智能电网技术范文
时间：2023-04-09 06:25:25
导语：如何才能写好一篇智能电网技术，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。
篇1
中图分类号：TM76
文献标识码：A
文章编号：1009-8631（2012）05-0064-02
近年来，“智能电网”已成为一个热点话题，从国际到国内都掀起了一股研究智能电网的热潮。现代的电力系统已经迎来了机遇和挑战并存的关键期。打造“电能最优、服务更优”双优电网的陕西省地方电力（集团）有限公司，建立了智能电网的研究机构和主管部门，以创建富平全国性电气化示范县为起点，结合富平地区电网的组网和运行情况，全力开展了智能电网的研究和实践。本文针对在开展智能电网的实践过程中，对建设智能电网的驱动力进行了总结，对配电网中智能电网技术的开发应用进行了探讨。
1 智能电网的概述和特征
1.1智能电网的概述
智能电网的核心内涵是，在电力系统的各业务环节，实现新型信息和通信技术的集成，促进智能水平的提高，其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节。
埃森哲公司认为智能电网是利用传感器，嵌入式处理，数字化通信和IT技术，将电网信息集成到电力企业的业务流程和系统中，使电网实现可观测（能够监测电网所有元件状态）、可控制（能够控制电网所有元件的状态）和自动化（可适应并实现自愈），同时有效支撑电力传输效率、资产管理水平和用户体验的提升，从而打造更加清洁、高效、安全，可靠的电力系统。
而后，陕西省地方电力（集团）有限公司提出了“多指标，自趋优”的智能电网新概念。意在说明智能电网要满足电网的各项指标，保证电网的健康运行。
1.2智能电网的特征
尽管智能电网尚有待于规范定义，但智能电网与传统电网的区别，已逐步形成共识。其特征表现在：一方面，智能电网拥有双向流动的电力潮流和数字信息流，是高度自动化的和分布广泛的电能供应网络。另一方面，智能电网要求高效的新能源材料占有的比重不断增大。
2 智能电网驱动力
尽管各国都将智能电网作为其未来电网的发展目标，但是驱动力略有不同。陕西地电根据自己的实际情况，将发展智能电网的驱动力归结为以下几个因素。这些因素既是智能电网的驱动力，也是智能电网所追求的目标。
2.1落实政府环保要求
能耗和排放导致全球变暖，已是一个不争的事实。国务院总理在政府工作报告中指出“大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。可见，政府对环保的要求，推动了智能电网的研发。
2.2实现企业内涵式发展
随着特高压工程的运行，电网建设进入了一个规模持续加大、要求不断提高、环境日趋复杂的新阶段。坚持走内涵式发展道路，加快建设坚强智能电网，是现在的既定目标。科技工作重点需要转移到支撑坚强智能电网的建设和发展上来，突出强化重大关键技术攻关，争取在特高压、大电网稳定控制、智能技术等重点领域实现突破，取得一批水平高、价值大的科技成果。
2.3适应农网改造要求
农村电网经常会遇到“低电压”，农业生产供电线路差、电压不稳定等问题。在提出建设坚强智能电网的战略发展目标后，加快建设以坚强为基础、智能为特征的新型农网，成为农网与各级电网协调发展的必然要求。
2.4改善用户体验
对于用户来说，用电费用的降低，获得更好的服务：停电率降低，用电更加可靠，能够获得更快速的响应服务。消费者用电习惯的转型：从被动型用户转向双向选择型。电力公司需要提供如不同时间不同电价等多样化服务，鼓励用户高效地用电和在峰荷期间降低电能消耗。可见，改善用户体验，成为智能电网追求的一个目标。
2.5提升电网控制能力
当代电网的安全控制，紧急状态下的紧急控制主要由“离线整定、实时动作”的继电保护和/或稳定补救装置来实现。这些自动装置除了不具备事态发展的评估能力外，如离线模拟和在实际出入较大时，还可能发生诸如保护动作过慢导致震荡或不必要的解列等问题，因此，必须通过加强正常状态下动态安全评估的预防性控制，及时予以修正。智能电网主动灵活分区实现的故障隔离，具有潜在的巨大效益。
2.6提高电网运行效率
智能电网除通过优化运行和资产管理，提高设备使用率降低运行成本外，还采用高性价比的新技术，如高温超导、储能和电力电子技术等，对传统电网进行改造或适应电网的发展。其中，高温超导（high temperature superconducting，HTS）技术，可以通过狭窄通道向远方传输大量电力，而网损电压降几乎为零，提高电网的高效运行。
3 配电网中智能电网技术的开发应用
随着我国产业的升级，会有日益增多的数字化企业对供电可靠性和电能质量提出更高的要求，电能质量问题多起源于配电网，90%的停电和故障扰动发生在配电网中。大力发展配电系统对提高用户的供电能力和服务水平、保证电能质量、促进技术发展和拉动经济大有好处。表1列出了去年我国某城市35-110kV高压配网线损率和前年线损率的比较。
城网丙配网线损率同比上升的主要原因有两点。一是个别关口计量出现故障，影响高压配网线损下降1.12个百分点，在2011年度一季度予以追补，影响高压配网线损上升0.97个百分点：二是个别线路长，线径细，导致线路损耗增大。图1为该城市2011、2010年高压配网累计线损率各月对比曲线。
为了进一步降低高压配电网的线损率，可望通过催生新的技术来实现。如采用先进的计量基础设施，配电自动化系统，智能变电站的建立。
3.1先进的计量基础设备
包含智能计量系统开发和计量数据管理，支持和用户间的双向潮流，主动交互。目的是提高电网的可靠性，减少电网的高峰负荷。高级计量构架（AMI）是实现智能电网的“信息化、自动化、互动化”的坚实基础，是实现智能电网的关键技术。
3.2配电自动化系统
配电系统中自动化设备的投切可减少运行人员对设备的手动操作，以便及时对网络结构进行修改，适应运行的要求。实现配电网的运行监视和控制的自动化系统，具备配电数据采集与监视控制（SCADA）系统、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能。
3.3智能变电站
变电站能在必要时通过AVR调整电压的定值来减少线损、稳定电压和提高电能质量。另一个特点是智能检修技术，能够监测变电站设备的状态，如：变压器、避雷器、母线、互感器、隔离开关或断路器等，达到状态检修，降低人力成本和优化资产使用。
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关键词：智能电两 物联网 电力系统
一.引言
随着坚强智能电网概念的提出，许多与智能电网相融合的新技术也不断涌现，其中最突出的就是面向智能电网的物联网技术。智物联网技术在智能电网中的应用是网络技术发展到一定程度的必然产物，该技术的应用，能有效地对电力系统基础设施资源进行整合，进而提高电力系统通信水平，改善当前电力系统基础设施的利用率。
二、物联网
物联网就是“物物相连的互联网”，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络，其用户端可以涉及任何物品与物品之间的信息交换。最初“物联网”的理念仅仅是通过装置在各类物体上的电子标签，传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而使物体智能化，可以实现人与物体间的相互通信，也可以实现物体与物体互相间的通信。
物联网具备三个基本特征：
1、可感知。随着传感技术的成熟和大规模应用，感知能力逐渐乘务物联网的基本要素；
2、可互联。物联网上各点之间通过某种通信协议进行有线或无线的数据传输，为“感观数据”提供可靠的信息传递服务；
3、智能化。通过接入各种中间件、应用系统、管理软件等智能处理平台，实现物联网的智能化信息处理能力。
三、面向智能电网应用的物联网的基本架构
为了满足物联网的异构需求，物联网需要一个开放的、分层的、可扩展的网络架构。面向智能电网的物联网大致分为感知层、网络层和应用层三个层次。
