智能电网的基本概念

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智能电网的基本概念范文第1篇

【关键词】：智能电网；电力信息通信；基本概念；发展现状；具体应用

引言

本文对智能电网和电力信息通信技术进行了解，并对具体应用进行梳理，有利于了解目前形势状况，为未来的发展做好准备。

1、基本概念

1.1电力信息通信

在电力系统中，不断重复着发电、输电和配电的过程，在这些过程中又夹杂着一些非常细的环节，想要更加严密的监控这些环节，使得电力传输的安全和顺利，就必须要通信系统的配合，因此为了保证电力系统正常运行，电力信息通信是不可或缺的。

1.2智能电网

电力系统进行发电、输电和配电的过程中，产生了大量的信息，对这些信息进行收集、整理和分析是智能电网的任务之一，智能电网利用这个庞大的数据库，对电力系统的运行情况进行了深刻的了解和发现，然后对期间存在的问题不断加以改进，保证整个电力系统运行的安全和高效。安全运输电是智能电网最核心的重点，保证安全的同时，还能与其他方法相结合获取经济利益。

2、电力通信技术的发展现状

目前随着我国的科技水平不断发展，光纤和无线已经逐步成为主要的电力通信网结构，逐步替代了同轴电缆。智能电网的不断发展，加强各个部门之间的联系，在传统结构中，发电厂和电力部门等相关部门的连接不顺利，导致很多问题等不到解决，现在交流更加方便快捷了。目前我国有水力发电、风力发电、火力发电和新能源发电等几种不同的发电方式，中国本就地大物博，加上科技发展迅速，目前发电量已经可以满足用户的基本需求，保证人民生活的正常运行。我国电网庞大，但是一些地方仍然存在一些问题，国家已经投入大量资金进行研发，相信随着电力通信技术的不断发展，将会解决目前存在的问题。

3、智能电网时代对电力通信技术提出的要求

3.1电力通信平台的多样化

电力通信平台多样化是构建智能电网的重点之一。目前的主要方式是将智能化技术与电力通信平台相结合，研发出不同的的应用，满足不同的用户需求。因为各种需求比较复杂，可能还会互相有所交叉和覆盖，因此必须进行统一的规划。电力企业开放电力通信的平台时，按照规划的内容进行开放，保证可以满足用户需求的同时，还要及时进行维护和更新，与时俱进。

3.2保密性

智能电网的研究对象中涵盖了很多的有用信息，因此电力通信系统必须做到保密性强。电力通信系统可能会受到外界一些干扰，造成信息的流失与损害，为了有效预防这点，应当具有防护性。

4、具体应用

4.1新能源

传统电力系统浪费了资源，一些可再生资源可以进行重新利用，智能电网改变了这样的状况。现在很多企业都在研究新能源，不断尝试新能源在电力通信系统中的应用效果，目前主要分为可再生资源和不可再生资源，随着科研力量的不断加大以及反复试验，相信会有更好的新能源在电力信息通信中发挥作用。

4.2变电

智能变电站是智能电网中不可或缺的基础。当大量的电流进入变电站，不仅能对他们的信息进行O控，还能提供数据支持。智能操作技术应当被用于变电站中，提高变电站的工作效率，信息传感技术可以有效控制和感应信息，也应当用于变电站的建设当中。随着科技水平的不断发展，应当逐步使变电站达到自动化，不仅能有效节约了物力，还对人力资源做出了合理调整。

4.3配电

配电网络是电力网络非常重要的一部分。配电网络能够灵活和高效的运作将会保证整个电力网络的运行处于高质量。电力信息通讯网络技术应当被运用在配电之中，不仅可以快速地诊断故障，让工作人员及时进行维修和处理，还能发现一些潜在的问题，及时提醒工作人员进行预防，做到防患于未然[5]。优秀的配电网络能够保证电力供应的整体质量，应当在建设中予以关注。同时配电系统应当更加兼容，更加集成化，有利于智能电网的运行。

4.4输电

目前我国电网覆盖面积极广，在输电的过程中很多都是远距离而且大容量的运输，在运输的过程中产生的消耗是非常多的，因此应该予以关注。清洁能源应当尽早用于输电之中。电力通信必须在满足远距离、大容量输电的基础上，再进行更好的研发，降低中间运输过程中的消耗和浪费，对传输过程中的每一部分，比如：电线，都进行监控，并整体呈现出来，让工作人员及时查漏补缺，出现问题及时修复。

