电网调度自动化系统发展趋势展望
姚建国,杨胜春,高宗和,杨志宏
(国网南京自动化研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003)
摘要:电网朝着超/特高压、互联大电网的方向发展,而调度自动化系统则朝着 数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化 的方向发展。数字化是指电网设备、采集、控制及管理的信息化;集成化强调的是调度中心内部不同系统间的共享和整合;网格化是指在分层分布的调度管理体制下的各级调度中心之间信息的 需则可知 和分解协调控制;标准化包括遵循标准和制定新标准,强调的是通过遵循标准达到系统的高度开放,理想的目标是实现完全的即插即用;市场化是指在电力市场交易环境下的监控分析和控制;智能化强调的是在数据集成化的基础上将电网的分析和监控提升到完全自动和智能的高度。
关键词:调度自动化系统;能量管理系统;智能调度;电力网格中图分类号:TM 734
收稿日期:2006 12 15;修回日期:2007 04 22。
0 引言
电网调度自动化系统对电力系统的安全经济运行起着不可或缺的作用。到目前为止,电网调度自动化系统的发展已经历了4代。第1代系统为20世纪70年代基于专用机和专用操作系统的监控与数据采集(SCA DA)系统,全部功能在单机上实现。80年代,出现了调度主机双机热备用系统,即第2代系统,特点是基于通用计算机和集中式的SCADA/能量管理系统(EM S),部分EMS 应用软件开始实用化。90年代,基于精简指令集计算机(RISC)/U NIX 的开放分布式EM S 属于第3代产品,采用商用关系型数据库和先进的图形显示技术,EM S 应用软件更加丰富和完善,其主要特征是基于RISC 图形工作站的统一支持平台的功能分布式系统。目前已开发出第4代电网调度自动化系统,它是一套支持EMS 、配电网管理系统(DM S)、广域监测预警系统(WA MS)和公共信息平台等应用的电网调度集成系统,为调度自动化提供了一揽子的集成方案。第4代系统满足安全分区和安全防护的要求,按照基于公共对象请求代理体系结构(CORBA)开放分布式的设计思想,遵循IEC 61970的公共信息模型(CIM)/组件接口规范(CIS)和可缩放矢量图形(SVG)标准[1],面向电力市场进行了应用软件功能的扩展,并满足EM S 网上浏览、操作和远程维护要求,为电力市场环境下的网省级EMS 用户和其他自动化系统提供了一套先进、开放、可扩展、稳定可靠、面向对象的电力企业自动化系统支撑平台和
丰富的电网分析应用软件运行平台[2 3]
。
总结电网调度自动化系统的发展历程,每一次升级换代无不伴随着信息技术的日新月异,并且有以下3个特点:①硬件从专用型向通用型方向发展;②功能从数据采集和监视控制向EM S 方向发展[4 6];③系统结构从集中式向分布式方向发展。值得一提的是国际领先的 图模库一体化 建模技术是中国率先实现的[7]。
随着计算机技术、网络和通信技术、数据库技术等的飞速发展和电力市场的要求以及国际标准的成熟完善,调度自动化系统正在朝着数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化的方向发展。
1 电网调度自动化系统的新需求
中国电网将形成跨区域、远距离传输的超/特高压交直流混合输电系统,如何保证该系统的安全稳定运行是一个重大而迫切的研究课题[8 10]。具体表现在以下4个方面:①西电东送、全国联网、电力市场化对电力系统的安全稳定运行和基础研究提出了新的挑战;②世界上大电力系统相继发生的大面积停电事故已暴露出电力系统安全防御问题的严重隐患;③大电网的大面积停电不仅造成巨大经济损失,同时造成严重的社会混乱;④电力系统的安全性已纳入国家的安全防御体系。
从调度自动化监控和分析的角度来看,现代电网是多层次、多尺度、多对象的复杂统一体,对调度自动化系统提出了以下需求:
1)大容量
调度自动化需要从全局的角度来考虑,需要处
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第31卷 第13期
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理海量的信息。表现在以下4个方面:①随着电网规模的快速扩充和电网互联的增强,对电网大模型的统一分析越来越成为需要;②传统EMS 中只需要处理一次系统的信息,但未来调度自动化系统需要实现一、二次系统的同步建模、采集与分析;③传统EMS 是电网稳态水平上的监控分析,未来需要扩展到静态、动态、暂态三位一体的信息处理与分析;④未来调度自动化系统需要综合处理电网、市场和电量信息。
2)高实时性
为了实现闭环控制,高密度采集的相量测量单元(PMU )对高速实时通信提出了更高的要求,对分析和决策软件的实时性要求也更为苛刻。
3)统一性
未来的电力系统需要加强监控和分析的统一性。在时间尺度上,需要静态、动态、暂态相结合;在空间尺度上,需要各级调度的统一协调;从对象维上讲,既要考虑输电网与配电网相结合,又要考虑经济稳定性(电力市场的影响)与物理稳定性的交织作用。
4)综合性
随着电网规模的扩大,电力系统的动态行为更加复杂,掌握系统各种运行动态、实施先进的保护和控制,对确保电力系统的安全稳定运行越来越重要。作为承担电网静态监测、分析和控制功能的传统EM S 已经不能完全满足电网发展和安全运行的要求。例如,在电力系统受到扰动的动态过程中,特别是发生低频振荡等长周期动态过程时,EM S 通常无法做出反应。因此,需要将功能从传统的监视、分析和控制进一步延伸到广域保护和安全协调防御。此外,综合性还包括信息的综合和应用的综合。
因此,未来调度自动化系统将不再是EM S,WAMS 等具备单一功能的系统,而是综合型平台化的复合大系统。
2 调度自动化系统的发展趋势
