智能电网是传统电网必然发展趋势之探析

林静瑜

(广东电网公司中山西区供电分局,广东 中山 528400)

迄今为止，智能电网还没有一个被大家公认的完整的定义，但是各国在结合本国国情发展智能电网时已经形成了很多共识。进入信息时代以来,在全球资源环境不断增大的压力下,能源、环境、经济三者之间的矛盾也日益凸显出来。我国传统电网必然向智能电网发展。笔者毕业至今从事电网工作，总结经验对我国传统电网之发展动向及原因进行总结分析。

1 认识智能电网

以能源开发、发电、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节进行智能互动，实现高质量供电、互补供电，提高能源利用率及供电安全，节省用电成本为目标的电力网络，称为智能电网。

传统电网没有动态柔性及可组性，电力企业垂直集成，每家电力企业各自独立运作，发电集中在大型发电厂，垂直的多级控制机制反应迟缓，无法构建实时、可配置、可重组的系统，系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余；对客户的服务简单、信息单向，用户对于发电来源和付费方式等缺乏选择；主要通过人工读表或估算用电量；人工方式处理停电，恢复供电常常较慢。智能电网具有的核心特征主要包含以下6个方面：①清洁：能够大规模利用可再生能源减少对环境的潜在影响。②坚强：有能力抵御恶劣天气和外部攻击并确保信息安全。③自愈：有能力实现电网的自我诊断、自我调整、自动隔离故障和自动快速恢复。④优化：能够优化资源，提高设备资产的利用率和电网的运行效率。⑤交互：能够与电力市场和用户进行交互和实时响应，提升服务水平。⑥经济：能够以最优成本向社会提供优质电力。

智能电网将通过功能模块化、系统网络化、集中与分散相结合，实现灵活变换网络拓扑结构，智能重组系统架构，优化电网服务质量，从而构建与传统电网截然不同的电网体系。

2 智能电网与传统电网的差异

传统电网是一个刚性系统，电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性，致使电网没有动态柔性及可组性；垂直的多级控制机制反应迟缓，无法构建实时、可配置、可重组的系统；系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余；对客户的服务简单、信息单向；系统内部存在多个信息孤岛，缺乏信息共享。虽然局部的自动化程度在不断提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱，使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的，不能构成一个实时的有机统一整体，所以整个电网的智能化程度较低。与传统电网相比，人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息（指完整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等）的获取能力，以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础，以服务生产全过程为需求，整合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持以及控制实施方案和应对预案，最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。与传统电网相比，智能电网将进一步优化各级电网控制，构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构，通过集中与分散相结合，灵活变换网路结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量，实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。

由于智能电网可及时获取完整的电网信息，因此可极大地优化电网全寿命周期管理的技术体系，承载电网企业社会责任，确保电网实现最优技术、最佳可持续发展、最大经济效益、最优环境保护，从而优化社会能源配置，提高能源综合投资及利用效益。

3 智能电网的特征优势

（1）自愈:对故障有自适应与恢复的能力,提高可靠性及剩余电力的市场化盈利。

（2）互动:与电力市场和用户间有良好的交互,节省开支的同时帮助电力企业高效运作,产生大范围的环境效益。

（3）安全:能抵御物理攻击和信息攻击,保障系统设备和信息安全。

（4）兼容:兼容各种发电、储能、监测、管理系统。

（5）优化:以小成本实现需求的功能,优化电能质量、设备利用率、资产,指导电网运行。

（6）活跃:活跃市场,使市场参与者通过各种形式的决策辅助软件无缝参与市场。

4 智能电网技术发展的可行性和必然性

从能源需求上来说,我国属于发展中国家,人口基数大并且急剧增长,给国家的基础设施带来了很大的压力。而今,我国的城市化进程和工业发展也逐渐加快了脚步,正在逐渐减少的不可再生能源已经无法满足人们日益增长的能源需求。这就要求人们通过智能技术来平衡能源、环境和经济之间的矛盾。从环境恶化方面来说,全球的气候不断的受到环境的影响,随着哥本哈根会议的召开,人们逐渐意识到了环境污染的严重性。现如今的气候受CO2的影响最为严重,而我国作为发展中国家,工业化进程不断推进,温室气体的排放量甚大。智能电网可以通过集成利用太阳能、风能、潮汐能等可再生清洁能源,并通过智能控制、有效管理等方法提高电力的使用率,从而有效地解决这个问题。

从电网复杂度逐渐增大来讲,随着经济的发展,科技的不断进步,人们的生活水平也逐渐提高,考虑到即将形成大范围的整合性电力能源系统,对于现阶段的电网无疑是一个严峻的考验,我们对电力系统提出了更高的要求:功能更加完善、复杂度更高。智能化的电网将能够满足更高的功能要求并精确的管理复杂的系统。

从电力安全角度来看,今年的7.23动车追尾事件影响很大,而造成事故的原因是电力的突然中断。电力突然中断是电力系统中最严重的事故,为了避免因为电力中断而引起事故的发生,就需要计算机对即时的电力系统进行采集分析,并反馈给系统对可能发生的故障进行排除或者报警,从而免除灾难的发生,智能电网正可以实现以上功能,保证电力安全可靠地运行。从开放市场角度分析,随着市场的开放,灵活的输配用电机制得到青睐。但中国的现阶段的电力市场是由国家统一确定电价,用户没有得到主动权。而以后的用电机制将是电力的价格随着电力的供求关系发生变化,用电高峰期的电价会上涨,如果用户能根据实时的电价调整用电情况,将会节省开支和提高能源的利用率。这就要求电网更加智能化。

由此可见,中国传统电网建设成智能电网是顺应发展的必然趋势,智能电网技术在中国的应用具有重大意义和前景。