智能电网用户端能源管理系统关键技术与应用
江苏安科瑞电气股份有限公司袁燕
智能电网是当前国际国内新技术和新产业发展热点。国家电网公司正在建设全国统一的坚强智能电网，其基本特征是电力系统的运营实现信息化、自动化、互动化和市场化，真正实现电能的高效利用。
根据智能电网研究框架体系，智能电网建设主要抓住发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节。“配用电”环节即为电网的用户端，按用户属性来分主要有三类：建筑楼宇，如宾馆、商场、体育馆、学校、写字楼、政府机关等;工矿企业，如冶金、造纸、轻纺、机械、电子、煤矿等;基础设施，如机场、港口、铁路、公路、水利等。用户端消耗着整个电网80%的电能，抓电网用户端智能化建设，对用户可靠、安全、节约用电有十分重要意义。用户端环节建设内容主要为：构建智能用电服务体系;全面推广应用智能电表、智能用电管理终端等智能设备;实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量;建设智能用电小区和电动汽车充电站。用户端急需解决的研究内容主要包括：先进的表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电系统、需求侧管理等课题。
能源管理系统构架及目标
智能电网用户端从用户侧一端来讨论配电和用电系统的智能化和信息化，其范围指电力公司计费电表出口以下，从电力变压器到用电设备之间，对电能进行传输、分配、控制、保护和能源管理的所有设备及系统。
随着科学技术的发展以及人民物质生活水平的提高，用电设备如电梯、水泵、照明、空调系统、家用电器等越来越多，用电负荷快速增长，设备的能效提高以及不同设备之间的匹配需要科学的管理，用户端的能源管理因此受到越来越多的关注。
一般的智能电网用户端能源管理系统主要包括三方面的内容：计算机管理系统、通信网络、传感(计量)元件。传感(计量)元件采集各种电量数据并通过通信网络传输到计算机管理系统，管理系统将分布采集的数据汇总、分析、报表等，出现故障状况时根据预先设定的条件进行预警、报警甚至自动完成某些操作功能。高级的管理系统还包含智能控制设备，能自动检测电网及用电设备的各种情况并据此对有关负荷进行自动控制，包括对储能设备、可再生能源设备的控制。
建设智能电网用户端能源管理系统有三个目标：
1)电能监测与节能优化：对用电系统各个环节特别是重点耗能设备用电情况进行实时检测计量、数据采集、汇总分析、纵横比较等，发现电能使用不合理之处，通过人工干预或自动控制的方法进行改进，优化用能设备，提高电能的使用效率。
2)用户端与电网公司管理系统的互动：在智能电网中，电网公司为提高电力设施的负荷率要求用户端某些设备能够需求响应，其使用能够尽量避开用电高峰而在用电低谷时使用，帮助电网削峰填谷。
3)管理分布式能源设备的接入：用户端储能设备、电动汽车以及可再生能源设备接入电网可能对电网产生重大冲击，这些设备也可能将电能输送的电网，所以需要一个很好的能源管理系统进行管理。
用户端能源管理系统功能
1.主控制系统功能
主控制系统作为专家决策系统，是一个SCADA软件，将各个子系统的数据接入，并根据各种不同的情况决定各个子系统的控制。
2.配电监控子系统功能
它由多种独立的功能模块组成，包括保护设备定值在线管理、事件报警管理、录波数据管理等。
配电监控子系统采集和处理的基本数据：模拟量(遥测)包括功率、电流、电压、变压器温度、系统频率等。数字量(遥信)包括开关位置信号、事故信号、微机保护信号、以及设备工作状态等。
3.智能表计子系统功能
智能表计子系统能够海量数据的采集、交换、通信、存储与共享;企业用能实时监控、分析和报表系统，故障报警和快速定位;用户端电网谐波检测和分析;能耗监测、分析、评估，能耗分项计算以及碳排放计算;根据电力公司的需量限制对实际用电负荷进行预警和控制。通过智能表计实现智能电网中“双向”互功功能，智能仪表通过网络通讯设备实时通讯，提供用户的能源需求数据给智能电网，同时将智能电网的不同时间段的电能信息传递给用户端，让用户直接选择电能消费。
4.设备监控子系统功能
设备监控子系统既是一个设备监控子系统，又是一个可以自成体系、记录各种能量变化并可实现互动控制的高级用户能源管理系统。管理中心通过网络连接多个分中心，每个分中心管理连接当地的这部分设备，通过能源管理控制器、电表、智能开关、继电保护装置和各种智能控制器实时采集主要耗能、储能或生产能源设备的信息，对数据进行加工处理，根据能源控制中心下达给分中心的要求，调节每个设备的运行状态，能源的消费和生产。
5.智能家居子系统功能
智能家居是目前智能电网比较关注的领域之一。智能电表与智能家居有机结合才能更科学合理地控制家居内的家电设备，实现需求响应、削峰填谷、节能减排功能。
6.储能设备、分布式能源设备、汽车充电设备监控技术
分别研究低压侧(380V/220V)储能设备、分布式能源设备和汽车充电设备在上位机系统中的表现形式和管理方法。
关键技术
1)配电系统数字化网络化控制技术：以变电站为基本单元，收录电网重要信息，只有少量信息向网络发送,网络效率高;IP地址管理，各部分设备可以实现区域管理;底层的设备在网络中具有独立的通信功能，上位监控PC可以直接远程读取底层设备信息以及事件数据、录波数据等，可远程读取和修改其整定参数等;上位监控PC可以远程配置网络中的节点，增加或减少设备节点。
2)电表双向实时电价计费技术：包括有功电能和无功电能计量;分时计量、最大需量测量;实时监测电网运行状态、电能质量和环境参量等;信息与数据的存贮、调用、输出和显示，电价方案显示;双向通信，可实现远程管理，能提供互动性服务，可对户内主要电器进行用电信息采集与控制;对电能双向计费。
3)网络化可编程控制技术：包括系统的现场总线及工业以太网通信协议规范研究与实现;指令编译器、程序解释运行器、高速总线技术;控制与通信集成技术。
4)数据采集与数据传输通信技术：研究智能电器和智能电表的通信技术，不同通信协议之间的数据转换技术、以及有线网与无线网交叉融合技术;
5)用户端海量数据融合及并行计算处理技术：研究海量数据的采集、交换、通信、存储与共享机制;
6)商用楼宇和工矿企业节电运营技术：研究能耗监测和分析、评估方法、碳排放参数计算;
7)管理和控制的一体化技术：研究企业用能实时监控、分析和报表系统，具有故障报警和快速定位功能;
8)电能质量测控技术：研究用户端电网谐波检测和分析方法，实现电能质量检测;
9)电网侧与用户端之间的互动技术：研究进户电表与用户能源管理系统的互动、主系统与子系统的信息互动技术。
