浅析智能电网的研究现状与发展趋势

浅析智能电网的研究现状与发展趋势

在我国不断发展的过程中，对于电力的需求在不断的加大，智能电网的建设和发展能在一定程度上满足社会的需求。同时，智能电网作为一项新兴的电力技术，将成为世界主流国家电力工业发展的趋势，也将为中国的经济建设提供更加稳定可靠的电力保障。

标签：智能电网；现状；发展趋势

智能电网这一概念最早是美国能源部的一个团队提出的。但随后美国能源部指出，目前的电网并不是“愚蠢的”，智能电网只是将电网中智能的部分扩大，从与消费者单纯的供需关系变为更加直接的与消费者进行交互，精确自动化的预测发电量并对电量进行分配。通过对不同动力来源的发电机组的发电量进行调配，提高新能源在电源结构中的比重，实现经济发展与环境保护齐头并进。

一、智能电网概述

智能电网是建立在集成的通信网络的基础上的主要通过利用传感器、测量技术以及自动控制技术实现电网的安全、可靠、高效运行。智能电网本身具有能耗少、安全性高、稳定性强、电力资源利用率高的优点。智能电网是电力技术进一步发展的产物，因而也称之为第二代电网。智能电网具有交互、协调、高效、安全、集成等特点，这几个特点中最为典型的就是集成性。集成性主要指的是智能电网融合了能量管理、配电管理、控制维护和远程监视等信息系统。智能电网实际上就是多种信息系统的集合。智能电网的高效性主要指的是它能够优化资产，实现资产的合理利用。智能电网通过引入先进的信息和监控技术，有效提高了资产利用效率，降低了维护成本，最终实现了资产的优化。智能电网的交互性主要指的是智能电网与用户设备之间可以实现有效沟通。在智能电网运行过程中通过与用户设备的有效交互，有助于电力用户发挥其积极作用，这对电力系统的正常运行也具有重要意义。

二、智能电网现状

（一）虚拟同步单机技术的发展

虚拟同步发电机技术是一种通过模拟同步发电机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。2017年12月27日，世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站在国家风光储输示范电站建成投运。这项技术自1997年提出以来，英国、美国、德国、荷兰等新能源领域先导都在努力攻关。最终，虚拟同步机大规模实际应用还是中国国家电网公司最先成功实现。虚拟同步机并不需要对电网进行大规模改造，不仅实用性很强，还经济实惠。通过虚拟同步电机技术的实用化，新能源发电并网的可控性得到了提高。

（二）配电网接地保护与继电保护

配电网接地保护技术的革新。中国技术团队近期研制成功了基于暂态信号新原理的配电网接地故障保护方法和系列产品，实现了配电网接地故障保护技术的里程碑式进展。基于暂态信号新原理的配电网接地故障保护方法解决了传统保护方法正确动作率低的问题，实现了配电网接地故障保护与暂态原理继电保护技术的重大突破。随着诸如智能变电站继电保护检验测试规范、用电安全导则、智慧城市技术参考模型等新规范的出台和部分规范的修改，我国智能电网的发展将逐步走上规范化的道路，并与我国的经济社会发展相适应。

（三）双向充电技术

本田在其位于德国奥芬巴赫的欧洲研发中心投资先进的双向充电技术，这有助于更高效的平衡能源需求和储存。新的充电系统包含可再生能源发电，是未来家庭可用的硬件测试平台。通过双向能源传输，电网或光伏太阳能电池板产生的电力可为电动汽车充电。而电网电力不足时，将电动汽车插入该系统，其电池中储存的电力可释放到电网中以维持电力稳定。

三、智能电网发展趋势及前景

新能源更多的参与发电实现能源的优化配置。储能装置发展使新能源发电的不可控性降低，调频成为可能。国家电网将在智能电网的变电环节加大投入力度，将新建7700座智能变电站，并对原有变电站进行智能化改造，预计智能化改造率达100%。由此可见，智能变电站在电网建设中的重要性。随着国家对智能变电站重视度的不断提高，智能变电站产业也将迎来更大的发展机遇。目前，国外厂商占据了系统软件市场的绝大部分份额，但近些年，随着国内软件企业的开发能力不断提升，系统软件市场竞争日趋激烈，软件产品价格呈缓步下降态势势，国产化已成为不可逆转的大潮流。由于电力信息化领域的投资金额巨大，下游电力企业数量有限，单个客户的采购金额较大，使得电力企业在产业链中处于主导地位。随着国企市场化改革的推进，电网公司营销管理、客户关系管理、智能电表、能效管理领域的信息化投资在近几年会始终保持较稳定的增速，电网公司营销板块的信息化建设，将一定程度上与互联网、移动应用创新实现协同，提升客户服务能力、方便居民用电。电网公司对器件的采购将更加透明化，规范化以经济性为主要考量。

四、结语

世界各国都在积极发展智能电网系统。通过讨论智能电网的基本概念和主要技术特征，分析智能電网现状，虚拟同步电机技术，配电网接地保护与继电保护，双向充电技术，电转氢气储能分段等问题。智能电网作为一项新兴的电力技术，将成为世界主流国家电力工业发展的趋势，智能电网为中国的经济建设提供更加稳定可靠的电力保障。

参考文献

[1]王成山，李鹏.分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J].电力系统自动化，2010，34（02）：10～14.

[2]郭锦辉.微电网在全球能源转型中作用渐显[N].中国经济时报，2018-02-01.

[3]王思童.智能电表撬动“十三五”发展新市场[J].电器工业，2015（04）：34～36.

作者简介：杨华昕（1993.10—），男，重庆綦江人。