电力系统建设中对于智能电网问题的分析

郭彬彬 郭久长

（1.湖北工业大学 工程技术学院，湖北 武汉430068；2.邓州市电业局，河南 邓州 474150)

随着现代社会的不断进步，怎样确保能源安全和环境可持续发展已经越来越受到人们的关注，智能电网概念就是在这样的大环境中自然产生的。本文将针对智能电网中存在的几个主要问题进行深入的探讨和分析，希望可以为智能电网今后的发展提供一些可以借鉴的资料。

1 智能电网的目标

1.1 全局层面的目标

全局层面的目标就是彻底实现智能电网，使其对社会、经济、生态的可持续发展以及能源安全方面都发挥积极的作用和影响。比如，关于欧洲联盟智能电网的调查结果显示，欧洲联盟认识到了智能电网的重要作用，看重其应用的可靠性和灵活性，非常看好智能电网的发展前景，因此要通过对智能电网的全面应用达到“20目标”，即在2020年底实现可再生资源利用率提高20%，二氧化碳排气量低于20%，由此可以看出，智能电网将是未来全球电力事业的核心发展任务。

1.2 地方一级的目标

地方一级的目标是指智能电网对电网自身的运行、控制和管理能够达到适应社会需求的目标，其主要内容有以下几点：

（1）确保供电安全性和可靠性，确保数据信息可操作性和真实性。

（2）确保集中供电利用率达到最高。

（3）使用可再生资源能源，采用分布式供电模式。

（4）开放市场，鼓励良性竞争，支持各方参与，以满足用户需求为宗旨，同时允许新型服务的出现和推广。

2 智能电网的主要特征

2.1 供给和需求的互动

供电部门和用户之间就供给和需求进行双向沟通，供电部门为用户提供与电力市场有关的数据信息，并且用户还可以连接到电力系统内部网络的住宅智能电表，这种沟通方式有利于双方实现需求互动，同时保证所有用户的供电需求得到满足。电力企业应当积极响应社会号召，实现现代网络化管理，提高市场竞争力，优化内部管理体系，争取在未来发展中取得更高的经济效益，不应该一直按照传统理念维持企业运行，导致电力企业自身发展缓慢。

2.2 促进节能减排的发展

为了实现社会与能源环境之间的协调发展，在社会市场经济的推动下，利用潮汐能、风能、太阳能等可再生能源带动插电式电动汽机等项目也快速实施起来，在这种环境的影响下，电力系统的不确定性明显提高，因此，智能电网的研发和利用应当以节约能源、适应各种分布式发电网络以及实现系统内部检测和管理为目标，而不应该仅仅是为处理负载问题创建一种新的方式或者提供一种新的解决方案。

2.3 自愈

分布式发电网络、储能需求以及辅助系统，应当尽量适应资源提供的能量分布。在电力系统运行过程中，灵活的智能电网应当有着一定的自愈功能，当电网出现故障的时候，模拟系统的迅速开启能够及时有效的对故障进行隔离，避免停电或者缩小停电范围，确保电力设备及时启动自身的补救装置，能够有效的保证电力系统的稳定运行。

2.4 协调和自适应控制

在社会经济体系的影响下，智能电网采用的协调和自适应控制方式，不管是在正常情况下的集中式发电优化和分布式发电优化进行中，还在在故障隔离和应急系统的创建和启动过程中，都一定会涉及到集中控制系统协调分布式控制系统的自适应问题，而单独使用其中任何一个控制系统都不可能独立维持电网的稳定运行。

2.5 资产优化管理

智能电网能够实现资源整合规划、系统体系创建、系统运行和维护整个周期的资产优化管理机制。通过对供给和需求的协调，增加能源使用率，达到提高供电效率和降低资源成本的目的。要解决负荷量过低等问题，就必须要合理分配设备闲置率，提高资源利用率，减少企业运营资金，而不应该不只是关注设备管理问题。

3 智能电网的驱动背景

3.1 需求响应变化的影响

随着节能减排战略方针的有效实施，现代化的计量基础设备和智能家电都争相出现，需求响应也将要随之发生变化。比如，某些智能家电终端设备电量使用情况可以根据分布网络数据信息显示进行动态记录，也可以根据当地用户的宏观调控进行记录，系统执行员将能够通过实时监控或者价格信号来满足管理需求，这就是电网经营策略变化的主要表现形式。

3.2 间歇性资源的渗透

不管是出于对能源安全和环境保护的考虑，还是出于对业绩提升和提高管理水平的考虑，可再生能源的关注度都已经达到了一定的高度。比如，2008年8月，美国32个洲和哥伦比亚特区都确立了可再生能源配额制目标，同时，要强调的是这些地区耗电量约占美国耗电总量的一半。到2010年为止，加州能源供应的20%都是由可再生能源提供的，而到2020年，这一比例计划将要达到33%。在可再生能源使用过程中，风能发电使用所占比例最高，而太阳能发电增长最快，随着新技术的应用和开发，太阳能的应用前景将更为广阔。这些可再生能源的使用量在未来将会稳步增长，维护电网的安全稳定运行，因此势必会为电网事业带来更严峻的考验。

3.3 电动汽车的分销网络上的影响

考虑到运输成本以及排放控制，外部插件式混合电动汽车将会在未来拥有很大的发展空间，还因为在分销网络中，很多循环设备没有多余的备用容量，也没有监控和自动化能力，所以在大量使用电动车辆的情况下，分销网络将起到至关重要的作用。

4 智能电网预期需要的技术支撑

4.1 集成的大型间歇式发电

就像文章上面所叙述的一样，风能和太阳能等可再生能源的使用有着很好的发展和应用前景，但是对于间歇式发电而言，其对电网的挑战必须要引起人们重视的，因此，今后对大型间歇式电网的安全性和操作性进行优化时，一定要设计和选取合适的网格。

4.2 优化电网的基础设施

为了彻底实现智能电网，使用新的基础设备，并且优化和完善目前正在使用的设备都是十分有必要的。其中主要包括：新资源管理方案和配电网规划方案的制定，通过创新技术，优化网络基础设施，强化和改良高压电线，确保供电质量的提高和电力设备机组的稳定运行。

4.3 信息和通信技术

实现智能电网对我国经济发展的影响意义深远。信息和通信系统的良好运行是维护市场参与者和电网安全性有力保障，是实现智能电网必不可少的环节，因此，信息和通信系统必须满足以下几点要求：信息和通信系统的数据模型和接口必须标准化，以保证市场参与者之间的公平性和一致性；数据资料管理和各种通信基础设施要简单、安全、可靠和灵活，以便可以及时监管、控制和调配分销网络和客户需求信息的电压电平。

4.4 网格优化技术的使用

为了使电网利用率达到最大化，其网络优化技术应当包括：使用广域监视、大范围控制系统和实时补偿技术。将三种技术有效的结合在一起，使其形成闭路循环模式，最大程度的使用可用传输容量，同时将干扰可能性降到最低。发展和强化可再生能源的使用，可以通过动态模拟设备和非线性机组来完成，研发流量控制系统和反故障自控系统，以提高系统和设备的安全防御能力，确保机组设备的稳定运行。

［1］王明俊．自愈电网与分布能源[J]．电网技术，2007，31(6)：1-7．

［2］崔毅敏，李福岭．浅谈智能电网和智能网络[J]．电力信息化，2008，6(11)：32－34．