摘 要：當前民眾對于環(huán)境污染議題的重視，導致了新能源行業(yè)的不斷探索發(fā)展，也要求傳統(tǒng)電力系統(tǒng)應不斷融入信息化技術，以確保綠色可持續(xù)能源發(fā)展的實現(xiàn)。在這種背景下，智能電網(wǎng)作為最前端的信息技術應用，目前已經(jīng)得到了廣泛的關注。本文首先探討了新能源與智能電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，進而分析了智能電網(wǎng)系統(tǒng)的基本構成，以及智能電網(wǎng)系統(tǒng)與云端技術的融合兩大內(nèi)容，最后進行了相關的總結。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；信息化；技術；應用；智能電網(wǎng)

中圖分類號：TM73

1 新能源與智能電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展

截至目前為止，各國電力公司為降低再生能源發(fā)電并網(wǎng)造成的影響，通常采取的應對措施包括：以不超過10%為原則，限制其并網(wǎng)的電能數(shù)量；制定再生能源發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)技術要點，借助相關設備間保護協(xié)調(diào)規(guī)劃、設計、安裝、運轉規(guī)范，確保電力系統(tǒng)供電品質；要求并網(wǎng)者提供個案電力系統(tǒng)沖擊分析等。近年來倍受各國注目的智能電網(wǎng)，用來解決分散型電源加入電力系統(tǒng)的障礙。因為網(wǎng)絡中整合了新的ICT技術、電力電子技術、儲能技術、升級的自動化電力系統(tǒng)技術、微電網(wǎng)和互操作性技術，以及電壓和回應性電力控制技術等，使智能電網(wǎng)具備多項功能。包括：具有自我修復功能，進而提升系統(tǒng)可靠性；將各種電能和儲能技術整合在一起，確保供電穩(wěn)定；用戶端能清楚掌握用電狀況并自我控管，而供電端能落實按時供電的供電經(jīng)營模式，有助于電力公司進行需求面用電管理；能降低輸配電成本，也即產(chǎn)能和電網(wǎng)容量擴充的投資成本降到最低，促使電力系統(tǒng)資產(chǎn)運用最佳化、有效化；容許大量再生能源電能匯入系統(tǒng)，達到碳排放減量目標。由于智能電網(wǎng)功能的多樣性、有效性，目前成為各國積極發(fā)展的對象，也是電力系統(tǒng)信息化技術的最前端應用。

2 智能電網(wǎng)系統(tǒng)的基本構成

一是在服務模式方面，除電力供應者可運用用戶端管理機制，提供更多樣化的服務外；網(wǎng)絡服務者也可與電力供應者合作，利用電力通訊網(wǎng)絡平臺，提供能源管理、遠端控制、安全監(jiān)控等創(chuàng)新服務。

二是在能源管理軟件方面，主要是提供使用者一個操作介面、或是入口網(wǎng)站，提供使用者一個可以監(jiān)測、控制與管理各設備的能源使用狀況的一平臺。

三是在能源管理硬件設備方面，主要為生產(chǎn)用戶端能源管理系統(tǒng)所需的硬件裝置，包括各式感測器、顯示器、電表讀取器、信號發(fā)射器、信號中繼器、能源監(jiān)測與整流器、以及可變成通訊恒溫器等；在智能電表方面，智能電表為先進讀表基礎建設的一部分，廠商主要為研發(fā)、生產(chǎn)智能電表，將其取代傳統(tǒng)電表。

四是在智能家電方面，主要是提供具連網(wǎng)型的家電產(chǎn)品，使用者可通過智能家電達到家庭能源管理自動化，以及通過智能家電，例如智能型電視機、智能冰箱等，操作家庭能源管理系統(tǒng)；在網(wǎng)絡傳輸方面，主要是提供能源管理系統(tǒng)與智能電表、智能電表與智能家電等的信息傳遞的功能，目前主要被用于能源管理系統(tǒng)的相關區(qū)域網(wǎng)絡包括無線區(qū)域網(wǎng)絡中的Zigbee、Z-Wave，以及電力線網(wǎng)絡的Lonworks、Insteon等；再生能源方面，主要為安裝在住宅中，可將太陽能轉為電力，或是將風能轉換為電力等的再生能源系統(tǒng)，其所生產(chǎn)的電力，可通過能源管理系統(tǒng)，進行電力的使用與賣出的行為。

