1、刍议智能电网实现的若干关键技术摘 要：智能电网是电力系统发展的终极目标，引领着电网前进的方向，要实现电网智能化，必须解决好智能电网的关键技术。本文首先对我国智能电网在将来所面临的问题进行阐述，然后介绍了几种关键技术，旨在为全面建设智能电网提供一定的借鉴与参考。 中图分类号：U665.12 文献标识码： A 文章编号： 一、中国的智能电网在将来主要面临的问题 1.优化资源分配的能力需要改进 中国的能源资源主要分配在相对落后的地区，例如西部、北部和西南部，能源消耗主要集中于发达东部和中部地区。总体上讲，大规模的燃煤电力集中于西部和北部，大型的水力电力则在距离东部的负荷中心平均 8003000km
2、的西南部，电力传送的规模很大距离也远。由于技术能力和传输距离的限制，传输通路的低利用率和大型网络的流失，目前的电力网再也不能适应国家的能源政策和工业的发展需求。 此外，为了优化能源结构，加强能源利用效益，提高气候适应能力，政府必须加强风能、太阳能和其它可再生能源的发展利用。因为大型的可再生能源集中在三北地区，地方的电力供给不能满足地方电力的需求。因此通过远距离的网路将电能传送到地方中心就是必要的了。由于可再生能源得间断性和波动性建立和贯彻准确的能源生产计划是不可能的。于是，可再生能源对电力网的承载能力和资源优化能力有更高的要求。 2.电力网的安全正面临新的挑战 为了满足持续快速的电力增长的需求
3、，中国正在建立一个世界上电压水平最高、规模最大的 AC/DC 混合网。简称 FACTS,包括高水平的可控串联补偿和无功补偿，用于提高智能网的安全稳定性。主要的安全稳定的控制方法实际用于大规模的电网现在任处于预防阶段，它们的触发器的控制信号主要基于当地的使用信息。串联触发器在一些运营模式下会造成一些风险。另一方面，安全稳定的积极的基于全球信息的控制方法任处于探索和发展阶段。距离其实际运用还有间隙。 二、智能电网的定义和技术特点 根据我国国家电网对智能电网的定义，智能电网是指以特高压为电网主干、各级电网协调发展为基础，利用信息、通信和控制现代化技术，实现电网的自动化、信息化和互动化的电网技术。智能
4、电网的智能型，主要表现在以下几个方面的技术特点： 1. 自愈性。智能电网利用信息和控制系统，可以实现对整个电网的实时监控，在发现问题时快速的进行判断并作出保护动作，如将发生故障的线路或者电气元件隔离，及时的进行恢复供电，保证不发生大面积的停电现象。此外，实时监控系统还可以根据数据对电网的运用状态进行预测，如将大电网按照风险隐患的等级划分，对不同的等级采取不同的预防和控制的手段。 2. 互动性。与传统的电网相比，智能电网依靠其通信和控制系统，可以实现双向的互动，这对于改善用户的用电体验，具有很好的效果。电力企业通过与用户之间建立双向的通信系统，企业可以对的用户的用电情况、成本、安全用电情况、电费
5、收缴情况等进行了解，用户也可以根据这些信息制定合理的用电方案，从而实现的供需双方的有效沟通，提高电力资源的利用率。 3. 兼容性。智能电网可以实现多种发电模式的接入，具有很好的兼容性。在分布式发电和可再生新能源发电等多种发电形式发展的形式下，传统的电网难以实现这些电力的兼容和接入，但智能电网可以实现。智能电网可以同时将集中式发电、分布式发电、可再生能源发电和染料电池发电，这一技术有其是对于可再生新型能源的开发利用具有重要的意义，我国光伏企业并网发电，即极大的促进了光伏发电产业的发展。智能电网的兼容性有助于改善电力结构，促进电力发展的绿色、环保和高效利用，符合和谐发展的理念。 4. 优化性。智能
6、电网技术包含智能化的电力调度系统，可以根据对电网运行数据的分析，根据电网电源分布、用电时间段的分布、电网荷载传输情况等对电力进行调度，实现以最小化的电网运行成本实现最大的优化运行效率。智能电网还能实现都对电网损耗的有效控制，识别无论是自然状态下的能源损耗还是人为破坏的能源损耗，通过与现代化建筑物智能电气系统之间的联系，将整个电网的电力损耗降到最低，实现电力资产规划、建设、运营、维护等多个环节的优化。 5. 市场化和多元化。智能电网可以有效的调节供需关系，通过对电力系统规划、运行和提高电力供应的可靠性，促进电力企业的市场化运行，实现电力市场的公平竞争。智能电网以物理的输配电网络作为主体，以双向、
