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【摘 要】：本文详细介绍了智能电网的概念，智能电网的作用、各环节组成及技术路线，明确了智能电网的发展目标、发展规划及发展面临的主要问题，对于国内相关技术人员开展智能电网工作具有一定的借鉴作用。
【关键词】：智能电网 互动电网 战略目标
【中图分类号】：TM0 【文献标识码】：A
1 智能电网国内概念
智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。
2 智能电网的作用
互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。
互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心。
实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。
互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产--电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。
3 智能电网的结构
从广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户，同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源：太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等；
此外，高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互，高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。
4 智能电网各环节组成及技术路线
1）智能电网发电环节，以国家能源发展战略为导向，自主创新与引进吸收相结合，深入研究火电、水电、核电、燃气机组等电源的运行控制特性和网厂协调技术；依托国家风电研究检测中心、太阳能发电研究检测中心建设等重点工程，加快新能源发电及其并网运行控制技术研究，重点开展风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制、常规机组快速调节等技术研究；开展发电机组深度调峰技术研究；适应间歇式电源快速发展需要，推动大容量储能技术研究；加快抽水蓄能电站建设，以300MW抽水蓄能机组国产化为契机，进一步提升蓄能机组调节速度和能力。
2）智能电网输电环节，全面掌握特高压交直流输电技术，形成特高压建设标准体系，加快特高压和各级电网建设；开展分析评估诊断与决策技术研究，实现输电线路状态评估的智能化；建立输电线路建设与运行的一体化信息平台，加强线路状态检修、全寿命周期管理和智能防灾等技术研究应用；加强柔性交流输电技术研究。
3）智能电网变电环节，制定智能变电站和智能装备的技术标准和规范；实现电网运行信息完整准确和及时一致的可靠采集，开展基础信息统一信息建模及工程实施技术研究，构建就地、区域、广域综合测控保护体系；研究各类电源规范接纳技术，满足各类用户的多样化服务需求；完善智能设备的自诊断和状态预警能力；完善设备检修模式。
4）智能电网配电环节，以公司SG186平台为基础，扩充生产管理信息系统（PMS）中配电网业务需求功能并推广，强化配电网基础信息管理；构建智能电网配电环节技术架构体系，加强技术评估与标准化建设；在配电自动化、配电调控一体化智能技术支持系统、分布式电源接入、集中/分散储能、配电网调度与通信和配电网超导应用等方面开展关键技术研究并全面推广应用。
5）智能电网用电环节，构建智能用电体系架构，建立相应标准规范；研究智能电表等高级量测装置关键技术，形成智能用电标准规范体系；广泛推动智能电表应用，建设高级计量管理体系，开展用户能效诊断等增值服务；加快建设营销技术支持平台和双向互动平台，研制客户分布式电源及储能元件接入监控系统；推动智能用电技术研发和广泛应用；推动智能示范小区建设；开展电动汽车充放电站关键技术研究并全面推广应用。
6）智能电网调度环节，大力推动调度技术进步，重点研究应用可视化技术、在线并行计算技术、同步相量测量技术、网厂协调技术、安全防护技术和新一代通信技术，统一开发建设具有自主知识产权的智能电网调度技术支持系统。注重提高实用化水平，夯实厂站自动化、调度自动化、电力通信网络等三大基础，实现电网调度安全防御、运行优化、管理高效等实用功能，切实提升调度驾驭大电网能力、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。积极开展前瞻性研究，研究适应交直流混合大电网的运行控制关键技术和基础理论，研究大电网连锁事件条件下的智能预警技术，研究各类新型发输电设备的高效调控技术，研究适应大规模新能源接入的运行控制技术和大范围水电、火电、风电等的联合优化调度技术。 7）智能电网通信信息平台，以SG-ERP建设作为智能信息平台的整体技术路线。坚持战略导向、业务驱动，坚持信息化“四统一”原则，覆盖全部业务、贯通六个环节、实现三大领域业务与信息化融合，推进集团企业级信息集成；加强六个环节信息化的协同推进和安全高效融合；坚持关键技术的自主研发和人才队伍的培养，开展新一代电力通信关键技术攻关，开展信息采集、传输等多方面技术研究，开展基础软件和工具软件国产化研究和应用，研发信息安全防护关键技术和核心装备。自主开展电力通信信息骨干网和城配通信网建设，具备强大的按业务管理的能力和对多业务融合支撑的能力，建立和完善统一时钟同步、统一授时的同步网，完善35kV以上的变电站和营销网点的光纤覆盖，推进电力网、电力通信与信息网、电信网和有线电视网的四网合一。
5 坚强智能电网发展战略目标