为了适应特高压和全国互联大电网的发展需要,新一代调度自动化系统在现有技术的基础上,应具备以下特征:数字化、集成化、网格化、标准化、智能化和市场化。数字化的实质就是电力信息化,是未来发展的主流方向;集成化针对的是调度中心内部不同系统之间数据、功能的共享和整合;网格化是为了调度中心之间信息的 需则可知 ;标准化包括执行标准和制定新标准;实现调度智能化是调度自动化系统的最终目标;市场化是电力体制改革的必
然选择。
2.1 数字化
随着信息化的普及和深入,越来越多的目光投向了数字化变电站和数字化电网的研究开发。电网的数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化4个方面。
1)信息数字化:是指电网信息源的数字化,实现所有信息(包括测量信息、管理信息、控制信息和市场信息等)从模拟信号到数字信号的转换,以及对所有电网设备(包括一次设备、二次保护及自动装置以及采集、监视、控制及自动化设备)的智能化和数字化。电网具有很强的时空特性,需要采集、监视和控制设备的二维及三维时变信息。信息数字化的目标是数据集成、信息共享,主要以数字化变电站为主体。
2)通信数字化:是指数字化变电站与调度自动化主站或集控中心之间通信的数字化。畅通、快速、安全的网络环境和实时、准确、有效运行信息的无阻塞传递是数字化电网监控分析决策的重要前提。
3)决策数字化:电网安全、稳定、经济、优质运行是电网数字化的根本目的,必须具备强大的分析和决策功能,实施经济调度、稳定控制和紧急控制的在线闭环,达到安全、稳定、经济、优质运行的目的。
4)管理数字化:包括设备生产、运行等大量基础数据在内的各种应用系统的建设,实现从电网规划、勘测、设计、管理、运行、维护等各个环节的全流程的信息化。
调度自动化系统是数字电网的重要组成部分。自1998年1月戈尔提出数字地球的概念以来,在各个国家和专家学者中引起了强烈反响,掀起了全球数字化浪潮。2000年,卢强院士提出了数字电力系
统的概念[11]
。数字化电网的核心是电力信息化。电力调度自动化的数字化将会给调度的视角带来新的变化,许多新兴技术,如遥视技术、虚拟现实技术、可视化技术、全球定位系统(GPS)技术、遥感技术、地理信息系统(GIS)技术将会在未来调度自动化系统中得到广泛深入的应用。
数字化的目标是利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架建立分区、分层和分类的数字化电网调度体系,实现电网监控分析的数据统一和规范化管理以及信息挖掘和信息增值利用,实现电力信息化和可视化、智能化调度,提高决策效率和电力系统的安全、稳定、经济运行水平。2.2 集成化
集成化是指要形成互联大电网调度大二次系统,这种系统需要综合利用多角度、多尺度、广域大范围的电网信息以及目前分离的各系统内存在的各种数据。调度数据集成化就是要实现调度数据的整
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合,实现数据和应用的标准化,实现相关应用系统的资源整合和数据共享,实现电网调度信息化和管理现代化,从而为实现调度智能化服务。
因此,调度自动化系统应统筹考虑电力调度中心各自动化系统的数据及应用需求,以面向服务的体系结构[12],按照应用和数据集成的理念,构造统一支撑的数据平台和应用服务总线,实现数据整合和应用功能整合,达到数据一致、数据共享、应用功能增值的目的,并为调度自动化的运行和开发提供功能强大、方便易用的集成支撑环境。
采用数据通用集成总线(UIB)和CORBA 、企业Java 级(EJB)、分布式组件对象模型(DCOM )和
Web Services 等组件模型构造集成总线[13]
。通过UIB 将各种信息有机地整合在一起,如图1
所示。
图1 信息的集成整合
Fig.1 Integration of information
因此,不论是什么应用,都可以很方便地对数据进行各种操作,屏蔽了数据的分布性。通过U IB 将各种应用系统整合在一起,如图2
所示。
图2 应用系统的集成整合
Fig.2 Integration of application system s
具体说来,支撑平台需要研究面向服务的体系架构、数字化电网建模技术、广义数据集成、信息共享技术、面向主题的数据挖掘与展现技术、大信息量和高速数字实时通信以及实时数据处理技术;从应用的角度需要研究传统应用的集成和增值、交叉型和边缘型的新应用功能创新以及大规模电网分布式建模和静态、动态在线一体化协同仿真分析与计算等,从而达到在集成的基础上进一步创新。2.3 网格化
网格化是实现调度中心之间广域资源共享和协
作,是一种在物理网络互联基础上的应用和功能意义上的系统级联网。包括数据网格和计算网格。
长期以来,中国电网形成了分级分布的调度管理体系。电网是互联的,但却按照分级分块调度运行。虽然电力系统是一个瞬息万变的整体,每级电网实时分析时都需要涉及互联的相邻电网和上级电网的影响,但由于资源的专用,在进行本电网的分析计算时只能对其他电网的影响采用假设条件或者等值方式,这显然是不准确的。因此,互联大电网对传统的分析仿真方法带来了挑战。
网格技术是近年来国际上兴起的一种重要信息技术。网格技术对于网络上各种资源具有巨大的整合能力,如果将其应用到电力系统中,可以为不同调度系统之间信息和资源的共享带来方便,并最终成为支撑广域电网分布式电力系统计算和仿真的支撑平台。将网格技术作为技术支撑平台,并在此基础上构建未来互联大电网监控系统 广域分布式EM S,实现各级电网调度自动化系统和调度员培训仿真(DTS)系统动态形成虚拟的大EM S,共享资源和协同分析,保证电网的安全稳定运行和控制。引入网格技术作为解决电力系统分析问题的工具,对于解决中国电力系统超大规模电网的数据共享和计算分析问题具有非常重要的意义。
