智能电网发展技术的探究

范永洪

（广东电网佛山供电局,518000）

智能电网发展技术的探究

范永洪

（广东电网佛山供电局,518000）

随着经济以及科学技术的发展，我国的电网也由传统电网向智能化电网的方向转变，客观上对电网工作人员的专业技术提出了更高的要求，笔者系统地分析了智能电网的主要特点，并就其中关键的技术要点与功能做出了简要的探究，以供同行参考，共同促进我国智能电网的发展进步。

智能电网；发展技术；研究

0 前言

智能电网是市场改革与时代发展的产物，随着经济的发展，能源与环境成为了客观存在的矛盾体，因此催生了许多可再生能源的发电技术。智能电网，英文全称Smart Grid，其基本的运行原理是通过计算机，以及现代测量技术等手段，放宽了电网接入的要求范畴，容许水力、核电等可再生能源接入电网之中，实现电力系统内能源转换的灵活性与智能化，提高电力资源的传导效率，在方便用户的同时，也提供了供电企业的经济效益，从而在激烈的市场竞争中占据主动的位置。

1 智能电网的特点

1.1 兼容特点

智能电网在完成基本的电力资源传输与负荷工作之外，还允许其他可再生能源的接入，并将其转换成符合自身负荷量的能源，将燃料电池进行整合处理，兼容新型的发电技术。

1.2 优化特点

传统电网的运行损耗率非常高，不仅是自身性能的损耗，更体现在电力资源传输过程的损耗。智能电网，对周期寿命、检修运行、运行环境规划等内容进行深入的优化，一则减少电网的运行维护资金的支出，减低成本；二则减少输电过程中的电力损耗，达到可持续发展的目的。

1.3 互动特点

智能电网的互动性更多地体现在人性化方面，以用户的实际用电情况，包括用电设备，以及用电的高峰期等情况，作为电网设计的重要依据之一，优化电力资源，以此提高用户共同参与电网安全管理的热情，从而在供电企业与用户之间形成良好的互动性。

1.4 自愈特点

传统的电网单纯地依赖人工检修维护，而智能电网则具备了较强的自愈能力。当故障发生时，智能电网可以通过自身电网系统自带的自动控制装置，预测故障的发生时间与程度，并由传感器将相关的参数发送到控制终端上，较为轻微的故障，智能电网可自行痊愈，不需要人工维护，提高供电企业的工作效率。

2 智能电网发展技术的构成与主要性能

整体而言，目前我国智能电网的技术构成主要包括四大技术体系，一是高级资产管理体系，二是高级输电运行体系，三是高级配电运行体系，四是高级计量体系。输了上述的四大技术体系之外，智能电网同时还兼具着灵活性与集成性的网络通信系统以及基本架构。

2.1 高级资产管理技术体系

高级资产管理体系 AAMI（Advanced Asset Management Infrastruscture），此体系将智能电网的资产干礼划分为四大层次，分别是系统服务、业务逻辑、用户层、应用服务。在管理方面，主要立足于设备资产管理，对于整个智能电网中的所有设备进行统筹兼顾，由项目规划，到发电与输电技术的制定，再由设备样品与工具的管理，到设备缺陷的维护等方面进行科学的管理。高级资产管理体系的主要流程较为简单，分别是配电与输电两大重要环节，各自对应着规划、设计维护、利用四个方面的内容，如图一所示。

图一

2.2 高级输电运行技术体系

高级输电运行体系 ATOI （ Advanced Transportation Operation Infrastruscture），ATOI体系主要立足于管理阻塞方面的重点工作，在智能化电网当中，一旦出现输电堵塞，造成的负面影响将会是巨大的。ATOI体系，包含了EMS高级报警可视化、输电 SCADA技术、输电 GIS技术以及WAMS技术等内容，各项主要技术之间的工作关系流程如图二所示。

图二

目前，我国常用的管理电网阻塞的办法是调整电力分配方案，传统的阻塞管理方法有两种，第一种是分布式计算方法，即是首先制定中标计划，依照智能电网的实际运行情况重新调整受力机组的节点，维护智能电网的安全性与稳定性。在此基础上，衍生出了报价的传输阻塞管理模型、风险效用取代购电费用最小作为区域阻塞管理的目标函数、将阻塞成本的合理分摊与一种新型的金融输电权相结合以进行阻塞管理、跨大区电力市场双边交易的阻塞管理数学模型和实用计算方法等等新型的计算方法与管理模式，然而无论怎样进行变化，其最终的落脚点都是为了解决电网的阻塞问题，在所有衍生的新型方式当中，笔者认为、跨大区电力市场双边交易的阻塞管理数学模型和实用计算方法的可行性与准确度较高。然而，需要注意的是电网所收到的外界约束条件过多的时候，上述的计算方式与管理模式都有可能会失去原有的效果，而智能电网则是将所有的计算方法与管理模式整合起来，构建中心控制平台，优化输电运行的整个过程。在此体系当中，最重要的是SCADA技术，这个技术是在GPS的基础上变换而来的，以新的电力系统替代传统的EMS系统，提高SCADA的应用效率。

