市场可以发现：有口碑的高端品牌多产自于国外，我国虽也在不断研发自主品牌，但占有市场份额低，与国外产品在技术上仍要落后不少。

②产品精度不达标。我国人口众多，智能电表市场可谓是庞大，每年各生产厂家生产的各类型智能电表数量多达2亿台，普通居民用电尚可维持，但一旦用于用电量大的厂房企业，其产品精度满足不了要求。

③集成能力落后。在智能电表的技术研发上，我国还停留在分散的电子、机械、电力等行业，对于跨行业、跨专业的集成整合能力相对薄弱，因此很难将各项技术集成到一起，即使单向技术水平已经很成熟。无法发挥各技术集成作用，因此智能电表产品质量难以有质的飞跃。

2、智能电网对智能电表提出的发展要求

智能电网的不断扩容发展，使其对智能电表也提出了越来越高的要求，具体体现在以下几方面：

2.1更全面与完善的性能

为更好的服务智能电网，智能电表的性能要求已不仅仅局限于电表计量，还表现在越来越多的方面：首先，要确保智能电表的精度。准确的数据信息才能传达出电网最本质的需求与问题，误差过大的数据，即使获取到了也毫无意义可言。其次，智能电表的可靠性要有保障。确保电表的相关性能和数据精度，不会因长时间使用而发生改变；同时电表的使用不受安装与运输等影响。再次，智能电表功能要齐全。电表不仅能实现自动抄表、自动计费、计量功率、数据传输、双向通信等功能，还应当实现多费率计算，与互联网双向融合。最后，智能电表性价比要高。智能电表在功能完善的基础上，价格也要适宜，不宜过高，这样好的产品不论走到哪都会受到用户欢迎的。

2.2完备相关产业链支撑体系

智能电表并非是一个独立运作的产业，其生产往往要依赖各相关产业的支撑，如各零部件生产厂商、技术支持商、服务供应商等，只有各部门通力配合，才能保障智能电表的顺利生产与使用。当然，要想提高智能电表自身性能，各零部件供应商的技术水平也应当不断完善，集成技术发展也要跟上时代步伐，建立良好的售后服务机制，对存在问题或故障的零部件要及时返修，细节决定成败，任何一个环节都不容忽视，只有各生产环节的严谨管理，才能推进智能电表制造走上新台阶。

2.3供应能力要跟上

随着智能电表功能优越性的不断体现，受到越来越多的民众认可，智能电表的市场需求也将越来越大。面对需求量的突飞猛进，这时相应生产厂商的供应能力一定要跟上，不可脱节。以美国地区为例，据资料显示，06年到08年期间，在试点建设智能电网过程中，智能电表整体市场需求量提高了4个百分点，电表更换数量达1500多万台，而且市场对智能电表的需求量还将扩大。

在我国，随着智能电网建设的深入，智能电表的广泛普及也呈态势，第一阶段需要使用或更换的智能电表数量就达1.3亿台，这些数据充分显示：智能电表的市场前景广阔，市场需求量呈迅猛上升趋势，因此强化厂商供应能力很有必要。

3、智能电表产业发展方向的确立

3.1突破技术难点是关键

在我国智能电表的自主研发过程中，集成技术的无法突破一直是个老大难问题。要保障和提升智能电表性能，技术水平发展是前提，也是我们首当其冲要攻克的。要如何突破呢？首先要加大核心技术研发力度，国家要加大经费、人才的投入；对外取经，学习和吸收发达国家的技术优势；搭建平台，让更多优秀的成熟的技术企业与人才进行交流，通过各方面的共同努力，技术难点的突破才能取得成效。

3.2开展运营试点，及时反馈信息

当前，智能电表还处在技术研究、市场普及阶段，关于智能电表在技术操作上、使用范围上，普通居民实际运用经验还比较欠缺，因此很有开设运营试点的必要性。通过获取试点使用情况，了解设备存在哪些不足及操作的不便利性等，将搜集的信息及时反馈给技术，从而能够有针对性的进一步改进与完善，使智能电表的使用性能进一步提升。

