林靜瑜

(廣東電網(wǎng)公司中山西區(qū)供電分局,廣東 中山 528400)

迄今為止，智能電網(wǎng)還沒有一個被大家公認的完整的定義，但是各國在結(jié)合本國國情發(fā)展智能電網(wǎng)時已經(jīng)形成了很多共識。進入信息時代以來,在全球資源環(huán)境不斷增大的壓力下,能源、環(huán)境、經(jīng)濟三者之間的矛盾也日益凸顯出來。我國傳統(tǒng)電網(wǎng)必然向智能電網(wǎng)發(fā)展。筆者畢業(yè)至今從事電網(wǎng)工作，總結(jié)經(jīng)驗對我國傳統(tǒng)電網(wǎng)之發(fā)展動向及原因進行總結(jié)分析。

1 認識智能電網(wǎng)

以能源開發(fā)、發(fā)電、輸電、配電、供電、售電及用電的電網(wǎng)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行智能互動，實現(xiàn)高質(zhì)量供電、互補供電，提高能源利用率及供電安全，節(jié)省用電成本為目標的電力網(wǎng)絡(luò)，稱為智能電網(wǎng)。

傳統(tǒng)電網(wǎng)沒有動態(tài)柔性及可組性，電力企業(yè)垂直集成，每家電力企業(yè)各自獨立運作，發(fā)電集中在大型發(fā)電廠，垂直的多級控制機制反應(yīng)遲緩，無法構(gòu)建實時、可配置、可重組的系統(tǒng)，系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實體冗余；對客戶的服務(wù)簡單、信息單向，用戶對于發(fā)電來源和付費方式等缺乏選擇；主要通過人工讀表或估算用電量；人工方式處理停電，恢復(fù)供電常常較慢。智能電網(wǎng)具有的核心特征主要包含以下6個方面：①清潔：能夠大規(guī)模利用可再生能源減少對環(huán)境的潛在影響。②堅強：有能力抵御惡劣天氣和外部攻擊并確保信息安全。③自愈：有能力實現(xiàn)電網(wǎng)的自我診斷、自我調(diào)整、自動隔離故障和自動快速恢復(fù)。④優(yōu)化：能夠優(yōu)化資源，提高設(shè)備資產(chǎn)的利用率和電網(wǎng)的運行效率。⑤交互：能夠與電力市場和用戶進行交互和實時響應(yīng)，提升服務(wù)水平。⑥經(jīng)濟：能夠以最優(yōu)成本向社會提供優(yōu)質(zhì)電力。

智能電網(wǎng)將通過功能模塊化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、集中與分散相結(jié)合，實現(xiàn)靈活變換網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，智能重組系統(tǒng)架構(gòu)，優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，從而構(gòu)建與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)體系。

2 智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的差異

傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個剛性系統(tǒng)，電源的接入與退出、電能量的傳輸?shù)榷既狈椥?，致使電網(wǎng)沒有動態(tài)柔性及可組性；垂直的多級控制機制反應(yīng)遲緩，無法構(gòu)建實時、可配置、可重組的系統(tǒng)；系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實體冗余；對客戶的服務(wù)簡單、信息單向；系統(tǒng)內(nèi)部存在多個信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動化程度在不斷提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱，使得系統(tǒng)中多個自動化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的，不能構(gòu)成一個實時的有機統(tǒng)一整體，所以整個電網(wǎng)的智能化程度較低。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，人們設(shè)想中的智能電網(wǎng)將進一步拓展對電網(wǎng)全景信息（指完整的、正確的、具有精確時間斷面的、標準化的電力流信息和業(yè)務(wù)流信息等）的獲取能力，以堅強、可靠、通暢的實體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過程為需求，整合系統(tǒng)各種實時生產(chǎn)和運營信息，通過加強對電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實時動態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化，為電網(wǎng)運行和管理人員提供更為全面、完整和精細的電網(wǎng)運營狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持以及控制實施方案和應(yīng)對預(yù)案，最大程度地實現(xiàn)更為精細、準確、及時、績優(yōu)的電網(wǎng)運行和管理。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)將進一步優(yōu)化各級電網(wǎng)控制，構(gòu)建結(jié)構(gòu)扁平化、功能模塊化、系統(tǒng)組態(tài)化的柔性體系架構(gòu)，通過集中與分散相結(jié)合，靈活變換網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)架構(gòu)、最佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)構(gòu)成理念和體系。

