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智能電網的定義范文1
0引言
智能電網是當今世界電力系統發展變革的最新動向，是節能減排、可持續和諧發展的必然要求。依托信息技術徹底改造現有的能源利用體系，改變電網的發展模式，提升電網的控制管理能力，密切電網與社會的關系，對于我國來說，具有重要的戰略意義。信息化是發展建設統一堅強智能電網的基礎和保障。對于智能電網而言，信息不僅是電網控制和電網企業管理的手段，而且更是引領了新的電網發展方向和發展模式，而信息集成是智能電網信息建設的主要基礎工作和關鍵技術。
1智能電網信息化概述
1．1智能電網
智能電網(Smart Grid)目前雖無明確統一的定義，但卻都有一個共通的基本思想，即智能電網是電網技術和智能信息網絡系統相結合的產物。智能電網需要在創建開放的系統和建立共享的信息模式的基礎上，整合系統中的數據，利用強大、高效的信息管理系統，提高電網的抗沖擊能力和自愈功能，優化電網的運行和管理，做到供用電工作的安全、經濟、可靠，進一步促進電網與社會的和諧、友好。
1．2智能電網信息技術特點
對電網企業而盲，信息流不再是電力流和業務流的輔助工具，而是電網企業的控制中樞和神經系統，是電力企業最有價值的資源。智能電網通過信息網絡采集和傳輸電網狀態信息和調度人員的命令信息，完成對電網的監控；通過及時連接的網絡互動，實現智能電網調度決策的智能化和調度指令執行的自動化，使電網具有較強的抵御風險能力和自愈功能，整體提高電網的綜合效率。
2智能電網的信息集成
2．1智能電網信息集成
信息集成需要解決的是企業經營活動所覆蓋區域內復雜的、分布的、異構的信息資源的交換、轉換、集成與共享。智能電網作為大型應用系統，進一步地對電網的各種生產運行信息和管理信息進行整合，并加強對電力業務的分析和優化，改變了傳統的基于有限的、時間滯后的信息進行電網管理的方式，對于信息集成的需求非常強烈。
2．2智能電網信息集成目標
電力企業在不同的發展時期，根據各業務部門的特定需要，分別安裝和開發了實現不同功能的應用系統。由于這些系統開發的時期和提供商不同，同時系統關心電力對象的不同方面、建模方法不同，使得這些應用系統成為相對孤立的“信息孤島”，不能與其他系統交換數據或在電網范圍內實現信息共享和集成。我國智能電網的實現不是要完全當前電網的運行模式，而是在傳統電網基礎上進行改進、發展和創新，因此，有必要分析當前電網信息集成存在的問題以及需要解決的問題(見表1)。
3智能電網信息集成平臺框架
智能電網中信息描述和信息共享都應通過統一的標準來實現。對整個系統的信息描述與訪問方法進行全面的定義和規范，滿足通信規約的統一和電網設備的互操作性特性，這是實現信息集成的基礎。要建設我國智能電網信息集成平臺，需要從以下幾個方面來研究。
3．1數據來源
智能電網數據主要是生產數據和管理數據。在技術層次上應重點關注生產運行相關數據采集和信息集成／共享，這些數據大多是實時的，變化頻率快；在集成層次上應建設調度綜合數據平臺，實現調度業務相關信息的共享，然后與生產業務數據集成，為數據分析和優化打下基礎，其中信息模型和數據標準的建立十分關鍵。
3．2信息集成架構
根據我國電網建設和發展情況，智能電網信息集成方式可在現有的結構方向上進行集成，即通過通信網絡實現國家級信息調度平臺、省級調度信息平臺、地市級調度信息平臺等的信息縱向集成，同時，在橫向上大中型區域電網可分層分區通過網絡連接，跨越地域，實現數據的統一建設、調用和分析。
3.2.1異構數據集成的目的是為了將不同的數據源數據整合在一起，給用戶提供一個透明的統一視圖。數據集成的核心是對不同的數據源數據的抽取、轉換和裝載(Extract、Transform、Load)。目前，比較主流的信息集成架構主要有以下幾種方式。
(1)基于傳統數據倉庫的集成架構。利用數據倉庫集成電力信息并實現數據挖掘，對于提高電網的服務水平有重要意義，同時對電網的規劃發展也提供了決策支持。但是，這種架構數據更新不頻繁，在反映實時信息的能力上存在不足。
(2)基于cORBA／DC0M的技術架構?；贑0RBA／DCoM集成方式的優點是相應規范和服務多。但是基本通信模式是C／S的同步請求／應答通信，系統間耦合程度低，跨平臺能力有限。
(3)基于Web Service的數據集成架構。Web Service是建立可相互操作的分布式應用程序新平臺，其特點是跨平臺調用和接口可機器識別，使用簡單對象訪問協議(SimpleObjectAccess Protocol，SOAP)作為服務調用協議。各種組件模型都可以將數據包裝成SOAP，通過SOAP進行相互調用。這正是電力信息集成技術未來的發展方向——面向服務的架構。智能電網信息集成中既有對實時信息的要求，也會存在著對歷史數據的再現和分析，所以應當綜合數據集成平臺和數據倉庫的方式形成智能電網的信息集成平臺。
3．2．2信息集成平臺
信息集成平臺在不同的應用系統之間實現信息共享與交換，它提供了分布式計算環境下的多層客戶／服務器模型以及具有跨平臺、跨網絡的透明通信框架的特點，通過軟總線結構，把各種異構的存儲信息、服務信息和界面信息，如同插件一樣插入到信息總線中，以實現互操作及企業應用系統集成運行機制。信息集成平臺目標能夠實現企業級數據語義的統一管理，要實現此目標必須采用公用的信息模型。
