智能电网研究方向

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智能电网研究方向范文第1篇

关键词：智能变电站；无功优化；柔流输电技术（FACTS）；静止无功补偿；仿真

1引言

智能变电站作为坚强智能电网建设中实现能源转换及控制的关键平台之一，是智能电网的重要组成部分，也是实现分布式电源等新能源接入电网的重要支撑。智能变电站是连接电力生产及使用过程六大环节的关键，在技术和功能上能更好地满足智能电网信息化、自动化、互动化的要求。长期以来国内的变电站建设有常规变电站和数字化变电站两大模式[1]。随着风电、光伏等分布式新能源陆续接入系统，对系统安全性和稳定性的要求更高，对作为智能电网支撑节点的变电站也提出了新的要求。

电压质量对于保证电力系统安全稳定运行、提高产品质量、保护系统用电设备安全有着重要的影响。电力系统中电压的波动与无功有很大的关系，因此保证无功的平衡是保证电压质量稳定的基本条件。在长期的变电站运行中，利用有载调压变压器和并联电容器组进行电压调整和无功优化也暴露出一些不足，比如：变压器分接头和电容器开关的频繁操作，无功容量调整的非连续性不能准确满足系统无功需要量。因此在新型变电站无功优化中有必要研究一下适用于智能变电站要求的无功优化技术。

智能变电站具有可靠性高，交互性强[2]，集成度高，低碳环保的特点。智能变电站从上到下可以分为站控层、间隔层和过程层三层[3]。

智能变电站作为智能电网的重要节点，需要在数据信息上为电网运行提供支撑。因此有必要在智能变电站内建立基于IEC61850 标准的一体化信息平台，应用分层分布式结构，简化和统一的数据源，形成系统内独一无二的基础数据信息，数据信息的交互共享以统一标准的方式进行，从而为系统提供稳定可靠的信息支撑。信息一体化平台的数据库基于标准化建模，采用跨平台、通信驱动管理等新技术，构建集保护测控、状态监测、故障录波、网络通信、计量、直流辅助系统、环境监测、视频、安防、环境参量等数据于一体的变电站全景数据平台，分为实时子系统和非实时子系统，如图1 所示。

2智能变电站的无功优化

2.1变电站无功优化原理

变电站无功优化是指以调节变压器分接头和无功补偿设备为手段[4]，从而维持母线的电压和无功功率在正常运行允许的范围内。以图2 所示的简化变电站等值电路为例说明如下：

为系统电压，、分别为变电站主变的高低压侧电压，为负荷的电压，PL、QL分别为负荷的有功功率和无功功率，K为变压器变比，QC为补偿的无功功率，RS、XS、RL、XL分别为线路的阻抗参数，RT、XT为变压器的阻抗参数。

在没有补偿无功时

（1）

将 代入式（1）得到

（2）

略去与垂直的分量 后得到：

（3）

可见，为了使负荷端电压UL与额定值ULN的偏差为最小，必须随着负荷PL+jQL的变化调节UT2，以减小线路上的电压降落，有以下两种方法[69][70]：

1） 调节有载变压器的变比

由于为可控变量，当负荷变大时，降低K以提高UT2，从而提高UL来减小线路的电压降落，反之亦然。

2） 进行无功补偿即改变电容器组的数目

使用和上面一样的分析方法，略去垂直分量、并且未投入QC时的主变低压侧电压为：

（4）

当投入容量为QC的电容后，有

（5）

比较以上两式可见改变QC可以影响系统中各点的电压值和无功的分布，当负荷增大时，通过减小系统至站内高压侧的电压降ΔUS也能增大UT2以抵消ΔUL的增长。

投入QC后网损为：

（6）

从上式（6）可以看出网损与低压侧无功的平方即Q'=（Q2-QC）2具有很大的关系。在输送功率确定的情况下，网损随Q'的减小而减小。在理论上，当Q'=0时网损最小。因此，提高功率因数是降低简单辐射形网络网损的有效措施。

