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摘要:当今智能电网一词已经成为国际上一个关于未来电网发展趋势的热门名词。本文针对中国智能电网的建设背景,阐述中国特色统一坚强智能电网的构建、特色及对未来的展望。
关键词:智能电网;发展;中国特色
近些年来,美、欧等不少国家都相应展开了智能电网的相关研究，有些国家甚至把建设智能电网提升到国家发展的战略层面的高度。智能电网是当今世界经济和技术发展的必然结果。随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。
1998年,美国电力科学研究院(EPRI)推出了復杂交互式网络/系统(CIN/SI),可以认为这是美国智能电网的雏形。在2004-2005年间,美国智能电网研究蓬勃发展,DOE先后发布了“Grid 2030”“国家输电技术线路图”等文,阐述了美国未来国家电网远景和技术战略,开展了“GridWise”和“现代电网(MGI)”等项目,随后几年中,美国电力企业开始在智能电网领域开展了一系列探索和试点。
在欧洲,欧洲委员会于2005年正式成立智能电网(SmartGrid)欧洲技术论坛,希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网,提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性,并为分布式和可再生能源的大规模应用扫除障碍。
随着我国特高压电网建设和电力体制改革的不断深入，建设坚强智能电网也将成为我国电网建设的新方向。
一、智能电网的定义和特征
1.定义
智能电网是以物理电网为基础，将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
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、满足环保约束、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。
2.智能电网主要特征
(1)坚强性(Robust/Strong)
在电网发生小扰动或大扰动故障时,电网仍能保持供电能力,而不发生大面积的停电事故;在电网发生极端故障时,仍能保证电网的安全运行;二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。
(2)自愈性(Self-Healing)
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力;具有强大的预警控制系统和预防控制能力;具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
(3)兼容性(Compatible)
能支持可再生能源的正确、合理地接入;适应分布式发电和微电网的接入;能使需求侧管理的功能更加完善;实现与用户的交互和高效互动。
(4)经济性(Economical)
支持火电和水火电联合经济运行;支持电力市场和电力交易系统;提供清洁和优质电力;实现资源的合理配置;降低电网损耗,提高能源利用效率。
(5)集成性(Integrated)
实现电网信息的高度集成和共享;采用统一的平台和模型;实现标准化、规范化和精细化的管理。
(6)优化性(Optimized)
优化资产的利用率;降低投资和运行维护成本。
二、智能电网与传统电网的差异
传统电网是一个刚性系统,电源的接入与退出、点能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;电网中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低。
与传统电网相比,智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精准时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网构架和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息。通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。
三、我国智能电网建设前瞻
1.智能电网建设成为国家发展战略
近年来，我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。
2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。
在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，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”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。
2、建设中国特色智能电网是我国电网发展的必然
电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在电网中得到集成应用，极大提升了电网系统功能。
随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，我国电力需求较快增长的趋势在较长时间内不会改变。同时，我国能源与生产力布局呈逆向分布，能源运输形势长期紧张。提升电网大范围优化配置能源的能力，建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是满足这一要求的必然选择。
国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务和谐社会为基本使命,在认真分析世界电网发展新趋势和中国国情的基础上,紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求,提出了立足自主创新,加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一的坚强智能电网的发展目标。
