智能电网的特征范文

导语：如何才能写好一篇智能电网的特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：智能电网；特征；现状；发展趋势

在提倡绿色节能，实现又好又快发展，最大限度的开发电网系统的能源效率的时代号召下，智能电网应运而生。智能电网的发展也和国家安全，经济发展及环境的保护息息相关。目前，包括美国、欧盟为代表的不同国家和组织均将智能电网视为21世纪电力网络的发展方向，提出建设具有灵活、安全、清洁、经济、友好等特征的智能电网。国内外相关的电力行业已经迈开了探索和建设智能电网的步伐，本着从实际出发，实事求是的原则，不同国家和地区采取了不同的实践方式，制定了适合本国的智能电网的发展蓝图。

1智能电网概述

智能电网是什么？美国电科院是这样定义的：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有电网的运作;具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信构架，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠和经济的电力服务。可见，智能电网融合了信息、数字等多种前沿技术的输电和配电系统。

2智能电网特征

2.1自愈性

智能电网的自愈是指能够实时掌握电网的运行状态，能够及时发现、诊断和消除故障，在尽量少的人工干预下，快速隔离故障，自我恢复，避免出现大面积停电，从而提高系统运行的稳定性。

2.2互动性

在智能电网中，实现电网和批发零售电力厂商之间的平稳连接，从而完成电网和客户的智能互动。电能交易的方法和定价方式正逐步改变，供需双方在市场中的互动也愈加频繁，这就要求电网必须能够灵活支持各种电能的交易与往来。

2.3可靠性

智能电网能够更好地应对包括自然和人为因素在内的各种干扰，在出现扰动后，能够迅速地采取一系列措施，使人身、电力设备以及电网的安全得到保障，最大限度的减少干扰带来的影响，并能快速恢复正常供电。

2.4兼容性

智能电网的兼容性是指允许不同类型的电力系统友好接入，涵盖了分布式发电和集中式发电，可以解决日益增长的电力需求和环境保护这一时代主题的矛盾。集中式发电厂可实现远距离输送电能，分布式电厂可减少对其他能源的依赖性，满足社会和谐、友好发展的要求。

2.5经济性

智能电网通过市场机制的运用，采取推动节能减排、供需互动等措施，实现对资源的合理规划、建设、投入运行和后期维护的良好管理，可提高发电的效率，降低网络损耗，来解决负荷率不高以及设备闲置等现存问题。可见，智能电网可有效提高资产的利用率，降低运行成本，减少投资，为更好实现经济性运行提供了可能。

3现阶段我国智能电网的发展情况

近年来，我国已经迈开了智能电网发展的步伐。2007年，华东电网首当其冲开展了我国智能电网的研究，并提出了“三步走”的战略：2010年初步建成高级调度中心；2020年全面转型，建成具有初步智能特性的数字化电网；2030年将建成具有自愈能力的智能电网。2009年，国家电网公司首次公布了我国智能电网的发展计划。但基于我国资源分布不均，电网基础设施较薄弱等因素的影响，我国智能电网的建设还处于发展不平衡的初级阶段。并存在以下问题：（1）对智能电网缺乏准确的定义，对其发展方向尚不明朗。（2）实现智能电网的许多关键技术还没有得到解决。（3）配电网自动化水平较低，许多新技术应用尚待提高（4）用电的营销模式目前仍以人工为主，相对落后（5）我国的调度系统不能满足当代能源建设以及特高压电网的需求。（6）我国电能具有电源和负荷相对较远的特点，故需采用大容量高电压的输电，这也意味着对输电线路的更高要求。

4智能电网的发展趋势

随着经济社会的发展，由于智能电网将会使电能的利用更加安全、环保、高效，所以被越来越多的国家和地区所接受和认可。基于不同的国情和发展侧重点，其制定的发展战略也各具特色。我国的智能电网应在总结西方发达国家的技术经验之上，结合我国的具体国情，从实际出发，积极推动智能化电网的研究和建设。目前，我国已将智能电网纳入国家的发展战略并推进实施，可以预见，我国智能化电网将步入快速发展阶段，正在迈向另一个新时代。从社会发展的长远角度来看，新技术的出现和经济的发展是智能电网产生的先导条件。智能电网的发展是提升电力系统的安全性与可靠性的内在需求，发展智能电网是实现可持续发展的重要举措，智能电网的发展也能够调动市场经济的发展，实现相关电力企业利润的最大化。智能电网的发展势必会带动社会的巨变。

参考文献：

[1]王振.智能电网技术现状与发展趋势[J].企业科技与发展,2011(06).

[2]吴疆.对智能电网若干基础性问题的思考[J].中国能源,2010,32(02).

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现阶段电力行业在实际发展中收到能源资源锐减的限制，进行电力行业变革已经不不可避免的方向。在这种背景下，智能电网信息和通信技术被人们越加关注，智能电网能够为人们听更加稳定的电能。智能电网需要众多先进的科技作为支撑，其中最为关键的技术就是信息和通信技术，因为智能电网在实际运行中灵活性及安全性都较高，因此能够促进我国电力行业的发展。

二、智能电网使用特征

（一）自愈功能

智能电网在实际运行中最为明显的特征就是电网系统具有自愈功能，主要原因就是电网系统在遭遇突发事件后能够在短时间内进行维护，进而保证电网系统的正常运行，例如电网如果遭遇雷击事故，维护人员能够迅速掌握雷击地点，对于电网进行隔离维护，在智能电网自身特征的情况下对于电网进行保护，及时排除电网安全故障。智能电网对于整个电网的运行可以做到实时的监控，；了解电网实际运行情况，减低人为对于电网的影响，对于出现问题的电力设备进行替更，进而让智能电网具有自愈功能。

（二）安全稳定

智能电网不仅仅能够为人们提供稳定的电能，在电能运输中的变电站及用户终端都在智能电网运行管理范围内，传输中的安全问题也是智能电网的安全问题。现在光线通信形式已经在智能电网系统内使用，由于光线通信在实际使用中具有数据量大、质量水平较高的特点，因此光线在智能电网系统内已经开始广泛使用，提升智能电网信息安全稳定性能。

（三）兼容整合性

智能电网在实际运行中能够将不同格式的数据及设备进行兼容，这让智能电网系统就能够为用户提供不同需求进行选择，保证用户对于电网系统的满足度，这就是智能电网的兼容特征。智能电网的整合特征就是在电网实际运行中对于信息技术进行分析，发现不同信息中的潜在关联，进而针对性对信息数据进行安全保护[1]。

三、智能电网信息技术和通信技术层次探究

（一）技术层次

智能电网想要保证正常及稳定运行，就需要智能电网在设备、通信、信息储存、管理应用等方面进行建设，但是着四个方面是智能电网建设的主要内容，只有将这四个方面紧密联系在一起，才能保证智能电网的稳定运行。电网设备方面就是让电网在实际运行中所需要的所有设备协同性工作，方便后期维护人员对于电网金西宁建设，保证电网能够将公共设备及通信技术紧密连接，智能电网运转，提升智能电网安全稳定性能。智能电网在实际运行中需要将数据进行储存，这样用户需要使用某些内容的数据情况下就可以通过浏览器进行寻找，提升用户寻找信息的便捷。智能电网在实际运行中需要将储存的信息数据进行科学性管理，发现不同数据建设的关联并进行控制，提升智能电网运行效率[2]。

（二）技术标准层次

智能电网在实际建设中需要使用大量设备与应用，不同设备间性能及结构又十分复杂，不同设备还需要跨地区进行连接，这就需要为这些设备及应用制定技术标准，保证设备及应用间整体性运行。一套专业性的技术标准体系是智能电网建设水平的重要衡量标准，对于智能电网每个环节都十分重要。技术标准体系就是将智能电网各环节进行规定，现在应用性最好的就是IEEE1588智能电网技术标准。IEEE1588智能电网技术标准最明显的特点就是能够保证整个电网整性运行，在数据传输中为数据进行保密措施。智能电网技术标准制定已经相当成熟，但是在用电环节的技术标准制定还有待完善[3]。

