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智能电网技术的应用与前景随着社会的不断发展和科技的日新月异，我们的生活中越来越离不开电力。
而电力的传输与运用的安全、可靠、高效变得越来越重要。
在全球化的今天，智能电网技术的应用成为发展电力行业的重要标志。
一、智能电网概述智能电网是指利用计算机、通信、电力和控制等计算机技术，按照先进的自动化观念，对电能的全过程进行智能化管理的一种电力系统。
智能电网能够更加快捷、高效、安全的传输和分配电能，大大提高了电力的可靠性和经济性。
相对于传统的电力系统，智能电网有如下特点：1.分布式能源：智能电网支持分布式发电，如太阳能、风力发电等以及小水电站，利用分布式能源可以减少对传统燃煤发电厂的依赖，降低污染排放。
2.双向供电：智能电网支持双向供电模式，即不仅能够向用户提供电力，而且也可以反向向电网注入电力，充当储能单元。
3.智能化控制：智能电网采用高智能化的控制技术，实现对电能的精细化管理，安全稳定的支持对电力的传输和分配。
4.可靠性高：智能电网的分布式管理和监控技术，保障了电力的可靠性和鲁棒性。
当前，全球的能源行业在飞速的发展，智能电网已经成为了发展电力行业的新趋势，其中，美国、日本、德国、中国等国家已经在智能电网技术方面取得了显著的成果。
在智能电网技术方面，美国拥有比较先进的技术，其国家能源实验室(NREL)开发的智能电网模拟器，能够帮助工程师们提前模拟实际应用的情况以及失败的场景，从而帮助他们在现实中更好地调试这种复杂系统。
日本早在20世纪80年代就已经开始了智能电网的实验研究，在分布式储能和装备控制方式方面已经取得了显著进展。
日本电力公司的电力市场也由传统市场发展为以大量分布式能源成为主体的微型电网。
德国作为欧盟的领军国家之一，其智能电网已经展出在世界电力展上。
德国德累斯顿大学的智能电网实验室，是欧洲范围内规模最大的现场演示区，设备全面、精细、实用性强。
德国还通过引入可再生能源支持政策来推进建设智能电网。
中国在智能电网技术方面积极跟进，在思想和技术创新上不断突破，数字化和智能化的技术体系逐渐完善。
电力行业提升电网智能化水平随着科技的不断进步和社会的不断发展，电力行业也面临着转型升级的需求，其中提升电网智能化水平成为了重要的目标。
电网智能化是指通过信息技术和通信技术手段，将电网各个环节进行智能化改造，实现电力生产、输送和使用的高效、可靠和安全。
本文将就电力行业提升电网智能化水平的意义、现状和发展方向进行探讨。
一、电力行业提升电网智能化水平的意义1. 提高电网运行效率：电网智能化可以实现对电力系统各个环节的监测和优化控制，提高电能的传输和分配效率。
通过智能化技术，可以及时掌握电力负荷变化情况，从而合理调配电力资源，降低能源浪费。
2. 提升电网的可靠性和安全性：智能电网具备自主监测、故障诊断和自动排除故障的功能，能够及时发现和隔离故障点，减少电力系统的停电时间，提高电网的可靠性。
同时，通过智能化技术可以实现对电力系统的全面监测和评估，预测潜在的安全隐患，提高电网的安全性。
3. 实现电力系统的灵活调度：电力行业智能化水平的提升可以实现对电力系统的灵活调度，根据用户需求和电力供应情况进行差异化管理，提高电力系统的灵活性和适应性。
4. 推动清洁能源的大规模应用：电力行业智能化可以促进清洁能源的大规模应用，实现清洁能源的高效利用和优先消纳。
通过智能化技术，可以实现清洁能源与传统能源的优化调配，提高清洁能源的比重，推动电力行业朝着低碳、环保的方向发展。
二、电力行业智能化发展现状目前，我国电力行业智能化水平整体上还存在一定的差距。
首先，智能电网建设起步较晚，部分地区的电网设施相对陈旧，智能化改造亟待加强。
其次，电网规模庞大、复杂度高，智能化改造面临一定的技术难题和安全风险。
再次，电力行业内部相关信息系统之间缺乏互联互通，数据共享和智能化管理水平有待提高。
然而，近年来，我国电力行业智能化水平出现了明显的提升趋势。
一方面，政府出台了一系列扶持政策，推动电网智能化建设。
另一方面，电力企业积极引进先进的智能化技术和设备，加大了对电网智能化改造的投入。
电力系统中的智能电网技术随着科技的不断发展，智能电网技术在电力系统中的应用已成为一个不可忽视的趋势。
智能电网技术是指通过现代化的信息技术，对电力系统中的各个环节进行智能化管理和控制，使电网运行更加高效、安全、可靠、环保。
