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1、智能电网的发展名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 智能电网的发展【摘要 】智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系，实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视，利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性服务水平。随着全球经济社会的发展，世界各国的电网不算扩大，影响电力系统安全运行的不确定因素和潜在风险随之增加，而用户对电力供应的安全可靠性和质量要求越来越高，电力发展所面临的资源和环境压力越
2、来越大，市场竞争迫使电力经营者不断提高企业运营效率， 21 世纪初智能电网在欧美的发展，为全世界电力工业在安全可靠、优质高效、绿色环保等方面开辟了新的发展空间。虽然国际上对智能电网研究和应用还处于初期阶段，但世界各国对智能电网的实施与发展都处于在必行。【关键词 】智能电网技术支持我国的智能电网被定义为坚强的智能化电网，“坚强”和“智能”是我国智能电网建设的基本内涵，“坚强”即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，而“智能”则是在此基础上实现电网的信息化、数字化、自动化及互动化。智能电网建设的逐步展开，将给国内的电力设备制造企业带来广阔的市场空间。智能电网是对电网未来发展方向的
3、精辟总结，目前中国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。它涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节，组成部分包括：信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电，变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。一、智能电网的定义（一）智能电网的一般性定义智能电网，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，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户
4、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。（二）我国国家电网公司智能电网的定义在现代电网的发展过程中，各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践， 形成了各自的发展方向和技术路线，也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电
5、网。二、智能电网的主要特征智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成，分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。( 一) 自愈一稳定可靠。自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能，指无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续的评估自测，智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，
6、共 6 页 - - - - - - - - - 或局部网络的异常运行。( 二) 安全一抵御攻击。无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击，智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害；一旦发生中断，也能很快恢复运行。( 三) 兼容一发电资源。传统电力网络主要是面向远端集中式发电的，通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术( 尤其是分布式发电资源)，电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电，甚至是储能装置。( 四) 交互一电力用户。电网运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电力系统的完整组成部分之一，可以促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行和
7、环境保护等多方面的收益。( 五) 协调一电力市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接，有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。( 六) 高效一资产优化。引入最先进的IT 和监控技术优化设备和资源的使用效益，可以提高单个资产的利用效率，从整体上实现网络运行和扩容的优化，降低它的运行维护成本和投资。( 七) 优质一电能质量。在数字化、高科技占主导的经济模式下，电力用户的电能质量能够得到有效保障，实现电能质量的差别定价。( 八) 集成一信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理(EMS)、配电管理 (DMS)、市场运营
8、 (MOS) 、ERP 等和其他各类信息系统之间的综合集成，并实现在此基础上的业务集成。三、智能电网发展的技术支持( 一) 测量技术。测量技术的发展可以分为用户专用和公用事业专用。用户专用测量包括用户网关、家庭用户网络系统与高级计量等内容，公用事业专用测量有公用事业监测系统和高级保护系统。( 二) 通信技术。通信技术种类繁多，常见的类型有铜芯线、光纤、电力线通信(BPL) 、无线通信等技术。通过这些载体可以在更广的范围实现更多信息和应用的连接和集成，使数据在发电、输电、配电和用户等不同主体及各类应用系统之间高速传递。在此基础上，还需要发展和实施被使用者、供应商和其他主体广泛接受的通信标准。(
9、三) 设备技术。电力设备种类繁多，主要有新型发电技术、电力电子技术、超导、复合导线等。关键发电技术：分布式发电设备，如微透平、太阳板、风机等；分布式储能设备，如各种类型的蓄电池、超级电容器等。电子技术主要以灵活交流输电技术为代表，如统一潮流控制器、静止无功补偿器、交直流变换器等，各种高温超导电缆与超导线路属于超导技术的范畴。复合导线有以铝为导体的复合电缆、电线等。经济的 FACTS 装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件，使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。分布式发电将被广泛地应用，多台机组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。超导技术将用于短路电流限制器、储能
10、、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将使得需求响应的应用成为可能。新型的储能技术将被应用为分布式能源或大型的集中式电厂。大型发电厂和分布式电源都有其不同的特性，它们必须协调有机地结合，以优化成本，提高效率和可靠性，减少环境影响。( 四) 控制技术名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和
11、算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度上说，先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域，如先进控制技术监测基本的元件（参数量测技术），提供及时和适当的响应（集成通信技术； 先进设备技术） 并且对任何事件进行快速的诊断（先进决策技术） 。另外，先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理
