智能电网应用技术研究

朱岩 任晓峰

摘要：智能电网具有安全水平高、稳定性能好、配置效率高、适应能力强、互动性能好、综合效益优等特点。阐述智能电网的基本概念、主要优势及发展前景，详细介绍智能电网建设的核心技术内容，以期为加快智能电网建设步伐提供技术支持。

关键词：智能电网；特点；核心技术；应用；发展

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）02-0062-02

电网作为关系国计民生的重要基础设施，在保障能源安全、促进节能减排、拉动经济增长、带动产业升级中发挥着非常重要的作用。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜期，经济社会快速发展对电网的资源优化配置能力和智能化水平提出了更高的要求，给电网安全稳定运行带来了巨大挑战。加快建设安全水平更高、稳定性能更好、配置效率更高、适应能力更强、互动性能更好、综合效益更优的智能电网，是着力转变电力发展方式、实现电力工业科学发展的必由之路，对于电力企业积极深化“两个转变”，着力建设“一强三优”的现代公司具有重大而深远的意义。

1 智能电网的基本概念及主要特点

智能电网是以集成的、高速双向通信网络为基础，广泛使用先进的传感和测量技术，通过先进的控制方法和决策支持系统技术，使电网能够实现可靠、安全、经济、高效运行。与传统的电网相比，智能电网的先进性和优势主要体现在以下方面。

1.1 稳定性和适应性强

智能电网具有更加完善的基础体系和更加先进的技术支撑体系，当受到各类外部干扰和攻击时，能够有效地进行自我保护，确保电网的安全稳定运行。传统电网在接入清洁能源或可再生能源时受到限制和要求较多，而智能电网完全不受任何限制，可以大量接入。

1.2 预见性和自愈性强

在智能电网建设中，广泛应用信息技术、传感器技术和自动控制技术，可以对整个电网进行全方位的监控，及时发现和排除故障隐患。当某一线路和设备发生故障时，智能电网可以通过自动控制系统及时隔离故障，有效避免故障影响范围进一步扩大，造成大面积停电。

1.3 操控性和经济性强

智能电网广泛应用了网厂协调、柔性交直流输电、电力储能、智能调度、配电自动化、通信信息、现代管理等技术，一方面使控制系统对电网各个环节的控制更加灵活、有效，另一方面使电力设备的使用效率大大提高，从而降低电能损耗，使电网运行更加经济。

1.4 集成性和互动性强

智能电网通过对信息进行高度集成、共享和利用，在操控终端可以掌握电网的运营状态，使运行管理更加系统和智能化。通过建立双向互动服务模式，一方面电力企业可以及时了解用户需求，并为其提供更好的服务，另一方面用户可以及时了解电网运行的相关信息，合理使用电器和设备。

2 智能电网的发展前景

当前智能电网建设是我国能源领域改革的重要内容，太阳能、风能等新型能源的快速发展为智能电网建设提供了良好契机，科学技术水平的不断提高为智能电网建设奠定了坚实基础。智能电网的优越性已得到世界各国的普遍共识，越来越多的国家和地区都根据自身实际，充分借鉴发达国家先进经验，积极应用先进科学技术手段，大力发展智能电网。

目前，我国经济社会快速发展，电能使用越来越广泛，电量消耗越来越多，对电能质量要求越来越高，而我国的电力能源分布与电能使用分布呈逆向状态，因此，必须建设先进的智能电网才能满足人们日益增长的用电要求。智能电网建设要以提高电网资源配置能力、安全水平、运行效率以及电网与用户的互动性为主要目标，着力加强智能电网基础设施建设，切实抓好重点领域项目攻关，研究开发调度技术支持系统、用电信息采集系统等技术手段，广泛应用各种新技术、新方法，有效提高电网智能化水平。根据国家电网相关发展规划，我国预计到2020年将建成统一的较高水平的智能电网。

3 智能电网建设的核心技术

3.1 网络拓扑技术

灵活、坚强的电网结构是智能电网建设的基础。由于我国的能源供给地区和能源需求地区在空间分布上非常不平衡，为了满足经济发展对电能的需求，必须通过建设大规模、远距离的输电线路完成电能输送。采用特高压输电，一方面可以提升输送容量，另一方面可以降低电能损耗，是当前世界上广泛使用的电能输送方式。特高压线路如何布局、积极电网如何规划、电网之间如何进行衔接、系统间如何协调发展等问题需要进一步研究解决。

3.2 通信系统集成技术

智能电网必须能够识别故障先期征兆、预判故障发生、及时处理故障、抵抗干扰信号，所以，智能电网需要具备可靠的监视及系统分析能力。同时，智能电网只有不断地进行整合与集成，才能为电网规划建设运行提供信息服务。在智能电网建设过程中，要求建立完善的通信网络体系，运用系统集成技术，有效保障电网安全稳定运行。

3.3 电力电子设备

智能电网在发电、输电、变电、配电等环节广泛应用先进的电力电子技术。当前，电力系统普遍采用的电子设备装置包括DSP全数字控制技术、全控型大功率电力电子器件及高性能的大功率变流器等。

3.4 高级计量体系及需求侧管理

为了确保供电和用电之间的平衡，智能电网必须全面了解用电客户的用电情况和规律，从而进行规划。可以通过通信系统把智能电表连接起来，组成一个完整的计量系统，计量系统可以通过远程监测、用户侧管理及分时电价管理，全面了解和掌握用户用电情况。

3.5 分布式能源接入技术

分布式能源分为两种，一种是分布式发电，另一种是分布式储能，在国外发达国家应用较为普遍。分布式发电技术包括7个方面内容：一是微型燃气轮机技术，二是燃料电池技术，三是地热发电技术，四是风力发电技术，五是太阳能光伏发电技术，六是海洋能发电技术，七是地热发电技术。分布式储能装置包括3个方面内容：一是蓄电池，二是飞轮，三是超导储能。近年来，风能和太阳能电厂发展很快，接入电网的电量逐年增长，由于风能和太阳能波动性和间歇性较大，很大程度影响电网的稳定供电，所以对电网的动态模型及计算速度要求很高。

3.6 智能调度技术

作为未来智能电网的发展方向，智能调度技术是对传统调度控制中心的各项功能进行升级和扩展。通过建立一个广域同步信息网络保护系统，协调电力系统稳定控制、保护控制、解列控制、紧急控制和恢复控制等综合防御体系。为了预防电网因局部故障不及时排除而导致大面积停电的现象，智能调度可以充分发挥自身优势，通过进行实时决策指挥，及时排除局部故障。智能调度包含的关键技术包括8个方面内容：一是系统快速仿真与模拟技术，二是调度决策可视化技术，三是预防控制技术，四是智能预警技术，五是优化调度技术，六是智能预警技术，七是应急指挥系统，八是配电自动化技术。

4 结语

加快智能电网建设步伐，可以有效优化电力资源配置，使越来越多的风能、太阳能等可再生资源转化为电能接入电网，对于提高资源利用效率、电能质量、供电稳定性等具有重要意义。在智能电网建设过程中，不仅要考虑解决当前实际问题，也要充分考虑发展前景问题，这样才能建设好坚强的智能电网。

参考文献

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