【摘 要】為了迎接電力行業(yè)由工業(yè)化向信息化轉(zhuǎn)變的新挑戰(zhàn)，本文首先介紹了智能電網(wǎng)的概念.闡述了智能電網(wǎng)的內(nèi)涵和特點，總結(jié)了智能電網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展狀況，并對實現(xiàn)智能電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)拓撲、通信系統(tǒng)、計量體系、需求側(cè)管理、智能調(diào)度、電力電子設(shè)備、配電自動化、分布式電源接入等領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題進行了較為詳盡的討論。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；分析與探討

引言：

電網(wǎng)是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，近年來，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的客觀環(huán)境正在發(fā)生巨變。電網(wǎng)負荷快速增長.大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)初步形成，電力市場運行因素對電網(wǎng)運行的影響日益顯現(xiàn)，加之受全球氣候變化的影響.極端氣候事件的出現(xiàn)會更加頻繁，冰災、水災、風災、熱浪以及地質(zhì)災害造成的影響會越來越嚴重.這些都對電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作提出了諸多新挑戰(zhàn)。

為了解決電力行業(yè)遇到的上述問題，全球電力企業(yè)和研究機構(gòu)提出了“智能電網(wǎng)”的未來電網(wǎng)發(fā)展理念.并積極推動其建設(shè)和發(fā)展。但是截至目前，智能電網(wǎng)還處于初期研究階段，國際上尚無統(tǒng)一而明確的定義。由于發(fā)展環(huán)境和驅(qū)動因素不同，不同國家的電網(wǎng)企業(yè)和組織都在以自己的方式來理解智能電網(wǎng)，對智能電網(wǎng)進行研究和實踐，各國智能電網(wǎng)發(fā)展的思路、路徑和重點也各不相同。因此智能電網(wǎng)概念

本身也在不斷發(fā)展的中。

1、智能電網(wǎng)的特點

盡管各國根據(jù)自身的國情對智能電網(wǎng)建設(shè)有著不同的重點和目標，但是智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動都是基于市場、安全、電能質(zhì)量和環(huán)境因素，其特征可歸結(jié)為：自愈、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效、優(yōu)質(zhì)、集成。

1.1 自愈

自愈是智能電網(wǎng)的一個突出特征，也是電網(wǎng)安全可靠運行的重要保證。它是指對于無論來自外部還是來自內(nèi)部的對電網(wǎng)的損害。無需或僅需少量人為干預.實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)中存在問題元器件的隔離或使其恢復正常運行。盡可能小地對系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生影響。通過進行連續(xù)的評估自測，智能電網(wǎng)可以檢測、分析、響應(yīng)甚至恢復電力元件或局部網(wǎng)絡(luò)的異常運行。

1.2兼容

支持風電和太陽能發(fā)電等可再生能源的正確、合理的接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的并網(wǎng)運行。做到“即插即用”，可以容納包含集中式發(fā)電在內(nèi)的多種不同類型電源甚至是儲能裝置.滿足用戶多樣化的電力需求。

1.3交互

電網(wǎng)在運行中與用戶設(shè)備和行為進行交互，將其視為電力系統(tǒng)的完整組成部分之一.可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用.實現(xiàn)電力運行和環(huán)境保護等多方面的收益，使需求側(cè)管理的功能更加完善，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動。

1.4協(xié)調(diào)

與批發(fā)電力市場甚至是零售電力市場實現(xiàn)無縫銜接。有效的市場設(shè)計可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運行和可靠性管理水平，電力系統(tǒng)管理能力的提升促進電力市場競爭效率的提高。

1.5高效

引入最先進的信息和監(jiān)控技術(shù)，優(yōu)化設(shè)備和資源的使用效益.可以提高單個資產(chǎn)的利用效率，從整體上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行和擴容的優(yōu)化。降低其運行維護成本和投資。

1.6優(yōu)質(zhì)

在數(shù)字化、高科技占主導的經(jīng)濟模式下，電力用戶的電能質(zhì)量能夠得到有效保障.實現(xiàn)電能質(zhì)量的差別定價。

1.7集成

實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享。采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標準化、規(guī)范化和精細化管理。

2、智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 堅強、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲

堅強、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。我國能源分布與生產(chǎn)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(shè)。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(guān)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(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計要求也相應(yīng)地提高了。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)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(luò)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(yīng)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(yīng)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(cè)管理

智能電網(wǎng)的核心在于構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)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(luò)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(yīng)機構(gòu)精確得知用戶的用電規(guī)律，從而對需求和供應(yīng)有一個更好的平衡。因此目前國外推動智能電網(wǎng)建設(shè)。一般以構(gòu)建高級量測體系為切入點。

高級讀表體系由安裝在用戶端的智能電表、位于電力公司內(nèi)的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和連接它們的通信系統(tǒng)組成，近來。為了加強需求側(cè)管理，又將其延伸到用戶住宅內(nèi)的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（HAN）。這些智能電表能根據(jù)需要設(shè)定計量間隔，并具有雙向通信功能，支持遠程設(shè)置、接通或斷開、雙向計量、定時或隨機計量讀取。同時.高級讀表體系為電力系統(tǒng)提供了系統(tǒng)范圍的可觀性。不但可以使用戶參與實時電力市場，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對諸如遠程監(jiān)測、分時電價和用戶側(cè)管理等的更快和準確的系統(tǒng)響應(yīng)，構(gòu)建智能化的用戶管理與服務(wù)體系.實現(xiàn)電力企業(yè)與用戶之間基本的雙向互動管理與服務(wù)功能以及營銷管理的現(xiàn)代化運行。

隨著技術(shù)的發(fā)展。將來的智能電表還可能作為互聯(lián)網(wǎng)路由器。推動電力部門以其終端用戶為基礎(chǔ)，進行通信、運行寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視信號的整合。

2.4智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護系統(tǒng)

智能調(diào)度是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。調(diào)度的智能化是對現(xiàn)有調(diào)度控制中心功能的重大擴展，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)則是智能調(diào)度研究與建設(shè)的核心，是全面提升調(diào)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(diào)控能力和公平友好市場調(diào)配能力的技術(shù)基礎(chǔ)。調(diào)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(luò)保護和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù)，協(xié)淵電力系統(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(diào)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高級電力電子設(shè)備

電力電子設(shè)備可以實現(xiàn)電能質(zhì)量的改善與控制，為用戶提供電能質(zhì)量滿足其特定需求的電力.同時它們也是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。所以電力電子技術(shù)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?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)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(shù)，包括可控硅并聯(lián)電抗器、多功能固態(tài)開關(guān)、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）以及高壓直流輸電（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。

3、結(jié)束語

發(fā)展智能電網(wǎng)是一項長期的系統(tǒng)工程，由于不同國家能源及電網(wǎng)情況不同，應(yīng)根據(jù)自己國情，在國家宏觀調(diào)控政策下，建設(shè)既要滿足近期需求，又要適應(yīng)未來要求的智能電網(wǎng)。本文介紹了智能電網(wǎng)的發(fā)展背景、定義和特征、應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀，詳細討論了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，希望可以對智能電網(wǎng)的了解和研究有所幫助。

參考文獻：

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