智能电网的研究现状与未来发展

周 来,程志明

（1.长春工程学院 电气与信息工程学院,长春130012；

2.华北电力大学 控制与计算机工程学院,北京102206）

智能电网的研究现状与未来发展

周 来1,程志明2

（1.长春工程学院 电气与信息工程学院,长春130012；

2.华北电力大学 控制与计算机工程学院,北京102206）

科技化水平的不断提高，环境、资源等问题也变得日益突出，电网的建设与发展面临着前所未有的挑战，以现代通信、控制及信息技术为基础的智能电网系统应运而生，智能电网清洁、低碳、高效的特点贯穿了发--输--变--配--用电的全过程，努力打造智能化、自动化、精细化的智能电网已成为各国努力追求与奋斗的目标。本文详述分析并总结了智能电网的概念，研究的背景，研究现状及发展趋势。

智能电网；研究现状；发展

0 引言

随着国网公司《建设坚强智能电网》（Strong Smart Grid）发展规划的提出，我国确定了建设坚强智能电网的基本原则与总体目标，如何建设坚强智能电网已成为目前电力系统学术界及电力行业高度关注的课题。保证在智能电网中各种数据有效的获取、传输、保护及控制，使智能电网能实现信息的动态交换互动，满足电力发展的可持续要求，逐渐成为智能电网建设与发展的现实选择。

1 智能电网概念及特点

目前，由于智能电网的研究仍处于起步阶段，因此国内外并没有对智能电网的概念形成统一的描述，比较被业界广泛接受的是“smart gird”的称谓，即智能电网是将信息、通信、计算机技术在原有的发、输、变、配、用的电基础设施之上高度集成而形成的新型电网，具有高度的互动、自愈、清洁、可靠及高效供电等特点，智能电网的建设与发展关系着国计民生，同时也与国家新能源发展及建设战略联系密切。自愈性即稳定、可靠的供电，是实现电网安全的主要功能，无需或仅需少量人为干预的全自动运行状态。互动即电网在运行时与用户进行实时的互动，将用户视作电网的组成部分，激发用户参与到电网负荷中的主动性与积极性。未来的用户可根据智能电表的实时电能状态信息来调整自身的用电时段，避开用电高峰是昂贵电价的同时可使用电更加的廉价、节约，从而使整个电网的资源得以高效的利用，实现效益的最大化。电动汽车充电桩将会随处可见，每个家庭在使用电能的同时也在向电网输送电能，整个智能电网将成为一个完备的、高度自动化的庞大系统。

2 智能电网的研究现状

美国及欧盟等国家和组织都已开展智能电网的研究工作，对美国而言，对复杂大电网的稳定控制、运行是其智能电网发展的原动力，美国能源部发布的电力的下一个100年工作报告堪称美国电力改革的纲领性文件，详细的描述了美国未来电力系统的架构，并确定了各项实验及工作的阶段性目标。欧盟成立了智能电网论坛，发布了多篇关于未来智能电网技术的报告，IBM、谷歌等知名公司也提出了相关的解决方案。国内，相关技术领域的工作已经开展，多项研究已达到国际先进水平，国网公司智能电网研究院取得了一批前沿的科技成果，在电网频域质量控制、特高压输电、电网广域检测控制技术等方面已处于国际领先水平。由我国自主研发的EMS—能量管理系统已在省调以上范围得到普及，国网公司总经理刘振亚在2009年特高压输电技术国际会议上提出了建设中国坚强智能电网的发展战略，以此来满足和带动我国经济社会的全面发展，此举必将有利推进我国电力工业改革，必将对我过经济等各方面现代化建设事业产生深远的影响。

3 智能电网未来发展

基于自适应控制的保护、检测等相关技术应用日益增多，可用于不同的IED和控制系统，允许访问其他系统的数据，许多厂商研发了各种不同网络技术系统，经常把检测功能结合起来使用，未来智能电网一个显著的发展趋势便是从以计算为中心转移到以交互为中心，来实现高度互动、智能化。MAS系统强大的伸缩性及扩展性使其成为人工智能研究领域的热点，必将在未来得到广泛的应用。分布式能源集成系统应用会更加频繁，并参与到需求相应资源的各个程序之中，因此，智能电网的研究重点除了在风险故障等环境下实现的高度自愈外还包括解决电网实际运行中产生的无功调压、信号扰动及谐波畸变等电能质量问题。未来智能电网的数据和信息将会是海量的，各种信息之间的关联程度也会日益紧密，如实时信息与离线信息，静态信息与动态信息，运行信息与管理信息，技术信息与经济信息等，如何有效、安全地利用这些庞大的数据资源来实现实时共享及管理，并消除信息孤岛、安全风险等隐患问题是未来智能电网建设中亟待考虑的问题。

4 建设坚强智能电网

我国坚强智能电网的建设将会是一项系统而庞大的复杂工程，需要解决很多技术性难题，需要深入研究并改革相关的配套设施及政策、法规等机制，要充分发挥一体化管理的优势，健康、有序地推进电网的研究、建设与发展，以国家宏观政策为导向，立足于国际科技发展的前沿，从我国电力工业实际情况出发，围绕统一布局，全面推进，试点运行的仿真，依托科技创新，最大限度地调动系统内外各方面资源，逐步构建适合我国能源体系结构发展的智能电网。

在开展智能电网架构设计以及实施的各环节中，要充分考虑到当前国网自身信息控制、管理系统的发展状况，综合未来智能电网技术的发展脉搏，参考国内外相关研究领域的成果，提出我国建设坚强智能电网的宏观战略和部署，以此来保证我过智能电网所具备的可靠、灵活、开放等特点，满足智能电网在规划建设、运行控制、资产管理以及用户管理等各方面的需求。同时要注重理论、技术的创新，形成完整、规范的智能电网标准体系，这是建设智能电网的关键、基础的环节，更是智能电网安全、稳定运行的重要保障。

5 结论

智能电网的研究与建设是一项高度复杂的系统工程，我国智能电网的研究与建设工作应在集思广益、充分汲取国际领先技术的基础上，发挥主观能动性、创造性，因地制宜建设我国特色的智能电网。虽智能电网的概念尚未统一，各国发展智能电网的侧重点也不尽相同，但对采取的先进的控制、通信、信息等技术来提高智能化的程度已达成共识，分布式协调、控制、仿真与决策，分布式能源系统集成等相关技术是未来智能电网发展的趋势。

我国目前正处于现代化建设与发展的转型期，各领域都处于快速发展的阶段，在国家大力倡导、支持节能减排、组建低碳、绿色、循环的智能电网的形势下，技术创新是主旋律，是深入建设智能电网的基础，也是我国大力推进电力事业又好又快发展的重要举措。作为新时期能源产业的代表，作为我国推进电网现代化建设的重要方面，智能电网的建设、发展进程对国家的建设和发展将起到重要的作用。

[1] 陈树勇，宋书芳，李兰欣.智能电网技术综述[J].电网技术，2009（08）：1-7.

[2] 钟金，郑睿敏，杨卫红.建设信息时代的智能电网[J].电网技术，2009（13）：12-18.