智能电网技术体系分析及其发展趋势研究
发表时间：2018-07-13T10:50:20.710Z 来源：《基层建设》2018年第14期作者：徐延波肖喜鹏高芳刘长锋[导读] 摘要：智能电网的建设是一项非常复杂的系统工程，当前已有的电网技术无法满足智能电网的建设需求，亟需建立一个系统、完善的智能电网技术体系，以为智能电网的建设工作提供有力的支撑。
国网日照供电公司山东省日照市 276826 摘要：智能电网的建设是一项非常复杂的系统工程，当前已有的电网技术无法满足智能电网的建设需求，亟需建立一个系统、完善的智能电网技术体系，以为智能电网的建设工作提供有力的支撑。本文对智能电网技术体系进行了探讨，希望对相关工作能够有所借鉴。
关键词：智能电网技术体系；现状；发展趋势 1智能电网技术体系的优势以及其发展意义分析通过将智能电网与普通的电网进行对比，智能电网的优势非常明显，也正是如此，使得智能电网更加受到重视和广泛的运用，以下就是智能电网的优势体现：
首先，对于智能电网的故障处理中要优越于普通电网的能力。智能电网优越其自身具有自动控制技术、传感技术以及网络技术等支持，能够有效的保障电网在实际运行当中一直保持可控的状态，进而通过这样的形式来对其中存在的问题进行有效的处理和解决，在借助自动化控制技术还能开展相应范围内的自动化调整工作，合理的控制故障问题，防止故障问题给电网带来不可挽回的损失等。
其次，智能电网能够抵御在网络环境出现的干扰问题，并及时有效的对其进行处理，从而保障电网能够安全运行。其主要就是由于智能电网是通过多种优秀的、先进的技术组成，而对于这些先进技术来说，是能够对网络方面的攻击进行预防的，并且在其中有些技术也能够对相应问题进行合理的处理，从而对自身环境进行有效保护。最后，借助不同的形式调度和电能储存转换方式，有效的增强电网运行控制的灵活性和效益性等。对转现代化信息技术的稳定发展，自动化技术水平也在快速的发展当中，这为电力行业的发展提供了非常有利的基础，并且对于今后的发展也会向信息化技术与自动化技术方向不断发展。
对于当前我国社会不断进步与发展当中，人们促进提升对电能的需求量，所以对于发展智能电网是非常重要的工作内容。以下就是当前环境下发展并研究智能电网的重要性以及意义：首先，可以更好的对资源配置进行优化，让清洁能源获得更加合理有效的运用。其次，更好的提升能源的利用率，实现节约能源以及降低污染气体排放量的工作。最后，能够为广大用户通过高质量、安全性的电力能源。 2智能电网技术体系的特点智能电网与传统电网相比，其主要具有下列优势：第一，自治与自愈能力。智能电网具有连续的实时在线分析评估能力，可及时对薄弱环节进行评估，且预警能力较强，预防控制能力也较强。可自动诊断自身故障，进行必要的故障隔离并可有针对性的实施系统自我恢复，智能电网的自我稳定运行能力超强。
第二，防御能力。该种能力主要指电网对外部破坏的实际抵触能力。也就是当电网出现大扰动以及发生一些轻微故障时，电网扔能继续给用户提供电能，不至造成大面积停电故障的能力，同时还应包括可有效防御病毒攻击，确保计算机信息安全的能力。
第三，兼容性。兼容性主要指电网应能对各种类型的电力设备进行开放性的兼容。具体应包括可顺利兼容相关一次设备以及二次设备，并能有效支持可再生能源的科学、合理接入，不断改进与完善需求侧管理，同时应能与用户进行必要的交互与互动，让用户多样化的电力需求得到满足。
第四，经济高效。智能电网应能逐步优化资源配置，有效提升设备实际利用率，显著降低电网损耗。应能及时调度各区域间的电能，有效平衡电力供应缺口，并可采用浮动电价，让各用户都能承受相关电价，实现电力系统的整体优化。
第五，集成。智能电网应有统一的平台与相关模型，让电力系统实现标准化、规范化，且应能让整个电网信息实现共享以及高度集成。第六，与用户友好互动。智能电网一方面应能为用户提供最优质的电能，来满足用户需求，另一方面还应具备与用户智能互动的功能，让供电部门与电力用户实现无缝连接。 3智能电网的关键技术
3.1能源转换技术
随着风电、太阳能发电等技术的广泛应用，未来电网是朝着大规模的能源转换以及并网的方向发展，而这就对能源转换技术提出了较高的要求。就目前来说，我国智能电网建设中所采用的能源转换技术主要集中在可再生能源方面，与欧美国家相比还有不小的差距，而这还需要我们对相关技术做进一步的研究和开发。
3.2先进的传感与测量技术
电力交互系统要想具备依据相关征兆来预测电网故障以及实时响应扰动的能力，必须在电力通信网络中装设大量传感器，以组建一传感器网络。
首先，智能仪表测量构架（AMI）先进新技术的在智能仪表中的应用，使得智能仪表除具有必要的测量功能外，还具有了可提供供求状态以及实时电价等功能。这样在实际生产中可通过对用户侧进行科学、合理的用电管理，来达到削峰填谷，让系统的发电与输电实现最佳匹配，充分提高资产实际利用率。其次，广域测量系统借助此系统可对电力系统的发电机功角以及其具体运行状态相量进行动态测量与计算，对系统实际运行状态进行及时分析，以鉴别系统运行的安全性情况。
3.3智能电网终端交互技术
为了方便客户实时了解自己的用电情况，电力公司为客户提供智能交互终端，该平台首先把用电客户的用电情况收集完成，然后经过分析处理提供给客户。通过智能交互终端这个平台电力公司可以更方便快捷的把各种情况反应给客户，提升了服务的质量。这种智能终端是通过各种信息化技术和网络的结合实现的人机交互和业务的融合，例如客户可以通过该平台的用电信息采集系统，通过短信、微信、网站等方式来了解自己的实时用电信息，警告信息，停电通知，用电方式，电价政策等内容。智能交互终端还可以实时监测用户的用电设备，能及时发现客户的受电设备的安全隐患，可以通过隐患整改通知书的书面形式通知客户，客户可以通过所了解的情况来调整用电行为，节省用电，提高用电体验。还有的智能交互终端设备具有可视化功能，可以跟电力公司进行视频交流。
3.4智能调度中枢核心技术 3.
4.1计算机与信息数据技术
