英国智能电网研究综述

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国内外电网运营现状对比分析展望

国内外电网运营现状对比分析展望摘要：文章通过对比现阶段美国、英国和中国电网运营模式，了解到了如今电网运营的各个方面，并对今后电网的运营发展前景进行了预测分析。

目前中国以及欧美国家在对于未来电网的规划都在朝着智能电网发展。

关键词：电网运行模式；电网发展现状；对比分析0.引言能源短缺问题随着社会的发展日渐暴露，电网的发展和各项性能面临着新的挑战。

智能电网建设被提上日程，传统的电网运行管理模式已不适应现代电网建设的发展。

在当今全球全面发展智能电网的大环境下，我们应该做好对于电网运营管理，基础硬件设施的建设等措施来迎接智能电网大时代的到来。

1. 国外电网运营模式以及发展状况1.1英国1.1.1 电网运行现状英国电网调度机构分两级，即国家电网公司输电网控制中心和各区域配电网公司配电网运行控制中心，分别负责各自调度管辖范围内设备的安全监控、停复役操作、检修维护安排，所不同的是，输电网运行控制中心还要负责全网负荷的实时平衡[1]。

英国国家电网将整个国家分成11个区来进行调度管理，每个设3至7个变电站，每个区域设有一个经理，下设的每个变电站配有一名工程师，每个变电站设有操作队。

目前，英国输电网中的变电站已实行无人值班制度，工程师会定期进行维修与检查。

在英国国家电网公司，各配电公司的资产管理部门都设置有专人负责工程的监督，几个变电站自身都有高级专职人员负责检查故障，汇报给国家电网或者配电公司的调度控制中心[1]。

1.1.2 发展现状为了更好的落实英国低碳转型计划的国家战略，英国提出了智能电网的建设，并制定了详细的智能电网建设的规划。

目前英国已经开展的工作如下：（1）加大对智能电表的安装据了解，英国将于2020年前把普通家庭正在使用的4700万块普通电表换成智能电表。

这一项工程预计耗资86亿英镑，在未来的20年或可因此受益146亿英镑。

（2）.组建智能电网示范基金英国对智能电表技术投入了600万英镑科研资金，资助比例最高可达项目总成本的25%，英国煤气电力市场办公室还提供了5亿英镑，协助相关机构开展智能电网试点工作。

智能电网技术综述

智能电网技术综述一、本文概述随着科技的快速发展和全球能源需求的日益增长，智能电网技术逐渐成为了全球能源领域的研究热点。

智能电网，作为一种创新的电力系统形态，能够实现对电力生产、传输、分配、消费等各个环节的实时监控和智能化管理，大大提高了电力系统的运行效率和可靠性。

本文旨在对智能电网技术进行综述，首先介绍智能电网的基本概念和发展背景，然后分析智能电网的主要特点和核心技术，接着探讨智能电网在能源转型、节能减排、提高能源利用效率等方面的作用，最后展望智能电网技术的未来发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，希望能够为读者提供一个全面、深入的智能电网技术认识，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