（三）信息网络层次

智能电网在实际运行中最为关键的技术就是信息和通信技术，我国现阶段对于信息和通信技术研究还存在一定缺陷，主要表现在三个方面，分别是网架稳定性及强度有待加强、资源整合、信息和通信技术在电网各环节间存在较大水平差距。智能电网网架尤其是骨干部分的网架在强度及稳定性能方面还存在一定问题，智能电网在实际应用中需要将数据进行传输，但是骨干部分的网架不能实际运行效率不能达到人们预想效果，没有真正将网架作用进行发挥。智能电网信息网络层面每天需要对大量信息技术进行整合，但是在对信息整合过程中还是存在一定缺陷，对于信息整合效率并不高，电网设备没有完全运行。信息和通信技术作为智能电网关键性基础，在智能电网各环节的实际运行中占据着重要地位，但是智能电网内部各环节信息和通信技术水平存在较大差距，就会造成智能电网整体运行稳定性无法保证。

想要保证智能电网信息网络的完善，就需要对智能电网信息网络技术进行强化，保证智能电网信息网络的安全稳定快捷运行。如果将智能电网内的设备进行简化来提升电网运行稳定性，但是电网在实际建设中需要涉及不同地区，受到实质性约束，造成用户在信息查询中的困难，最终造成智能电网运行不稳定问题。保证智能电网整体稳定运行，是智能电网建设人员的未来工作方向，在技术快速更替的今天，人们应该相信智能电网整体运行稳定运行问题就会被解决，这样智能电网系统就会为人们提供更加便捷的信息浏览方式，提升人们对于信息需求，保证社会建设[4]。

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【关键词】：智能电网继电保护 发展影响

中图分类号：TM421 文献标识码：A

【正文】：

0引言

由于信息通信技术的快速发展、电气设备关键制造工艺的技术突破，以及适应大规模清洁能源接入、应对气候变化实现节能减排的需求，催生了智能电网的迅速发展。因具有稳定性、自愈性、安全性、兼容性、经济性等诸多优点，智能电网在世界各国得到了大量的推广与应用。国家在2009年对智能电网发展进行了全面的规划，分三个阶段运用先进的通信、信息及控制技术，全面完成以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的智能电网建设，目前正处于大规模建设阶段，预计到2020年基本建成。继电保护运行状况直接关系系统安全可靠运行，现代大电网更是对继电保护提出了更高要求。智能电网的发展使传统电力系统的形态发生很大的变化，电子式互感器、数字化变电站、广域测量、交直流灵活输电和网络控制技术的广泛运用，给继电保护的配置运行带来深刻影响。本文在研究智能电网继电保护构成的基础上，阐述了智能电网对继电保护的影响，对智能电网继电保护发展有关问题进行探讨。

1 智能电网继电保护的构成

目前继电保护正在向数字化、智能化，保护控制测量集成化以及数据通信一体化方向发展。电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高的要求，网络通信与信息处理技术的快速发展，数字化技术深化应用也为探索新的保护机理提供了帮助。智能电网能够利用传感器对发电、输电、配电、供电等重要设备的运行情况进行监控，把得到的数据经过网络系统来收集、整合，最后再进行数据分析。利用这些数据能监测系统及设备运行的具体状况，达到对保护性能及保护定值的远程动态监控、诊断与修正功能。除此之外，对保护装置来说，保护收集的信息不但需要涵盖本保护对象的运行状况，还需要与之密切相关的其它设备的运行信息，确保故障的准确识别，另外借助保护的智能诊断功能，在无人工干预情况下，可以迅速隔离故障、自行恢复运行，防止事故扩大和大面积停电状况发生。因此智能电网继电保护装置保护动作时不确定是否仅跳本保护对象，还可能在跳本保护对象时需发联跳命令跳开别的相关节点，还有可能仅发连跳命令跳开别的关联节点，不跳开本保护对象。

典型智能变电站保护及自动化配置联络如图1所示。

图1典型智能变电站保护及自动化配置联络图

2 智能电网继电保护的典型特征

智能电网是以物理电网为基础，覆盖通信、信息、计算机、传感测量、新能源等技术，把发、输、配、用各环节连接成一个高度智能化的网络。智能电网继电保护从设计、配置、运维管理上都有许多不用于以往的新特性，其典型特征主要表现在以下几个方面。

2.1 数字化

智能电网的一个重要特征是数字化，对继电保护而言，一是测量手段的数字化，广泛采用电子式互感器和数字接口；二是信息传输方式的数字化，传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。图1所示系统图中电子式互感器取代了基于电磁感应原理的传统互感器。

电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量，体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好，不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性，能很好地将电力系统运行状态信号变换到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广，传统的互感器将逐步退出运行。

电子式互感器采用网络接口，通过网络保护装置和智能断路器连接，大大简化了二次回路接线,易于维护。

2.2 网络化

智能电网的核心节点是数字化变电站，近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开，已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。

数字化变电站最大的特点是采用基于IEC61850标准的分布分层的结构体系，面向对象的数据统一建模、数据自描述，采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术实现智能设备间的信息共享和互操作。

图1所示智能变电站系统图分为三个工作控制层面（过程层、间隔层、站控层），三个工作层面的各组件通过基于IEC61850标准的MMS网、GOOSE网、SV网三个网络实现互联。MMS服务应用于设备和监控后台之间的数据交互，实现各装置信号上送、测量上送、定值操作、控制操作和故障报告上送等功能。GOOSE服务应用于保护、测控、智能终端等智能化设备之间的通讯服务，通过广播方式传送报文数据，实现装置之间互相通信及信息共享。SV服务主要完成采样值的网络传输。该接线形式大大简化了保护采样、出口跳闸及保护屏柜之间二次电缆接线，使全站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。

对继电保护来说，数字化变电站的网络化带来了两方面的变革，一是信息获取，虽然继电保护主保护的功能仍然保持不变，但由于网络数据传输的共享性，可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息)；二是信息发送，由于采用带数字接口的智能断路器，跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

2.3 输电灵活化

智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高，控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外，我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。

电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性，使现有继电保护装置面临较大考验。

2.4 广域化

近年来，随着我国电网信息化进程不断推进，各网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设，继电保护信息专用网络也已初步建成，将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务，但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

3 智能电网继电保护需关注的问题

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点，信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别，作为继电保护专业，也需要适应其发展，进行相关的研究工作。

3.1利用数字化提高保护性能

电子式互感器独特的工作原理和传输性能的提高使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息通过网络传输也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。但无论是电子式互感器、智能组件还是光纤传输系统，对运行环境的要求都很高，目前数字化变电站中测控保护交换机等数字化组件均在设备现场分散布置，如何适应现场复杂的运行环境保持连续可靠运行是一个重要课题。同时如何简化继电保护的辅助功能，利用数字化传感器提高继电保护的整体性能，也是是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

3.2提升继电保护网络化配置形态下运行可靠性

基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介，利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能，利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时，也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同，基于网络的控制信号传输的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。

3.3提升安全自动装置性能

PMU和WAMS网络为电力系统安全防御和紧急控制提供广域信息，能够利用其已建成的网络，提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能，改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则，使其能够在某些情况下及时判断系统故障，采取措施避免大停电等恶性事故的发生。

3.4研究继电保护在线整定技术

自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用，限于条件，传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整，不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。

3.5研究继电保护新原理与新技术

风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性和间歇性，使电网接入安全问题日益受到重视，相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征，研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。

4 结束语

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是电网未来的发展方向。如今，智能电网的建设已经全面铺开，建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进，相关研究的深入，继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展，紧跟电网建设步伐，为智能电网建设提供可靠技术支持。

【参考文献】：

[1]林宇锋,钟金,吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术,2009,

[2]国家电网公司.坚强智能电网综合研究报告[R].国家电网公司, 2009.