3．3信息模型
信息模型是描述特定實物的數據結構，是對數據結構進行總結歸納的描述方式；元數據模型是抽象化的元數據，是一種標準化的、可擴展并支持互操作的模型。智能電網中信息資源豐富，數據來源多樣，建立具有標準意義并可擴展的元數據模型(如公共信息模型CIM)是建立電力調度實時信息集成系統應用的關鍵。
3．3．1 CIM
CIM是IEC6l970的一個主要組成部分，提供電力系統的一個標準化定義。遵循這個標準，各個分布在不同地點的應用程序都可以共享信息平臺數據，實現信息集成。它使用統一建模語言(uML—UnifiedModeling Language)，將電力系統中的實體對象表示為類和屬性，并以類之間的關聯表示這些實體對象的職責和協作關系，包括普遍化、關聯、聚集關系等。CIM是國際化的通用標準，在建設我國智能電網模型時可對其適當優化，以適應我國電網的需要。
3．3．2源數據模型到CIM的映射
智能電網要實現數據的集成，必須將異構的信息模型轉換為公共信息模型。當源數據模型與CIM存在差異時，可通過映射轉換規則來對源數據模型和CIM進行映射，而源數據模型獲得公共信息平臺的信息，也通過映射轉換規則來獲得公共信息?？梢岳迷獢祿韺崿F這些異構信息資源的組織管理和共享服務以及異構系統數據模型的統一管理。
3．3．3信息
智能電網信息集成平臺中形成CIM語義層進行模型統一化，而公共信息的、訪問和交換則通過定義標準的程序接口來實現。智能電網信息平臺對外提供方式，如cIS接口方式、文件方式(XML／RDF)以及API方式等。應用集成可通過開放API、適配器工作流工具等技術形式來實現跨系統的功能調用。
3．4信息展示
智能電網應采用門戶系統提供信息的綜合處理和展示服務，以用戶定制的方式提供一站式信息訪問。在門戶系統內部從多個數據源獲取數據，對外實現統一的輸出和展現機制，將經過分析和優化處理后的信息以用戶定制的方式展現和，信息展現方式呈現多樣性，并可擴展。例如用戶可以通過定制展現界面友好的Web方式，那么門戶就提供訪問Web方式。
3.5信息集成框架
通過以上分析，可以看出智能電網信息集成的目標是建立統一的信息平臺來集成信息，利用數據平臺的數據中心功能為數據的利用建立統一模型數據，整合異構信息，實現信息的暢通交換；將電網運行歷史數據抽取存儲于數據倉庫中，利用數據挖掘技術提取有效信息，為企業決策提供支持；對于智能電網的應用系統進行跨平臺跨系統的流程集成，提高電網企業的生產效率和管理效率。整個系統可設計為4層的架構來實現，即數據源層、信息集成平臺、信息應用層和信息門戶層。系統框架如圖1所示。
3．5．1數據源層
數據源層主要是分布式的異構數據源，包括智能電網各種應用程序和組件的數據，尤其是遙信、遙測等實時數據。
3．5．2 CIM信息集成平臺
信息集成平臺主要負責將適配器轉換的數據經過抽取、清洗、加載等過程進行集成，放人數據庫中；負責公共模型CIM的定義和數據的管理；定義數據對外的方式，如CIS等。數據源適配器是將數據集成的請求轉換為數據源能夠識別的請求，提交執行，并將結果返回給集成平臺，是實現信息集成的關鍵。對于新開發的數據結構，直接采用與公共信息模型一致的模型來管理，對于異構的系統則通過適配器將私有格式的數據轉換成公共信息模型存儲于信息平臺，并通過適配器獲得系統需求的信息。平臺可采用XM L作為公共消息交換模式，以XML為數據載體進行消息交換，無需考慮數據傳輸機制以及數據形式。
3．5．3信息應用層
信息應用層包含的是集成后的數據應用的業務流程，包括智能調度、安全預警等流程，還包括從集成平臺中抽取出歷史數據，通過數據倉庫，進行分析，以實現決策支持功能。
3．5．4信息門戶層
信息門戶層通過Web Service等方式來提供友好界面，各個級別的電網企業可通過信息門戶來訪問集成的信息，不必關心數據來源，實現信息交互和個性化服務等。
智能電網的定義范文2
【關鍵詞】 智能電網 系統結構 發展趨勢
1 智能電網的定義
電力系統專家對智能電網進行了深入的研究，由于研究重點不同，對智能電網的定義也有所區別。智能電網是數字電力系統概念的升級。智能電網通過分布式智能通信和高度集成的自動控制系統，保證市場交易的實時進行和電網各個環節的實時監控和雙向互動，是一個完全智能化的供電網絡。智能電網是個互動電網，是集合產業革命、技術革命和管理革命的綜合性效率變革。智能配電網也是通信、控制、傳感、計算機等技術在配電系統中應用的總和。
國家電網公司對世界智能電網的研究成果進行總結，根據我國的電力發展狀況、能源分布和電力負荷承載特點，提出了中國式的智能電網發展思路：統一規劃、統一標準、統一建設的原則，以特高壓電網為主干網架，進行電網協調發展，建設具有自動化、信息化和互動化國家電網體系。建設的電網包括5大區域電網，包括全部的電網等級，由輸電、配電、用電、發電、變電、調度等環節組成，形成一個經濟高效、透明開放、堅強可靠、清潔環保的電網系統。
2 智能電網的結構分析