案例应用
1.上海世博村项目A地块VIP生活楼EMS
世博村A地块VIP生活楼是2010年上海世博会配套的唯一一家超五星级酒店，见图1。该酒店落成后将成为整个世博会的至高点，达108米，同时也是整个世博工程中最早开工，最早竣工、投入使用的项目。系统采用Acrel-3000型电能管理系统，完成了生活楼变电所、柴油发电机房、冷冻机房、生活泵消防泵房及楼层动力箱、电源双切供电系统所有电气设备远程监测。
整个系统采用网络分布式结构，监控主机位于地下一层变电所值班室内，各变电所配电柜内安装有ACR230ELH、ACR220EFLK仪表共计200台。系统采用开放的通讯协议，通过现场总线与高低压配电系统、变压器温控装置、发电机的智能接口、ATSE及EPS等相连，实现数据通讯功能。同时监视系统提供标准的RS485接口向上连接到BMS系统。
2.广州亚运会开/闭幕式临时配电中心
2010年第16届广州亚运会开/闭幕式在海心沙岛隆重举行(见图2)，当晚整个岛内的供电由现场发电以及广州市供电局供电两部分组成，整个配电设施全部位于舞台下方的地下空间，包括四个配电区域，所有涉及表演、喷泉、音响等重要回路全部由现场发电机供电，其余看台、照明等由广州市供电局供电。系统采用Acrel-2000型电力监控系统，完成了四个配电区域所有配电房内包括10kV高压配电柜、直流屏、0.4kV低压配电柜、发电机、变压器等所有电气设备的数据采集和集中监控管理。
图2广州亚运会海心沙岛
3.某工厂屋顶光伏电站电力监控系统
2010年承接的上海某公司屋顶太阳能发电系统，可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备进行实时监测和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了太阳能光伏发电系统的完全可靠和稳定运行。
系统主要实现的功能有：实时监测太阳能电池板的电压、电流及其运行状况;防雷器状态、断路器状态采集与显示;实时监控逆变器工作状态，监测其故障信息;系统详细运行参数显示;故障记录及报警;具有电量累计、系统分析、历史记录功能;简单易用的参数设置功能;系统输出电流、电压，瞬时发电功率、累计发电量，CO2、SO2减排量。
需求与市场前景分析
1用户端的电力配电系统智能化需求及智能电网的推进
目前，电的生产、传输及高端用户，如电信、银行、石化等大用户配电正在实现信息化、智能化。随着智能电网的推进，电的生产、传输与使用将信息互通，智能电力仪表将是各个电网环节的信息“传
感器”，使智能电网下的电器设备信息“物物相联”。因此，能源管理系统将随用户端配电智能化的普级而市场容量逐步扩大。
2.工矿企业与建筑楼宇的节能减排
国务院各部委以及地方政府，把节能减排作为重点工作之一进行推进与落实。要求高能耗企业通过建立能源管理体系，采取降耗技术与措施，提高用能效率。为此，工矿企业实施合同能源管理，政府机关和大型公建实施能耗监测(见建科[2008]114号文)，电能作为最主要的能源，用户端用能大户都应建立电能计量管理体系。因此，用于企业内部管理的智能电能管理系统将随节能政策的推进而增加。
3.新能源、新行业的发展需求
随着社会的发展，对核电、水电、光能、风能等新能源的需求逐步扩大，以减少对不可再生能源的依赖。新能源的发展，也需要安装监控系统，提高新能源的发电能效。另外，随着社会进步，对人生命安全的保障也越来越重视，为了安全用电，国家发布了多项设计规范，如JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，GB50016-2006《建筑设计防火规范》等等，规定对剧院、商场、展览馆、医院、电信楼、广播台、高层建筑等人员密集或重要场所要加装剩余电流式火灾监控装置，建立电气安全监视系统，防止漏电引起的火灾。
北极星自动化网讯:在日前举办的中国智能电网高峰论坛上，中国电力科学院总工程师印永华介绍了中国电网新技术应用展望，印永华提到：电力系统是一个技术密集型的行业，新技术的应用与电力系统发展是密切相关的，也是推动电网发展的强大动力。我们国家现在的电网发展已经进入了一个新的发展阶段，建成了一个特高压的骨干网架，根据电网电压协调发展的坚强智能电网正在稳步推进。要实行电网智能话发展，存在很多技术性问题和挑战。 中国电力科学院总工程师印永华 要解决风电场大规模并网，给电力系统安全稳定性评估分析及对策等问题。解决变电站自动化调度中心自愈能力。分布式发电并网、需求式管理。攻克新型直流输电、大规模储能，超导电力等技术问题。在电力市场方面，要解决市场体系设计、电价机制设计、电力发展机制等问题。 印永华同时讲到，目前我国智能电网研究主要关注以下十项关键技术上： 1.特高压交、直流输电技术 （1）2011年12月份，特高压科技工程顺利投入运行，特高压交流输电技术顺利通过了500万千瓦的输电能力考验，具备了大电源在集体外送输电工程中往外运送的条件，我们一期工程最大只能输送240万千瓦左右的能力，经过扩建以后，增加了变压器，输送能力超过了500万千瓦12月8日12时~15时，工程在电网全接线运行方式下，稳定运行在500万千瓦水平，平均功率518.7万千瓦。其中14时12分~48分，进行了超500万千瓦功率运行实验，平均功率533.8万千瓦。 （2）大容量特高压开关 我国在国际上率先建立了63千安特高压开关的试验能力，并首次研制成功电力等级最高、电流开断能力最强的特高压开关，实现了世界高压开关试验和制造技术的重大突破。 （3）特高压升压变压器 能源基地大型发电机组通过特高压升压变压器直接接入电网，有利于提高电源送出通道输送能力，发挥特高压大容量书店的优势。特高压升压变压器属世界首次研制，国网公司组织三大变压器厂联合攻关，在世界上首次研制成功额定容量100万千伏安的双柱特高压变压器，代表了国际同类设备制造的最高水平。 （4）特高压同塔双回输电技术 特高压同塔双回路的走廊宽度与两个单回路相比，可以从140米下降至80米，结合后续特高压工程，对特高压同塔双回输电的关键技术进行了深入研究，功课了过电压绝缘配合、导线排列、雷电防护、潜供电流、杆塔设计等关键技术。目前，已在安徽淮南—上海特高压输电工程中得到应用。 （5）特高压可控高抗技术 采用可控高抗技术，能够动态补偿输电系统的柔性输电功率，调节系统电压，可以限制系统的高电压，提高系统的安全性。特高压可控高抗技术在世界上属于首次研制。目前已经全面突破系统集成等关键技术。 （6）±1100kV特高压直流输电技术 ±1100kV特高压直流输电关键技术研究已经取得重大进展，技术规范已正式发布，为全面开展设备研制和成套设计和试验打下了坚实的基础。 （7）特高压多段直流输电技术
浅谈在智能电网中智能电表的应用及发展 发表时间：2018-06-11T16:25:11.753Z 来源：《河南电力》2018年2期作者：蔡皓晴 [导读] 随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。 （国网天津城南公司天津市 300201） 摘要：随着我国的智能电网的全面建设，智能电表在市场中的需求迅速增加，在建设过程中扮演着重要角色。传统电表在用户缴费后，将完成充值的电卡装入电表，电表根据卡中的额度进行供电，额度用尽之后就会停止供电，直到用户再次进行充值。这一过程不仅程序繁琐，也对客户的用电带来非常不好的影响。智能电表的出现，可以很地解决这一问题。智能电表在具备传统电表计费供电功能的同时，还具备更多先进的功能，不仅适应建设智能电网的需要，也符合我国可持续发展战略，智能电表在智能电网建设中的应用意义重大。 关键词：智能电网；智能电表；传统电表；应用；发展 1智能电表的功能 1.1双向通信功能 现代化的智能电表，里面设置了具有通信功能的模块，使其具有了双向通信的功能。供电企业可以通过智能电表与用户进行互动，一方面将停电通知、实时电费使用情况等用户感兴趣的信息告知用户；另一方面，用户也可以将平时遇到的用电方面的疑惑传达给供电企业。特别是在用电高峰的时候，供电企业可以通过智能电表向用户发布实时信息，引导用户合理安排用电计划，为用户节省电费的同时，降低了电网高峰负荷的压力。 1.2实现智能的用电控制 智能电表最为用户青睐的功能是它具有帮助用户实现用电控制的功能，对用户来说可以减少用电的消耗。智能电表可以与现代智能家电密切配合，根据实时电价，合理地控制智能家电的启动停止，通过调整大功率用电设备的开关时间，为用户节约用电。目前全国都已实行了分时电价，智能电表能够自动调配电气设备在峰谷用电时的负荷，在用电高峰时削减负荷，在用电低谷时的提高负荷，很好地降低了用户的用电成本，提高了经济效益，最重要的是为电网的“避高峰”做出了贡献，大大改善了大伏天、大冷天等气候造成的用电紧张的情况。 1.3双向计量 智能电表对于有储能设备，发电设备等分布式的用电大户，可以依据实时的电价引导这类用户合理经济的购买电量和使用电量，减少他们的电费支出。尽量鼓励每个家庭都安装风能，太阳能等低碳高效的储电设备。鼓励人们投资那些低碳节约的，如储冷，储热和储电的经济类设备，减轻电网电量的压力。实践证明，通过智能电表的双向计量功能，向用户即时的反馈用电情况，可以有效减少一个家庭每年13%～15%的用电量，减少3%～15%能源消耗，大大提升了环境效益和社会效益。 2在智能电网中智能电表的应用 2.1结算和配网状态估计 通过使用智能电表可以实时，准确的提供结算费用的信息，改变了过去用电账户上的复杂处理过程。在结账信息化的电力市场下，调度的人员可以方便，及时的更换能源的零售商，在未来还可以实现全自动的切换功能，而且用户也可以及时准确的得到用电账务信息。当前，配网的分布信息不是很准确，这主要因为这个用电信息是根据负载估计值，网络模型和变电站的高压测量得到的，有一定的不确定性。若在用户附近增加智能电表，就可以获得更加及时准确的负载量信息，避免由于电能质量下滑和电力设备负载过大导致的不良后果。通过大量数据的整合，将逐步实现未知状态的测量和估计数据的准确校核。 2.2电能管理与节能 智能电表可以将及时、有效的信息提供给客户，建立相适应的管理系统，为客户带来更优质、更便捷的供电服务。除了满足客户的各种用电需求，还有助于减少客户对电力的浪费，有利于企业的经济效益和社会效益一同实现。通过把客户的实际用电状况反馈给客户，有利于客户改进不良的用电习惯。除此之外，还能帮助客户及时发现设备的故障以及其他异常的耗能情况，促使客户养成节约用电的习惯。电力企业也可以通过引进、开发新技术和新产品，提升用电的管理水平，最终实现用电过程中供求双方的互利共赢。 2.3远程监控及非法用电检测 通过智能电表的功能不仅可以实现远程服务和随时断开过载，而且还对部分电力用户进行强制监督，电力公司通过使用控制开关按钮，远程控制一个特定的过载，智能电表能随时检测打开电表箱，使电表的软件更新升级，如果出现私自改线等现象，可以及时发现该情况，通过获取大量的仪表数据进行比较分析，是能够准确地检测私自篡改线路的情况，此功能为各个用电用户和电力公司挽回了大量的经济损失。 3智能电网中智能电表的应用发展 3.1接口一体化 在未来的一段时间内，电能表的测试工作是一个非常复杂和耗时的工作，需要很大的人力和物力资源来协调工作，广泛地推广应用智能电表势在必行，必要对目前的安装检测模式进行变革，最终实现智能化和自动化的监管。由于智能电表各种接口连接薄弱，在实际的检测过程中是频繁快速地切换工作，大大增加了测试的时间，而且占用太多的资源和管理成本，从而影响运营效率，导致过多的接口设置复杂，不能确保电气设备的安全性和稳定性。因此，要加强智能电表接口一体是非常重要和有发展空间的，这也将成为后期发展研究和开发的一个重要课题。 3.2网络化、系统化和模块化 智能电表未来的发展必然是向着网络化，模块化，系统化的方向发展。其中智能电表的网络化可以帮助电网在各种不同的场合采集，储存电能的信息，通过无线网络将信息传输到信息管理库里，方便整理和分析。智能电表的模块化可以避免对整个电能表进行更换的操作，只要改变部分的模块就可以了。而且由于模块化与结构的标准化，用电管理部门不用过于依赖某一家电能表的厂商，为规范电能表的开发与研究提供支持。模块化还可以通过远程或现场升级来更换故障的模块，节约维护费用。智能电表的系统化则利用了电力系统自动化
通信技术 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下图显示了电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。 高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其最重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备（IEDs）、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。传感器在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备（IEDs）以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作，才能实现通信系统的互联互通。 量测技术 参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。 对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力将极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。 设备技术 智能电网要广泛应用先进的设备技术，极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果，从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。 未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设
“智能电网技术与装备”重点专项 2016年度项目申报指南、指南编制专家名单、 形式审查条件要求 一、“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划智能电网技术与装备专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化，到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。 本专项重点围绕大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互
联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 大规模可再生能源并网消纳 高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论（基础研究类） 研究内容：面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行
浅析智能电网调度运行的关键技术及现实意义 摘要在对智能输电电网建设过程中，必须做好智能调度工作，其是整个工作的核心环节。智能电网调度就是对输电线路进行调度管理，其中高压电网是其服务的主干电网，将各级电网都做好协调，确保电网整体运行的安全性和稳定性。下面主要分析了电网动态监测预警技术、电网故障测距技术、电流短路控制技术、在线预测技术，希望给有关人士一些借鉴。 关键词智能电网；调度运行；关键技术 电网在投入使用之后，无论是火灾、台风，恶劣天气等，都会直接影响电力系统的安全与稳定。当管理不到位，安全控制不到位之后，整个电网就会发生短路、跳闸、电网线受损等问题，这些都是有待解决和控制的问题。由此可见，对电网进行调度控制非常关键，随着技术的发展，智能电网调度技术已经得到应用，下面就分析这些关键技术和实现的意义。通过分析希望引起相关人员的重视，在工作中不断创新，提高这方面的技术应用水平。 1 对智能电网调度情况进行分析 在电网管理中为了保证其安全高效运行，必须对电网进行调度和管理，随着相关技术的发展，为了提高工作效率和质量，在电网调度中引入了智能技术，可以有效对变电站、配电网、发电厂中的所有电力系统、设备等进行调度管理[1]，管理工作主要包括对系统的实时监测，利用调度等手段让电网中的限额、电压等参数在一个合理的范围，这样智能电网运行会更加安全，通过这种方式，电网规划更加科学，整个電力调度工作也更加合理。电网调度工作非常重要，其不仅要收集电网运行过程中的各项数据，同时还要对数据进行整理和分析，这样就可以清楚知道电网中的问题，有针对性的进行处理，避免电网运行中发生安全事故。如果在对电网进行操作过程中，系统遇到了一些紧急情况，电网可以自动对调度功能进行转变，有效对系统进行控制，这样就可以降低故障对电网的影响，智能电网在以后运行中也就更稳定[2]。 2 分析智能电网的运行方式 分析智能电网的运行方式时，要结合其使用的调度设备进行分析，当相关设备正常工作时，通过智能调度，对电网中的电力进行正常的调动和传导，进行电网的校对工作时，也应该做好电网的规划工作，对电网进行归并和整合，有利于统一的调度工作。另一方面，还必须保证电网的预警机制，这样电网调度工作才会更加方便。一般当智能电网工作正常时，没有出现故障时，可以根据不同子公司的实际要求，对这些公司的电网规划、调度等进行数据分析，结合数据对运行系统进行调整，保证对每个用电部门都能实现电力支持和信息保障，除此之外，由于电网中都安装了继电保护装置，这样就可以对智能电网做整体性的维护，保证其运行的安全，再加上系统中的预警机制，就可以对运行状态进行监控和管理[3]。
浅谈智能电网下的继电保护技术 发表时间：2015-01-22T16:30:29.950Z 来源：《工程管理前沿》2015年第2期供稿作者：李振龙郭成志 [导读] 现代化的智能电网系统成为我国电力产业前进发展的新型风向标。 李振龙郭成志 （国网山东夏津县供电公司山东 253200） 摘要：伴随着智能电网建设的迅猛发展，继电保护在智能电网中的作用愈加显著，智能电网成为我国电力产业发展的新方向。智能电网下的继电保护作为保障电力运行安全的首道防线，也面临着更高的要求与全新的挑战。在智能电网的快速普及与发展下，继电保护系统需积极适应电网变革。本文立足于智能电网下继电保护的重要作用，阐述智能电网中继电保护的关键技术，针对智能电网下继电保护技术的提升与变革进行分析探讨。 关键词：智能电网；继电保护；广域保护技术 引言：现代化的智能电网系统成为我国电力产业前进发展的新型风向标。与此同时现代智能电网规划建设给电力运行环境也带来了愈加深化的影响，因而对保护电力系统安全及稳定运行的继电保护提出了更高的要求。电网系统改革发展与完善优化过程中，继电保护技术都发挥着举足轻重的作用。另外，智能电网现今的信息系统也为继电保护的发展提供了广阔的发展空间与良好的机遇，应积极利用完善的继电保护技术，并构建出更加合理可靠有效的保护系统，顺利适应电网变革。 一.智能电网中继电保护的重要作用 目前，我国国民经济正处在高速发展中，对电力的需求也越来越大，电力供应企业正承受着前所未有的压力，很多人口密集的城市和地区都出现了供电危机现象，使其只能采取停电、限电等措施，以使电力供应紧张得以缓解。同时加强了对智能电网电力系统安全的维护力度。作为电力系统的第一道防御手段，继电保护技术可以有效地保障电网的安全运行，一旦电网中存在故障，继电保护装置就能在第一时间内将出现故障的设备自动切除，同时发出预警信号，使工作人员能够在第一时间内发现故障，在最小区域，以最短时间，自动切除电力系统中的故障设备，还能向电力监控系统发出警报信息，提醒电力维修员及时采取有效措施进行解决，从而最大程度地降低了由电网故障造成的企业损失。同时最大程度上减少对电力元件的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全运行水平。因此，继电保护在智能电网中有着重要的作用和意义，企业应当大力发展和研究这项技术。 1.智能电网下的继电保护技术 1.1 智能电网下的继电保护构成 智能电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求。另外，通信和信息技术的快速发展，数字化技术及其应用在各行各业的日益普及也为探索新的保护原理奠定了有力基础。智能电网中可利用传感器对发电、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，最后对数据进行分析。再用这些信息对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控。对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还需要相关联的其他设备的运行信息，从而保证故障的准确实时识别，同时保证在没有或少量人干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，防止发生大面积停电。因此，智能电网继电保护装置保护动作时不一定只跳本保护对象，有可能在跳本保护对象时还需发布连跳命令并跳开其他关联节点，也有可能只发连跳命令跳开其他关联节点，不跳开本保护对象。 1.2 智能电网下继电保护的关键技术 1.1.1 广域保护技术 广域保护技术主要是针对电力网络子集，将子集作为分析和处理电网运行障碍的单位，在“域”的范围采集该子集的继电保护信息，并对采集的信息进行详细分析，最后准确判断电网出现故障的原因，便于对问题进行处理。广域继电保护涵盖两大方面的内容，即安全自动控制和继电保护，安全自动控制主要针对电网本身的故障处理，为其自身故障的“自愈”提供更多更好的解决方案。广域继电保护技术最关键的作用就是使现有继电保护诊定配合复杂的故障问题，并能使之得到根治，最终目的是提高继电保护的自适应能力。 1.1.2 保护系统重构技术 现代智能电网的发展要求继电保护具有极强的自适能力，并适应于智能电网运行方式和电网结构改变所带来的一系列变化。在自适能力方面，新的继电保护必须要有重构功能、自我诊断和自我修复的功能，比如，在继电保护元件失灵的情况下，智能电网能够自动寻求替代元件并自动恢复继电保护。原有的继电保护系统已经无法满足智能电网的这种自适能力，因此，必须重新构建继电保护系统，从而最终满足预期效果。 1.1.3 智能设备、新型电子传感器的使用 在智能电网中心存在一个智能控制设备，该设备能够有效控制智能设备。同时，具有极广阔的覆盖面，覆盖了智能电网发电、输电、变电配电及用电等各个环节。传感器就是智能感应技术的代表。智能电网建设中借助智能运行设备安装智能传感器，能够实现数据信息的实时收集，有利于智能电网运行状态的分析、评估工作快速展开，为维修工作提供大量精确的数据，从而大规模提升继电保护系统的各个方面性能。 二.智能电网下继电保护技术的升级与变革 2.1 数字化方向 智能电网最重要且最突出的就是数字化特征，由于互感器故障的减少，我们不用再考虑由互感器故障所引起的回路接地和回路断线等故障，利用数字化的传感器的网络接口，通过网络保护装置和智能断路器有机连接，在很大程度上简化了二次回路接线，维护修理更加便捷，同时能够提高继电保护的整体性能，使所有的辅助功能得到简化，来提高继电保护水平，为我国智能电网建设提供先进的继电保护技术。 2.2 网络化方向 作为智能电网实现数字化转变的关键，网络化的继电保护装置可以有效提高智能电网的运行效率，电力管理者能够通过数字接口向继
科技讲座与创新实践 课程论文 论文题目智能电网及其关键技术 班级电气13-4 学号 姓 名叶腾 成绩
摘要：电网是经济社会发展的重要的基础设施，然而，近些年来，电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化。电网负荷快速的增长，大区电网互联初步形成，电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现，加之受全球气候变化的影响，极端气候环境对电网安全稳定工作提出了很多的新挑战。本文通过对智能电网的发展历史，应用前景，涉及的关键技术以及我国智能电网的发展进行分析，来解决电力系统中常见的一些问题。 关键词：智能电网：特点：关键技术 1 智能电网的概念和特点及其发展历史 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。 尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点和目标，但是智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电能质量和环境因素，其特征可归结为：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。 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，建立美国横跨四个时区的统一电网；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。可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个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。 第三个是我国能源专家武建生提出的"互动电网"."互动电网"是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点，主要解决三个问
浅析智能电网的应用与发展 随着我国经济的发展，科学技术的进步，电力需求正在以一种快速增长的形势进行发展，以往的区域性传统能源发电已经满足不了当今社会的新需求，各地区生产力发展和资源不平衡的情况越来越突出。所以，为了进一步的应对经济发展新情况，我们必须进一步的发展智能电网。此文，将进一步的分析智能电网的概念和特征，总结和提出智能电网的应用和进一步的创新。希望能够进一步的推动我国电力发展，更好的应用智能电网，更好的为经济发展提供动力。 标签：智能电网;国民经济;电力发展 引言：随着国民经济的发展，社会对于电力的需求也越来越大，电网规模日趋扩大，结构越来越复杂。电力用户对于电力的要求也随之增高，对其稳定性和质量有了新的要求。若电网发生故障，导致非正常停电的话，将会导致极大的损失，也给用户财产安全带来不良影响。现阶段科技的发展，智能电网的发展，提高了电力系统的稳定性和优化性，此文将进一步的分析智能电网的应用和发展。 一、概念综述 在进行调查研究之前，我们要对研究主体有一个清晰的认识，了解研究主体的含义，从而更好的进行系统的分析。 （一）智能电网 目前，随着时代的发展，世界政治局势以及能源发展的变化，人们对于电网的定位进行了新的思考，对于未来电网的发展模式提出了新的积极意义的探索，从目前来看，智能电网将进一步的利用传感技术，以及信息通信、自动化、能源电力还有电网基础设备组建一种新型的现代化电网模式。然而，不同的国家以及大型企业也根据自身发展的情况和自身需求对于电网提出了不同的见解。在争议中达成了共识，也就是智能电网是一种能够最大程度实现电网优化、资源优化，实现电力自身可持续发展的一种设施，对于人类社会的发展有着重要的意义。 （二）智能电网的应用特性 1.稳定性 智能电网的电力网络体系分布比较合理，其保护措施也比较到位，电压等级能够协调发展，其具有更加完善的动态稳定性以及静态稳定性。智能电网能够在发生特殊情况下仍旧保持着供电能力，不会出现大面积的用电事故。其也能够在自然灾害下以及受到攻击情况下保持着供电工作，尽可能的保持电力信息的安全和相关人员的财产安全，维持电力的稳定性[1]。 2.兼容性
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/bc10454970.html, 浅析智能电网及核心技术 作者：刘伟 来源：《中国新技术新产品》2011年第19期 摘要：本文分析了智能电网的内涵和特点，论述了智能电网的主要技术。 关键词：智能电网；特点；通信系统；计量体系；需求侧管理；智能调度 中图分类号：TN91 文献标识码:A 由于世界各国经济社会的发展对能源的依赖性，造成当今世界能源危机、资源紧张、环境日趋恶化，使人类的生存与发展面临着前所未有的压力与挑战。如何在有限的资源中寻求一个新的支点，寻求一条环境、资源、经济、社会能够协调发展的道路，让人类在发展自我的过程中保持与自然的和谐，这是全人类共同的责任。面对这一课题，科学家们提出了智能电网的研究及建设，由此，积极发展智能电网已成为当今世界电力发展的新趋势。 一、智能电网的内涵 智能电网（smart power grids），是利用传感器连接更多的资产和设备，实现对发电、配电、输电、供电等关键设备运行状况的实时监控，并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，达到优化管理整个电力系统运行、降低成本、提高效率、节能降损、实现环境清洁和友好的目的。智能电网是以特高压电网为骨干网架，以各级电网协调发展为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。 中国式的智能电网，首先要满足电力负荷的需求，在前期要保证输电、变电的智能化建设，要保证供电安全可靠性，要满足经济意义和节能，最后要保证电能质量和可再生能源的接入。 二、智能电网的特点 1、自愈。自愈性是指电网维持自身稳定运行、评估薄弱环节和应对紧急状态的能力，是实现电网安全可靠运行的主要功能。SG能够实时检测、分析电网运行状态，并及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，最小化或避免用户的供电中断，避免大面积停电事故的发生。 2、安全。安全性是指电网抵御外部破坏的能力，SG能更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应，有效抵御自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况对电力系统的攻击伤害，保证人身、设备和电网的安全。
智能电网的发展现状以及相关控制技术的应用 发表时间：2019-12-23T13:27:11.317Z 来源：《电力设备》2019年第18期作者：王岳珩韩超 [导读] 摘要：21世纪，智能电网已成为全球电力工业发展领域的核心内容，引领电网发展方向。 (国网延边供电公司吉林延边 133000) 摘要：21世纪，智能电网已成为全球电力工业发展领域的核心内容，引领电网发展方向。它促进可再生能源发展、实现节能减排，属于新型电力技术，具有经济性、可靠性等特点，被广泛应用到全球先进国家电网建设中。随着电力电子、计算机、电子通信等技术不断发展，智能电网将成为电力工业重要发展方向。文章主要阐述智能电网的概念，介绍智能电网所包含的组成机构，分析智能电网关键技术，勾勒未来智能电网的技术框架。 关键词：智能电网；组成结构；技术；现状；发展 0 引言 智能电网是以物理电网为基础(我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与电网高度集成而形成的新型电网,开启电网行业发展的新时代[1]。它具有安全可靠，经济稳定的特性，同时减少对环境的污染，提升供电安全与可靠性，减少电能损耗等。为此，需要全面而客观地分析我国智能电网技术现状，采取可行的措施加以优化完善，促使智能电网不断向前发展，成为世界电网发展的新趋势。 1 智能电网的含义 智能电网是一个全新的、智能的电力生产传输管理系统。智能电网可以在最短的时间内监控和协调电力的工作，通过数据的实时上传了解和计算电力的供给，优化电力负荷的分配，使各个方面的电力设备高效协同运行。 2 智能电网的组成结构 智能电网主要由4部分组成:1)高级测控体系;2)高级配电运行(Advanced Distribution Operation，ADO);3)高级输电运行(Advanced Transmission Operation，ATO);4)高级资产管理(Advanced Asset Manage-ment，AAM)[2]。 高级测控体系(AMI)主要功能是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行。AMI是许多技术和应用集成的解决方案，主要包括:智能电表、通信网络、计量数据管理系统(MDMS)、用户室内网(HAN)。 