[3]谢 开,刘永奇,朱治中,等.面向未来的智能电网[J].中国电力,2008.

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关键词:智能电网继电保护影响

中图分类号：TU856文献标识码： A

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统重大科技创新和发展趋势。作为全球最大的公用事业企业,国家电网公司根据我国特高压电网建设规划,结合大力发展风电等清洁新能源政策,充分考虑世界电网发展新趋势及我国电网现状,提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网的战略发展目标;形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五项内涵、六个应用环节”的发展战略框架;制定了从发电到用户各应用环节和通信信息平台的发展路线;明确了总体发展目标、分阶段建设目标和重点工程,并对社会综合经济效益进行了初步分析评估。

智能电网将极大地改变传统电力系统的形态,电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用,必然对电力系统继电保护带来影响。

1 智能电网的定义和特点

尽管各国专家针对提高电网智能化水平及等级已经达成共识,但是,智能电网仍处于起步研究阶段,尚无明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,各国的电网企业和组织均以自己的方式理解智能电网。对智能电网进行研究和实践,各国智能电网发展的思路和重点也各不相同。因此,智能电网的概念处于不断丰富、发展阶段。

1.1 美国

美国电力科学研究院定义的智能电网可以描述为以下5个主要特征。

a.自愈性

复杂的电网监控系统能够预测并及时应对系统问题以避免或减少故障失电和电压不稳等电力供应质量问题。

b.安全性

电网可以在自然状态和计算机监控状态下更安全运行,新技术的应用和新设备的配置能够更好地识别和应对人为破坏及自然侵害。

c.兼容性

电网能够支持广泛分散电源的使用。标准化的电力网络通信平台和通信界面接点将使用户可以就地连接燃料电池、风能、生物能等可再生能源发电及其它分散的电源,并以简单的“即插即用”方式使用。

d.交互性

用户可以更好地控制自己的用电设备、装置,无论是家庭用户还是工商业用户,电网将与智能建筑物的能源管理系统相连,以帮助用户管理其能源使用,并减少能耗开销。

e.高效性

电网将达到更优化的输配量比,从而减少电力成本。电网的升级将提高输电网的输送能力,使输送容量最优化,减少损耗,使最低成本发电的电源得到最高利用率。同时可以更好地协调电力输送与

当地负荷的匹配、地区间能源流动与通信传输量之间的关系。

1.2 欧盟

欧盟委员会将智能电网的特性概括为:一是灵活性,满足用户对电力的多样化需求;二是易接入性,保证所有用户都可接入电网,尤其是高效清洁的太阳能、生物能等可再生能源发电能够就地入网;三是可靠性,提高电力供应的可靠性与安全性;四是经济性,通过改革及竞争调节实现最有效的能源管理,提高电网的经济效益。

1.3 我国国家电网公司

国家电网公司对坚强智能电网的基本特征的定义为技术上体现信息化、数字化、自动化、互动化;管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。信息化是坚强智能电网的实施基础,实现实时及非实时信息的高度集成、共享与利用;数字化是坚强智能电网的主要实现形式,定量描述电网对象、结构、特性及状态,实现各类信息的精确高效采集与传输;自动化是坚强智能电网的重要实现手段,依靠先进的自动控制策略,实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升;互动化是坚强智能电网的内在要求,实现电源、电网和用户的友好互动和相互协调。坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动是坚强智能电网的基本内涵。坚强可靠是具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应能力;经济高效是提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;清洁环保,促进可再生能源开发和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;透明开放是电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;友好互动是实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。

2 智能电网对继电保护的影响

智能电网是以物理电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型网络。作为电力系统安全稳定第一道防线的继电保护,按传统电网进行设计和配置不能适应于智能电网。智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用。

a.数字化

智能电网的一个重要特征是数字化,对继电保护而言:一是测量手段的数字化,广泛采用电子式互感器和数字接口;二是信息传输方式的数字化,传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。

电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量,体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好,不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性,能很好地将电力系统运行状态信号传到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广,传统的互感器将逐步退出运行。

电子式互感器采用网络接口,通过网络保护装置和智能断路器连接,大大简化了二次回路接线,易于维护。

b.网络化

近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开,已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。

数字化变电站最大的特点是IEC61850采用分布分层的结构体系,面向对象的数据统一建模,数据自描述,采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术,实现智能设备间的互操作能力,面向未来的开放体系结构。

对继电保护来说,数字化变电站的网络化带来了2方面的变革:一是信息获取,虽然继电保护主保护的功能仍然是“自扫门前雪”,但由于网络数据传输的共享性,可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息);二是信息发送,由于采用带数字接口的智能断路器,跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

c.广域化

近年来,随着我国电网信息化进程不断推进,大多数网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设,继电保护信息专用网络也已初步建成,将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务,但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

d.输电灵活化

智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高,控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外,我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。

电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性,使现有继电保护装置面临较大考验。

3 值得关注的继电保护相关问题

近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展,继电保护装置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本满足。我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相关的研究工作。

a.利用数字化提高保护性能

互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。如何简化继电保护的辅助功能,利用数字化传感器提高继电保护的整体性能,是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

b.网络化将改变继电保护的配置形态

基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介,利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能,利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时,也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同,控制信号传输网络的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。

c.提高安全自动装置性能

PMU和WAMS网络为电力系统防御和紧急控制提供广域信息,能够利用其已建成的网络,提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能,改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则,使其能够在某些情况下及时判断系统故障,采取措施避免大停电等恶性事故的发生。

d.继电保护新原理与新技术

风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性,使电网接入安全问题日益受到重视,相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征,研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。

e.在线整定技术

自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用,限于条件,传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整,不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。

4 结束语

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革,是电网未来的发展方向。如今,智能电网的建设已经开始,建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入,继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展,跟进电网建设步伐,为智能电网建设提供技术支持。

参考文献:

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【关键词】智能电网；信息自动化；量测构架

一、智能电网的概念与特征

智能电网是指以能源开发利用为基础，实现发电、送电、售电已经用电网络等诸多环节的智能自动化，并且提高供电的质量和发电资源的利用率，完成安全供电和节约用电为目标的电力网络。智能电网与传统电网的网络体系完全不同，它可以将供电网络的功能模块化，将供电系统网络化，将分散的输电线路集中化，进而实现输电网络结构灵活变换，加强国家电网的服务质量。

二、智能电网的合理骨架结构和关键技术

（一）通信技术介绍。智能电网中的通信技术是开放的并且高度集成的通信系统。没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。

通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络―电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。

（二）智能调度技术的介绍。智能调度技术是采用数据集成技术，并且有效的整合并综合利用电力系统的动态。

智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统控制大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。

为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。

（三）分布式能源的介绍。对智能电网的改进的标准是为了实现各种发电系统和储能系统更容易接入。各种各样的不同容量的分布式发电（如风电、光伏发电）系统和储备能源的系统（如燃料电池、储能式混合动力交通工具）在所有的电压等级上都可以是想互联。分布式能源作为未来重要的能源将在能源供应总体中占据越来越重要的比重，根据发电能源的不同可以分为内燃发电机、微型涡轮发电机、风力发电机、光伏发电机、燃料发电机、生物智能发电机等，这些能源都有自己各自的特点，适合不同的应用范围。

1、内燃发电机。内燃发电机是传统的分布式能源发电装置，主要以柴油和汽油或者天然气为燃料。优点是使用比较方便，也相对容易控制，启动灵活，不会受到自然环境条件的限制，设备价格相对比较低。