从上面的分析中得出以下结论：1）调节变压器分接头可改变低压侧母线电压，但对无功分配和网损基本没有影响。必须明确的是只有在上一级电网电压正常并且地区无功功率充足的情况下，调节变压器分接头才能实现电压随负荷变化情况进行相应的变化，以达到保持良好电压水平的目标[5]。若不能同时满足以上两个条件，采用调节变压器分接头进行电压调节的方式有可能对系统的安全稳定运行带来不利的影响，在极端情况下甚至出现电压崩溃，因此变压器档位调节采取了安全上下限的要求。2）投切补偿电容器一方面可以提高母线电压，另一方面还可以改变无功分配，改善功率因数和降低网损。

2.2 智能变电站的无功优化研究

2.2.1 智能电网对无功补偿的要求

智能电网的建设主要是为了降低系统电能损耗，提高系统的可靠性，并且具有自愈的功能。

在智能电网环境下，智能变电站的无功优化需要采用FACTS 技术。FACTS 技术是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。它使不可控的电网变的可控，是现代智能电网发展的需要，是解决电网运行和发展中各种困难的需要，现代电网规模越来越大，结构越来越复杂，对电能质量要求越来越高，同时对清洁能源和低碳能源的要求也越来越高。在这种情况下，对电网可靠、经济、稳定运行的要求也越来越高，传统的机械控制方法越来越不适应电网的发展需要[6]。

2.2.2 智能变电站无功优化框架

智能变电站无功优化属于智能变电站高级应用的一个部分，它的应用建立在一体化信息平台和智能决策系统上。首先由一体化信息平台提供变电站运行数据和设备状态信息、提供智能决策所需要的一切数据信息，然后由智能决策系统综合分析站内信息、综合评估，最后给出无功优化的策略和操作指令。智能变电站无功优化在智能变电站的位置如图3 所示。

3 基于FACTS 技术的智能变电站无功补偿

110kV 上海蒙自智能变电站（下称蒙自站） 是首座服务上海世博会的智能变电站，是国内首座节能型、智能化、无油化的集成新型高科技示范变电站。它是上海世博园区内与中国国家电网企业馆一体化建设的全地下降压变电站。其建设规模为2 台40MVA SF6 主变，110kV/10kV 电压等级。

SVG 有着优良的动态性能，能够显著提高系统的动态性能，即系统抗扰动能力。根据不同的系统要求，SVG 可实现节点无功电压控制、功率振荡抑制、提高系统静态（暂态）稳定极限等功能。对于节点无功电压控制，SVG 通过快速、连续地调节SVG 无功出力，实时改善系统无功分布，进而实现在SVG 容量范围内的节点电压控制[7]。对于功率振荡抑制，线路电磁功率正比于节点电压，SVG 控制注入节点的无功来改变节点电压，实时改变线路输送功率，不仅可以阻止低频的功率振荡，还可以阻止次同步振荡和超同步振荡。对于提高系统稳定极限，采用SVG 后，可以提高系统功角特性曲线，增大静态稳定极限；系统故障时，运用合适的控制策略，可以减少加速面积，增大减速面积，提高系统暂态稳定极限。

3.1 SVG 的数学模型

SVG 大体分为电压型和电流型两种类型，在实际应用中大多使用电压型，因此接下来的模型以电压型SVG 为例，电压型SVG 基本原理图如图4 所示。

假设三相平衡，则SVG的等效电路如图所示。usa、usb、usc分别为电网系统的三相电压，Udc为直流侧电容电压，uoa、uob、uoc分别为SVG输出的三相基波电压，R、L分别为连接电抗器的电阻和电感。可以得到SVG三相输出电压的表达式为：

（7）

式中k为逆变器的比例系数，ω=2πf，f为逆变器输出基波或者电网的频率，θ为SVG输出电压与系统电压的相位差。系统电压的表达式为

（8）

式中为系统相电压有效值。

3.2 无功补偿仿真实验

仿真系统如图5、图6所示。

仿真说明如下：第一次仿真时断开SVG此时SVG的无功输出为0，系统接入200MW的负载，变压器低压侧a相电压只能达到基准值的80%如图5中红色曲线所示；第二次仿真接入SVG，从图6中可以看到在经过大概0.02秒的响应时间后，SVG向系统注入无功，系统电压也随之得到提高接近基准值（如图5黑色曲线所示），SVG的调节过程在0.1秒时结束，补偿系统80Mvar的无功功率。SVG能动态补偿无功明显改善系统电压质量，并且响应和调节的速度非常快，在上面的仿真系统中，由于控制环节的问题，响应时间要0.02秒，如果能对控制环节进行优化，响应速度将更快。