（1）智能電網的內涵。智能電網是在電力系統中的每個環節完成信息與通信技術的集成，提高電網的職能水平。智能電網的覆蓋范圍廣泛，包括分散的分布式發電和整個電力市場的所有環節。因此，智能電網不僅僅是電網設備的技術升級，而是電力系統的運行技術的變革，這種變革將會對實現電力自動化產生深遠的影響。
（2）發電系統。我國電網發展戰略是以大型能源基地為依托，進行1000kV交流和±800kV直流構成的特高壓電網建設，形成電網的“高速公路”，形成了大水電、大煤電、大核電和大型再生能源的規?；_發，實現了全國性的資源優化配置。智能電網建設不斷深入，新能源發電具有廣闊的發展空間，但總體上我國機裝發電沒有改變。隨著資源的短缺和環境的污染加重，國家實施節能政策，電力機裝將會發生改變，優質高效的能源將成為電力的主要能源，并在火電的裝機容量中占有相當大的份額。智能電網將在機組調度、發電計劃等方面發揮優勢，實現電力資源的合理調配。
（3）輸電系統。智能輸電運行是智能電網組成部分。發展特高壓是解決能源與負荷分布的矛盾和實現能源轉移最為經濟有效的方式。國家電網特高壓骨干網的總體規劃思路是：構建華北與華中電網核心，以西南水電和北方煤電開發為契機，建設貫通南北的百萬伏級交流通道，構筑同步電網系統。我國電網電力總體上形成西電東送、北電南送的格局。智能輸電運行優化管理系統廣域動態監測系統、故障診斷分析系統、同步數據采集處理系統和實時在線報警系統。各區域性電網建立了保護系統，對電網進行動態監控，為智能輸電的實現創造了條件。
（4）配電系統。智能電網的核心部分是配電網的智能化。配電網絡的自動愈合功能和拓撲結構使未來智能電網的基礎。城市的高樓大廈決定了配電的負荷密度高，限制了太陽能等分布式電源的發展。20kV在提高輸電能力、提高供電質量、增加電力服務范圍和減少電力損失等方面具有優勢。因此，電壓等級改造是智能電網的建設的必須。智能配電網供電可靠性高、電能質量好、支持大量的分布式電源接入和用戶的能源管理，能夠提高電網資源利用率和有效降低網損。智能化配電網在運行時能夠提高電網的資產利用率，并且能對配電網設備進行可視化管理，實現配電網運行管理和停運管理的自動化與信息化，實現電力運營商與電力終端用戶的信息互動。
3 關于智能電網發展的幾點意見
3.1 智能電網建設的基礎條件
目前我國發展智能電網的基本條件是：在宏觀政策上，國家電網公司已經指定了“一特四大”的能源規劃和電網結構，為智能電網的發電和輸電環節進行了初步的規劃。華東電網公司開展了高級調度中心、數字化變電站的研究以及統一數據平臺的規劃。江蘇電網公司開展了20kV配電電網等級的研究，并建立了20kV的配電系統技術導則。各個區域電網都在建設廣域測量系統（WAMS），為電網的動態監控創造了基本條件。
3.2 智能配電網試點城市的選擇我國電網的特點和負荷增長的趨勢決定了智能電網建設不能搞“一刀切”，應結合我國國情，選擇合適的城市對智能配電網運營進行試點。試點范圍應滿足以下條件
（1）該區域內用戶的智能化程度高，各種通信設備完善，智能建筑和智能小區建設已經完成；（2）試點規模適中，配電網自動化和電力通信水平高，技術比較成熟；（3）該區域現有負荷密度適中，負荷增長速度快；（4）電網運行靈活，供電可靠性高。
3.3 我國智能電網應優先建設的方面
首先建設雙向、實時、可靠的全網雙向通信系統，以承載智能電網的發展需求。在我國特高壓電網的總體架構下，將現有的WAMS系統擴展改造成功能強大、動態實時的輸電網監控系統，并通過通信網絡向調度中心和配電網絡提供實時的輸電網信息。制定具有中國特色并與國際智能電網發展相接軌的標準規范，指導我國智能電網建設。在數字化變電站的基礎上，建設具備遠程監控、實時數據等優化性能的智能變電站。
4 智能電網的結構預測
我國城市化建設快速推進，用戶電力系統的開發，通過安裝智能電力測度表來實現家庭用電的智能化管理，形成了電力系統的智能小區和智能城市，隨著新能源電力開發與網并技術的成熟，將越來越多的新能源連接到高壓配電網中，新型能源基地通過輸電網接入電力系統；在WAMS的基礎上建設特高壓輸電網實施動態的保護與監控系統，在數字化變電站建設的基礎上建設智能化控制中心。
參考文獻：
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智能電網的定義范文3
【關鍵詞】智能電網 智能變電技術 輸變電
目前我國智能電網的發展方向是“堅強智能電網”，這要求我們需要結合我國的電網發展情況將特高壓電網作為主要網絡，將各級網絡作為基礎網絡，并且需要通信網絡等平臺的支撐，促進我國電網向自動化、信息化等方向更好地發展。那么接下來，筆者將對智能電網當中的智能變電技術方面的問題進行簡要的分析。
1 關于智能電網
1.1 我國智能電網的定義
智能電網就是將電網智能化，我們還稱之為“電網2.0”，它的建成需要建立在集成、高速通信網絡的基礎之上，再通過先進的設備技術、先進的測量傳感技術、先進的決策支持系統技術的應用及先進的控制方法的施行來將電網的安全性、可靠性、經濟性、高效性、環境友好性和使用安全性的目標實現。
1.2 國際上關于智能電網的相關內容