4.5用电

电力经过发电、配电和输电最终来到用户家中，被用户进行各种方式的使用，在使用的过程中，产生了大量的信息，工作人员应当对这些信息进行收集、整理和分析，并对数据进行有效的监控，可以采集到的数据信息非常多，将会为智能电网的发展做出贡献，但是同时对电力通信提出了更苛刻的要求，还有待发展。

5、当前电力通信中存在的问题

智能电网在建设的过程中应当不断借鉴国内外的成功案例，并加以总结和分析，运用到自己的建设当中，其中必须重视以往的经验教训，进行规范的管理，统一规划与实施。目前通信技术的不断发展，设备与设备之间的交流越来越方便，网络的覆盖面也越来越广，这都为智能电网搜集、获取数据提供了便利，但是店里通信中目前仍然有一些不足之处。首先，智能电网对原创技术的要求正在不断提高，为了能够更好地决策与控制，在许多细节上就需要全新的处理方式，以前的很多技术已经无法满足。当前电力系统的浪费现象还是比较严重的，在现在不断提倡“保护环境，节约能源”的情况下，应当引起电力发展的重视，向着绿色能源，可能回收发展利用的方向上走，不可以以浪费资源为前提进行发展，必须严格树立可持续的科学发展观。其次，目前高端人才匮乏。一方面，学校内对通信专业的教育已经比较陈旧，很多学生进入社会之后发现很多知识已经过时，学校没有对知识进行及时更新，导致可用的人才并不多。

结语

本文首先介绍智能电网和电力信息通信技术的基本内涵，然后介绍我国目前电力通信技术发展的基本情况，之后相继介绍了智能电网对电力通信技术提出的要求，还有电力通信技术的具体应用。

智能电网的基本概念范文第2篇

电力员工学习这门课程的前提是已有网络分析的基础知识和电磁学方面的理论基础。但是，仍然需要灵活和模块化的课程内容结构以及在智能电网电能生产的课程中增加能量转换方面的概念，以防止电力员工在电力系统学科方面的基础薄弱。课程不仅需要有大量算例、案例讲解和习题的教材，而且需要一个实验室用来让电力员工亲自实验，体验一些智能电网的功能。

现有电网的挑战

（1）低效：当今电网的总体效率大约只有40%。

（2）集中式发电：集中式发电，使分布式电源接入困难。

（3）参与度低：消费者参与电力市场的机会受限。

（4）缺乏预测功能：电网缺乏预测不良电能质量问题的能力，取而代之的是侧重于研究系统故障保护的问题。

（5）集成度低：很少对操作数据和系统管理进行整合，形成业务流程孤岛。

这些原因以及老化的基础设施和劳动力，更严格的环保和排放标准，负荷的增长和复杂性增加，导致有必要发展拥有智能化的电网即智能电网。

智能电网的特点

智能电网是带有智能和通信功能的自愈式电网。智能电网有以下几个特点：

（1）在广域网内传输功率的能力。

（2）配有双向通信网络、自动化控制设备、智能测量设备和快速决策功能模块。

（3）预防为主，扩大电网参数的数据采集量，以减小对用户的影响。

（4）抵御攻击和自然灾害能力以及快速恢复能力。

（5）互操作能力：新的电网需要能适应旧式的集中式发电机和分布式发电，有存储备用容量、为即插即用系统留有空间，如混合动力汽车。

（6）实时报价功能，为电力市场发展提供了广阔空间。

（7）鲁棒性和适应多种类电源的能力，电源类型有集中式发电和分布式发电（如太阳能发电、风能发电、热电等）。

（8）快速解决电能质量与各种质量/价格之间优先选择的问题。

尽管智能电网的一些设计和标准已经存在，但是很少有电力从业人员能知道智能电网的构架（见图1）和具体功能。因此培养电力员工具备充足的理论知识，使从业人员在未来开展电力生产和智能电网时，具有解决智能电网技术难题的能力，这将是非常重要的。为此本教材旨在解决能源系统基本原理、可再生能源的接入技术、智能电网的存储技术、智能电网的基本原理、智能电网的实时测量、智能电网的决策与控制、智能电网设备的通信、协议、标准、安全和保护等问题。

方法介绍

为了让从业人员更好的掌握这本教材的内容，本课程分为两部分：理论（分为7个模块）和实验（旨在为电力员工提供一个动手实验的环节）。本节主要对每个器件进行简要说明。

能量转换原理基础

电力生产通常有不同的形式，而且通常是将机械能转换为电能，反之亦然。完成这些转换的分别是发电机和电动机。电机通常是由转动的转子和静止的定子组成。电机中能量转换来源于定子和转子之间的传导或电磁感应。转子的运动可以是线性的（如线性电机或震动或往复运动的剃须刀）。这些设备是智能电网集中式发电系统电能生产的基础。