(1)感知层。感知层是物联网实现“物物相联，人物互动”的基础，通常分为感知控制子层和通信延伸子层。其中，感知控制子层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理及自动控制；通信延伸子层通过通信终端模块或其延伸网络将物理实体联接到其上面两层。
(2)网络层。网络层在以电力光纤网为主的基础上，辅以电力线载波通信网和无线宽带网，负责转发从感知层设备采集到的数据，以及物联网与智能电网专用通信网络之间的接入。因此，网络层主要用来实现信息的传递、路由和控制，可以将网络层化分为接入网和核心网，以保证物联网与电网专用通信网络的互联互：通。
(3)应用层。应用层主要由应用基础设施和各种应用两大部分组成。其中，应用基础设施为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施及资源调用接口，并在此为基础上实现物联网的各种应用。面向智能电网物联网的应用涉及智能电网生产和管理中的各个环节，通过运用智能计算、模式识别等技术来实现电网相关数据信息的整合分析处理，进而实现智能化的决策、控制和服务，有效提升电网各应用环节的智能化水平。
四，物联网技术在智能电网中的应用
智能电网主要通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据实时、高速、双向地读取，从而整体提高电网的综合效率。面向智能电网的物联网，其网络功能主要集中于数据的采集、传输和处理三个方面：一是数据采集倾向于更多新型业务。二是网内协作模式的数据传输。三是网内数据融合处理技术。物联网在智能电网中的主要应用如图所示。
物联网在电力系统中的应用是广泛的，它将服务于电力输送的各个环节：从发电环节的接入到检测，变电站的生产管理、安全评估与监督，以及配电自动化、用电采集及营销都离不开物联网。物联网在整个智能电网体系的建设中将发挥巨大作用。
目前，物联网技术主要应用于智能家电的传感网络系统、智能家居系统、无线传感安防系统、用户电能信息采集系统等，其硬件设备包括智能交互终端、智能交互机顶盒、智能插座等。该系统与外部的通信主要通过电力线通信、电力复合光纤到户、无线宽带通信等通信方式相结合的宽带通信平台来实现。面向智能电网的物联网将具有多元化信息采集能力的底层终端部署于监测区域内，利用各类仪表、传感器、RFID射频芯片对监测对象和监测区域的关键信息和状态进行采集、感知、识别，然后在本地汇集，进行高效的数据融合后再将信息传输至中间一层的网络接入设备；中间层网络接入设备则负责保证物联网与电网专用通信网络的互联互通。
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关键词 智能电网 现代通信技术 传感测量技术 电网信息管理系统
1概述
随着国民经济的快速发展，生产生活、科学研究等等各方面用电需求越来越多，作为国家经济命脉的基础产业和公共事业，现代电网的发展面临着日益严峻的挑战和改革优化的机遇。它不仅要面对大范围用电实现资源优化配置，提高电网全天候运行的能力，以适应电力体制的改革，而且在随着科学技术的发展，要把发电、输配电、供电以及用电服务等整个流程实现信息化、数字化。智能化电网作为“电网2.0”，不仅能够全天候运行，为各个行业提供所需电能，而且逐步向信息化、数字化的主流方向发展，来应对未来千变万化的电网结构，为人们正常生产生活用电提供保障。
2智能电网
智能电网以集成的高速双向通信网络和物理电网为基础，将现代信息通信技术，传感测量技术、自动化控制技术、分析决策技术、能源电力技术与电网基础设施高度结合，实现电网的安全可靠、经济高效、环境友好等目标，从而使现代电网信息化、数字化、智能化。
智能电网具有各种能力来满足现代人们生产生活对电力的需求。由众多自动化的输电和配电组成的智能电网可以在自然灾害和极端气候条件下，亦或是在人为破坏或电网内部发生打扰动和故障的时候，仍然安全稳定地运行；同时智能电网能够实时连续地对电网状态进行安全评估和分析，对电网故障具有预警和预防的控制能力，通过对故障诊断，能够实现隔离故障或者恢复故障的自愈能力；智能电网还适应分布式发电、微电网以及各种能源的接入，并对其提供完善的智能侧管理功能；智能电网有良好的用户接口，便于优化电力系统设计；同时智能电网采用统一平台，通过智能化的通信构架，实时地将电网信息的集成与共享，对电网进行标准规范的管理，为用户提供可靠、经济的电力服务。
不同于现代电网，智能电网将电力流、信息流以及业务流高度融合在一起，将通信技术、传感技术、自动化控制技术与电网基础设施有机结合在一起，在坚强的电网基础体系和技术支撑体系下，能够抵御各种外来干扰和攻击，自动隔离电网故障、自动修复电网问题，并能为各种小型分布式电源提供稳定接口，并为其提供分布式管理功能，同时智能电网实现了双向互动的服务模式，为用户提供了详细的用电信息，让用户放心用电、安全用电。
3智能电网技术应用
智能电网技术涵盖整个电网环境，主要包含了现代通信技术，传感测量技术，调度自动化控制技术，电网信息管理系统以及分布式电源接入技术。
3.1现代通信技术
智能电网通过高度集成的高速双向的通信系统，传递电网基本数据和控制信号。智能电网通过互联网、光纤、3G等通信手段，将通信网络和电网一起安装到户，能够将电网或用户的数据实时、动态地传输给电网控制中心，从而实现电网与用户之间能够实时互相相应，从而提高电网供电的可靠性，满足电网需求，提高电网利用率。
现代通信技术已经广泛应用于智能电网中，一般地可以分为有线通信技术和无线通信技术。有线通信包含了电力线载波通信或者光纤通信，电力线载波通信是电网有的通信方式，它是直接利用输电线为传送媒介来进行信号传输，从而使得电网通信网络投资少，见效快，曾是传统电网中电力通信的主要方式。但是该方式也存在较明显的缺点，由于受电力线强力磁场的影响，干扰信号明显，严重影响了信号的正确读取，加上我国限制其通信频率，使得其通道容量小，音频范围窄，已经逐步淡出现代智能电网。现代光纤技术的发展，使得光纤线路具有传输频带宽、通信容量大，损耗低、中继距离长，绝缘度高、抗电磁干扰性能强等有点，被大量使用在电力系统的通信网络中。
智能电网现代通信系统的无线通信包含了卫星通信、微波/超短波通信，短波通信，3G通信等，电网通信系统搭建过程中，可以根据不同的地理和周边环境，选择不同的通信方式来满足智能电网对通信网络的需求。卫星通信主要是将通信卫星作为地球上无线通信的中继站，适合智能电网大范围通信，微波通信和短波通信是针对不同的通信距离的通信手段。微波通信是直线通信，要求通信两点之间无障碍，可以作为郊外远距离通信的辅助手段。短波通信适合长距离通信，通过云层电离层反射来进行远距离通信。3G通信技术是指第三段移动通信技术，它可靠性高，覆盖面积广，传输速率高，网络带宽高，在智能电网的现代通信网络中能发挥不可替代的作用。
3G技术的安全可靠性，能够使智能电网防御网络攻击，提高信息安全；高速的数据传输速度，满足智能电网传输大数据量的要求，安全可靠的数据交互性能智能电网开放性地兼容各种设备提供了可靠的通信机制，为智能电网智能控制、电网自愈、负荷调度、电力设备抢修以及智能需求侧管理提供准确可靠实时的数据信息。
Zigbee技术是一种距离短，功耗低的无线组网通信技术，它由电池供电设备提供无线通信功能，是一种面向自动化和无线控制的无线网络通信技术。Zigbee通信技术主要应用于电力用户侧的无线传感器网络中的短距无线通信，自身体积小、成本低、可靠性高、适应环境能力强，极大地提高了电力用户侧的安全性和便利性。
将智能电网的设备IP化是智能电网的现代通信网络发展的又一个里程碑。互联网协议IPv6的发展，极大地弥补了IPv4造成的地址空间不足的问题。由于IPv6可以提供一个几乎无限大的地址空间，从而可以为每一个智能电网的设备配备一个IPv6的地址，使得从发电、输电、变电、配电、用电和调度等整个过程参与的设备都变成通信网络的节点，通过网络节点管理系统，对其进行统一管理，进一步实现智能电网控制自动化。