第33卷第13期电网技术V ol. 33 No. 13 2009年7月Power System Technology Jul. 2009 文章编号：1000-3673（2009）13-0001-11 中图分类号：TM7 文献标志码：A 学科代码：470·4054 智能电网的研究进展及发展趋势 张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升 （中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192） Research Status and Development Trend of Smart Grid ZHANG Wen-liang，LIU Zhuang-zhi，WANG Ming-jun，YANG Xu-sheng （China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100192，China） ABSTRACT: The future development trend of electric power grid is smart grid, which include such features as flexible, clean, secure, economic, friendly and so on. The concept and function characteristics of smart grid are introduced in this paper firstly; then the progress of research on smart grid home and abroad as well as the relation between key technologies and smart gird are analyzed in detail, and it is pointed out that the Agent based distributed cooperation, control, simulation and decision-making, system integeration of distributed enengy, knowledge based comprehensive decision support are the key development trend of smart grid in future. The construction of smart grids in China is a very complicated system engineering, for this reason some concrete suggestions are made, such as fully taking advantages of integrated management, carrying out architectural design of smart grids in China; drafting pilot plans and implementation schemes; coordinating secure and economic operation of power generation, transmission and distribution; paying special attention to theoretical and technological innovation and application; overall considering the planning, construction, renovation and technology upgrating of power grid, to push the research and construction of smart grid in China actively and orderly. KEY WORDS: smart grid；distributed energy resource；multi-agent technology；knowledge based decision support 摘要：具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电 网是未来电网的发展方向。首先介绍了智能电网的概念和功 能特点，详细分析了国内外智能电网的研究进展，对重点关 键技术与智能电网的关系进行了分析和讨论，指出基于Agent的分布式协调、控制、仿真与决策技术，分布式能源 的系统集成以及基于知识的综合决策支持是未来智能电网 技术发展的重要方向。中国特色智能电网的建设是一项高度 复杂的系统工程，为此文章提出了积极有序地推进智能电网 研究及建设的具体建议，包括：发挥一体化管理优势；开展 我国智能电网架构设计；制定试点方案及实施计划；发输配用电的协调安全与经济运行；注重理论和技术创新与应用；统筹考虑电网规划、建设、改造和技术升级等。 关键词：智能电网；分布式能源；多Agent技术；基于知识的决策支持 0 引言 随着全球资源环境压力的不断增大，社会对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高。同时，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应，能够适应多种能源类型发电方式的需要，能够更加适应高度市场化的电力交易的需要，能够更加适应客户的自主选择需要，进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益，提供更加优质的服务。为此，以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。 2009年美国总统奥巴马上任伊始，就提出了以智能电网为核心的美国能源战略。奥巴马政府把减少碳排放作为国家战略，逐步建立碳排放交易体系，实施温室气体总量控制：一是大力发展可再生能源，加强用户侧管理，减少能源进口总量，保障国家能源安全；二是以建设智能电网为载体，实施新能源产业战略，实现美国经济振兴，积极应对全球气候变暖和国际金融危机；三是通过联邦经济刺激计划等手段，对符合国家智能电网发展目标的企业给予资金支持和补贴，引导企业在国家战略目标框架内开展智能电网研究与实践。2009年4月16日美国政府公布智能电网技术投资计划，希望推动智能电网的开发，将划拨34亿USD用于智能电网技术开发，划拨6.15亿USD用于智能电网的演示