世界上有很多國家都已經結合自身電網的特點、結構和相關的技術水平對職能電網進行了大量的研究和實踐，特別是歐美等國家表現的最為突出。因為每個國家的電網結構都是毫不相同的，所以每個國家對于智能電網的定義和理解也是存在著差異的。美國能源局對智能電網做出這樣的研究報告，智能電網需要具備七個特性，分別是激發電力用戶主動參與電網運營、自我修復能力、有效抵御災害的襲擊、兼容多種發電蓄電形式、提供高質量電能、利于構建繁榮電力市場、優化電網運行。
2 智能電網中的智能輸電技術
2.1 特高也輸電技術
特高壓輸電技術主要包括兩個種類，一種是特高壓交流輸電技術，一種是高壓直流輸電技術。特高壓交流輸電技術是1000kV或1000kV以上等級的電壓交流輸電工程及其相關的技術。輸送容量、輸送距離、節約占地走廊和降低線路損耗是特高壓交流輸電技術的優勢和特點。它的關鍵技術大概有五個方面：①可以對過壓電的深度進行控制，一般都是采用斷路器、并聯電抗器、高性能的避雷器等；②應用了有機外絕緣這種新技術，采用了高強度瓷、玻璃絕緣子、特高壓復合絕緣子等；③有效控制電磁環境，這可以將噪聲的影響，電磁輻射的影響、電暈損失等有效地降低；④大規模仿真運算特高壓穩定的水平，它可以對電網的運行性能進行評估，對電網的運行策略進行制定；⑤特高壓交流專用設備的應用。比如高壓并聯電抗器、特高壓專用單體式單相變壓器等。
2.2 柔性輸電技術
關于柔性輸電技術，它也包含交流方面和直流方面的輸電技術兩種。柔流輸電的一個主要特點就是對電子設備的大量采用，比如它對晶閘管控制串聯電容器、可控并聯電抗器、靜止無功補償器等的采用都可以說明這個問題。采用電力電子器件或設備能夠將其無功補償和電能質量方面的優勢突出地體現。柔性直流輸電系統的基礎性技術是PWM技術和VSC技術，它是新型的直流輸電技術，引入了目前比較先進的電力電子設備。在轉換和控制這兩個方面，將它的優勢體現的十分突出。比如，柔性直流輸電系統能在無需外加的環相電壓和無源環流方式下進行工作，它一方面可以對有功功率進行精確地控制，另一方面還能夠對無功功率做出有效的控制，是一種非常理想的輸電技術。
3 智能電網中的只能變電技術
3.1 智能感應技術的運用
如果想要對智能電網這樣復雜而又龐大的系統進行有效的控制，首先我們需要對全局進行有效的觀測，其次要獲得有效的設備信息和準確的運行狀況。目前有很多先進的感應器，諸如無線感應器、智能感應器、光纖感應器等等。這些感應器都智能電網所必須的技術支持，可以在智能變電站的多種設備運行環境之下發揮出重要的作用，并且能夠根據設備的需要，將變電器所需要的各種相關的信息獲取出來。
3.2 智能設備和智能裝置的運用
智能電網需要廣泛采用智能設備和智能裝置這一方面的裝備。這是智能電網能夠有效工作的一個必然選擇。對于智能設備和智能裝置的采用，主要覆蓋了整個電力系統配電、發電、輸電、變電等各個環節的應用。但是采用智能設備和智能裝置最多的卻是智能變電站。在智能變電站方面，其各個元件都是一個獨立的節點，這些節點又成為了智能電網的組成部分。將網絡化、數字化、可視化、功能一體化等功能結合起來就是智能設備所需要的性能，當然還需要將控制器和傳感器的部件和本體做出一體化的設計。變壓器、斷路器和互感器也要做出一體化的設計，還有控制、保護、設計、測量、計量等也是這樣。這些都是新技術優越性的體現，也是智能電網變電技術的必然要求。
4 結語
在本研究當中，筆者主要針對智能電網當中的智能變電技術方面的相關問題作出了簡要的分析。雖然在國際上，對于智能電網的理解和定義方面的問題還存在著不同的解釋，但是有一個共同的特點，那就是都強調了電網智能性的特點。我國的智能電網將我國電網的結構特點和技術水平有機結合了起來，我們有自己的發展方向，也有自己的發展基礎。目前，我國智能電網中的輸變電技術已經涵蓋了很多方面的技術，但是其關鍵技術還是一個有待解決的問題。所以，為了更好地促進我國電網技術的發展，筆者認為相關的工作人員還需要進一步加大研究的力度。
參考文獻
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智能電網的定義范文4
關鍵詞:智能電網繼電保護影響
中圖分類號：TU856文獻標識碼： A
智能電網是當今世界電力系統發展變革的最新動向,被認為是21世紀電力系統重大科技創新和發展趨勢。作為全球最大的公用事業企業,國家電網公司根據我國特高壓電網建設規劃,結合大力發展風電等清潔新能源政策,充分考慮世界電網發展新趨勢及我國電網現狀,提出了建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、數字化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網的戰略發展目標;形成了“一個目標、兩條主線、三個階段、四個體系、五項內涵、六個應用環節”的發展戰略框架;制定了從發電到用戶各應用環節和通信信息平臺的發展路線;明確了總體發展目標、分階段建設目標和重點工程,并對社會綜合經濟效益進行了初步分析評估。
智能電網將極大地改變傳統電力系統的形態,電子式互感器、數字化變電站技術、廣域測量技術、交直流靈活輸電及控制技術的大量應用,必然對電力系統繼電保護帶來影響。
