作者：李延忠 王涛

来源：《中国科技纵横》2016年第09期

        【摘要】随着国家对能源需求的增长和环保要求的提高，对智能电网的建设就日益迫切。因为智能电网具备灵活、清洁、安全、经济、友好等特征，是国际上电力电网发展新的方向，对于节能降耗有着积极的作用。本文重点介绍了智能电网的发展历程和最新研究动态，分析了智能电网的重要技术难点，并提出了智能电网未来应用的一些建议。

        【关键词】智能电网发展 应用

        目前全球电力能源市场面临着两个迫切性的问题，一是全球能源和环保压力的不断加大；二是电力用户对电力资源的需求量和稳定性的要求不断提高。这就要求电网能够提供安全、稳定、清洁、优质的电力资源。国内外很多组织开展智能电网的研究和应用，以应对不断恶化的资源和环境压力。

        1智能电网的概念及特征

        随着科学技术的进步和社会对电力资源需求的推动，国家电网正在从传统的输、变、配电模式向着集中能源的优化配置模式转变。这一转变将最大程度的发挥电网的能量载体和传输功能，实现能量流、信息流和业务流的整合统一。不过由于智能电网目前处于研究和发展阶段，目前尚无统一明确的定义。笔者认为智能电网应该是在原有电网的输、配电设备的基础上，整合了信息技术、通信技术、计算机技术，从而能够提升能源利用效率，增加输、配电的安全和可靠性，降低损耗，对环境清洁友好的新型电网。

        智能电网的主要特点有以下几个，一是自愈，即电网无需或少量人为控制，便能将电网中的问题元件隔离或恢复，是电网安全可靠的重要保障。二是安全，具备抵御来自硬件或系统的攻击能力，并最大限度降低危害。三是兼容，即电网可容纳包括集中式发电在内的各种不同电源类型。四是交互，即电力用户可以在电网中进行交互。五是高效，提高了电力设备和资源的使用效益，六是集成，一个集成的信息系统，实现了检测、控制、维护、能源管理、配电管理、市场管理等多种功能。

        2智能电网的发展情况

        2.1电网的功能演变

        自19世纪80年代电力能源的发现开始，人类就不断研究和改进电力能源的应用方式。电网也随之出现和发展。在地理维度上，电网从初始的孤立分散到后期的区域和大区电网的互联，在电压等级上也逐渐增加。而信息、通信、电力控制相关技术的发展为电力资源的优化配置提供了可能。随着能源技术的发展和材料技术的突破，电网逐渐从传统的能源转换与传输载体演变为社会能源优化配置的承载平台。进入现代社会，随着新能源的开发应用不断加快，作为能源传输载体的电网也随之强化了对能源的优化配置功能。

        2.2国外智能电网发展情况

        现阶段美国、加拿大以及欧洲各国都相继开展了智能电网发展研究。其中最具代表的是美国与欧洲的智能电网研究。美国智能电网的研究方向重点侧重于电网的“自愈”能力，即对国内庞大的电网系统的安全稳定控制，这也是美国研究和发展智能电网的初衷。目前已经取得了一定的发展成果，并发布了“综合能源及通信系统体系结构”（integrated energy and communication architecture，IECSA）和“智能电网体系结构”（Intelligrid Architecture）并计划对普通家庭安装智能电表。在欧洲则侧重于智能电网的“兼容”能力，即电网可容纳包括集中式发电在内的各种不同电源类型，方便他们在电网接入分布式能源和可再生能源，以应对欧洲日益严格的温室气体排放。

        2.3国内智能电网发展情况

        我国智能电网的研究工作起步较晚，但是在输电领域有多项技术已经达到国际先进水平。尤其是以现有特高压输电网络为基础，各级电网协调发展的坚强电网建设日益进步。在特高压输电领域取得突破性进展。同时在大电网安全稳定控制、能源及设备在线安全测量和分析、电网广域测量保护、配电网自动化、电表智能化等领域都展开了相应的研究。我国坚强智能电网的建设分为三个阶段，第一个阶段是试点阶段，主要开展智能电网的技术研究、设备研制和标准制定等，第二阶段是建设阶段，加快智能电网的全面建设，整合特高压输送和城乡电网资源形成智能电网控制系统。第三阶段是提升阶段，形成全面统一的坚强智能电网系统，将各领域技术提升到国际先进水平。

        3智能电网在国内的应用情况分析

        我国坚强智能电网的建设，是基于目前促进节能减排，推动低碳经济，实现国家可持续发展的客观需求。智能电网的建设是一项系统性的工程，除了技术层面的难点和问题以外，在社会经济、经营管理、市场因素等多方面依然存在一定的影响。因此，对国内的智能电网发展和应用有以下建议：

        3.1管理层面

        在智能电网的管理层面，要重点发挥国家宏观的导向作用，利用集中管理、统一标准、整体推动的方式开展智能电网的建设工作。在开展现有电网的规划改造和技术升级时，要进行统筹管理，利用阶梯式发展的模式，有计划分步骤的开展。要考虑整个电网不同区域的技术和设备差异，保证电网在未来运行维护和智能控制时的兼容性，实现安全、可靠。经济、环保的目的。还要建立相应的智能电网综合知识支撑体系，保证新技术的发展和新设备的应用能够与知识协调统一起来，最大限度的提高电网的各项功能。

        3.2技术层面

        在智能电网的技术层面，要从我国电网目前的情况和特点出发，研制适应我国电网基础的额智能电网架构体系，要同时满足电网各项功能的同时，保证电网可靠、灵活和开放。同时在输、配电网和用电调度与控制上，要通过相关的通信和信息技术、电网稳定技术、在线安全控制技术的研究提高系统的安全和稳定性。还要提高电力系统的稳定性控制技术和预防系统崩溃的仿真技术研发。要建立相应的统一规则和技术标准来实现以上目的，统一的标准体系是形成完整稳定的电网的基础。

        4结语

        虽然目前各国对智能电网的各项技术和研究侧重点不同，但是对于智能电网的发展和应用已经成为主流趋势。我们要在结合不同国家技术的基础上，依据我国电网基础和技术能力，建设适合我国国情的坚强智能电网体系。

        参考文献：

        [1]张文亮，刘壮志，王明俊，杨旭升.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009-7.

        [2]黄安平，蒋金良.智能电网的发展和应用研究[J].电力系统，2011-7.下载本文