本文将重点介绍智能电网技术的定义、发展现状、核心技术和未来发展趋势。
一、智能电网技术的定义智能电网技术又称智能电力系统技术，是指应用现代信息通信技术、计算机技术、控制技术、传感技术及新能源技术、储能技术等，对传统电力系统进行升级改造，实现对电网各环节的智能监测、智能分析、智能控制、智能优化等，从而提升电力系统的智能化、高效化、安全化、可靠化和环保型。
智能电网技术从理论上可以划分为四个层次: 数据采集与传输层、电力智能感知与传播层、电力智能决策层和电力智能执行层。
其中，数据采集与传输层主要负责数据的采集和传输，电力智能感知与传播层主要负责数据的处理和传输，电力智能决策层主要负责电力系统的决策分析和优化，电力智能执行层主要负责电力系统的控制实施。
二、智能电网技术的发展现状目前，智能电网技术已经成为全球电力产业的重要发展方向。
美国、日本、欧洲等国家和地区都在积极推进智能电网的建设。
我国也已加快推进智能电网建设，许多城市已经开始起步。
智能电网技术的应用领域也在不断扩大。
除了在传统的电力系统领域中发挥重要作用外，智能电网技术还应用于新能源电力系统、智能城市和工业生产等领域。
在新能源电力系统中，智能电网技术能够有效地解决渗透率高、不稳定性强的问题，提高了新能源电力的可靠性和经济性。
在智能城市中，智能电网技术能够和其他智能化技术紧密结合，实现城市能源的高效管理和智能控制。
在工业生产中，智能电网技术可以通过能源的实时监测、计量、分析和管理，实现能源的高效利用，降低生产成本和环境污染。
三、智能电网技术的核心技术智能电网技术的实现需要多种技术的支持，其中最核心的技术包括: 电力物联网技术、电力互联网技术、智能分布式能源技术和储能技术等。
智能电力设备的特点及发展现状摘要：随着我国电网总体建设水平的提高，当前电力设备型电力系统的应用和关键技术已成为制约和制约电力工业发展的重要因素。
在技术应用的基础上，首先对智能电力设备的特性进行了分析，并探讨了智能电力设备技术在我国的发展中的一些关键技术及应用前景，以期能为我国国智能电力设备的发展创造一个新的环境。
关键词：智能电网；电力设备；技术发展近年来，由于高科技的发展和普及，在电力系统中的应用日益广泛，在国际上也得到了广泛的关注。
作为一种集成了智能信息技术和电网建设技术的技术，它不仅具有自动控制、分析决策、能源电力等方面的特性，而且是整个电力系统的一个关键环节。
目前，我国的智能电网尚处在起步阶段，与国外先进国家相比，无论是在建筑质量上，还是在覆盖面上，都有很大的差距。
1智能电力设备的特点当前，大部分电力设备是由功率电子器件构成，通过计算机技术、电磁技术和自动化控制技术对其进行优化。
现代的电力设备已经达到了“机电一体化”的目的，并且将自动化、节能、智能化的特点结合在一起，向着绿色、模块化、高频化的方向发展。
在电力系统中，最开始的传输功率一般是60Hz，但随着技术的进步，电力系统中的各种设备也越来越多，为满足各种不同的需求，电网中电力线通道的数量也越来越多，而且由于负荷的访问模式具有随机性，所以就形成了多个频段的输电线路通讯模式[1]。
2智能电力设备的发展现状智能电力设备的发展有一定的阶段性特点，各发展领域的应用也有很大差异，本文试从以下几个方面来说明。
2.1发电方面智能电网建设是指电力系统的智能化，它主要是通过电能的转化和可靠性来提高整个智能电网的建设。
（1）新能源发电设备。
在智能电网的建设和发展中，新能源发电设备和分布式发电设备是主要的技术设备，包括燃料电池、微型燃气轮设备、光伏设备、风能设备等，同时，地热发电设备和生物发电设备也是目前该领域的主要发展方向。
（2）智能保护与控制设备。
智能保护和控制装置的选用有利于提高整个智能电网的施工质量，其中包括数字保护继电器、分布式变流器、动态分布式电源控制器等[2]。
智能电网发展现状的分析及研究【摘要】进入21世纪，随着全球资源、环境压力的不断增大，电力需求的不断增长，用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，电力行业正面临前所未有的挑战和机遇。
同时随着现代通信、计算机、网络和控制技术的发展，信息技术与电力电网的结合依然成为必然趋势，而它们的结合也引入了一个新的概念：智能电网。
