智能电网关键技术的研究

沈芳

(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410012)

智能电网关键技术的研究

沈芳

(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙 410012)

在对智能电网进行构建的过程中,智能电网中的关键技术是其基础。本文对智能电网的概念进行了介绍,同时也详细的阐述了智能电网中各个环节的关键技术,通过对各项关键技术应用的相关情况进行分析,进而实现更好的进行应用的目的。

智能电网 关键技术 研究

1 智能电网的含义

智能电网的基础是物理电网，它是把先进的通信技术、控制技术、信息技术、传感测量技术和计算机技术和物理电网高度的进行集成从而形成新型的电网，这样才可以满足用户对于电力的要求以及环保约束和优化资源配置的要求，保证供应电力过程中的经济性和可靠性，从而适应电力市场化的发展。其主要特征有：一是可靠性，对电力供应的安全性和可靠性进行提高；二是经济性，通过有效的对能源进行管理来对电网的经济效益进行提高；三是灵活性，对用户的多样化需求进行满足；四是易接入性，确保所有的用户都可以接入电网。

2 智能电网的现状

2.1 在结构体制方面

用电、配电、变电和输电都是国家电网公司的业务范围，在统一标准、统一规划和快速推进等方面都明显的存在着体制优势。

2.2 在运行控制大电网方面

我国具备深厚的运行技术的积累和统一调度的体制优势，调度技术装备的水平在国际上是一流的，自主研发的继电保护装置和调度自动化系统、在线稳定安全分析的技术以及广域相量测量的技术等在世界上都是居于领先地位的。

2.3 在电网网架方面

当下，我国的电网网架结构在不断地加强和完善，也成功的建立了特高压交流实验的示范工程并稳定的运行，全面的对特高压输变电的核心技术进行掌握，全面的对后续的交直流特高压的工程进行推进，为坚强电网的快速发展奠定坚实的基础。

2.4 在分散式储能和大规模的可再生能源并网方面

深入的对并网控制和光伏发电监控等关键技术开展了研究，对风电接入电网的仿真分析平台进行了建立，对风电场接入电力的技术规定等有关标准进行了制定，也对电化学储能等课题开展了基础性的研究。

3 智能电网中的关键技术

3.1 分布式电源

对智能电网中的互联标准进行改进，会更容易地接入各种储能系统和发电系统。在全部的电压等级上，不同容量的各种储能系统和分布式发电系统都可以进行互联。

3.2 可变频变压器——VFT

实际上，VFT是一个移相变压器而且还是可连续调节的，它的核心部件是旋转变压装置，其具有转子绕组和三相定子，在运行时，转子侧和一个电网相连接，定子侧和另一个电网相连接，VFT具有控制潮流和交换能力的能力，它是电网智能设备的一种。

3.3 微网

微网是一种配电子系统，它接有分布式的电源，它还是一个提前设计好的孤岛，在主网脱离后也可以进行正常的独立运行，维持给所有或者部分的重要用电设备供电。主电网和微电网可以灵活地断开、连接，不仅可以和大电网实现联网运行，当主电网出现故障时也可以单独地运行。

3.4 自愈电网

智能电网中最重要的特征就是自愈，自愈电网通过连续不断地对自我进行在线评估来对电网可能发生的问题进行预测，找出正在发展的或者已经存在的问题，并立即进行纠正和控制。它保证了电网的效率、可靠性、安全性以及电能质量。

4 智能电网中的重要环节应用关键技术的情状

4.1 发电环节

目前，为了使机网可以协调的发展，已经深入的对电网接纳能力、电网安全稳定、发电出力预测以及控制大规模的可再生能源发电的运行等关键技术进行了研究。对并网的技术标准进行了制定，对风电功率示范预测的系统进行了开发研究，对风电接入电网的仿真分析平台进行了建立。当下，我国的调速、发电机励磁等设备都已经实现了自动化、数字化，在控制风电等新能源发电的运行的技术方面已经取得了进步。

4.2 输电环节

对全套的特高压交流设备进行了研制，其代表了世界最高的水平，也已经成功地投运了特高压试验的示范工程。对在线监测、检修输电线路的状态等重大技术进行了研究，对线路安全运行的水平进行了提升；积极的应用大截面钢管塔、导线等新材料、新工艺和新技术；部分的交流输电技术已经达到了国际领先的水平，在500kV以及以下的电压等级的输电系统中，对静止无功补偿器、可控串补等进行了示范应用，也广泛的对传统直流技术进行了应用。

4.3 变电环节

在变电站自动化的领域中，我国已经处于国际的先进水平，变电站自动化的系统以及设备是具备自主知识产权的，它们也都已经完全达成了国产化。对于新建站来说，它们都采取了变电站综合的自动化系统，许多的老站通过技改也实现了变电站的综合自动化。

4.4 配电环节

不仅要对坚强电网的建设进行加强，也要对城乡电网统筹的进行发展，这样既可以对建设和改造城市和地、县级的配电网的步伐进行加快，也可以逐渐的对供电“瓶颈”进行消除，不断的对供电能力以及供电可靠性进行提升。初步的对馈线自动化技术和配电自动化进行了应用，逐步的提高了配网的自动化水平。

4.5 调度环节

我国的调度系统装备的总体技术已经处于国际的先进水平，在在线稳定分析、电网自动电压的控制、电力二次系统的安全防护以及广域相量测量的系统等方面有着明显的技术优势以及深厚的积累。自主研发的广域相量测量的系统以及能量管理系统以及得到了广泛的应用。

眼下，对于节能发电调度的关键技术、支持调度技术系统的研发以及数字化电网的关键技术等方面已经取得了大量的研究成果，为建设和调度智能电网的工作奠定坚实的基础。

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