智能电网的关键技术研究

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）．　

智能电网提出背景及关键技术

一、 智能电网概述

智能电网提出的技术与国家战略背景：

“互联网”的普及、电子信息技术及计算机软件技术的飞速发展，大大推动了全球信息化进程。“地球村”、“数字地球”等概念逐渐体现了人类信息交流的时空跨越，速度与效率的倍增。

“物联网”应用趋势，建立人与物、物与物之间的联系，随着新一代互联网协议IPV6的部署，IP地址不再受限，为物联网扫除了网络容量的限制。

“智能电网”，电网设备的智能化、数字化与网络化为电网的信息化、互动化与自动化创造了条件。

中国最新定义为：统一坚强智能电网，（统一是前提，含统一规划、统一标准、统一建设；智能为感知、自律、自主、自愈、自学习、自适应、自调节、分析与决策，体现安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活互动、友好开放）

智能电网历程（大事记要）：

2003年美国电科院首先提出《智能电网研究框架》，能源部随即发布2030智能电网计划（Grid2030计划-Itelligrid）。

2006年，欧盟智能电网论坛推出了《欧洲智能电网技术框架》-Smartgrid。

2008年，华东电网公司和华北电网公司分别提出了建设智能电网的远景和实施方案。

2009年1月，奥巴马宣布全面启动新能源与智能电网项目，全世界随之掀起了一股智能电网热潮。

2009年3月，国家电网公司首提“建设坚强智能电网”，拉开中国建设智能电网的序幕。

2009年4月17日美国白宫公布首批40多亿智能电网资助计划。

2009年4月下旬，国家电网公司组织三个智能电网考察团赴美国和欧洲考察，回国后开始组织编写国家电网智能电网综合研究报告。

2009年5月中旬，中国电科院建立智能电网研究中心。

2009年5月18日，美国商务部、能源部汇集业界主要机构与公司，讨论并通过第一批16个智能电网行业标准，美国智能电网建设进入全面启动阶段。

2009年5月21日，国网公司提出“加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的统一坚强智能电网的目标”。

总第２８８期　电力技术探讨　

ＤＯＩ编码：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００７－００７９．２０１３．０２９．１００　

构建智能电网的关键技术研究　

侯宇　

摘要：在归纳智能电网基本特征的基础上，对构建智能电网的关键技术（如：骨架结构、继电保护、变电站自动化等关键技术）的要　

点进行了阐述。结合参与研制开发的智能变电站辅助系统综合监控系统，描述了变电站自动化中智能联动技术的特点。　

关键词：智能电网；智能联动；关键技术　作者简介：侯宇（１９８５一），男，江苏南京人，国电南瑞科技股份有限公司研发中心，助理工程师。（江苏南京２１００６１）　

中图分类号：ＴＭ７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—００７９（２０１３）２９—０２０１—０２　

国家电网公司在ＵＨＶ２００９（２００９特高压输电技术国际会　

议）上提出了我国智能电网发展路线，２０１０年又制定了《智能电　

网技术标准体系规划》。在智能电网发展技术路线图的指导下，　

加快建设由ｌＯ００ｋＶ交流、±８００ｋＶ、±ｌＯ００ｋＶ直流构成的特高压　

骨干网架，实现各级电网协同发展；围绕发电、输电、变电、配　电、用电、调度等主要环节推进智能电网建设。智能电网规划全　

面完成后，将使我国的电力资源配置能力、安全稳定水平及电　

网、电源与用户间的协调互动得到显著提高。　

一、智能电网的特征　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，将先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、　

计算机技术、控制技术和决策支持技术高度集成而形成的新型　

电网。智能电网对电网设备与系统的运行状况进行实时、在线监　

控，把获得的数据整合、分析、挖掘，达到对整个电力系统的优　

化管理。智能电网具有以下特征：　

１．坚强与自愈　在自然灾害、极端气候条件或外力破坏使电网发生大的扰　

动和故障时仍能保证电网的安全运行，保持对用户的供电能力，　

而不发生大面积停电事故，具有实时、在线和连续的评估、分析　能力、预警和预控能力及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢　

未来智能配电网关键技术的研究

【摘 要】 2010年《中共中央关于制定十二五规划的建议》中明确提出要加强电网建设，发展智能电网，可以预见，未来五年必然是智能电网飞速发展的重要时期。智能配电网是智能电网的重要组成部分，是智能电网最贴近用户、最有利于向社会展示智能电网建设成果的领域，理应得到重点发展。本文通过分析智能配电网关键技术，针对智能配电网的高级配电网自动化领域、电能质量监测与治理领域、分布式电源及储能系统接入领域、高级用电计量系统领域、智能小区/楼宇领域、电动汽车充换电领域、智能配电网通信网络领域七大领域展开技术研究，提出了未来智能配电网的支撑体系技术方案，并展望了智能配电网的应用前景。

【关键词】 智能配电网 高级配网自动化 电能质量 分布式电源 用电计量

智能小区 电动汽车

1 引言

在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下，智能电网已成为世界电网发展的新趋势。面对新形势、新挑战，我国智能电网建设更是上升至国家战略层面，2010年《中共中央关于制定十二五规划的建议》中明确提出要加强电网建设，发展智能电网。可以预见，未来五年必然是智能电网飞速发展的重要时期。智能配电网是智能电网的重要组成部分，是智能电网最贴近用户、最有利于向社会展示智能电网建设成果的领域，理应得到重点发展。本文通过分析智能配电网关键技术，针对智能配电网的高级配电网自动化领域、电能质量监测与治理领域、分布式电源及储能系统接入领域、高级用电计量系统领域、智能小区/楼宇领域、电动汽车充换电领域、智能配电网通信网络领域七大领域展开技术研究，提出了未来智能配电网的支撑体系技术方案，并展望智能配电网的应用前景。

2 智能配电网技术实现方案

2.1 智能配电网总体架构

智能配电网具有灵活的需求侧管理和用户驱动的增值服务市场，是协调当地能源管理包括清洁能源接入、电动汽车充电站使用以及各种能量存储与试点区域用户互动的完全整合。

根据高级配电自动化、优质电力园区、分布式电源/微网接入、高级计量系统、智能小区/楼宇/家居、电动汽车充电设施等6项重点工程各自不同的特点和要求智能配电网试点建设规划设计了“5个应用系统+智能配电网通信网络”的总体架构。各应用系统总体方案架构如图1所示。