一文熟知智能電網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展形勢(shì)

1 前言

智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)進(jìn)行變革和發(fā)展的一個(gè)重要方向，智能電網(wǎng)的內(nèi)涵是區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的內(nèi)涵來定義的。智能電網(wǎng)指可及時(shí)獲得完整的電網(wǎng)信息，優(yōu)化社會(huì)能源配置，提高能源綜合投資及利用效益。對(duì)于未來電網(wǎng)的發(fā)展形勢(shì)，應(yīng)該具備運(yùn)用多種能源來進(jìn)行發(fā)電的能力。智能電網(wǎng)的應(yīng)用可以有效的減少輸電網(wǎng)的電能損耗，同時(shí)提高能源利用率和保護(hù)環(huán)境。

2 智能電網(wǎng)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1國外研究現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注，特別歐美發(fā)達(dá)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度比較快，對(duì)智能電網(wǎng)的研究比較早，直到今天，不僅形成了一整套基本完善的發(fā)展體系，并且在實(shí)踐中得到了很大程度的應(yīng)用。由于各國的實(shí)際情況不同，其智能電網(wǎng)建設(shè)的起因和關(guān)注點(diǎn)也存在不同，我們應(yīng)該有選擇的學(xué)習(xí)。歐洲大力開發(fā)清潔能源、可再生能源，電力需求趨于飽和后提高電能質(zhì)量和供電可靠性等需求。美國則是側(cè)重對(duì)智能電網(wǎng)的升級(jí)和發(fā)展，利用當(dāng)前有限的資源獲取更多益處。

2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

研究智能電網(wǎng)在我國起步較晚，目前為止還沒有從國家層面制定智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，不過在某方面的研究還是對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展起到了借鑒作用。華東電網(wǎng)公司建設(shè)智能電網(wǎng)呈現(xiàn)的特點(diǎn)為：規(guī)劃以自愈為目標(biāo)的智能電網(wǎng);實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度;新型材料和智能設(shè)備的全面使用;可再生能源的友好接入;實(shí)現(xiàn)與用戶的智能互動(dòng)。國家啟動(dòng)了多項(xiàng)863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，在“十一五”期間，在三大先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域設(shè)立重大項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目，包括：以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程，MW級(jí)并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)，太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范等項(xiàng)目。

3 智能電網(wǎng)技術(shù)分析 3.1智能通信技術(shù)

先進(jìn)的電網(wǎng)通信技術(shù)，是確保智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)要求實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析，以保證對(duì)故障的預(yù)測(cè)和對(duì)故障信號(hào)的及時(shí)響應(yīng)。通過采用智能電網(wǎng)通信技術(shù)，電網(wǎng)在其供電可靠性與連續(xù)性也得到了提升，也極大的提高了電力設(shè)備在利用方面的效率，從而保證電網(wǎng)的運(yùn)行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。

3.2 智能變電站技術(shù)

智能變電站技術(shù)是信息處理技術(shù)和計(jì)算監(jiān)控技術(shù)的有機(jī)融合。信息的高度共享、設(shè)備裝置的智能化以及控制的智能化是智能變電站最重要的技術(shù)特點(diǎn)。

智能變電站技術(shù)有以下三個(gè)特點(diǎn)： 3.2.1引入控制端

智能變電站技術(shù)引入了計(jì)算機(jī)終端，就像為變電站安裝一個(gè)具有豐富計(jì)算能力和傳導(dǎo)指揮能力的大腦。通過計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能有效降低突發(fā)事件引起的變電站故障，這對(duì)提升供電可靠性具有重要意義。

3.2.2 設(shè)備集成化及光纖技術(shù)的應(yīng)用

設(shè)備集成化是智能變電站技術(shù)的典型特點(diǎn)，通過光纖技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用，各控制層之間的信息通信速度得到了極大改善。此外光纖技術(shù)的應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各控制層的局域網(wǎng)管理。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，用于電能檢測(cè)、控制以及管理的設(shè)備也逐步集成化，在一定的區(qū)域內(nèi)就可以完成設(shè)備的控制，不僅節(jié)約了設(shè)備的占地空間，同時(shí)有效使設(shè)備的施工周期大大縮短，降低安裝成本，從而保證設(shè)備能夠盡早轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)。

