導語：如何才能寫好一篇智能電網(wǎng)技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：智能電網(wǎng)；高級計量構架；智能變電站；自動調壓器

中圖分類號：TM76

文獻標識碼：A

文章編號：1009-8631（2012）05-0064-02

近年來，“智能電網(wǎng)”已成為一個熱點話題，從國際到國內都掀起了一股研究智能電網(wǎng)的熱潮?，F(xiàn)代的電力系統(tǒng)已經(jīng)迎來了機遇和挑戰(zhàn)并存的關鍵期。打造“電能最優(yōu)、服務更優(yōu)”雙優(yōu)電網(wǎng)的陜西省地方電力（集團）有限公司，建立了智能電網(wǎng)的研究機構和主管部門，以創(chuàng)建富平全國性電氣化示范縣為起點，結合富平地區(qū)電網(wǎng)的組網(wǎng)和運行情況，全力開展了智能電網(wǎng)的研究和實踐。本文針對在開展智能電網(wǎng)的實踐過程中，對建設智能電網(wǎng)的驅動力進行了總結，對配電網(wǎng)中智能電網(wǎng)技術的開發(fā)應用進行了探討。

1 智能電網(wǎng)的概述和特征

1.1智能電網(wǎng)的概述

智能電網(wǎng)的核心內涵是，在電力系統(tǒng)的各業(yè)務環(huán)節(jié)，實現(xiàn)新型信息和通信技術的集成，促進智能水平的提高，其覆蓋范圍包括從需求側設施到廣泛分散的分布式發(fā)電再到電力市場的整個電力系統(tǒng)和所有相關環(huán)節(jié)。

埃森哲公司認為智能電網(wǎng)是利用傳感器，嵌入式處理，數(shù)字化通信和IT技術，將電網(wǎng)信息集成到電力企業(yè)的業(yè)務流程和系統(tǒng)中，使電網(wǎng)實現(xiàn)可觀測（能夠監(jiān)測電網(wǎng)所有元件狀態(tài)）、可控制（能夠控制電網(wǎng)所有元件的狀態(tài)）和自動化（可適應并實現(xiàn)自愈），同時有效支撐電力傳輸效率、資產管理水平和用戶體驗的提升，從而打造更加清潔、高效、安全，可靠的電力系統(tǒng)。

而后，陜西省地方電力（集團）有限公司提出了“多指標，自趨優(yōu)”的智能電網(wǎng)新概念。意在說明智能電網(wǎng)要滿足電網(wǎng)的各項指標，保證電網(wǎng)的健康運行。

1.2智能電網(wǎng)的特征

盡管智能電網(wǎng)尚有待于規(guī)范定義，但智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別，已逐步形成共識。其特征表現(xiàn)在：一方面，智能電網(wǎng)擁有雙向流動的電力潮流和數(shù)字信息流，是高度自動化的和分布廣泛的電能供應網(wǎng)絡。另一方面，智能電網(wǎng)要求高效的新能源材料占有的比重不斷增大。

2 智能電網(wǎng)驅動力

盡管各國都將智能電網(wǎng)作為其未來電網(wǎng)的發(fā)展目標，但是驅動力略有不同。陜西地電根據(jù)自己的實際情況，將發(fā)展智能電網(wǎng)的驅動力歸結為以下幾個因素。這些因素既是智能電網(wǎng)的驅動力，也是智能電網(wǎng)所追求的目標。

2.1落實政府環(huán)保要求

能耗和排放導致全球變暖，已是一個不爭的事實。國務院總理在政府工作報告中指出“大力開發(fā)低碳技術，推廣高效節(jié)能技術，積極發(fā)展新能源和可再生能源，加強智能電網(wǎng)建設”。可見，政府對環(huán)保的要求，推動了智能電網(wǎng)的研發(fā)。

2.2實現(xiàn)企業(yè)內涵式發(fā)展

隨著特高壓工程的運行，電網(wǎng)建設進入了一個規(guī)模持續(xù)加大、要求不斷提高、環(huán)境日趨復雜的新階段。堅持走內涵式發(fā)展道路，加快建設堅強智能電網(wǎng)，是現(xiàn)在的既定目標?？萍脊ぷ髦攸c需要轉移到支撐堅強智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展上來，突出強化重大關鍵技術攻關，爭取在特高壓、大電網(wǎng)穩(wěn)定控制、智能技術等重點領域實現(xiàn)突破，取得一批水平高、價值大的科技成果。

2.3適應農網(wǎng)改造要求

農村電網(wǎng)經(jīng)常會遇到“低電壓”，農業(yè)生產供電線路差、電壓不穩(wěn)定等問題。在提出建設堅強智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標后，加快建設以堅強為基礎、智能為特征的新型農網(wǎng)，成為農網(wǎng)與各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的必然要求。

2.4改善用戶體驗

對于用戶來說，用電費用的降低，獲得更好的服務：停電率降低，用電更加可靠，能夠獲得更快速的響應服務。消費者用電習慣的轉型：從被動型用戶轉向雙向選擇型。電力公司需要提供如不同時間不同電價等多樣化服務，鼓勵用戶高效地用電和在峰荷期間降低電能消耗。可見，改善用戶體驗，成為智能電網(wǎng)追求的一個目標。

2.5提升電網(wǎng)控制能力

當代電網(wǎng)的安全控制，緊急狀態(tài)下的緊急控制主要由“離線整定、實時動作”的繼電保護和/或穩(wěn)定補救裝置來實現(xiàn)。這些自動裝置除了不具備事態(tài)發(fā)展的評估能力外，如離線模擬和在實際出入較大時，還可能發(fā)生諸如保護動作過慢導致震蕩或不必要的解列等問題，因此，必須通過加強正常狀態(tài)下動態(tài)安全評估的預防性控制，及時予以修正。智能電網(wǎng)主動靈活分區(qū)實現(xiàn)的故障隔離，具有潛在的巨大效益。

2.6提高電網(wǎng)運行效率

智能電網(wǎng)除通過優(yōu)化運行和資產管理，提高設備使用率降低運行成本外，還采用高性價比的新技術，如高溫超導、儲能和電力電子技術等，對傳統(tǒng)電網(wǎng)進行改造或適應電網(wǎng)的發(fā)展。其中，高溫超導（high temperature superconducting，HTS）技術，可以通過狹窄通道向遠方傳輸大量電力，而網(wǎng)損電壓降幾乎為零，提高電網(wǎng)的高效運行。

3 配電網(wǎng)中智能電網(wǎng)技術的開發(fā)應用

隨著我國產業(yè)的升級，會有日益增多的數(shù)字化企業(yè)對供電可靠性和電能質量提出更高的要求，電能質量問題多起源于配電網(wǎng)，90%的停電和故障擾動發(fā)生在配電網(wǎng)中。大力發(fā)展配電系統(tǒng)對提高用戶的供電能力和服務水平、保證電能質量、促進技術發(fā)展和拉動經(jīng)濟大有好處。表1列出了去年我國某城市35-110kV高壓配網(wǎng)線損率和前年線損率的比較。

城網(wǎng)丙配網(wǎng)線損率同比上升的主要原因有兩點。一是個別關口計量出現(xiàn)故障，影響高壓配網(wǎng)線損下降1.12個百分點，在2011年度一季度予以追補，影響高壓配網(wǎng)線損上升0.97個百分點：二是個別線路長，線徑細，導致線路損耗增大。圖1為該城市2011、2010年高壓配網(wǎng)累計線損率各月對比曲線。

為了進一步降低高壓配電網(wǎng)的線損率，可望通過催生新的技術來實現(xiàn)。如采用先進的計量基礎設施，配電自動化系統(tǒng)，智能變電站的建立。

3.1先進的計量基礎設備

包含智能計量系統(tǒng)開發(fā)和計量數(shù)據(jù)管理，支持和用戶間的雙向潮流，主動交互。目的是提高電網(wǎng)的可靠性，減少電網(wǎng)的高峰負荷。高級計量構架（AMI）是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的“信息化、自動化、互動化”的堅實基礎，是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的關鍵技術。

3.2配電自動化系統(tǒng)

配電系統(tǒng)中自動化設備的投切可減少運行人員對設備的手動操作，以便及時對網(wǎng)絡結構進行修改，適應運行的要求。實現(xiàn)配電網(wǎng)的運行監(jiān)視和控制的自動化系統(tǒng)，具備配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)、饋線自動化、電網(wǎng)分析應用及與相關應用系統(tǒng)互連等功能。

3.3智能變電站

變電站能在必要時通過AVR調整電壓的定值來減少線損、穩(wěn)定電壓和提高電能質量。另一個特點是智能檢修技術，能夠監(jiān)測變電站設備的狀態(tài)，如：變壓器、避雷器、母線、互感器、隔離開關或斷路器等，達到狀態(tài)檢修，降低人力成本和優(yōu)化資產使用。

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關鍵詞：智能電兩　物聯(lián)網(wǎng)　電力系統(tǒng)

一.引言

隨著堅強智能電網(wǎng)概念的提出，許多與智能電網(wǎng)相融合的新技術也不斷涌現(xiàn)，其中最突出的就是面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術。智物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用是網(wǎng)絡技術發(fā)展到一定程度的必然產物，該技術的應用，能有效地對電力系統(tǒng)基礎設施資源進行整合，進而提高電力系統(tǒng)通信水平，改善當前電力系統(tǒng)基礎設施的利用率。

二、物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡，其用戶端可以涉及任何物品與物品之間的信息交換。最初“物聯(lián)網(wǎng)”的理念僅僅是通過裝置在各類物體上的電子標簽，傳感器、二維碼等經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡相連，從而使物體智能化，可以實現(xiàn)人與物體間的相互通信，也可以實現(xiàn)物體與物體互相間的通信。

物聯(lián)網(wǎng)具備三個基本特征：

1、可感知。隨著傳感技術的成熟和大規(guī)模應用，感知能力逐漸乘務物聯(lián)網(wǎng)的基本要素；

2、可互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)上各點之間通過某種通信協(xié)議進行有線或無線的數(shù)據(jù)傳輸，為“感觀數(shù)據(jù)”提供可靠的信息傳遞服務；

3、智能化。通過接入各種中間件、應用系統(tǒng)、管理軟件等智能處理平臺，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化信息處理能力。

三、面向智能電網(wǎng)應用的物聯(lián)網(wǎng)的基本架構

為了滿足物聯(lián)網(wǎng)的異構需求，物聯(lián)網(wǎng)需要一個開放的、分層的、可擴展的網(wǎng)絡架構。面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)大致分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層三個層次。