由于集中式发电的大功率生产能力和经济的尺寸方面的优势，在未来的电网中仍将起到非常重要的作用。因为集中式发电保证了可靠性和稳定性，因此在智能电网中的优势是明显的。从业人员必须了解当前能源系统的一些概念和原则，因此《智能电网的建模与分析》教材给出了发电机、电动机和变压器的基本概念。这本教材是基于电路、电磁和电机编写的。教材的详细内容涉及：电机及其等值模型、应用范围、测试程序、性能分析及限制条件、尺寸的标准要求、现有设备与未来电网的互联、通过定期运行和维护。

通过举例和手算例题使电力员工掌握这些方面的基本知识：确定在不同连接负荷和功率因数下的发电机和电动机的终端电压和相电压;掌握电机空载和短路时的等效电路;掌握两种电机的转矩特性和速度关系以及调速器、励磁和其他主要功能的作用;掌握换流器和逆变器的数学模型和特性。

可再生能源的接入技术

随着负荷需求和维持当前生活水平的能源成本的增加，急需使用灵活、经济、可持续、便捷和高效的新能源。为了减少集中式发电机的投入，需要可移动、可持续、独立于电网连接的新电源。当在这种形式的基本微型电网中加入自动化设备、通信工具和智能电网的其他功能后，其将适用于智能电网。

可再生能源可作为电能和热能的来源。大部分可再生能源是绿色能源，是环境和社会可持续发展的必要条件。现在的电力员工应该了解可再生能源是环境友好型能源，也应明白可再生能源的潜力和局限性。根据可再生能源的类型（太阳能、风能、水能、生物质能、小水电），在本模块中对其优点、缺点、设计模型和结构进行讨论。同时给出了可再生能源占有率的表达式

（1）

为了完善可再生能源的知识，还需要在本模块中讨论成本优势、互联标准、效率、可靠性、安全性、经济性（成本效益分析）和安全要求。

智能电网的储能技术

由于负荷的波动性特点，基于电力系统的可再生能源储能技术有着巨大的潜在效益。同时由于在负荷需求高峰时，储能系统可在短时间内作为直接动力源并弥补发电机启动时的能量缺口的能力，可提高输电和配电系统的鲁棒性。因此，储能技术对于智能电网的发展是不可或缺的。本文的重点是研究和比较各种储能技术（如大功率电池、大电容器、抽水蓄能、氢能、大功率风轮等）在额定功率、充放电时间、容量、可靠性、成本和环境影响方面的特点。通过在本模块中给出有关储能问题求解方法、设计和实验、不同储能设备尺寸的选择等实际问题，确保从业人员掌握本模块的基本内容。

智能电网的基本原理

当今的电力网络是垂直操作结构，包括发电机、输电系统、配电系统以及控制和维持电网可靠性、稳定性和效率的设备。尽管当前的电网能满足电力需求，但是随着可再生能源使用普及率的提高，电力运营商正面临着技术更新快和电力市场动力源改变的新挑战。这就需要智能电网具备通信保障方案、实时监测能力，提高智能弹性、可持续性、鲁棒性和安全性的能力。因此当前的从业人员应该掌握未来电网设计、操作和控制的方法以适应未来的工作。

智能电网的实时测量

智能电网的功能包括对网络中的各种器件进行有效控制，因此有必要对各种运行参数进行适当监测。通过对系统的运行参数如电压、相角和频率进行实时监测以实现对电网的实时监测。利用新工具（如同步相角测量单元（PMU）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、能量管理系统（EMS）、需求侧管理（DSM）、远程终端单元（RTU）、双向数字通信）进行监测、测量和分析。本模块将深入讲述PMUs、智能仪表、智能电子设备（IEDs）、SCADA、RTUs、EMS、DMS的工作原理和应用范围。同时需要通过测量所得的数据来判断电压和相角的稳定性和故障评估。可通过仿真以及案例分析来自我检查对本模块的掌握程度。

智能电网的决策与控制

电力消费者希望不断减少支出，因此未来的电网需要更强大的控制功能。未来电网不仅需要能控制电气和机械系统，而且还应能够控制负荷，从而减少电力需求和相关成本。本模块主要讨论电力系统控制设备的功能和控制技术，同时还讨论了局域和广域电网的控制和状态估计。培养电力员工具备设计和操作未来电力系统控制方案的必要技能这是极其重要的。另外，除了学习本模块的综合研究外，电力员工还应设计并提供解决方案以区别未来电网的实时测量系统。