智能电网
目录 1 智能电网的概念和特点 (1) 1.1 概念 (1) 1.2 特点 (1) 2 智能电网的结构与特征 (3) 2.1 智能电网结构 (3) 2.2 智能电网特征 (4) 3 智能电网系统组成 (6) 3.1 发电系统 (6) 3.2 输电系统 (9) 3.3 配电系统 (12) 3.4 用电系统 (13) 4 智能电网的关键技术 (17) 4.1 通信技术 (17) 4.2 量测技术 (18) 4.3 设备技术 (19) 4.4 控制技术 (20) 4.5 支持技术 (22) 5 重视领域 (24) 5.1 智能规划 (24) 5.2 智能操作 (24) 5.3 智能管理 (24) 6 总结 (25)
1智能电网的概念和特点 1.1概念 智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。 美国电力科学研究院对智能电网的定义为：利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行全面的实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，实现对整个电力系统运行的优化管理。 1.2特点 1．安全：更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应。在遭遇自然灾害、人为破坏等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。 2．经济：支持电力市场竞争的要求，优化资源配置；提高设备传输容量和利用率，有效控制成本，实现电网经济运行。 3．清洁：既能适应大电源的集中接入，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”。支持风电、太阳能等可再生能源的大规模应用。
我国智能电网技术体系探讨 摘要我国电力化由工业化逐步向信息化发展背景下，信息化和智能化，对电网技术发展提出了新的挑战，坚强的智能电网的提出，是我国应对这一挑战的重要措施，本文从灵活的智能电网网络拓扑结构，先进的传感和测量技术，专用芯片技术，通信技术，网络安全和信息安全技术，发电机功率和负荷短期预测技术，蓄能技术，先进材料技术，分布式电源技术和电力电子与控制技术等几个方面，提出构建我国智能电网技术体系。 关键词智能电网；技术体系；分布式电源技术 中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）68-0203-02 discussion about the system of china’’s smart grid technology zhao yu-hai siping power supply company,siping 136000,jinlin province abstract at the background of that industrialization of country electric power tends to information , and information and intelligence put forward new challenges to the power grid technology development, a strong smart grid is presented, it is our response to this challenge of the important measure, this article is from the flexible intelligent network
智能电网的发展趋势 摘要：随着电力系统运行环境的日趋复杂与电力体制改革的不断前进,传统电力网络亟待进一步提升,实现向智能电网的转变。智能电网为 电网的发展方向,它的内涵是由绩效目标、性能特征、关键技术与功 能实现等4个方面及其之间的关系综合体现的,它们分别规定了智能 电网的未来期望收益、应具备的特征性能力、为实现此能力而应当采用的关键性技术以及技术与具体业务需求的结合方式。通过对上述内容的详细阐述,描绘出未来智能电网的框架。 关键词：智能电网；自愈；分布式能源；电力市场 0引言 随着市场化改革的推进、数字经济的发展、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格与国家能源政策的最新调整,电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密、电能质量水平要求逐步提高、可再生能源等分布式发电资源数量不断增加,气候变化初露端倪,传统 网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(SmartGrid)的设想,实现对传统电网基础上的升级换代。国外许多研究机构和企业正在积极推动智能电建设。例如知识电(IntelliGrid)、现代电网(ModernGrid)、网络智能(GridWise)与智能电网等,可是本 质内容基本相似。为了在智能电网领域寻求突破、加强联系与合作, 已形成了一个全球性联盟组织。 1智能电网概念 智能电网并非是一堆先进技术的展示,也不是一种着眼于局部的解 决方案。智能电网是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础,通过引入通信、自动控制和其他信息技术,从实现对电力网络的改造,达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标。为了 理解智能电网,需要站在全局性的角度观察问题,综合考虑智能电网 的4个维度,即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现。 2智能电网的绩效目标与性能特征
