智能电网关键技术分析及主要应用分析

夏 飞

（国网江苏省电力公司 信息通信分公司，江苏 南京 210024）

智能电网关键技术分析及主要应用分析

夏 飞

（国网江苏省电力公司 信息通信分公司，江苏 南京 210024）

在“互联网+”“工业4.0”的推动下，智能电网采用了大量新技术作为其关键技术，使其应用得到了进一步的发展。文章在列举了智能电网的关键技术后，详细介绍了目前智能电网的主要应用。

智能电网；关键技术；主要应用

“互联网+”“工业4.0”技术的发展，推动着智能电网、新能源技术的发展。文献[1-3]讨论了智能电网、能源网、互联网相互融合的模式和发展前景，文献[4]提出了建设全球能源互联网的设想。结合文献[5-6]对智能电网基本特征分析，可以发现无论何种发展模式，实质上都是以智能电网为核心的发展、融合思路。据此，本文首先列举了当前智能电网所采用的关键技术，然后着重分析了智能电网的主要应用。

1 智能电网关键技术分析

智能电网的概念自提出来以后，就存在多种定义，但总体上都是强调电网的智能化。这种智能化是建立在当代高速、稳定、智能的通信网络基础上的。如图1所示，应用先进的感知和测量技术、先进的电网部件、先进的控制方法以及智能的决策支持技术，实现电网从发电、输电、变电、配电、用电等各环节的智能、稳定、可靠、经济、安全、环境友好的目标。目前世界各国都很重视智能电网技术的研究与应用，相关智能电网技术也我国的电力行业不断得到应用，其中与电网控制系统相关的技术主要有：信息通信技术、感知和测量技术、电网控制技术。

图1 智能电网关键技术

国家电网公司自建的传输网络覆盖到了所有110（66）kV以上电压等级变电站，并正在逐步延伸至35 kV变电站；自2011年开始，国家电网公司逐步开始建设终端通信接入网，通过自建光缆传输网、电力线载波、230 MHz通信系统、电力无线虚拟专网、2G/3G/4G无线公网等多种通信方式，承载了调度、基建、运检、营销、物资等电力业务，并成立相应的信息通信专业公司从事相关工作。智能电网设计的具体信息通信技术包含：云计算技术、大数据技术、泛在网技术等。

国家电网公司近10年来不断致力于智能电网的建设，2008年年底启动了用电信息采集系统建设。虽然部分网省的电力公司自20世纪90年代末就开始了用电信息采集系统的建设，但是新的用电信息采集系统，根据当时全国用采系统建设现状和应用需求，深入研究了用采系统中有关主站、采集设备、安全防护、计量表计、网络协议、网络接口等技术，制定了包括主站、终端、计量表计、组网技术、通信协议的标准体系，确定了标准数据模型，形成了用采系统标准化设计方案，研制了安全接入平台，开展了试点和推广建设，国网江苏省电力公司仅2016年就使用采集终端接近200万个。具体感知和测量技术包括：互操作技术、双向计量技术、用电信息智能分析与数据挖掘技术、信息安全技术等。

国家电网公司多年来依照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则保障电力系统的安全稳定运行，但伴随智能电网、分布式电源、新能源发电、特高压交直流输电工程的投运，电网规模不断扩大、电网运行特性更加复杂、运行控制日益增加，同时信息安全、工控安全的重要性不断增加，为此国家电网公司等单位开展多项智能电网技术研发和应用。目前，国内的电网运行控制技术包括：全过程、多尺度、精细化仿真技术，在线实时仿真技术、大规模混合仿真技术、在线分析与控制技术、特高压系统电网构建及安全稳定控制技术、集中协调与分散自治运行控制技术等。

2 智能电网主要应用分析

2.1 智能电网终端交互技术

智能交互终端是电力公司为用电客户提供优质服务的平台，该平台首先采集用电客户的用电情况，然后将经过分析处理的数据提供给客户，以便客户实时掌握自身的用电情况。通过该平台，电力公司可以更方便地联络客户，为客户提供更个性化的服务，提升服务品质。该智能终端通过多种网络和信息化技术，实现人机交互和业务融合，例如借助该平台的用电信息采集系统，可以通过网站、微信、短信等方式向用户显示实时用电信息、用电方式、停电通知、告警信息、电价政策等内容。智能交互终端可以对用户用电设备进行不间断监测，发现客户受电装置隐患和不规范用电行为，并以“隐患整改通知书”等书面形式通知客户；同时客户也可以更加及时地掌握自身用电情况，调整用电行为，节省费用，提高用电体验。部分终端设备还具备可视化的功能，可在电力企业和用电客户之间进行视频沟通。