1 智能電網的定義和特點
盡管各國專家針對提高電網智能化水平及等級已經達成共識,但是,智能電網仍處于起步研究階段,尚無明確的定義。由于發展環境和驅動因素不同,各國的電網企業和組織均以自己的方式理解智能電網。對智能電網進行研究和實踐,各國智能電網發展的思路和重點也各不相同。因此,智能電網的概念處于不斷豐富、發展階段。
1.1 美國
美國電力科學研究院定義的智能電網可以描述為以下5個主要特征。
a.自愈性
復雜的電網監控系統能夠預測并及時應對系統問題以避免或減少故障失電和電壓不穩等電力供應質量問題。
b.安全性
電網可以在自然狀態和計算機監控狀態下更安全運行,新技術的應用和新設備的配置能夠更好地識別和應對人為破壞及自然侵害。
c.兼容性
電網能夠支持廣泛分散電源的使用。標準化的電力網絡通信平臺和通信界面接點將使用戶可以就地連接燃料電池、風能、生物能等可再生能源發電及其它分散的電源,并以簡單的“即插即用”方式使用。
d.交互性
用戶可以更好地控制自己的用電設備、裝置,無論是家庭用戶還是工商業用戶,電網將與智能建筑物的能源管理系統相連,以幫助用戶管理其能源使用,并減少能耗開銷。
e.高效性
電網將達到更優化的輸配量比,從而減少電力成本。電網的升級將提高輸電網的輸送能力,使輸送容量最優化,減少損耗,使最低成本發電的電源得到最高利用率。同時可以更好地協調電力輸送與
當地負荷的匹配、地區間能源流動與通信傳輸量之間的關系。
1.2 歐盟
歐盟委員會將智能電網的特性概括為:一是靈活性,滿足用戶對電力的多樣化需求;二是易接入性,保證所有用戶都可接入電網,尤其是高效清潔的太陽能、生物能等可再生能源發電能夠就地入網;三是可靠性,提高電力供應的可靠性與安全性;四是經濟性,通過改革及競爭調節實現最有效的能源管理,提高電網的經濟效益。
1.3 我國國家電網公司
國家電網公司對堅強智能電網的基本特征的定義為技術上體現信息化、數字化、自動化、互動化;管理上體現集團化、集約化、精益化、標準化。信息化是堅強智能電網的實施基礎,實現實時及非實時信息的高度集成、共享與利用;數字化是堅強智能電網的主要實現形式,定量描述電網對象、結構、特性及狀態,實現各類信息的精確高效采集與傳輸;自動化是堅強智能電網的重要實現手段,依靠先進的自動控制策略,實現電網運行控制自動化水平的全面提高與管理水平的全面提升;互動化是堅強智能電網的內在要求,實現電源、電網和用戶的友好互動和相互協調。堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動是堅強智能電網的基本內涵。堅強可靠是具有堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應能力;經濟高效是提高電網運行和輸送效率,降低運營成本,促進能源資源和電力資產的高效利用;清潔環保,促進可再生能源開發和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清潔電能在終端能源消費中的比重;透明開放是電網、電源和用戶的信息透明共享,電網無歧視開放;友好互動是實現電網運行方式的靈活調整,友好兼容各類電源和用戶接入與退出,促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節。
2 智能電網對繼電保護的影響
智能電網是以物理電網為基礎,充分利用先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術、控制技術、新能源技術,把發、輸、配、用各環節互聯成一個高度智能化的新型網絡。作為電力系統安全穩定第一道防線的繼電保護,按傳統電網進行設計和配置不能適應于智能電網。智能電網的技術特點將影響現有繼電保護的應用。
a.數字化
智能電網的一個重要特征是數字化,對繼電保護而言:一是測量手段的數字化,廣泛采用電子式互感器和數字接口;二是信息傳輸方式的數字化,傳統變電站采用的模擬量電纜傳輸和狀態量電纜傳輸方式將被以光纖為媒介的網絡數字傳輸所代替。
電子式互感器的優越性在于其采用光電轉換原理進行測量,體積小、絕緣性能好。對繼電保護其最大的優勢是傳輸頻帶寬、暫態性能好,不存在電磁式互感器和電容式電壓互感器等傳統互感器的測量誤差和暫態特性,能很好地將電力系統運行狀態信號傳到二次側。隨著智能電網的建設及智能化儀器、設備的推廣,傳統的互感器將逐步退出運行。
電子式互感器采用網絡接口,通過網絡保護裝置和智能斷路器連接,大大簡化了二次回路接線,易于維護。
b.網絡化
近年來基于IEC61850標準的數字化變電站建設逐步鋪開,已出現500 kV全數字化示范變電站,各網、省公司都在大力推廣數字化變電站建設。
數字化變電站最大的特點是IEC61850采用分布分層的結構體系,面向對象的數據統一建模,數據自描述,采用抽象通信服務接口(ACSI)和特殊通信服務映射(SCSM)技術,實現智能設備間的互操作能力,面向未來的開放體系結構。