7、集成、高效的信息控制系统作为平台，实现对电网的监测、控制、调度、市场运营和维护处理等多种业务，实现电网业务的多元集成化。 三、智能电网的发展 智能电网概念首先由美国电力科学研究院在 2001 年首先提出，并在 2003 年启动了智能电网的研究和建设。欧洲则在 2005 年成立智能电网欧洲技术论坛，同时还进行了智能电气建筑的研究。2008 年，美国的波尔成为世界上第一个运用智能电网的城市。2009 年，欧盟提出要利用智能电网技术实现对新型能源的集成利用。2009 年中美签订智能电网研究和利用合作协议，提出以智能电网实现对现有电网节能百分之三十的目标。日本于 2010 年开始由政府大规模推进智能电
8、网研究，并在孤岛进行大规模的智能电网实验，日本智能电网注重对太阳能的集成利用。我国在 2009 年由国家电网公司提出了坚强智能电网的发展计划，同年即启动了相关的标准编制、研究计划、专项技术研究和试点工作，我国的智能电网以建设特高压电网和实现各大电网之间的协调发展为重点。 四、智能电网的关键技术组成 1. 智能通信技术：智能通信技术是智能电网的管家技术之一，是实现智能电网其他技术的基础。双向、高速和实时的信息通信技术，可以实现对电网运行状态进行实时的监测，提供可供研究和分析的数据，对电网不断的进行修正和调整，实现电力能源的高效利用，提高供电的质量和可靠性；通信技术实现了供电企业和电力用户之间的双
9、向沟通，实现供需平衡；信息通信技术对电网损耗和故障进行监视和控制，是智能电网实现自愈的基础。 2. 智能传感和控制技术：智能传感和控制技术是实现智能电网远程监测和控制的基础，主要表现在智能电表、在线设备监测和广域测量系统。智能电表可以实现对用户实时电价、用电情况的监测，还可以实现自动抄表，对于建设电气智能化住宅具有重要的意义。电网设备在线监测系统，包括对电气量和非电气量两个部分的监测，电气量监测主要包括电流、电压、功率和功率因数等；非电气量监测主要包括对电气设备的温度、压力、气体和流量等进行监测。电网在线监测，是在高敏度的传感器的基础上进行的，主要有电压器监测、断路器监测和线路容量监测。广域测
10、量系统，是指在全球定位系统和通信系统的基础上，对电网实现动态的的运行状态测量，并结合通信系统传输数据到控制中心进行分析，做出预防和控制。 3. 智能化决策系统：现代电网对电网调度人员的决策有着严格的要求，智能化的电网可以将将传统的复杂电力数据转化为易于识别的动画技术、虚拟现实技术、动态着色技术等，帮助系统控制人员可以及时的对问题进行分析和进行决策，减小电力故障带来的损失。智能化的决策系统利用现代计算机技术实现的操作界面的可视化、人性化，节约了决策的时间和提高的决策的准确性。 4. 分布式能源接入技术：分布式能源接入技术，是智能电网的关键技术之一，它可以帮助智能电网实现对风力发电、染料发电、光伏
11、发电和小水电等发电方式的集成入网运行，不仅节约了输电网建设的成本，而且对于提高可再生能源的利用率，应对电网高峰负荷，提高电网的安全和可靠性，具有重要的意义。智能电网在中低压输配电网上接入分布式电源，彻底改变的传统的电网单相潮流现象，实现的双向的、多分布的能源接入。 五、总结 智能电网是电网发展的必然趋势，当前我国的智能电网研究和建设，前景比较乐观。智能电网建设涉及到通信、控制、在线监测等多种技术，好需要建立完善的管理制度和市场机制。电力企业加大智能电网发展，对于提高整个电网的安全可靠性具有重要的意义，促进电力资源为国民经济建设发挥更大的作用。 参考文献 1薛春.智能电网及其关键技术综述J.资源节约与环保,2012(04) 2施海斌.试论智能电网技术的研发与应用J.科技资讯,2012(21) 3刘伟.智能电网涉及的关键技术分析J.科技与企业,2012(17)