【关键词】智能电网；通信技术；电子技术一、智能电网发展现状及挑战美国智能电网发展里程碑：2001年，美国电力研究院开始智能电网intelligrid研究；2003年，美国能源部发布grid 2030能源发展战略；2004年美国能源部启动电网智能化项目grid wise，并与美国国家能源技术实验室合作发起了现代电网研究mgi；2005年研究机构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出各自的智能电网方案；2009年1月奥巴马将智能电网提升为美国国家战略，5月美国宣布了智能电网建设的第一批标准。
美国发展智能电网的驱动力和挑战：（1）现有电网基础设施的升级和更新，提高供电的可靠性；（2）将其突飞猛进的信息技术、通信技术和计算机技术与传统电网紧密结合；（3）利用先进的表计基础设施和需求响应等技术，实现电力公司与用户之间的双向互动，促进电力公司在不断开发的电力市场中更好的为客户服务。
欧洲智能电网发展里程碑：2005年成立智能电网欧洲技术论坛；2006年提出智能电网目标，发布了《欧洲未来电网的远景和策略》、《战略性研究议程》、《战略部署文件》。
欧洲发展智能电网的驱动力和挑战：（1）供电安全性问题，包括一次能源的缺乏、提高供电能力、供电可靠性和电能质量；（2）环境问题，包括实现京都协议，关心气候变化，保护自然环境；（3）国际市场问题，包括提供低廉的电价和提高能效，进行创新和提高竞争力，有关垄断的管制规程等。
我国电网面临的挑战：（1）适应新能源发电接入要求。
风电等新能源发电加速发展，大量不稳定电源、分布式电源需要接入电网；（2）提高电力设备利用率。
智能电网技术的现状与发展摘要：本文介绍了智能电网的概念,阐述了智能电网的内涵和特点,总结了智能电网技术在国内外的研究现状与发展状况。
关键词:智能电网技术特点现状发展随着经济的发展,电网负荷增长迅猛,造成能源消耗猛增,这给资源环境保护带来巨大的挑战,世界各国对节能减排和可持续发展的呼声越来越高,与此同时电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现以及各种灾害造成的影响越来越严重.这些都对电网安全稳定工作提出了诸多新挑战,为此欧美国家率先提出了“智能电网”并进行了相关研究,引起了世界各国电力工业界的广泛关注,智能电网也逐渐成为现代电网发展的新趋势和新潮流。
什么是智能电网？首先可以明确的是,智能电网是“未来电网”的代名词。
智能电网欧洲技术论坛认为,未来电网应具有高灵活性、高可接入性、高可靠性、高经济性;而美国国家能源技术实验室则认为,未来电网应更可靠、更坚强、更经济、更高效、更为环境友好、更安全。
智能电网涵盖了较多内容,简短的定义不能使我们对其有一个清晰认识。
应该说,智能电网不是一件事物,而是一个愿景,一个必须从它的核心价值、主要特征、关键技术领域等多方面来进行描述的愿景。
1 世界主要国家智能电网现状1.1 美国美国已开始向部分家庭安装带有通讯功能的智能电表(Smart Meter),目标是以家庭为单位,随时监测电力消费和管理,更加有效地实现输电和供电。
为此,对企业及地方团体实施的100个项目给予财政援助,计划2013年前在2600万个家庭安装智能电表,相当于2009年3倍。
奥巴马总统强调说,“现在是建设绿色能源高速公路的时代”。
新能源产业有望创造43000个就业岗位,环保产业将成为拉动未来美国经济的重要支柱之一。
1.2 日本东京电力和関西电力等电力公司开始投资构建第二代智能电网(Smart Grid),目标除在所有家庭安装智能电表(Smart Meter)外,还计划加强送变电设施及蓄电装置建设。
2020年前相关电力设施投资预计超过1万亿日元。
智能电表作为第二代智能电网的核心设备,主要测量每个家庭电力消费情况及随时掌握太阳能发电量等信息。
东京电力2010年起主要面向家庭安装2千万部。
関西电力2010年3月底前在40万个家庭安装,并计划更换1200万部。
预计2020年前日本智能电表需求量约5千万部,每部成本近2万日元,共计约1万亿日元。
日本智能电网与欧美不同,主要特征是积极地利用家庭进行太阳能发电。
太阳能发电长期目标是2020年发电2800万千瓦,相当于现在20倍;2030年发电5300万千瓦,相当于现在30倍。
为此,需要增设电压调整装置和变压器,预计2030年前追加投资6千亿日元。
1.3 欧洲英国目标是2020年在全国所有2600万个家庭安装智能电表,此项工作主要通过电力公司完成。
并且已正式进行了适应风力发电等可再生能源的智能电表等相关实验。
法国2009年秋天也发布了将再生能源纳入智能电网的计划,并开始征集相关企业参与。