调度数据综合平台、电网运行动态数据交换和分布式建模及模型拼接是目前所采取的信息共享方案,虽然取得了很好的效果,但是在系统平台底层缺乏有效的支撑,对维护的工作要求很高,是一种 需则共享 的方式[14]。利用网格技术可以动态地建立包括计算、数据、存储等在内的广泛的资源共享,而无需事先定义和维护需要共享的数据,将会使目前的信息 需则共享 的模式转变为 需则可知 的模式,大大加强电力信息化的程度,从而使信息共享的紧密耦合走向松散耦合。2.4 标准化
标准化包括遵循标准和制定新标准2个方面的含义。遵循标准并不是目的,而是一种技术手段,只有标准化才能实现真正意义上的开放。目前与调度自动化系统相关的最重要的国际标准包括IEC 61970,IEC 61968和IEC 61850等,在国调中心的领导与组织下,国内相关厂家均对这些标准给予了高度的重视[15]。随着对这些标准的研究理解、互操作实验及实际应用的不断深入,标准化的目标已经渐行渐近了。
然而,标准化也不是一蹴而就的事情,目前的应用还主要以接口标准为主,主要是为了解决异构系统之间的互操作问题。国内主要相关厂家的自动化产品都已经不同程度地支持这样的接口标准。值得
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一提的是,基于标准化平台的电网调度自动化集成系统OPEN 3000则是率先将IEC 61970标准作为系统内标准来实施,从而达到不仅系统接口遵循标准,而且系统内部也遵循标准[13,16]。从标准化的发展进程来看,这种从内到外的标准化是大势所趋。
标准化的终极目标是实现应用软件的即插即用,从而实现完全的开放。对于这一目标的探索已经取得了一些进展,在OPEN 3000系统上已经成功地实现了对于第三方应用模块的接入,相关厂家在应用软件的即插即用上也积累了不少经验。虽然从实际应用的程度来看,实现即插即用这一目标还有一段很长的路要走,但未来随着组件技术和相关计算机技术的成熟,对于应用软件能够向硬件那样即插即用将不是梦想。
标准化的另一个方面就是要制定新的标准,例如,针对数字化所带来的各种信息的采集、处理要制定新的规范和标准,针对厂站端和主站端的电网模型共享也需要制定新标准等。2.5 市场化
电力市场化改革也给电力系统运行和控制带来一系列新问题。例如:电网的传输容量逐步逼近极限容量;电网堵塞现象日趋严重;负荷和网络潮流的不可预知性增加;大区电网运行相对保密,相关电网信息和数据不足;厂网分开后的调度权受到限制,以安全性为唯一目标的调度方法转向以安全性和经济性为综合目标的调度方法;市场机制不合理可能降低系统的安全性等。因此,需要未来的调度自动化系统和电力市场的运营系统更加紧密地结合在一起,在传统的EMS 和WAM S 应用中更多地融入市场的因素,包括研究电力市场环境下电网安全风险分析理论,以及研究市场环境下的传统EMS 分析功能,如面向电力市场的发电计划的安全校核功能、概率性的潮流及安全稳定计算分析、在线可用输电能力(AT C)的分析计算等。2.6 智能化
智能调度是未来电网发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,有效整合并综合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息,实现电力系统正常运行的监测与优化、预警和动态预防控制、事故的智能辨识、事故后的故障分析处理和系统恢复,紧急状态下的协调控制,实现调度、运行和管理的智能化、电网调度可视化等高级应用功能,并兼备正常运行操作指导和事故状态的控制恢复,包括电力市场运营、电能质量在内的电网调整的优化和协调。
调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同
步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术,协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。
智能化的关键技术包括:智能预警技术、优化调度技术、预防控制技术、事故处理和事故恢复技术(如电网故障智能化辨识及其恢复)、智能数据挖掘技术以及调度决策可视化技术等。智能化调度的核心是在线实时决策指挥,目标是灾变防治,实现大面积连锁故障的预防。智能化调度是对现有调度控制中心功能的重大扩展,对于有效地提高电网调度运行人员驾驭现代化大电网的能力,保障电网的安全、稳定、经济、优质运行,具有十分广阔的应用前景[17]
。
3 结语
电力一次系统的迅速发展是调度自动化系统发展的推动力,调度自动化系统正在朝着数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化的方向发展。数字化是自动化系统的基础,集成化、网格化和标准化是要采取的手段,智能化是最终要实现的目标,市场化是未来市场发展的需要。计算机、通信和人工智能等领域的新技术和新思想为电网调度自动化系统的发展提供了技术保障,特高压、电力体制改革等新形势对电网调度自动化系统既提出了新的挑战,也提供了前所未有的机遇。未来调度自动化技术及系统将会有更快更大的发展,但也需要付出艰辛的努力。
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杨胜春(1973 ),男,硕士,高级工程师,主要从事电力系统仿真、电力系统分析与控制方面的研究开发和工程化工作。E mail:y ang shch@narit https://www.doczj.com/doc/aa8395331.html,
高宗和(1963 ),男,硕士,教授级高级工程师,主要从事电力系统分析和控制、WA M S 的研究开发和管理工作。E mail:g aozh@nar https://www.doczj.com/doc/aa8395331.html,
Development Trend Prospects of Power Dispatching Automation System