3.2传感测量技术
传感测量技术是智能电网技术在基础部分，它主要是使用各种传感器来获取电网的技术数据并转换成网络传输数据，通过高通通信网络，传输给电网使用。无线通信技术的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）被大量部署在用户家中，与远端主站设备进行通信，实现电能检测、用户用电信息精确实时显示的功能。
无线传感器网络是基于传感测量技术和无线通信技术的分布式智能化网络，一般由传感器和数模转换模块组成的传感单元、嵌入式系统构成的数据处理单元、通信单元和电源部分组成，每个无线传感节点作为路由通过Zigbee网络进行通信，以多跳方式接至智能交互终端，而后将数据传送至集中器，最后通过宽带接入网络将数据传送至远端主站设备进行相应处理。
电力用户侧的智能电网使用基于微处理器的智能固态表计来完成用户与电力公司之间的双向通信，除了记录用户每日的电量使用以及电费消费外，还能向用户显示电力公司通达的不同时段的用电价格、电费费率以及当前实施的费率政策。用户可以通过智能表计，根据电力公司制定的费率政策来设定不同时段用电消耗，自动控制用户的电力使用策略。
通过传感测量技术，电力公司的系统运行和规划人员还可以实时获取电网的功率因数、电能质量、相位关系等电力数据以及设备健康状态、故障诊断、关键元器件温度等设备数据，进而根据当前电网状态对电网进行相关配置。
3.3自动化控制技术
自动化控制技术是智能电网进行自我调整的相关技术，以计算机为核心，以传感测量技术获取的数据为依据，通过对收集数据的分析和诊断，从确定性和概率性的角度，提供相应的解决方案，然后通过双向高通的通信网络，来对电网主要设备或子网发送控制命令，使其根据控制命令进行自行调整。
自动化控制技术在智能电网中应用主要体现在调度自动化控制方面。智能电网的数字化变电站，使用不同以往的对象模型来实现调度自动化，它使用的模型主要包括服务器模型，逻辑设备模型，逻辑节点模型和数据对象模，并通过统一的XML配置语言来定义模型来描述这些数据模型，从而量化地控制数字化变电站，使得操作更加确定化、透明化。XML配置语言采用面向对象自描述的方法，通过定义多个数据类型为DOTypc，DATypc的数据对象并将其组成逻辑节点模型，而多种类型的逻辑节点组成逻辑设备，从而组成装置模板供调度自动化控制系统调用。调度自动化系统根据装置模板定义多个装置实例，通过通信网络发送至数字化变电站，而数字化变电站根据装置模板实例中设定的各项参数进行相应调整，从而实现了数字化变电站的自动化控制。
自动化控制技术同时可以对分布式能源资源和需求的相应进行自动调度，对配电网和变电站进行自动化调整，对电网运行和规划进行进一步优化。
3.4电网信息管理系统
电网信息管理系统是智能电网的核心，它主要包括了电网的数据采集、数据处理分析、集成显示以及保证信息安全等功能。信息管理系统可以实时对电网数据、分布式电网数据、智能电子设备数据、动态共享的资源数据等进行收集，以动态了解当前电网的运行状态；信息管理系统收集电网数据后，通过对采集数据的处理和分析，可以获取对整个电力纵向产业链的业务状态、从国家到地区的电网信息以及横向电网企业的各方面的信息；信息管理系统通过纵向产业链信息和电网信息集成，以及对各级电网企业内部业务的信息集成，通过个性化可视平台对其进行平面显示、语音介绍、三维动画展示；信息管理系统设定各利益主题的保密程度和权限，防护系统安全、防范网络病毒和恶意攻击，以保障整个信息系统安全稳定运行。
3.5分布式电源接入技术
分布式电源接入技术是智能电网能够自我判断和自我调节，对接入的多种能源提供分布式管理的智能化网络系统。当分布式电源接入到智能电网中，会对电网配网规划带来复杂性和不确定性，增加了区域负荷增长及分布的难度，从而对系统规划带来影响，同时分布式电源频率可能与电网频率不匹配，接入后可能会引起电网电压不稳定，打破系统原有供需平衡，而分布式电源接入技术能够是分布式电源友好地接入智能电网系统中，维持电网原有的供需平衡，提高电网系统运行可靠性。
分布式电源接入技术主要包括储能技术、微网协调控制技术和虚拟发电厂技术。储能技术是将接入智能电网的分布式电源提供的电能进行存储，而后通过将存储的能量转换成和智能电网匹配的电能输入到智能电网中。储能系统的储能装置由储能元件组成，常见的装置有蓄电池储能、超导储能、超级电容储能和飞轮储能等，通过储能装置实现对分布式电源提供电能的存储、释放以及快速功率交换；能量转换装置主要由电力电子器件组成，主要是对储能系统提供充放电控制、交直流电转换、功率调节控制以及运行参数检测监控等功能。
微网协调控制技术主要是解决分布式电源大规模接入智能电网的问题，它将分布式电源、储能系统的储能装置和能量转换装置以及终端用户进行有效整合，形成一个可灵活并网或独立运行的可控微网，并设定和大电网公共连接点（PCC）的唯一标准，从而实现分布式电源接入电网的可靠性，进一步提高了电力系统运行的灵活性、可控性和经济性，满足用户对电能质量和供电稳定性的要求。
为了有效客户风能、太阳能等可再生资源发电的间歇性，可以利用分布式能量管理系统的虚拟发电厂（CPP）技术，把某个地区的分布式电源、储能装置和负荷组合在一起，虚拟成一个可控的独立个体，当可再生资源提供电能变化时，可提前向电网提交发电计划和符合需求，从而使的电网良好地接纳对间歇的可再生能源。
小水电发电、风力发电、燃料电池等分布式电源靠近负荷中心，能够降低用户对原电网的扩展需求，提高了电网的供电可靠性。分布式电源接入技术允许大量的分布式电源接入到智能电网中，通过高级的自动化系统将它们无缝地集成到电网中协调运行，不仅节省了电网传输的投资，还能提高全系统的可靠性和运行效率，为整个电网的运行带来了巨大效益。
智能电网是电力系统发展的必然方向，更是实现“中国梦”的一项复杂而又艰巨的系统工程。智能电网技术利用各种现代科学技术，利用计算机对电力输送和分配进行自动化管理，对各种分布式电源提供良好稳定的接入口，智能电网正改变着我们的用电方式，为我们生产生活的稳定安全用电提供了坚实的保障。
参考文献：
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[关键词]智能化 网络 安全性
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0151-01
一、引言
智能电网（smart power grids）就是是电网的智能化，是建立在新型高速的通信网络基础上，通过集成新能源和新材料，使用应用新技术的设备和先进传感技术、信息、技术、储能等新技术。形成具有高度自动化、信息化等特点，可以更好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行的新型电力系统。实现电网高效、经济、安全、环保的目标，提供满足用户需求的电力需求和服务。
现有电网总体上智能化程度不高，调控能力差。自愈恢复能力依赖设备冗余，用户服务单一，缺乏信息互动交流。而智能电网有抗损能力强的特点，具有自愈能力。可以实时分析电网，进行预警和自动故障诊断。可以兼容、支持分布式电源和微电网的接入，为用户提供多样化的电力服务。
智能电网具有坚强的电网基础和技术支撑，抗干扰能力强，通过信息传感器和自动化技术获取电网实时数据信息，可及时发现和预警故障。故障时能隔离故障实现自愈，避免大面积停电。设备信息化管理技术提高电力设备管理水平，提升了电网效率，降低了线路损耗，使电网运行更加经济。信息化系统为调度运行管理提供了准确全面的电网运行图，带有辅助决策支持、数据分析和应急预案。智能调控、生产自动化、配电自动化等技术的推广应用使电网运行控制更加灵活，能适应微电网、清洁发电设备和充放电设施等的接入。
智能电网改变了电网单一的服务内容，使用户可以实时查询电量使用情况和电价状况，及时收到停电信息和业务办理情况通知，为用户提供更多增值服务。