二、智能电网的基本构成智能电网，作为未来电力系统的核心，其构成涉及多个领域和技术。

其基本构成可以分为以下几个主要部分：智能电网感知层是智能电网的基础，主要由各类传感器和测量设备组成。

这些设备部署在发电、输电、配电和用电的各个环节，实现对电网状态的实时感知和监测。

通过这些设备，智能电网可以获取电网的电压、电流、频率、功率等关键参数，为后续的决策和控制提供基础数据。

智能电网网络层是智能电网的信息传输通道，主要由通信网络和数据中心组成。

通信网络负责将感知层获取的数据实时传输到数据中心，实现数据的共享和交换。

数据中心则负责存储和处理这些数据，为智能电网的决策和控制提供支持。

智能电网决策层是智能电网的大脑，主要由高级应用软件和算法组成。

这些应用软件和算法根据网络层提供的数据，进行实时分析、预测和决策，生成相应的控制指令。

这些控制指令通过网络层传输到执行层，实现对电网的智能控制。

智能电网执行层是智能电网的执行机构，主要由各类控制设备和执行器组成。

这些设备根据决策层的控制指令，对电网进行实时调整和控制，确保电网的安全、稳定和经济运行。

智能电网用户层是智能电网的服务对象，主要包括各类电力用户和能源消费者。

通过智能电网，用户可以实时获取用电信息、管理用电行为、优化用电策略，实现与电网的互动和协同。

智能电网文献综述

智能电网文献综述智能电网文献综述1-引言1-1 研究背景1-2 研究目的1-3 研究方法2-智能电网概述2-1 智能电网的定义2-2 智能电网的主要特点2-3 智能电网的发展历程3-智能电网的关键技术3-1 电能计量技术3-2 能源大数据处理技术3-3 电网安全技术3-4 电池储能技术3-5 多能互联技术3-6 新能源发电技术4-智能电网的应用领域4-1 电力系统调度与控制 4-2 电力负荷管理4-3 新能源接入与管理4-4 电力市场运营4-5 用户能源管理5-智能电网的优势与挑战5-1 优势5-2 挑战6-国内外智能电网实践案例 6-1 国内智能电网实践案例 6-2 国外智能电网实践案例7-智能电网的发展前景7-1 国内智能电网发展前景 7-2 国际智能电网发展前景附件：附件1：智能电网技术标准附件2：智能电网相关论文列表法律名词及注释：1-智能电网：指利用先进的信息、通信和控制技术，实现电网设备之间互连互通、自动化运行和优化调度的电力系统。

2-电能计量技术：用于测量和记录电能消耗的技术，包括电能表、远程抄表等。

3-能源大数据处理技术：利用大数据技术对能源领域的数据进行采集、存储、分析和应用的技术。

4-电网安全技术：用于保障电网的安全运行和防止电力系统发生事故的技术手段。

5-电池储能技术：利用电池将电能进行储存，以便在需要时进行释放和利用的技术。

6-多能互联技术：将不同能源系统进行互联，实现能源间的交互与调整的技术。

7-新能源发电技术：包括太阳能发电、风能发电、生物质能发电等清洁、可再生的能源发电技术。

国内外智能电网的发展现状与分析

德国“工业4.0”战略的核心是建立一个高度数字化的生产平台，实现生产过程的自动化、智能化、精益化。这个平台包括了生产设备、物流系统、控制系统等各个方面，通过互联网、物联网等技术手段实现互联互通和数据共享。在这个平台上，企业可以灵活地调整生产模式和生产流程，快速响应市场需求的变化。
2、美国
美国是全球科技创新的中心之一，也是智能制造发展的另一个领军者之一。美国政府提出了“先进制造业”战略，旨在通过技术创新和数字化转型等手段，提高制造业的竞争力和创新能力。美国在智能制造领域拥有很多领先的企业和技术，如通用电气、惠普、苹果等企业都在积极推进智能制造的实践。
我国已经具备了一定的自主创新能力，如数控机床、工业机器人等智能装备的研发和应用已经得到了广泛的应用。
然而，我国智能制造仍然存在一些问题和挑战。首先，我国制造业基础依然薄弱，大部分企业的技术水平和管理水平还比较落后；其次，我国智能制造发展不平衡，东部地区发展较快，中西部地区相对滞后；最后，我国智能制造发展还面临着人才短缺和技术瓶颈等问题。
国内外智能电网的发展现状与分析
目录
01 一、国际智能电网的发展现状
03
三、智能电网发展的挑战与未来趋势
02
二、中国智能电网的发展现状
04 参考内容
智能电网是电力系统的一种现代化形态，通过采用先进的信息、通信和控制技术，可以实现对电力系统的监测、控制、分析和优化。在国内外，智能电网的发展正在不断推进，对于提高电力系统的效率、可靠性和安全性起到了重要作用。本次演示将探讨国内外智能电网的发展现状及未来趋势。
其次，我们需要加强人才培养和技术创新。智能制造需要大量的高素质人才和技术创新成果的支持。政府和企业应该加强人才培养和技术创新的投入力度，建立更加完善的人才培养和技术创新体系。