2、太阳能光伏发电。太阳作为一种新型的能源是取之不尽用之不竭的，并且是一种全新的清洁能源，太阳能的利用方式主要有光电转换、光热转换和光化学转换等，但是在我国光热转化和光化学转换技术还不太成熟，因此在我国比较通用的是光伏发电。太阳能相比于其他的资源有着显著的优势，它清洁无污染、装置也比较简单，规模可以控制，所以在我国很多地区实现了光伏并网发电。

（四）通用信息管理系统的介绍。智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、显示、信息安全等几个功能。

1、信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。

2、信息分析。对经过采集处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括发电、输电、配电、需求四级产业链业务分析；横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、人力资源管理等业务模块分析。

3、信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统等视频和音频技术。

4、信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益。因此，必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。

三、结束语

智能电网有着高强度的兼容性，可以同时满足不同用户对电力供给的不同需求，而且可以合理有序的将分布式电源和微型电网融入自己的电网系统中。国内在智能电网的发展方面与其他国家有很大的不同，国际供电机构建设智能电网更多的是为了扩大输电供给的区域，而我国发展和建设智能电网其根本原因是为了建设节约型社会。我们专注于将他高压电网与智能电网有机融合，这样保证电网在任何时候的稳定运行。现在我国电网分配存在着极大的不合理，因此如何及时安全的实现全国范围的电能分配和输送，已经成为目前中国经济发展过重中不可回避的问题。

参考文献：

[1]王开宇，笃峻.智能变电站数据端维护技术方案探讨[J].江苏电机工程，2011，（03）：42-45.

[2]王山，张春晓.变电站辅助系统智能化监控模块[J].南京师范大学学报，2012，（12）：31-34

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【关键词】 智能电网 发展背景 定义 特征 关键技术 愿景

1 智能电网发展背景

近年来，为了应对全球气候变化，降低对化石能源的依赖程度，同时实现能源产业的可持续发展，以科技创新为手段，以低碳经济为驱动力，以实现能源的绿色、低碳、高效利用为目的的新一轮世界能源变革序幕已经拉开。在这一轮变革浪潮中，智能电网成为了“重头戏”，世界主要发达国家纷纷把发展智能电网作为抢占未来低碳经济制高点的重要战略举措。实现绿色低碳发展是我国生态文明建设的核心内容和重要特征，面对日益严峻的资源环境约束，我国电力发展方式正面临着一场深刻变革，智能电网的发展已经成为不可或缺的重要一极，将对我国经济社会又好又快发展起到关键支撑作用。

那么，究竟什么是智能电网？目前国内关于智能电网的研究现状如何？我国的智能电网的技术发展及技术路线情况又是怎样？下面将会对这些问题逐一阐述。

2 智能电网的定义

关于智能电网，目前国内国际有着多种定义和解释：

（1）美国电科院（EPRI）如是说：由若干自动化的输电和配电系统组成，以协调、有效和可靠的方式运作，快速响应电力市场和企业需求；利用现代通信技术，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务；具有快速自我诊断、消除故障的自愈功能。

（2）欧洲技术论坛如是说：智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体，利用高级感应、通信和控制技术，为客服的终端装置及设备提供发电、输电和配电一系列服务，它实现了与客户的双向交换，从而提供更多的信息选择、更大的能量输出、更高的需求参与率及能源效率。

（3）我国对智能电网是如此定义的：集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术、电网控制技术，实现电力在发电、输电、配电、用电过程中的数字化管理、智能化决策、互动化交易，优化资源配置，充分满足用户对电力的各方面需求，确保电力供应的安全、可靠和经济，满足环保要求，适应电力市场多元化发展。换言之，智能电网是通过信息化手段，使能源开发、转换、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全，节省用电成本的电力网络。

（4）某电力公司如是说：智能电网是把电力市场上所有相关实体连接在一起的输电和配电网络。智能电网覆盖了从发电到最终用户用电的整个能源转换链。智能电网把分散的大型和小型发电商和电力用户都整合到一个总体结构中。智能电网还具有很高的透明度和灵活性，允许最终用户作为产消合一的“生产消费者”参与能源市场的活动。

3 智能电网的特征

通过前面对智能电网定义的充分理解，我们不难总结出智能电网主要的特点有开放、安全、高效、清洁、自愈等几方面，下面我将分别对这几个特点逐一展开阐述。

（1）开放：提供电源及用户接入的智能化管理，既能适应大电源接入，也能适应分布式电源，特别是可再生能源的接入，实现“即插即用”，无扰接入、有序退出。

（2）安全：更好的对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应，在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备、电网的安全。

（3）高效：采用先进的实时监测、在线控制技术和需求侧引导，实现电网的优化运行、电力实施检修智能化管理和削峰填谷，增强电网输送能力，延长设备使用年限，提高能源利用效率。

（4）清洁：支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用，为用户提供更丰富的清洁功能。

（5）自愈：通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制，及时发现故障隐患，快速诊断、隔离、消除故障，自我恢复，避免发生大面积停电，提高电网运行的可靠性。

4 国内电网现状及符合国情的智能电网的发展方向

改革开放以来，我国电力工业得到了迅猛的发展。2012年4月，我国发电总装机容量突破8亿千瓦，仅次于美国，居世界第二位；截止2012年7月底，220KV及以上输电线路长度37.5万公里，电网规模一跃至世界第一位。

智能电网作为电网未来的发展趋势，目前还处在摸索阶段，各国都根据本国的不同情况发展智能电网。就我国来说，在借鉴国外经验的同时，需要考虑以下几个方面的特点来发展符合我国国情的智能电网。

（1）我国能源基地和负荷基地距离远，大型能源基地主要集中在西部，距离电力负荷中心一般都在1000到3000公里，这与欧美和日本的情况不同。未来10到20年，发展交直流特高压电网，提高“西电东送”能力将是趋势。因此，我国智能电网的发展将以特高压作为骨干网架，强调从发电、输电、变电、配电到用电、调度的全方位智能化。

（2）我国风能和太阳能等新能源发电的大规模开发利用集中在西部地区，目前并网和输送的效率都有待提高。需要通过智能化手段，提高对风电、太阳能等不可控的、间歇性的可再生能源的预测精度，在准确预测的基础上进行合理调度，解决大规模可再生能源并网和消纳问题。目前西部地区主要靠火电进行调峰，势必会降低火电发电效率，风电具有季节性，一般在冬季发电量较大，这就与火电厂供热负荷相冲突，也会减小其调峰能力，类似这样的矛盾都需要通过发展智能电网来解决。

（3）长期以来我国更为重视的是防范大面积停电，关注大电网安全，虽然对局部配电网安全也在逐渐提高关注程度，但投资方面欠账很多。目前，我国在输、变电环节的智能化程度高一些，配电领域智能化程度相对较低。在分布式电源大量运用的情况下，特别需要配电领域智能化的发展。分布式电源的投资主体往往是用户和设备商，但他们的积极性不高，现在也没有看到盈利模式。智能配电网只有真正实现盈利和提高能效，才能大范围普及。因此，我国配电智能化的发展应主要立足如何降低成本和提高效益。

（4）现在我国电网的安全性高，主要靠继电保护和自动装置这些二次设备。我国电网二次设备是世界领先的，但一次设备，像大电网的网架结构等，与国外的网架相比还不够坚强，往往需要二次设备来弥补一次设备的不足，出事故时通过自动装置切换和调整电网结构来保证供电安全。电网安全性和供电可靠性是电网建设的第一要义，未来需要通过智能化广域监测和安全稳定控制等技术手段来保障，这也是智能电网自愈性的体现。

5 智能电网的关键技术

智能电网的关键技术有传感与通讯技术，智能计量技术，设备技术，控制技术，可视化展现与操作技术，下面就这些方面逐一阐述。

5.1 传感与通讯技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。

5.2 智能计量技术

参数量测技术是智能电网的基本组成部件，先进的参数量测技术是获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。