智能电网的通信、协议、标准、安全和保护

随着公共线路和用户不断要求降低成本，能源企业正在慢慢调整以提高效率和操作的灵活性。通过引入通信系统，试图改善智能电网电力系统的配电和输电系统的需求。考虑到用户和公共线路之间传输信息的灵敏度，通信基础设施应该是高效和安全的。在本模块中将讨论用户和公共线路之间用于收集和传递信息的不同标准、协议和安全选项。同时本节给出了习题和案例分析用来检测知识的掌握情况。

实验操作

本教材包括用计算机仿真包（NEPLAN、PSAT、MATLAB）和运用实时实用的实验室规模的电力系统设备进行实验练习。

（1）电力网络的测量技术工具，例如功率表、智能仪表实验。

（2）介绍电力仿真工具以及其他潮流计算工具，如NEPLAN、PSAT、MATLAB。

（3）用不同可再生能源和不同负荷类型进行实验。

（4）动力机械和交直流的控制设备以及感应电机和发电机。

实验案例

本模块针对目前在为从业人员提供动手练习而开发的各种实验和仿真的一些原则进行讨论。在本小节通过一个例子讨论实验应有的如下目标：

（1）了解可再生能源的发电过程。

（2）研究储能系统如何并入电力系统。

（3）探究可再生能源系统（如光伏发电系统）的多变性和随机性。

（4）开发一种兼容AC和DC电源的系统。

（5）三相系统的应用研究。

（6）用图2的配置进行系统研究，如潮流计算、最优潮流计算和故障研究等。

结论

智能电网的基本概念范文第3篇

关键词: 新形势下；智能配电网；自愈技术；评价体系

Abstract: distribution network self-healing ability as the key functions of grid to ensure reliable, high-quality power supply, is the focus of intelligence research of distribution network technology. In recent years, summarizes several blackouts lessons, many experts on the improvement of the large transmission network self-healing ability, and improve the level of the system security and stability made a lot of research, made a series of research results; and the study of self-healing capability of distribution network is relatively less. Distribution network directly to consumers, the self-healing capability directly influences the quality of power supply to user network. Therefore, it is necessary to put forward a self-healing network control technology evaluation system. This paper introduces the basic concept, self-healing technology of distribution network and distribution network self-healing control technology evaluation system.

Keyword: the new situation; intelligent distribution network self-healing technology; evaluation system;

中图分类号： TM642 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

一 配电网自愈技术基本概念

电网的自愈[1]（Self Healing）是指其在无需或仅需少量的人为干预的情况下，利用先进的监控手段对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，及时发现、快速诊断、快速调整或消除故障隐患；在故障发生时能够快速隔离故障、自我恢复，实现快速复电，而不影响用户的正常供电或将影响降至最小。就像人体的免疫功能一样，自愈功能使配电网能够抵御并缓解电网内部和外部的各种危害（故障），保证电网的安全稳定运行和用户的供电质量。

配电网自愈能力是配电网的自我预防、自我恢复的能力，这种能力来源于对电网重要参数的监测和有效的控制策略。自我预防是系统正常运行时，通过对电网进行实时运行评价和持续优化来完成的。自我恢复是电网经受扰动或故障时，通过自动进行故障检测、隔离、恢复供电来实现的。

配电网自愈控制[2]（Self-Healing Control，SHC）通过共享和调用一切可用电网资源，实时预测电网存在的各种安全隐患和即将发生的扰动事件，采取配电网在正常运行下的优化控制策略和非正常情况下的预防校正、紧急恢复、检修维护等控制策略，使得电网尽快从非正常运行状态转化为正常运行状态，应对电网可能发生的各种事件及组合，防止或遏制电力供应的重大干扰，以减少配电网运行时的人为干预，降低配电网经受扰动或故障时对电网和用户的影响，在实际运行过程中具有以下三种能力：（1）正常运行时，有选择性、有目的地进行优化控制，改善电网运行性能，提高电网稳定裕度和抵御扰动的能力；（2）把预防控制作为主要控制手段，及时发现、诊断和消除故障隐患；（3）在故障情况下，维持系统连续运行，不造成系统运行损失，并且通过自治修复功能从故障中恢复的能力。

二自愈技术

2.1 广域测控技术

对于大规模、分布式广域配电网络，需要建立一个基于广域同步信息的保护和控制一体化理论与技术，来协调电网元件保护、区域优化控制、预防校正控制、紧急恢复控制等多道安全防线的电网自愈控制体系。基于广域测量和信息交换的配电网自愈控制体系是实现配电网自愈的关键技术，能够很好地解决全局与局部、分散与集中的功能协调和速度协调问题，实现广域控制与分布保护控制的协调性。配电网广域测控技术是智能配电网实现自愈的关键技术之一，是智能配电网实现全局监视、全局控制、优化运行、自愈控制的重要途径，主要应用于以下领域[3]：