中国发展智能电网优势很多2009/12/31/09:19 “智能电网”——美国、欧盟等发达国家的国策。全球金融危机催生了“智能电网”，未发生金融危机时，虚拟经济的“繁荣”模糊了实体经济与能源资源和生态环境间存在的一系列尖锐矛盾，电力的变革显得既不重要，又不紧迫，也不可能。“智能电网”对发达国家经济复苏、重塑竞争力将起重要作用，但其意义绝非仅仅是应对当前全球金融危机的权宜之计。 国际智能电网背景 在世界“绿色产业革命”的大环境下，二十多年来，世界发达国家在政府主导下，提出了一系列有关电力发展的战略规划。先期重点在发电方面并取得了很多积极成果，如美国先后提出了CCT《清洁煤发展计划》、CCPI《清洁煤创新发展计划》、FUTUREGEN重大示范项目计划等等。2003年美国政府在《电网—2030》规划中首先较完整提出了智能电网的战略构思，“智能”是手段为其战略构思宗旨、目的服务，其后进行了大量的技术研究、工业示范、社会试点直至局部商业化运营，现己成为美国政府的重要国策。2005年欧盟将智能电网上升到国家战略地位开展研究。美国能源部关于智能电网定义表述为：智能电网是采用先进的传感技术、通信技术和控制技术来保证更为高效、经济和安全地发电、输电和供电的现代电网，它集成了从发电、输电和配电以及用电设备领域的大量有益于社会的创新技术和手段，以满足不断变化的未来社会需求。 智能电网战略宗旨、核心、技术管理措施的提出和实施标志着世界电力发展进入了一个新的历史阶段。美国的“统一智能电网”、欧盟的“超级智
能电网”都是一种形象性称呼，之所以得到世界认可，并不是因为它的称呼，而是因为它的战略构思内容符合当今能源变革的宗旨、目的并已局部证实能起到实效。 因国情和电力发展阶段不同，各国智能电网定义、内含、重点会有所区别，但其“安全、经济、高效、清洁、低碳”的变革宗旨、核心应是相同的，采用先进传感、通信、控制技术，数字化管理、智能化决策、互动化交易等技术管理措施特点是相同的，可以认为当今智能电网战略宗旨、核心、技术管理措施的提出和实施标志着世界电力发展进入了一个新的历史阶段。“智能电网”与传统电网都必须遵循电力的基本规律，都含有不受时间限制的相同基本理念，它们的核心、基本形态、关键技术有相同、更有不同之处。 欧美发达国家提出的智能电网战略重点在供用电侧，包括接纳可再生能源、需求侧的智能管理、双向互动等，和更大范围的高压联网，它符合欧美发达国家实际国情、电力发展阶段以及基础现状。 从中国具体国情看，在中国称为“智能电力系统”战略更为确切，只有发、输、供、用全方位的变革、创新、发展才能真正达到电力变革的宗旨、目的，这四方面变革、创新、发展是互相关联、互相促进，需要协调有序的推进，任何方面过度超前或滞后，都会严重影响中国电力发展进程。从广义电网概念，以高效、低碳为核心的电力变革、创新以及国际上容易认知角度看，可以称为智能电网战略，与以往称为电力发展规划相比，也更具有时代特征。 中国智能电网战略研究应包括发、输、供、用四个方面变革、创新、发展。与发达国家不同的国情和电力发展阶段要考虑在其中，如中国未来二、
综合能源系统与智能电网随着人类进入工业化时代，一直发展到今天，化石燃料一直占据着我们生活中的主要地位。但社会在发展，现如今，环境问题，能源问题日益突出，人类对能源的数量和质量要求不断提升，所以，新型能源在不断发展，与此同时，智能电网规模也在逐渐扩大。 智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。 智能电网在世界的发展还属于起步阶段，智能电网的简历是一个巨大的历史性工程，目前有很多复杂的智能电网项目正在进行中，但是缺口仍然是巨大的。智能电网的简历，尚有许多技术难题需要攻克。例如：配电网络系统升级、配电站自动化和电力运输、智能电网网络和智能仪表等。 智能电网对世界经济社会发展的促进作用，智能电网建设对于应对全球气候变化，促进世界经济社会可持续发展具有重要作用。主要表现在：（1）促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展。 （2）优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。 （3）有效提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。 （4）推动相关领域的技术创新，促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，扩大就业，促进社会经济可持续发展。 （5）实现电网与用户的双向互动，革新电力服务的传统模式，为用户提供更加优质、便捷的服务，提高人民生活质量。 综合能源系统将各种新型的清洁能源以及分布式能源并入电网，但是在技术上还有很多难题有待解决。 以V2G为例，传统汽车碳排放是人类碳排放的主要来源之一，据科学家的测算，全球汽车每年向大气层排放的CO2约为40多亿吨，占人类碳排放总量
智能电网发展史 1.1智能电网概念 智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 1.1.1 美国电力科学研究院将智能电网定义为： 一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。 中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。 1.1.2 智能电网概念的发展有3个里程碑： 第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。 第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/6f5072878.html, 智能电网是未来电网发展的趋势 作者：牛震 来源：《中国科技博览》2013年第29期 摘要：阐述了智能电网的概念和特征，并简单介绍了智能电网技术的国内外发展现状，对其重要技术进行了详细分析和讨论，指出了建设智能电网在网络拓扑、通信体系、分布式电源接入、智能调度、防护系统、电力电子设备、计量体系、需求侧管理等领域需要解决的关键技术问题，强调发展智能电网对中国的重要意义。 