3.3加大宣传与推广力度

有效的宣传与推广，能够加大智能电表的普及。为了让用户更快了解和接受智能电表，将智能电表尽快引入千家万户，就需要加大对智能电表的宣传力度，尤其是其使用上的便捷性和高效性，这项推广工作的开展时很有必要的。至于宣传方式，可以采取在各个服务展厅放置宣传资料供居民浏览、还可以借助网络等媒体资源进行介绍宣传，通过多样化的方式让居民认可。介绍时，对于其智能性和环保功能要加大宣传，尤其要展现智能电表是如何帮助居民有效节省用电开支的。

4、结束语

9.智能电网信息安全论文 篇九

边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础，在网络的边界进行检测与清除恶意的代码，并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制，同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制，提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析，提升对不良信息的拒绝能力，以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中，实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而，必须明确的找出网络区域的安全边界，以此来在各个点设置防火墙。

2.2网络环境的.安全保护

对于我国的电网公司而言，其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下，必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。

2.2.1从结构上提高各网络设备的性能，提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样，在智能电网面临高峰期的业务阶段时，线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。

2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制，运用当前最主要的协议类型，实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制，使其无法对网络进行使用，有效的保护主机。实现资源的安全存储，避免外来信息的非法访问。

2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中，必须设置身份的验证，限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂，同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录，超过一定次数变进行锁定。

2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中，进行漏洞的扫描系统设定，对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描，及时发现钱富裕系统中的漏洞，防范攻击。

3结束语

10.智能电网主要内涵是什么？ 篇十

②经济高效：是指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源的高效利用，是对中国坚强智能电网发展的基本要求;

③清洁环保：在于促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在终端能源消费中的比重，降低能源消耗和污染物排放;是对中国坚强智能电网的基本诉求;

④透明开放：意指为电力市场化建设提供透明、开放的实施平台，提供高品质的附加增值服务，是中国坚强智能电网的基本理念;

11.智能电网建设与电力产业发展 篇十一

关键词：智能电网 电力产业 新能源

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0071-01

随着社会的不断进步，对于人类来讲，电力已经和食物、水同等重要，不论是日常的照明还是企业的运营都离不开电力的支持。电力产业资源被列为国家的重点资源，并主要由五大电力公司运营和建设。由于全球资源的日益枯竭，低碳环保和能源合理利用等已经成为全球电力系统关注的问题，而且随着信息技术的不断发展，智能电网的概念浮出水面，采用最先进的技术和设备于一身，代表着未来全球电网的发展趋势。

1 智能电网概述

智能电网，指的是电网的智能化，至今为止，并没有统一的定义。智能电网将先进的通信、传感、计算、物理、自动化等技术融为一体，对原有的网络和设备进行了升级改造，形成新型电网，从而形成一张可以将所有用户的所有行为整合到一起的电力传输网络。智能电网由智能变电站、终端、调度系统、配电网、发电系统等组成，可以实现智能监控、全自动化、抵御攻击等功能，为电力产业提供了一个更安全、更高效、更环保的环境和技术，是电力产业的又一次革新。全球也已经大力开展智能电网方面的建设，我国国家电网计划投入5000亿元，并制定了《坚强智能电网技术标准技术规划》，希望在2015年建立“三横三纵”的智能电网。

2 智能电网建设的关键技术分析

（1）灵活、可靠的电网拓扑和设备

随着电网规模的扩大和智能化，电网拓扑和设备的稳定性和安全性问题日益凸显，汶川、雅安地震也突出了地震、冰灾等自然灾难或者异常情况对电网拓扑和设备的高度要求。灵活、可靠的电网结构，坚强的主网架构，高质量的设备都是智能电网建设的基本要求。

（2）高度集成的通信技术

智能电网是建立在高度集成、高速、双向通信网络基础之上的，电网的智能化离不开通信技术的支持，不论是数据的获取、故障检测，还是网络的控制、智能调度都需要通过通信网络来完成，使用通信技术用于智能电网建设，大大提高了电网产业的实时性和安全性，并提高了设备使用效率、降低了成本。