3.2.3 實(shí)現(xiàn)局部或全局智能控制

實(shí)現(xiàn)局部或全局的智能控制是智能變電站的一大優(yōu)勢(shì)。光電技術(shù)的應(yīng)用就成為智能變電站的必然選擇。光電技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電流閉鎖裝置、電流互感器以及控制柜的智能化。隨著光電技術(shù)的應(yīng)用，在一次設(shè)備中就地控制柜就會(huì)演變成一個(gè)微型的GIS系統(tǒng)。通過在二次設(shè)備中裝置具有漏電閉鎖功能以及自動(dòng)控制功能的高壓電流閉鎖裝置和智能電流互感設(shè)備，就可以有效解決電網(wǎng)中一些細(xì)小故障不易發(fā)現(xiàn)的情況。

4 智能電網(wǎng)技術(shù)的未來展望

在不久的將來，智能電網(wǎng)的建設(shè)將對(duì)多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行覆蓋，智能電網(wǎng)的信息化也會(huì)在其中滲透。結(jié)合智能電網(wǎng)方面相關(guān)的技術(shù)資料，總結(jié)出智能電網(wǎng)未來發(fā)展的前景主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)智能電網(wǎng)控制;分布式能源的系統(tǒng)集成智能電網(wǎng)構(gòu)架;快速仿真決策智能電網(wǎng)技術(shù)以及基于知識(shí)的綜合決策支持的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

4.1 基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)智能電網(wǎng)控制

近年來，MAS系統(tǒng)使用越來越頻繁，MAS系統(tǒng)就是我們通常所說的多Agent系統(tǒng)。該系統(tǒng)伸縮性非常強(qiáng)，可有效的互聯(lián)和互操作遺留系統(tǒng)，因此，該系統(tǒng)可以最大限度的保護(hù)用戶資源。該MAS系統(tǒng)是在人工智能領(lǐng)域研究比較多的方向，其在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用前景也將越來越大。

4.2 分布式能源的系統(tǒng)集成智能電網(wǎng)構(gòu)架

分布式能源的三個(gè)重要組成部分分別是分布式儲(chǔ)能，分布式發(fā)電以及具有潛在功率產(chǎn)品價(jià)值的需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)資源。這三者同屬于用電范疇，具有非常大的聯(lián)系。例如：分布式發(fā)電與分布式儲(chǔ)能組成功能互補(bǔ)的微網(wǎng)，并可參與需求響應(yīng)資源的負(fù)荷響應(yīng)程序等。

4.3 快速仿真決策智能電網(wǎng)技術(shù)

基于事件響應(yīng)的快速仿真決策，既不同于傳統(tǒng)預(yù)防性控制的靜態(tài)安全分析和安全對(duì)策，也較基于PMU的廣域測(cè)量系統(tǒng)所組成的動(dòng)態(tài)安全評(píng)估有所發(fā)展，主要增加故障發(fā)展快速仿真的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)功能，為調(diào)度員提供緊急狀態(tài)下的決策支持。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，基于Agent的快速仿真決策是未來發(fā)展的重要方向。

4.4 基于知識(shí)的綜合決策支持的智能電網(wǎng)系統(tǒng)

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，需要面對(duì)的信息和數(shù)據(jù)量將不斷的增多，同時(shí)各信息和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)也將變得越來越密切，我們需要通過某種技術(shù)手段把這些數(shù)據(jù)和信息聯(lián)系起來。因此，如何將這些海量的同時(shí)具有關(guān)聯(lián)的信息實(shí)現(xiàn)會(huì)有效的調(diào)度和控制，將是未來研究的重要方向。通過實(shí)踐證明，智能電網(wǎng)能夠很好地獲得大量的信息和數(shù)據(jù)，并對(duì)這些信息和數(shù)據(jù)有很好的控制作用。而基于知識(shí)的綜合決策支持的智能電網(wǎng)系統(tǒng)能夠有效的解決這一問題，所以其發(fā)展前景非常大。

5 結(jié)束語

智能電網(wǎng)的不斷完善，其數(shù)目與規(guī)模都將不斷擴(kuò)大。電力工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的方向就是電網(wǎng)的智能化，電網(wǎng)智能化的發(fā)展，可以使再生能源的發(fā)展得到有效促進(jìn)，也是進(jìn)行節(jié)能減排的一項(xiàng)重要的內(nèi)容和手段。在當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)行中還存在一些問題，需要通過很多科技進(jìn)行綜合運(yùn)用，使電網(wǎng)的安全和可靠性能得到提高，使電網(wǎng)運(yùn)行的新形式得到推廣，使社會(huì)的發(fā)展更加和諧、穩(wěn)定、迅速，人們的生活方式和環(huán)境更加方便、安全。