2.2 智能变电站

随着云计算、大数据、物联网等计算机技术在智能变电站的应用，在变电站内部使得数据信息得到统一处理，监控全站的运行情况，对站内设备进行在线监测，并辅助运行检修人员进行控制；在不同变电站之间、变电站与调度中心之间使得其互动能力得到提高，信息反映更加迅速、网络控制能力更强。

2.3 分布式新能源智能微网

随着近些年分布式新能源的大发展，国家电网公司不仅建设了特高压交直流线路用来传输光能、风能、水电等，还广泛地应用新能源智能微网来应对新能源发电量不稳定的问题。智能微电网应用的实时大数据监控技术，解决了光能、风能、水电等各类新能源并入电网的难题，能将风电、光伏发电、储能、智能电网等发用电部位结合在一起进行监控，实时保障电能质量和电力系统安全稳定运行。

2.4 智能用电信息采集系统

智能用电信息采集系统的智能采集终端能够对公用变压器、大用户变压器和低压居民用户的用电信息进行自动采集，并实时将采集数据上传至主站。主站系统对用电客户的电能量、负荷数据进行分析处理和计费，主站能够对智能采集终端的用户数据进行在线诊断。智能用电信息采集系统的主要特征如下：

（1）主站下发指令到采集终端，规定各类控制定值，实时监测用户用电情况；（2）智能采集终端根据指令执行本地功率闭环控制、本地电量闭环控制；（3）智能采集终端根据指令执行催费告警、主站遥控、保电、停电、控制解除等控制命令，引导用户合理有序用电；（4）智能采集终端间根据业务需要采用多种通信技术，可以多种速率的信息传输；（5）研发安全接入平台，实现采集终端与主站、电能表及终端之间数据的安全无缝传输。

3 电力机器人

电力机器人近些年来发展迅速，主要用于变电站内部的运检工作。随着计算机技术和图像识别技术的发展，电力机器人能够按照规定的路线巡视变电站内的各种设备，并且凭借机器人灵活的控制方式、不受天气因素影响等优点，电力机器人能够进一步提高智能变电站内的工作效率。同时伴随着机器人技术的发展，电力机器人的工作也将不限于巡检工作，今后将更多地承担起检修任务。

4 结语

随着信息技术、工业技术、新能源技术的进步，电网可能会出现与多种网络（如互联网、能源网）融合的趋势，智能电网只有结合多种新技术，不断推广关键应用，不断完善智能电网建设，提供安全、稳定、绿色的电力能源，才能不断推动经济和社会的发展。

[1]董朝阳，赵俊华，文福拴，等.从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J].电力系统自动化，2014（15）：1-11.

[2]王明俊.智能电网与智能能源网[J].电网技术，2010（10）：1-5.

[3] 李立浧，张勇军，陈泽兴，等.智能电网与能源网融合的模式及其发展前景[J].电力系统自动化，2016（11）：1-9.

[4]刘振亚.全球能源互联网[M].北京：中国电力出版社，2015.

[5]常康，薛峰，杨卫东，等.中国智能电网基本特征及其技术进展评述[J].电力系统自动化，2009（17）：10-15.

[6]刘炬，周璇.智能diagram安全性分析与对策[J].山东工业技术，2016（12）：156.

Analysis of key technology of smart grid and main application

Xia Fei
（Information and Communications Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Company, Nanjing 210024, China）

In the“Internet +”,“4 industry”promotion, smart grid uses a large number of new technologies as its key technology, so itsapplication has been further developed. After illustrating the key technology of smart grid, this paper makes a detail introduction to the main application of smart grid.

smart grid; key technology; main application

夏飞（1981— ），男，江苏句容，本科，工程师；研究方向：网络通信。