(1)感知層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)“物物相聯(lián)，人物互動”的基礎，通常分為感知控制子層和通信延伸子層。其中，感知控制子層實現(xiàn)對物理世界的智能感知識別、信息采集處理及自動控制；通信延伸子層通過通信終端模塊或其延伸網(wǎng)絡將物理實體聯(lián)接到其上面兩層。

(2)網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層在以電力光纖網(wǎng)為主的基礎上，輔以電力線載波通信網(wǎng)和無線寬帶網(wǎng)，負責轉發(fā)從感知層設備采集到的數(shù)據(jù)，以及物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡之間的接入。因此，網(wǎng)絡層主要用來實現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，可以將網(wǎng)絡層化分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，以保證物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡的互聯(lián)互：通。

(3)應用層。應用層主要由應用基礎設施和各種應用兩大部分組成。其中，應用基礎設施為物聯(lián)網(wǎng)應用提供信息處理、計算等通用基礎服務設施及資源調用接口，并在此為基礎上實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種應用。面向智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的應用涉及智能電網(wǎng)生產和管理中的各個環(huán)節(jié)，通過運用智能計算、模式識別等技術來實現(xiàn)電網(wǎng)相關數(shù)據(jù)信息的整合分析處理，進而實現(xiàn)智能化的決策、控制和服務，有效提升電網(wǎng)各應用環(huán)節(jié)的智能化水平。

四，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)中的應用

智能電網(wǎng)主要通過終端傳感器在客戶之間、客戶和電網(wǎng)公司之間形成即時連接的網(wǎng)絡互動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時、高速、雙向地讀取，從而整體提高電網(wǎng)的綜合效率。面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)，其網(wǎng)絡功能主要集中于數(shù)據(jù)的采集、傳輸和處理三個方面：一是數(shù)據(jù)采集傾向于更多新型業(yè)務。二是網(wǎng)內協(xié)作模式的數(shù)據(jù)傳輸。三是網(wǎng)內數(shù)據(jù)融合處理技術。物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的主要應用如圖所示。

物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應用是廣泛的，它將服務于電力輸送的各個環(huán)節(jié)：從發(fā)電環(huán)節(jié)的接入到檢測，變電站的生產管理、安全評估與監(jiān)督，以及配電自動化、用電采集及營銷都離不開物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)在整個智能電網(wǎng)體系的建設中將發(fā)揮巨大作用。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術主要應用于智能家電的傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、無線傳感安防系統(tǒng)、用戶電能信息采集系統(tǒng)等，其硬件設備包括智能交互終端、智能交互機頂盒、智能插座等。該系統(tǒng)與外部的通信主要通過電力線通信、電力復合光纖到戶、無線寬帶通信等通信方式相結合的寬帶通信平臺來實現(xiàn)。面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)將具有多元化信息采集能力的底層終端部署于監(jiān)測區(qū)域內，利用各類儀表、傳感器、RFID射頻芯片對監(jiān)測對象和監(jiān)測區(qū)域的關鍵信息和狀態(tài)進行采集、感知、識別，然后在本地匯集，進行高效的數(shù)據(jù)融合后再將信息傳輸至中間一層的網(wǎng)絡接入設備；中間層網(wǎng)絡接入設備則負責保證物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。

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關鍵詞 智能電網(wǎng) 現(xiàn)代通信技術 傳感測量技術 電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

1概述

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產生活、科學研究等等各方面用電需求越來越多，作為國家經(jīng)濟命脈的基礎產業(yè)和公共事業(yè)，現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)和改革優(yōu)化的機遇。它不僅要面對大范圍用電實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高電網(wǎng)全天候運行的能力，以適應電力體制的改革，而且在隨著科學技術的發(fā)展，要把發(fā)電、輸配電、供電以及用電服務等整個流程實現(xiàn)信息化、數(shù)字化。智能化電網(wǎng)作為“電網(wǎng)2.0”，不僅能夠全天候運行，為各個行業(yè)提供所需電能，而且逐步向信息化、數(shù)字化的主流方向發(fā)展，來應對未來千變萬化的電網(wǎng)結構，為人們正常生產生活用電提供保障。

2智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)以集成的高速雙向通信網(wǎng)絡和物理電網(wǎng)為基礎，將現(xiàn)代信息通信技術，傳感測量技術、自動化控制技術、分析決策技術、能源電力技術與電網(wǎng)基礎設施高度結合，實現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠、經(jīng)濟高效、環(huán)境友好等目標，從而使現(xiàn)代電網(wǎng)信息化、數(shù)字化、智能化。

智能電網(wǎng)具有各種能力來滿足現(xiàn)代人們生產生活對電力的需求。由眾多自動化的輸電和配電組成的智能電網(wǎng)可以在自然災害和極端氣候條件下，亦或是在人為破壞或電網(wǎng)內部發(fā)生打擾動和故障的時候，仍然安全穩(wěn)定地運行；同時智能電網(wǎng)能夠實時連續(xù)地對電網(wǎng)狀態(tài)進行安全評估和分析，對電網(wǎng)故障具有預警和預防的控制能力，通過對故障診斷，能夠實現(xiàn)隔離故障或者恢復故障的自愈能力；智能電網(wǎng)還適應分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及各種能源的接入，并對其提供完善的智能側管理功能；智能電網(wǎng)有良好的用戶接口，便于優(yōu)化電力系統(tǒng)設計；同時智能電網(wǎng)采用統(tǒng)一平臺，通過智能化的通信構架，實時地將電網(wǎng)信息的集成與共享，對電網(wǎng)進行標準規(guī)范的管理，為用戶提供可靠、經(jīng)濟的電力服務。

不同于現(xiàn)代電網(wǎng)，智能電網(wǎng)將電力流、信息流以及業(yè)務流高度融合在一起，將通信技術、傳感技術、自動化控制技術與電網(wǎng)基礎設施有機結合在一起，在堅強的電網(wǎng)基礎體系和技術支撐體系下，能夠抵御各種外來干擾和攻擊，自動隔離電網(wǎng)故障、自動修復電網(wǎng)問題，并能為各種小型分布式電源提供穩(wěn)定接口，并為其提供分布式管理功能，同時智能電網(wǎng)實現(xiàn)了雙向互動的服務模式，為用戶提供了詳細的用電信息，讓用戶放心用電、安全用電。

3智能電網(wǎng)技術應用

智能電網(wǎng)技術涵蓋整個電網(wǎng)環(huán)境，主要包含了現(xiàn)代通信技術，傳感測量技術，調度自動化控制技術，電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)以及分布式電源接入技術。

3.1現(xiàn)代通信技術

智能電網(wǎng)通過高度集成的高速雙向的通信系統(tǒng)，傳遞電網(wǎng)基本數(shù)據(jù)和控制信號。智能電網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)、光纖、3G等通信手段，將通信網(wǎng)絡和電網(wǎng)一起安裝到戶，能夠將電網(wǎng)或用戶的數(shù)據(jù)實時、動態(tài)地傳輸給電網(wǎng)控制中心，從而實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間能夠實時互相相應，從而提高電網(wǎng)供電的可靠性，滿足電網(wǎng)需求，提高電網(wǎng)利用率。

現(xiàn)代通信技術已經(jīng)廣泛應用于智能電網(wǎng)中，一般地可以分為有線通信技術和無線通信技術。有線通信包含了電力線載波通信或者光纖通信，電力線載波通信是電網(wǎng)有的通信方式，它是直接利用輸電線為傳送媒介來進行信號傳輸，從而使得電網(wǎng)通信網(wǎng)絡投資少，見效快，曾是傳統(tǒng)電網(wǎng)中電力通信的主要方式。但是該方式也存在較明顯的缺點，由于受電力線強力磁場的影響，干擾信號明顯，嚴重影響了信號的正確讀取，加上我國限制其通信頻率，使得其通道容量小，音頻范圍窄，已經(jīng)逐步淡出現(xiàn)代智能電網(wǎng)?，F(xiàn)代光纖技術的發(fā)展，使得光纖線路具有傳輸頻帶寬、通信容量大，損耗低、中繼距離長，絕緣度高、抗電磁干擾性能強等有點，被大量使用在電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中。

智能電網(wǎng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)的無線通信包含了衛(wèi)星通信、微波/超短波通信，短波通信，3G通信等，電網(wǎng)通信系統(tǒng)搭建過程中，可以根據(jù)不同的地理和周邊環(huán)境，選擇不同的通信方式來滿足智能電網(wǎng)對通信網(wǎng)絡的需求。衛(wèi)星通信主要是將通信衛(wèi)星作為地球上無線通信的中繼站，適合智能電網(wǎng)大范圍通信，微波通信和短波通信是針對不同的通信距離的通信手段。微波通信是直線通信，要求通信兩點之間無障礙，可以作為郊外遠距離通信的輔助手段。短波通信適合長距離通信，通過云層電離層反射來進行遠距離通信。3G通信技術是指第三段移動通信技術，它可靠性高，覆蓋面積廣，傳輸速率高，網(wǎng)絡帶寬高，在智能電網(wǎng)的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中能發(fā)揮不可替代的作用。

3G技術的安全可靠性，能夠使智能電網(wǎng)防御網(wǎng)絡攻擊，提高信息安全；高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，滿足智能電網(wǎng)傳輸大數(shù)據(jù)量的要求，安全可靠的數(shù)據(jù)交互性能智能電網(wǎng)開放性地兼容各種設備提供了可靠的通信機制，為智能電網(wǎng)智能控制、電網(wǎng)自愈、負荷調度、電力設備搶修以及智能需求側管理提供準確可靠實時的數(shù)據(jù)信息。

Zigbee技術是一種距離短，功耗低的無線組網(wǎng)通信技術，它由電池供電設備提供無線通信功能，是一種面向自動化和無線控制的無線網(wǎng)絡通信技術。Zigbee通信技術主要應用于電力用戶側的無線傳感器網(wǎng)絡中的短距無線通信，自身體積小、成本低、可靠性高、適應環(huán)境能力強，極大地提高了電力用戶側的安全性和便利性。

將智能電網(wǎng)的設備IP化是智能電網(wǎng)的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡發(fā)展的又一個里程碑?；ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6的發(fā)展，極大地彌補了IPv4造成的地址空間不足的問題。由于IPv6可以提供一個幾乎無限大的地址空間，從而可以為每一個智能電網(wǎng)的設備配備一個IPv6的地址，使得從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度等整個過程參與的設備都變成通信網(wǎng)絡的節(jié)點，通過網(wǎng)絡節(jié)點管理系統(tǒng)，對其進行統(tǒng)一管理，進一步實現(xiàn)智能電網(wǎng)控制自動化。