YA O J ianguo ,YA N G Shengchun,GA O Zonghe,Y A N G Zhihong (Nanjing A utomatio n R esear ch Institute,N anjing 210003,China)
Abstract:With the development of EH V and pow er netw or k interconnect ion,the dispat ching automation system trends w ith sev eral featur es such as dig itization,integr atio n,g rid technolog y,standar dization,der eg ulation and intellect ualization.T he key of dig itizatio n technolo gy is the realization o f info rmatization in electr ic instr uments,data acquisition,contro l and manag ement.Integ rat ion techno log y emphasizes data shar ing and data integr ation of differ ent systems in dispatching aut omatio n system.Gr id technolog y can be utilized t o implement the inco rpor ation of infor mation sav ed disper sedly in hierar chical and distr ibut ing po wer dispatching management system.Standar dizat ion emphasizes plug and play.Der egulation refers to the superviso ry contro l and analysis of t rading in pow er mar ket.Based o n data integ ration technolog y,po wer system analy sis and super viso ry contro l can be r aised to a co mpletely automatic and intelligent level.T he techno lo gical issues addr essed on these featur es are analyzed in detail and the futur e dev elopment direction o f the dispatching aut omatio n sy stem is described.
Key words:dispatching auto matio n system;ener g y manag ement system (EM S);intelligent dispatching ;pow er gr id techno lo gy
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专家论坛 姚建国,等 电网调度自动化系统发展趋势展望
国家电网未来发展趋势 王亮201711131076 上周四有幸听了席老师的讲座，感触颇深，席老师为我们讲述了国家电网的发展历史，公司内部的组成，以及现在的技术动态。我觉得既然是学生，我们离毕业还有两年，我们更应该关注国家电网未来的发展趋势，只有这样，我们才能领先别人，赢在起跑线上。 伴随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展。电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大。全国已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架。 广义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定的结构和运行模式构建起来的统一整体。因此，自从有了发电机及其相应的供电系统，便有了电网。1882年，爱迪生公司在纽约建成世界上第一座正规的直流电站和相应的供电系统，可以认为是人类首个真正意义上的电网。然而，由于当时不能为直流电升压，输电距离和输电容量受到极大的限制，于是，特斯拉于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。1897年，美国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运行并为35公里外的水牛城供电，从此确立了现代电网的基础。 2015年3月，《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》出台，在发电侧和售电侧开放市场引入竞争，价格由市场形成，同时管住中间的输配电网环节，电网公司一家垄断局面将被打破。目前电网建设已成为我国电力建设的主要方向，电网建设前景诱人。“十三五”期间，我国电网投资规模持续扩张，到2020年将全面建成统一的坚强智能电网，初步实现建设世界一流电网的目标。 展望未来，我们认为，未来电网将呈现以下重要发展趋势： 第一，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。人类已经认识到化石能源是不可持续的能源，有必要大力发展可再生能源来替代之。这是因为：（1）核能在本世纪中叶前难以成为主导能源。核裂变能的原料也属于有限资源，且其利用存在安全风险，核废料处理也比较复杂。