5.3 设备技术

智能电网要广泛才用先进的设备技术，极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果，从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。

未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术，超导技术以及大容量储能技术。

5.4 控制技术

先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。如江苏电网在电网安全稳定实时预警及协调防御技术方面实现了电网精细化调度和智能化控制。

5.5 可视化展现与操作支持技术

决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员一目了然的可理解的信息，因此，动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展示技术用来帮助系统运行人员分析和处理紧急问题。

6 推进我国智能电网建设的技术路线

智能电网建设是一项涉及社会各个方面的系统工程和长期工作。 1999 年清华大学提出从“数字电力系统”理念，揭开我国数字电网研究工作的序幕至今，我国在智能电网领域取得了很多成绩。未来发展智能电网，从技术路线来看，主要包括以下九方面：

一是加强智能电网规划理论与方法研究。随着传统电网的负荷分布、电源布局及电力流向发生变化，原有的规划方法不能适应新环境下的系统规划要求，需进一步加强智能电网规划理论与方法的研究；

二是提出统一的标准和模型。这是保证智能电网成功的关键。建设智能电网首先需要采用统一的数据模型、统一的传输交换协议、统一的网络，建立高效互通、集中协调的电力系统信息架构。所以，我国应尽快组织开展技术标准的制订工作，提出中国智能电网的标准体系结构；

三是研究储能技术。开发研究和应用储能技术，以实现存储富余电能与释放电能供电的调控，将大量的、不可控的清洁能源转化为稳定、可靠、可控能源，最大限度消纳清洁能源；

四是建设智能调度体系。随着电网的智能化发展，要对新能源、分布式能源、微网、储能等并网运行控制技术和需求侧响应模型深入研究，并结合科技信息技术的进步，建立起先进、安全、可靠的智能调度体系，提高电网安全稳定运行水平和运行效率；

五是推广新能源和清洁煤发电技术。重点研究先进的新能源发电核心控制技术，使新能源电站在向电网提供优质电能的同时具备支撑电网运行的能力，实现与电网的友好互动；

六是提高智能装备技术和智能变电站的建设。从智能电网的总体方案出发，循序渐进开展智能变电站建设。制订相应的标准和规范，规范智能变电站的建设和相关智能设备的研发；

七是加快智能配电网建设。作为提高电网整体性能和效率的关键环节，应加强配电网的网架结构和配网自动化与信息化建设，支持分布式电源、微网以及储能装置的灵活可靠接入，改善配电网性能，提升电能质量，保障供电可靠性；

八是发展互动智能化用电。实施电价动态管理，引导用户合理用电。让用户参与供需互动，实现大范围地削峰填谷、减少系统备用容量，保证电力平滑输出和系统的安全可靠运行。同时，引导和鼓励用户开展分布式电源、新能源的开发利用，支持用户余电上网，从用户侧解决能源供给问题；

九是促进电动汽车发展。一方面通过智能电网的建设完善电动汽车配套充放电基础设施网络，以及合理的电动汽车充放电站布局。另一方面，推动电动汽车成为电网中移动的、分布式的储能单元，可有效降低电网峰谷差和传统调峰备用发电容量，提高电网利用效率。

7 智能电网的美好愿景

智能电网的实现将会令人无比激动和兴奋，我以简单的示例来展望智能电网：譬如居民可通过互联网实现对家中电器的远程控制，例如：忘了切断正在炖肉的电汤煲的电源，在办公室用鼠标操作系统，即可关闭电汤煲；坐在办公室里敲击鼠标，家里洗衣机就开始工作，电饭锅开始做饭，提前开启空调让你进屋就凉爽；另外，智能电网普及后，一套线路就能实现通讯网络、电话线、电线等多合一的功能，这样就能减去家里凌乱的线网和购买大量各种线材的费用……。

智能电网的愿景是光明和美好的，但是智能电网与能源技术是相辅相成、相互依托、互相促进的关系。单靠智能电网并不能解决所有问题，如能源供需问题、能源利用效率问题、环境保护问题、电网安全问题、电网调峰问题等。要解决上述问题，必须依靠新能源技术、高效储能技术、碳减排等方面获得突破。

此外，智能电网进入全面建设和改造的过程当中，对各类自动化及更高一级的智能化电力设备供求会快速增加。根据国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

这些都将进一步刺激我国电力设备在自动化技术和智能化技术上的融合，从而反哺我国的智能电网建设。

智能电网并不是一次性全部完成，而需要进行试点验证，再逐步大力推进。通过不断的总结、完善、提高，最终实现发展目标。

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关键词：智能电网；信息技术；信息安全

前言

经过60多年的建设，以大容量、特高压为特征的全国互联电网正在以超常规的速度发展，而中国电网的进一步发展，需要保证安全可靠、优质环保、高效地运行，因而有必要推进中国电网的智能化建设[1]。研究智能电网并推进其发展，是中国电网建设的需要，而信息技术的不断的发展，也为智能电网的建设提供了良好的契机。

1、智能电网的核心思想

通常认为智能电网是指这样的电网----通过信息化手段，对电力生产、变换、输送、分配、售电及用电进行统一管理，使现代电网的运行更加可靠、灵活、经济和环保[2]。就我国而言，应该以特高压电网为骨干网、各级电网为基础，以信息通信平台为支撑[2]，配备业务端的智能应用体系，建设符合中国电网发展的智能电网，同时在各个环节建立标准的规范体系，实现电力、信息、业务的高度融合统一。

2、智能电网应该具有的特征

2.1 智能电网是自愈电网

智能电网进行连续不断的在线自我评估，制定相关的机制和算法预测电网可能出现的问题，当问题已经存在或者正在发展时，迅速对有异常的设备、元件进行隔离，自动进行事故控制并对问题进行修复，从而保证了供电的连续性，达到自愈的目的。

2.2 智能电网平衡供求关系并激励用户

对于智能电网来说，用户的需求是可以完完全全进行有效控制的，它可以对供求关系进行有效的平衡，当供求关系平衡到一定程度，可靠性自然也就提高了；而对于用户本身来说，根据自己的实际情况进行电力消费，改变自己的使用方式和购买方式，从而获得经济补偿，得实在的好处。

2.3 智能电网能抵御攻击

检测技术的发展，使电网能检测到外来的潜在或者正在发生威胁，并对危害做出快速的反应。无论是对自然灾害的侵袭还是外力破坏攻击，智能电网在被攻击后，能够迅速地做出反应，自我修复。

2.4 智能电网提供电能质量选择

智能电网将电能质量进行分级，消费者自身对电能质量有选择的需求，在一个合理的价格区间中，负载和电能质量将进行平衡，不同的用户获得不同的电能供应。

2.5 智能电网容许各种不同类型电能接入

传统电网的电能接入比较单一，而智能电网允许不同类型、不同容量的电能在不同的电压等级上进行连接，如风电、水电、光伏发电、电池系统等。这样的分布式接入，降低了电网对外部电源的依赖程度，既有利于电网对清洁，高质量能源的追求，也有利于提高电网系统的可靠性。

2.6 智能电网优化设备应用，降低运行费用

智能电网通过高敏度传感器，高速网络和精确的算法机制实现对电网设备的实时监测，获取相关的运行状态，在合适的时间内给出设备需要维修的信号，及时进行维修保养，使设备运行于最佳的工作状态，从而有效地降低电网运行的费用。