二、智能电网的建设
智能电网建设提出了以特高压电网为骨干网架，以坚强智能电网为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的发展路线，强调各领域电力流、信息流和业务流的融合。网络通信针对智能电网各领域的网络通信需求，部署相应的安全和访问控制手段，覆盖专网和公共网络。计量基础设施AMI能够提供双向通信，用于多个功能系统或被授权的信息设备和系y，AMI系统能为用户提供实时电量，实现电量智能管理。
电力骨干数据网络建设要求主要集中在两个方面：一是安全要求，电力网络由专用网络、公用网络、外部网络等组成，承载不同的业务。隔离不同业务的数据是安全的合理也是必须的要求。二是高速稳定，保障足够的带宽满足设备的通信需要。
智能电网的设备要符合通用标准，安全可靠，稳定。在运行效率上要满足各个业务系统的需求，在安全上要符合业务的安全级别。
三、智能电网的通信设计
针对不同业务需求配置通信系统，普遍采用MPLS。多协议标签交换（MPLS） 是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供目标、路由地址、转发和交换等能力，具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS本身不是一种QoS体制，但可以在MPLS框架中实现IP层的QoS机制。通过将区分服务（DiffServ）的逐跳转发行为（PHB）与MPLS的标签绑定，MPLS域中路由器依据MPLS标签转发IP包，实现QoS策略。主要使用VPN的部属策略和流量控制。
传感器网络在智能电网中很重要，实现电力系统远程监测、远程控制，采集实时电量和智能设备互联。分布式的传感器网络基于嵌入式平台，运算性能较差数，据流量小，要求环保低功耗，可使用无线传输等。传感器网络主要用于数据监控和传输，工业网络使用以太网技术。面向数据采集和控制的智能传感器应用中，层层嵌套的协议首部在数据单元中所占比重过大。实时VPN：主要包括传输频度在秒级的数据，远动RTU、EMS系统等用于网络分析的实时数据、电力市场实时数据等。准实时VPN：如无功电压管理系统、地调网供负荷计划数据、地方小火电发电计划数据和错峰预警信号等数据、电度量计费系统。非实时VPN：继电保护及故障录波信号、调度生产运行报表等。作为生产类网络，不允许承载对外。
智能电网的智能终端分为两类：（a）需要端到端IP的网络设备：如变电站中的一些提供核心服务的网络设备、网关设备等。这类设备需要完整的TCP/IP协议，实现网络接入。（b）无需IP网络传输的：如变电站数据采集和控制设备等。通常只对本地提供访问，只需MAC层的寻址和接入控制功能，采用精简的通信协议将应用层直接映射到数据链路层。
四、智能电网的安全性评价
智能电网安全性从网络和设备上进行考虑，网络防护现在都比较完善，但设备上的安全性不足。确保智能电网设备安全要确定从设计到生产的每个环节的安全性，防止设备数据被篡改。
确保设备芯片产自原厂，要带有加密技术。Maxim销售的安全处理器和智能电网产品可以加入用户密钥或证书，以防他人解锁和编程IC。在生产环节提供签名、程序加密，协调从系统处理器的安全装载，到芯片软件解密和授权认证的每个环节。可以防止程序被克隆或破解。
只运行指定程序，安全的程序装载采用数字签名的方式来验证代码的有效性，防止装载或运行未经授权的代码。对新的配置、固件更新和指令进行加密和签名，以验证数据来源的可靠性。
使用保护密钥，工程师可以使用开发密钥来开发产品的安全功能，产品级密钥则要经过多人签名授权。通常可以使用一个更高级别的安全模块完成授权。不要将密钥存于它处，如外部EEPROM。如果系统使用独立的安全处理器和应急处理器，应将密钥保存在安全处理器内，以免攻击者从线路板的通信数据中窃取密钥。攻击者可能打开IC封装，从MCU的存储器中寻找重要信息，使用唯一密钥或非对称加密很有必要。
五、结语
国家发改委、国家能源局明确了智能电网的定义和发展智能电网的重要意义。智能电网对实现我国能源生产、消费、技术革新有只要意义，是发展新能源技术的重要基础。智能电网有利于进一步提高电网技术惠普，实现能源生产和消费的增益调配，科学合理利用，从而构建起新型现代能源保障体系，使能源科技和装备水平获得全面提升。
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1.1电网设备高精建模与渲染
为了更精确的对电网设备进行三维可视化表达，根据杆塔和变电站设备的竣工图纸进行1:1高精建模。杆塔建模主要需要杆塔明细表、杆塔结构图、基础配置表等资料，绝缘子建模主要需要绝缘子设备图，变电站建模主要需要总平面布置图、电气主接线图、各电压等级配电装置间隔断面图、一次电气设备厂家资料及建筑图纸。设备三维建模的格式是当前主流的dwg及3ds格式，通过格式转换成为三维全景智能电网技术所能支持的格式后在系统中进行三维渲染，达到逼真的展示效果。
1.2电网业务数据一体化整合
为解决国网甘肃省电力公司各部门之间业务数据相互孤立的状态，通过建立“数据中心”的方式对省公司现有各个业务系统的数据进行整合，并在统一平台下进行查询统计，以消除“信息孤岛”，实现数据共享。首先，对现有各个业务系统的数据进行分析，梳理出需要进行共享的业务数据清单。其次，通过数据抽取服务器将现有业务系统数据抽取到数据中心，或者现有业务系统将数据推送到数据中心实现业务数据一体化整合。为提高数据访问的效率及系统稳定性，数据中心服务器通过OracleRac进行双机热备。
1.3空间信息与业务数据高度融合
传统的业务数据在信息系统中主要以表格和文字的形式进行表达，在数据的空间性和直观性上比较欠缺。而三维全景智能电网技术通过建立电网空间信息与业务数据的关联关系，实现二者之间的高度融合和“所见即所得”，在宏观场景下，可以直观地查看所有电网工程的空间位置，并查看其业务信息；在微观场景下，通过点击电网设备的高精度三维模型，可以查询与之对应的所有业务信息。真正实现了“可视化工作”和“直观管理”。
2电网规划与建设一体化应用
三维全景智能电网技术作为一种直观反映空间对象位置、关系及业务信息的技术手段，通过在甘肃电网信息化中的应用，建立“甘肃电网三维数字化工作平台”(以下简称“平台”)，可以实现对甘肃电网规划与建设的一体化管理。一方面，通过采购高清卫星影像覆盖甘肃全省，构建甘肃全省的三维地形地貌。在宏观场景下，可以看到全省110kV及以上网架结构，在微观场景下对全省330kV及以上的变电站和线路进行1:1真实建模，从而实现甘肃电网从宏观到微观的全景展示。另一方面，通过空间信息与业务数据高度融合技术，在平台上整合甘肃省电力公司现有业务系统及信息资源，建成一个立体、直观、统一的一体化业务平台，服务于电网规划建设全过程。因此通过三维全景智能电网技术的应用及平台的构建，能大大提高电网规划建设的工作效率、管理水平及决策水平。
3结论与展望
3.1结论
通过三维全景智能电网技术在甘肃电网信息化中的研究与应用，可产生以下应用效益：
(1)整合全网资源，实时信息共享，循环增值通过在统一平台下对全网信息资源进行整合，大大提高了数据在全网的共享性，同时可形成无形的经验数据和资源积累，为后续工作提供借鉴，支持再创新。
(2)融入公司业务流程，服从统一权限管理平台与省公司门户网站集成，实现与省公司门户集成，按照省公司统一的角色权限配置机制分配权限，纳入省公司一体化管理流程。
(3)实现数据管理模式变革性创新通过电网业务数据的一体化整合，将重点关心数据在统一平台下进行集约化、规范化管理，由审批式管理过渡至权限式管理，由节点式管理过渡至扁平化的网状管理。
(4)全新管理模式，树立省公司发展新形象通过三维可视化与各类业务数据的高度融合，服务于甘肃电网主营业务的全过程，面对甘肃电网快速发展及日益增长的电网信息，提供一种全新的管理手段及信息支撑，也成为树立省公司发展新形象的窗口。
3.2展望