（3）智能量测和传感技术

通过智能量测和传感技术，可以实现用户侧的远程管理和监测，主要由智能电表、数据管理量测系统以及通信网络组成，支持随时监测、智能控制、双向通信等功能，完成了电力产业与用户之间的互动管理和服务。

（4）智能调度技术

智能调度技术是智能电网建设的核心，通过建立横纵贯通的智能调度系统可以实现智能电网的在线分析与监控，新型设备的高效调控以及电网拓展规模的需求。通过智能化调度，可以提高电网对异常故障的响应速度，为防御灾难、驾驭大电网、灵活高效调控提供了技术支持。

3 智能电网建设在电力产业发展中的作用

智能电网建设对电力产业的发展起到了极大的促进作用，电力产业具有投资大、产业链长、技术广的特点，因此，通过智能电网建设可以提高电力产业的技术升级、加强电力产业的高效运作、促进电力产业的可持续发展。智能电网对电力产业的发展促进作用主要体现在以下几个方面。

（1）促进新能源产业的发展

我国虽然是地大物博，但是随着改革开放以来，资源的高度使用，渐渐使我国也处在能源捉衣见肘的处境，以往电力产业的能源来源主要是煤炭，但我国煤炭主要集中在西部和北部，同时，煤炭存在污染严重、使用效率低、不可循环再生等问题，而智能电网建设不仅可以促进现有能源的充分开发利用，并且挖掘了很多像风能、水能、太阳能等新能源，随着坚强智能电网的建设，电网对新能源输送和分布式能源系统的消纳能力不断提升，促进了新能源产业的不断发展，提高了能源的使用效率和性能。

（2）促进设备产业体系的创新

智能电网建设的基础就是具有灵活、可靠的电网拓扑和设备，只有坚强的网络和设备作为后盾，才能促进智能电网高校、灵活的运作，因此，智能电网的不断建设，必定会促使电力设备产业体系进行技术创新，加快新材料、新设备、新技术的出台，优化整个产业结构，智能电网的建设包括发电、输电、变电、配电、用电以及调度六大部分，未来几年之内，势必会迎来整个产业链设备的投资和改建高潮，推动设备产业体系的创新，从而适应智能电网的发展需求。

（3）推动电力市场化的革新

我国虽然一直提倡厂网分离，用户直购电等政策，但长期以来，电力产业的市场关系仍然是“用户—电网公司—发电厂”，电力行业也一直处于垄断和停滞不前的状态，大大降低了我国电力行业在国际市场上的竞争力，也造成了电力生产的高度污染和浪费。随着“十二五”期间，我国全面实行智能电网建设和节能环保发电调度，打破了以往的产业链，推动了电力行业市场化的革新，通过充分的市场竞争与合作，我国电力行业将会得到全所未有的突破和发展。

（4）提升社会经济的综合效益

电力产业一直是国民发展的根本，如今，各行各业都离不开电力产业，智能电网建设覆盖了通信、传感、计算、物理、自动化等多个行业，形成一条巨大的产业链，智能电网的建设必定会带来相关产业的规模、效益的提升，拉动整个产业链的创新和发展，智能电网不仅可以促进资源的节约和合理利用，更能创造大量的就业机会，使整个社会加入到智能电网的建设中，从而提升整个社会经济的综合效益。

4 结语

电力产业是国之根本，随着社会的不断进步，电力产业也面临着巨大的挑战和革新，智能电网融合了通信、传感、计算、物理、自动化等多行业技术，为电力产业提供了一个更安全、更高效、更环保的环境和技术。智能电网建设采用智能化和数据化技术，推动了整个产业链的技术创新和升级，促进了整个社会的经济发展。智能电网高度响应了国家的可持续发展政策，相信在电力以及相关产业的大力推动下，不久的将来，我国一定会成功建设坚强的智能电网，我国的电力产业也将发展越来越好。

参考文献

[1]王思童.加快步伐 加强力度 发展中国智能电网建设——访智能电网研究所孙强博士[J].电器工业，2012（2）.

