智能电网全方位介绍

智能电网

目录

1 智能电网的概念和特点 (1)

1.1 概念 (1)

1.2 特点 (1)

2 智能电网的结构与特征 (3)

2.1 智能电网结构 (3)

2.2 智能电网特征 (4)

3 智能电网系统组成 (6)

3.1 发电系统 (6)

3.2 输电系统 (9)

3.3 配电系统 (12)

3.4 用电系统 (13)

4 智能电网的关键技术 (17)

4.1 通信技术 (17)

4.2 量测技术 (18)

4.3 设备技术 (19)

4.4 控制技术 (20)

4.5 支持技术 (22)

5 重视领域 (24)

5.1 智能规划 (24)

5.2 智能操作 (24)

5.3 智能管理 (24)

6 总结 (25)

1智能电网的概念和特点

1.1概念

智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。

美国电力科学研究院对智能电网的定义为：利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行全面的实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，实现对整个电力系统运行的优化管理。

1.2特点

1．安全：更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应。在遭遇自然灾害、人为破坏等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。

2．经济：支持电力市场竞争的要求，优化资源配置；提高设备传输容量和利用率，有效控制成本，实现电网经济运行。

3．清洁：既能适应大电源的集中接入，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”。支持风电、太阳能等可再生能源的大规模应用。

4．优质：实现与客户的智能互动，以友好的方式、最佳的电能质量和供电可靠性满足客户的需求，向客户提供优质服务。

2智能电网的结构与特征

2.1智能电网结构

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。未来智能电网的基本结构，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。

图2.1中国特色智能电网总体示意图

2.2智能电网特征

智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。

智能电网是自愈电网：“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。

智能电网激励和包括用户：在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。

智能电网将抵御攻击：智能电网的设计和运行都将阻止攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。

智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量：智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户对不同电能质量水平的需求，同时要将优质优价写入电力服务的合同中。

智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件：通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。

智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入：从小到大各种

不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联，包括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池。

智能电网将使电力市场蓬勃发展：智能电网通过市场上供给和需求的互动，可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量，降低潮流阻塞，扩大市场，汇集更多的买家和卖家。

智能电网优化其资产应用，使运行更加高效：智能电网将应用最新技术以优化其资产的应用。

3智能电网系统组成

3.1发电系统

光伏发电

光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和铜铟镓硒薄膜电池等。

一、太阳能光伏发电系统的设计原理

图3.1独立发电系统

独立发电系统由太阳能电池组件方阵、蓄电池组、控制器组成，可为

直流负载供电。如负载为交流型的，发电系统还包括逆变器。

图3.2并网发电系统

网发电系统由太阳能电池组件方阵、并网逆变器及连接器组成，可发电并把电能送上电网。并网发电系统还可以为负载供电。

二、系统各部分功能

（一）太阳能电池组件方针：由若干太阳能电池组件串联或并联而成，主要功能为利用太阳能进行发电。

（二）蓄电池组：一般采用免维护铅酸蓄电池作为储能装置，用来储蓄太阳能光伏组件发出的电能。

（三）控制器：用来充、放电和其他方面的自动控制。

（四）逆变器：是将直流和交流相互转换的设备。

三、光伏系统监控