3、智能电网的核心是信息技术

信息技术的发展是智能电网要实现智能的基础，智能电网发展的核心内容是实现电网的信息化、自动化和数字化，重点要发展以下3个技术：

3.1 通信技术

智能电网要建立高速、双向、实时、集成的通信系统，脱离了通信系统，智能电网的特征无法得到实现，通信系统是电网迈向智能化的重要前提[3]。

2个方面的通信技术需要重点关注：

其一是电网上通讯网络构架是开放性的，电网设备之间能够进行点对点，进而形成网络化的通信。其二是制定统一的技术标准，使传感器、智能电表以及上层应用软件之间实现无缝的对接通信，以统一的标准进行信息传递，就如同人类的语言一样，设备和系统进行无障碍的对话，进而实现设备对设备，设备对系统，系统对系统的相互操作功能。

3.2 量测技术

参数量测技术是智能电网中相当重要的组成部分，量测技术获取电网中的数据，然后转换成标准的数据信息，供给智能电网的各个环节使用。智能电表的使用是量测技术在智能电网的重要表现，有别于传统电网使用电磁表计，智能电网更多地使用智能固态表计。通过智能电表，电力公司与用户之间可以进行双向通信互动，如智能表计可以计量不同电费和峰谷电费率，自动控制用户的用电策略，通过这种方式电网公司与用户之间就形成了良好沟通。

3.3 控制技术

智能电网采取完善的硬件设备和软件控制算法，分析和预测当前电网所处的状态，进而采取适当的措施，防止出现供电中断和电能质量扰动；另外，先进的控制技术还可以在输电、配电和用户侧等各个部位调整电网的有功功率和无功功率；更进一步来说，未来智能电网还可以引进专家系统，而在专家系统下采取的电网控制，将更加快速、安全和有效。

4、智能电网的信息安全技术

智能电网开放性的特点，决定了它将不可避免地存在信息安全隐患，和传统电网相比，智能电网由于牵涉面广，信息安全带来的电网失控不仅会造成经济上的巨大损失，更会侵害人身安全和社会公共安全[4]。因此，智能电网的信息安全问题在智能电网部署的过程中必须充分考虑，需要做到以下几点：

4.1 信息采集安全

智能电网主要通过传感器、射频技术等来感知接收数据，信息采集安全必须保证信息采集设备的使用可靠性，并保护设备不受外界破坏。

4.2 信息处理安全

人为操作失误、网络恶意攻击等都有可能给数据带来破坏，一方面要保障存储数据不被破坏，需要对数据要采取加密、分权限访问、多层防护等措施；另一方面， 要建立完善的数据备份和恢复系统，在使用中的数据受到破坏时， 能及时完整恢复，确保数据的安全[5]。

4.3 信息传输安全

信息传输安全主要保障传输中的数据安全，而首当其冲的是要解决系统所使用的各类网络的安全性；数据的传输交换要进行安全检测和访问控制，采用边界保护、防御入侵系统、数据加密传输等技术， 才能有效地防止内部数据外泄和外部网络入侵。

4.4 操作系统及应用软件安全

操作系统是智能电网各类应用系统的支持平台，操作系统安全保护的主要工作是网络病毒实时监控、安全漏洞修补和系统补丁更新。

应用软件是电网业务端的重要组成部分，根据电网业务的特点，业务应用软件要保障自身的连续性，可靠性以及操作的实时性和不可抵赖性。

5、结语

在信息技术高度发展的今天，建立健全智能电网是电力系统发展的需要，符合国计民生。依托于信息技术的发展，建立和完善的坚强电网构架，同时注重智能电网的信息安全，才能将智能电网的功能充分地发挥。

参考文献：

[1] 孙宏斌.面向中国智能输电网的智能控制中心[J].电力科学与技术学报，2009（2）

[2]王淼.智能电网中的智能输变电技术[J].科技创新与应用

[3]李乃湖.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术

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关键词：智能电网 关键技术 智能调度

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0057-01

1 基本概念

目前，智能电网尚没有一个统一的定义。但比较公认的定义是：智能电网是以创建开放的系统以及建立共享信息模式为前提，为了实现能源替代和兼容利用的目的，通过整合系统中的数据信息等手段，进而达到电网的运行和管理最优化。为了提高整体电网的综合效率，智能网络的终端设备将用户与用户之间、用户与电网公司之间的网络互动形成瞬时连接，能实时、高速、双向读取各种数据信息。同时，传感器等终端设别也可以对发电、输电、配电、供电等所需的关键设备运转状况实施实时监控和数据的整合。譬如等用电高峰来临时，传感器等终端设备能在不同的区域之间进行及时和合理的调度以平衡供应的饱和和短缺，进而优化管理整个电力系统。此外，智能电网中的智能电表也可以充当路由器进行通信、转播电视和宽带信号。

2 主要功能

（1）鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实时电价信息和洞中用电方案，促使用户主动选择与调整电能消费方式。（2）最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式大型电源相互补充。（3）支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、实时电力交易等。（4）满足电能质量需要，提供多种的质量-价格方案。（5）实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成为基础，使电力资源和设备得到最有效的利用。（6）抵御外界攻击。具有快速恢复能力，能够识别外界恶意攻击并加以抵御，确保供电安全。

3 智能电网的关键技术

智能电网主要涉及到发电、调度、输变电、配电和用户等环节，具体包括：柔流输电、调度自动化系统、信息化平台、稳定控制系统，用电管理采集系统、微机继电保护、变电站自动化系统、配网自动化系统等。具体如下：

3.1 参考量测技术

这种技术是智能电网最基本的一种技术，它的主要思想如下：通过一种先进的参数量测技术获取所需数据，同时将其转换成特定类型的数据信息，进而达到智能电网的每一个用户、每一个供电公司以及各个方面都能使用的目标。为达到上述目标，首先需要对电网设备是否健康、是否完整进行评估，而后使各个方面能够读取表计、估计电费、防止偷电、缓解各种阻塞、相互之间进行通信等。

参考量测技术带来的一个直接结果是电磁表计及其读取系统将消失，同时一种新的智能固态表计将诞生，其智能表现在用户与电力公司之间可以进行全双工通信。此外这种智能表计也可以加入自己的微处理器，这样更加方便，功能也更加强大。除了自动计量设定时段及天电力的使用量及其相应的电费，也可以给出用户高峰时段电力价格变动情况以及相应的电费费率，进而抉择出该使用什么样的费率政策。更一步的是电力公司根据用户的选择自动控制如何使用内部电力，如何分配电力等。

为提高其可靠性，这种技术也允许数字保密技术嵌入到计算机程序中。只不过这种程序是级的软件模块，同时又具备自治、自适应、可以交互等特征。即使部分模块或者系统发生了故障，也不会导致整个系统的崩溃，因为程序能保护各个部分自适应的全双工通信，在集成环境下的分布式背景下，使其具备极大地灵活性。

3.2 通信技术

要想实现一定的智能，必须有一定的技术奠定基础，智能电网也不例外。智能电网实现的技术基础是先有通信系统，这个通信系统具备的特征是高速、集成、实时和全双工。在此基础上，完成获取各种数据、保护数据和控制数据等。这样以来，电网需要紧密联系通信系统，才能实现智能所预期的目标以及表现出所预想的特征，由此通信网络和智能电网也就融合在一起。有了这种融合的网络，信息能实现动态化、实时性的管理，电力也能呈现出互动的局面。当然，在完成上述功能的同时，也能极大提高供电用电的可靠性和利用率，强化电网抵御风险的威力，在某种程度上促使电力市场的繁荣，进而使电力的价值得到最大化提高。

3.3 信息管理系统

任何智能系统中都会有相应的信息管理系统，智能电网也有自己的信息管理系统。该信息管理系统主要模块有采集与处理信息模块、分析信息模块、集合信息模块、显示信息模块、信息安全模块等。他们的功能如下：