由于核裂变能的利用还涉及到国际安全环境，当前的核裂变能技术出口是受到国际有关条约严格控制的。尽管核聚变能可满足人类长期发展需求，但其应用前景尚不明朗，ITER（国际热核聚变堆）计划到本世纪中叶才能建成首个示范电站。（2）可再生能源是可持续发展的绿色能源，且可开采量足够人类使用。据统计分析，地球上接收的太阳能是人类目前能源需求总量的10000倍。地球上的风能总量也达到了目前人类能源需求总量的5倍，如果再算上水力资源、生物质能源、地热能、海洋能，则可再生能源的总量更大。由此可见，可再生能源发展潜力巨大。（3）可再生能源目前已经得到很大的发展。随着技术不断进步，可再生能源发电的单位成本呈逐年下降趋势。根据欧洲、美国和日本等发达国家和地区的预计，到2020年，光伏发电基本上可以实现平价上网。（4）国际已经有共识认为，可再生能源今后仍然会快速发展，且将逐渐成为主导能源。例如，2012年，国际能源署（IEA）发布的《2012年世界能源展望》，对2035年前的全球能源趋势作出了预测：到2015年，可再生能源将成为全球第二大电力来源，并在2035年接近第一大电力来源——煤炭的发
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
未来电网的发展趋势 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
未来电网的发展趋势 编辑：华英电力 经历了100多年的发展，电网的规模和结构形态发生了很大的变化，即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网，进而发展到今天的跨区互联大电网。如今，电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源，成为现代能源体系的重要组成部分，电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。 未来电网将呈现以下重要发展趋势：第一，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。第二，电网的结构和运行模式将发生重大变化。第三，新材料技术将在电网中得到广泛地应用。第四，物理电网将与信息系统高度融合。 广义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定的结构和运行模式构建起来的统一整体。因此，自从有了发电机及其相应的供电系统，便有了电网。1882年，爱迪生公司在纽约建成世界上第一座正规的直流电站和相应的供电系统，可以认为是人类首个真正意义上的电网。然而，由于当时不能为直流电升压，输电距离和输电容量受到极大的限制，于是，特斯拉于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。1897年，美国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运行并为35公里外的水牛城供电，从此确立了现代电网的基础。 经历了100多年的发展，电网的基本形态没有根本性的变化，即电网以铜、铝等为基本导电材料、以传统电力设备为基础、以可调度能源（如化石能源、水力和核能等）作为电力的主要一次能源来源、以交流为运行模式的基本形态。然而，电网的规模和结构形态发生了很大的变化，即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网，进而发展到今天的跨区互联大电网。例如，2012年，我国发电总装机容量已经接近12亿千瓦，年总发电量接近5万亿度，我国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体格局，已经覆盖了全国大部分地区，成为世界最大的电网之一。如今，电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源，成为现代能源体系的重要组成部分，电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。 展望未来，我们认为，未来电网将呈现以下重要发展趋势： 第一，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。人类已经认识到化石能源是不可持续的能源，有必要大力发展可再生能源来替代之。这是因为：（1）核能在本世纪中叶前难以成为主导能源。核裂变能的原料也属于有限资源，且其利用存在安全风险，核废料处理也比较复杂。由于核裂变能的利用还涉及到国际安全环境，当前的核裂变能技术出口是受到国际有关条约严格控制的。尽管核聚变能可满足人类长期发展需求，但其应用前景尚不明朗，ITER （国际热核聚变堆）计划到本世纪中叶才能建成首个示范电站。（2）可再生能源是可持续发展的绿色能源，且可开采量足够人类使用。据统计分析，地球上接收的太阳能是人类目前能源需求总量的10000倍。地球上的风能总量也达到了目前人类能源需求总量的5倍，如果再算上水力资源、生物质能源、地热能、海洋能，则可再生能源的总量更大。由此可见，可再生能源发展潜力巨大。（3）可再生能源目前已经得到很大的发展。随着技术不断进步，可再生能源发电的单位成本呈逐年下降趋势。根据欧洲、美国和日本等发达国家和地区的预计，到2020年，光伏发电基本上可以实现平价上网。（4）国际已经有共识认为，可再生能源今后仍然会快速发展，且将逐渐成为主导能源。例如，
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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/aa8395331.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。