关键词：智能电网发展趋势发展意义智能调度 中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-637-01 一、智能电网的概念 智能电网就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通讯网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，它可以改善电力传送和使用效率、提高电力系统的可靠性和安全性。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 二、国内外发展现状 2003年美国从自身的国家利益出发，提出了一个大胆的战略发展计划，它对电网的运行 模式进行了明确的界定，它考虑了多种能源的输入，可以进行多种能源的产出，进行多种能源之间的转换。主要考虑的问题是国家安全和可再生能源的利用。这些基本概念为“智能电网”的提出奠定了基础。三年后即2006年，美国IBM公司提出了“智能电网”解决方案，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。通过以上几个方面达到自动监控电网，优化电网性能、防止断电、快速恢复供电的目的。奥巴马上任后提出的能源计划，除了已公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立横跨四个时区的统一电 网，重点研发可再生能源和分布式电源并网技术，发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。由此，可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。
现代电力企业管理 Paper 智能电网在中国（世界）的发展 班级：电气0705 姓名：王浩鹏 学号：U200712325 指导老师：娄素华 日期：2010年10月8日
智能电网在中国（世界）的发展 题注：虽然题目要求是智能电网在中国的发展，但个人认为过于狭隘，中国的智能电网仅处于起步阶段，必须把其放在世界的范围内来看待和研究。 文章提要：智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。本报告介绍了智能电网的发展背景、定义和特征，涉及的关键技术、应用和发展以及国内外研究现状。 1. 智能电网概述 1.1 智能电网的发展背景 在过去30 年间，虽然信息、通信技术发生了翻天覆地的变化，但日渐老化的美国电网并没有跟上技术变革的步伐，用户也对电力供应提出了越来越高的要求，国家安全、环保等各方面政策都对美国电网的建设和管理提出了更高的标准。为了争取更多用户，在市场竞争中取胜，美国各电力企业纷纷提高服务水平，加强与用户的交互，提供更多产品供用户选择，以使不同类型的用户需求都能得到最好的满足。与此同时，在近年基础材料、电力技术、信息技术的研究中，出现了不少可以明显改善电网可靠性、效率等运行指标的突破。这些技术的推广应用为电网运行管理水平的提高创造了条件。特别是2003 年美加发生大停电事故后，美国电力行业面对陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额投资改造计划，痛定思痛，决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻底改造，以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。在欧洲，智能电网建设的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲电力企业受到来自开放的电力市场的竞争压力，亟须提高用户满意度，争取更多用户。因此提高运营效率、降低电力价格、加强与客户互动就成为了欧洲智能电网建设的重点之一。与美国用户一样，欧洲电力用户也对电力供应和电能质量提出了更高的要求。而对环境保护的极度重视以及日益增长的可再生能源并网发电的挑战，则造成欧洲智能电网建设比美国更为关注可再生能源的接入。为此，欧盟于2005年成立“智能电网技术论坛”，促进智能电网研究，希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网，提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性，并为分布式和可再生能源的大规模应用扫除障碍。欧美电力行业一致认识到，随着全球资源环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断推进，以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，未来的电网必须更加适应多种能源类型发电方式的需要，更加适应高度市场化的电力交易的需要，更加适应客户的自主选择需要。为此，不同的国家和组织都不约而同地提出，要建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。 1.2 智能电网的定义和特征 尽管各国专家针对电力工业应致力于提高电网智能化水平及等级已经达成共识，但是，智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同，不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式来理解智能电网，对智能电网进行研究和实践，各国智能电网发展的思路、路径和重点也各不相同。因此智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。