《变电站电气设计国内外文献综述3100字》

变电站电气设计国内外文献综述1.国外研究现状为了保证电力系统的一致性，欧美中等各个国家在电力的发展上采取了一定的同一措施，例如说力求技术整合标准，统一并共同研讨制定了变电协议基本标准之一的 eiec61850标准。

通过同一个紧密相关的系统功能处理模型，使不同国家不同电厂之间能够很好的进行整合，从而统一的进行质量控制和问题监控。

国外的很多制造商和厂家在这一方面已经做出了出色的成果，他们在不同的变电设备不同的电厂间进行良好的联合，并且生产出来智能的电器仪器设备和二次设备的技术。

我们很容易看到装置是朝着智能化的方向发展的，而且将在未来的很长一段时间都以这个方向进行发展，因为厂家都在寻找适合自己的生产人员，而如何对这些设备进行整合，朝着自动化的方向进步是需要专业人才的。

我们知道一些智能的小型组合开关键和小型智能组合开关柜是小型智能化的一些较特殊的例子，那么在能够看到变电站工作的过程中，就相当于是做了一次网络自动化智能评估。

在整体的个人感受上，经济相差不大，都大大提高了电力变电站的工程技术水平。

有不少的欧美国家把目标放在了智能控制系统上，而中国是在技术和管理得到优化后，再争取能够为正常的此类程序提供服务。

欧美,日本和北美等一些发达国家，他们的电力系统都比较强劲。

除了智能化之外，大多数的变电站都已经实现了无人值守这一特点。

通过统一的调度中心进行管理，所以说当他们的电网真的发生事故的时候，调动中心就可以利用机器来做出最及时的反应和应急处置。

在故障处理和预测方面，欧美国家做的比较先进，他们已经可以通过自动化和调度中心来进行对故障的预判和处理，防范风险等各项工作使得机器能够大规模的增强了可靠性，并可以利用科学的方法进行维护。

2.国内研究现状近些年来随着我们国民经济快速稳定的健康发展,对提高电能生产质量和电力供电系统可靠性建设提出了更高要求,电力工业的快速发展必须充分适应新的发展形势才能满足我们国民经济的快速发展和经济社会的不断进步的新时代要求。

电气工程及其自动化毕业论文文献综述

电气工程及其自动化毕业论文文献综述引言：电气工程及其自动化作为一门广泛应用于各个领域的学科，在当代社会中扮演着重要的角色。

本文旨在通过对电气工程及其自动化领域的相关文献进行综述，探讨该领域的前沿研究进展、主要应用领域以及未来发展方向，为电气工程及其自动化领域的研究、应用和教学提供参考。

一、智能电网技术的发展及应用智能电网（Smart Grid）是当前电气工程及其自动化领域的研究热点之一。

智能电网通过引入信息技术和通信技术，实现对能源的高效管理和优化利用。

在智能电网技术的发展中，例如智能电表、分布式能源管理系统和电网保护自动化装置等方面取得了重要进展，并在能源领域的供电、调度、储能等方面发挥着重要作用。

二、电力系统稳定性研究电力系统稳定性是电气工程及其自动化领域中关于电力系统安全运行的关键问题之一。

通过分析电力系统中的发电机、变电站、输电线路等关键设备的可靠性和稳定性，可以保障电力系统的供电可靠性和安全性。

针对电力系统稳定性问题，研究者通过模型建立和分析，提出了一系列可行的解决方案，如控制设计、优化算法和故障检测技术等。

三、电力系统保护技术研究电力系统保护技术是电气工程及其自动化领域中非常重要的研究方向。

电力系统保护技术主要涉及到电力系统中各类故障的检测与定位、故障信息处理以及保护设备的选型等问题。

通过对电力系统保护技术的研究，可以提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性，为电力系统的正常运行提供有力的保障。

