智能电网发展现状的分析及研究

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【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，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。近年来，我国电力负荷峰谷差逐年加大，积极引导用户合理分时段用电减少峰谷差，提高电力设施利用率；（3）满足客户自主选择的需要。电力市场定价方式将从单一电价过渡到可变电价，电网在满足客户对电能质量和供电可靠性要求的同时，应能实现与客户的智能互动，以友好的方式适应客户的自主选择。

二、智能电网的特点及分析

发展智能电网的主要技术管理方向：（1）通信技术；（2）先

进的相量测量和广域测量技术；（3）先进的三维动态可视化电

网调度自动化技术；（4）可再生能源的接入和并入网技术；（5）

先进的表计基础设施和自动抄表系统；（6）支持配电系统“自

愈”功能的先进配电自动化；（7）分布式发电、微电网技术以及储能技术；（8）需求侧管理。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，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。通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成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。我们可以直接使用电力线路进行通信，同时在配电、用电、量测端加装调制解调器，但是由于输电线路的干扰较大，给调制解调带来很大困难。先进的表计基础设施是实现智能电网自动化管理检测的关键，没有先进的表计基础设施和自动抄表系统，就不能实现电网的智能自动化。参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测及时获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个功能部分使用。测量参数用来评估电网设备健康状况，线路检修，表计读取，进行合理计价收费，防止窃电以及与用户沟通等。未来智能电网将取消所有电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以是电力公司与用户进行双向通信的智能表计。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，还有存储电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，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策略，甚至支持用户向电网供电。对电力公司来说先进的表计参数测量技术给电力系统运行和规划人员提供更多的数据支持。智能电网要广泛应用先进的技术设备，极大地提高输配电系统的性能。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、超导技术已经大容量储能技术。先进的控制技术可以对智能电网状态进行分析、诊断和预测并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动。

三、智能电网的美好未来

不用担心停电怎么办了，智能电网可以再最短的时间内实现自动恢复，保证供电的连续性。电价不再一成不变，它会根据一天中不同时段自动定价，使得电价更合理，更省钱。你也可以发电，卖给国家电网。电价低时电动汽车储存电能，高时卖回给电网。可以跟电力公司进行互动，了解整个地区的用电情况，从而为自己的用电进行规划。