4 总结与展望

对智能变电站的关键技术和特点进行研究，分析了传统变电站无功优化技术的不足，提出智能变电站无功优化的框架和要求。本文在MATLAB/SIMULINK下搭建仿真系统，进行了无功补偿和抑制电压跌落的仿真实验，SVG 的动态性能和快速响应能力得到证实，具有传统无功补偿设备无法达到的技术水平，只有FACTS 无功补偿设备能够满足智能变电站的技术要求，更加明确了智能变电站无功优化必然是应用FACTS 技术的无功优化。

参考文献

[1] 国家电网公司. Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S]. 国家电网公司2009.

[2] 史保壮， 杨莉， 冯德开， 等. 智能技术在绝缘在线诊断系统中的应用[J]. 高压电器， 2001， （1）.

[3] 马仕海， 荆志新， 高阳. 智能变电站技术体系探讨[J]. 沈阳工程学院学报（自然科学版）， 2010， 6（4）.

[4] 靳龙章， 丁毓山. 电网无功补偿实用技术[M]. 北京： 中国水利电力出版社， 1997.

[5] 杨剑. 新型电压无功综合控制装置的研制[D]. 华中科技大学， 2004.

[6] 程汉湘. 柔流输电系统[M]. 北京： 机械工业出版社， 2001.

[7] 王轩， 赵国亮， 周飞， 等. STATCOM在输电系统中的应用[J]. 电力设备， 2008， 9（10）.

作者简介：

徐进东（1980— ），男，硕士，研究方向为电力系统运行与控制。

史静（1990—），女，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与控制。

蒋丹（1988—），女，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与控制。

智能电网研究方向范文第2篇

摘要：

近几十年来，智能电网吸引了大量电力市场参与者与研究人员，它被认为是能源可持续发展战略的重要组成部分。对可再生资源的整合、实时需求的及时响应及间歇性能源的配置管理，是智能电网工程的主要挑战。近年来，信息和通信技术的发展极大推动了当代智能电网的新成员--微电网技术的发展，但微电网的发展还需考虑到诸如系统性能优化、系统建模、实时监控、控制方法等问题。该文阐述了智能电网的概念和主要特征，简述了近年来国外主要微电网实验工程的发展概况。

关键词：

智能电网；微电网；分布式发电；微电源仿真

0引言

随着人们的焦点转向气候变化和能源安全，分布式发电(DG)变得越发引人注目。分布式发电大量采用环境友善的可再生能源，以能源利用最优化及环境效益最大化为目标，来确定分布能源的容量和发电方式[1]。此外，日益增长的全球资源环境压力与公众的节能减排意识，电力市场自由化进程的推进为分布式发电的发展提供了机遇。智能电网将成为促进经济发展的重要工具，它潜在经济与环境效益包括增加技术投资以促进就业、减少二氧化碳排放水平以及劳动与社会生产的发展[2]。智能微电网基于面向系统服务架构，它包含了系统建模、系统监测与系统控制，如图1所示[3]。研究人员提出了许多创新的概念和方法，这些对于建设智能电网中可持续电力系统具有重要价值。智能微电网的建设对实现可持续电力系统有着重要的意义，迄今为止，各国科研人员对智能微电网的建设提出了种种设想和思路，并在实验室中逐一测试和探索[4]。本文回顾了智能电网的特性，并对国外微电网实验工程做了简要介绍。

1智能电网系统概述

1.1智能电网的技术要求

智能电网是综合信息网络和电力网络的网络，即整合能量与通讯体系。在智能电网中，输电网和配电网上的潮流都是双向的，电网输电及配电线路上均有可靠的双向通信。所以，可靠快捷的通信技术对未来智能电网的项目成功实施至关重要。智能电网面临的主要挑战之一，就是将现有的传统的“被动配电网”升级到具有双向通信能力的“主动配电网”。对照智能电网的基本特性，传统电网升级到智能电网具有需要采取的措施如下[5]：