3.2傳感測量技術

傳感測量技術是智能電網(wǎng)技術在基礎部分，它主要是使用各種傳感器來獲取電網(wǎng)的技術數(shù)據(jù)并轉換成網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)，通過高通通信網(wǎng)絡，傳輸給電網(wǎng)使用。無線通信技術的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）被大量部署在用戶家中，與遠端主站設備進行通信，實現(xiàn)電能檢測、用戶用電信息精確實時顯示的功能。

無線傳感器網(wǎng)絡是基于傳感測量技術和無線通信技術的分布式智能化網(wǎng)絡，一般由傳感器和數(shù)模轉換模塊組成的傳感單元、嵌入式系統(tǒng)構成的數(shù)據(jù)處理單元、通信單元和電源部分組成，每個無線傳感節(jié)點作為路由通過Zigbee網(wǎng)絡進行通信，以多跳方式接至智能交互終端，而后將數(shù)據(jù)傳送至集中器，最后通過寬帶接入網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送至遠端主站設備進行相應處理。

電力用戶側的智能電網(wǎng)使用基于微處理器的智能固態(tài)表計來完成用戶與電力公司之間的雙向通信，除了記錄用戶每日的電量使用以及電費消費外，還能向用戶顯示電力公司通達的不同時段的用電價格、電費費率以及當前實施的費率政策。用戶可以通過智能表計，根據(jù)電力公司制定的費率政策來設定不同時段用電消耗，自動控制用戶的電力使用策略。

通過傳感測量技術，電力公司的系統(tǒng)運行和規(guī)劃人員還可以實時獲取電網(wǎng)的功率因數(shù)、電能質量、相位關系等電力數(shù)據(jù)以及設備健康狀態(tài)、故障診斷、關鍵元器件溫度等設備數(shù)據(jù)，進而根據(jù)當前電網(wǎng)狀態(tài)對電網(wǎng)進行相關配置。

3.3自動化控制技術

自動化控制技術是智能電網(wǎng)進行自我調整的相關技術，以計算機為核心，以傳感測量技術獲取的數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過對收集數(shù)據(jù)的分析和診斷，從確定性和概率性的角度，提供相應的解決方案，然后通過雙向高通的通信網(wǎng)絡，來對電網(wǎng)主要設備或子網(wǎng)發(fā)送控制命令，使其根據(jù)控制命令進行自行調整。

自動化控制技術在智能電網(wǎng)中應用主要體現(xiàn)在調度自動化控制方面。智能電網(wǎng)的數(shù)字化變電站，使用不同以往的對象模型來實現(xiàn)調度自動化，它使用的模型主要包括服務器模型，邏輯設備模型，邏輯節(jié)點模型和數(shù)據(jù)對象模，并通過統(tǒng)一的XML配置語言來定義模型來描述這些數(shù)據(jù)模型，從而量化地控制數(shù)字化變電站，使得操作更加確定化、透明化。XML配置語言采用面向對象自描述的方法，通過定義多個數(shù)據(jù)類型為DOTypc，DATypc的數(shù)據(jù)對象并將其組成邏輯節(jié)點模型，而多種類型的邏輯節(jié)點組成邏輯設備，從而組成裝置模板供調度自動化控制系統(tǒng)調用。調度自動化系統(tǒng)根據(jù)裝置模板定義多個裝置實例，通過通信網(wǎng)絡發(fā)送至數(shù)字化變電站，而數(shù)字化變電站根據(jù)裝置模板實例中設定的各項參數(shù)進行相應調整，從而實現(xiàn)了數(shù)字化變電站的自動化控制。

自動化控制技術同時可以對分布式能源資源和需求的相應進行自動調度，對配電網(wǎng)和變電站進行自動化調整，對電網(wǎng)運行和規(guī)劃進行進一步優(yōu)化。

3.4電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的核心，它主要包括了電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理分析、集成顯示以及保證信息安全等功能。信息管理系統(tǒng)可以實時對電網(wǎng)數(shù)據(jù)、分布式電網(wǎng)數(shù)據(jù)、智能電子設備數(shù)據(jù)、動態(tài)共享的資源數(shù)據(jù)等進行收集，以動態(tài)了解當前電網(wǎng)的運行狀態(tài)；信息管理系統(tǒng)收集電網(wǎng)數(shù)據(jù)后，通過對采集數(shù)據(jù)的處理和分析，可以獲取對整個電力縱向產業(yè)鏈的業(yè)務狀態(tài)、從國家到地區(qū)的電網(wǎng)信息以及橫向電網(wǎng)企業(yè)的各方面的信息；信息管理系統(tǒng)通過縱向產業(yè)鏈信息和電網(wǎng)信息集成，以及對各級電網(wǎng)企業(yè)內部業(yè)務的信息集成，通過個性化可視平臺對其進行平面顯示、語音介紹、三維動畫展示；信息管理系統(tǒng)設定各利益主題的保密程度和權限，防護系統(tǒng)安全、防范網(wǎng)絡病毒和惡意攻擊，以保障整個信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

3.5分布式電源接入技術

分布式電源接入技術是智能電網(wǎng)能夠自我判斷和自我調節(jié)，對接入的多種能源提供分布式管理的智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)。當分布式電源接入到智能電網(wǎng)中，會對電網(wǎng)配網(wǎng)規(guī)劃帶來復雜性和不確定性，增加了區(qū)域負荷增長及分布的難度，從而對系統(tǒng)規(guī)劃帶來影響，同時分布式電源頻率可能與電網(wǎng)頻率不匹配，接入后可能會引起電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，打破系統(tǒng)原有供需平衡，而分布式電源接入技術能夠是分布式電源友好地接入智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，維持電網(wǎng)原有的供需平衡，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行可靠性。

分布式電源接入技術主要包括儲能技術、微網(wǎng)協(xié)調控制技術和虛擬發(fā)電廠技術。儲能技術是將接入智能電網(wǎng)的分布式電源提供的電能進行存儲，而后通過將存儲的能量轉換成和智能電網(wǎng)匹配的電能輸入到智能電網(wǎng)中。儲能系統(tǒng)的儲能裝置由儲能元件組成，常見的裝置有蓄電池儲能、超導儲能、超級電容儲能和飛輪儲能等，通過儲能裝置實現(xiàn)對分布式電源提供電能的存儲、釋放以及快速功率交換；能量轉換裝置主要由電力電子器件組成，主要是對儲能系統(tǒng)提供充放電控制、交直流電轉換、功率調節(jié)控制以及運行參數(shù)檢測監(jiān)控等功能。

微網(wǎng)協(xié)調控制技術主要是解決分布式電源大規(guī)模接入智能電網(wǎng)的問題，它將分布式電源、儲能系統(tǒng)的儲能裝置和能量轉換裝置以及終端用戶進行有效整合，形成一個可靈活并網(wǎng)或獨立運行的可控微網(wǎng)，并設定和大電網(wǎng)公共連接點（PCC）的唯一標準，從而實現(xiàn)分布式電源接入電網(wǎng)的可靠性，進一步提高了電力系統(tǒng)運行的靈活性、可控性和經(jīng)濟性，滿足用戶對電能質量和供電穩(wěn)定性的要求。

為了有效客戶風能、太陽能等可再生資源發(fā)電的間歇性，可以利用分布式能量管理系統(tǒng)的虛擬發(fā)電廠（CPP）技術，把某個地區(qū)的分布式電源、儲能裝置和負荷組合在一起，虛擬成一個可控的獨立個體，當可再生資源提供電能變化時，可提前向電網(wǎng)提交發(fā)電計劃和符合需求，從而使的電網(wǎng)良好地接納對間歇的可再生能源。

小水電發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池等分布式電源靠近負荷中心，能夠降低用戶對原電網(wǎng)的擴展需求，提高了電網(wǎng)的供電可靠性。分布式電源接入技術允許大量的分布式電源接入到智能電網(wǎng)中，通過高級的自動化系統(tǒng)將它們無縫地集成到電網(wǎng)中協(xié)調運行，不僅節(jié)省了電網(wǎng)傳輸?shù)耐顿Y，還能提高全系統(tǒng)的可靠性和運行效率，為整個電網(wǎng)的運行帶來了巨大效益。

智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然方向，更是實現(xiàn)“中國夢”的一項復雜而又艱巨的系統(tǒng)工程。智能電網(wǎng)技術利用各種現(xiàn)代科學技術，利用計算機對電力輸送和分配進行自動化管理，對各種分布式電源提供良好穩(wěn)定的接入口，智能電網(wǎng)正改變著我們的用電方式，為我們生產生活的穩(wěn)定安全用電提供了堅實的保障。

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[關鍵詞]智能化 網(wǎng)絡 安全性

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）16-0151-01

一、引言

智能電網(wǎng)（smart power grids）就是是電網(wǎng)的智能化，是建立在新型高速的通信網(wǎng)絡基礎上，通過集成新能源和新材料，使用應用新技術的設備和先進傳感技術、信息、技術、儲能等新技術。形成具有高度自動化、信息化等特點，可以更好地實現(xiàn)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行的新型電力系統(tǒng)。實現(xiàn)電網(wǎng)高效、經(jīng)濟、安全、環(huán)保的目標，提供滿足用戶需求的電力需求和服務。

現(xiàn)有電網(wǎng)總體上智能化程度不高，調控能力差。自愈恢復能力依賴設備冗余，用戶服務單一，缺乏信息互動交流。而智能電網(wǎng)有抗損能力強的特點，具有自愈能力。可以實時分析電網(wǎng)，進行預警和自動故障診斷?？梢约嫒?、支持分布式電源和微電網(wǎng)的接入，為用戶提供多樣化的電力服務。

智能電網(wǎng)具有堅強的電網(wǎng)基礎和技術支撐，抗干擾能力強，通過信息傳感器和自動化技術獲取電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)信息，可及時發(fā)現(xiàn)和預警故障。故障時能隔離故障實現(xiàn)自愈，避免大面積停電。設備信息化管理技術提高電力設備管理水平，提升了電網(wǎng)效率，降低了線路損耗，使電網(wǎng)運行更加經(jīng)濟。信息化系統(tǒng)為調度運行管理提供了準確全面的電網(wǎng)運行圖，帶有輔助決策支持、數(shù)據(jù)分析和應急預案。智能調控、生產自動化、配電自動化等技術的推廣應用使電網(wǎng)運行控制更加靈活，能適應微電網(wǎng)、清潔發(fā)電設備和充放電設施等的接入。