（1）运行监视与控制，即传统的SCADA应用；

（2）故障测距与定位，故障自动隔离与恢复；

（3）电压无功优化控制；

（4）电能质量监测与调节；

（5）DFACTS控制；

（6）分布式电源孤岛保护与控制[4]；

（7）分布式电源调度。

智能配电网的广域测控系统能够面向灵活的拓扑结构、允许多种分布式电源接入、满足高水平供电质量要求的智能配电网，以保证配电网络的安全可靠运行以及不间断供电为基本原则，以实现大规模配电网自愈控制为目的，主要具备以下功能：

（1）支持广域信息测量；

（2）支持故障或扰动录波；

（3）支持子站的应用；

（4）支持相关监控节点间（如相邻开关、IEDs之间）实时数据交换与控制命令传输；

（5）支持配电网自愈；

（6）主保护具有更好的性能、更快的动作、更高的可靠性，支持微电网的并网与孤岛运行方式；

（7）具有良好的开放性，支持“即插即用”；

（8）集中控制与分布自治单元相互协调，保护与控制集成；

（9）能够提供安全访问控制。同时，广域测控与保护系统应具有可测性、选择性、安全性、可靠性、有效性、鲁棒性、易维护及易扩展性等特点。

广域测控技术的一个重要应用是进行紧急控制，如图1所示。用于紧急控制的广域测控系统不仅可以提高对重要负荷供电的可靠性，减小停电范围，而且对预防大规模连锁崩溃事故、保证城市电网安全可靠供电意义重大，它是电网在故障和扰动中进行自我拯救、实现自愈的重要控制手段。

图1 基于广域测控技术的电网紧急控制系统图

2.2 网络重构技术

网络重构也是实现配电网自愈的一种手段，网络重构[9]是通过改变线路开关的开合状态来变换网络拓扑结构，以平衡各馈线的负荷、消除过载、降低网损，从而提高网络的供电能力。其研究一般可以分为两类：即以配电负荷均衡化为目标的网络重构和以线损最小为目标的网络重构。研究表明，在精细分段不能满足、馈线间的负荷转移必须成组进行的情况下，两类网络重构的结果很接近。我国配电馈线（架空线路）一般采用三分段结构，通过网络重构能实现负荷成组转移。

三 自愈控制技术的评价体系

如何科学、全面、量化地评价配电网的自愈能力，是智能配电网自愈能力研究的重要内容，目前国内外还没有这方面的标准。因此，研究建立一套评价智能配电网自愈能力的指标体系，是十分必要的。该指标体系也将是智能配电网运行管理指标的重要内容。以下的研究成果仅是初步的，还有待于进一步的深化与完善。

配电网的自愈能力，可从自愈速度与自愈率两方面来评价。

3.1 自愈速度指标

不同的用电设备受电网供电质量波动（包括供电中断与电压骤降）影响的程度是不一样的。根据供电质量波动对用电对象的影响严重程度，现代将电力负荷分为如下三类：

（1）普通负荷，即基本不受供电质量波动的影响或者所造成的损失较小的电力负荷。如一般照明设备与家用电器、电加热器、通风机等。

（2）敏感负荷，指几个周波的供电质量波动会对其造成影响和危害的电力负荷，如可编程控制器、变频调速装置等。

（3）严格负荷，指对供电能质量要求非常严格，出现一周波以上的波动即会对其造成影响和危害的负荷，如集成电路芯片制造流水线、银行与证券中心的计算机系统等。

可见，智能配电网自愈速度的快慢直接关系到对用户的影响，因此，我们将自愈速度作为评价智能配电网自愈能力的一项量化指标。综合考虑对用户的影响及其所需要的缓解控制技术，可将自愈速度分为四级：

（1）一级自愈速度，也称为毫秒级自愈，指供电质量波动时间在一周波（50Hz电网是20毫秒）以内的自愈恢复，其作用是让用户没有“感觉”，因此可称为“无缝自愈”。

（2）二级自愈速度，也称为周波级自愈，指供电质量波动时间在一周波以上、几十毫秒以内的自愈恢复，对普通负荷和一般敏感负荷基本无影响。

（3）三级自愈速度，也称为秒级自愈，指供电质量波动时间在几秒钟内的自愈恢复，对敏感负荷有一定影响，但对普通负荷无影响。

（4）四级自愈速度，也称为分钟级自愈，指供电质量波动时间在3分钟内即自愈恢复，虽用户都“感觉”到停电，但短时间得到恢复，会影响敏感负荷的正常运行，但对普通负荷基本无影响。