题目智能电网的现状和发展趋势 姓名卢乾坤学号2012416464 院系工学院 专业电气工程及其自动化 指导教师蔡彬职称教授 2014 年12 月12 日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言（或绪论） (2) 一、中国智能电网的现状和发展趋势 (3) （一）中国智能电网产业研究的目的和背景 (3) 1．我国向智能电网发展的意义 (3) 2．我国开发智能电网的背景 (4) 中国智能电网技术的进展和趋势 (4) 二、国外智能电网的现状和发展趋 (4) （一）美国进行智能电网改造 (4) （二）欧盟智能电网的发展趋势 (5) （三）日本大力发展智能电网 (5) 致谢 (6) 参考文献 (7)
智能电网的现状和发展趋势 电气信息与自动化学生卢乾坤 指导老师蔡彬 摘要：从智能电网的概念和功能出发，简介我国发展智能电网的意义，发展智能电网的大背景和社会物质文化条件以及当前智能电网技术进展和趋势，要努力的方向；分别简单介绍美国、日本、欧盟对智能电网发展的重视，一系列政策的实施，以企业对智能电网的发展领域和方向以及相关科研单位对智能电网研究的方向和趋势。 关键词：智能电网、发展趋势、发展意义、技术 The Status Quo and Development Trend of the Smart Grid Student majoring in electrical information and automation LuQiankun Tutor CaiBin Abstract：Starting from the concept and function of the smart grid, the introduction, the significance of the smart grid development in China, the development of smart grid, the background and social material and cultural conditions as well as the current smart grid technology, progress and trends to direction; Simple introduction to the European Union to the attention of the smart grid development in Japan, a series of policy implementation, to enterprise and direction in the field of smart grid development, and related scientific research units of the smart grid research direction and trend Key words: smart power grids, development tendency, implication of development technique
智能电网及其发展态势 提纲1.智能电网定义及特征2.国外研究现状与成果3.中国智能电网研究现状与发展趋势4.智能电网关键技术介绍 1、智能电网定义及特征 1.1 智能电网的定义 ?以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。 ?1)充分满足用户对电力的需求和优化资源配置 ?2)确保电力供应的安全性、可靠性和经济性 ?3)满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 1.2 智能电网驱动力 美国智能电网驱动力 美国:２００３年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网. 关键点 ?改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性 ?提高能源的利用效率和技术的先进性 ?提高用户对电价的可承受能力 ?适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平 ?提高在全球的竞争性(经济危机—产业) 欧洲智能电网驱动力 欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。 关键点 1）供电的安全性问题 ?一次能源的缺乏、 ?供电可靠性和电能质量 ?供电能力 （2）环境问题 ?京都协议 ?气候变化 ?保护自然 （3）国际电力市场 ?提供低廉的电价和提高能效 ?进行创新和提高竞争能力 ?有关垄断的规程修订 美国、欧洲智能电网驱动力 安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证 美国 ?电力需求的增长与日益老化的电网框架之间的矛盾。 ?运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾 ?环境压力不可再生能源的过度开采和利用，造成生态环境破坏和能源枯竭 ?信息化、数字化等新技术的驱动
1智能电网与传统电网的差异 传统电网是一个刚性系统,电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;系统内部存在多个信息孤岛,缺乏信息共享。虽然局部的自动化程度在不断提高,但由于信息的不 完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低[9210]。 与传统电网相比,人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息,通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运 行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理[9210]。 与传统电网相比,智能电网将进一步优化各级电网控制,构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构,通过集中与分散相结合,灵活变换网络结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量,实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。 