12、大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。（1）收集数据和监测电网元件先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估，这些数据都是准实时数据，对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义，同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网早期的预警。（2）分析数据准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析，这给先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题；专家系统将数据转化成信息用
13、于快速决策；负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷；概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平；电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。（3）诊断和解决问题由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断。（4）执行自动控制的行动智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。（5）为运行人员提
14、供信息和选择先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息。控制系统收集的大量数据不仅对自身有用，而且对系统运行人员也有很大的应用价值，而且这些数据辅助运行人员进行决策四、智能电网在国外的发展美国能源部在其“Grid 2030 ”远景规划中，描绘了对美国未来电力系统的设想。即：一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。按照“Grid 2030 ”的设想，未来美国电网主要由国家主干网、区域互联电网、配电网和微网组成。针对智能电网的未来愿景美国也在积极进行智能电网标准的制定，相关的机构有
15、15家，包括美国国家标准与技术研究所 (NIST) 、美国电力研究院(EPRI) 、美国电气电子工程师学会(IEEE) 等。第一阶段的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 任务是促进各利益相关者参加一个共同的计划，以识别适用的智能电网标准，并寻找当前标准与智能电网需求不匹配的地方；第二阶段的任务是建立一个正式的公私合作平台，推动长期发展；第三阶段的任务是制定和执行一项测试和认证体系。欧洲2005年启动了智能电网技术平台
16、 (SmartGrids Technology platform)E4J它的目标是提出开发欧洲2020年甚至更远的电力网络愿景。这个平台的范围就是提高欧洲输配电系统的效率、安全性和可靠性消除大规模集成配网与可再生能源的障碍，符合欧盟第7研发框架计划(FP7) 中智能能源网络建议的优先级。该平台是开放的、容易参加的，允许所有利益相关者的参与，组织结构反映多样性和互补性以承担平台各项活动。欧洲智能电网的侧重点包括几个方面：以客户为中心；支持分布式和可再生能源的接入；负载和电源的本地交互；高级自动化和分布式智能； 灵活的电网运营； 面向服务 (SOA)的架构； 更可靠、 安全的电力供应； 低能耗，特
17、别是低线路损耗。日本国土面积狭小、资源匮乏，根据自身国情，将主要以大规模开发太阳能等新能源、确保电网系统稳定作为智能电网建设的主要思路。日本为了取得“智能电网国际标准”话语权，在经济产业省专门设立了“智能电网国际标准学习会”，深入剖析日本在智能电网领域的优势和劣势，并积极研究 “智能电网国际标准”的制定对策。2009年日美首脑会议就能源领域合作达成共识，两国将成立工作组，研究运用信息技术的新一代电网“智能电网”。五、智能电网在国内的发展（一）发展现状随着我国经济的快速发展，对电力的需求日益增强，而国内能源结构不合理、能源分布不均衡严重制约电力行业的发展。特高压电网解决了远距离、大容量输电问题，
18、在一定程度上解决了能源输送问题，但“重电源轻电网”导致供电可靠性较低，同时网架结构薄弱则限制了新能源有效利用。为了解决这些问题，国内电网企业也开始寻求利用信息技术提高电网运营能力，而智能电网则是一个重要的研究方向。2007 年 10 月，华东电网正式启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性研究项目。2008 年 4 月，在前期智能电网研究成果的基础上，华东电网启动高级调度中心项目群建设，该项目是智能电网建设蓝图“三步走”的第一阶段“巩固提升”的重点内容。从 2007 年华北电网公司开始进行智能电网相关的研究和建设，致力于打造智能调度体系，为智能输电网奠定基础；建立企业级服务
19、总线，搭建智能电网信息架构；超前研发清洁能源关键技术，做好可再生能源并网准备；结合客户信息采集系统，试点建设智能供电网。2009 年华北电网将在前期工作的基础上，深度体会国网公司建设中国特色智能电网的概念、理论，结合华北特色大力建设智能电网，制定智能电网发展规划和实施方案，继续推进智能电网的研究和建设。2009 年初，国家电网公司启动了“坚强智能电网体系研究报告”、 “坚强智能电网综合研究报告”和“智能电网关键技术研究框架”等重要课题的研究。通过积极探索国内外智能电网技术发展动态，分析中国坚强智能电网技术需求，调研中国智能电网建设已有技术基础，揭示坚强智能电网的内涵与特征，制定了坚强智能电网总
20、目标、技术框架体系与实施计划等。（二）发展规划近年来，中国电力工业快速发展。截至2008 年年底，发电装机容量792 亿 kW ，全社会用电量3 43 万亿 kW h。跨区跨省电网建设快速推进，电网网架结构得N2n强和完善。2009 年 1 月，中国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的1000kV 晋东南一南阳一荆名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 门特高压交流试验示范工程正式投运，标志着中国在远距离、大容量、低
21、损耗的特高压核心输电技术和设备国产化上取得重大突破，建设智能电网具备了一定的物质基础。2009 年 5 月 21 日，国家电网公司正式发布了举世瞩目的“建设坚强智能电网”的研究报告，首次向社会公布了“智能电网”的发展计划。中国的智能电网首先是一个坚强的电网，其中，具有长距离、大容量输电特征的特高压电网将成为核心环节，这是由中国经济发展阶段、 能源集中分布特点所决定的。国家电网公司将按照统筹规划、统一标准、 试点先行、整体推进的原则，在建设由lO00kV 交流和 800kV、 lO00kV 直流构成的特高压骨干网架、实现各级电网协调发展的同时，围绕主要环节和信息化等方面，分阶段推进坚强智能电网发
22、展，到 2020 年，使电网的资源配置能力、安全稳定水平，以及电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高，坚强智能电网在服务经济社会发展中将发挥重要作用。智能电网建设将是中国电网未来10 年发展的主要方向，这是继新能源汽车之后，又一重量级新兴产业规划。国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设，在三个阶段里总投资预计将超过4 万亿。第一阶段(2009 年 -2010 年) 预计投资5500 亿元；第二阶段(2011年-2015 年) 预计投资2 万亿元，其中特高压电网投资3000 亿元；第三阶段 (2016 年-2020 年)预计投资1 7万亿元，其中特高压投资2500 亿元。六、结束语在
23、2009 年 IBM 发布的未来5 年中改变生活的5 项创新中，以智能电网为代表的“智能能源”首当其冲，也是从智能网络的角度为下一代电网的发展勾画了蓝图。在全球电力资源极度紧缺的今天，发展智能电网已成必然的趋势，并且在未来智能电网的广泛普及必将率先引来下一次的能源革命。参考文献1 刘琦琳智能电网的现实演义互联网周刊，2008，4 2 崔毅敏等浅谈智能电网智能网络电力信息化，2008，6 3 Christian Sasse未来的电力网，华东电力，2007 4 胡学浩智能电网：未来电网的发展态势【J】 电网技术， 2009，33(14) 5 张文亮，刘壮志，王明俊，等智能电网的研究进展及发展趋势J 电网技术， 2009，33(13) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -