智能电网建设关键技术与应用研究

电力科技　２０１４年第２９期Ｉ科技创新与应用　智能电网调度关键技术的研究　

马字　（陕西省地方电力（集团）有限公司榆林电力分公司，陕西榆林７１９０００）　

摘要：文章首先介绍了智能电网的概念及其成为新时代下电网发展的总趋势的深远意义，接着详细分析目前智能电网调度系　统运行的几项关键技术，最后依据国家的政策领域方向，提出智能电网调度技术的研发趋势。　关键词：智能电网；调度；关键技术　

１智能电网的概念与意义　智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特　点，它的主要技术优势与行业意义还在于可以提高电力设备的使用　效率，显著降低电能损耗，促进电网高效运行。由于其强大的资源优　化配置能力与安全稳定的运行环境，智能电网调度时会有效提升区　域问电力交换能力与供电可靠性，减少停电损失。在促进清洁能源　使用，实现电力用户与电网之间的便捷互动以及促进电网相关产业　链快速增长方面，智能电网调度也将发挥重要作用。　智能电网当前已是世界电网的发展趋势，而智能电网的建设是　一项长期的、复杂的系统工程，它涵盖政府、装备和服务供应商、科　研机构等多个方面。其中，标准化是支撑智能电网建设的重要手段，　标准化可以有效规范智能电网的规划、设计、建设、运行及设备制　造，促进技术的产业化和商业化，避免资源浪费和重复投入。因此许　多国家和相关利益集团都制定了相应的发展战略以进行标准之争，　试图通过掌握标准制定的主导权以保持市场领域的优势与领先地　位。　因此，综合以上分析，智能电网是电网技术发展的必然趋势，也　是社会经济发展的必然选择，进行智能电网调度关键技术的深入研　究具有重大产业意义，推进智能电网调度技术的研发与应用，是中　国电网现代化的核心工作之一。　２智能电网调度系统运行的关键技术　２．１通信系统与参数量测技术　智能电网实现高效调度依托于双向集成的通信系统，在建立开　放的通信架构，采用统一的技术标准后，智能电子设备、控制中心、　传感器、应用系统将会被高效连接实现信息高速传输以及监测与校　正。参数量测技术则是将所获取数据转化为数据信息进而提供给智　能电网其他部门使用。参数量测技术要开发出新型多功能的表计与　软件系统，如智能固态表计取代电磁表计，不仅对电量电费做统计，　还进行电力高峰及费率的运算，或开发新的程序与软件系统对相位　关系、设备运行参数、线路负荷、线路设备故障等数据进行更为全面　的综合分析，推动电力调度工作的高效化、精确化。　２－２一体化智能应用与模型管理技术　一体化智能应用是智能分析与决策应用的基础，其功能包括实　时监控与预警、动态监视、电网分析、负荷预测、综合智能告警、在线　安全稳定分析、调度计划和安全校核等调度一体化和调控一体化功　能，还可以实现自动发电控制、自动电压控制、日前和实时调度计划　等电网运行控制功能，其中一体化模型管理技术与智能可视化技术　对这些功能的实现具有决定性意义，模型、图像、数据库等信息资料　是进行智能电网调度一体化应用建设与模型管理的基础。稳态动态　等数据的存储、读取、分析，可视化对象的信息传递，能源接人以及　意外情况的防御调度等都需要先进的一体化模型管理技术来进行　调控。　２＿３电网实时动态监测与预警技术　电网实时动态监测是在全球定位系统的相量测量单元（ＰＭｕ）　的成功研制基础上进行拓展研究的，在电力系统运行工作时应用广　域网的动态测量技术可以在特定的时间坐标轴收集到大量电力系　统准确的动态与稳态数据信息，通过对这些信息与数据有效地整理　与记录再将其传输到下一级数据系统或分析模型中，进行参数辨　识、电网扰动分析或低频震荡分析，从而对电网运行状况作出判断。　实现了动态监测，可以再在此基础上运用预警与辅助决策系统　将运行状况信息系统发送给相关调度决策人员，完成预警工作，紧　急情况下完成控制辅助决策工作。例如在发生严重外部灾害时，可　通过研究外部灾害信息，采用调度防御技术进行有效预测与调整，　减轻外部灾害对电网运行的影响。２０１３年１月浙江智能电网电力　调度技术就曾经保护浙江电网应对冰雪灾害，智能分析与实时告警　推送功能为调度运行人员快速处理电网故障发挥了重要作用。　２．４电网经济运行与智能优化技术　实现电网经济运行是智能电网调度技术的目标与要求。要实现　这一目标，在在线分析技术应用以及电力系统输变电原件选取上就　要充分考虑各自的特点以及组合时如何发挥出最大功效。要积极运　用经济负载参数计算选择运行指标统一的书店线路与变压器，并运　用在线电网的网损计算系统进行实施信息流分析以进行降低网损　的调控，无论是自动发电量控制（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃ０ｎｔｒｏｌ简称　ＡＧＣ）系统的调控还是智能电网电压无功自动控制ＡＶＣ系统的经　济调控，都是依据电网与机械的特性，实现功率或电压的有效管理。　关于智能优化，则可以通过以上系统的运行对电网经济状况做出判　断，并运用电网调度自动化系统进行电网运行与结构的优化调整，　有效促进电网的经济运行。　３智能电网调度技术的研发趋势　近几年来我国智能电网调度技术的研究工作已经受到行业领　域的广泛关注并不断取得新的进展，未来的研发趋势仍将围绕几个　特定的层面、领域与应用上。　智能电网标准体系近几年研究的重点是制定可行标准、计划以　及技术路线图，推进标准国际化战略，推进配用电、电动汽车和用户　侧等重点方向的研究，以及间歇性电源接入电网的技术标准研究。　同时还包括云计算产业的研究，包括技术层面、标准层面、产业层　面、法律层面和安全层面的几项问题。在智能电网调度技术的信息　化研究方面主要专注于物理网络和覆盖网络的网络特征、信息物理　系统（ＣＰＳ）、智能电网的软件生产线技术、智能电网信息安全技术四　个领域。　除此之外，智能电网调度技术还需要开发新型应用以支撑其发　展，目前我国的六个应用研究方向分别为：云资源管理平台，电动汽　车智能运营管理系统，基于物联网物流配送线路优化管理系统，智　能电网业务系统开发平台，智能电网与用户双向互动实现需求响应　的理论与方法，面向亿级在线用户的高安全、高可靠性智能用电信　息互动服务系统的结构、协议及实现方法。在我国制定的智能电网　调度体系中，电网基础体系，技术支撑体系，智能应用体系以及标准　规范体系这四个体系的建设不仅在２００９～２０１０年为规划试点阶段　的规划试点阶段发挥了重要作用，在２０１１～２０１５年的全面建设阶段　以及２０１６～２０２０年的引领提升阶段甚至更为深远的时期都需要通　过持续的调度技术更新研发以获得长足生命力。　中国电力科学研究院副总工程师、首席专家，博导白晓民就曾　表示，智能电网调度工作涉及复杂的工程建设，这些建设工作未来　将给传感设备、智能表计、充电设备建设以及智能运营管理系统等　带来了新的发展机遇，同时企业也面临着商业模式创新、转型升级　等各个方面的挑战，其社会经济意义不言而喻，因此未来关于智能　电网调度技术的投资可能集中在终端传输和配电系统中。　４结束语　智能电网的建设与关键技术应用对我国电力系统建设、提升人　民生活品质、促进资源分配与新型能源发展、推动节能减排工作开　展都具有重要意义。智能电网调度的通信系统、量测技术、设备技　术、控制技术、决策支持技术等关键技术的研发工作也要持续推进，　这样我国智能电网调动技术系统才能通过验收投入使用，真正造福　于人民与社会。　参考文献　［１］Ｙ－－正风，高涛．智能电网调度运行面临的关键技术研究［Ｊ］．安徽电　气工程职业技术学院学报，２０１１（６）．　『２１韩章志．关于电网调度的自动化系统设计研究『Ｊ］．动力与电气工　程，２０１３（１５）．　

电力科技

2016年09期︱139︱ 智能控制技术在智能电网中的应用研究 张 迟 国网南京供电公司，江苏 南京 211100 摘要：在当今工业制造高速发展的背景下，智能电网在电力系统的经济化运行与节能降损方面具有重要的意义。智能电网具有灵活、清洁、安全与经济等多项特点。基于智能电网的这些特点，促使智能电网逐渐成为电力发展的趋势。在智能电网运行的过程中，智能控制技术可以解决存在的多项问题D本文就智能控制技术在智能电网中的应用进行简单分析。 关键词：智能电网；智能控制技术；谐波干扰 中图分类号：TM727 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）09-0139-01 现如今，在信息技术快速发展的过程中，智能电网己经成为电力工业发展的方向。将智能电网应用于电力工业中，可以改善当前电力工业发展中所面临的一些难题。但不可否认其中仍然存在较多技术性问题。智能电网的建设与发展属于多学科交互发展的新领域，为促进智能电网在实际应用中发挥良好的效果，就需要不断更新技术，加强新设备的应用，进而推动电网的发展。在此过程中，智能控制技术作为一种新的技术，将其应用于电力工业发展中，会促进电力工业的重大变革。 1智能控制技术的概述 智能控制技术是控制理论发展的新阶段,无论是从应用研究还概念原理，始终是基于被控制对象的环境、目标或者任务而提出来。智能控制与传统控制相比，主要的特点是 （1）学习功能：智能控制器能通过从外界环境所获得的信息进行学习，不断积累知识，使系统的控制性能得到改善。 （2）适应功能：智能控制器具有从输入到输出的映射关系，可实现不依赖于模型的自适应控制，当系统某一部分出现故障时，也能进行控制。 （3）自组织功能：智能控制器对复杂的分布式信息具有自组织和协调的功能，当出现多目标冲突时，它可以在任务要求的范围内自行决策，主动采取行动。 （4）优化能力：智能控制能够通过不断优化控制参数和寻找控制器的最佳结构形式，获得整体最优的控制性能。 目前，依据智能控制发展的阶段不同与支撑理论不同，可将智能控制技术分为四类，即基于专家系统的智能控制、分层递阶智能控制、模糊逻辑控制以及神经网络控制。 在人们不断研究的过程中，智能控制技术的应用通常体现在三方面。 首先，模糊逻辑控制。人类思维活动具有模糊性，通过模糊逻辑推理来实现不确定系统的有效控制。模糊逻辑控制是在人类智能活动的角度与基础上进行考虑控制的，该项设计的核心就是模糊控制规则与隶属度函数的确定。在模糊逻辑控制的过程中，需要借助模糊模型，而模糊模型可以将某系统输入与输出关系的通过数学表达式表达出来。如，基于模糊关系方程的模糊模型：Y1=X1*R，这种数字中的Y1与X1主要是定义论域中X与Y的模糊集合。该种模型通常应用在电力系统故障诊断与决策中。 其次，神经网络控制。神经网络控制主要是在模拟人体大脑结构与工作机理的基础上，对控制系统进行控制。神经网络控制在应用的过程中表现较为明显的学习能力、非线性影射能力以及并行计

智能电网的技术研究与应用

在未来的城市生活中，智能电网将成为一项核心技术。其具有多种优点，如提高电力系统的可靠性、利用能源更有效率、降低碳排放等等，使其日益受到全球各地的关注和投资。本文将基于技术研究和应用，探讨智能电网的未来发展和应用前景。

一、技术研究

智能电网的核心技术之一是具有高度自适应性和弹性的供电系统，主要包括高性能电池和电容系统、智能配电和控制系统等。这些系统相互协作，为城市的能源管理和提供可靠的数据平台。而这些技术的研究工作主要围绕电池的发展、配电系统的集成和控制系统的性能优化。本章节将从三个方面分别阐述。

（一）高性能电池

智能电网设计的一个主要目标是实现电池的可重用性和可持续性。传统的锂离子电池已经广泛应用在手机和笔记本电脑等小型设备中，但是其能量密度和使用寿命的限制限制了其在更大规模的应用中的发展。因此，高性能电池技术应运而生。现在，高性能电池技术以其高性能、高能量密度、低污染和低成本的特点开始在智能电网领域得到应用。

（二）智能配电和控制系统

智能配电和控制系统是智能电网中不可缺少的核心部分，它们使电力系统能够精确地响应能源需求并协调分布式能源。智能配电和控制系统与传统的供电系统相比，更加复杂，也更加灵活。它有助于提高电力系统的可靠性、高效性和安全性，同时更有效利用性能较差的分布式能源。

（三）智能电力通信和数据管理

在智能电网系统中，缺乏对数据的深入分析和处理，将严重限制其效能。因此，建立智能电力通信和数据管理系统至关重要，它可以实现电力管理的实时和远程控制，提高数据的质量和实时性，大大提高智能电网的效率和可靠性。智能电力通信和数据管理作为智能电网的核心，具有很大的潜力，可用作智能城市的基础设施，并留下更多的应用空间。

二、应用前景

智能电网系统的应用带来的潜在利益是广泛而深入的。目前全球各大城市已经开始采用这种技术的发展。该系统的应用将在以下几个领域大有作为：

（一）能源消费和监测

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智能电网研究与应用初探

作者：王晓晨 王旭 王一鸣

来源：《华中电力》2014年第04期

摘 要：智能电网是我国电网建设的未来趋势。文章阐述了智能电网的内涵，进而就智能电网在我国的发展现状做了介绍。在此基础上，重点对智能电网结构要求及关键技术进行了详细的分析与论述。文章所述内容，可为此方面的实践应用提供理论参考。

关键词：智能电网；电网技术；电网建设；趋势

随着现代科学技术的不断发展与进步，智能电网建设成为21世纪电力系统的发展方向，是世界各国电力工业应对未来挑战的共同选择。智能电网，就是电网的智能化，是指以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网[1]。

1、智能电网的概念及其在我国的发展

1.1 智能电网的概念

智能电网通过应用先进的传感和测量技术、先进的设备、先进的控制方法以及先进的决策支持系统，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。

1.2 智能电网在我国的发展

（1）我国智能电网建设发展历程

智能电网建设作为世界能源发展战略问题之一，在我国受到了充分的重视。2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略，该项目的启动标志着我国开始进入智能电网领域[2]。在“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司公布了中国特色智能电网内涵的定义，并提出智能电网建设的3个阶段，标志着国家将大力推进智能电网建设。2010年6月29日，国家电网公司发布了《智能电网标准体系规划》和《智能电网关键设备（系统）研制规划》，并计划在2012年-2015年基本建成智能电网标准体系。同时向国际电工组织提出了多项标准提案并获批准，标志着中国正式启动了智能电网国际标准进程。