12.智能电网发展机理研究初探 篇十二

智能电网是覆盖多个环节、包含众多专业的综合性电力工程,在专业深化的基础上,更需要从全局视角的综合性研究。对此国内外已经开展了多方面的研究并形成了一系列电网发展规划、技术发展路线图、关键设备研制以及标准路线图等成果[1,2,3,4,5,6,7,8,9]。经过近几年的研究和建设实践,特别是智能电网早已从理论和实验室研究阶段进入到了全面展开建设阶段,作为对已经取得的经验和成果的总结,以及未来智能电网全面展开建设的指导,智能电网的宏观理论获得了多方面的展开和深入研究。例如美国电科院(EPRI)进行的综合能源及通信系统体系结构(IECSA)[10]、智能电网体系结构(Intelligrid Archit-ecture)[11]等科研项目致力给出智能电网架构,采用工程化的方法,通过对大量具体用例的提炼和抽象,给出了与平台无关的智能电网模型;文献[12]通过深化智能电网的互动内涵,提出了智能电网“源-网-荷”互动运行控制的研究框架;文献[13]以电力混成控制论为基础,指出了智能电网发展的最高形式——智能广域机器人;文献[14]根据建设重点和技术特征把智能电网发展分为坚强互联、开放互动、柔性可控三个阶段形态。

以上成果有力推动了全球智能电网建设的发展。但是鉴于智能电网本身的复杂性以及不同国家、地区面临的基本情况和建设出发点不同,本文认为有必要在以下两方面深入开展研究:

1)通过一种共同的理论框架,使不同国家、行业、研究机构的研究成果能够更充分地被相互借鉴和应用,避免在不同的国情、(电)网情下各说各的。

2)加深智能电网的多成果之间的耦合程度,在智能电网的各类愿景、规划、技术、标准、设备等各方面的研究成果之间形成一条贯穿的主线,使它们更容易构成一个系统整体。

为此,本文从分析电力系统的基本模式出发,结合经济社会对于智能电网的外部驱动作用,对智能电网的发展机理进行了初步探析。

1 智能电网发展机理

这里的发展机理指的是电力系统各要素内在的工作方式以及在一定环境条件下相互作用得以发展的机制。对于电力系统的发展还是要分内外两方面厘清其发展机理,电力系统的基本模式才是智能电网发展的根本,至于能源、环境、经济等外在因素还是通过电力系统的基本模式发生作用,最终促成智能电网的发展。

1.1 电力系统基本模式

图1是所示的电力系统基本模式,主要由发电、输电、变电、配电、用电、电力市场、参与主体、调度等几个环节构成,形成了一个把一次能源转化为电能并传输到需要的地方再使用的系统。实线表示电能的传输流向。虚线表示各环节之间的联系作用,这种联系作用基于信息、通信、控制等各类技术实现相互之间状态感知、数据传送、控制等作用。至于这种联系作用的形式、过程、方向、时序等,在不同国家、地区以及不同的发展阶段是不同的。其中参与主体,包括政府、企业、电力设备供应商、各种类型客户,是基本模式中必须考虑的一个重要因素。对于电力市场化,虽然目前世界各国发展程度不一,但却是电力工业重要的发展趋势,未来必将产生深远影响[15,16]。

之所以形成现在的基本模式格局,最根本原因在于技术、成本等约束条件。当电力科技发展到一定程度,就一定会推动电力系统运行方式发生根本性变化。 “只要电能无线传输方式在理论和技术上没有突破和实用化,电网的基本模式不会改变”[17]。

在基本模式相同的情况下,通过电力流和联系作用的不同组织形式,电力系统的运转方式是无穷无尽和动态变化的。例如用于发电的一次能源有哪些来源,各占什么比例;输变电按照什么电压等级;调度的具体智能化程度;用电互动性;配电可靠性;用电环节的用能形式、电力市场怎样组织、各类主体怎样参与等等,这些具体的方式都取决于具体的应用需求和条件。