（1）采集与处理信息模块；实现采集详尽的实时数据、采集和处理各种分布式数据、动态共享各种智能电子设备资源、高速存取所有海量数据、备份冗余数据、核实精确数据等。（2）信息分析模块；在采集和处理信息的基础上，分析这些信息从而为开展相关业务奠定基础成为一种必不可少的功能。（3）集成信息模块；主要功能是实现智能电网中各种产业链的信息集成、各级电网的信息集成和使用智能电网企业的内部业务的信息集成。（4）显示信息模块；通过个性化的人机界面，根据用户的不同需求，合理打印输出显示出各种信息，比如各种音频和视频技术：三维动画、二维显示、语音识别、地理信息系统、触摸屏等。（5）信息安全模块；智能系统中安全措施很重要，因此安全对于智能电网来说是一项重要的功能。

3.4 智能调度

智能调度对智能电网非常重要，其重要性表现在智能电网调度技术支持系统能全面提升驾驭海量电网和优化资源配置的能力、科学决策管理能力、防御纵深风险的能力、调配公平友好市场的能力和高效灵活的调控能力等。已有的调度系统往往对一下问题束手无策，集中式控制、控制过程是否安全、信息混杂、遇到事故是决策困难等。但是智能调度实现了业务的科学决策、高效管理电网的运行、快速响应电网异常及及时处理事故等。

3.5 分布式能源的接入技术

作为智能电网的核心，构建一个具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，将大有裨益。分布式能源的接入技术能实现电网与用户用电信息之间的实时监控和采集，并且这种输配电方式经济安全，能将电能安全输送给终端用户，使电能得到最优配置与利用，进而使电网运营的可靠性和能源利用效率得到最大化的提高。再加上分布式可再生能源有助于减轻温室效应和各国产业政策的支持，分布式能源技术的增长将非常迅速。

参考文献

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关键词：信息和通信技术；智能电网；关键问题

经济发展的全球化进程令信息产业也得到了非常迅猛的发展，在如今的社会环境当中，智能电网信息以及通讯技术也获得了较为广泛的实际应用。在世界范围内其均得到了比较广泛的实际应用，国家电网也予以了较高的重视程度，同时推广了更多的信息通讯手段。但是在应用的过程中也出现了一些不同程度的问题，对智能电网的发展和建设产生了较为负面的影响。

1 分析智能电网主要运行特征

智能电网，也就是电网的智能化，将信息和通讯技术手段作为主要的基础内容，并由此构建起来的电网系统，拥有较高的集成性以及较快的传递速度，辅以高速传感器以及较为先进的技术手段，将决策支持系统作为主要的媒介，令电网运行实现较好的可靠性以及安全性，令智能电网实现更好的发展，有助于电网的可持续运转。

其一，自愈能力：立足于智能电网的大环境下，其自愈功能指的是假如电网遇到了一些突发事件的破坏的时候（比方说较为多见的雷电、火灾等），能够在短时间内实现故障的诊断以及定位，并及时对其进行隔离以及修复，在保证了自身能力的作用基础之上，针对电网予以保护，令电网系统的安全运行获得保障。在系统监控的基础之上，掌握电网的良好运行状态，尽量降低人工干预的比例，进行设备自投以及隔离故障等具体的工作，令电网能够实现良好的自我恢复。

其二，安全性：除了保证电网的供电安全，客户方面、变电站方面，乃至于终端设备之间的通讯数据信息安全工作也是智能电网的安全性范围当中的。当前，光纤通信技术也在智能电网的通讯技术当中获得了较为广泛的实际应用，它拥有较大的数据流量以及较高的通讯质量，能够令只能电网实现更高度的安全意义。

其三，兼容性以及集成性：能够保证良好的兼容性以及较高的集成性对于智能电网来说是其标志性的特征，对兼容性来说，它主要包括三方面兼容，即数据格式、设备形式以及满足不同客户需求的兼容性。对于集成性来说，它和信息采集、信息处理和信息安全等有较为密切的实际联系。

2 分析智能电网信息通讯技术的关键性问题

2.1 层次模型设计问题

在进行智能电网层次模型设计的过程当中，往往会存在着通信网架层、电网设备层以及数据应用层等若干个不同的层次，各个层次之间如果没能保证良好的相互结合，就很难发挥出其整体的功能。因为智能电网系统的结构相对来说比较复杂，因此在进行设计的时候必须要充分的分析每个模型，并对其功能构造以及主要的操作特征等进行详细的分析，构建合适模型，进而结合不同的模型并令其发挥优势，以此来起到更好的服务效果。

2.2 标准体系构建问题

通常来说智能电网的系统比较复杂，而且涉及到的设备也比较多，一旦缺少较为完善的信息源以及配备的通讯体系，很难保障各个部分之间都能够得到良好的协调，自然就很难发]出智能电网真正的优势价值。如今时代环境有了飞速的进步，传统模式下的智能电网已经很难满足高流量的信息传递需求，所以需要设计标准智能电网体系，针对网络结构予以优化和调整，对网络结构形式进行简化的同时，切实提升网络体系运行效率，继而强化网络体系实用性，提升经济收益。

2.3 适当强化信息系统的安全防护措施

在传统安全防护措施当中，基本上都将重点放置于电网稳定以及设备安全等方面，针对信息上的安全性比较缺少重视，而且也不能针对信息系统进行脆弱性以及风险性上的评价。一旦信息系统被威胁的情况下，应对能力比较低，而且针对较为重要的系统也不能保证重视程度，继而导致一些信息系统的安全问题发生。因此必须要对其进行高度重视，同时适当的安排一些专业人员予以充分保护，并设置对应的防护系统，设置应急方案，一旦系统面对安全威胁的时候能够对其进行及时有效的处理，继而确保智能电网能够得到较为有效的实际使用。

2.4 随时对设备进行更新

如今智能电网得到了较为广泛的实际应用，随之而来的就是不断增加的用户数量，社会范围内通讯用户的流量也呈现出较为显著的增加，所以必须要对设备进行及时有效的更新，针对已有的设备予以升级，继而确保电网能够很好的调动其真正的作用。在电网企业正常运行的过程当中，必须要及时引入一些外国的先进信息技术，对设备进行更新，并且完善电网功能，令其能够发挥出自身的优势价值，令企业获得更大的利益回报。

2.5 对信息通讯技术体系进行完善

电力系统的正常运行过程当中，用电以及发电都是比较重要的内容，借助构建信息以及通讯技术体系的过程，能够让通讯网络广泛使用在各个环节当中，比方说，将自动抄表以及自动测量等智能方式应用到实际工作当中，以此来替代传统抄表方式以及测量方式，很好的实现了电力系统智能化的管理模式。智能电网模式由局部信息监控，渐渐的实现了对整体信息予以监控的目的，并且令分散于各个不同类型的系统当中的讯息也能够得到良好的集成，继而满足了用户不同的需求。

3 结语

如今我国电力通讯网络成为了全世界范围内较大规模的网络环境，不过在应用的过程当中也会存在一些问题，借助构建标准体系、设计层次模型、提升信息安全防护等级等措施，能够很好的对这些问题进行处理，有助于更好的调动智能电网的兼容性以及稳定性，实现经济利益最大化的价值。

参考文献

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[2]王星星.智能电网信息与通信技术关键问题分析[J].商品与质量，2015（51）.

[3]陈龙，周红，张鹏程.智能电网信息与通信技术关键问题分析[J].黑龙江科技信息，2015（08）.