德国制定了“E—Energy”计划,总投资1亿4千万欧元,2009年至2012年4年时间内,在全国6个地点进行智能电网实证实验。
同时还进行风力发电和电动汽车实证实验,并对互联网管理电力消费进行检测。
德国西门子、SAP及瑞士ABB等大企业均参与了这一计划。
西门子公司预测2014年智能电网年度市场规模将达300亿欧元,并计划抢占20%市场份额,每年确保60亿欧元订单。
1.4 中国在世界各国进行智能电网建设的同时,我国也在积极推进智能电网的发展,2009年5月21日,在2009特高压输电技术国际会议上,国家电网发布了“坚强智能电网”的研究成果。
国家电网提出了“一特四大”的电网发展战略,即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”,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。
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,将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有可充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、提高电力供应的安全性、可靠性和经济性、减小对环境的影响、保证电能质量和减少电网的电能损耗等多个优点实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
随着国家电网、南方电网制定了智能电网的标准体系,2011年智能电网进入正式建设阶段,意味着2011年将成为智能电网产业大发展的元年。
据行业分析师预计2009至2020年我国智能电网投资将达到4.3万亿元,年均3583亿元。
2 智能电网的特点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、绿色。
2.1 自愈在电力供应中,智能电网是“自愈电网”,具备强大的“免疫功能”,是智能电网的一个突出特征,最大限度地保证供电质量。
“自愈电网”进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已经存在的或潜在的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。
“自愈电网”确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率,能够最大限度地确保企业、个人用户的用电安全。
2.2 兼容支持风电和太阳能发电等可再生能源的正确、合理的接人,适应分布式发电和微电网的并网运行,做到“即插即用”,可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型电源甚至是储能装置,满足用户多样化的电力需求。
2.3 交互智能电网是“交互式电网”,能实现电力公司与用户的双向交流,以达到电力供给的相互适应。
在智能电网中,用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。
同时需求响应计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求,减少或转移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少开支,通过降低线损,实现更大的环境效益。
在智能电网中,通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。
2.4 协调与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接,有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平,电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。
2.5 高效引人最先进的信息和监控技术。
优化设备和资源的使用效益,可以提高单个资产的利用效率,从整体上实现网络运行和扩容的优化,降低其运行维护成本和投资。
2.6 优质在数字化、高科技占主导的经济模式下,电力用户的电能质量能够得到有效保障,实现电能质量的差别定价。