由于智能电网可及时获取完整的电网信息,因此可极大地优化电网全寿命周期管理的技术体系,承载电网企业社会责任,确保电网实现最优技术经济比、最佳可持续发展、最大经济效益、最优环境保护,从而优化社会能源配置,提高能源综合投资及利用效益。 2国内外智能电网建设背景不同 电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关。 随着中国经济社会高速发展,电力需求日益增长,中国电力工业建设进入快速发展时期。一方面,电网建设规模日趋扩大,电网负荷变动剧烈,区域负荷不平衡;另一方面,电网架构依然薄弱,亟待坚固补强。中国能源资源分布、经济发展不均衡,必须提高电网输送能力,发展远距离、大跨距、大容量输电,加强统一协调和规划建设,形成统一调度运行的统 一或联合电网。 而国外发达国家的电力工业已步入成熟期,输电网架构变化很小,电网发展趋于平稳,电力需求趋于饱和,电力供应及冗余储备趋向平衡。出于体制和利益需求,他们最为关注的是停电时间最小化和市场效益最大化。因此,从国外对智能电网的研究现状来看,其侧重于建立一个高效、安全、环保、灵活应变的智能电力系统,更多地从市场、安全、电能质量、环境等方面出发,从用户端的角度来看待和研究智能电网,更多地强调信息与电网的结合及基于信息的业务重整。另外,国外尤其是欧、美国家所倡导的智能电网,更关注于分布式电源及客户端的接入、信息的获
?2011中国智能电网产业现状及未来发展战略剖析 ?【OFweek智能电网编译：Kinshale】与传统电网相比，智能电网在发电、输电、配电及用电四大环节中都具有明显的优势，智能电网成为世界各国集中投资的战略型产业。智能电网通过优化传统能源和新能源的供需和应用实现节能，通过特高压技术解决能源结构不匹配问题，通过高效率的配电技术提高整体电网的稳定性和效率，是应对能源危机的必由之路。中国发展智能电网可以参照高铁的发展战略，实现引进技术、实现自我研发、到成功的技术输出的三阶段转换。特别是各国技术标准还没有统一的情况下，中国将凭借规模经济准备自主技术标准的同时，积极参与全球标准的制定，扩大市场支配能力。 中国的智能电网产业 中国能源供给及能源消费结构的不平衡催生智能电网的发展 中国能源结构以煤炭资源为主，煤炭资源保有储量的76%分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等北部和西部地区，而能源消费需求主要集中在经济较为发达的中东部地区，随着中国能源开发西移和北移的速度加快，大型煤炭能源基地与能源消费地之间的输送距离越来越远，能源输送的规模越来越大。要满足未来持续增长的电力需求，从根本上解决煤电运力紧张的问题，需要发展智能电网，实施电力的大规模、远距离、高效率输送。 2009至2020年国家电网总投资3.45万亿元，其中智能化投资3841亿元，占电网总投资的11.1%，未来10年将建成坚强智能电网2009至2010年为规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作；2011至2015年为全面建设阶段，加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016至2020年为引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。 中国国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略以特高压电网为基础，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。 智能电网产业的特点及作用
智能电网的技术评估体系的建立 发表时间：2018-01-11T10:20:27.033Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：翟进乾朱东坡石智永 [导读] 摘要：智能电网它是在物理电网的基础上，将传感测量、通讯信息等多种现代技术高度集成，实现对用户环保、高效、可靠、互动的电力供应。 （国网河南省电力公司郑州供电公司河南郑州市 45000） 摘要：智能电网它是在物理电网的基础上，将传感测量、通讯信息等多种现代技术高度集成，实现对用户环保、高效、可靠、互动的电力供应。建设智能电网是应对21世纪电力供应挑战的有效途径，面对智能电网蓬勃发展的形势，对智能电网评估体系的建立显得尤为重要。基于此，文章简要论述了智能电网的结构、特点，着重对智能电网的技术评估体系建立进行了探讨。 关键词：智能电网；特征；评估体系；建立 智能电网使电力系统更加智能的满足人类发展的需要，是人类面对电力供需平衡、新能源接入、电网可靠性的必然选择。智能电网代表电网未来发展的一种趋势，结合先进的自动化技术、信息技术及设备，支持从发电到用户的整个电力供应系统的管理，同时为保护环境、节约能源改善环境状况具有重要的意义和作用。以我国现有的电力相关标准和规范体系，结合经济、社会、电网发展实际情况和需求，在智能电网试验研究的基础上，建立智能电网发展所需的技术及标准体系，是非常必要的。 一、智能电网的构成及主要特征 1 智能电网的构成 从技术层面讲，智能电网主要由以下四部分组成，且各部分密切相关： （1）高级量测体系（AMI）：是智能电网的基础信息平台。它的主要功能是建立电网与用户的双向通道，使用户主动参与电网的运行。主要包括智能电表、通讯网络、家庭网关、计量数据管理系统、远程控制等。 （2）高级配电运行（ADO）：它的主要功能是实现电网的自愈。通过实时监控、分析系统的运行状态重构配电网络拓扑。主要包括高级配电自动化、保护与控制、分布式能源及新型电力电子设备等。 （3）高级输电运行（ATO）：主要功能是降低大规模运行的风险，加强阻塞管理，实现输电系统优化。主要包括GIS、变电站自动化、WAMS、仿真和可视化工具等。 （4）高级资产管理（AAM）。主要功能是实现电力资产管理，优化电网的运行及效率。主要包括工程设计与建造、工作与资源管理、输配网规划等。 