3、建设智能电网建设对我国经济社会发展的促进作用。
智能电网建设对于应对全球气候变化，促进经济社会可持续发展具有重要作用，特别是当前我国在大力推动经济增长方式转变方面有着积极意义。主要表现在：
(1)促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展。
(2)优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。
(3)有效提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。
(4)推动相关领域的技术创新，促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，扩大就业，促进社会经济可持续发展。
(5)实现电网与用户的双向互动，革新电力服务的传统模式，为用户提供更加优质、便捷的服务，提高人民生活质量。
4、我国建设智能电网的关键环节
(1)电源建设环节
以国家能源发展战略为导向,解决可再生能源(风电、太阳能发电)的接入、预测、监测、分析、控制问题,提升可再生能源的厂网协调运行水平。实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化;提高发电装备综合使用和能源利用效率,促进节能降耗;优化机组运行方式,实现可再生能源有序接入,保障电力系统安全稳定运行。
(2)电网建设环节
以国家电网规划为指导,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。如何做好特高压交流系统与直流系统的衔接、特高压电网与各级电网的衔接，促进各电压等级电网协调发展、终端电网和售端电网协调发展、城市电网与农村电网协调发展、一次系统与二次系统协调发展是需要解决的关键问题。
(3)客户服务环节
智能电网需要电力系统精确得知客户的用电规律，从而更好的实现供需平衡，提高用户用电效率。在推广应用智能电表的基础上，全面开展智能用户管理与服务,构建智能化双向互动体系,实现电网与用户的双向互动,提升用户服务质量,满足用户多元化需求,进一步提高供电可靠率。
(4)电网调度环节
智能调度是未来电网发展的必然趋势，需要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综合防御体系，以适应大电网安全稳定运行、大电网内部国调、省调、市调、县调等各级协调控制的智能调度体系。提升大电网调度驾驭能力、资源优化配置能力、科学决策管理能力和灵活高效调控能力,保障电网安全、稳定、经济、优质运行。
(5)信息通信环节
智能电网需要对实时监控和分析当前状态的能力，因此智能通信网络将在智能电网建设中扮演重要的角色。如何构建系统化、层次化的通信网络架构，确保网络信息安全尤为重要。
四、结束语
智能电网已被国际上众多国家广泛认可。但基于不同的国情、出发点和认知,对其的发展和实施内容上各具特色。中国建设统一坚强的智能电网,必须遵循中国特色进行规划实施,既要立足于目前处于发展期的现实,又要兼顾未来成熟期的前景;既要满足近期的需求,又要适应未来的要求。对于国外发达国家目前关于智能电网的一些发展思想和技术思路,我们应汲取其精华,在中国智能电网建设的过程中结合国内特点,实现跨越式发展。
关键词:智能电网;发展;中国特色
近些年来,美、欧等不少国家都相应展开了智能电网的相关研究，有些国家甚至把建设智能电网提升到国家发展的战略层面的高度。智能电网是当今世界经济和技术发展的必然结果。随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。
1998年,美国电力科学研究院(EPRI)推出了復杂交互式网络/系统(CIN/SI),可以认为这是美国智能电网的雏形。在2004-2005年间,美国智能电网研究蓬勃发展,DOE先后发布了“Grid 2030”“国家输电技术线路图”等文,阐述了美国未来国家电网远景和技术战略,开展了“GridWise”和“现代电网(MGI)”等项目,随后几年中,美国电力企业开始在智能电网领域开展了一系列探索和试点。
在欧洲,欧洲委员会于2005年正式成立智能电网(SmartGrid)欧洲技术论坛,希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网,提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性,并为分布式和可再生能源的大规模应用扫除障碍。
随着我国特高压电网建设和电力体制改革的不断深入，建设坚强智能电网也将成为我国电网建设的新方向。
一、智能电网的定义和特征
1.定义
智能电网是以物理电网为基础，将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
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、满足环保约束、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。
2.智能电网主要特征
(1)坚强性(Robust/Strong)
在电网发生小扰动或大扰动故障时,电网仍能保持供电能力,而不发生大面积的停电事故;在电网发生极端故障时,仍能保证电网的安全运行;二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。
(2)自愈性(Self-Healing)
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力;具有强大的预警控制系统和预防控制能力;具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
(3)兼容性(Compatible)
能支持可再生能源的正确、合理地接入;适应分布式发电和微电网的接入;能使需求侧管理的功能更加完善;实现与用户的交互和高效互动。
(4)经济性(Economical)
支持火电和水火电联合经济运行;支持电力市场和电力交易系统;提供清洁和优质电力;实现资源的合理配置;降低电网损耗,提高能源利用效率。
(5)集成性(Integrated)