为进一步纵深推进甘肃电网业务应用与管理提升，从以下几方面对三维全景智能电网技术的研究与应用进行展望。
(1)提升基础数据精度，构建完备电网架构甘肃省作为疆电外送、酒泉风电基地能源外送的核心走廊，对电网精细化管理要求更高，同时，陇南和天水为灾害多发区，在规划及应急等方面需要更高精度的基础地理数据作为支撑。因此可以在现有2.5m分辨率卫星影像基础上，进一步充实全省更高精度(优于0.5m分辨率)的航飞影像数据。同时，可以将35kV及以上网架坐标也纳入到平台，用典型模型进行展示，建成完备的甘肃全境网络架构，进一步加强对全省电力设施的全面展现和统筹管理能力。
(2)提升业务应用的深度，拓展业务辐射范围一方面，可以以规划为试点，逐步提升业务应用深度，更好发挥三维智能电网技术在应用中的实用性；另一方面，在现有“电网业务数据一体化整合”的基础上，进一步拓展业务数据整合的范围，提供更全面的业务管理手段及决策支撑。
篇6
“能源互联网”的需求推动力源于能源供需矛盾和新型可再生能源的出现。其追求的目标是充分利用新技术优势，对不同的供能环节进行整体优化，形成一体化的社会综合能源供用体系，即“能源互联”系统，通过对能源的产生、传输、分配、转换、存储、消费等环节进行整体协调控制，通过整体优化提高能源的利用效率，并通过不同能源间的“替代和转化”提高可再生能源应用比例。电能的方便传输和易于使用的特点使其在能源整体化应用中，将扮演纽带作用。能源互联网的需求推动作用可以归结为以下2个方面。（1）供需互动的需求。在电力系统中，分布式电源、三联供机组、电动汽车、储能装置、可控负荷、智能建筑大量出现，电网内将出现越来越多的“发用电联合体”（Prosumer）。它们的出现使能量的流动方向由单向向“双向互动、互联”转换，相对传统负荷它们具有更多的智能特性，不但可以受控，而且可以主动提供能量，在能源整体控制过程中可以作为局部的“虚拟发电厂”参与能源调度控制。信息化的进步和“智能负荷”以及“发用电联合体”的出现也给负荷主动参与提高能源整体使用效率提供了新手段，新型负荷的互动控制和主动供电能力，可以减小和补充系统备用，提高能源系统整体效率。（2）能源间的替代转化需求。社会对能源的需求是多样的，除用电需求外还有供热、制冷等需求，这些不同能源需求的变化会影响能源的供应平衡。各种新能源技术的发展，能源供应种类向多样性发展（电、天然气、风能、生物质能等绿色可再生能源）。“多种能源”在满足“不同能源需求”过程中，将会出现不同种类能源间的替代与转化需求。以风电为代表的可再生能源在国内发展迅速，但是，由于当前技术条件限制，风电在用电低谷及供暖季节存在较突出风电发用矛盾，弃风现象时有发生，一方面负荷需求旺盛，另一方面可再生能源却无处消纳。通过能源间的替代和转化可以实现不同种类能源负荷需求和供应间的联产、联供，从而使可再生能源如替换常规电能一样在其他能源供应领域发挥更大的作用，形成能源领域的“互联”和整体优化。这种能源互联系统可以综合考虑能源供给成本及其特性，在满足能源需求的前提下，优化能源供给，满足使用成本或者污染排放最低等优化目标。信息技术的进步，互联网改变了当代社会人们的生活方式。电力及能源领域信息化程度的提高，也为能源跨领域的集约化供给提供了契机。不同能源领域以及用户信息的互联互通，能够更加便捷地了解当前能源的供给与消费情况。发挥能源间互补优势、充分利用可控负荷资源，对能源供应与消费体系进行整体优化，可以改善能源供用结构、推进能源使用效率整体提高。
2能源互联网技术框架分析
2.1能源互联网构成
构建“能源互联网”的主要目的是优化能源结构（更多应用新能源）、提高能源效率（发挥不同能源优势和新型负荷的技术优势），从而改善用户体验。优化能源互联网资源，首先需要确认能源互联网构成要素，界定优化范围。根据文献[1]和[2]描述，结合智能电网研究成果，图1描述了能源互联网总体构成：电、供热及供冷等形式的能源输入通过与信息等支撑系统有机融合，构成协同工作的现代“综合能源供给系统”。该系统内多种能源（化石能源、可再生能源）通过电、冷、热和储能等形式之间的协调调度供给，达到能源高效利用、满足用户多种能源应用需求、提高社会供能可靠性和安全性等目的；同时，通过多种能源系统的整体协调，还有助于消除能源供应瓶颈，提高各能源设备利用效率。不同能源对环境的影响不同，传统能源供应体系中，特定能源已经形成了相对稳定的消费市场，比如石油主要用于交通、化工、发电等行业；天然气则主要于日常生活、供热、发电、交通等领域。可再生能源目前几乎全部用来发电。一次能源长期以来形成了自身的产业链条，不同种类能源间互相补充空间有限。但是，电能可以充当不同能源间的桥梁。目前可再生能源绝大部分转化为电能。如果通过电能用绿色可再生能源替换其他高污染一次能源，可以提高能源消费的整体环境友好程度。要实现这种能源的优化供给需要具备几个条件：①要具备不同种类能源间的（供求关系等）信息互通；②要具备能源输出互相替代的必要技术手段，即通过电能能够满足被替代能源消费主体的需求；③要能够给能源消费者清晰、及时的引导信号，吸引能源消费主体参与能源消费优化配置。具备以上条件，配合必要的技术手段，最终实现社会能源的整体优化利用。实现这一目标可以通过技术手段构建“能源互联网”。
2.2能源互联网技术框架
为了达到上述整体优化目标，在明确能源“互联”范围基础上，需要进一步研究合理的能源互联网技术框架，应用先进技术发挥多种能源与用户互联、互动的整体优势。这种能源互联网技术框架设计的唯一目的是发挥技术优势，从技术角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市场和技术条件限制的前提下，设计满足上述条件的能源互联网技术框架模型，如图2所示。图2所示“能源互联网技术框架”包括“市场环境”、“能源供给、转化和消费”、“信息支持”以及“调度控制”4个部分。市场环境包括能源供给侧市场和能源需求侧市场。其中，能源供给侧市场负责不同种类能源的市场价格信号，调节市场能源供应结构（可以在这个环节使用价格信号或补贴鼓励使用清洁能源，减小环境污染）；能源需求侧市场负责吸引可控负荷和具有反向送电（或其他能源形式）的“发用电联合体”参与需求侧调度控制的价格或其他激励信号，以鼓励负荷参与需求侧响应。能源供给、转化及消费是能源互联网中的能源流，也是整个技术框架的最终优化协调对象。多种能源发出的电、热、冷等能量形式通过输电电网、管网或者运输通道最终抵达用户侧，满足用户的用能需求。能源互联网框架在以上基础上，加强了对分布式电源和微电网的支持，同时应用各种储能以及电转化为气体等技术，结合信息共享和多种能源的成本对比，以电能为中心实现有目标（优化或降低污染、提高清洁能源比例等）的多种能源间的替代和转换。消费环节除了包括传统用户还增加了智能可控用户以及可以反向供能的发用电联合体等。信息共享支持是整个技术框架中的信息流。“高速、可靠和安全”的未来信息网络技术是实现能源互联网技术框架下大量数据采集、传输、分析再到优化计算的基础条件。在信息技术支持下，为保障整个能源框架的安全优化运行，需要设置必要的运营管理机构，对能源进行集中调度管理，这种调度管理可以采用与外部市场环境相适应的商业运营模式并根据能源管理范围进行分级设计。同时针对用户侧可控负荷和具有发电及其他供能（供热、制冷等）能力的“发用电联合体”在自愿的前提下可以直接参与或通过“负荷调度控制”，应用“虚拟发电厂”技术参与能源互联网的调度控制。这种基于信息共享的通过能源整体调度控制实现能源的整体优化利用是能源互联网技术框架的核心内容。
2.3能源互联网优化控制概念模型
