張文嘉，羅冠姍，郭 斌，沈桐洲

（廣州供電局有限公司計量中心，廣東 廣州 510000）

智能電網(wǎng)的發(fā)展受到現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)與分布形式、電網(wǎng)發(fā)展水平、電價管理機制、電力工業(yè)管理模式等諸多因素的影響，各國發(fā)展模式及其關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用也有所不同。為了更好地理解智能電網(wǎng)發(fā)展軌跡和未來走向，本文對此進行了分析。

1 智能電網(wǎng)的特征與發(fā)展模式

1.1 智能電網(wǎng)的特征

盡管不同國家對智能電網(wǎng)有不同的理解，但都認同其可觀測、可控制、自愈性、互動性、經(jīng)濟高效、安全可靠、兼容性等特征?？捎^測意味著對電網(wǎng)內(nèi)相連的各種電源、設(shè)備等能夠準確感知；可控制表明智能電網(wǎng)對電網(wǎng)內(nèi)不確定因素能夠有效控制；自愈性是說智能電網(wǎng)探知故障或隱患時，具有自動隔離故障和自我恢復(fù)的能力；互動性表明智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)人機互動，以智能化技術(shù)滿足用戶不同的供電需求；經(jīng)濟高效反映了智能電網(wǎng)在適應(yīng)市場機制方面具有獨到優(yōu)勢，通過實行浮動電價理性投入市場競爭。

1.2 智能電網(wǎng)的發(fā)展模式

前已述及，智能電網(wǎng)發(fā)展模式受到各國能源結(jié)構(gòu)、電力需求、管理模式等因素的影響，被烙上各國鮮明的印記。例如，歐美國家有較完善的監(jiān)管與市場機制，終端電價早已放開，居民用電占比達到30%，能源結(jié)構(gòu)分布合理，新能源主要以分布式電源接入，電力市場成熟，需求增長緩慢，電網(wǎng)所有權(quán)與管理權(quán)分散等。這些特點決定了歐美國家智能電網(wǎng)發(fā)展模式側(cè)重配用電側(cè)，并兼顧輸電技術(shù)的可控性。在配用電側(cè)，利用高級計量架構(gòu)（AMI）技術(shù)及相應(yīng)的市場機制，集成用戶側(cè)分布式能源、電動汽車、智能用電等設(shè)備，提高配用電側(cè)的智能化水平。與之相比，我國發(fā)展智能電網(wǎng)的條件有明顯不同，電力市場化改革方興未艾，終端電價尚未放開，居民用電占比不到15%，能源與負荷分布極不均衡；電力需求增長較快，而且我國電網(wǎng)所有權(quán)與管理權(quán)集中，適于統(tǒng)一規(guī)劃。前些年，我國智能電網(wǎng)建設(shè)主要集中在輸變電側(cè)，建成了一批特高壓輸電線路、智能變電站、換流站，新能源主要是集中引入，配用電側(cè)相對歐美國家滯后較多。當然，配網(wǎng)智能化建設(shè)近年來也在抓緊部署，包括用電側(cè)的電動汽車、智能小區(qū)等也有涉及，但遠未形成規(guī)?；?。

2 智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 特高壓輸電技術(shù)

特高壓輸電是指交流1 000 kV、直流±800 kV及以上電壓等級的輸電工程及技術(shù)。從2009年晉東南-南陽-荊門特高壓交流輸電線路投入運營以來，我國已建成十幾條特高壓輸電線路，在建的昌吉-古泉±1 100 kV特高壓直流輸電工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大的特高壓輸電工程，不僅如此，還走出了國門，承建了巴西美麗山±800 kV特高壓直流輸電工程，表明我國在特高壓輸電領(lǐng)域已居世界領(lǐng)先地位。另外，柔性特高壓輸電技術(shù)也得到應(yīng)用。

2.2 智能變電站技術(shù)