2智能电网的主要特征 （1）坚强性。在电网发生自然灾害或人为破坏的情况下仍能保证电网运行和信息安全的能力。 （2）自愈性。在无需或尽量少的人为干预下，快速隔离问题元器件或使其恢复正常运行，避免发生用户大面积供电中断的现象。（3）兼容性。既支持大电源的集中接入也支持可再生能源（风能、太阳能、生物质能）、分布式发电和微电网的正确、合理接入。（4）经济性。实现资源优化配置，降低损耗和维护费用，提高设备、能源利用效率。 （5）集成和可视化。采用统一的平台和模型高度集成和共享信息，为运行人员提供高级的图形界面，使其能够全面直观地掌握电网及其设备的运行状态。 （6）互动性。实现与用户的智能互动，将用户作为电网的一个有机组成部分，积极发挥电力用户的能动作用，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。 （7）协调性。通过有效的市场设计提高电力系统的规划、安全运行和可靠性管理水平，使市场运行与批发、零售电力市场实现自适应无缝衔接。 二、智能电网技术评估体系的建立 1 体系建立的必要性 智能电网的建设是一个长期的、复杂的过程。为了衡量建设的状态以及其对国家、社会所带来的效益和影响，需要建立行之有效的智能电网评估指标体系。该体系由一组关键性能指标组成，它们能够帮助电力企业确定当前所处的阶段，找出存在的问题及需要努力的方向，从而为智能电网的规划与发展提供指导信息和有关建议。由于智能电网是一个崭新的课题，对智能电网评估体系的研究还处于初始阶段，能够借鉴的内容很少，因此，建立评估体系非常迫切。 2智能电网评估的总体思路 提出智能电网评估工作思路：坚强智能电网的“核心价值”、“主要特性”和“关键技术”就是坚强智能电网建设的核心，坚强智能电网评估就是在分析坚强智能电网有哪些核心价值、主要特性和关键技术领域基础上，再分别对于坚强智能电网这三个关键点进行评估。 3评估指标建立的原则 评估指标是评估指标体系的基础，建立科学、合理的评估指标体系是顺利开展评估工作的前提，为了能够准确、有效地反映智能电网的发展情况，评估指标建立应遵循以下原则：（1）指标选择应具有一定的物理意义；（2）指标选择应方便于测量、统计和计算；（3）指标选择应尽可能为量化指标，抽象指标应具有量化可能；（4）指标选择应科学、合理、客观、全面，能够充分反映评估目的；（5）指标选择应能够定义一个表示成功的定量目标。 4 评估指标体系建立 结合对我国智能电网的深入理解，初步确定与“核心价值”、“主要特性”和“关键技术”相对应的效果类指标、基础类指标和技术类指标体系。 （1）基础类指标。基础类指标主要对应于与智能电网基础特性密切相关的基础设施，本类指标以可量化数值指标为主，指标涵盖发、输、变、配、用、调度和通信信息等电网发展运行各个重要环节，全面反映智能电网的基础设施智能化建设情况。 （2）技术类指标。技术类指标主要目的是评估智能电网关键技术的研发水平，从侧面反映智能电网的发展情况。由于技术类指标多为非量化指标，因此可以考虑此类指标与基础类指标一起进行综合评估。 （3）效果类指标。效果评估指标主要是对应于智能电网的核心价值，效果评估指标能够反映智能电网各项核心价值的实现情况。更
智能电网发展及展望 摘要：智能电网就是电网的智能化（智电电力），也被称为“电网 2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 近20年来，虽然信息、通信技术发生了翻天覆地的变化，但日渐老化的传统电网结构并没有跟上技术变革的步伐，用户对电力供应提出了越来越高的要求，国家安全、环保等各方面政策都对电网的建设和管理提出了更高的标准。建设智能电网已经箭在弦上。 关键词:智能电网发展概况智能电网计划未来展望 前言 2005年，一位名叫马克?坎贝尔的加拿大人发明了一种无线控制器，这种控制器与大楼的各个电器相连，让大楼里的电器互相协调，减少了大楼在用电高峰期的用电量。欧美各国对智能电网的研究开展较早，且已经形成强大的研究群体，由于各国的具体情况不同，其智能电网的建设动因和关注点也存在差异。 我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。
中国智能电网行业发展特征及趋势分析 当前我国智能电网行业发展呈现出以下几点特征及趋势： 1、产能投放持续，扩张将继续放缓 2011-2014年，智能电网板块将经历此轮新增产能逐步投放的高峰期。智能电网行业上市公司的2014年一季末在建工程与2013年用于产能扩建的资本支出，双双同比下降。 可见，智能电网行业上市公司在产能扩建方面，已趋于理性。行业整体产能扩张将继续减速，但具有一定滞后效应的产能投放仍将持续。 未来行业整体固定资产净额或将维持一定增长，意味着行业整体设计产能将维持较快增长，需要更多订单消化。 2、向电网外领域和海外市场谋求更大发展 智能电网行业的上市公司大多以国内电网市场为主要下游应用领域，并在过去若干年里享受了我国电力工业快速发展的红利，技术实力、经济效益皆得到了显著提高。 诸多上市公司纷纷将调整业务与市场结构纳入未来的工作重点，寻找和开拓新的业绩增长点。借助上市平台和业务积累，一些上市公司正在积极向电网外与海外市场谋求发展。 3、下游市场与同源技术拓展，掘金其他应用领域 智能电网行业正在通过下游市场横向拓展，或者同源技术新产品研发，挖掘其他应用领域的业务机会。目前来看，顺应我国产业政策发展方向的新能源、轨道交通、电动汽车是受青睐程度较高的传统电网外市场。 4、多渠道拓展海外市场 在智能电网行业，越来越多的上市公司通过产品出口、工程总包、海外产业投资（含海外制造）、“借船出海”等方式积极拓展海外市场。 近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。 调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生。 智能电网可以通过电子终端在用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电信、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售;