在上述能源互联网技术框架内能源消费有如下特性。（1）能源供应能够“互联”。能源互联网技术框架下不同能源间可以相互支持以及一定程度上的替代转换。这种互联可以通过控制系统实现面向用户最终需求的“应用转化”，也可以直接通过能源间的转换与替代实现。（2）能源互联后不影响用户的使用。方便用户安全高效使用，原来互相割裂的能源供应“互联”后应提升用户体验，不影响用户的正常使用。（3）能源互联后能够优化。能源互联网技术框架下的能源供应应该比“互联”之前有更高的效率。可见，能源互联网是一个以对能源进行整体优化为目标的复杂能源供用系统，为了实现整体优化的目的，需要建立相应的优化模型。综上所述，不同种类能源消费行为的成本是变动的，同时，不同种类能源供应对环境的影响不同。再考虑到新型负荷的可控性，建立如下能源互联网优化模型。以上模型的物理意义是在满足能源总供给与需求之间平衡和能源与供给消费约束的前提下，追求能源供应总成本最低或者污染排放最小等优化目标。能源互联网的优化模型根据不同市场运营规则细节上将有所不同，这里讨论的优化模型是对能源互联网技术框架的一种目的性描述，求解该模型需要确定不同能源的成本函数和其他约束条件，这些约束条件与具体的能源互联网运营规则和物理环境密切相关。
3能源互联网研究现状
上述“能源互联网”技术框架是对未来能源整体供用体系的概念性设想，关于未来的能源发展，国内外普遍开展了基于先进信息通信技术的包含能源互动思想（包含能源间的转化和替代）的相关研究。除了文献[1]中关于“能源互联网”的设想外，美国各大研究机构和高校都在进行相关研究。在用户互动方面，美国在需求侧响应方面已经进入实际应用阶段，电网中出现了专职的“调荷服务商”用于为电网提供负荷调度服务；能源的互联与转换方面，美国发电公司长期根据市场需要选择出售天然气与电力的比例。欧盟也在开展“智能能源的未来网络”（FINSENY）项目，研究将能源与信息的整合，汇集了能源和ICT（信息通信技术）行业的关键技术以确定智能能源系统对ICT的要求，从而提供创新性的能源解决方案以优化能源传输，改变人们的能源消费方式，减少CO2的排放，改善生活环境[3]。日本则在微网及分布式电源基础上致力于研究冠名为“电力路由器”的电能控制技术及相关装备[4]。在国内，关于未来能源供应技术的研究一直受到高度重视，国家电网公司明确“能源互联网”是未来的智能电网，智能电网是承载第三次工业革命的基础平台，对第三次工业革命具有全局性的推动作用。目前，国家电网公司已积极开展、部署相关研究工作。北京市科委组织了“第三次工业革命”和“能源互联网”专家研讨会，并启动了相关软课题研究，以期形成详细的能源互联网调研报告和路线图。中国能源发展目前面临总量供应（石油、天然气对外依存度高）、资源配置（能源与生产力分布不均衡）、能源效率（大量煤炭直接燃烧，整体能效偏低）、生态环境（土壤、水质、大气污染）四大问题。针对以上问题，可以采用增加清洁能源发电比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互联网技术框架统一配置能源资源，从能源供给和使用2个方面进行整体优化，基于信息共享建立必要的市场调节机制，优化引导能源的开发和使用，最终实现增加清洁能源发电比例、提高能源效率，以电能为中心统一优化配置能源资源；使能源发展方式由消耗型向可持续、可再生和更环保的发展轨迹过渡；实现能源供应安全、清洁、环保与友好地发展[5-11]。
4结语
篇7
关键词：智能电网；需求侧管理；意义
中图分类号：U665.12文献标识码： A 文章编号：
引言
随着当前电力市场化改革的不断推进、全球气候变化加剧，用户对电能质量要求逐步提升，传统电网已经难以支撑如此多的发展要求。为了实现电网的升级换代，以美国和欧洲为代表的一些国家提出了发展智能电网的概念，智能电网具有自愈性、互动性的特点，从而提升电力网的安全运行水平。另外智能电网具有很好的电网兼容性和集成性，智能电网是未来电网发展的趋势，因此，对智能电网技术的研究具有重大的理论意义和实际价值。
1、智能电网概述
1.1智能电网的含义
⑴以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
⑵它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保要求、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
1.2智能电网的特点
⑴自愈和自适应。实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
⑵安全可靠。更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应。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、设备和电网的安全。
⑶经济高效。优化资源配置，提高设备传输容量和利用率；在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口；支持电力市场竞争的要求，实行动态的浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。
⑷兼容。既能适应大电源的集中接入，也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
⑸与用户友好互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，从而提升电力系统的安全运行水平。
2、智能电网的关键技术
2.1坚强、灵活的网络拓扑
坚强、灵活的电网结构是未来智能电网的基础。我国能源分布与生产力布局很不平衡，为了缓解此现状所带来的不利影响，我国制定了“西电东送”的政策，并开展了特高压联网工程、直流联网工程、点对点或点对网送电等工程的实施建设。如何进一步优化特高压和各级电网规划成为需要解决的关键问题。随着电网规模的扩大、互联大电网的形成。电网的安全稳定性与脆弱性问题越来越突出，对主网架结构的规划设计要求也相应地提高了。只有灵活的电网结构才能应对冰灾、战争等突发灾害性事件对电网安全的影响。
2.2开放、标准、集成的通信系统
智能电网的发展对网络安全提出了更高的要求，智能电网需要具有实时监视和分析系统目前状态的能力：既包括识别故障早期征兆的预测能力，也包括对已经发生的扰动做出响应的能力，其监测范围将大范围扩展、全方位覆盖．为电网运行、综合管理等提供外延的应用支撑，而不仅局限于对电网装备的监测。
2.3高级读表体系和需求侧管理
智能电网的核心在于构建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，可对电网与用户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。所以电网的智能化首先需要电力供应机构精确得知用户的用电规律，从而对需求和供应有一个更好的平衡。因此目前国外推动智能电网建设，一般以构建高级量测体系为切人点。
2.4智能调度技术和广域防护系统
智能调度是智能电网建设中的重要环节，调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展，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驾驭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。调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系智能化调度的核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防。
2.5高级电力瞧子设备
电力电子设备可以实现电能质量的改善与控制，为用户提供电能质量满足其特定需求的电力，同时它们也是能量转换系统的关键部分，所以电力电子技术在发电、输电、配电和用电的全过程中均发挥着重要作用。现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术，包括可控硅并联电抗器、多功能固态开关、智能电子装置(IEDs)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、故障电流限制器(FCL)以及高乐直流输电(HVDC)所用装置和配网用的柔性输电系统装置(如SVC和D-Statcom)等。