2.3 高级配电运行技术体系

高级配电运行体系 ADOI （ Advanced Distribution Operation Infrastruscture）的最主要作用是实现智能电网的自愈功能，其中部件的运行技术要点与运行程序如图三所示

图三

由图可见，ADOI体系中最重要的技术与设备可分为七个部分，分别是高级保护与控制、配电快速仿真、分布式电源运行、微网运行、新兴电力电子装置、SCADA、GIS。与传统的电网相比较，智能电网的优越性重要体现在崭新的互联网标准方面，使得各种的发电和储能系统的顺利接入智能电网成为现实，智能电网通过SCADA以及GIS两种技术，建立起一个虚拟的电厂，协助调度电网中的供电配给，从而满足特定范围内的用户的实际用电需求。

笔者在此仅就七大技术部分中的微网技术进行阐述，我们可以将微网技术理解成为一个“孤岛”，在其上面分布着诸多的配电子系统，这些配电子系统都是相对独立的，在智能电网的主网发生功能故障而失控的情况下，微网仍不受其影响，可自行持续地维护供电正常一段特定的时间。微网既可以独立运行，也可以与智能电网的主网协助运行，技术要求较高，其中所采用的为电力电子开关、新型储能装置等新型技术与设备，能够切实提高智能电网的供电效率，保证供电的可靠性。

2.4 高级计量技术体系

高级计量技术体系 AMI （ Advanced Metering Infrastruscture），简而言之就是智能电表。与传统的电能计量表不同，AMI体系下的智能电表可以通过特定的通信介质，将用户的用电的具体信息，包括月用电量、日用电量、用电的高峰时段等情况进行收集，从而设定科学合理的供电方案，搭建智能电网的相关信息平台，将收集而来的信息进行整合分析，还具有一定时间的保存功能。在高级计量技术体系之下，用户的位置也发生了较大的变化，在传统的电网当中，计量技术功能单一，且计量结果有欠精确，用户只是出于被动地接受服务的位置之上，高级计量技术体系主张AMI与DMS技术相结合，这也是保证智能电网实现互动性的重要技术，AMI授权给用户，从而实现高级计量技术体系的实际应用效果，防止发生用电故障。

3 智能电网的发展技术展望

当前，我国的智能化电网的应用技术尚处于较低的水平线上，在断电自行恢复、自行调节分流的等方面尚不能独立完成，鉴于此，笔者认为未来智能电网发展技术的主要方向是在电网智能化的基础上，实现其灵活性。实现智能电网的灵活性关键在于两个方面：（1）控制终端电网。控制终端的重点在于分布式电源的设置方面，其次是无功补偿计算设备，以及用户统一管理设备。当控制终端兼具智能化与灵活性的时候，电网的整体配电率就会有很大的提升，从而减少输电过程中的电能损耗，提高电能的质量，以及供电稳定性。（2）智能电网的信息集成。一般情况下，智能电网的信息集成都是依靠电力线，以及电磁波，还有光纤实现信息的交换的，在此前提下，需要智能化电网能够支持高比重的分布式电源，从而在更加广阔的范围之内进行信息的收集与分析，并且将经过分析的信息在供电企业与用户两者之间实现双向的沟通。除此之外，智能化电网同时还应该自行建立特定的通信标准，主体与主体，系统与系统之间可以直接识别，不需要经过中转识别，达成侧响应，以及使用电力线进行相互通信的目的。

4 结语

综上所述，目前我国的智能化电网发展已经取得了较大的进步，然而其发展方向与技术都应该得到进一步的规划与明确，笔者认为，智能电网发展技术，主要应该立足于高级资产管理体系、高级输电运行体系、高级配电运行体系、高级计量体系四大体系谋求发展进步，从供电的稳定性、安全性、用户的实际需求、管理、通信等方面进行智能电网技术改革，实现电网拓扑和集成的通讯系统，从而提高供电企业的能源市场竞争实力，促进我国智能电网技术的进步，智能电网作为时代发展与市场进步的产物，其根本目的就是要满足社会发展的能源需求。

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Research on the development of the technology of smart grid

Fan Yonghong
(Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation,518000)

With the development of economy and science and technology,China's power grid is also changing from traditional grid to a smart grid direction,objective of professional and technical staff of the grid put forward higher requirements,the author systematically analyses the main feature of the smart grid,and the key technology points and its functions to make a brief inquiry,for reference,and jointly promote the development and progress of smart grid in china.

smart grid technology;development;research