對繼電保護來說,數字化變電站的網絡化帶來了2方面的變革:一是信息獲取,雖然繼電保護主保護的功能仍然是“自掃門前雪”,但由于網絡數據傳輸的共享性,可以獲取全站相關設備元件的信息(電氣量信息);二是信息發送,由于采用帶數字接口的智能斷路器,跳合閘等控制信號的傳輸方式也由二次電纜改為數字信號的網絡傳輸。
c.廣域化
近年來,隨著我國電網信息化進程不斷推進,大多數網、省公司都在大力推進基于PMU的WAMS網絡建設,繼電保護信息專用網絡也已初步建成,將成為智能電網控制的重要環節。雖然WAMS網絡和繼電保護信息系統建設的初衷不是為繼電保護服務,但利用其提供的廣域信息來提高后備保護的性能、提高安全自動裝置的性能卻值得思考。
d.輸電靈活化
智能電網的一個最大特點就是輸電效率的提高,控制手段的靈活。智能電網中必然大量采用諸如可控串聯補償裝置、靜止無功補償裝置、電能質量控制裝置、統一潮流控制器及STATCOM等交流靈活輸電技術。另外,我國電網的交直流混合輸電的特征也使電網中非線性可控電力元件數量大大增加。以電力電子器件的廣泛應用為特征的智能電網的故障暫態過程與僅有同步發電機等旋轉元件的傳統電力系統將有顯著的不同。
電網暫態過程的復雜性及電網運行方式靈活控制造成的多變性,使現有繼電保護裝置面臨較大考驗。
3 值得關注的繼電保護相關問題
近年來,由于信息技術和電子技術的發展,繼電保護專業得到了較大的發展,繼電保護裝置的可靠性、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滿足。我國繼電保護在原理上能夠滿足我國電網運行的要求。
智能電網的規劃和發展改變了電能傳輸的某些特點,信息化和數字化的特征使智能電網與傳統電力系統產生了本質的差別,作為繼電保護專業,也需要適應其發展,進行相關的研究工作。
a.利用數字化提高保護性能
互感器傳輸性能的提高和互感器故障的減少使繼電保護不需要再考慮電流互感器飽和、二次回路斷線、二次回路接地等互感器故障問題。電氣量信息傳輸的真實性也為繼電保護裝置性能的提高帶來了便利條件。如何簡化繼電保護的輔助功能,利用數字化傳感器提高繼電保護的整體性能,是未來繼電保護發展需要研究的核心問題。
b.網絡化將改變繼電保護的配置形態
基于IEC61850網絡的數字化變電站改變了傳統繼電保護信息獲取和信號發送的媒介,利用網絡上共享的站內其它相關電氣元件的信息提高主保護的性能,利用共享的控制信號網絡簡化繼電保護配置,是智能電網中繼電保護研究的前沿性問題。網絡化帶來共享信息的同時,也帶來基于網絡信息傳輸的可靠性和安全性問題。與傳統二次電纜的傳輸方式不同,控制信號傳輸網絡的可靠性必須得到保證。數字化變電站條件下繼電保護的可靠性問題及如何進行保護配置保證可靠性是網絡化二次回路的關鍵問題。
c.提高安全自動裝置性能
PMU和WAMS網絡為電力系統防御和緊急控制提供廣域信息,能夠利用其已建成的網絡,提高對時間敏感性不強的后備保護和安全自動裝置的性能,改變現有保護和安全自動裝置的延時整定原則,使其能夠在某些情況下及時判斷系統故障,采取措施避免大停電等惡性事故的發生。
d.繼電保護新原理與新技術
風能、太陽能、生物能等新能源接入的隨機性,使電網接入安全問題日益受到重視,相應的調度方式在智能電網背景下將更快、更靈活地調整傳輸方式和潮流方向。以電力電子控制為依托的電網靈活控制方式將改變傳統電網的故障暫態特征,研究適應智能電網靈活控制的繼電保護新原理與新技術是智能電網中繼電保護相關研究的一個關鍵問題。
e.在線整定技術
自適應保護的思想在繼電保護領域已被廣泛應用,限于條件,傳統的自適應保護僅能根據被保護線路的運行情況對定值進行調整,不能利用全網信息準確、實時地判斷運行方式來調整定值。智能電網的發展有望改變這一現狀,從而實現在線整定。
4 結束語
智能電網的建設是電力系統的一次重要變革,是電網未來的發展方向。如今,智能電網的建設已經開始,建設過程中新技術和新設備的應用將給繼電保護專業領域帶來革命性的變化。隨著智能電網建設的推進,相關研究的深入,繼電保護專業要適應電網需求向智能化方向發展,跟進電網建設步伐,為智能電網建設提供技術支持。
參考文獻:
智能電網的定義范文5
【關鍵詞】智能電子電能表；四象限無功；電費核算
一、無功功率與四象限無功的定義
（1）無功功率的定義。無功功率就是在具有電感或電容的電路中，電感或電容在半周期的時間內將存儲的磁場（電場）能量傳遞給電源，與電源進行能量交換，并未真正消耗能量，與電源交換能量的速率的振幅稱為無功功率。（2）四象限無功的定義。根據電力部行業標準DL/T645—1997，智能電能表通信規約對電能測量四象限的定義如圖1。
圖1 圖2
A-有功電能；R-無功電能；RL-感性無功電能；RC-容性無功電能。先把測量平面用豎軸和橫軸劃分為四個象限。右上角為I象限，右下角為II象限，依此按順時針方向為III、Ⅳ象限。豎軸向上表示輸入有功（+A），豎軸向下表示輸出有功（-A），橫軸向右表示輸入無功（+R），橫軸向右表示輸出無功（-R）。應注意的是此處的輸入、輸出均是針對客戶側而言。電壓向量用U表示，固定在豎軸上。瞬時電流用I表示，其位置表示當前電能的輸送方向。