四、电力电子技术的应用电力电子技术是电气工程及其自动化领域中的重要分支，涉及DC/AC变换器、交流电机驱动、逆变器等技术。

近年来，电力电子技术在可再生能源发电系统、电动汽车充电技术、高压直流输电系统等领域得到了广泛应用。

通过电力电子技术的发展和应用，可以提高电力系统的能量转换效率和控制精度。

五、人工智能技术在电气工程中的应用人工智能技术在电气工程及其自动化领域中的应用日益广泛。

例如，基于人工智能技术的电力系统故障诊断、电力系统优化调度、电力负荷预测等领域取得了显著的成果。

智能微电网研究综述

智能微电网研究综述
智能微电网是指由多个能源设备（如太阳能发电、风能发电、燃料电池等）和存储设备（如电池等）组成的微型电网系统，通过智能化控制和管理系统进行协调运行。

它具有自主运行、高效能利用、可靠性高、环保等特点，因此得到了广泛的关注和研究。

目前，智能微电网的研究主要集中在以下几个方面：
1.能源管理与优化：智能微电网需要对各种能源设备进行优化管理，以提高能源利用效率。

研究者通常采用最优控制算法、智能优化算法等方法，对系统进行动态调控，以实现电力供需平衡和能源高效利用。

2.储能设备管理：储能设备是智能微电网中重要的组成部分，能够平衡电力的供需差异，并提供储能服务。

研究者关注储能设备的优化控制策略和运行模式，以提高储能系统的性能和使用寿命。

3.智能电网技术：智能微电网需要具备智能化的控制和管理系统，以实现对各种能源设备和储能设备的监控和协调管理。

研究者致力于开发智能电网技术，包括智能监测、智能控制、智能决策等方面的研究。

4.能源互联网与智能微电网融合：能源互联网是指将能源系统与信息系统紧密结合的新一代能源系统。

研究者致力于将智能微电网与能源互联网进行融合，以实现对能源的高效利用和管理。

此外，智能微电网研究还涉及到与城市规划、建筑设计等领域的交叉研究。

研究者通过对城市能源系统的整体优化，推动智能微电网的普及和应用。

总之，智能微电网的研究借助于先进的控制和管理技术，以提高能源利用效率和电力供应质量。

随着可再生能源的不断发展和智能能源设备的成熟，智能微电网将有望在未来成为能源领域的重要发展方向。

（注：以上只是简要综述。

智能电网文献综述

智能电网综述摘要：智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。

目前，以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家，己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来，将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一，建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。

具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。

本文阐述了智能电网的内涵和特点，分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件，对一些现有的研究行进了分析和讨论。

关键词：智能电网；智能化；信息化；节能减排；1 智能电网的概念随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注，电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展，因此提出了“智能电网”的概念。

智能电网是以通信网络为基础，通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标，其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。

目前，全世界智能电网的发展还处在起步阶段，没有一个共同的精确定义。

对于智能电网，各个国家的定义有所不同。

美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。

中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。

欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。

而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

国外智能电网最新发展情况综述

国外智能电网最新发展情况综述编者按：随着智能电网时代的到来，世界各国的智能电网建设已经全面启动。

在智能电网理念逐步成为业界共识的进程中，许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划，但鉴于不同地区的监管机制、电网基础设施现状和社会经济发展情况的不同，各地的智能电网发展战略也有所不同。

为了更好的了解和把握全球智能电网发展现状，从而为我国智能电网建设及智能电网产业发展提供借鉴与启示，本网站编辑组特整理总结了国外智能电网发展的最新情况，并于即日起陆续刊登，敬请关注。