1)自愈性

电网需具有高可靠性，以及各个层次上具备固有安全性；

广泛使用传感器和控制设备，进行连续的评估自测，实现电网中问题部分的隔离及恢复。

2)经济性

资产的最优化利用以及采用应用响应需求和需求侧管理；

电力生产不再采用分层分布，使用消费驱动的分布式发电；

使用网络自动化技术减少人工干预。

3)低碳环保

对多种能源资源进行整合；

对污染物和二氧化碳的排放进行管理。

4)双向通信

在双向高速通信网络上使用智能设备传输信息；

电力消费者与供电公司可以双向沟通，电力消费者可以查询用电情况以及定制合适自身需求的消费方案。除此以外，降低输电网上的电能损耗及环境保护问题也是建设智能电网需要考虑的因素。

1.2从传统电网走向智能电网

智能电网是一种具备自愈性的先进数控输配电网，不仅实现了电网内部信息的数字化通信，还能够与电力市场和用户进行交互和实时响应[6]。在智能电网中，设想包含了成千上万的分布式微电源及大型电力生产企业，安装了分布式发电设备的家庭及个人用户甚至可以将自身富余的功率出售反馈给电网。它类似与互联网模式，无论自何种资源生产的电能，不论其生产方式，不管是传统能源还是可再生能源，都可在电网各处被生产及消耗。与智能电网相比，传统电网是一个刚性系统，没有动态柔性及可组性，主要表现在电源的接入和开出、电能的传输等方面。在传统电网中，电力企业垂直集成独立运作，多级控制机制反应迟缓，系统的实时性差，同时也不可重配制和重组；系统的自愈能力差；对客户服务内容少，信息交流单向；系统内部缺乏信息共享，使得系统中多个子系统被孤立，不能构成一个实时的有机统一整体[7]。智能电网与传统电网的比较详如表1所示。建立一个功能完整的智能配电网有着如下挑战：

1)对配电网所有关键元素安装智能传感器或计量设备，保证其与电网具有双向通信功能；

2)高级测量体系(AMI)系统与测量数据管理系统(M-DMS)及用户室内网(HAN)的集成和同步；

3)用户服务门户系统、企业能源计划系统、客户语音服务系统的建设；

4)智能的在线实时故障检测系统的建设；

5)根据用户响应制定、实行实时电价策略；

6)对高低压电网的SCADA系统进行整合。

2微电网技术的研究和智能电网工程

要实现进化智能配电网络的灵活和智能操作和网络控制，广泛的研究是必要的。电器可靠性技术协会(CERTS)成立于美国，目的是提高电力系统的可靠性，关注电力市场、监管制度与环境影响。CERTS最早提出了微电网的概念，得到了美国能源部的高度重视。微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、电力电子变换设备及监控保护装置有机结合在一起的小型发配电系统。分布式电源最有效的利用方式之一，就是通过微电网的形式接入配电网。利用微电网的形式将分布式电源接入配电网，将促进分布式发电技术的发展，对电网的性能具有较大改善，包括减少输配电损失，提高输配电容量，便于提高电压等级及电能质量。虽然采用分布式发电技术有着突出的优势，但目前在实际应用上仍有一些问题有待解决，例如，由于目前智能电网的建设并没有达到预期的水平，在正常情况下，“孤岛”运行方式一般只在主网受到扰动或故障时才会发生。当电网中接入间歇性能源进行分布式发电时，会出现从主网脱离而进入“孤岛”模式运行的情况。美国田纳西州库克维尔大学建立了一个微电网实验工程，开始对电网中这两种不同的孤岛模式的检测区分进行研究，通过本地检测和远程检测相结合实现了孤岛检测，将智能算法及模式识别引入孤岛检测是未来的研究方向之一[8]。在欧洲在各大实验室，微电网实验项目正在如火如荼的进行着。例如希腊的国立雅典理工大学(NTUA)的单相试验型微电网[14]，德国ISET研究所中DeMoTec实验室开发的采用太阳能技术作为分布式电源的微电网实验项目，曼彻斯特大学的分布式能源与飞轮储能技术试验系统。这些项目涉及了实验室规模的微电网的运行和模拟[9]。NTUA已经将多系统(MAS)，可控负载和综合监控系统成功整合至微电网实验项目中。MAS是一种适用于自治的多个智能之间行为协调的系统，随着智能电网建设进程的推进，电力系统的控制逐渐由集中式转向分布式，原有的以EMS系统为代表的集中式控制系统将被逐步取代。在NTUA的实验系统中，将复杂的电力系统结构简化为由4种不同的节点组成，包括电能生产单元、电能消费单元、电力系统及微电网中心控制器(MGCC)。DeMoTec微电网实验室将采用风机、光伏、热电连供等多种分布式电源供电，若使微电网成功运行在孤岛模式，系统中的储能设备是不可或缺的，因此系统配备了30KW的铅酸电池储能设备。该实验室证明了合理利用可再生能源进行微电网的系统设计可行可控的，更多的相关信息请参阅文献[10]。在日本，该国最主要的官办新能源开发机构NEDO于2005年开始在青森、爱知县和京都三个区域开展使用分布式可再生能源发电的电网项目。而这些项目侧重于发展与优化系统的控制与能源管理系统。尽管微电网的技术可行性已经在工程中多个实际测试项目中被证实，但是还是所带来的经济效益和环境改善还有待进一步研究[11]。马六甲马来西亚技术大学(UTEM)的电气工程系近期设想了一个实验室级的微电网系统。如图2所示[12]，该系统包含发配电网及数据网络，系统的潮流变化及运行状态都通过传感器和变送器读取，然后使用标准通信协议由以太网送至服务器进行处理，根据实验的需要，在服务器上可以使用自定义的控制算法。