高级配电运行(ADO)的技术组成和主要功能有:1)高级配电自动化;2)高级保护与控制;3)配电网快速仿真与模拟;4)新型电力电子装置;5)DER运行;6)AC/DC微网运行;7)带有高级传感器的运行管理系统。 高级输电运行(ATO)强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，其技术组成和功能如下:1)变电站自动化;2)输电的地理信息系统;3)广域测控系统;4)高速信息处理;5)高级保护与控制;6)模拟、仿真和可视化工具;7)高级的输电网络元件;8)先进的区域电网运行。 高级资产管理(AAM)需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备(即资产)运行状况的高级传感器，通过优化资产使用的运行、规划输配电网、基于条件的维修、工程设计与建造、顾客服务、工作与资源管理、模拟与仿真等七个流程实现。 3 智能电网关键技术的应用现状 3.1 测控 测控设备和通信设备相辅相成，前者侧重于实时、准确地测量和就地处理各种电气量和非电气量，后者侧重于实现高速、大容量的实时动态信息交互[3]。 3.2 通讯系统 智能电网系统必须要实时监测分析当前系统状态，识别故障早期征兆并做出准确的预测，及时作出相应处置，整合集成资产管理以及电网生产运行平台，为电网的建设、运维、规划提供信息服务。 3.3 智能调度及防护系统 在智能电网必须以调度技术为核心，提升中心控制系统对全部电网的有效控制能力，整合、分配电网资源，为实现高效、规范的管理、调度电网系统奠定了坚实的基础。实现调度智能化要对新能源、分布式能源、微网、储能等并网运行控制技术和需求侧响应模型深入研究，建立起先进、安全、可靠的智能调度体系，协同电力系统保护和控制、紧急控制系统、解列控制系统、区域稳定控制系统、恢复控制系统等的综合防御体系，实现预防大面积连锁性的故障。 3.4 特高压输电与智能线路 1000千伏及以上交流或±800千伏直流输电称为特高压输电，我国目前已建成“三横三纵”特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成世界一流的坚强电网。到2020年，国家电网将完成“五纵五横一环网”特高压交流，以及27回特高压直流的建设。在智能线路的基础设施方面，HVDC、特高压、高温超导以及FACTS等技术将会投入使用，从而能让电路获取较高的输电电容，提升电能质量。 3.5 电能储存 电能的生产离不开各种能源的开采和生产，在能源转换的过程中具备广泛的节能空间，这也是智能电网在电力行业应用的重要原因。在电力的分布中包含发电和能量储存两大内容，目前应用最为广泛的就是分布型电源，有效的利用能源来保障供电的安全性，在某种程度上更有利于大气环境的保护。智能电网的建设也面临着恶劣的地质环境和长距离的制约，这也是目前智能电网普及工作中的难点。 3.6 智能电网需求侧管理 需求侧管理是指通过采取有效措施,引导电力用户优化用电方式,提高终端用电效率,优化资源配置,改善和保护环境,实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动的总称。需求侧管理的2个基本目标是:①通过推行高效设备改造或节能建筑减少总能源的使用;②通过改变用电方式进行负荷整型,移峰填谷。 3.6.1 能效项目 能效项目是指电力公司采取经济、政策手段,鼓励用户采用先进技术、先进工艺、先进设备提高用电效率,减少电力电量消耗而进行的活动。中国目前各地区开展的能效电厂项目就是典型的能效项目。 3.6.2 节省能源 节省能源是指通过行政措施或媒体宣传,使用户改变传统的工作、生活习惯模式,以达到降低能耗的目的。相比较于能效项目,它的典型
智能电网用户端能源管理系统关键技术与应用 智能电网是当前国际国内新技术和新产业发展热点。国家电网公司正在建 设全国统一的坚强智能电网，其基本特征是电力系统的运营实现信息化、自动化、互动化和市场化，真正实现电能的高效利用。 ?根据智能电网研究框架体系，智能电网建设主要抓住发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节。配用电环节即为电网的用户端，按用户属性来分主 要有三类：建筑楼宇，如宾馆、商场、体育馆、学校、写字楼、政府机关等;工矿企业，如冶金、造纸、轻纺、机械、电子、煤矿等;基础设施，如机场、港口、铁路、公路、水利等。用户端消耗着整个电网80%的电能，抓电网用户端智能 化建设，对用户可靠、安全、节约用电有十分重要意义。用户端环节建设内容 主要为：构建智能用电服务体系;全面推广应用智能电表、智能用电管理终端等智能设备;实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量;建设智能用电小区 和电动汽车充电站。用户端急需解决的研究内容主要包括：先进的表计，智能 楼宇、智能电器、增值服务、客户用电系统、需求侧管理等课题。 ?能源管理系统构架及目标 ?智能电网用户端从用户侧一端来讨论配电和用电系统的智能化和信息化，其 范围指电力公司计费电表出口以下，从电力变压器到用电设备之间，对电能进 行传输、分配、控制、保护和能源管理的所有设备及系统。 ?随着科学技术的发展以及人民物质生活水平的提高，用电设备如电梯、水泵、照明、空调系统、家用电器等越来越多，用电负荷快速增长，设备的能效提高 以及不同设备之间的匹配需要科学的管理，用户端的能源管理因此受到越来越 多的关注。 ?一般的智能电网用户端能源管理系统主要包括三方面的内容：计算机管理系
智能电网关键技术研究展望 寿颐如 （上海市电力公司市东供电公司， 上海 200122） 【摘要】世界范围内众多电网企业正积极推进技术革新和管理转变，应对能源危机与提高电力运行稳定运行水平，应将智能电网作为未来电网发展的重点。本文主要介绍了智能电网的概念，剖析了智能电网的基本特征。依据智能电网发展的趋势对关键技术进行分析和研究，给出了发展建议。 【关键词】智能电网；关键技术；电力系统；安全 电站，使消费者能够对家庭能源进行自动化操作；支持独立 一、简介 近些年来能源价格的不断增长以及互联电网灾难性事故的发电和储电设备的接入。 的频发，敲响了世界范围内众多国家电力行业经济稳定运行因此，智能电网实现的基础就是必须建立完善的智能通的警钟。国内外电力企业、研究机构和学者开展了一系列研讯网络。以智能电网为蓝本的下一代电网，给全球电信产究与实践，积极寻求新型能源发电技术，发展可持续发电技业，信息产业及所有相关产业带来了巨大的商机。 