在四象限無功圖1上，上半圖（I、Ⅳ象限）表示了這些情況。對于發電用戶來講，用戶是一臺發電機，吸收正無功相當于欠勵磁，輸出無功相當于過勵磁。在四象限無功圖1上，下半圖（Ⅱ、Ⅲ象限）表示了這些情況。四象限無功的含義是：I象限：輸入有功功率（+A），輸入無功功率（+ RL）；II象限：輸出有功功率（-A），輸入無功功率（+ RC）；III象限：輸出有功功率（-A），輸出無功功率（- RL）；IV象限：輸入有功功率（+A），輸出無功功率（-RC）。
二、四角限無功在在日常抄表和電費核算中的實際應用
在實際工作中，智能電表上通常用圖2所示進行標注，用無功Q表示橫軸，用有功P表示豎軸，結合工作實際中的智能電表，對四象限的無功進行以下描述。Ⅰ象限：P>0，Q>0，表明電網向客戶輸出有功功率，無功功率，客戶側為感性負載?？蛻粲玫臒o功功率越少，功率因數越高，客戶的經濟效益越高。Ⅱ象限：P0，表明客戶有發電機，向電網輸出有功功率，并且客戶從電網吸收無功功率。Ⅲ象限：P
智能電網的定義范文6
動力來源。造成了從發電到輸配，從升降壓到用戶使用端各個環節，新增了大量的設備。原
有的檢測、運行、維修的方式已經不能適應，這樣就需要提升電力電網的自動化程度。這次
行業變革我們和世界是同步的，所以作為專業從業人員必須對學習、掌握和運用新技術，有
時不我待的緊迫感。
關鍵字：環保、成本、智能電網、世界同步、發展方向
中圖分類號：C35文獻標識碼：A
綠色節能的主題在全球范圍內已達成共識，為了減少溫室氣體排
放，推動低碳經濟發展。大規模開發利用清潔能源成為發展方向，更
多的以電力為能源的電力設施將更廣泛的應用在我們生活的各個領
域。這樣就造成輸配線路上的節點大量增加，隨之就要求電力系統增
加大量的檢測、運行、維修人員，這樣不但增大了運行成本，而且人
為延長了排除故障的時間，造成更大的經濟損失。因此智能電網技術
就有了用武之地，成為當今電力技術發展的前沿。
智能電網（smartpowergrids），就是電網的智能化技術，是建立
在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的設備和控制技術，
實現電網的可靠、安全、經濟、高效運行。從而達到環境友好和能源
節約的目標。
堅強智能電網的發展在全世界還處于起步階段，沒有一個共同的
精確定義。美國能源部《Grid2030》定義：一個完全自動化的電力
傳輸網絡，能夠監視和控制每個用戶和電網節點，保證從電廠到終端
用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動。
中國科學院電工研究所將智能電網定義為包括各種發電設備、輸
配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，將現代先進的傳
感測量技術、網絡技術、通訊技術、計量技術、自動化與智能控制技
術等與物理電網高度集成而形成的新型電網。
其技術大致可分為四個領域：高級量測體系、高級配電運行、高
級輸電運行和高級資產管理。
1.高級量測體系主要作用是授權給用戶，使輸配系統同負荷建立
起聯系，使用戶能夠支持電網的運行；
2.高級配電運行核心是在線實時決策指揮，目標是災變防治，實
現大面積連鎖故障的預防；
3.高級輸電運行主要作用是強調阻塞風險管理和降低大規模停
運造成的損失；
4.高級資產管理是在系統中安裝大量可以提供系統參數和設備
“健康”狀況的高級傳感器，并把所收集到的實時信息與資源管理改進
電網的運行效率。
建成和使用智能電網的重要意義體現在以下幾個方面：
（1）具備強大的資源優化配置能力。我國智能電網建成后，將
實現大水電、大煤電、大核電、大規?？稍偕茉吹目鐓^域、遠距離、
大容量、低損耗、高效率輸送。
（2）具備更高的安全穩定運行水平。具備抵御突發性事件和嚴
重故障的能力，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發生，顯著提高供電
可靠性，減少停電損失。
（3）適應并促進清潔能源發展。對清潔能源并網的運行控制能
力將顯著提升，使清潔能源成為更加經濟、高效、可靠的能源供給方
式。
（4）實現高度智能化的電網調度。實現電網在線智能分析、預
警和決策，以及各類新型發輸電技術設備的高效調控的精益化控制。
（5）滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求。
（6）實現電網資產高效利用和全壽命周期管理。
（7）實現電力用戶與電網之間的便捷互動，有效平衡電網負荷，
降低負荷峰谷差，減少電網及電源建設成本。
（8）促進電網相關產業的快速發展。
智能電網的建立是一個巨大的歷史性工程。目前全世界范圍有
很多結構復雜的智能電網項目正在進行中，但缺口仍是巨大的。對于
智能電網技術的提供者來說，所面臨的推動發展的挑戰是配電網絡系
統升級、配電站自動化和電力運輸、智能電網網絡和智能儀表等各個
環節的提升換代。
根據派克調查機構的最新報告，智能電網技術市場將從2012年
的330億美元增長到2020年的730億美元，8年間，市場累積達到
4940億美元?！吨袊悄茈娋W行業市場前瞻與投資戰略規劃分析前
