王鵬

摘 要：智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)對整個電網(wǎng)的快速、高效、安全運行具有巨大的影響作用。因此，該文以智能電網(wǎng)為研究對象，以其建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)為研究目標。首先，對智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵和特點進行了簡單介紹；其次，重點對智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析和研究。研究發(fā)現(xiàn)：智能電網(wǎng)通信技術(shù)、先進的傳感與測量技術(shù)、先進的控制技術(shù)以及先進的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)對于智能電網(wǎng)的建設(shè)都起著關(guān)鍵性的作用，希望通過該研究能夠為我國電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展起到一定的促進作用。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 建設(shè) 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0033-02

作為人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚囊环N能源，電能不僅是支撐全國人民生活、學(xué)習(xí)以及工作所需要的能源，而且還對經(jīng)濟的發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。因此，在全球能源不斷衰減的背景下，智能電網(wǎng)得到了空前關(guān)注。另外，由于我國人口基數(shù)大，對電能的需求十分緊迫，所以當(dāng)前我國面臨的一項重大議題就是進一步提高電網(wǎng)的可靠性，而探究智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)就成為這一議題的重要環(huán)節(jié)。

1 智能電網(wǎng)概述

所謂智能電網(wǎng)，其指的利用先進技術(shù)實現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的完全自動化，使得電力系統(tǒng)的整體性能得到有效改善和提升，并且能夠有效保證電流從電廠到用戶端之間的雙向流動，此外通過該電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控每一個用戶和節(jié)點的目的。基于現(xiàn)代輸配電網(wǎng)，智能電網(wǎng)是在高速集成的雙向通信網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上來進行建立的，其在建設(shè)過程中主要應(yīng)用了計算機、傳感和測量、自動化控制、電網(wǎng)設(shè)備以及智能決策等技術(shù)。另外，智能電網(wǎng)利用實時全景信息技術(shù)對整個電網(wǎng)的運行情況進行了實時監(jiān)控，并實現(xiàn)了與用戶的良好互動，同時也加強了對災(zāi)變的防護能力，最終使得電網(wǎng)運行具備較高的可靠性、經(jīng)濟性、安全性以及高效性。

智能電網(wǎng)具有以下幾個特點：（1）智能電網(wǎng)具有自愈功能，其對電網(wǎng)安全可靠的運行具有直接影響，這同時也是它的一個顯著特征。所謂自愈功能，指的就是對于電網(wǎng)損害來說，智能電網(wǎng)能夠在不用人為或者少量人為干預(yù)的情況下，隔離那些存在問題的元器件，盡可能地減少其對電網(wǎng)正常運行的影響，并使電力網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常運行。另外，智能電網(wǎng)還不能夠通過連續(xù)評估自測，實現(xiàn)對電力元器件以及局部網(wǎng)絡(luò)的檢測和分析。（2）智能電網(wǎng)具有兼容特性，能夠接入可再生能源，例如，風(fēng)力發(fā)電以及太陽能發(fā)電等，能夠容納不同類型電源，適應(yīng)微電網(wǎng)和分布式發(fā)電的并網(wǎng)運行，滿足用戶個性化的用電需求。（3）智能電網(wǎng)具有交互特性，其將用戶作為電力系統(tǒng)的組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶設(shè)備和行為的高效互動，促進用戶發(fā)揮積極作用，最終獲得經(jīng)濟、社會等多方面的效益。（4）智能電網(wǎng)具有較強的協(xié)調(diào)性，其能夠與批發(fā)電力市場實現(xiàn)無縫銜接，從而能夠根據(jù)市場需求來調(diào)整電力系統(tǒng)的規(guī)劃，促進電力運行以及管理水平的提升，進而提高電力市場的競爭效率。（5）智能電網(wǎng)的高效性和優(yōu)質(zhì)性。應(yīng)用先進的信息和監(jiān)控技術(shù)，智能電網(wǎng)使得設(shè)備和資源的使用效率得以優(yōu)化，而整個電力網(wǎng)絡(luò)擴容和運行也隨之得到進一步優(yōu)化，最終實現(xiàn)運行維護成本的有效降低以及資產(chǎn)利用效率的提升。（6）智能電網(wǎng)的集成特性。智能電網(wǎng)采用統(tǒng)一的平臺和模型來進行管理和運轉(zhuǎn)，從而達到了管理上的標準化、規(guī)范化以及精細化。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 智能電網(wǎng)通信技術(shù)

作為建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，通信技術(shù)支撐著電網(wǎng)的通信系統(tǒng)，對整個電網(wǎng)的正常運行具有關(guān)鍵影響作用。智能電網(wǎng)如果失去通信技術(shù)，那么就無法直接獲取有效數(shù)據(jù)，從而無法保證電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。智能電網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用能夠促進電網(wǎng)更加廣泛地應(yīng)用到千家萬戶中去，并有利于構(gòu)建與用戶之間的動態(tài)的、實時信息的基礎(chǔ)設(shè)施。另外，智能電網(wǎng)通信技術(shù)采用高速、集成、兼容的開放式通信網(wǎng)架，能夠?qū)崟r信息進行動態(tài)響應(yīng)，從而為智能電網(wǎng)的控制中心、控制裝置等提供安全網(wǎng)絡(luò)平臺。總之，通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠有效提升電力資產(chǎn)的利用率以及供電的可靠性，從而確保電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)，進而促進其運行經(jīng)濟效益的提高。

2.2 先進的傳感與測量技術(shù)

在智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)設(shè)備在線檢測以及廣域測量系統(tǒng)都會應(yīng)用到先進的傳感與測量技術(shù)，因此該文將從這兩個部分對該技術(shù)進行分析。

2.2.1 電網(wǎng)設(shè)備的在線檢測

電氣量和非電氣量的監(jiān)測是電網(wǎng)設(shè)備在線檢測的兩個組成部分。首先，對于電氣量監(jiān)測來說，其主要是利用先進的傳感器對電網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)量進行有效監(jiān)測，如電流、電壓、功率以及功率因數(shù)等；其次，對于非電氣量監(jiān)測來說，其主要是通過先進的傳感器來實現(xiàn)對電氣設(shè)備中介質(zhì)的壓力、流量以及溫度等的實時監(jiān)測。以上兩個監(jiān)測部分都應(yīng)用了傳感與測量技術(shù)，通過對電網(wǎng)狀態(tài)量的監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)在線診斷電網(wǎng)設(shè)備的目的，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中出現(xiàn)的問題，并為其檢修和管理提供基礎(chǔ)信息。

2.2.2 廣域測量系統(tǒng)

廣域測量系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)電機功角和電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行動態(tài)的測量與計算，而應(yīng)用先進的傳感與測量技術(shù)，其能夠達到對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行快速監(jiān)測和分析的目的，并準確監(jiān)測出運行的安全性。當(dāng)監(jiān)測到風(fēng)險時，通過靈活分區(qū)、切機以及切負荷的方式，廣域測量系統(tǒng)能夠快速制止級聯(lián)跳閘，并集中監(jiān)視控制發(fā)展到分布協(xié)調(diào)控制，從而使得停電范圍大大縮小。

2.3 先進的控制技術(shù)

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，先進的控制技術(shù)主要應(yīng)用于對系統(tǒng)狀態(tài)的分析、診斷以及預(yù)測，便于及時采取措施來防止和減輕供電中斷情況的發(fā)生。另外，智能電網(wǎng)在以后控制技術(shù)上的應(yīng)用將引入專家系統(tǒng)，達到智能化、自動化的控制，而且能夠秒速實現(xiàn)決策和執(zhí)行，從而使得電網(wǎng)運行的效率以及可靠性得到大大提升。例如，引入分布式智能多代理技術(shù)，從而實現(xiàn)對用戶需求的及時響應(yīng)，并達到分散協(xié)調(diào)控制變電站和輸配電線路的目的。

2.4 先進的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)

作為智能電網(wǎng)建設(shè)的物理基礎(chǔ)，先進的電網(wǎng)一次設(shè)備技術(shù)在當(dāng)前主要包括超導(dǎo)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及再生能源發(fā)電和運行等技術(shù)。對于超導(dǎo)技術(shù)來說，其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)大容量低耗能輸電；對于電力電子技術(shù)來說，其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠大大增強輸配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可控性；對于再生能源發(fā)電和運行技術(shù)來說，其不僅能夠有效解決風(fēng)能、太陽能以及地?zé)崮艿刃履茉匆鸬陌l(fā)電頻率不穩(wěn)的問題，而且還能夠大大提升我國電網(wǎng)的供電量，并促進環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。另外，新型儲能設(shè)備技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用也是當(dāng)前我國智能電網(wǎng)建設(shè)中的研究熱點。

3 結(jié)語

世界人口的不斷增長以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展加大了對能源的需求，而能源供應(yīng)危機則成為全球所面臨的重要問題之一。在這種背景下，智能電網(wǎng)的建設(shè)備受國內(nèi)外關(guān)注，因為智能電網(wǎng)的建設(shè)不僅能夠優(yōu)化電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)，而且還能夠緩解能源不足的問題，因此，應(yīng)當(dāng)加大對智能電網(wǎng)的分析和研究。

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