对于停电时间超过3分钟的，则为不自愈，在供电可靠性指标里统计为停电。这样，自愈速度指标就描述了智能配电网对3分钟之内短时停电的自愈恢复能力。当然，自愈速度的选择是一个技术经济问题，自愈速度越快，就意味着电网设备投入越大，因此针对具体的配电网，要从满足用户负荷要求出发，选择适中的自愈速度。

自愈速度指标也可以作为评价智能配电网某一馈线或者某一小区网络自愈能力的指标。

表1 配电网自愈能力指标表

3.2 供电自愈率指标

供电自愈率是描述配电网在减少故障停电方面的自愈恢复能力，重点是描述电网对3分钟之内停电的自愈恢复能力，3分钟以上的停电纳入供电可靠性统计。供电自愈率指标如下：

第一个供电自愈率指标是供电故障自愈率，其定义为在统计期（如一年）内故障自愈恢复的总用户数与受故障影响的总用户数的百分比值，即：

供电故障自愈率=[∑（每次故障自愈的户数）/∑（每次故障影响的用户数）]

式中，“每次故障影响的户数”指故障影响范围内线路连接的用户数；而“每次故障自愈的户数”指由于配电网自愈操作供电没受故障影响或经历短暂停电后恢复供电的户数，它是故障影响范围内连接的用户数与实际遭受停电户数之差。

另一个供电自愈率指标是用户平均自愈次数，它是每个用户在统计期（如一年）内遭受故障的平均自愈成功的次数，即：

用户平均自愈次数=∑（每次故障自愈的户数）/总用户数

四 结语

配电网的自愈技术是智能配电网的重要核心技术，配电网自愈控制技术的评价体系是对配电网的自愈能力的评价标准，其评价体系可从自愈速度与自愈率两方面来评价。自愈速度指标可以作为评价智能配电网某一馈线或者某一小区网络自愈能力的指标，自愈速度的选择是一个技术经济问题，自愈速度越快，就意味着电网设备投入越大，因此针对具体的配电网，要从满足用户负荷要求出发，选择适中的自愈速度。自愈率是描述配电网在减少故障停电方面的自愈恢复能力。重点是描述电网对3分钟之内停电的自愈恢复能力。

参考文献

[1] 顾欣欣、姜宁智能配电网自愈控制技术的实践与展望电力建设2009,30（7）

[2]徐丙垠智能配电网故障自愈技术及其应用中国电机工程学会智能配电网技术专题交流会议报告集, 2011.5

智能电网的基本概念范文第4篇

【关键词】智能电网；研究现状；发展趋势

1.智能电网技术概述

智能电网（Smart Grid），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特点包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网在技术上包含4个基本特征：信息化、数字化、自动化、互动化。其中：信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享和利用；数字化是指电网对象、结构及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输；自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复等；互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。

2.国内外智能电网技术的研究现状分析

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，因而各个国家的智能电网在内涵及发展的方向、重点等诸多方面有着显而易见的区别。美国在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新，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。其发展智能电网的重点在配电和用电侧，注重推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。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。而日本构建智能电网则以新能源为主，日本将根据自身国情，主要围绕大规模开发太阳能等新能源，确保电网系统稳定，构建智能电网。

目前，我国已经具备发展智能电网的条件，电网的发展已经发生深刻变化。通过智能电网建设，电力各领域已经发生飞跃和提升。我国智能电网的发展更多地关注智能输电网领域，把特高压电网的发展融入其中，保证电网的安全可靠和稳定，提升驾驭大电网安全运行的能力。另外，我国电网企业正在转变电网发展方式，用户的用电行为也在发生变化。以建设智能电网为抓手，能够比较方便地建成满足未来需要的下一代电力网络。要实现电网智能化目标，有许多技术需要进行研究。其中输电网中基于相量测量单元的广域测量系统、柔流输电和配电网中分布式发电、自动抄表、需求侧管理等很多技术，在智能电网概念提出前就已经在研究，并且取得了不错的成绩。智能电网的发展，会让这些技术提高到新的层次，并使研发工作更有用武之地。此外还要开发诸如储能技术、先进的双向式自动计量表计设施、风能和太阳能等可再生能源的接入技术、微电网等一系列新的技术。智能电网也需要不断整合和集成企业资产管理和电网生产运行管理平台，从而为电网规划、建设、运行管理提供全方位的信息服务。国家电网公司建设的SG186工程，为构建智能电网打下了基础。

国家电网公司近日建成投产了110千伏四川北川和220千伏青岛等7座智能变电站，这是中国在智能变电站核心技术研发、关键设备研制和产品制造等领域实现的重大突破，也是中国坚强智能电网建设实现的重大突破。这一突破使我国占据了智能变电站技术的国际领先地位，成为世界智能变电站技术的引领者。

2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。坚强智能电网是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、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电网的两个基本发展要求。“坚强”是基础“，智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的高度融合是以整体性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特。电网的“坚强”与“智能”本身也相互交叉，不可拆分。坚强智能电网是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动的电网。坚强可靠，指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；经济高效，指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用；清洁环保，指促进清洁能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重；透明开放，指电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧视开放；友好互动，指实现电网运行方式的灵活调整，友好兼容各类电源和用户接人，促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。坚强智能电网的总体发展目标是：建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的现代电网。

3.我国智能电网技术的发展趋势

智能电网已被国际上众多国家所认可，都在基于不同的国情、出发点和认知程度，对其发展和实施内容上各具特色。我国的智能电网又该如何发展呢？

中国的智能电网发展，应在博采众家之长的基础上，遵循中国特色进行规划实施。既要立足于目前处于发展期的现实，又要兼顾未来成熟期的前景。要积极推动坚强的智能化电网的研究和建设。

虽然各国对智能电网的认识和理解并不统一，但利用现代信息技术、控制技术实现电网的智能化已成为普遍的共识。我们要密切跟踪这一趋势，从中国国情和实际出发，在充分调研国际、国内智能电网研究和发展现状的基础上，统筹特高压电网发展和信息化企业、数字化电网建设等工作，按照安全可靠、清洁高效、自愈可调的要求，尽快研究提出以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的智能电网目标框架和技术路线，积极推进相关工作，加快构建国际领先、自主创新、中国特色的智能电网。

2010年“加强智能电网建设”被写入政府工作报告之后，2011年又被纳入国家国民经济和社会发展“十二五”规划纲要，这表明智能电网已作为国家战略推进实施。多个省市将智能电网作为重要发展内容，依靠国家力量全面建设智能电网的在经过多年的电网发展积累和近两年来的智能电网创新实践的基础上，我国智能电网将进入快速发展轨道，前景十分值得期待。

2011年我国坚强智能电网进入全面建设阶段，将在示范工程、电动汽车充换电设施、新能源接纳、居民智能用电等方面大力推进。“十二五”期间，国家电网也将投资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发展技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。可以看出我国大力发展坚强智能电网的信心与决心，同时也在政策、技术、标准、研发等方面全方位多角度大力支持，中国的坚强智能电网发展必将迎来崭新的一页，引领世界电力系统的发展。

4.结语

从发展的角度看，智能电网还是一个新生事物，全球的智能电网也还处于发展的初期，还在逐步完善和丰富的过程中，其发展也将面临一系列问题的挑战。智能电网不仅在于推动我国经济、能源、气候等领域的发展，还将体现在建设以特高压为骨干网架的坚强电网和清洁能源的开发利用等诸多方面。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。

参考文献

[1]邢孔苗.智能电网技术的现状与发展[J].科技资讯， 2011（08）.

[2]魏林，李博，李杨.智能电网发展现状及探讨[J].电工技术，2010（08）.

[3]卢杰.智能电网的现状和发展前景分析[J].中国科技信息，2013（06）.

[4]王立谦，朱明清.浅谈智能电网的现状与发展[J].黑龙江科技信息，2011（19）.

[5]李柄汝，王志刚，王胜利.智能电网产业的发展现状和趋势[J].科技资讯，2012（17）.

智能电网的基本概念范文第5篇

关键词：智能电能表；基本概念；发展历程；应用优势

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）06-0-01

电能表是一种测量电路中消耗电能量的计量仪表。电能表的出现和发展已有一百多年历史，随着科学技术的飞跃发展，电能表已从感应式交流电能表发展到智能电能表，电能表的计量准确度越来越高、稳定性越来越好，功能也越来越强大，在现代社会，作为智能电网的终端，智能电能表也成为当今电力领域的重要论题之一。

一、智能电能表的基本概念

作为一种测量电路中消耗电能量的计量仪表，电能表已经为人们服务的历史已经有一百多年之长。而随着时代的进步以及科学技术的迅猛发展，智能电能表已经逐渐取代普通电能表的地位，越来越受到人们的重视。所谓智能电能表就是一种新型的全电子式的电能表，它相对以往的普通电能表，除具备基本的计量功能外，还带有硬件时钟和完备的通信接口，具有高可靠性、高安全等级以及大存储容量等特点。由用户交费，对智能 IC 卡充值并输入电表中，电表才能供电，表中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。从而大大减少了用户的麻烦以及电能公司对于收电费抄表等方面的人力物力投入。另外，智能电能表也是一种以微处理器或微控制器芯片为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。

二、智能电能表发展历程

智能电能表是在普通电能表的基础上经过革新而得来的。最早的电能表是爱迪生在1880 年利用电解原理研制而成的直流电能表――安时计，该表重达几十千克，没有精度保证。1889 年德国人布勒泰发明了世界上第一块没有独立电流铁心的单磁通式感应式交流电能表。这块表重达36.5千克，其中电压铁心中6千克。1890年，带电流铁心的多磁通式感应式电能表诞生了，不过其转动元件是一个铜环，反作用力矩靠交流电磁铁产生。而到了20世纪30年代，出现了镍钢和铝镍合金磁铁，电能表的体积进一步缩小，磁钢性能的提高降低了转速，改善了电能表的过载特性。在过去的100多年中，由于感应式电能表结构 简单、安全、廉价、耐用，同时又便于批量生产和维修，感应式电能表得到了快速发展，并在交流电能计量领域占据了极其重要的位置。 到了 20 世纪 70 年代初，一些发达国家大量使用了脉 冲式电能表。20 世纪 80 年代初，国际上出现了全部采用电子元器件组成的交流电能表。进入到 20 世纪 90 年代，用于大用户的商业化的点能量管理系统，符合管理系统已在世界范围广泛采用。近年来，伴随着智能电网在世界各国的兴起和推广，作为智能电网的终端，智能电能表在不少国家得到了推广和应用迄今为止，意大利是这方面的先行者。许多国家均已研制出相应类型的智能电能表。但由于目前世界上关于智能电能表尚没有一个统一的定义，各国根据本国的实际情况制定了各自智能电能表的标准或技术文件，这在一定程度上限制了智能电能表在全球的进一步推广和发展。

三、智能电表的应用优势

1.抄表。实行智能化电表后，不再需要抄表人员到现场进行集抄，而是实现数据全采集，抄表人员基本实现转型或转岗，只需要智能电表维护人员不定期到现场进行巡查核对，出现异常后进行核对修正。由于采用了预付费方式，减少了抄表人员，把抄表人员培训成智能电表维护人员；采集的数据准确性更高，提升供电服务水平；可以按日计算电费，实现每日抵扣预收电费，有利于提高电费回收率。

2.核算。实行智能化电表后，由于数据采集准确性较高，因此不需要电费核算环节，而是每月确定一个固定抄表结算日，由系统自动判断电量电费是否异常，无异常即自动发送电费信息，若有异常，就发起异常流程到电费中心，由电费核算人员负责判断处理。在预付费模式下，减少了电费核算人员，把电费核算人员培训成数据采集异常分析处理人员；由于数据采集准确性较高，因此由抄表差错需要处理的件数也就减少了。

3.收费。在预付费模式下，只有供电营业窗口、电费充值卡、电力自助缴费终端、邮政代收 4 种缴费方式不变，电费代收、代扣等需要进行转变后才可实现。其优势如下：客户可根据实际用电预存一笔电费，免去每月缴费的苦恼；房东对租户的电费较容易控制，减少电费风险。

4.催费。在预付费模式下，以集抄主站计算出的预收余额数据，设定催费阈值，以短信、网络、停电等方式进行预收余额提醒。例如，山西省 95598 供电服务短信呼叫服务平台，用电信息采集系统实现了移动用户的短信催费功能。1.4万用户在表内电费余额不足50 元时，系统将发送 2 条电费余额温馨提示服务短信，在余额不足 20 元时，提示短信将增加至 3 条。用户收到短信后可直接进行回复或者致电 95598，同客服人员直接交流。

5.停电。在预付费模式下，停电很方便，只要主站触发停电指令，远程即停电，而且客户无法进行私自操作。

6.复电。在预付费模式下，复电方式更为先进，根据营销系统收费情况，主站系统实时触发复电指令，远程复电；复电及时，客户投诉件数会减少。

四、总结

随着国家和地区政府的大力支持，越来越多的智能电表为人们的用电活动作出了贡献了自己的力量。文中也提及了智能电表的众多优点，这些优点也促使更多的人们期待着智能电表的普及和推广。智能电表即省去了电力公司的管理时间、降低了管理问题的出现；也使政府倡导的节能环保政策目标得到实现；对用电用户来说更是降低了电费的花费，一举三得的良好效果，必将使智能电表迎来更辉煌的发展。

参考文献：