3实验室中的微电源仿真

微电网中使用的电源包括太阳能电池阵列、微型燃气轮机、燃料电池、飞轮储能装置、小型风力发电机等。在实验室环境中直接使用可再生资源进行发电是不合适的，因为取得这些资源的投资是昂贵的，而且需要大量的安置空间。另一个不利因素是可再生资源的重生成是难以准确预测和不可控的。实验室中的微电源仿真对于了解微电源系统的动态特性十分重要，可作为其他研究的实验平台。以下对太阳能电池阵列、风轮机及微型汽轮机的模拟仿真做简要介绍。

3.1太阳能电池阵列的模拟

图3所示为一个太阳能电池模型伏安特性曲线，仿真器模拟直流电压输出的变化调整。光伏模拟器包含一套直流发电机(4000rpm，42V)及一台120V2KW的直流可调电源。

3.2微型涡轮机

微型涡轮机在分布式发电系统中广泛使用，并且在电热联产(CHP)系统中提供电源。微型涡轮机结构简单，是一种单循环燃气轮机，它可以驱动单轴和分轴机组。微型涡轮机可以用直流电机驱动一台同步发电机来模拟。

3.3风轮机模拟

图4所示为一种风轮机模拟的实施方案，它包含了3个部分：风速模拟器、发电机、电力电子转换器。直流电动机和异步电机都使用电力电子调速装置。

4未来研究的方向

智能电网的发展至今仍有许多问题有待解决，全面实现电网的智能化建设是一个循序渐进的过程。通过对更多更复杂的实验系统及对运行数据和并网与孤岛模式过渡的研究，智能电网的可靠性和安全性将进一步提高。下面简要介绍未来智能电网与微电网相关领域的研究方向。

4.1替代能源的管理

建设智能电网的最终目的是实现能源兼容与替代，智能电网使用的各种类型的可再生能源，如太阳能和风能等。丹麦在全球风能领域一直都位居世界前列，据丹麦政府公布的策略计划书，至2025年，丹麦风力发电比例将提高至50%以上[13]。加利福尼亚州州长杰瑞•布朗(JerryBrown)在2015年宣布了新的能源计划目标，在2030年之前将可再生能源电力的比例提高到50％，加利福尼亚州在光伏发电、太阳热发电和地热发电的引入上迄今一直走在美国的前列。由于分布式替代能源位置分散，难以实现大容量储能及系统具有随机性的特点，需要建立用以协调统一控制的虚拟电厂(VPP)，促进可再生能源未来的高效和可靠的发展，实现智能电网的集中调度和市场运营[14]。

4.2能源效率与需求响应

提高智能电网的能源效率，一方面是通过使用节能高效的仪表和通信设备，使同时具备通信的可靠性和时效性；另一途径是通过需求响应机制。需求响应要求客户改变他们的正常的消费模式，使供电部门和电力用户可以同时监控和调整用电行为，以响应系统的要求的变化。例如将尖峰时段的用电需求转移到低谷时段，显著提高系统的利用率。为了实现上述功能，需要开发从能源计量解决方案，到动态电网整合管理和可靠的通信系统一整套智能系统。