2.6高级配电自动化
高级的配电自动化(ADA)将包含系统的监视与控制、配电系统管理功能和与用户的交互(如负荷管理、量测和实时定价等)。通过与智能电网的其他组成部分的协同运行，ADA既可改善系统监视、无功与电压管理、降低网损和提高资产使用率，也可辅助优化人员调度和维修作业安排等。
2.7可再生能源和分布式能源接入
分布式能源(DER)包括分布式发电和分布式储能，其中分布式发电技术包括：微型燃气轮机技术、燃料电池技术、太阳能光伏发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、海洋能发电技术、地热发电技术等；分布式储能装置包括蓄电池储能、超导储能和飞轮储能等。配电网中的DER由于靠近负荷中心，降低了对电网扩展的需要。并提高了供电可靠性，因此被广泛采用。
3、智能电网的建设发展意义
我国的智能电网研究起步相对较晚，从大电网和中低压电网2个角度同时切入，已经完全成熟并产业化的成果相对较少。但在很多方面的研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。
⑴伴随着我国社会经济的快速发展，电力消费增长十分迅速，满足电力需求的任务繁重。
⑵我国能源资源分布和经济发展的极不平衡，同时现有电网网架结构不够坚强，制约经济发展的影响很大。考虑我国电网建设的现状，在建设中国特色的智能电网生产中，应该参考欧美国家的经验，制定出切实可行的路线和方案。
⑶要用智能电网的思维，审视未来电网的规划建设。随着中国经济社会高速发展电力需求日益增长，电网建设规模日趋扩大，电网负荷变动剧烈区域负荷不平衡，在实体电网建设过程中必须进行前瞻性的探索规划和构建，以长远的眼光来研究中国电网的发展。
⑷深化业已成熟的广域相量测量，数字化变电站、配电自动化、FACTS技术的应用。在用户侧推广应用AMI/AMR，实施分时电价、峰谷电价。
⑸考虑到我国能源资源分布和经济发展的不平衡性以及今后国家加大对不发达欠发达地区的政策性发展支持，国家必须加大骨干电网建设，尤其是特高压电网的建设，同时也要加强地区配电网的结构优化及升级，适应未来分布式电源微网的柔性连接。
4、结语
由于各个国家能源和用户分布以及电网情况各不相同，各国对智能电网的认识和理解并不统一，但利用现代信息技术、控制技术实现电网的智能化已成为普遍的共识。发展智能电网是一项长期的系统性工程，需要有相应的政策法规密切配合，还必须兼顾与现有系统的集成。智能电网的利益相关者主要是国家、电网公司、用户、发电商、设备制造商等。国家对能源、电网的期望是节能减排，提高能源利用效率。电网公司主要关注电网运营的安全性、可靠性和经济性。用户关注电费支出和用电可靠性。因此智能电网的目标是提高电网运营的安全性、可靠性和经济性，降低用户电费支出，提高能源利用效率，实现节能减排。
参考文献：
[1]张文亮，刘壮志，工明俊，等，智能电网的研究进展及发展趋势[J]，电网技术，2009
篇8
关键词：电网；智能电网；智能电网监控系统
1.智能电网的发展情况
最近几年，智能电网一直都是学术界探讨的话题。构建智能电网也成为了众多国内外学者研究的方向。随着社会的进步，科技的发展，电网将往更加智能、可靠、稳定、安全、高效、方便、绿色环保的方向发展，构建智能电网将成为未来解决新能源、和其他可再生资源、各地方供电系统接入总系统的有效措施。随着这几年，国家对智能电网研究的深入，以及在计算机应用技术取得飞快的进步，计算机在电网中的应用和实时控制系统在电网中的应用都慢慢的在普及等因素为电网监控系统的发展提供有力的支撑。
针对智能电网技术，西方国家已经构成庞大的研究组织。他们的研究内容主要涉及了发电、输电、和如何售点等内容。外国的许多电力公司也正在加大步伐的开展智能电网的研究，他们通过把技术与企业的实体业务相结合的渠道。可以使之智能电网合理、高效的应用与企业生产和经营过程中。我国目前正处在研究智能电网的初步阶段，但是作为后起之秀的中国也正在加大力度建设特高电压网，深化电力体制改革。
2.智能电网的主要性能
以物理电网为底层，以通信技术为理论支持，将21世纪最新的传感技术，先进的信息传输技术、自动化技术和电力工程技术、网络技术、通信技术等结合成一体的技术叫做智能电网。智能电网与物理电网高度集成在一起，从而让电网操作与控制智能化，智能电网具有一定的灵活性，智能电网将各级电网连接在同一网络中，从而让各个电网可以同步运行，完全自动化。
（1）电网具有较强的灵活性 电网的智能化很高，即使在供电网络出现很大的故障或者出现一些紧急状况时，电网仍然可以保持负载电荷量的稳定，不影响供电情况。智能电网有很好的可变性，协调运行能力强，在以一些极端的环境下甚至出现一些可恢复性的外力破坏的情况下，电网仍然可以稳定、安全的工作。智能电网有很强的灵活性，信息采集可以双向进行，信息共享能力强。
（2）电网具有较强的自我恢复能力 在无人监控，无人操作的情况下，电网需要具备智能化，才能保证设备在遇到一些紧急情况下能够进行自我处理，保证后续工作的持续进行。电网具有实时的监控能力、网络可以随时在线、可以持续的记录电网的运行状态和自我诊断自我处理紧急事件的能力。
（3）兼容性好 系统面向外界开放、可以兼容不同的系统、可以满足在不同的平台使用，且操作简单，维护方便。可以方便的在电网系统里面开发新的功能或者插件，移植功能或者一些可再生的资源方便简单。能够实现和用户及时分享信息，可以各类用户进行有效的互动，满足不同用户的电力需求，并可以为客户气功其他附加功能的服务。
（4）完全系数高和稳定性好 电网的供电的可靠性在一定程度上都依赖于电网是否具有高的完全系数和稳定性是否比较强。电网下面的各级设备紧密联系在一起，彼此连接成一个整体，这些设备可以相互协调，提前预防一些紧急情况的发生，而且具备把故障的严重程度控制在一定范围的能力，可以有效的避免一连串的大范围连锁反应的事故的发生。
（5）资源实现优化配置 现在，各类清洁能源（如太阳能、风能、水能等）都被逐渐的开发，且用于生产电能。我国的智能电网在逐步建成后，将慢慢落实搭建一个可靠的发电网络和送端网络，此时将会把各类清洁资源有效的整合在一起，这样子将会在很大程度上推进清洁能源的发展进程。除此之外，我国的国情是中西部、华中地区、华北地区和华南地区各个地区的资源分配都不均衡而且资源的利用率都不相同，因此，建设职能电网需要实现中国各个地区资源的优化配置，将资源多的地区的部分资源往中西部送，实现资源的最大利用率。
（6）智能电网自动化程度高 智能电网可以实现横向集成、纵向贯通将电网里面的各个系统有效可靠的结合在一起。智能电网可以实现电网在线分析、报警和在一定程度上的决策以及在预定的程序的控制下安排调控分类新型发书点技术设备的运行。
（7） 互动能力得到改善 通过智能电网平台，客户和电网可以实现人机交互，可以实现双向互动，可以在最大程度上了解用户的需求，为用户提供最好的电力服务。同时，智能电网可以综合智能电表、分时间段的电价政策以及提供电动摩托车的充电服务等不同类型的用电情况，提高多终端用电的效率。
3.智能电网监控系统的用处
（1）科学配电 在电网监控系统的基础上，可以实时的看到各个用电客户的用电情况，通过软件程序对这些数据进行采集分析，是电网的配电达到最优化
（2）实时监控系统中出现的问题 通过对电网中的设备进行随时随地的监控，对线路的传输情况进行跟踪，可以预防故障的发生，提前做好防范措施。提高电网的安全性。
参考文献
[1] 余贻鑫.面向 21 世纪的智能配电网[J].南方电网技术研究，2006，2（6）：14-16.
[2] 陈树勇，宋书芳，李兰欣等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009，33（8）：1-4.