由于智能電網(wǎng)可及時獲取完整的電網(wǎng)信息，因此可極大地優(yōu)化電網(wǎng)全壽命周期管理的技術(shù)體系，承載電網(wǎng)企業(yè)社會責(zé)任，確保電網(wǎng)實現(xiàn)最優(yōu)技術(shù)、最佳可持續(xù)發(fā)展、最大經(jīng)濟效益、最優(yōu)環(huán)境保護，從而優(yōu)化社會能源配置，提高能源綜合投資及利用效益。

3 智能電網(wǎng)的特征優(yōu)勢

（1）自愈:對故障有自適應(yīng)與恢復(fù)的能力,提高可靠性及剩余電力的市場化盈利。

（2）互動:與電力市場和用戶間有良好的交互,節(jié)省開支的同時幫助電力企業(yè)高效運作,產(chǎn)生大范圍的環(huán)境效益。

（3）安全:能抵御物理攻擊和信息攻擊,保障系統(tǒng)設(shè)備和信息安全。

（4）兼容:兼容各種發(fā)電、儲能、監(jiān)測、管理系統(tǒng)。

（5）優(yōu)化:以小成本實現(xiàn)需求的功能,優(yōu)化電能質(zhì)量、設(shè)備利用率、資產(chǎn),指導(dǎo)電網(wǎng)運行。

（6）活躍:活躍市場,使市場參與者通過各種形式的決策輔助軟件無縫參與市場。

4 智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的可行性和必然性

從能源需求上來說,我國屬于發(fā)展中國家,人口基數(shù)大并且急劇增長,給國家的基礎(chǔ)設(shè)施帶來了很大的壓力。而今,我國的城市化進程和工業(yè)發(fā)展也逐漸加快了腳步,正在逐漸減少的不可再生能源已經(jīng)無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求。這就要求人們通過智能技術(shù)來平衡能源、環(huán)境和經(jīng)濟之間的矛盾。從環(huán)境惡化方面來說,全球的氣候不斷的受到環(huán)境的影響,隨著哥本哈根會議的召開,人們逐漸意識到了環(huán)境污染的嚴重性?，F(xiàn)如今的氣候受CO2的影響最為嚴重,而我國作為發(fā)展中國家,工業(yè)化進程不斷推進,溫室氣體的排放量甚大。智能電網(wǎng)可以通過集成利用太陽能、風(fēng)能、潮汐能等可再生清潔能源,并通過智能控制、有效管理等方法提高電力的使用率,從而有效地解決這個問題。

從電網(wǎng)復(fù)雜度逐漸增大來講,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,科技的不斷進步,人們的生活水平也逐漸提高,考慮到即將形成大范圍的整合性電力能源系統(tǒng),對于現(xiàn)階段的電網(wǎng)無疑是一個嚴峻的考驗,我們對電力系統(tǒng)提出了更高的要求:功能更加完善、復(fù)雜度更高。智能化的電網(wǎng)將能夠滿足更高的功能要求并精確的管理復(fù)雜的系統(tǒng)。

從電力安全角度來看,今年的7.23動車追尾事件影響很大,而造成事故的原因是電力的突然中斷。電力突然中斷是電力系統(tǒng)中最嚴重的事故,為了避免因為電力中斷而引起事故的發(fā)生,就需要計算機對即時的電力系統(tǒng)進行采集分析,并反饋給系統(tǒng)對可能發(fā)生的故障進行排除或者報警,從而免除災(zāi)難的發(fā)生,智能電網(wǎng)正可以實現(xiàn)以上功能,保證電力安全可靠地運行。從開放市場角度分析,隨著市場的開放,靈活的輸配用電機制得到青睞。但中國的現(xiàn)階段的電力市場是由國家統(tǒng)一確定電價,用戶沒有得到主動權(quán)。而以后的用電機制將是電力的價格隨著電力的供求關(guān)系發(fā)生變化,用電高峰期的電價會上漲,如果用戶能根據(jù)實時的電價調(diào)整用電情況,將會節(jié)省開支和提高能源的利用率。這就要求電網(wǎng)更加智能化。

由此可見,中國傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)成智能電網(wǎng)是順應(yīng)發(fā)展的必然趨勢,智能電網(wǎng)技術(shù)在中國的應(yīng)用具有重大意義和前景。