建设坚强智能电网，要坚持解放思想，立足科学发展，依靠科技创新，调动社会各方面力量，做到统筹兼顾。在智能电网建设过程中，要更加注重电网与经济、社会、环境的协调发展；更加注重电网与能源行业的协调发展；更加注重发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息平台各环节的协调发展；更加注重规划、设计、建设、运行、营销、服务等各项业务的高度协同；更加注重应用先进的通信信息和自动控制等技术提高电网的智能化水平。
坚强智能电网建设的基本原则是：
1）坚持统一规划、协调发展。
发挥规划统领作用，保障各级电网协调发展，保证发电、输电、变电、配电、用电、调度机通信信息平台智能化同步规划、同步建设。
2）坚持统一标准、试点先行。
建设国家电网公司统一的坚强智能电网技术标准和管理规范，提升电网通用设计水平，在试点先行的基础上，有序推进、加快发展。
3）坚持统一建设、突出重点。
加强坚强智能电网建设的统一组织、策划和实施，着力解决骨干网架和配电网“两头薄弱”问题，重点建设好具有战略性的电网智能化工程。
4）坚持创新领域、注重质量。
全面推动理论创新、技术创新、管理创新和实践创新，提升电网技术含量和装备水平，提高电网发展质量和效率。
坚强智能电网建设的发展战略框架可以简要概括为：一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节。
构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网为目标；技术上是实现信息化、自动化、互动化，管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化这两条主线；
2009～2010年为规划试点阶段、2011～2015年为全面建设阶段、2016～2020年为引领提升阶段；电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系这四个体系；坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动为五个内涵；发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节。
坚强智能电网的总体发展目标是：到2020年，基本建成以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强国家电网，全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性。
6 坚强智能电网发展规划
第一阶段为规划试点阶段（2009～2010年）：重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术标准和管理规范，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。
第二阶段为全面建设阶段（2011～2015年）：加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
第三阶段为引领提升阶段（2016～2020年）：基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。
上述三个阶段是为实现坚强智能电网建设目标做出的整体性安排，并不能截然分开。技术研发、设备研制、试点验证、标准完善和推广应用等工作将始终贯穿。针对不同阶段的建设需求，将陆续安排新的技术研究和工程试点项目，待成熟后统一组织推广应用。
7坚强智能电网发展面临的主要问题
总体上，在坚强智能电网建设的各个阶段，都应始终坚持“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，全面贯彻“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针。
在工程项目管理中，要严格执行统一的智能电网技术标准，始终坚持安全第一；技术方案应统筹考虑必要性、先进性、可靠性和经济性，切忌为智能化而智能化；积极采用国产化设备和具有自主知识产权的技术，推进关键领域的技术突破和产业升级；要重视贯彻全寿命周期管理理念，充分利用现有设备和资源，避免重复建设，厉行节约；试点工程建成后应开展技术评估，在总结和完善的基础上才能推进。
在各个环节的建设中，应重点注意以下方面：
1）智能发电环节建设中，应注意解决新能源的接入和控制问题；注意提升网厂协调水平。
2）智能输电环节建设中，应注意特高压骨干网架与各级电网的衔接；注意柔性交流输电系统装置的优化配置和协调控制；注意输变电设备状态监测系统建设的统一性和实用性；注意监测方法的有效性和运行可靠性，合理确定设备监测的范围、参数和监测装置的型式。
3）智能变电环节建设中，应注意优先选用技术成熟度高的设备，新技术、新设备应经过试点评估后再推广；注意变电站自动化系统高几功能的必要性和适用性；在变电站的改造中应注意利用现有设备的剩余寿命。
4）智能配电环节建设中，应注意根据供电可靠性的实际需求，合理选择配电自动化模式，切忌盲目追求可靠性指标的先进，注意分布式电源对配电网规划设计和运行的影响，确保分布式电源安全、有序的接入。
5）智能用电环节建设中，应注意客户用电行为模式的变化，完善电网和用户之间的互动模式；电力光纤到户和智能小区建设中，注意加强与政府有关部门、开发商和电信运营商的沟通协调，建立共赢机制；注意电动汽车充电设施建设的经济性，研究探索新的运营模式。
6）智能调度环节建设中，应注意解决好调度系统建设的先进性与实用性之间的关系；注意解决好基础数据的完整性、准确性、一致性、及时性和可靠性问题。
7）通信信息平台建设中，应注意各级通信网的统筹发展和多种通信方式的协调配合；注重建立信息安全保障体系和机制，规范生产控制与管理信息大区的信息交互。
参考文献
[1] 太阳能与风能发电并网技术.中国水利水电出版社，2011
作者简介
王志敏（1968-），男，高级工程师，副总经理，从事风电、太阳能等新能源接入及并网测试领域的研究工作。