4.3自愈系统

在传统的电力网络中，自愈是难以实现的，在传统电网中的细小故障就可能会导致长时间大规模停电。随着智能电网的概念的提出，未来配电网将以更有效的方式来监测和处置故障，包括故障检测、故障定位和自我恢复。这些都需要强大的通信系统为电力安全提供保障，更重要的是对电网稳定控制体系及故障协调的模型和算法的研究，总结以往大停电事故的相关演化规律。

5结语

本文简述了智能电网的主要特征，总结比较了传统配电网与智能电网的关键技术及实现手段。此外，通过介绍美国、欧洲、亚太地区微电网实验项目的研究概况，能够对当今国外微电网研究进展及先进理念有更加直观的了解，这也是进一步研究和拓宽研究思路的有效途径。最后，本文对智能电网未来的研究方向作了简要的总结和展望。

参考文献：

[1]李树青,陈培育.分布式发电现状及发展趋势分析[J].甘肃科技,2014,30(16):68-71.

[6]陈德桂.智能电网促进了低压电器新品种的发展与新技术的应用[J].低压电器,2010,(23):1-7.

[7]张强.展望智能电网与智能电能表的发展[J].中国计量,2012,(8):38-40.

[13]陈柳钦.国内外新能源产业发展动态[J].河北经贸大学学报,2011,32(5):5-13.

智能电网研究方向范文第3篇

关键词：智能电网；特征；现状；发展趋势

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.139

在提倡绿色节能，实现又好又快发展，最大限度的开发电网系统的能源效率的时代号召下，智能电网应运而生。智能电网的发展也和国家安全，经济发展及环境的保护息息相关。目前，包括美国、欧盟为代表的不同国家和组织均将智能电网视为21世纪电力网络的发展方向，提出建设具有灵活、安全、清洁、经济、友好等特征的智能电网。

国内外相关的电力行业已经迈开了探索和建设智能电网的步伐，本着从实际出发，实事求是的原则，不同国家和地区采取了不同的实践方式，制定了适合本国的智能电网的发展蓝图。

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。2007年，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：2010年初步建成高级调度中心；2020年全面转型，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。2009年，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，2011（06）.

[2]吴疆.对智能电网若干基础性问题的思考[J].中国能源，2010，32（02）.

智能电网研究方向范文第4篇

【关键词】 智能电网 新技术 信息化 发展

随着我国经济发展，工业化的推进，生活水平的改善，人们对电力资源的需求日益高涨。但是资源终归有限，我国电力形势也显得日益严峻，人们对智能电网的关注程度越来越高。实现电网的智能化运作，提高电力资源的利用效率就成了当前我国电力行业的基本要求。随着信息技术以及自动控制技术的发展，智能电网的概念也呼之欲出。智能电网能够有效提升工作效率，对节省电力资源，实现电力系统的智能化运作具有重要意义。

1 智能电网概述

智能电网是建立在集成的通信网络的基础上的，它主要是通过利用传感器，测量技术以及自动控制技术对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，从而实现电网的安全，可靠，高效运行。智能电网本身具有能耗少，安全性高，稳定性强，电力资源利用率高的优点。智能电网是电力技术进一步发展的产物，因而也可以称之为第二代电网。

由此可知，智能电网有如下几个特点：

（1）自愈和自适应。能够及时发现、快速诊断和消除故障隐患，并且能够在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复；（2）保证电网安全稳定和可靠运行；（3）使用双向信息流，实现发电与用电的互动，从而可以进行发电与用电的综合调度；（4）设备利用率得到提高；（5）间歇式可再生能源的接入。

2 智能电网与传统电网的差异

传统电网是一个刚性系统，电源的接入与撤出、电功率的传输等都缺乏弹性，调控性能差；垂直的多级控制机制反应迟缓，无法构建实时、可配置、可重组的系统；系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余；对客户的服务简单、信息单向；系统内部存在多个信息孤岛，缺乏信息共享。，所以传统电网不能构成一个实时的有机统一整体，所以整个电网的智能化程度较低。