实现电网信息的高度集成和共享;采用统一的平台和模型;实现标准化、规范化和精细化的管理。
(6)优化性(Optimized)
优化资产的利用率;降低投资和运行维护成本。
二、智能电网与传统电网的差异
传统电网是一个刚性系统,电源的接入与退出、点能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;电网中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低。
与传统电网相比,智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精准时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网构架和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息。通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。
三、我国智能电网建设前瞻
1.智能电网建设成为国家发展战略
近年来，我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。
2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。
在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，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”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。
2、建设中国特色智能电网是我国电网发展的必然
电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在电网中得到集成应用，极大提升了电网系统功能。
随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高，我国电力需求较快增长的趋势在较长时间内不会改变。同时，我国能源与生产力布局呈逆向分布，能源运输形势长期紧张。提升电网大范围优化配置能源的能力，建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是满足这一要求的必然选择。
国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务和谐社会为基本使命,在认真分析世界电网发展新趋势和中国国情的基础上,紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求,提出了立足自主创新,加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一的坚强智能电网的发展目标。
3、建设智能电网建设对我国经济社会发展的促进作用。
智能电网建设对于应对全球气候变化，促进经济社会可持续发展具有重要作用，特别是当前我国在大力推动经济增长方式转变方面有着积极意义。主要表现在：
(1)促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展。
(2)优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。
(3)有效提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。
(4)推动相关领域的技术创新，促进装备制造和信息通信等行业的技术升级，扩大就业，促进社会经济可持续发展。
(5)实现电网与用户的双向互动，革新电力服务的传统模式，为用户提供更加优质、便捷的服务，提高人民生活质量。
4、我国建设智能电网的关键环节
(1)电源建设环节
以国家能源发展战略为导向,解决可再生能源(风电、太阳能发电)的接入、预测、监测、分析、控制问题,提升可再生能源的厂网协调运行水平。实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化;提高发电装备综合使用和能源利用效率,促进节能降耗;优化机组运行方式,实现可再生能源有序接入,保障电力系统安全稳定运行。
(2)电网建设环节
以国家电网规划为指导,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。如何做好特高压交流系统与直流系统的衔接、特高压电网与各级电网的衔接，促进各电压等级电网协调发展、终端电网和售端电网协调发展、城市电网与农村电网协调发展、一次系统与二次系统协调发展是需要解决的关键问题。
(3)客户服务环节
智能电网需要电力系统精确得知客户的用电规律，从而更好的实现供需平衡，提高用户用电效率。在推广应用智能电表的基础上，全面开展智能用户管理与服务,构建智能化双向互动体系,实现电网与用户的双向互动,提升用户服务质量,满足用户多元化需求,进一步提高供电可靠率。
(4)电网调度环节
智能调度是未来电网发展的必然趋势，需要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综合防御体系，以适应大电网安全稳定运行、大电网内部国调、省调、市调、县调等各级协调控制的智能调度体系。提升大电网调度驾驭能力、资源优化配置能力、科学决策管理能力和灵活高效调控能力,保障电网安全、稳定、经济、优质运行。
(5)信息通信环节
智能电网需要对实时监控和分析当前状态的能力，因此智能通信网络将在智能电网建设中扮演重要的角色。如何构建系统化、层次化的通信网络架构，确保网络信息安全尤为重要。
四、结束语
智能电网已被国际上众多国家广泛认可。但基于不同的国情、出发点和认知,对其的发展和实施内容上各具特色。中国建设统一坚强的智能电网,必须遵循中国特色进行规划实施,既要立足于目前处于发展期的现实,又要兼顾未来成熟期的前景;既要满足近期的需求,又要适应未来的要求。对于国外发达国家目前关于智能电网的一些发展思想和技术思路,我们应汲取其精华,在中国智能电网建设的过程中结合国内特点,实现跨越式发展。