【关键词】：智能电网 互动电网 战略目标
【中图分类号】：TM0 【文献标识码】：A
1 智能电网国内概念
智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。
2 智能电网的作用
互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售；可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。
互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心。
实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲，互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。
互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产--电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互动。
3 智能电网的结构
从广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户，同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源：太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等；
此外，高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互，高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。
4 智能电网各环节组成及技术路线
1）智能电网发电环节，以国家能源发展战略为导向，自主创新与引进吸收相结合，深入研究火电、水电、核电、燃气机组等电源的运行控制特性和网厂协调技术；依托国家风电研究检测中心、太阳能发电研究检测中心建设等重点工程，加快新能源发电及其并网运行控制技术研究，重点开展风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制、常规机组快速调节等技术研究；开展发电机组深度调峰技术研究；适应间歇式电源快速发展需要，推动大容量储能技术研究；加快抽水蓄能电站建设，以300MW抽水蓄能机组国产化为契机，进一步提升蓄能机组调节速度和能力。
2）智能电网输电环节，全面掌握特高压交直流输电技术，形成特高压建设标准体系，加快特高压和各级电网建设；开展分析评估诊断与决策技术研究，实现输电线路状态评估的智能化；建立输电线路建设与运行的一体化信息平台，加强线路状态检修、全寿命周期管理和智能防灾等技术研究应用；加强柔性交流输电技术研究。
3）智能电网变电环节，制定智能变电站和智能装备的技术标准和规范；实现电网运行信息完整准确和及时一致的可靠采集，开展基础信息统一信息建模及工程实施技术研究，构建就地、区域、广域综合测控保护体系；研究各类电源规范接纳技术，满足各类用户的多样化服务需求；完善智能设备的自诊断和状态预警能力；完善设备检修模式。
4）智能电网配电环节，以公司SG186平台为基础，扩充生产管理信息系统（PMS）中配电网业务需求功能并推广，强化配电网基础信息管理；构建智能电网配电环节技术架构体系，加强技术评估与标准化建设；在配电自动化、配电调控一体化智能技术支持系统、分布式电源接入、集中/分散储能、配电网调度与通信和配电网超导应用等方面开展关键技术研究并全面推广应用。
5）智能电网用电环节，构建智能用电体系架构，建立相应标准规范；研究智能电表等高级量测装置关键技术，形成智能用电标准规范体系；广泛推动智能电表应用，建设高级计量管理体系，开展用户能效诊断等增值服务；加快建设营销技术支持平台和双向互动平台，研制客户分布式电源及储能元件接入监控系统；推动智能用电技术研发和广泛应用；推动智能示范小区建设；开展电动汽车充放电站关键技术研究并全面推广应用。
6）智能电网调度环节，大力推动调度技术进步，重点研究应用可视化技术、在线并行计算技术、同步相量测量技术、网厂协调技术、安全防护技术和新一代通信技术，统一开发建设具有自主知识产权的智能电网调度技术支持系统。注重提高实用化水平，夯实厂站自动化、调度自动化、电力通信网络等三大基础，实现电网调度安全防御、运行优化、管理高效等实用功能，切实提升调度驾驭大电网能力、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。积极开展前瞻性研究，研究适应交直流混合大电网的运行控制关键技术和基础理论，研究大电网连锁事件条件下的智能预警技术，研究各类新型发输电设备的高效调控技术，研究适应大规模新能源接入的运行控制技术和大范围水电、火电、风电等的联合优化调度技术。 7）智能电网通信信息平台，以SG-ERP建设作为智能信息平台的整体技术路线。坚持战略导向、业务驱动，坚持信息化“四统一”原则，覆盖全部业务、贯通六个环节、实现三大领域业务与信息化融合，推进集团企业级信息集成；加强六个环节信息化的协同推进和安全高效融合；坚持关键技术的自主研发和人才队伍的培养，开展新一代电力通信关键技术攻关，开展信息采集、传输等多方面技术研究，开展基础软件和工具软件国产化研究和应用，研发信息安全防护关键技术和核心装备。自主开展电力通信信息骨干网和城配通信网建设，具备强大的按业务管理的能力和对多业务融合支撑的能力，建立和完善统一时钟同步、统一授时的同步网，完善35kV以上的变电站和营销网点的光纤覆盖，推进电力网、电力通信与信息网、电信网和有线电视网的四网合一。
5 坚强智能电网发展战略目标