需要说明的是,电力系统的运转模式是动态变化的,只是目前变化还没有大到改变基本模式的地步。例如考虑到目前技术的可能性,在基本模式中有可能要加上储能环节,同时分布式发电的大量发展也可能改变发电接入电网的形式[18,19,20,21],从而形成如图2 的基本模式。未来独立电力系统[22],可以看成是一种小型和简化的模式,如果大量发展,可能造成新的模式。

1.2 智能电网发展外部驱动

电力系统的目的首先是支撑经济社会发展,而社会对电力系统的需求也就是电力系统发展的外部驱动。电力系统在同样的基本模式下,运转方式是无穷多样的,外部需求对电力系统的具体运转方式有重要的推动作用。这种需求在不同的国家、地区、经济发展阶段是不同的,诸如可靠供电、优质供电、节能、环保减排、新能源、成本限制、互动、降低网损、精确控制、开放接口等,甚至经济、政治因素,都可能是外部驱动因素。

本文认为当今(智能)电网发展的核心外部驱动包括四部分:1)向经济社会提供足够的、可靠的、高质量的电能,提供优质服务,支撑经济社会发展;2)降低对化石能源的依赖,提高一次能源中可再生能源的比例;3)减轻电力系统对环境的污染,主要是减排温室气体,包括提高电能在终端能源中的使用比例;4)降低整个电力系统的建设和运营成本,包括节省能源。

1.3 智能电网发展机理

综合以上电力系统基本模式和外部驱动,提出如图3 所示的智能电网发展机理:1)电力系统发展的核心矛盾在于技术、经济、环境、能源等约束条件与电力系统运行方式之间的矛盾。2)各种来自经济社会的外部驱动,作用于电力系统基本模式的运作,最终促进电力系统的发展。可以简述为:外部驱动产生愿景,为了实现愿景就有必要的经济投入和政策倾斜,并产生实现愿景的相应规划,规划具体体现在技术、装备、标准、管理方式等各个方面明确详细的行动步骤。其中技术、设备、标准直接作用于发电、输电、变电、配电、用电各环节,而方式、政策等软性元素,则影响电力系统基本模式中各环节之间的联系作用,最终影响电力系统的管理和运作方式。

以上智能电网发展机理覆盖的研究范围是相当广阔的。可以是电力系统基本模式中个别环节的深化研究,例如在发电环节,综合考虑能源和环境问题,有类似文献[23]的研究;可以是综合多个环节的跨越性研究,例如在广域态势感知技术研究中,需要全面考虑发电、电网、用电以及调度等多个环节进行综合性研究;也可以是综合考虑愿景、经济、规划、政策等外在因素,以及电力系统基本模式的全局性研究,例如目前国内外智能电网建设中的各类城乡综合建设工程问题。

以上智能电网发展机理的研究角度也是多方面的。当前智能电网发展本身就是一个超级多目标多约束的优化问题。结合智能电网发展机理,可以从可靠性、经济性、能源、环境、自动化程度等多个角度同时深入开展研究。

2 从机理角度对智能电网发展的分析

2.1 对智能电网愿景与特征的剖析

从智能电网发展机理的角度分析,智能电网的出现有其偶然性,也有其必然性。没有智能电网,电力系统一样会在外部驱动下发展、进步。但是在时代发展的推动下,特别是在前文所述四部分核心外部驱动的集中作用下,世界范围的电力系统在21世纪初叶发生着革命性的变化,这便是智能电网。

智能电网愿景实际就是理想的或者说希望达到的电力系统运转方式,是不同时空中满足各种具体和特定的外部发展需求的电力系统运转模式。而特征是对这种运转方式的深入刻画。因为时空具体条件的不同,不同国家、地区的智能电网的愿景与特征各不相同,但是它们最终都可以反映在电力系统基本模式的运转方式上。

其产生过程可以基于智能电网发展机理分析,如图4 所示。在电力系统基本模式的基础上,受到经济社会对电力系统发展的外部驱动,产生了电力系统的发展愿景(理想运行状况),为达此愿景,电力系统需要按照特定的模式运转,这一运转方式由“特征1”到“特征n”来具体刻画。