新能源储能系统发展现状及未来发展趋势 目录 第一章新能源储能系统相关论述 (1) 新能源相关论述 (1) 新能源定义 (1) 新能源分类 (1) 储能技术相关论述 (1) 储能技术的定义 (1) 储能技术的分类 (1) 第二章国内外新能源储能系统的发展动态分析 (2) 日本新能源储能系统的发展动态分析 (2) 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 (2) 新能源储能系统的未来发展趋势 (3) 新能源储能系统在实际中的应用 (3) 美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 (4) 政策与投资力度 (4) 储能技术的经济性瓶颈 (5) 我国新能源储能系统的现状 (5) 储能是构建智能电网的关键环节 (6) 商业模式不成熟制约储能发展 (6) 第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 (8) 新能源储能系统的实际应用 (8) 创能、节能与储能的完美搭配 (9) 国内新能源储能技术瓶颈解析 (10) 新能源科技发展的核心—储能技术 (10) 新能源无"仓库储能"的尴尬 (10) 储能技术的突破效应 (11) "不能等肚子饿了才去种麦子" (12) 第四章新能源储能系统的发展趋势 (13) 日本新能源储能系统的发展趋势 (13) 储能电池的发展趋势 (13) 我国新能源储能系统的发展趋势 (13) 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 (13) 新能源并网储能市场发展前景预测分析 (14)
第一章新能源储能系统相关论述 新能源相关论述 新能源定义 新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。 新能源分类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 储能技术相关论述 储能技术的定义 储能技术是将电力转化成其他形式的能量储存起来，并在需要的时候以电的形式释放。 储能技术的分类 目前全球储能技术主要有物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等）和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。
?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
中国新能源的发展现状与未来趋势The Current Development Situation and the Future Trend of Chinese New Energy 新能源发展趋势、前景 从新能源行业发展总体情况来看,大部分新能源利用方式始于20世纪70年底,并在90年代开始普及应用,虽然部分技术趋向成熟,但无论从市场扩张速度还是成长前景看,新能源行业仍然处于生命发展周期中的成长期,并将在3年左右的时间内陆续进入成熟期。 由于技术的限制,短期内电力行业没有替代品,电力行业生命周期的问题主要研究对象是各种具体的电源类型,比较的是这些电源类型之间的替代和生命周期。新能源由于具有清洁、可持续的特性,因此新能源行业的成熟期持续时间将较长,即使到了行业的饱和衰退期,其衰退速度也将很慢。 具体来看,水电行业历史悠久,技术已经比较成熟,可以看作是步入成熟期的行业;风电产业在20世纪70年代末起始西欧国家,风电设备行业克服了“能量不稳定”、“转换效率低”等弱点,在丹麦、德国、西班牙、荷兰、美国、日本、印度等国家得 到广泛应用,风电设备产业在部分国家开始饱和,逐步向外技术输出。从这些特征可以确定,风电设备产业在先发国家已经进入了成熟期,但在中国、印度等新兴国家,风电产业仍处于快速成长期;太阳能发电行业目前在技术研发、试点应用等方面取得了显著成效,已经脱离了幼稚期,但由于成本仍然过高,限制了技术的推广应用,可以看作刚刚进入成长期的朝阳产业。 新能源行业目前投资成本仍然较高,尤其是大型风电基地、核电站的投资规模要求很高,行业存在一定风险,但短期来看,国家新能源发电优先上网的政策对新能源行业盈利水平提供了基本的保障。虽然风电设备、多晶硅等部分潜在产能过剩或存在低水平重复建设的行业竞争趋向激烈,部分企业发展面临困难。但在2020年前,在国家节能减排及能源结构调整的大背景下,新能源行业均将保持在景气区间,行业盈利水平有望持续提高。一、中国能源行业发展历史
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。
未来欧洲的电网发展与电网技术 电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社会进步提供了重要保障。电力工业的可持续发展是世界各国关注的重点问题之一。而安全、经济和环保成为目前电力工业可持续发展的三大要素，与电网发展、电力市场密切相关。 近年来国际上正在重新塑造电力工业，使之在可持续发展的能源工业中发挥更加重要的作用。欧洲是国际电力工业发展的一个典型，在电网技术、未来能源发展、电网结构形式等方面具有独特的经验。本文简述了国际电网发展的2种趋势，针对欧洲的未来电网的发展方向以及相关的电网技术进行了分析，指出了欧洲发展新能源发电所面临的挑战及其对中国的启示。 1 国际电网发展的2种趋势 目前，国际上电网的发展可概括为两大趋势：一是统一或联合的特高压电网；另一个是分布发电与交互式供电的分散智能电网。