3 智能電網(wǎng)系統(tǒng)與云端技術的融合

智能電網(wǎng)與云端運算是兩個目前最熱門的議題且兩者其實有密不可分的關系。連結兩者的主要門檻在于兩邊的人員的基本技術素養(yǎng)差異很大；電網(wǎng)的主要技術領域是電力系統(tǒng)，而云端的主要技術領域是資訊與通訊，但他們彼此可以互為服務提供者與架構提供者的關系。

以智能電網(wǎng)為架構，云端運算為服務的觀點來看：智能電網(wǎng)的節(jié)點將會反饋海量的資料并需要高速的運算平臺提供服務，而云端運算平臺是非常合適的服務提供者。以云端運算為架構，智能電網(wǎng)為服務的觀點來看：根據(jù)國內(nèi)能源大用戶各類建筑電力消費量（EUI）統(tǒng)計分析，其中以電信機房、網(wǎng)絡機房為前兩名。其實從資通訊科技技術觀點來看，兩者是相同的設備，只是進行不同服務而已；也就是說，機房的耗電是低壓用戶里的最大宗。兩者相加會是低壓用戶一個非常大的比例。因此，機房的能源成本會是云端運算的最大開銷；而智能電網(wǎng)的資訊將有效協(xié)助機房進進行需量的管理。

智能電表可謂是智能電網(wǎng)發(fā)展的首要步驟，將云端運算科技概念導入可自動回報與調(diào)節(jié)的智能電表成為一創(chuàng)新應用的互相結合。但由于我國建筑物樣式復雜，除了高低樓參差于城鎮(zhèn)中，還有頂樓加蓋及隔間重置過度的問題，因此想要建構高效率的智能電網(wǎng)，需要穩(wěn)定且可靠的網(wǎng)絡基礎架構。通過電力公司所設置的“云”，電表將可通過網(wǎng)絡直接讀取主機端的設定資料，取代原先將資料預置機器中的做法。電力公司必須提前將下一年度的時間電價費率以人工方式置入電表中；若遇到假日定義臨時變動，電力公司應當出動大批人力進行替換。通過遠端操控，便可減少人力耗費、使電價調(diào)節(jié)更加靈活彈性。

面對智能電網(wǎng)與云端運算的交換，打造系統(tǒng)不相容的專屬網(wǎng)絡并不代表安全性絕對足夠，智能電表的技術對我國電子行業(yè)而言并非難事，但在跨電力領域的過程中，開發(fā)重點應加強密鑰交換，防開蓋、竊盜、環(huán)境耐受度等功能。

4 結束語

智能電網(wǎng)是利用數(shù)字化高科技，建構具備雙向通訊能力的創(chuàng)新性電網(wǎng)，其功能尚在探索與進化中，因此未有一定的定義。從當前各國發(fā)展經(jīng)驗中，可以發(fā)現(xiàn)各國電力系統(tǒng)面臨的課題互不相同，推展智能電網(wǎng)的動機與目的也因此不讓相同，可見各國都依據(jù)自身需求量身打造。為能擴大再生能源利用，并應對其并網(wǎng)需要，是建構智能電網(wǎng)的目的之一，典型的案例為歐盟和日本的實踐。

智能電網(wǎng)的構想不但因國別或使用目的的不同而異，即使在同一國內(nèi)也會因團體的不同而有明顯差別。參考各國推動經(jīng)驗，在程序上從先進讀表基礎建設著手并無可厚非，但這只是起點并非終點；其次，定點試驗不應局限于“智能、電網(wǎng)與先進讀表主軸專案計劃”，而是可以多管齊下，也即不同研究領域的各負責機構可同時進行所負責研究項目的基礎設施試驗。尤其在示范實驗之前，建議參考日本作法，先對相關研究單位與企業(yè)等不同實體，以及電網(wǎng)使用者和電力消費者等各地區(qū)的各類人員進行問卷調(diào)查，廣泛收集各界意見，以厘清國內(nèi)構建置智能電網(wǎng)的目的或先后順序，作為示范運行架構的參考資料。

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作者簡介：馮金香（1975.04-），女，福州，福州大學，專科。研究方向：變電運行。

作者單位：國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福州 350000