智能電網(wǎng)改變了電網(wǎng)單一的服務內容，使用戶可以實時查詢電量使用情況和電價狀況，及時收到停電信息和業(yè)務辦理情況通知，為用戶提供更多增值服務。

二、智能電網(wǎng)的建設

智能電網(wǎng)建設提出了以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以堅強智能電網(wǎng)為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)的發(fā)展路線，強調各領域電力流、信息流和業(yè)務流的融合。網(wǎng)絡通信針對智能電網(wǎng)各領域的網(wǎng)絡通信需求，部署相應的安全和訪問控制手段，覆蓋專網(wǎng)和公共網(wǎng)絡。計量基礎設施AMI能夠提供雙向通信，用于多個功能系統(tǒng)或被授權的信息設備和系y，AMI系統(tǒng)能為用戶提供實時電量，實現(xiàn)電量智能管理。

電力骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)絡建設要求主要集中在兩個方面：一是安全要求，電力網(wǎng)絡由專用網(wǎng)絡、公用網(wǎng)絡、外部網(wǎng)絡等組成，承載不同的業(yè)務。隔離不同業(yè)務的數(shù)據(jù)是安全的合理也是必須的要求。二是高速穩(wěn)定，保障足夠的帶寬滿足設備的通信需要。

智能電網(wǎng)的設備要符合通用標準，安全可靠，穩(wěn)定。在運行效率上要滿足各個業(yè)務系統(tǒng)的需求，在安全上要符合業(yè)務的安全級別。

三、智能電網(wǎng)的通信設計

針對不同業(yè)務需求配置通信系統(tǒng)，普遍采用MPLS。多協(xié)議標簽交換（MPLS） 是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量提供目標、路由地址、轉發(fā)和交換等能力，具有管理各種不同形式通信流的機制。MPLS本身不是一種QoS體制，但可以在MPLS框架中實現(xiàn)IP層的QoS機制。通過將區(qū)分服務（DiffServ）的逐跳轉發(fā)行為（PHB）與MPLS的標簽綁定，MPLS域中路由器依據(jù)MPLS標簽轉發(fā)IP包，實現(xiàn)QoS策略。主要使用VPN的部屬策略和流量控制。

傳感器網(wǎng)絡在智能電網(wǎng)中很重要，實現(xiàn)電力系統(tǒng)遠程監(jiān)測、遠程控制，采集實時電量和智能設備互聯(lián)。分布式的傳感器網(wǎng)絡基于嵌入式平臺，運算性能較差數(shù)，據(jù)流量小，要求環(huán)保低功耗，可使用無線傳輸?shù)?。傳感器網(wǎng)絡主要用于數(shù)據(jù)監(jiān)控和傳輸，工業(yè)網(wǎng)絡使用以太網(wǎng)技術。面向數(shù)據(jù)采集和控制的智能傳感器應用中，層層嵌套的協(xié)議首部在數(shù)據(jù)單元中所占比重過大。實時VPN：主要包括傳輸頻度在秒級的數(shù)據(jù)，遠動RTU、EMS系統(tǒng)等用于網(wǎng)絡分析的實時數(shù)據(jù)、電力市場實時數(shù)據(jù)等。準實時VPN：如無功電壓管理系統(tǒng)、地調網(wǎng)供負荷計劃數(shù)據(jù)、地方小火電發(fā)電計劃數(shù)據(jù)和錯峰預警信號等數(shù)據(jù)、電度量計費系統(tǒng)。非實時VPN：繼電保護及故障錄波信號、調度生產運行報表等。作為生產類網(wǎng)絡，不允許承載對外。

智能電網(wǎng)的智能終端分為兩類：（a）需要端到端IP的網(wǎng)絡設備：如變電站中的一些提供核心服務的網(wǎng)絡設備、網(wǎng)關設備等。這類設備需要完整的TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)網(wǎng)絡接入。（b）無需IP網(wǎng)絡傳輸?shù)模喝缱冸娬緮?shù)據(jù)采集和控制設備等。通常只對本地提供訪問，只需MAC層的尋址和接入控制功能，采用精簡的通信協(xié)議將應用層直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層。

四、智能電網(wǎng)的安全性評價

智能電網(wǎng)安全性從網(wǎng)絡和設備上進行考慮，網(wǎng)絡防護現(xiàn)在都比較完善，但設備上的安全性不足。確保智能電網(wǎng)設備安全要確定從設計到生產的每個環(huán)節(jié)的安全性，防止設備數(shù)據(jù)被篡改。

確保設備芯片產自原廠，要帶有加密技術。Maxim銷售的安全處理器和智能電網(wǎng)產品可以加入用戶密鑰或證書，以防他人解鎖和編程IC。在生產環(huán)節(jié)提供簽名、程序加密，協(xié)調從系統(tǒng)處理器的安全裝載，到芯片軟件解密和授權認證的每個環(huán)節(jié)?？梢苑乐钩绦虮豢寺』蚱平?。

只運行指定程序，安全的程序裝載采用數(shù)字簽名的方式來驗證代碼的有效性，防止裝載或運行未經(jīng)授權的代碼。對新的配置、固件更新和指令進行加密和簽名，以驗證數(shù)據(jù)來源的可靠性。

使用保護密鑰，工程師可以使用開發(fā)密鑰來開發(fā)產品的安全功能，產品級密鑰則要經(jīng)過多人簽名授權。通?？梢允褂靡粋€更高級別的安全模塊完成授權。不要將密鑰存于它處，如外部EEPROM。如果系統(tǒng)使用獨立的安全處理器和應急處理器，應將密鑰保存在安全處理器內，以免攻擊者從線路板的通信數(shù)據(jù)中竊取密鑰。攻擊者可能打開IC封裝，從MCU的存儲器中尋找重要信息，使用唯一密鑰或非對稱加密很有必要。

五、結語

國家發(fā)改委、國家能源局明確了智能電網(wǎng)的定義和發(fā)展智能電網(wǎng)的重要意義。智能電網(wǎng)對實現(xiàn)我國能源生產、消費、技術革新有只要意義，是發(fā)展新能源技術的重要基礎。智能電網(wǎng)有利于進一步提高電網(wǎng)技術惠普，實現(xiàn)能源生產和消費的增益調配，科學合理利用，從而構建起新型現(xiàn)代能源保障體系，使能源科技和裝備水平獲得全面提升。

參考文獻：

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1.1電網(wǎng)設備高精建模與渲染

為了更精確的對電網(wǎng)設備進行三維可視化表達，根據(jù)桿塔和變電站設備的竣工圖紙進行1:1高精建模。桿塔建模主要需要桿塔明細表、桿塔結構圖、基礎配置表等資料，絕緣子建模主要需要絕緣子設備圖，變電站建模主要需要總平面布置圖、電氣主接線圖、各電壓等級配電裝置間隔斷面圖、一次電氣設備廠家資料及建筑圖紙。設備三維建模的格式是當前主流的dwg及3ds格式，通過格式轉換成為三維全景智能電網(wǎng)技術所能支持的格式后在系統(tǒng)中進行三維渲染，達到逼真的展示效果。

1.2電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)一體化整合

為解決國網(wǎng)甘肅省電力公司各部門之間業(yè)務數(shù)據(jù)相互孤立的狀態(tài)，通過建立“數(shù)據(jù)中心”的方式對省公司現(xiàn)有各個業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行整合，并在統(tǒng)一平臺下進行查詢統(tǒng)計，以消除“信息孤島”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。首先，對現(xiàn)有各個業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行分析，梳理出需要進行共享的業(yè)務數(shù)據(jù)清單。其次，通過數(shù)據(jù)抽取服務器將現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)抽取到數(shù)據(jù)中心，或者現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)將數(shù)據(jù)推送到數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)一體化整合。為提高數(shù)據(jù)訪問的效率及系統(tǒng)穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)中心服務器通過OracleRac進行雙機熱備。

1.3空間信息與業(yè)務數(shù)據(jù)高度融合

傳統(tǒng)的業(yè)務數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)中主要以表格和文字的形式進行表達，在數(shù)據(jù)的空間性和直觀性上比較欠缺。而三維全景智能電網(wǎng)技術通過建立電網(wǎng)空間信息與業(yè)務數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，實現(xiàn)二者之間的高度融合和“所見即所得”，在宏觀場景下，可以直觀地查看所有電網(wǎng)工程的空間位置，并查看其業(yè)務信息；在微觀場景下，通過點擊電網(wǎng)設備的高精度三維模型，可以查詢與之對應的所有業(yè)務信息。真正實現(xiàn)了“可視化工作”和“直觀管理”。

2電網(wǎng)規(guī)劃與建設一體化應用

三維全景智能電網(wǎng)技術作為一種直觀反映空間對象位置、關系及業(yè)務信息的技術手段，通過在甘肅電網(wǎng)信息化中的應用，建立“甘肅電網(wǎng)三維數(shù)字化工作平臺”(以下簡稱“平臺”)，可以實現(xiàn)對甘肅電網(wǎng)規(guī)劃與建設的一體化管理。一方面，通過采購高清衛(wèi)星影像覆蓋甘肅全省，構建甘肅全省的三維地形地貌。在宏觀場景下，可以看到全省110kV及以上網(wǎng)架結構，在微觀場景下對全省330kV及以上的變電站和線路進行1:1真實建模，從而實現(xiàn)甘肅電網(wǎng)從宏觀到微觀的全景展示。另一方面，通過空間信息與業(yè)務數(shù)據(jù)高度融合技術，在平臺上整合甘肅省電力公司現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)及信息資源，建成一個立體、直觀、統(tǒng)一的一體化業(yè)務平臺，服務于電網(wǎng)規(guī)劃建設全過程。因此通過三維全景智能電網(wǎng)技術的應用及平臺的構建，能大大提高電網(wǎng)規(guī)劃建設的工作效率、管理水平及決策水平。

3結論與展望

3.1結論

通過三維全景智能電網(wǎng)技術在甘肅電網(wǎng)信息化中的研究與應用，可產生以下應用效益：

(1)整合全網(wǎng)資源，實時信息共享，循環(huán)增值通過在統(tǒng)一平臺下對全網(wǎng)信息資源進行整合，大大提高了數(shù)據(jù)在全網(wǎng)的共享性，同時可形成無形的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和資源積累，為后續(xù)工作提供借鑒，支持再創(chuàng)新。