中国是统一或联合的特高压电网的发展趋势的主要代表。在中国，随着电力工业高速发展，资源分布、经济发展的不均衡，需要提高电网输送能力，发展远距离大容量输电，加强统一或协调规划建设，形成统一调度运行的统一或联合特高压电网。中国的政治体系、经济环境、管理体制等也使得电网朝这个方向推进具有一定优势。目前正开始研究未来的大电网技术，在各方面基本上具备建设全国统一电网的能力。 在欧洲，其电力发展模式是向分布式发电、交互式供电的分散智能电网过渡，更加强调对环境的保护和可再生能源发电的发展，这是引领国际电网发展的另一大趋势。目前这些国家和地区的电网是联合的，但由于交互式供电、柔性交流输电技术的发展，电网的发展方向在发生改变。能源政策对电网发展方向具有重大影响。欧洲很重视环境保护和可再生能源发电的发展，在这种能源政策的引导下，大力发展可再生能源发电；欧盟理事会能源政策的中心目标是发展风能、水电、太阳能和生物质能等可再生能源。在欧洲，天然气作为发电用能源，发电装机的增量或存量调整主要依赖新能源或可再生能源，电力需求趋于饱和，因此，能源发展终期目标是分布式发电，而不是强调电网规模的扩大。目前欧洲电网的发展方式正处于一个转折点上。 2 欧洲未来的电网与电网技术
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
南京师范大学 中北学院 题目：智能电网技术及其应用 班级：881350 学号：15 姓名：梁津铖 专业：电气工程及自动化 专业方向： 指导教师：包宇庆 设计时间：2016.12
智能电网技术及发展前景 摘要：日前全球资源环境压力的不断增大，随着电力市场化进程的不断加快以及用户对电力供出的越来越高的要求，国家安全、环保等各方面都对电网的建设和管理提出了更高的标准。智能电网是国际公认的解决21世纪能源问题的一个重大解决方案。电力与通讯是的双向化是智能电网的一大特色，灵活、清洁、安全、经济、友好等性能都是智能电网是未来电网的发展方向。欧美等发达国家纷纷投入大量的精力，力求在智能电网研究邻域有所斩获。而在中国，在政府及国家电网公司的政策引领推动下，智能电网研究正不断向着建设中国特色智能电网的目标稳步前进。 关键词：智能电网，能源问题，传统电网，国家战略 一、研究的背景及意义 坚强智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，其技术大致可分为四个领域：高级智能电网智能电网量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。智能电网是物联网的重要应用。 二、智能电网的概述 2.1 智能电网概念 智能电网是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、决策分析技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。 2.2 智能电网的特征 1）稳定可靠：智能电网抗干扰性强，由于自身结构的稳定性，可以很好的
未来电网发展的四大趋势智能化是终极目标 经历了100多年的发展，电网的规模和结构形态发生了很大的变化，即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网，进而发展到今天的跨区互联大电网。如今，电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源，成为现代能源体系的重要组成部分，电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。 未来电网将呈现以下重要发展趋势：第一，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。第二，电网的结构和运行模式将发生重大变化。第三，新材料技术将在电网中得到广泛地应用。第四，物理电网将与信息系统高度融合。 肖立业 广义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定的结构和运行模式构建起来的统一整体。因此，自从有了发电机及其相应的供电系统，便有了电网。1882年，爱迪生公司在纽约建成世界上第一座正规的直流电站和相应的供电系统，可以认为是人类首个真正意义上的电网。然而，由于当时不能为直流电升压，输电距离和输电容量受到极大的限
制，于是，特斯拉于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。1897年，美国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运行并为35公里外的水牛城供电，从此确立了现代电网的基础。 经历了100多年的发展，电网的基本形态没有根本性的变化，即电网以铜、铝等为基本导电材料、以传统电力设备为基础、以可调度能源(如化石能源、水力和核能等)作为电力的主要一次能源来源、以交流为运行模式的基本形态。然而，电网的规模和结构形态发生了很大的变化，即从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网，进而发展到今天的跨区互联大电网。例如，2012年，我国发电总装机容量已经接近12亿千瓦，年总发电量接近5万亿度，我国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总体格局，已经覆盖了全国大部分地区，成为世界最大的电网之一。如今，电网已经为人类供应了大约四分之一的终端能源，成为现代能源体系的重要组成部分，电力在终端能源消费结构中的比例已经成为一个国家发达程度的标志之一。 展望未来，我们认为，未来电网将呈现以下重要发展趋势： 第一，可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源。人类