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要節(jié)點，關(guān)鍵特征是基于IEC 61850標準（即我國電力行業(yè)標準DL/T 860）。根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T 30155—2013），智能變電站采用了智能高壓設(shè)備（比如智能電力變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備等）、電子式互感器、適應(yīng)新能源接入的繼電保護與安全自動裝置等，應(yīng)具有高運行可靠性與長期運行的經(jīng)濟性，并應(yīng)易擴展、易升級、易改造、易維護。由于歐洲國家新建變電站較少，智能變電站的重點在于運行維護的高效性與良好的商業(yè)利益，我國以滿足電力需求增長為出發(fā)點，主要在新建變電站中落實智能變電站理念，以保障電網(wǎng)運行的安全性與可靠性[2]。目前，我國已建成超過1 000座智能變電站，雖然驗證了一批新技術(shù)與新設(shè)備，但也暴露了一些技術(shù)缺陷，比如電子式互感器穩(wěn)定性差、自動化檢測調(diào)試能力不足、缺乏有效的運行維護工具等，需要今后改進和完善。

2.3 智能配電技術(shù)

配電系統(tǒng)因為與用戶聯(lián)系最緊密，所以在智能電網(wǎng)中的作用非常重要。傳統(tǒng)電網(wǎng)比較單一，配電網(wǎng)中不存在電源，但在智能配電網(wǎng)中，會接入太陽能、小型風(fēng)能、小型水能、生物質(zhì)能、天然氣等分布式電源，以及接入電動汽車、柔性負荷等，這對配電技術(shù)提出了新的要求，概括起來包含10大關(guān)鍵技術(shù)[3]：①智能配電系統(tǒng)的不確定性建模技術(shù)；②智能配電系統(tǒng)的態(tài)勢感知技術(shù)；③智能配電系統(tǒng)快速分析與仿真技術(shù)；④智能配電系統(tǒng)分布式能源、電動汽車和負荷接納能力評估與提高技術(shù)；⑤智能配電系統(tǒng)中的儲能價值分析與應(yīng)用技術(shù)；⑥智能配電系統(tǒng)風(fēng)險評估與安全預(yù)警技術(shù)；⑦智能配電系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；⑧智能配電系統(tǒng)新型保護理論與技術(shù)；⑨智能配電系統(tǒng)智能控制技術(shù)；⑩智能配電系統(tǒng)與用戶互動技術(shù)。其中，前2項技術(shù)著重數(shù)據(jù)獲取，第3～6項技術(shù)用于數(shù)據(jù)分析，后面4項技術(shù)意在數(shù)據(jù)應(yīng)用。

2.4 智能用電技術(shù)

智能電網(wǎng)的終極目標體現(xiàn)在用電上，所以引導(dǎo)用戶側(cè)優(yōu)化用電、柔性用電也是非常重要的。智能用電體現(xiàn)在滿足用戶多元化需求、支持新能源接入2個層面，是促進可再生能源消納的重要接口。智能用電的關(guān)鍵技術(shù)包括用于智能量測的信息互動技術(shù)、滿足分布式電源即插即用的智能微網(wǎng)技術(shù)、基于智能需求側(cè)管理的用能互動技術(shù)3個方面。目前，我國已經(jīng)開始了智能用電技術(shù)應(yīng)用試點，但要大規(guī)模推廣，還有賴政策扶持和電改的不斷深入。

3 結(jié)束語

“智能電網(wǎng)”是一個動態(tài)概念，隨著技術(shù)的發(fā)展、觀念的更新、政策的調(diào)整，將會被賦予不同的內(nèi)涵。就目前而言，智能電網(wǎng)有外延擴大趨勢，通過與水、油、氣融合為智能能源網(wǎng)，同時物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)也將在智能電網(wǎng)中得到應(yīng)用，伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，智能電網(wǎng)發(fā)展前景向好。

［1］張東霞，姚良忠，馬文媛.中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略［J］.中國電機工程學(xué)報，2013，33（31）：1-14.

［2］樊陳，倪益民，申洪，等.中歐智能變電站發(fā)展的對比分析［J］.電力系統(tǒng)自動化，2015，39（16）：1-7，15.

［3］王守相，葛磊蛟，王凱.智能配電系統(tǒng)的內(nèi)涵及其關(guān)鍵技術(shù)［J］.電力自動化設(shè)備，2016，36（6）：1-6.