(2)融入公司業(yè)務流程，服從統(tǒng)一權限管理平臺與省公司門戶網(wǎng)站集成，實現(xiàn)與省公司門戶集成，按照省公司統(tǒng)一的角色權限配置機制分配權限，納入省公司一體化管理流程。

(3)實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理模式變革性創(chuàng)新通過電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)的一體化整合，將重點關心數(shù)據(jù)在統(tǒng)一平臺下進行集約化、規(guī)范化管理，由審批式管理過渡至權限式管理，由節(jié)點式管理過渡至扁平化的網(wǎng)狀管理。

(4)全新管理模式，樹立省公司發(fā)展新形象通過三維可視化與各類業(yè)務數(shù)據(jù)的高度融合，服務于甘肅電網(wǎng)主營業(yè)務的全過程，面對甘肅電網(wǎng)快速發(fā)展及日益增長的電網(wǎng)信息，提供一種全新的管理手段及信息支撐，也成為樹立省公司發(fā)展新形象的窗口。

3.2展望

為進一步縱深推進甘肅電網(wǎng)業(yè)務應用與管理提升，從以下幾方面對三維全景智能電網(wǎng)技術的研究與應用進行展望。

(1)提升基礎數(shù)據(jù)精度，構建完備電網(wǎng)架構甘肅省作為疆電外送、酒泉風電基地能源外送的核心走廊，對電網(wǎng)精細化管理要求更高，同時，隴南和天水為災害多發(fā)區(qū)，在規(guī)劃及應急等方面需要更高精度的基礎地理數(shù)據(jù)作為支撐。因此可以在現(xiàn)有2.5m分辨率衛(wèi)星影像基礎上，進一步充實全省更高精度(優(yōu)于0.5m分辨率)的航飛影像數(shù)據(jù)。同時，可以將35kV及以上網(wǎng)架坐標也納入到平臺，用典型模型進行展示，建成完備的甘肅全境網(wǎng)絡架構，進一步加強對全省電力設施的全面展現(xiàn)和統(tǒng)籌管理能力。

(2)提升業(yè)務應用的深度，拓展業(yè)務輻射范圍一方面，可以以規(guī)劃為試點，逐步提升業(yè)務應用深度，更好發(fā)揮三維智能電網(wǎng)技術在應用中的實用性；另一方面，在現(xiàn)有“電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)一體化整合”的基礎上，進一步拓展業(yè)務數(shù)據(jù)整合的范圍，提供更全面的業(yè)務管理手段及決策支撐。

篇6

“能源互聯(lián)網(wǎng)”的需求推動力源于能源供需矛盾和新型可再生能源的出現(xiàn)。其追求的目標是充分利用新技術優(yōu)勢，對不同的供能環(huán)節(jié)進行整體優(yōu)化，形成一體化的社會綜合能源供用體系，即“能源互聯(lián)”系統(tǒng)，通過對能源的產生、傳輸、分配、轉換、存儲、消費等環(huán)節(jié)進行整體協(xié)調控制，通過整體優(yōu)化提高能源的利用效率，并通過不同能源間的“替代和轉化”提高可再生能源應用比例。電能的方便傳輸和易于使用的特點使其在能源整體化應用中，將扮演紐帶作用。能源互聯(lián)網(wǎng)的需求推動作用可以歸結為以下2個方面。（1）供需互動的需求。在電力系統(tǒng)中，分布式電源、三聯(lián)供機組、電動汽車、儲能裝置、可控負荷、智能建筑大量出現(xiàn)，電網(wǎng)內將出現(xiàn)越來越多的“發(fā)用電聯(lián)合體”（Prosumer）。它們的出現(xiàn)使能量的流動方向由單向向“雙向互動、互聯(lián)”轉換，相對傳統(tǒng)負荷它們具有更多的智能特性，不但可以受控，而且可以主動提供能量，在能源整體控制過程中可以作為局部的“虛擬發(fā)電廠”參與能源調度控制。信息化的進步和“智能負荷”以及“發(fā)用電聯(lián)合體”的出現(xiàn)也給負荷主動參與提高能源整體使用效率提供了新手段，新型負荷的互動控制和主動供電能力，可以減小和補充系統(tǒng)備用，提高能源系統(tǒng)整體效率。（2）能源間的替代轉化需求。社會對能源的需求是多樣的，除用電需求外還有供熱、制冷等需求，這些不同能源需求的變化會影響能源的供應平衡。各種新能源技術的發(fā)展，能源供應種類向多樣性發(fā)展（電、天然氣、風能、生物質能等綠色可再生能源）?！岸喾N能源”在滿足“不同能源需求”過程中，將會出現(xiàn)不同種類能源間的替代與轉化需求。以風電為代表的可再生能源在國內發(fā)展迅速，但是，由于當前技術條件限制，風電在用電低谷及供暖季節(jié)存在較突出風電發(fā)用矛盾，棄風現(xiàn)象時有發(fā)生，一方面負荷需求旺盛，另一方面可再生能源卻無處消納。通過能源間的替代和轉化可以實現(xiàn)不同種類能源負荷需求和供應間的聯(lián)產、聯(lián)供，從而使可再生能源如替換常規(guī)電能一樣在其他能源供應領域發(fā)揮更大的作用，形成能源領域的“互聯(lián)”和整體優(yōu)化。這種能源互聯(lián)系統(tǒng)可以綜合考慮能源供給成本及其特性，在滿足能源需求的前提下，優(yōu)化能源供給，滿足使用成本或者污染排放最低等優(yōu)化目標。信息技術的進步，互聯(lián)網(wǎng)改變了當代社會人們的生活方式。電力及能源領域信息化程度的提高，也為能源跨領域的集約化供給提供了契機。不同能源領域以及用戶信息的互聯(lián)互通，能夠更加便捷地了解當前能源的供給與消費情況。發(fā)揮能源間互補優(yōu)勢、充分利用可控負荷資源，對能源供應與消費體系進行整體優(yōu)化，可以改善能源供用結構、推進能源使用效率整體提高。

2能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架分析

2.1能源互聯(lián)網(wǎng)構成

構建“能源互聯(lián)網(wǎng)”的主要目的是優(yōu)化能源結構（更多應用新能源）、提高能源效率（發(fā)揮不同能源優(yōu)勢和新型負荷的技術優(yōu)勢），從而改善用戶體驗。優(yōu)化能源互聯(lián)網(wǎng)資源，首先需要確認能源互聯(lián)網(wǎng)構成要素，界定優(yōu)化范圍。根據(jù)文獻[1]和[2]描述，結合智能電網(wǎng)研究成果，圖1描述了能源互聯(lián)網(wǎng)總體構成：電、供熱及供冷等形式的能源輸入通過與信息等支撐系統(tǒng)有機融合，構成協(xié)同工作的現(xiàn)代“綜合能源供給系統(tǒng)”。該系統(tǒng)內多種能源（化石能源、可再生能源）通過電、冷、熱和儲能等形式之間的協(xié)調調度供給，達到能源高效利用、滿足用戶多種能源應用需求、提高社會供能可靠性和安全性等目的；同時，通過多種能源系統(tǒng)的整體協(xié)調，還有助于消除能源供應瓶頸，提高各能源設備利用效率。不同能源對環(huán)境的影響不同，傳統(tǒng)能源供應體系中，特定能源已經(jīng)形成了相對穩(wěn)定的消費市場，比如石油主要用于交通、化工、發(fā)電等行業(yè)；天然氣則主要于日常生活、供熱、發(fā)電、交通等領域。可再生能源目前幾乎全部用來發(fā)電。一次能源長期以來形成了自身的產業(yè)鏈條，不同種類能源間互相補充空間有限。但是，電能可以充當不同能源間的橋梁。目前可再生能源絕大部分轉化為電能。如果通過電能用綠色可再生能源替換其他高污染一次能源，可以提高能源消費的整體環(huán)境友好程度。要實現(xiàn)這種能源的優(yōu)化供給需要具備幾個條件：①要具備不同種類能源間的（供求關系等）信息互通；②要具備能源輸出互相替代的必要技術手段，即通過電能能夠滿足被替代能源消費主體的需求；③要能夠給能源消費者清晰、及時的引導信號，吸引能源消費主體參與能源消費優(yōu)化配置。具備以上條件，配合必要的技術手段，最終實現(xiàn)社會能源的整體優(yōu)化利用。實現(xiàn)這一目標可以通過技術手段構建“能源互聯(lián)網(wǎng)”。

2.2能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架

為了達到上述整體優(yōu)化目標，在明確能源“互聯(lián)”范圍基礎上，需要進一步研究合理的能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架，應用先進技術發(fā)揮多種能源與用戶互聯(lián)、互動的整體優(yōu)勢。這種能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架設計的唯一目的是發(fā)揮技術優(yōu)勢，從技術角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市場和技術條件限制的前提下，設計滿足上述條件的能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架模型，如圖2所示。圖2所示“能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架”包括“市場環(huán)境”、“能源供給、轉化和消費”、“信息支持”以及“調度控制”4個部分。市場環(huán)境包括能源供給側市場和能源需求側市場。其中，能源供給側市場負責不同種類能源的市場價格信號，調節(jié)市場能源供應結構（可以在這個環(huán)節(jié)使用價格信號或補貼鼓勵使用清潔能源，減小環(huán)境污染）；能源需求側市場負責吸引可控負荷和具有反向送電（或其他能源形式）的“發(fā)用電聯(lián)合體”參與需求側調度控制的價格或其他激勵信號，以鼓勵負荷參與需求側響應。能源供給、轉化及消費是能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源流，也是整個技術框架的最終優(yōu)化協(xié)調對象。多種能源發(fā)出的電、熱、冷等能量形式通過輸電電網(wǎng)、管網(wǎng)或者運輸通道最終抵達用戶側，滿足用戶的用能需求。能源互聯(lián)網(wǎng)框架在以上基礎上，加強了對分布式電源和微電網(wǎng)的支持，同時應用各種儲能以及電轉化為氣體等技術，結合信息共享和多種能源的成本對比，以電能為中心實現(xiàn)有目標（優(yōu)化或降低污染、提高清潔能源比例等）的多種能源間的替代和轉換。消費環(huán)節(jié)除了包括傳統(tǒng)用戶還增加了智能可控用戶以及可以反向供能的發(fā)用電聯(lián)合體等。信息共享支持是整個技術框架中的信息流?！案咚佟⒖煽亢桶踩钡奈磥硇畔⒕W(wǎng)絡技術是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下大量數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析再到優(yōu)化計算的基礎條件。在信息技術支持下，為保障整個能源框架的安全優(yōu)化運行，需要設置必要的運營管理機構，對能源進行集中調度管理，這種調度管理可以采用與外部市場環(huán)境相適應的商業(yè)運營模式并根據(jù)能源管理范圍進行分級設計。同時針對用戶側可控負荷和具有發(fā)電及其他供能（供熱、制冷等）能力的“發(fā)用電聯(lián)合體”在自愿的前提下可以直接參與或通過“負荷調度控制”，應用“虛擬發(fā)電廠”技術參與能源互聯(lián)網(wǎng)的調度控制。這種基于信息共享的通過能源整體調度控制實現(xiàn)能源的整體優(yōu)化利用是能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架的核心內容。