建设坚强智能电网，要坚持解放思想，立足科学发展，依靠科技创新，调动社会各方面力量，做到统筹兼顾。在智能电网建设过程中，要更加注重电网与经济、社会、环境的协调发展；更加注重电网与能源行业的协调发展；更加注重发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息平台各环节的协调发展；更加注重规划、设计、建设、运行、营销、服务等各项业务的高度协同；更加注重应用先进的通信信息和自动控制等技术提高电网的智能化水平。
坚强智能电网建设的基本原则是：
1）坚持统一规划、协调发展。
发挥规划统领作用，保障各级电网协调发展，保证发电、输电、变电、配电、用电、调度机通信信息平台智能化同步规划、同步建设。
2）坚持统一标准、试点先行。
建设国家电网公司统一的坚强智能电网技术标准和管理规范，提升电网通用设计水平，在试点先行的基础上，有序推进、加快发展。
3）坚持统一建设、突出重点。
加强坚强智能电网建设的统一组织、策划和实施，着力解决骨干网架和配电网“两头薄弱”问题，重点建设好具有战略性的电网智能化工程。
4）坚持创新领域、注重质量。
全面推动理论创新、技术创新、管理创新和实践创新，提升电网技术含量和装备水平，提高电网发展质量和效率。
坚强智能电网建设的发展战略框架可以简要概括为：一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵和六个环节。
构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网为目标；技术上是实现信息化、自动化、互动化，管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化这两条主线；
2009～2010年为规划试点阶段、2011～2015年为全面建设阶段、2016～2020年为引领提升阶段；电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系这四个体系；坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动为五个内涵；发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节。
坚强智能电网的总体发展目标是：到2020年，基本建成以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强国家电网，全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性。
6 坚强智能电网发展规划
第一阶段为规划试点阶段（2009～2010年）：重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术标准和管理规范，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。
第二阶段为全面建设阶段（2011～2015年）：加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
第三阶段为引领提升阶段（2016～2020年）：基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。
上述三个阶段是为实现坚强智能电网建设目标做出的整体性安排，并不能截然分开。技术研发、设备研制、试点验证、标准完善和推广应用等工作将始终贯穿。针对不同阶段的建设需求，将陆续安排新的技术研究和工程试点项目，待成熟后统一组织推广应用。
7坚强智能电网发展面临的主要问题
总体上，在坚强智能电网建设的各个阶段，都应始终坚持“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，全面贯彻“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针。
在工程项目管理中，要严格执行统一的智能电网技术标准，始终坚持安全第一；技术方案应统筹考虑必要性、先进性、可靠性和经济性，切忌为智能化而智能化；积极采用国产化设备和具有自主知识产权的技术，推进关键领域的技术突破和产业升级；要重视贯彻全寿命周期管理理念，充分利用现有设备和资源，避免重复建设，厉行节约；试点工程建成后应开展技术评估，在总结和完善的基础上才能推进。
在各个环节的建设中，应重点注意以下方面：
1）智能发电环节建设中，应注意解决新能源的接入和控制问题；注意提升网厂协调水平。
2）智能输电环节建设中，应注意特高压骨干网架与各级电网的衔接；注意柔性交流输电系统装置的优化配置和协调控制；注意输变电设备状态监测系统建设的统一性和实用性；注意监测方法的有效性和运行可靠性，合理确定设备监测的范围、参数和监测装置的型式。
3）智能变电环节建设中，应注意优先选用技术成熟度高的设备，新技术、新设备应经过试点评估后再推广；注意变电站自动化系统高几功能的必要性和适用性；在变电站的改造中应注意利用现有设备的剩余寿命。
4）智能配电环节建设中，应注意根据供电可靠性的实际需求，合理选择配电自动化模式，切忌盲目追求可靠性指标的先进，注意分布式电源对配电网规划设计和运行的影响，确保分布式电源安全、有序的接入。
5）智能用电环节建设中，应注意客户用电行为模式的变化，完善电网和用户之间的互动模式；电力光纤到户和智能小区建设中，注意加强与政府有关部门、开发商和电信运营商的沟通协调，建立共赢机制；注意电动汽车充电设施建设的经济性，研究探索新的运营模式。
6）智能调度环节建设中，应注意解决好调度系统建设的先进性与实用性之间的关系；注意解决好基础数据的完整性、准确性、一致性、及时性和可靠性问题。
7）通信信息平台建设中，应注意各级通信网的统筹发展和多种通信方式的协调配合；注重建立信息安全保障体系和机制，规范生产控制与管理信息大区的信息交互。
参考文献
[1] 太阳能与风能发电并网技术.中国水利水电出版社，2011
作者简介
王志敏（1968-），男，高级工程师，副总经理，从事风电、太阳能等新能源接入及并网测试领域的研究工作。