智能配电网的技术发展综述

梁奎 王鹏

摘 要：智能电网是国内外电网发展的必然趋势，对智能电网的含义及其特点进行阐述。不仅对国外智能电网的发展和建设情况的总结，而且对我国电网进行智能化建设而需要突破的技术进行了介绍。

关键词：智能电网；通信测量；控制；突破

智能电网的建设以经济发展为基础，为了满足社会需求，并且是先进科学技术发展到一定程度的必然产物，更是绿色、环保、可持续发展的必然结果。在国际电力技术论坛中智能电网这一全新的概念一经提出，便被世界各国的电力行业精英关注。到目前为止现已经有非常多的国内外学术研究团队在进行智能电网方面的理论研究，并且在理论基础的支持下，有相当多的发达国家已经大规模的建设智能电网，也已经取得了很多成果和社会、经济效益。

1 智能电网概念

1.1智能电网目标

电网可靠运行。电网安全运行。电网经济运行。环境友好。

1.2 智能电网的关键技术

1.2.1 通信技术

实时、高速、双向的通信系统是实现智能电网的基础。高速、双向通信系统将智能化表计、智能化电气设备、控制系统、继电保护系统以及用户组成一个网络化系统进行管理，这样就提高电网运行的可靠性和资产利用率，增强电网抵御攻击的能力，从而提升的电网价值。

1.2.2 量测技术

参数量测技术也是智能电网的重要组成之一。为了获得电网运行的实时数据，我们必须首先通过科学先进的自动化参数量测技术，然后将这些能够反映电网运行状态的信息用计算机处理转换，最终得到能够在智能电网各部门间轻松流通的数据信息。根据电网运行数据信息能够比较简单、完善的评估电网系统中电气设备的运行情况以及电网的安全性高低，通过远程控制对智能化表计的数据进行集中的读取，还能根据数据判断电网阻塞和故障，从而改善、消除电网运行中的问题和方便电网与用户的互通等。

1.2.3 控制技术

先进的控制技术是智能电网建设的关键之一。先进的控制技术是指智能电网中通过分析、诊断、预测电力系统，从而以合理的动作以防止电网供电中断以及保证电能质量的稳定性等方面的控制技术。先进控制技术主要包括多闭环自动化控制技术、数据判断和决策技术、高速数据解析和高速计算分析技术以及先进的数据搜集和动态检测技术等。这些先进的技术对整个系统的运行数据进行分析、处理，然后技术人员根据数据判断电网潜在的、现有的问题并对其进行处理。从而使电网运行安全、高效、稳定和环保的状态。

2 智能电网实现的技术突破点

2.1 分布式能源的智能管理系统

分布式能源的智能管理系统：用户侧的能源综合分配利用系统，该管理系统主要包括分布式能源（DG）和分布式储能系统，同时还包含负荷侧能量管理系统和热电联产系统（CHP）。其中，分布式电源涵盖风能发电、太阳能光伏发电、潮汐能发电、地热能发电等，分布式储能系统的能源则涵盖内燃机发电、燃料电池、蓄电池等。然而当在电网中加入大量的分布式能源后，由于电网中的能量形式、功率流向、信息流通量的大量改变，那么要进行电网的控制将变的非常复杂。那么这就需要完成分布式能源的优化管理、改善接入标准。为了解决对输电成本高、对电能质量要求高的集中电力用户区域的供电成本高的问题，我们可以先将分布式能源以微网的形式的接入大电网，然后再由大电网对这些区域供电，以此提高电网的供电可靠性，提高分布式电源利用效率等。

2.2 高度集成的通信系统

为了清楚完善的掌握电网的运行状态，我们必须掌握电网的实时运行参数，以此确保电网供电安全可靠性。如果智能电网具有实时、高效、双向的快速的数字化通讯系统，就可以减少故障甚至是防止事故的发生。通过实时监测系统得到的整个电网运行的各种信息将其转变成通信设备中的数字信息，然后将数字信息在各种量测装置、控制设备和决策元件之间进行相互流通，最终确保电网安全、可靠、经济地运行。具体来说，智能电网的通信系统应该具备3个关键能力：开放式的数据流通、完善合理的通讯标准、数据与智能化设备之间通讯网络的高度集成。

2.3 高级的智能化仪表体系和需求侧管理

在智能电网中为了让电网数据信息在电网运营部门和用户之间交流以及对电网进行远程控制，无论是发电侧还是用户侧，都必须要有智能化的数字仪表，通过这些数字仪表，还可以实时变化的电价进行计量，从而根据负载优化电网中的电能分配。但是形成高级的智能化数字仪表系统需要实现的关键技术有以下几点：

2.3.1 为了让电网运行管理人员能够准备无误的掌握电网的运营情况，以便使电网能够更加安全稳定的提供高质量的电能，那么必须及时的、实时的获取电网运营数据信息。

2.3.2 用户端的智能化仪表将根据电网中各部门之间的流动数据信息，对电能实行实时计价，不同负载情况时有不同的电价，从而实现系统负载的优化分配，这将减少用户的支出，同时还能提高对电能资源的合理效率，从而实现与用户真正的互动管理。

2.3.3 根据实时数据信息，迅速的检测判断系统故障，并且能够远程控制设备开断以解除故障。

2.3.4 根据电网中电力电子设备的运行情况，评估电网运营水平，从而减少电网运营的资源耗费，降低电力电子设备损耗，降低线路维护、运营成本，减少电能的损耗以及降低对环境的污染。

2.4 先进的监控软件和辅助决策体系

應用智能电网中的先进监控软件能够全面、实时的监测电网线路中所有的节点电压、电流、相位角、功率因数、功率流向等数据，然后根据这些数据应用合理的计算机优化算法，搜集和分析电网中的大量信息，得到电网运行数据，从而给出辅助决策，然后电网管理者根据决策做出合理的处置动作，从而使电网在全面的监控下健康稳定的运行。先进科学的软件监控系统和辅助决策系统的主要研究目标是将集中方式的监测系统与分布式的监测系统相互结合，以达到相辅相成的作用，研究内容还包括美观方便的可视化界面、合理的故障解决方案、科学的运行控制方式、预测电网可能出现的问题和电网发展趋势的能力等方面。

2.5 新型的电网元件技术

新型的电网元件技术是我国智能电网发展硬件方面的一个必须突破的关键性技术。现阶段新型的、纳米级材料、以及先进科学的数字化技术，根据智能电网在硬件方面的发展需求，为其量身设计、制造新一代的能够符合智能电网要求的电力电子设备，新型的电力电子设备一经应用就要能够极大的增加电网输电能力、增强电网的供电稳定性以及及时、实时的检测和远程控制能力。

3 结束语

虽然世界各国的电网能源组成和用户情况大不相同，并且各国对智能电网的认识、开发、建设情况也不一样。但是各国对智能电网的重视程度都很高。

我国智能电网发展起步比较晚，所以我们要在满足用户的基本用电的基础上来发展智能电网，提高电网安全运营的能力。

智能电网的受益者是国家、用户、发电商等。智能电网的应用能够起到节能减排的效果，因此发展智能电网可以节约能源，提高能源利用率，是电网发展的必然趋势。

参考文献

[1]国外智能电网发展综述.国家电网公司.

[2]杨奖利，毛昭元.智能电网发展现状及设备研发方向需求分析.中国电器工业协会智能电网工作委员会.

[3]王月爱.关于智能电网大战的技术突破及智能变电站的探讨.科学之友.

作者简介：梁奎，西南交通大学电气工程学院，硕士研究生，从事电力系统。