2.3能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化控制概念模型

在上述能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架內能源消費有如下特性。（1）能源供應能夠“互聯(lián)”。能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下不同能源間可以相互支持以及一定程度上的替代轉換。這種互聯(lián)可以通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)面向用戶最終需求的“應用轉化”，也可以直接通過能源間的轉換與替代實現(xiàn)。（2）能源互聯(lián)后不影響用戶的使用。方便用戶安全高效使用，原來互相割裂的能源供應“互聯(lián)”后應提升用戶體驗，不影響用戶的正常使用。（3）能源互聯(lián)后能夠優(yōu)化。能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架下的能源供應應該比“互聯(lián)”之前有更高的效率?？梢?，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個以對能源進行整體優(yōu)化為目標的復雜能源供用系統(tǒng)，為了實現(xiàn)整體優(yōu)化的目的，需要建立相應的優(yōu)化模型。綜上所述，不同種類能源消費行為的成本是變動的，同時，不同種類能源供應對環(huán)境的影響不同。再考慮到新型負荷的可控性，建立如下能源互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化模型。以上模型的物理意義是在滿足能源總供給與需求之間平衡和能源與供給消費約束的前提下，追求能源供應總成本最低或者污染排放最小等優(yōu)化目標。能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化模型根據(jù)不同市場運營規(guī)則細節(jié)上將有所不同，這里討論的優(yōu)化模型是對能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架的一種目的性描述，求解該模型需要確定不同能源的成本函數(shù)和其他約束條件，這些約束條件與具體的能源互聯(lián)網(wǎng)運營規(guī)則和物理環(huán)境密切相關。

3能源互聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀

上述“能源互聯(lián)網(wǎng)”技術框架是對未來能源整體供用體系的概念性設想，關于未來的能源發(fā)展，國內外普遍開展了基于先進信息通信技術的包含能源互動思想（包含能源間的轉化和替代）的相關研究。除了文獻[1]中關于“能源互聯(lián)網(wǎng)”的設想外，美國各大研究機構和高校都在進行相關研究。在用戶互動方面，美國在需求側響應方面已經(jīng)進入實際應用階段，電網(wǎng)中出現(xiàn)了專職的“調荷服務商”用于為電網(wǎng)提供負荷調度服務；能源的互聯(lián)與轉換方面，美國發(fā)電公司長期根據(jù)市場需要選擇出售天然氣與電力的比例。歐盟也在開展“智能能源的未來網(wǎng)絡”（FINSENY）項目，研究將能源與信息的整合，匯集了能源和ICT（信息通信技術）行業(yè)的關鍵技術以確定智能能源系統(tǒng)對ICT的要求，從而提供創(chuàng)新性的能源解決方案以優(yōu)化能源傳輸，改變人們的能源消費方式，減少CO2的排放，改善生活環(huán)境[3]。日本則在微網(wǎng)及分布式電源基礎上致力于研究冠名為“電力路由器”的電能控制技術及相關裝備[4]。在國內，關于未來能源供應技術的研究一直受到高度重視，國家電網(wǎng)公司明確“能源互聯(lián)網(wǎng)”是未來的智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎平臺，對第三次工業(yè)革命具有全局性的推動作用。目前，國家電網(wǎng)公司已積極開展、部署相關研究工作。北京市科委組織了“第三次工業(yè)革命”和“能源互聯(lián)網(wǎng)”專家研討會，并啟動了相關軟課題研究，以期形成詳細的能源互聯(lián)網(wǎng)調研報告和路線圖。中國能源發(fā)展目前面臨總量供應（石油、天然氣對外依存度高）、資源配置（能源與生產力分布不均衡）、能源效率（大量煤炭直接燃燒，整體能效偏低）、生態(tài)環(huán)境（土壤、水質、大氣污染）四大問題。針對以上問題，可以采用增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互聯(lián)網(wǎng)技術框架統(tǒng)一配置能源資源，從能源供給和使用2個方面進行整體優(yōu)化，基于信息共享建立必要的市場調節(jié)機制，優(yōu)化引導能源的開發(fā)和使用，最終實現(xiàn)增加清潔能源發(fā)電比例、提高能源效率，以電能為中心統(tǒng)一優(yōu)化配置能源資源；使能源發(fā)展方式由消耗型向可持續(xù)、可再生和更環(huán)保的發(fā)展軌跡過渡；實現(xiàn)能源供應安全、清潔、環(huán)保與友好地發(fā)展[5-11]。

4結語

篇7

關鍵詞：智能電網(wǎng)；需求側管理；意義

中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號：

引言

隨著當前電力市場化改革的不斷推進、全球氣候變化加劇，用戶對電能質量要求逐步提升，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)難以支撐如此多的發(fā)展要求。為了實現(xiàn)電網(wǎng)的升級換代，以美國和歐洲為代表的一些國家提出了發(fā)展智能電網(wǎng)的概念，智能電網(wǎng)具有自愈性、互動性的特點，從而提升電力網(wǎng)的安全運行水平。另外智能電網(wǎng)具有很好的電網(wǎng)兼容性和集成性，智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，因此，對智能電網(wǎng)技術的研究具有重大的理論意義和實際價值。

1、智能電網(wǎng)概述

1.1智能電網(wǎng)的含義

⑴以物理電網(wǎng)為基礎，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。

⑵它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經(jīng)濟性、滿足環(huán)保要求、保證電能質量、適應電力市場化發(fā)展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

1.2智能電網(wǎng)的特點

⑴自愈和自適應。實時掌控電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發(fā)生。

⑵安全可靠。更好地對人為或自然發(fā)生的擾動做出辨識與反應。在自然災害、外力破壞和計算機攻擊等不同情況下保證人身、設備和電網(wǎng)的安全。

⑶經(jīng)濟高效。優(yōu)化資源配置，提高設備傳輸容量和利用率；在不同區(qū)域間進行及時調度，平衡電力供應缺口；支持電力市場競爭的要求，實行動態(tài)的浮動電價制度，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)優(yōu)化運行。

⑷兼容。既能適應大電源的集中接入，也支持分布式發(fā)電方式友好接入以及可再生能源的大規(guī)模應用，滿足電力與自然環(huán)境、社會經(jīng)濟和諧發(fā)展的要求。

⑸與用戶友好互動。實現(xiàn)與客戶的智能互動，以最佳的電能質量和供電可靠性滿足客戶需求。系統(tǒng)運行與批發(fā)、零售電力市場實現(xiàn)無縫銜接，同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網(wǎng)安全管理，從而提升電力系統(tǒng)的安全運行水平。

2、智能電網(wǎng)的關鍵技術

2.1堅強、靈活的網(wǎng)絡拓撲

堅強、靈活的電網(wǎng)結構是未來智能電網(wǎng)的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡，為了緩解此現(xiàn)狀所帶來的不利影響，我國制定了“西電東送”的政策，并開展了特高壓聯(lián)網(wǎng)工程、直流聯(lián)網(wǎng)工程、點對點或點對網(wǎng)送電等工程的實施建設。如何進一步優(yōu)化特高壓和各級電網(wǎng)規(guī)劃成為需要解決的關鍵問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成。電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越突出，對主網(wǎng)架結構的規(guī)劃設計要求也相應地提高了。只有靈活的電網(wǎng)結構才能應對冰災、戰(zhàn)爭等突發(fā)災害性事件對電網(wǎng)安全的影響。

2.2開放、標準、集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的發(fā)展對網(wǎng)絡安全提出了更高的要求，智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力：既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應的能力，其監(jiān)測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋．為電網(wǎng)運行、綜合管理等提供外延的應用支撐，而不僅局限于對電網(wǎng)裝備的監(jiān)測。

2.3高級讀表體系和需求側管理

智能電網(wǎng)的核心在于構建具備智能判斷與自適應調節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)，可對電網(wǎng)與用戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運營的可靠性和能源利用效率。所以電網(wǎng)的智能化首先需要電力供應機構精確得知用戶的用電規(guī)律，從而對需求和供應有一個更好的平衡。因此目前國外推動智能電網(wǎng)建設，一般以構建高級量測體系為切人點。

2.4智能調度技術和廣域防護系統(tǒng)

智能調度是智能電網(wǎng)建設中的重要環(huán)節(jié)，調度的智能化是對現(xiàn)有調度控制中心功能的重大擴展，智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)則是智能調度研究與建設的核心，是全面提升調度系統(tǒng)駕馭大電網(wǎng)和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎。調度智能化的最終目標是建立一個基于廣域同步信息的網(wǎng)絡保護和緊急控制一體化的新理論與新技術，協(xié)調電力系統(tǒng)元件保護和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系智能化調度的核心是在線實時決策指揮，目標是災變防治，實現(xiàn)大面積連鎖故障的預防。

2.5高級電力瞧子設備

電力電子設備可以實現(xiàn)電能質量的改善與控制，為用戶提供電能質量滿足其特定需求的電力，同時它們也是能量轉換系統(tǒng)的關鍵部分，所以電力電子技術在發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程中均發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)代電力系統(tǒng)應用的電力電子裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓撲和DSP全數(shù)字控制技術，包括可控硅并聯(lián)電抗器、多功能固態(tài)開關、智能電子裝置(IEDs)、靜止同步補償器(STATCOM)、有源濾波器(APF)、動態(tài)電壓恢復器(DVR)、故障電流限制器(FCL)以及高樂直流輸電(HVDC)所用裝置和配網(wǎng)用的柔性輸電系統(tǒng)裝置(如SVC和D-Statcom)等。