术研究；借助通讯和计算机技术的发展，提高电力系统运行2、智能电力设备的研制 的稳定水平；推进电力工业市场化的进程，科学引导电力消2006年，美国西北国家实验室（PNNL）研究人员改造了费理念。众多国家和组织在研究、探索和实践的过程中都不该州许多热水器和烘干机等大功率家用电器，以测试联网技约而同地提出要发展具有灵活、清洁、安全、经济、友好等术如何发挥节省家庭电费开支和减轻电网压力的双重作用。性能的智能电网（Smart Grid）的要求，将智能电网作为未科学家希望通过向现有的电力基础设施中安装远程通讯设来电网发展的远景目标之一。备、传感器和计算机装置来改进国家电网的工程，以减少电简单说，智能电网就是通过传感器把各种设备、资产连费开支，减轻电网负荷。研究人员把主要电器与因特网联接到一起，形成一个客户服务总线，从而对信息进行整合分网，监控实时电价，并在其他电器上安装专门芯片，追踪电析，以此来降低成本，提高有效率，提高整个电网的可靠网稳定性。他们希望借此翻新陈旧的电力设施，改善电力实性，使运行和管理达到最优化。智能电网打破了原有的电力时追查系统，以优化能源使用。 公司单向生产、传输和销售电力产品的模式，用户也能看到国内外众多大公司在智能电网概念提出的初始就看到了整个城市的电力供求情况，根据市场价格调整自己的用电策最大的商机，纷纷展开智能电力设备的研究和开发工作，经略，实现了双向、经济和灵活的电力消费模式。过严格的生产管理和测试，逐步投入应用。智能电力设备不 仅仅是指智能用电器，还包括智能度量表计，智能监控设备 二、智能电网定义 2003年美国电科院经过长期深入的研究和探索，率先提等。目前正在建设的智能电网已经应用的智能电力设备主要出了智能电网研究和实施的技术框架，给出了智能电网的科包括智能电表和智能家电。 学定义：综合应用现代通讯、计算、控制等技术的电网，能智能电表是指能测量电量使用又能作为互联网路由器够持续不断地适应各种正常操作、运行方式调整的优化运（可内置无线网络），能够让电力部门以及终端用户进行通行，并能主动预测和应对电网扰动。信。电力部门能够远程监控电量使用情况，能够在故障的时欧洲在2006年推出了研究报告“欧洲智能电网技术框候不需要派车到现场，仅需远程检查就可获得信息。对于终架”，全面阐述了智能电网的发展理念和思路，对智能电网端用户，则能够在任何时候都准确知道他们的电费，可以在的定义是：将电力与通信和计算机控制连接在一起，以获取高峰时段调整他们的用电习惯。 在供电可靠性、传输容量和客户服务等方面的巨大效益。在3、新能源技术研究 这个完全自动化的供电网络中，每一个用户和节点都得到了根据经济社会可持续发展的战略要求，人们迫切呼唤建实时的监控，并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点立以清洁、可再生能源为主的能源结构逐渐取代以污染严上的电流和信息的双向流动。重、资源有限的化石能源为主的能源结构，智能电网正是依 托新能源发电技术提出来的。 三、智能电网主要特征 智能电网主要具有稳定性、可持续性、自愈性、灵活性（1）风力发电作为一种新兴的，快速发展的新能源类和经济性等特征。下面主要就稳定性、可持续性和自愈性展型正在被广泛的开发和利用。近几年来作为能源高度依赖进开阐述：口的发达工业国家德国，正在大力发展风力发电，近两年德 1、稳定性国风力发电增长44%，风力发电能力高达两万兆瓦，年发电 当前电网都是朝着互联模式和远距离传输模式发展，在量达三百亿度，可满足数百万个家庭的电力需求。我国拥有电网发生大扰动和故障时，电网事故具有影响范围广、事故18000公里的狭长海岸线，风能资源丰富，发展潜力巨大。发展速度迅速和恢复缓慢等特点。越来越多极端气候条件和（2）太阳能全世界范围大部分国家都资源丰富，发展自然灾害、以及政治目得的恐怖活动也在一定程度上威胁电潜力巨大。世界上利用太阳能发电最多的国家是日本，日本网的安全运行，智能电网必须能考虑到这些潜在危害，发现大阳电池的产量已达千兆瓦，而在美国，预测到2020年全国问题，维持安全稳定运行。电力需求总量的15%可能将由现代太阳能光电转换生产的电 2、可持续性力来保证。德国从1998年就开始实施“10万屋顶计划”，目 越来越多的新能源技术被研究和应用，新型能源能最大前德国已有约0.9%的家庭使用太阳能发电装置，居民白天程度降低对环境的破坏和污染，发展可持续能源利用策略。把屋顶太阳能电能高价卖给电网，晚上平价买电使用，居民 3、自愈性成为电能的生产者和消费者，智能电网运行模式已经基本诞 电网主要运行和调度中心具有实时、在线连续的安全评生。 估能力；广域系统在线监视和保护系统；故障隔离和系统自此外，地热、海洋、生物、河流等都可能和可以作为再我恢复的能力。事故发生之后，智能网络能迅速隔离故障，生能源用来发电。大力开发和利用可再生能源发电，将是优最大程度恢复供电能力；能快速接入分布式电源，提供电源化能源结构，改善环境，促进智能电网健康发展的必要基支撑，自我恢复。础。 四、智能电网关键技术4、智能电网管理体制构建 智能电网不能仅仅停留在花里胡哨的概念和幻想上，而各国都在处在大力推行发展智能电网的浪尖上，但是首是需要积极将互联网的精神贯彻到电力行业，用技术的智能先需要明确的是谁来制定运行规则，谁是智能电网的运行管化实现电力行业的市场化，从而极大的缓解电力紧张和电力理者，法律机构、电力公司还是智能电网的用户？传统的电中断问题。智能电网建设是一项规模宏大、长期艰巨的发展力网络的管理模式是电力公司代替政府执行电网的运行、管任务，智能电网的发展将是一个持续、渐进、丰富和完善的理和维护工作，用户仅仅需要遵守规则付钱买单即可。但是长期进程。智能电网主要需要解决下述几个关键技术：有了智能网络，分布式能源也可以接入到电力网络，个人也 1、智能通讯网络的建设成为了电网的销售者，智能电网提供了一个更为广阔的电力 与传统电网管理模式相比，智能电网实现对电力客户、交易平台。个人是否也可以参与到智能电网的管理中呢？ 资产及运营的持续监视，提高管理水平、工作效率、电网可由于智能电网有了更多的信息交互，信息就要更加开靠性和服务水平。智能电网是一个完整的企业级信息架构和放，接口需要更加丰富，这也给智能电网的安全与稳定带来基础设施体系，实现对电力客户、资产、运营的持续管控。了一定的挑战。这些都需要事先制订完善的法律制度和运行智能电网关键技术包括智能通讯网络的建设，必须实现规则，寻找合适的管理体制，只有这样才能最大程度合理利信息实时、高速、双向地传输并与电网互联的测量系统；能用智能电网，发展智能电网。 够远程监控并进行实时的信息搜集和发布的综合自动化的变五、结论 （下转43页下） 44