篇9
在图1中，如果一次传感器不需要一次变换器，而是依靠光纤传输系统即可将光测量信息输出，即依据光学原理传感，那么，此类电子互感器划分和归属于无源型电子互感器。相反，如果一次变换器是在整个信息传输过程中需要一次电源供电，并且是由电子部件构成的，那么此类电子互感器则划分和归属于有源型电子互感器。[2]
2电子互感器在智能电网中的使用情况分析研究
电子互感器生产使用技术的日臻成熟和完善，使得电子式互感技术在不同类型的电压等级变电站中得到极大的认可和广泛的投入运行。电子互感器在几年之前已经投入运用到110kV以下的变电站中；在220kV以上的变电站中，已经逐步实现了由常规互感器和电子互感器比列挂网运行转移过渡到电子互感器单独运行的使用模式。例如已经投入运行的江苏西泾220kV智能变电站、吉林长南500kV智能变电站、陕西延安750kV智能变电站等试运行变电站中都采用了各种类型相结合的电子互感器。目前，我国已经投入运行使用的电子互感器与GIS设备结合安装使用的类型有如下几种。(1）将有源型电子电流互感器与隔离开关组合安装应用。具体实施步骤是将电子式电流互感器安装在隔离开关的底座上，这样就由隔离开关来承受电子互感器的重量。此种组合安装使用方式能够在很大程度上压缩减小配电装置的间隔纵向尺寸，因而能够减少变电站的面积。(2）将有源型电子电流互感器安装在GIS组合器的SF6气室内；有源型电子互感器采用悬挂安装的方式，并将电子互感器与高压电极相链接使用。(3）有源型电子式电流互感器、电子电压互感器组合设备布置安装于GIS高压气室内部。(4）全纤电子电流互感器与GIS组合安装，将电子互感器套于GIS外部，安装简单，不改变GIS结构；或者将电子互感器安装于GIS高压气室外部连接处密封。当前我国已投入运行的电子互感器主要应用于电压等级在110kv以上的。截止到2011年，我国国家电网统计共投入运行电子互感器2040台左右，在所有的已经投入运行的互感器比例中占0.48%。其中，电子式电压互感器有400台左右，电子式电流互感器有1360台左右。[3]当前的电子式电流互感器主要以有源型为主，占据整个电子式电流互感器的80%，只有不足20%的是无源型，而电子式电压互感器则基本上都以有源型为主。
3电子互感器在智能电网运用中出现的问题
国家电网对于电压等级在110kv以上的电子互感器运行情况调查与研究显示，各类电子互感器在运行过程中出现的问题表现在以下几个方面。(1）电子式电压互感器。据统我国智能电网的统计资料显示，电子式电压互感器共发生故障52台次，其中，电压等级为66kV的电子互感器发生故障为1台次，110kV电压等级17台次，220kV电压等级2台次，800kV等级32台次（均为直流系统），电压等级越高，电子互感器的故障发生率也越高。(2）电子式电流互感器。据统计资料显示，国家电网公司系统内电子式电流互感器共发生故障141台次，其中，电压等级为66kV的电子式电流互感器发生故障2台次，110kV电压等级67台次，220kV电压等级11台次，500kV等级61台次（均为直流系统）。[4]
4电子互感器在智能电网应用过程中所出现的问题分析
电子互感器在智能电网应用方面技术尚不成熟，当前，电子式电压互感器与电流互感器相比，在技术应用方面，存在着技术成熟度较低的问题；小电流测量时的信噪比较低的问题；存在着Verdet常数的补偿问题；全纤电流互感器存在着光纤器件的非理想偏振特性问题；电容分压型的电子式电压互感器容易受到外界空间杂散电容对于电压分压比的干扰等问题。电子互感器的入网管理不到位，针对电子式的互感器存在着实验方法和实验项目不完善的问题，所设立的检验项目针对性不高；电子互感器由于投入运行时间短、设备少，因而目前还没有出台相关的技术使用规范用于指导电子互感器设备的技术评价、电子互感器设备的状态特征信息的获得、电子互感器设备的检修和保养维护工作，所以管理运行较为困难。
5结语
篇10
【关键词】 分组传送网 智能电网 电力通信
前言：新型的现代电力系统复杂，在处理繁杂的业务的同时，还要兼顾对发电厂、变电站的管理，智能化的电站控制都是基于互联网进行的。随着国家电网进行智能化改造的深入，电力通信技术开始以互联网为基础，数据宽带为媒介，开展了大量的IP业务。智能电网的通信需接入专用的电力通信网络端口，使用大量的网络带宽资源，无形之中为电力通信使用的网络带来一定的压力，建立更高带宽利用率、信息传输速度快而稳定、不易出现线路阻滞的电力系统通信网络成为当下智能电网的着眼点。
一、电力通信网的发展和使用现状
电力通信网络的使用要求，需要使承载电力信息传输的通信网既具备传统互联网使用的固定流量通信管道的特点，又需要能根据传输信息的流量大小调整管道传输速率的弹性调整能力。
智能电网通过对发电环节、电路传输系统、电力分配设施、电力供应设施的全方位监控，以数字化的形式将电网运行状态呈现出来，通过对数据的整理、计算，进行对电网进行调整。由此可见，网络传输在智能化电网的正常运行中起到至关重要的作用。
分组传送技术是随着智能化电网逐步推进，相伴而生的。智能化电力系统的工作中，需要完成大量的通信工作，智能化电网的控制中计算机、电网调度联系、现场的声音图像传输、视频会议、实时监控都需要使用传输网络。这要求智能电网的通信网具备带宽大、稳定不间断的特性。传统的网络通信，采用TDM网络连接技术，传输速度慢，不利于电网控制中心对电网的调控，影响用电安全，阻碍电力企业的发展。智能化电网使用的电力通信网络应能根据不同业务占用网络带宽大小，进行弹性调整，保证网络带宽满足业务要求，保证视频信号或电话信号等的通信质量，这是传统民用互联网难以做到的。
二、分组传送网技术的发展历程
2.1分组传送网技术特性
分组传送网技术是通过融合传统民用网络技术和现代电子信息技术，适应电力系统多元化业务的新型网络。分组传送网技术能完成对网络业务的自动分配，同时兼具IP网络的特点，便于拓展维护，接入简单，能够对分组传送网使用QoS。分组传送网技术的信息传输效率高，安全性好，能够方便的进行升级维护。
2.2 PTN分组传送网架构
分组传送网技术的网络分为四个层次：通道层为使用者提供点对点的直接连接，将业务内容转换为数据，实现信息迅速传输；高阶段通道层能够提供最大的带宽流量，为智能电网的调整指令和监控信息的传输提供基础；复用段层负责保证分组传送网连接的平顺、稳定，再生段层负责传送bits流，同时能够检查分组传送网络的连接状态，以便技术人员对故障进行及时维护。
三、智能电网应用分组传送网技术的优势
智能化电网在电网的运行过程中，采用分组化的建设思想，对智能化电网的控制依靠分组传送网进行。PTN网络能够实现管理信息在不同控制端的传输，提升控制指令的部署效率，减少70%以上的错误警报。通过使用TCAT网络维护工具，能够针对不同的传输需求，调整分组传送网的带宽，降低电网维护难度，减少维护成本。
SDH固定传输通道结合PTN弹性传输通道，能够解决以往难以攻克的在线故障检测、网络传输速度慢、配电指令丢失等问题，流畅高效的分组传送网络为智能化电网的电力调控工作带来了极大的便利。
结论：智能化电网的发展，需要配合高效稳定的信息传输网络，以便实现对电力系统的准确控制，以满足企业生产、居民生活的用电需求。分组传送网技术降低了智能化电网的使用成本，提升了电网信息的传输效率和控制人员的工作效率，分组传送网技术作为融合传统网络通信技术与新型弹性网络通信技术的最优解，为智能化电网分组化的建设模式提供了基础。
参 考 文 献
[1]周彦华.PTN技术是支撑智能电网的理想信息通信平台[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2011，S1（23）：112-118.
