智能电网初探

智能电网初探

温金锋

东省揭阳市水利水电设计有限公司

摘要：智能电网是在物联网、无线宽带、云计算等新兴技术的支持下，充分利用现有的信息技术，协助电网管理达到“智慧”状态，使电网的管理、服务、决策工作更加精细、动态、智能。概括而言，智能电网就是使用了能自动采集信息的前端传感器，对电压、电流和频率等信息进行实时的采集，实现“实时感知”；通过先进的网络技术实现经济高效的综合信号传输；基于云计算功能，实现“智能处理”各类事件。

关键词：智能电网；自动控制；可持续发展

智能电网是在物联网、无线宽带、云计算等新兴技术的支持下，充分利用现有的信息技术，协助电网管理达到“智慧”状态，使电网的管理、服务、决策工作更加精细、动态、智能。智慧电网涉及的关键技术主要集中在五个方面：一是基于物联网的智能感知体系；二是高带宽的无线通信技术：三是异源异构数据集成分析技术；四基于互联网分布式计算机的云计算技术；五是具备一定的智能行为智能控制系统。概括而言，智能电网就是使用了能自动采集信息的前端传感器，对电压、电流和频率等信息进行实时的采集，实现“实时感知”；通过先进的网络技术实现经济高效的综合信号传输；基于云计算功能，实现“智能处理”各类事件。

随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生。与现有电网相比，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，其先进性和优势主要表现在：

一、具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，电网的坚强性得到巩固和提升。

二、信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。

三、柔性交/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。

四、通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

五、实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

六、建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排电器使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息，为其提供更多的增值服务。

智能电网是社会经济发展的必然选择。为实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时须对用电设备进行智能控制，尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供用电模式，促使电力流、信息流、业务流不断融合，以满足日益多样化的用户需求。在绿色节能意识的驱动下，智能电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域，其重要意义体现在以下几个方面：

一、具备强大的资源优化配置能力。我国智能电网建成后，将实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送，区域间电力交换能力明显提升。

二、具备更高的安全稳定运行水平。电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升，电网各级防线之间紧密协调，具备抵御突发性事件和严重故障的能力，能够有效避免大范围连锁故障的发生，显著提高供电可靠性，减少停电损失。

三、适应并促进清洁能源发展。电网将具备风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制，结合大容量储能技术的推广应用，对清洁能源并网的运行控制能力将显著提升，使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方式。

四、实现高度智能化的电网调度。全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统，实现电网在线智能分析、预警和决策，以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。

五、满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。将形成完善的电动汽车充放电配套基础设施网，满足电动汽车行业的发展需要，适应用户需求，实现电动汽车与电网的高效互动。

六、实现电网资产高效利用和全寿命周期管理。可实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。通过智能电网调度和需求侧管理，电网资产利用小时数大幅提升，电网资产利用效率显著提高。

七、实现电力用户与电网之间的便捷互动。将形成智能用电互动平台，完善需求侧管理，为用户提供优质的电力服务。同时，电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策以及电动汽车充放电机制，有效平衡电网负荷，降低负荷峰谷差，减少电网及电源建设成本。

八、实现电网管理信息化和精益化。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系，实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能，全面实现电网管理的信息化和精益化。

九、发挥电网基础设施的增值服务潜力。在提供电力的同时，服务国家“三网融合”战略，为用户提供社区广告、网络电视、语音等集成服务，为供水、热力、燃气等行业的信息化、互动化提供平台支持，拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力，有力推动智能城市的发展。

十、促进电网相关产业的快速发展。电力工业属于资金密集型和技术密集型行业，具有投资大、产业链长等特点。建设智能电网，有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术升级，为我国占领世界电力装备制造领域的制高点奠定基础。

电力行业作为基础产业理应在智慧城市浪潮中优先发展，为国民经济建设提供坚实的保障。智慧电网项目建设全国性的问题，而不是一市、一省的问题。智慧电网项目建设必须在国家、电力工业部关于智慧电网建设方针的指导下，在统一标准的前提下进行统一规划、联合建设，以实现互联互通、资源共享，促进电力事业的发展，推动电力行业技术优化升级，更好地为我国经济建设和社会发展服务，使之与国民经济基础建设和基础产业的地位相适应。各项职能和各个环节之间形成协调、统一的管理机制，对区域供电实行统一规划、统一配置、统一调度、统一管理。同时，在建设规划时我们应从实际需求出发，结合考虑长期目标和近期目标，统筹规划，逐步实施，急用先建，分期建设。智慧电网必须进一步加快行业发展的步伐，加强对重点项目的跟踪服务，立足应用着眼发展，利用已有资源，逐步建立完善完整的体系。在智慧电网项目建设中，应在保证系统的开放性和兼容性的前提下合理应用现代信息技术的最新成果，使其具有便利。在安全高质量的电网信息专网的基础上，充分有效利用现有资源避免重复建设。通过现有的公网和专网，整合各相关行业的信息资源，实现优势互补，资源共享。进一步加强专业人才队伍建设，不断提供电力人整体素质，为电力事业的可持续发展提供保障。

参考文献：1吴涛. 智能电网建设推进智慧城市发展.产业经济,2021-12.

2刘慧影. 智能电网在智慧城市建设中的发展规划.建筑设计及理论,2021-11.