智能電網(wǎng)的“增量效益”與新變化

當(dāng)前，發(fā)展智能電網(wǎng)已經(jīng)成為全球電力工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的共同選擇，我國(guó)也已進(jìn)入了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的全面建設(shè)階段。

由于多種新技術(shù)、新對(duì)象和新機(jī)制的引入，智能電網(wǎng)對(duì)未來電網(wǎng)安全將產(chǎn)生重要影響。相比傳統(tǒng)電網(wǎng)的安全可靠性水平和特征，智能電網(wǎng)的影響可以歸納為“兩大增量效益，一大新變化”。

增量效益一：

提升大電網(wǎng)安全水平

避免大停電事故是電網(wǎng)安全問題的核心，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，大停電事故的影響也愈發(fā)嚴(yán)重。通過智能電網(wǎng)技術(shù)，可從多個(gè)環(huán)節(jié)提升大電網(wǎng)的安全水平，并帶來諸多效益。

一是能夠?qū)崿F(xiàn)安全關(guān)口前移，降低事故概率。與以往電力設(shè)備定期檢修和故障后被動(dòng)搶修有很大不同，智能電網(wǎng)注重提高對(duì)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防預(yù)控能力。通過建設(shè)輸變電狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能變電站，整合關(guān)鍵區(qū)域的地理及氣候等信息系統(tǒng)，引入先進(jìn)的狀態(tài)檢修機(jī)制，智能電網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控可能誘發(fā)系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)因素，主動(dòng)排除安全隱患，從而夯實(shí)電網(wǎng)安全基礎(chǔ)，降低事故概率。

二是能夠大幅提高安全運(yùn)行控制能力和精益化程度。智能電網(wǎng)通過整合能量管理系統(tǒng)(EMS)和先進(jìn)的廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)的數(shù)據(jù)，應(yīng)用先進(jìn)信息通信與高性能計(jì)算技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全動(dòng)態(tài)評(píng)估、在線仿真決策等高級(jí)應(yīng)用功能。相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠監(jiān)測(cè)到更多的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)“細(xì)節(jié)”，從而能夠更快、更準(zhǔn)確地處理系統(tǒng)故障，這不僅能夠有效降低系統(tǒng)發(fā)生連鎖故障的風(fēng)險(xiǎn)，還有助于提高線路輸送能力和避免過切負(fù)荷等問題。

三是能夠應(yīng)對(duì)可再生能源快速發(fā)展帶來的安全壓力。風(fēng)電、太陽能的間歇性特征以及大面積脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)是影響未來電網(wǎng)安全運(yùn)行的兩個(gè)突出問題。相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠更好應(yīng)對(duì)可再生能源發(fā)展帶來的安全問題。首先，通過推廣應(yīng)用風(fēng)電與太陽能功率預(yù)測(cè)技術(shù)、電網(wǎng)友好型并網(wǎng)技術(shù)等，有利于降低風(fēng)電與太陽能發(fā)電發(fā)生大面積脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行調(diào)節(jié)特性也將顯著改觀。其次，通過實(shí)現(xiàn)多類電源與大型儲(chǔ)能電站的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，充分挖掘需求響應(yīng)、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車等用戶側(cè)的潛力，能夠大幅提高系統(tǒng)調(diào)峰能力，更好地滿足可再生能源發(fā)展需要。

增量效益二：

大幅提高配電網(wǎng)的

供電可靠性與電能質(zhì)量

我國(guó)電網(wǎng)“兩頭薄弱”問題較為突出，尤其是中小城市和農(nóng)村配電網(wǎng)的可靠性目前低于國(guó)際先進(jìn)水平，進(jìn)一步提升空間很大。智能電網(wǎng)在提高配電網(wǎng)可靠性與電能質(zhì)量方面將發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用。

一是能夠大幅度提高配電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)防控與自愈能力。傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低，故障后大多是由人工查找原因和恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)，故障定位與恢復(fù)供電時(shí)間較長(zhǎng)。智能電網(wǎng)通過構(gòu)建配電自動(dòng)化系統(tǒng)，一方面能夠?qū)﹃P(guān)鍵配電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備隱患時(shí)，主動(dòng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，隔離存在風(fēng)險(xiǎn)的故障，不會(huì)影響供電;另一方面，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過整合地理信息，能夠?qū)崿F(xiàn)故障的快速定位與隔離，處理故障效率有顯著提升。

二是能夠提供更高質(zhì)量與更靈活的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)通過對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和管理，能夠很大程度避免出現(xiàn)電壓、頻率不合格與諧波污染等問題。進(jìn)一步通過引入定制電力技術(shù)和相應(yīng)的市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制，還能夠根據(jù)不同用戶對(duì)電能質(zhì)量的差異化需求，提供更靈活的電能質(zhì)量服務(wù)。

三是能夠利用分布式電源/儲(chǔ)能、微電網(wǎng)等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)互補(bǔ)供電，取得更高的安全可靠性。智能電網(wǎng)將推動(dòng)分布式電源/儲(chǔ)能、微電網(wǎng)在配電側(cè)的發(fā)展和應(yīng)用，用戶的電力供應(yīng)來源更趨多元化，配電網(wǎng)也將獲得更多本地分布式電源的支撐。通過實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)與分布式電源/微電網(wǎng)的互為補(bǔ)充和友好互動(dòng)，一方面能夠?yàn)橛脩籼峁└叩墓╇娍煽啃?，另一方面也能在故障后幫助大電網(wǎng)更快的恢復(fù)供電。

新變化：

信息安全逐步成為

電網(wǎng)安全的重點(diǎn)防范領(lǐng)域

傳統(tǒng)電網(wǎng)模式下，電網(wǎng)的信息通信系統(tǒng)與外部互動(dòng)程度低，對(duì)于電網(wǎng)安全的影響較小。隨著智能電網(wǎng)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等更多先進(jìn)信息通信技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行控制的自動(dòng)化程度和互動(dòng)化程度都將顯著提升，這都使得電網(wǎng)的信息安全問題變得更為重要和突出。

目前智能電網(wǎng)的信息安全已經(jīng)引起各國(guó)高度重視。北美電力可靠性委員會(huì)(NERC)專門制定了用于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施信息安全防護(hù)的CIP系列標(biāo)準(zhǔn)，并由美國(guó)聯(lián)邦監(jiān)管委員會(huì)(FERC)于2009年批準(zhǔn)成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。作為美國(guó)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的牽頭結(jié)構(gòu)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(NIST)在2010年2月出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全策略和要求》。2011年6月，英國(guó)政府也發(fā)布了《英國(guó)智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全》報(bào)告，強(qiáng)調(diào)了建立統(tǒng)一的智能電網(wǎng)信息安全的重要性。

總體來看，目前各國(guó)都十分關(guān)注智能電網(wǎng)信息安全問題，加快了防護(hù)體系及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè)步伐。我國(guó)有必要超前考慮智能電網(wǎng)中的信息安全問題，結(jié)合智能電網(wǎng)發(fā)展需要，提高信息安全技術(shù)支撐能力，完善相關(guān)管理制度，加快制訂我國(guó)的智能電網(wǎng)信息安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系，避免由于信息安全問題引發(fā)的大電網(wǎng)事故。