2.6高級配電自動化

高級的配電自動化(ADA)將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互(如負荷管理、量測和實時定價等)。通過與智能電網(wǎng)的其他組成部分的協(xié)同運行，ADA既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低網(wǎng)損和提高資產使用率，也可輔助優(yōu)化人員調度和維修作業(yè)安排等。

2.7可再生能源和分布式能源接入

分布式能源(DER)包括分布式發(fā)電和分布式儲能，其中分布式發(fā)電技術包括：微型燃氣輪機技術、燃料電池技術、太陽能光伏發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、生物質能發(fā)電技術、海洋能發(fā)電技術、地熱發(fā)電技術等；分布式儲能裝置包括蓄電池儲能、超導儲能和飛輪儲能等。配電網(wǎng)中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網(wǎng)擴展的需要。并提高了供電可靠性，因此被廣泛采用。

3、智能電網(wǎng)的建設發(fā)展意義

我國的智能電網(wǎng)研究起步相對較晚，從大電網(wǎng)和中低壓電網(wǎng)2個角度同時切入，已經(jīng)完全成熟并產業(yè)化的成果相對較少。但在很多方面的研究成果已經(jīng)為發(fā)展智能電網(wǎng)奠定了一定的基礎。

⑴伴隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力消費增長十分迅速，滿足電力需求的任務繁重。

⑵我國能源資源分布和經(jīng)濟發(fā)展的極不平衡，同時現(xiàn)有電網(wǎng)網(wǎng)架結構不夠堅強，制約經(jīng)濟發(fā)展的影響很大?？紤]我國電網(wǎng)建設的現(xiàn)狀，在建設中國特色的智能電網(wǎng)生產中，應該參考歐美國家的經(jīng)驗，制定出切實可行的路線和方案。

⑶要用智能電網(wǎng)的思維，審視未來電網(wǎng)的規(guī)劃建設。隨著中國經(jīng)濟社會高速發(fā)展電力需求日益增長，電網(wǎng)建設規(guī)模日趨擴大，電網(wǎng)負荷變動劇烈區(qū)域負荷不平衡，在實體電網(wǎng)建設過程中必須進行前瞻性的探索規(guī)劃和構建，以長遠的眼光來研究中國電網(wǎng)的發(fā)展。

⑷深化業(yè)已成熟的廣域相量測量，數(shù)字化變電站、配電自動化、FACTS技術的應用。在用戶側推廣應用AMI/AMR，實施分時電價、峰谷電價。

⑸考慮到我國能源資源分布和經(jīng)濟發(fā)展的不平衡性以及今后國家加大對不發(fā)達欠發(fā)達地區(qū)的政策性發(fā)展支持，國家必須加大骨干電網(wǎng)建設，尤其是特高壓電網(wǎng)的建設，同時也要加強地區(qū)配電網(wǎng)的結構優(yōu)化及升級，適應未來分布式電源微網(wǎng)的柔性連接。

4、結語

由于各個國家能源和用戶分布以及電網(wǎng)情況各不相同，各國對智能電網(wǎng)的認識和理解并不統(tǒng)一，但利用現(xiàn)代信息技術、控制技術實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化已成為普遍的共識。發(fā)展智能電網(wǎng)是一項長期的系統(tǒng)性工程，需要有相應的政策法規(guī)密切配合，還必須兼顧與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。智能電網(wǎng)的利益相關者主要是國家、電網(wǎng)公司、用戶、發(fā)電商、設備制造商等。國家對能源、電網(wǎng)的期望是節(jié)能減排，提高能源利用效率。電網(wǎng)公司主要關注電網(wǎng)運營的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。用戶關注電費支出和用電可靠性。因此智能電網(wǎng)的目標是提高電網(wǎng)運營的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，降低用戶電費支出，提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。

參考文獻：

[1]張文亮，劉壯志，工明俊，等，智能電網(wǎng)的研究進展及發(fā)展趨勢[J]，電網(wǎng)技術，2009

篇8

關鍵詞：電網(wǎng)；智能電網(wǎng)；智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

1.智能電網(wǎng)的發(fā)展情況

最近幾年，智能電網(wǎng)一直都是學術界探討的話題。構建智能電網(wǎng)也成為了眾多國內外學者研究的方向。隨著社會的進步，科技的發(fā)展，電網(wǎng)將往更加智能、可靠、穩(wěn)定、安全、高效、方便、綠色環(huán)保的方向發(fā)展，構建智能電網(wǎng)將成為未來解決新能源、和其他可再生資源、各地方供電系統(tǒng)接入總系統(tǒng)的有效措施。隨著這幾年，國家對智能電網(wǎng)研究的深入，以及在計算機應用技術取得飛快的進步，計算機在電網(wǎng)中的應用和實時控制系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應用都慢慢的在普及等因素為電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供有力的支撐。

針對智能電網(wǎng)技術，西方國家已經(jīng)構成龐大的研究組織。他們的研究內容主要涉及了發(fā)電、輸電、和如何售點等內容。外國的許多電力公司也正在加大步伐的開展智能電網(wǎng)的研究，他們通過把技術與企業(yè)的實體業(yè)務相結合的渠道?？梢允怪悄茈娋W(wǎng)合理、高效的應用與企業(yè)生產和經(jīng)營過程中。我國目前正處在研究智能電網(wǎng)的初步階段，但是作為后起之秀的中國也正在加大力度建設特高電壓網(wǎng)，深化電力體制改革。

2.智能電網(wǎng)的主要性能

以物理電網(wǎng)為底層，以通信技術為理論支持，將21世紀最新的傳感技術，先進的信息傳輸技術、自動化技術和電力工程技術、網(wǎng)絡技術、通信技術等結合成一體的技術叫做智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)與物理電網(wǎng)高度集成在一起，從而讓電網(wǎng)操作與控制智能化，智能電網(wǎng)具有一定的靈活性，智能電網(wǎng)將各級電網(wǎng)連接在同一網(wǎng)絡中，從而讓各個電網(wǎng)可以同步運行，完全自動化。

（1）電網(wǎng)具有較強的靈活性 電網(wǎng)的智能化很高，即使在供電網(wǎng)絡出現(xiàn)很大的故障或者出現(xiàn)一些緊急狀況時，電網(wǎng)仍然可以保持負載電荷量的穩(wěn)定，不影響供電情況。智能電網(wǎng)有很好的可變性，協(xié)調運行能力強，在以一些極端的環(huán)境下甚至出現(xiàn)一些可恢復性的外力破壞的情況下，電網(wǎng)仍然可以穩(wěn)定、安全的工作。智能電網(wǎng)有很強的靈活性，信息采集可以雙向進行，信息共享能力強。

（2）電網(wǎng)具有較強的自我恢復能力 在無人監(jiān)控，無人操作的情況下，電網(wǎng)需要具備智能化，才能保證設備在遇到一些緊急情況下能夠進行自我處理，保證后續(xù)工作的持續(xù)進行。電網(wǎng)具有實時的監(jiān)控能力、網(wǎng)絡可以隨時在線、可以持續(xù)的記錄電網(wǎng)的運行狀態(tài)和自我診斷自我處理緊急事件的能力。

（3）兼容性好 系統(tǒng)面向外界開放、可以兼容不同的系統(tǒng)、可以滿足在不同的平臺使用，且操作簡單，維護方便?？梢苑奖愕脑陔娋W(wǎng)系統(tǒng)里面開發(fā)新的功能或者插件，移植功能或者一些可再生的資源方便簡單。能夠實現(xiàn)和用戶及時分享信息，可以各類用戶進行有效的互動，滿足不同用戶的電力需求，并可以為客戶氣功其他附加功能的服務。

（4）完全系數(shù)高和穩(wěn)定性好 電網(wǎng)的供電的可靠性在一定程度上都依賴于電網(wǎng)是否具有高的完全系數(shù)和穩(wěn)定性是否比較強。電網(wǎng)下面的各級設備緊密聯(lián)系在一起，彼此連接成一個整體，這些設備可以相互協(xié)調，提前預防一些緊急情況的發(fā)生，而且具備把故障的嚴重程度控制在一定范圍的能力，可以有效的避免一連串的大范圍連鎖反應的事故的發(fā)生。

（5）資源實現(xiàn)優(yōu)化配置 現(xiàn)在，各類清潔能源（如太陽能、風能、水能等）都被逐漸的開發(fā)，且用于生產電能。我國的智能電網(wǎng)在逐步建成后，將慢慢落實搭建一個可靠的發(fā)電網(wǎng)絡和送端網(wǎng)絡，此時將會把各類清潔資源有效的整合在一起，這樣子將會在很大程度上推進清潔能源的發(fā)展進程。除此之外，我國的國情是中西部、華中地區(qū)、華北地區(qū)和華南地區(qū)各個地區(qū)的資源分配都不均衡而且資源的利用率都不相同，因此，建設職能電網(wǎng)需要實現(xiàn)中國各個地區(qū)資源的優(yōu)化配置，將資源多的地區(qū)的部分資源往中西部送，實現(xiàn)資源的最大利用率。

（6）智能電網(wǎng)自動化程度高 智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)橫向集成、縱向貫通將電網(wǎng)里面的各個系統(tǒng)有效可靠的結合在一起。智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)電網(wǎng)在線分析、報警和在一定程度上的決策以及在預定的程序的控制下安排調控分類新型發(fā)書點技術設備的運行。

（7） 互動能力得到改善 通過智能電網(wǎng)平臺，客戶和電網(wǎng)可以實現(xiàn)人機交互，可以實現(xiàn)雙向互動，可以在最大程度上了解用戶的需求，為用戶提供最好的電力服務。同時，智能電網(wǎng)可以綜合智能電表、分時間段的電價政策以及提供電動摩托車的充電服務等不同類型的用電情況，提高多終端用電的效率。

3.智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的用處

（1）科學配電 在電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，可以實時的看到各個用電客戶的用電情況，通過軟件程序對這些數(shù)據(jù)進行采集分析，是電網(wǎng)的配電達到最優(yōu)化

（2）實時監(jiān)控系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題 通過對電網(wǎng)中的設備進行隨時隨地的監(jiān)控，對線路的傳輸情況進行跟蹤，可以預防故障的發(fā)生，提前做好防范措施。提高電網(wǎng)的安全性。

參考文獻

[1] 余貽鑫.面向 21 世紀的智能配電網(wǎng)[J].南方電網(wǎng)技術研究，2006，2（6）：14-16.

[2] 陳樹勇，宋書芳，李蘭欣等.智能電網(wǎng)技術綜述[J].電網(wǎng)技術，2009，33（8）：1-4.