经过近几年的交流和建设实践,不同国家、不同行业的智能电网理念相互影响,有许多愿景和特征其实是相同或者相通的,或者强调的重点有所不同。例如国家电网公司提出智能电网的核心内涵在于:坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开发、友好互动,其实质就是经济社会对于智能电网发展需求的系统化表达。美国提出的智能电网自愈特征,归根到底还是要坚强可靠,兼容各种形式的能源和储能装置可以归纳到清洁环保和友好互动的特征方面。当然在部分问题上不同国家有不同的国情和具体的发展重点,例如是发展高压长距离输电还是发展局部电网就地消纳能源,是充分发展竞争性电力市场放开电价还是计划管理与市场相结合等。

2.2 对智能电网发展规划的再认识

从智能电网发展机理来看,愿景是外部需求驱动在电力系统基本模式上的理想体现,而规划就是愿景的具有可行性的实现步骤。这些步骤从经济投入、人力组织、技术、设备、标准等不同的方面明确了怎样从现有的电网条件实现愿景。

图5 是围绕节能这一智能电网的重要特征,从智能电网发展机理出发所展示的规划制定框架。电力系统节能愿景起源于经济社会对于降低成本的需求(从减少一次能源消耗的角度看也有环境保护的意义),在电力系统基本模式中体现为整个系统的经济高效,为了实现这一愿景,需要制定在发电、输变电、调度、配电、用电等各个环节以及整体的实现步骤规划,而有关经济投入、人力组织、关键技术、设备、标准就是对规划实现的支撑。

2.3 对智能电网的关键技术和装备的评价分析

从智能电网发展机理来看,关键技术和装备是对愿景和规划的支撑,它们作用于电力系统基本模式,使其运转方式发生各种变化。电力系统的实际运转方式以及技术是无穷无尽的,根据不同的具体情况,有些技术成为关键技术,有些得以规模应用,这实际是综合权衡的结果。例如目前已掌握一定的超导技术,但限于经济成本和可靠性等因素却无法大范围应用。

把技术和装备放在图3 所示的基本机理模型中分析,有

其中:x表示某种关键技术或装备;T表示该技术或装备的生命周期;表示在基本模式中发电、输电、变电、配电、用电、调度等各环节的累加;Sxk表示该技术或装备在某个环节k的应用比原来应用方式所节省的投入(包括通过提高可靠性等形式避免的损失);Rxk表示该技术或装备在某个环节的应用比原来应用方式所增加的价值;Pxk表示该技术或装备在某个环节应用失败的风险概率;Lxk表示该技术或装备在某个环节实施失败后可能造成的损失;Cx表示该技术或装备研发和应用所需要的投入;B就是该技术或装备的应用所带来的总体经济效益。

式(1)主要是从经济角度分析,如果从能源角度分析则有

其中:x、T的含义与式1 相同;Nx表示该技术或装备的应用能够多增加的可再生能源利用量;Sxf表示该技术或装备的应用所能减少的化石能源的消耗(例如提高了能源转化效率等);Sxn表示该技术或装备在电网中的应用所能减少的能源传输消耗(例如特高压输电、动态增容、柔性输电等技术的情况);Sxy表示该技术或装备在在用电环节所能减少的能源损耗(例如互动用电技术)或者所能增加利用的可再生能源(例如某种形式的分布式发电);F就是该技术或装备的应用总体所能节省的能源。同理,还可以从环境减排、可靠性、开放性等多个角度进行分析。

评价一项技术或装备的重要程度,就需要综合参考以上各类指标,从而成为一个典型的多目标平衡和优化问题。其中的约束条件就是各类经济投入预算、风险控制、管理体制要求等。对此比较简单直接的方法是通过一定的权重系数,把各类目标综合起来,进行总体综合评价。

3 结语

随着我国智能电网建设进入全面建设阶段,有关智能电网全局理论的研究显得越来越重要,并且目前已经具备一定的条件来深入开展和完善。本文从电力系统基本模式出发,结合经济社会的外部需求驱动,提出了智能电网的发展机理分析方法,并应用这种方法对智能电网愿景、规划、关键技术进行了简要分析。