未来能源系统和智能电网的发展及趋势 随着人类进入工业化时代，一直发展到至今，化石燃料一直占据着我们生产生活中的主要地位。但随着环境问题的日益突出，人类对能源的需求越来越多的转向清洁能源方面，逐渐加大了对电能的利用。智能电力网络系统规模也逐渐在扩大。 智能电力系统是将先进的传感量测、信息通信、自动控制、新型材料、先进储能等技术，与电力系统中发输配变用和调度各环节基础设施高度集成，具备全方位、全过程、全要素的智能监测、诊断、通信、控制、决策与自愈能力，能够承载大规模可再生能源发电和分布式能源发电上网，具有多指标自趋优运行能力，高度电力信息化、自动化、互动化的新型现代化电力系统。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。 智能电力系统的基本特征智能电力系统的特征包括：可靠自愈、灵活互动、清洁绿色、优质高效、信息集成、资产优化。 可靠自愈。自愈是智能电力系统的一个显著特征，也是其可靠性的本质要求。可靠自愈要求智能电力系统通过在线自我评估，预测电网可能出现的问题，并在很少或不用人为干预的情况下将故障元件从系统中隔离出来使电网迅速恢复到正常运行状态，实现对用户不间断的供电服务。 一方面，智能电力系统可灵活支持可再生能源、分布式发电、
微电网以及电动汽车等新型用户等的大规模接入；另一方面，智能电力系统可实现电网运行与电力市场、电力交易无缝衔接，促进负荷侧管理和用户能效管理等措施落实，推动电力资源的优化配置。 清洁绿色。智能电力系统能促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在终端能源消费中的比重，降低能源消耗，大大减少对环境的负面影响，促进电力清洁绿色发展。 优质高效。智能电力系统能够以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户差异化的需求；通过应用超导材、储能以及改善电能质量的电力电子技术，减少由于闪电、开关涌流和谐波源引起等的扰动；通过监测和执行相关的标准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电力系统。通过对系统运行状态的实时监测，并更好地调控发输配电各环节，可以有效减少传输中的能量损耗，促进发电厂高效发电。 信息集成。包括监视、控制、维护、能量管理、配电管理、市场运营、ERP等和其他各类信息系统之间的综合集成，并要求在此基础上实现业务集成。通过不断的流程优化，信息整合，实现电网企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的集成，形成全面的辅助决策支持体系，支撑企业管理的规范化和精益化，不断提升电力企业的管理效率。支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置、降低电网损耗、提高能源利用效率。
智能电网技术的现状和未来发展 摘要：随着科学技术的快速发展，智能电网的发展在最近几年已成为电网在未 来发展趋势上的重点话题。智能电网本身具有灵活、安全、清洁的特点，可以使 再生能源的发展得到有效促进，所以智能电网成为了我国电力事业发展的一个方向。本文主要介绍一下智能电网的构成以及运行的模式，通过对比国内外智能电 网发展现状，提出我国智能电网的发展方向。 关键词：智能电网；发展与应用；关键技术 1 前言 智能电网是电力系统进行变革和发展的一个重要方向，智能电网的内涵是区别于传统电 网的内涵来定义的。智能电网指可及时获得完整的电网信息，优化社会能源配置，提高能源 综合投资及利用效益。对于未来电网的发展形势，应该具备运用多种能源来进行发电的能力。智能电网的应用可以有效的减少输电网的电能损耗，同时提高能源利用率和保护环境。 2 智能电网技术的国内外研究现状 2.1 国外研究现状 智能电网的发展已经引起了世界范围内的广泛关注，特别欧美发达国家科学技术发展的 速度比较快，对智能电网的研究比较早，直到今天，不仅形成了一整套基本完善的发展体系，并且在实践中得到了很大程度的应用。由于各国的实际情况不同，其智能电网建设的起因和 关注点也存在不同，我们应该有选择的学习。欧洲大力开发清洁能源、可再生能源，电力需 求趋于饱和后提高电能质量和供电可靠性等需求。美国则是侧重对智能电网的升级和发展， 利用当前有限的资源获取更多益处。 2.2 国内研究现状 研究智能电网在我国起步较晚，目前为止还没有从国家层面制定智能电网的发展战略， 不过在某方面的研究还是对智能电网的发展起到了借鉴作用。华东电网公司建设智能电网呈 现的特点为：规划以自愈为目标的智能电网；实现智能化调度；新型材料和智能设备的全面 使用；可再生能源的友好接入；实现与用户的智能互动。国家启动了多项863高技术研究发 展计划项目，在“十一五”期间，在三大先进能源技术领域设立重大项目和重点项目，包括： 以煤气化为基础的多联产示范工程，MW级并网光伏电站系统，太阳能热发电技术及系统示 范等项目。 3 智能电网技术分析 3.1 智能通信技术 先进的电网通信技术，是确保智能电网建设目标得以顺利实现的基础。智能电网要求实 现对系统状态的实时监视和分析，以保证对故障的预测和对故障信号的及时响应。通过采用 智能电网通信技术，电网在其供电可靠性与连续性也得到了提升，也极大的提高了电力设备 在利用方面的效率，从而保证电网的运行的可靠性、安全性和稳定性。 3.2 智能变电站技术 智能变电站技术是信息处理技术和计算监控技术的有机融合。信息的高度共享、设备装 置的智能化以及控制的智能化是智能变电站最重要的技术特点。 智能变电站技术有以下三个特点： 3.2.1引入控制端 智能变电站技术引入了计算机终端，就像为变电站安装一个具有丰富计算能力和传导指 挥能力的大脑。通过计算机终端系统能够实现对电能运行情况的实时监测，能有效降低突发 事件引起的变电站故障，这对提升供电可靠性具有重要意义。 3.2.2设备集成化及光纤技术的应用 设备集成化是智能变电站技术的典型特点，通过光纤技术的大力推广和应用，各控制层 之间的信息通信速度得到了极大改善。此外光纤技术的应用能够有效实现站内各控制层的局 域网管理。随着计算机数字技术的进一步推广和应用，用于电能检测、控制以及管理的设备 也逐步集成化，在一定的区域内就可以完成设备的控制，不仅节约了设备的占地空间，同时