篇9

在圖1中，如果一次傳感器不需要一次變換器，而是依靠光纖傳輸系統(tǒng)即可將光測量信息輸出，即依據(jù)光學原理傳感，那么，此類電子互感器劃分和歸屬于無源型電子互感器。相反，如果一次變換器是在整個信息傳輸過程中需要一次電源供電，并且是由電子部件構成的，那么此類電子互感器則劃分和歸屬于有源型電子互感器。[2]

2電子互感器在智能電網(wǎng)中的使用情況分析研究

電子互感器生產使用技術的日臻成熟和完善，使得電子式互感技術在不同類型的電壓等級變電站中得到極大的認可和廣泛的投入運行。電子互感器在幾年之前已經(jīng)投入運用到110kV以下的變電站中；在220kV以上的變電站中，已經(jīng)逐步實現(xiàn)了由常規(guī)互感器和電子互感器比列掛網(wǎng)運行轉移過渡到電子互感器單獨運行的使用模式。例如已經(jīng)投入運行的江蘇西涇220kV智能變電站、吉林長南500kV智能變電站、陜西延安750kV智能變電站等試運行變電站中都采用了各種類型相結合的電子互感器。目前，我國已經(jīng)投入運行使用的電子互感器與GIS設備結合安裝使用的類型有如下幾種。(1）將有源型電子電流互感器與隔離開關組合安裝應用。具體實施步驟是將電子式電流互感器安裝在隔離開關的底座上，這樣就由隔離開關來承受電子互感器的重量。此種組合安裝使用方式能夠在很大程度上壓縮減小配電裝置的間隔縱向尺寸，因而能夠減少變電站的面積。(2）將有源型電子電流互感器安裝在GIS組合器的SF6氣室內；有源型電子互感器采用懸掛安裝的方式，并將電子互感器與高壓電極相鏈接使用。(3）有源型電子式電流互感器、電子電壓互感器組合設備布置安裝于GIS高壓氣室內部。(4）全纖電子電流互感器與GIS組合安裝，將電子互感器套于GIS外部，安裝簡單，不改變GIS結構；或者將電子互感器安裝于GIS高壓氣室外部連接處密封。當前我國已投入運行的電子互感器主要應用于電壓等級在110kv以上的。截止到2011年，我國國家電網(wǎng)統(tǒng)計共投入運行電子互感器2040臺左右，在所有的已經(jīng)投入運行的互感器比例中占0.48%。其中，電子式電壓互感器有400臺左右，電子式電流互感器有1360臺左右。[3]當前的電子式電流互感器主要以有源型為主，占據(jù)整個電子式電流互感器的80%，只有不足20%的是無源型，而電子式電壓互感器則基本上都以有源型為主。

3電子互感器在智能電網(wǎng)運用中出現(xiàn)的問題

國家電網(wǎng)對于電壓等級在110kv以上的電子互感器運行情況調查與研究顯示，各類電子互感器在運行過程中出現(xiàn)的問題表現(xiàn)在以下幾個方面。(1）電子式電壓互感器。據(jù)統(tǒng)我國智能電網(wǎng)的統(tǒng)計資料顯示，電子式電壓互感器共發(fā)生故障52臺次，其中，電壓等級為66kV的電子互感器發(fā)生故障為1臺次，110kV電壓等級17臺次，220kV電壓等級2臺次，800kV等級32臺次（均為直流系統(tǒng)），電壓等級越高，電子互感器的故障發(fā)生率也越高。(2）電子式電流互感器。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內電子式電流互感器共發(fā)生故障141臺次，其中，電壓等級為66kV的電子式電流互感器發(fā)生故障2臺次，110kV電壓等級67臺次，220kV電壓等級11臺次，500kV等級61臺次（均為直流系統(tǒng)）。[4]

4電子互感器在智能電網(wǎng)應用過程中所出現(xiàn)的問題分析

電子互感器在智能電網(wǎng)應用方面技術尚不成熟，當前，電子式電壓互感器與電流互感器相比，在技術應用方面，存在著技術成熟度較低的問題；小電流測量時的信噪比較低的問題；存在著Verdet常數(shù)的補償問題；全纖電流互感器存在著光纖器件的非理想偏振特性問題；電容分壓型的電子式電壓互感器容易受到外界空間雜散電容對于電壓分壓比的干擾等問題。電子互感器的入網(wǎng)管理不到位，針對電子式的互感器存在著實驗方法和實驗項目不完善的問題，所設立的檢驗項目針對性不高；電子互感器由于投入運行時間短、設備少，因而目前還沒有出臺相關的技術使用規(guī)范用于指導電子互感器設備的技術評價、電子互感器設備的狀態(tài)特征信息的獲得、電子互感器設備的檢修和保養(yǎng)維護工作，所以管理運行較為困難。

5結語

篇10

【關鍵詞】 分組傳送網(wǎng) 智能電網(wǎng) 電力通信

前言：新型的現(xiàn)代電力系統(tǒng)復雜，在處理繁雜的業(yè)務的同時，還要兼顧對發(fā)電廠、變電站的管理，智能化的電站控制都是基于互聯(lián)網(wǎng)進行的。隨著國家電網(wǎng)進行智能化改造的深入，電力通信技術開始以互聯(lián)網(wǎng)為基礎，數(shù)據(jù)寬帶為媒介，開展了大量的IP業(yè)務。智能電網(wǎng)的通信需接入專用的電力通信網(wǎng)絡端口，使用大量的網(wǎng)絡帶寬資源，無形之中為電力通信使用的網(wǎng)絡帶來一定的壓力，建立更高帶寬利用率、信息傳輸速度快而穩(wěn)定、不易出現(xiàn)線路阻滯的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡成為當下智能電網(wǎng)的著眼點。

一、電力通信網(wǎng)的發(fā)展和使用現(xiàn)狀

電力通信網(wǎng)絡的使用要求，需要使承載電力信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)既具備傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)使用的固定流量通信管道的特點，又需要能根據(jù)傳輸信息的流量大小調整管道傳輸速率的彈性調整能力。

智能電網(wǎng)通過對發(fā)電環(huán)節(jié)、電路傳輸系統(tǒng)、電力分配設施、電力供應設施的全方位監(jiān)控，以數(shù)字化的形式將電網(wǎng)運行狀態(tài)呈現(xiàn)出來，通過對數(shù)據(jù)的整理、計算，進行對電網(wǎng)進行調整。由此可見，網(wǎng)絡傳輸在智能化電網(wǎng)的正常運行中起到至關重要的作用。

分組傳送技術是隨著智能化電網(wǎng)逐步推進，相伴而生的。智能化電力系統(tǒng)的工作中，需要完成大量的通信工作，智能化電網(wǎng)的控制中計算機、電網(wǎng)調度聯(lián)系、現(xiàn)場的聲音圖像傳輸、視頻會議、實時監(jiān)控都需要使用傳輸網(wǎng)絡。這要求智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)具備帶寬大、穩(wěn)定不間斷的特性。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡通信，采用TDM網(wǎng)絡連接技術，傳輸速度慢，不利于電網(wǎng)控制中心對電網(wǎng)的調控，影響用電安全，阻礙電力企業(yè)的發(fā)展。智能化電網(wǎng)使用的電力通信網(wǎng)絡應能根據(jù)不同業(yè)務占用網(wǎng)絡帶寬大小，進行彈性調整，保證網(wǎng)絡帶寬滿足業(yè)務要求，保證視頻信號或電話信號等的通信質量，這是傳統(tǒng)民用互聯(lián)網(wǎng)難以做到的。

二、分組傳送網(wǎng)技術的發(fā)展歷程

2.1分組傳送網(wǎng)技術特性

分組傳送網(wǎng)技術是通過融合傳統(tǒng)民用網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代電子信息技術，適應電力系統(tǒng)多元化業(yè)務的新型網(wǎng)絡。分組傳送網(wǎng)技術能完成對網(wǎng)絡業(yè)務的自動分配，同時兼具IP網(wǎng)絡的特點，便于拓展維護，接入簡單，能夠對分組傳送網(wǎng)使用QoS。分組傳送網(wǎng)技術的信息傳輸效率高，安全性好，能夠方便的進行升級維護。

2.2 PTN分組傳送網(wǎng)架構

分組傳送網(wǎng)技術的網(wǎng)絡分為四個層次：通道層為使用者提供點對點的直接連接，將業(yè)務內容轉換為數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息迅速傳輸；高階段通道層能夠提供最大的帶寬流量，為智能電網(wǎng)的調整指令和監(jiān)控信息的傳輸提供基礎；復用段層負責保證分組傳送網(wǎng)連接的平順、穩(wěn)定，再生段層負責傳送bits流，同時能夠檢查分組傳送網(wǎng)絡的連接狀態(tài)，以便技術人員對故障進行及時維護。

三、智能電網(wǎng)應用分組傳送網(wǎng)技術的優(yōu)勢

智能化電網(wǎng)在電網(wǎng)的運行過程中，采用分組化的建設思想，對智能化電網(wǎng)的控制依靠分組傳送網(wǎng)進行。PTN網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)管理信息在不同控制端的傳輸，提升控制指令的部署效率，減少70%以上的錯誤警報。通過使用TCAT網(wǎng)絡維護工具，能夠針對不同的傳輸需求，調整分組傳送網(wǎng)的帶寬，降低電網(wǎng)維護難度，減少維護成本。

SDH固定傳輸通道結合PTN彈性傳輸通道，能夠解決以往難以攻克的在線故障檢測、網(wǎng)絡傳輸速度慢、配電指令丟失等問題，流暢高效的分組傳送網(wǎng)絡為智能化電網(wǎng)的電力調控工作帶來了極大的便利。

結論：智能化電網(wǎng)的發(fā)展，需要配合高效穩(wěn)定的信息傳輸網(wǎng)絡，以便實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的準確控制，以滿足企業(yè)生產、居民生活的用電需求。分組傳送網(wǎng)技術降低了智能化電網(wǎng)的使用成本，提升了電網(wǎng)信息的傳輸效率和控制人員的工作效率，分組傳送網(wǎng)技術作為融合傳統(tǒng)網(wǎng)絡通信技術與新型彈性網(wǎng)絡通信技術的最優(yōu)解，為智能化電網(wǎng)分組化的建設模式提供了基礎。

參 考 文 獻

[1]周彥華.PTN技術是支撐智能電網(wǎng)的理想信息通信平臺[J].安徽電氣工程職業(yè)技術學院學報，2011，S1（23）：112-118.