与传统电网相比，智能电网将进一步拓展对电网全景信息的获取能力，整合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持，以及控制实施方案和应对预案，最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。另外智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构，通过集中与分散相结合，灵活变换网络结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。

同时在能源上，智能电网也在传统电网的基础上进行了优化，用户侧能源开始精细化管理，分布式能源（风能，太阳能）更普遍的运用。

3 智能电网的发展趋势

总的来说，智能电网还是处于研究阶段，尚还不能投入到电网运营中去。接下来就来详细探讨智能电网的发展趋势。针对智能电网的发展趋势的研究，现在从智能电网的决策系统，系统集成，监控方式三个角度来分析。

3.1 决策系统

未来对决策系统的要求必然是要高效可靠。快速仿真决策技术就是基于事件响应研究出来的，在实际应用中将明显优于传统的静态安全分析系统。快速仿真决策系统，它能够通过为智能电网提供数学支持，从而使电网对各种故障及早预判，及早发现，及早处理。

对于智能电网的决策系统还要基于知识共享系统，通过互联网，将大数据传到云端供各地系统共同使用。在未来的智能电网中，电力网络系统中的信息将以几何级的数量增长，信息之间的关联度也将越来越紧密。要想实现及时高效的决策就必须要综合这些信息。广域，多层次的知识资源共享系统的建立就显得非常重要。基于知识的智能电网决策系统，能够实现对资源的高效利用。

3.2 系统集成

智能电网在系统集成方面表现出分布式，分布式系统集成主要包括分布式发电，分布式储能，需求响应等三部分。在未来的分布式发电系统中既可以接入配电系统，也可以不接入，即发电机同时也可以自行运行。这就对集成技术有了更高的要求，是日后研究的重要课题之一。其中的研究难点是对DG的接入，这需要引起我们高度重视。

需求响应也是未来智能电网要发展的重要方向。用户对电能有不同的需求，针对需求响应，智能电网要实现在正常，紧急与恢复状态下的协调运行，这也进一步提高了设备的利用效率。

3.3 监控方式

从监控方式的角度来进行分析。当前的监视控制方式是各母线上相对独立的控制，仅仅是针对部分环节上的变动进行监测然后合理控制。随着电力形势的日益复杂，过去技术的局限性也越来越明显，新的监控技术就应运而生。在今后的发展过程中我们主要是要采用MAS形式的监控系统。MAS监控系统与传统的监控方式相比更具有伸缩性，遗留系统之间的关联度也有所增强。当前MAS系统在人工智能领域得到了深入研究 ，相信在今后的发展中MAS监控方式将得到有效利用。

4 民营企业如何把握智能电网所带来的机遇

智能电网虽然主题是“电网”，但实际上是一个非常综合的领域，是通信、材料、控制、计算机等相关的前沿技术与电网技术的融合和统一。对于一次侧和二次侧的纯电力设备，已经被国内外大型企业占领，而且技术含量和稳定性要求都很高。而在电力通讯领域和信息化建设方面，这些企业的研究能力相对弱一些，给了新兴企业突破口。同时通信和信息技术作为智能电网发展的重要技术支撑部分，以后有很大的发展潜力。

可再生能源的开发，例如水电，风电，太阳能，也是国家大力扶持的项目，但由于资金门槛高，要在此突破还是有难度。目前在分布式发电的研究上，主要问题是缺乏有限的接入方式和营运模式，也是在技术上的一个突破口。而需求侧管理，是在智能电网建成后，对用户上的负荷调度进行管理，更多地给用户提供便利，从而获取利益，这也将是一个很不错的研究方向。

5 结语

就智能电网本身的前景来看，目前至少是电力领域内最热门和前沿的问题，国家也在这方面投入了很多。考虑到电力毕竟是现代一切工业的基础，所以在未来20年成为引领电力乃至整个工程界发展的母题，应该说问题不大。

参考文献：

[1]谢开，刘永奇，朱治中等.面向未来的智能电网[J].中国电力，2008（6）.

智能电网研究方向范文第5篇

一、引言

在20 世纪90 年代初兴起的宽带电力通信，是在1Mbps 以上通信速率、在2～30MHz 之间的带宽限定的电力线载波通信。在这一技术中，把将原有的电力线网络改装成电力线通信网络，不需要重新布线，现有的配电网配置上PLC终端、中继、局端设备及附属装置，插座被转化为信息插座。通过电力线路这一技术构建高速因特网，使“四网合一”最终实现，能够完成多业务如视频、语音和数据等的承载。把电源插头插上终端用户就能够接入因特网，进行电视频道节目的接收、打电话等。

二、发展历程

国内外目前主要有两大阵营美国和欧洲，在智能电网和智能小区上的应用是美国主要研究的方向，在Internet高速接入网方面的应用是欧洲的主要研究方向。我国在这一技术方面的研究起步比较晚，但是有较快速度的发展。（1）中国电力科学研究院1999年5月对相关技术开始进行开发研究，并且和韩国KEYIN公司2000年在华北电科院宿舍和电力大学进行测试，测试结果为1Mbps速率。（2）中电飞华2002年在北京建立了三个Internet网试验点，采用具有良好的稳定性和速度的电力线接入方式。（3）国家电力调度通信中心电网调度自动化系统在2003年被研发出来，在理论上为开展国家智能电网打下了基础，而且同年对低压配电网电力线高速通信技术进行了研究。（4）2005年对电力线通信宽带接入系统进行了完善。国家电网公司和Intellon公司与DS2公司这两大国际厂商进行了全面的合作，在国内多个省市中基于DS2方案的AMI系统已经被成功试用。（5）国家电网公司在2009年5月对坚强智能电网的发展进行了规划：坚强智能电网的发展在2009-2010年进行规划试点；全面建设是在2011-2015年，对城乡配电网和特高电压网加快建设；统一的“坚强智能电网”建成是在2016-2020年。

三、宽带电力线载波通信系统的应用现状分析

（1）电力通信系统。该系统的接入通信的主要手段是宽带电力通信技术，公网无线通信、中压宽带载波、光纤为补充接入通信手段，对电力终端用户实现了采集与监控用电信息，提供实时双向的通信通道给智能家居和智能用电管理。对智能化电力供应电力终端用户在使用的时候，一方面能够与电网等企业随时进行信息的全面互动，另一方面也能体验远程教育、IP电话、电力宽带上网、远程医疗、远程办公等信息服务。随同用电一起享用这些服务和资源，快捷方便。（2）智能家居服务系统。智能电网中智能家居服务系统是用电环节的主要组成部分，其组成包括用户交互终端平台和社区主站管理平台。电网和用户之间的互动通过家庭智能交互机顶盒或交互终端系统完成，一系列特色服务得以实现如医疗、网络增值、配送、物业、查询等，对家庭灵敏负荷进行功能控制和用电信心的采集如电冰箱、空调、电热水器等，并建立家庭安防系统，该系统集红外探测、烟感、燃气泄露、紧急求助于一体。智能电网技术的友好开放、灵活互动、服务多样、经济高效、先进性的特征在这个系统中得到了集中的体现。

四、系统中采用的技术

（1）在传输媒介中，与无线、电缆、光纤、电话线等相比，电力线载波进行网络信息的传送，不受无线环境影响和布线困扰。（2）信号调制手段。采用OFDM 技术是主要的宽带电力线通信信号调制手段，它的优势是适合高速数据传输、抗噪声能力强、频谱利用率高等，是系统的核心技术。

五、技术优势

（1）安装简单，使用便捷；（2）功耗低，无辐射；（3）稳定的传输；（4）低成本组建，不需要布线；（5）广阔的覆盖范围。

六、结束语

通过上述内容对目前国内外宽带电力线载波通信系统的现状、实际应用效能、前景、相关技术有了初步的了解。随着不断发展的互联网，剧增的宽带接入，宽带电力线载波通信系统所具有的优势，在未来将得到广泛的应用和普及。

参 考 文 献

[1] 国家能源局. DL/T 395-2010，低压电力线通信宽带接入系统技术要求[M]. 北京：中国电力出版社，2010.

[2] 李祥珍，齐淑清. 电力线通信（ PLC） 技术的应用及未来[J]. 中国电机工程学会2005 年学术年会.

[3] 吴新玲，张伟，侯思祖. 电力线接入技术与接入网的发展[J]. 北京工业职业技术学院学报，2006， 15（4）：24-26.