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关键词 智能电网技术；发展趋势；探讨研究；互动电网

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0002-02

随着我国社会经济的发展，对资源的需求也在日益增加。输配电、信息化和数字化等现代技术的升级，为我国智能电网技术的发展奠定了坚实基础。2011年，江苏省无锡的西泾变电站正式投入运营，成为我国的首座220千伏的智能变电站。西泾变电站的设计和建设对我国智能变电站的建设起到了良好的指导和示范作用。然而，我国智能电网仍然处在初级阶段，如何安全、可靠地将其应用到现代工业化生产和居民生活领域中还需要进行一个长期地探讨。

1 智能电网的基本内涵

智能电网指的是电网的智能化运作过程。现代电网的发展进程中，各个国家都在结合自身电力工业发展现状，经过屡次地研究和实践，从而形成了具有本国特色的发展道路和技术路线。现阶段各种信息技术应用范围在不断扩大的背景下，智能化已经逐渐成为电网发展的趋势和潮流。

智能电网，也称为知识型电网或现代电网，主要是通过先进的传感量测技术和分析以及其他能源电力技术相结合，同时和电网基础设备形成高度集成状态。智能电网以电子终端作为信息模式构建平台，实现数据和信息资源的共享，达到电网的经济、高效、安全运行的目标。现代化电网运行系统必须能够从根本上促进国家能源的可持续发展以及资源的优化配置。因此，我国在电网发展和建设过程中必须投入相关的技术，才能够促进电网智能化的实现。

2 智能电网的结构特征及优势

相比于传统的电网技术，智能电网的发展具有独特的结构和优势。

2.1 智能电网的结构特征

从我国现有的智能电网发展情况来看，智能电网的建设具有以下特点。

2.1.1 高效运行和管理

目前，电网在运行中往往会出现一些问题。例如电网需要被动地适应负荷，很多设备和输电网的利用效率还有待提高。同时，由于许多配电网的使用年限较久，很多设备和运行还有待进一步优化。智能电网在运行中能够有效地解决这些问题。其在科学合理规划基础上，充分地发挥了信息技术管理系统和监控技术的优势，提高了电网投资的效率，从而极大地增加了企业的经济效益。

2.1.2 电力交易的便捷性

电力交易的便捷性要求电网能够在每一个交易机制精确地进行处理。智能电网能够有效地实现这一目标。首先，智能电网能够营造一个公正、合理、有序的电力市场，并且能够快速、及时地处理各种电力交易。其次，智能电网还能够对各种业务进行快速、简单地结算，提高电力系统的工作效率。然后，智能电网可以根据市场和用户的要求，建立科学的响应机制和服务平台。最后，智能电网还可以适时地实现系统的自动化更新升级，以适应现代市场经济的发展。

2.1.3 电网极强的兼容性

传统的电力网络主要是以远端集中式发电方式为主，智能电网则能够对各种不同类型的电源及其装置具有极强的包容性。由于电网涉及的行业领域非常广泛，尤其是发电、环保以及制造等领域，对电网的要求更高。因此，智能电网以一个开放、兼容的网络，促进电网结构的健康发展。

2.1.4 经济清洁

智能电网在电力市场和电力交易的有效执行下，能够极大地提高资源的利用效率。通过引进先进技术和设备，改善各种输电设备和变电站的运行状况。同时，智能电网还能够积极地适应大型且集中式的多种电源设备共同介入。尤其是大型风力发电和太阳光等可再生能源。智能电网在电力生产过程中还能够有效地减少对环境的破坏和污染以及抑制温室气体的排放，从而满足能源可持续发展的要求。

2.2 智能电网的结构优势

目前，智能电网的结构能够实现传统配电结构所不能支持的几个基本功能。

1）智能电网能够综合地考虑各种电力调节设备和分布式电源以及用户电量管理系统的特点，从而有效地优化电网系统的整体性能。因此，智能电网不仅能够保障电网运行的稳定性，而且还能够极大地提高电力能源的质量。

2）智能电网还能够支持一些比重较高的分布式电源，进而提高电网运行结构的整体性和灵活性。通过集中发点和分散发电模式的结合，以及各种可再生能源的介入，使得整个电网与自然环境和谐发展。尤其是当电力系统发生故障时，智能电网能够准确地对其进行定位，利用分布式电源进行局域性供电。

3）智能电网技术还能够建立一个可靠的数据信息平台。智能电网在采集数据信息时能够对电源管理各个单元、故障录波数据进行有效地整合。同时，智能电网还能够通过在线决策系统实现主网的自治和自愈。

3 我国智能电网技术的研究分析

3.1 基于MAS的分布协调技术

MAS系统主要是包括MAS终端、 MAS服务器和MAS管理平台三个方面。其中MAS终端主要是通过网络为用户提供多种多样的服务。因此，在实际的智能电网建设中可以根据需要，自定义安装客户端。MAS服务器主要是用于用户或者企业内部。通过广域网络以及MAS服务管理平台实现资讯的共享。MAS管理平台则是指内部网络与各大子网络进行交流，从而对信息数据有效地整合。

随着各种智能电子设备的不断发明与应用，智能电网也开始积极地探索。面向服务的体系结构的应用显示了无可比拟的优越性。服务体系结构通过充分地发挥业务、技术和管理三者的优势，对电力企业的应用建立三维模型，从而大大地增强了业务的高效性、技术的灵活性以及管理的有效性。MAS系统在智能电网中具有很强的伸缩性，并且为电力系统实现相互操作留有足够的空间，进而从根本上对用户资源进行有效保护。因此，相对于传统的电网控制系统，MAS的分布协调能够广泛地应用于智能电网的各个层级之间的分布协调控制。

3.2 电力设备相关技术

电力设备是电网运行的有效运作的基础。电网系统运行中的电力设备主要包括输电配电技术、高效能源材料技术以及电子电力技术等。

输电配电技术主要是在电网的建设中不仅需要利用容量较大、距离远、损耗低等输电技术，而且还需要探讨相关的分布功能技术以提高电网整体运行效率。因此，输电配电技术侧重于对微型电网、特高压绝缘等方面。

高效能源材料技术主要是指在智能电网中发挥可再生能源的优势以及新型技术和工艺的特点，实现清洁、高效、可持续生产。智能电网的发展需要借助先进材料技术作为支撑，提高能源材料的利用效率。

电子电力技术是优化智能电网结构的关键组成部分，因此需要引起高度重视。目前，电网建设中的电子电力技术主要包括具有耐高压性的电流电力电子器件、动态电压恢复器以及统一潮流控制器等。此外，智能电网作为一个信息化高度集中的系统，做好网络安全和信息安全工作显得尤为重要。因此，智能电网技术还包括地网络安全和信息安全维护方面的技术。例如对安全数据和信息的存储和备份功能；网络病毒的维护和查杀功能；网络系统生存性的及时防护等。

3.3 分布式能源的系统集成技术

智能电网中分布式能源主要是指分布式发电和分布式储电以及需求响应资源。智能电网和传统的电网发电具有很大的区别。智能配电网不需要亲自参与发电。智能电网由许多的分布式电机组成，因此在运行中不仅可以和主网相互连接，而且还可以独自运行。在实际电网运行中往往会由于技术因素和自然因素，小型的分布式发电机难以长期地稳定运行。所以需要针对不同的问题，对微电网进行智能控制。

众所周知，可再生能源具有不稳定性。因此，分布式储能能够有效地克服这一缺陷。未来的智能电网发展需要在储能技术方面进行积极地研究。例如化学电池盒超大容量的电容器以及燃料电池等，都具有高效和高密度的优势。分布式发电和蓄电池是组成分布式储能的主要部分，因此需要电网从主网和本地微电源上获取功率。因此，随着电网的用户数量不断地增多，智能电网需要安装相关的电能质量调整器。智能电网的主要任务是实现需求响应资源的系统集成，从而实现系统的协调运行。因此，智能电网需要对各种辅助设备和供电合同以及现货市场等进行研发和调查。

4 结束语

综上所述，电网是我国现代电力工业发展的基础，对国民经济各大领域的协调发展具有积极意义。智能电网技术的发展将成为我国发展资源节约型、环境友好型社会的有效途径。发展智能电网已经成为当今各个国家共同探讨和关心的话题。因此，我国在智能电网技术研究方面还有待于提高，从而为增强我国的综合国力奠定基础。

参考文献