2.7 集成实现电网信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精细化管理2.8 绿色智能电网可将边远地区的清洁能源源源不断地输送到负荷中心,为用户提供更多的绿色能源,用户还可以利用太阳能、风能开发分布式清洁能源,作为家庭用电补充形式,同时可将多余能源向电网输送,未来困扰我国的“各地区能源供需不平衡”问题将得到较大程度缓解,使清洁能源在能源消费中的比重进一步提高,有效减少温室气体排放。
3 智能电网的关键技术3.1 先进的发电与储能技术从能源的角度来看,在电力生产中,发、输、配、用四个阶段实际上完成的是能源转化、传输和使用的过程,在这过程中,排量最大,同时也是最具减排潜力的无疑是发电环节。
这也是智能电网非常强调风电水电等多种分布式新能源接入的原因。
分布式能源(DER)包括分布式发电和分布式储能,其中分布式发电技术包括:风力发电技术、、太阳能光伏发电技术、、燃料电池发电技术、潮汐能发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术等;分布式储能装置包括机械蓄能(包括抽水蓄能技术、飞轮蓄能技术、压缩空气蓄能等方式)、电磁蓄能、蓄电池储能、超导储能等。
配电网中的DER由于靠近负荷中心,降低了对电网扩展的需要.并提高了供电可靠性,因此被广泛采用,特别是有助于减轻温室效应的分布式可再生能源,在许多国家政府政策上的大力支持下,得到了迅速增长。
在我国以风能、太阳能发电的主要发展方式是在沙漠、戈壁滩等偏远地区大容量集中开发,但其在地理位置上分布不均匀,易受天气影响,而且具有波动性和间歇性的特点,会对可靠供电造成冲击,当地电网无法适应可再生能源集中开发和利用,这就需要解决风能、太阳能等可再生能源大规模开发的间歇性、不确定性问题,保证电力的大规模接入和远距离送,这将是接入各种可再生能源电源和分布式能源电源面临的一大挑战。
3.2 能够降低损耗的输配电技术(1)特高压输电技术。
特高压输电技术是指在500kV及750kV交流和500kV直流之上采用更高一级电压等级的输电技术,包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术。
国外研究特高压输电技术已有将近四十年的历史,其目的仍然是继续提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电,以及实现远距离的电力系统互连,建成联合电力系统。
(2)高温超导输电技术。
超导特性是指部分道题在某一特定温度下电阻为零的特性。
1986年以前,超导技术在电力系统的应用一直处于设想和实验阶段。
直到1986年,IBM实验室科学家发现一转变温度高于30K的多合金超导材料,随后美国、中国科学家相继发现转变温度高于90K的超导体,开始了液氮温区超导体时代,由于液氮价格相对较低,这使得超导体有实验室走向了应用阶段。
随着临界温度高于77K的高温超导材料的卡法及低温冷却技术的迅速发展,高温超导体电缆已成为超导电缆发展的主流。
与常规电缆相比,高温超导体损耗少,污染小,占用走廊宽度低等优点,有着广阔的发展前景。
3.3 先进的电力电子技术随着电力电子技术的不断发展和电力系统运行要求的不断提高,电力电子在电力系统发、输、配、用等各个环节都得到了广泛的应用。
现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术,包括可控硅并联电抗器、多功能固态开关、智能电子装置(IEDs)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、故障电流限制器(FCL)以及高乐直流输电(HVDC)所用装置和配网用的柔性输电系统装置(如SVC和D-Statcom)等。
3.4 智能调度技术智能调度是智能电网建设中的重要环节,调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展,智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心,是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。
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。