瞻》中指出，我國在“十二五”期間將建成“三縱三橫一環網”的特
高壓交流線，并建設11項特高壓直流輸電工程，投資額高達5000億
元;“十三五”期間投資雖略有放緩，投資額度也達到2500億元。
到2015年，國家電網大范圍、遠距離的輸電能力將達到2.5億
千瓦，每年輸送電量1.15萬億千瓦時，可支撐新增1.45億千瓦的清
潔能源發電消納和送出，能夠滿足超過100萬輛電動汽車的使用要
求，電網的資源優化配置能力、經濟運行效率、安全水平和智能化水
平將得到全面提升。從廣義上來說，智能電網包括可以優先使用清潔
能源的智能調度系統、可以動態定價的智能計量系統以及通過調整發
電、用電設備功率優化負荷平衡的智能技術系統。
下面介紹一下智能電網技術的發展歷程。首先2005年，美國人
坎貝爾，利用智能大樓里的用電器互相協調，減少大樓在用電高峰期
的用電量。這個賦予電器于智能技術，直接節約了大筆電費開支。
2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全
的電能策略》強調智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一個關鍵
技術和發展方向。這時候的智能電網就指向了輸配電過程中的自動化
技術。
2006年中期，一家名叫“網點“(GridPoint)的公司開始出售一
種可用于監測家用電路耗電量的電子產品，可以看作智能電網中的一
個信息傳輸的組成部分。
2006年，美國IBM公司曾與全球電力專業研究機構、電力企業
合作開發了“智能電網”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統
的“中樞神經系統”，電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數字
控件和分析工具，自動監控電網，優化電網性能、防止斷電、更快地
恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯網的裝置?？?/p>
以看作為智能電網制定的最初的行業標準，標志著智能電網概念的正
式誕生。
2009年，地中海島國馬耳他公布了和IBM達成的協議，雙方同意
建立一個“智能公用系統”，實現該國電網和供水系統數字化。IBM
及其合作伙伴將會把馬耳他2萬個普通電表替換成互動式電表，這樣
馬耳他的電廠就能實時監控用電，并制定不同的電價來獎勵節約用電
的用戶。這個工程價值高達7000萬歐元，其中包括在電網中建立一
個傳感器網絡。這種傳感器網絡和輸電線、各發電站以及其他的基礎
設施一起提供相關數據，讓電廠能更有效地進行電力分配并檢測到潛
在問題，降低成本以及碳密集型發電廠的排放量。
同時中國對發展堅強智能電網，提出了分三個推進階段具體目
標：
2009～2010年為規劃試點階段，重點開展智能電網發展規劃的編
制工作，開展各個環節的試點工作；
2011～2015年為全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉電網建
設，實現重大突破和廣泛應用；
2016～2020年為引領提升階段，全面建成統一堅強智能電網，電
網在服務清潔能源開發，保障能源供應與安全，促進經濟社會發展中
將發揮更加重要的作用。
伴隨著，2010年1月，中國國家電網公司制定了《關于加快推進
堅強智能電網建設的意見》，確定了建設堅強智能電網的基本原則和
總體目標。2011年3月，國家電網750kV延安洛川智能變電站成功
投運，是當時世界上電壓等級最高的智能變電站。這些階段性目標的
完成，標志著中國電力行業正向著第二、第三階段目標的勝利快速前
進著。
太陽能風能
地熱能核能
隨著大規模可再生能源和清潔能源投資建設，可以在多方面帶來
收益和效益。在電力系統方面?？梢怨澕s系統有效裝機容量；降低系
統總發電燃料費用；提高電網設備利用效率，減少建設投資；提升電
網輸送效率，降低線損。在節能與環境方面，可以提高能源利用效率，
帶來節能減排效益；促進清潔能源開發，實現替代減排效益；提升土
地資源整體利用率，節約土地占用。在社會效益方面?？梢詭咏洕?/p>
發展，拉動就業；保障能源供應安全；變輸煤為輸電，提高能源轉換
效率，減少交通運輸壓力。
因為我們正處在與歐美發達國家相同的起跑線上，從發電到儲
能，從特高壓輸配到用戶變配電站建設，從輸配硬件設備到監控軟件
技術，全方位提升的技術革新時代。沒有成熟的經驗可以借鑒。我們
作為電氣技術專業從業人員，包括大學、研究生教育領域，要緊跟時
代脈搏。了解政策導向，學習新技術，勇于實踐，掌握新設備，對于
各個環節需要深度研究，及時總結新經驗，為國家發展貢獻每個人的
一份力量。是我們每一個青年知識分子和技術人員的的責任和義務。
索引資料：
1．智能電網：國內投資積極儲能技術待突破．中國經濟導報
2．"十二五"我國將初步建成世界一流的堅強智能電網．中央政府門戶網站
3．5000億建強智能電網引發世界關注．中國移動物聯網
4．智能電網未來發展方向．電氣自動化技術網
5．2012年智能電網在中國發展前景展望．中國城市低碳經濟網