（一）北美地区北美地区的智能电网建设工作主要集中在美国与加拿大。

两国智能电网建设工作的相同点是均起步于安装智能电表。

不同的是，美国智能电网建设注重于提升其电网的可靠性及用电效率，而加拿大由于可再生能源比较丰富，如何提升电网对大规模可再生能源的接入能力与传输能力则成为其智能电网建设的重点。

1.美国为升级日益老化的电网，并在提升电网可靠性和安全性的同时提高用电侧的用电效率、降低用电成本，美国于本世纪初提出了智能电网的概念。

迄今，美国智能电网建设从理论研究到实践探索都积累了丰富的经验。

(1)美国政府提供的政策支持包括整体规划、出台法律、成立专门机构等美国政府自2003年开始出台的一系列包括规划、经济法案、输电规划路线图等宏观规划，这些政策为智能电网的产业发展提供了科学的规划和严谨的法律支持。

这其中包括《电网2030规划》、《建设电网 2030的路线图》、《能源政策法》、国家输电技术路线图、《能源独立与安全法案2007》、《复苏与再投资法案》、《能源独立安全法》以及奥巴马政府施政计划等。

为推进智能电网的建设，美国政府还积极探索组建智能电网相关机构。

其中包括：能源部建立了一个专门致力于智能电网领域研究的咨询委员会（Smart Grid-Advisory Committee），用于为政策制定提供咨询建议。

能源部还建立了一个智能电网特别行动小组（Smart Grid Task Force）。

智能电网研究现状及其关键技术综述

Ｖｏ１．９Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１３
智能电网研究现状及其关键技术综述
贾晓梅
（沈阳工程学院自动控制工程系，沈阳１１０１３６）
摘要：当前，国际经济飞速发展，能源消耗越来越多，污染愈加严重，为了更好利用能源，保证经济快速发展，国内及许
第９卷第２期
２０ｌ３年４月
沈阳工程学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
多欧美发达国家已开始高度重视发展清洁能源，并相继提出发展智能电网，世界电网智能化已成为现在电力发展的新趋势．阐述了国内外智能电网研究现状，总结了智能电网关键的基础技术，在此基础上，提出了自己的一些看法．
关键词：坚强智能电网；研究现状；关键基础技术
供应的主要环节，其对于清洁能源的向前发展起关键作用，电网未来的发展方向正面临着前所未有的挑战和重大的选择．国内外许多国家近几年针对电力行业加大人力、物力，积极开展许多创新性的研究和尝试，智能电网的概念因此开始萌芽形成，成为世界电力行业应对未来能源挑战的一致选择．根据自身实际情况，

智能电网技术的研究进展

智能电网技术的研究进展
摘要
智能电网作为一种新型的电力技术，以其各种新型的功能和应用，越来越受到世界各国的关注。

智能电网研究已经有数十年的历史，目前的研究主要集中在节点智能、网络控制、电力传输系统、能源管理系统、信息传输系统以及智能安全控制等方面。

国内外在智能电网技术方面进行了大量的理论研究和应用研究，取得了长足的进展，下面将对智能电网技术的研究进展进行综述。

一、节点智能
面对大规模的电力用户和电网节点的变化，智能电网需要对用户和节点进行智能控制，使用户和节点能够自动根据负荷变化和电网运行状况进行优化控制，提高能源利用率、减少成本、降低环境污染，满足更高的用电体验需求。

国内外已经对发电厂、变电站等节点智能技术进行了大量的研究，开发出了能够提高用电质量的智能控制方案。

二、网络控制
网络控制是智能电网的核心技术，主要研究内容包括网络安全、网络资源分配、网络状态优化等方面。

近年来，国内外学者在网络控制方面取得了大量的研究成果，如神经网络控制、模糊控制、智能优化控制、自适应控制等，实现了电网的智能调度与控制。

智能电网实时电价研究综述：模型与优化方法

模型，展望了智能电网中实时电价机制的发展方向。并１从用户的总能耗水平出发的优化模型
冯兆丽茅佳佳温书胜梁天猛
（浙江理工大学信息电子学院，浙江杭州中，时电价（ａ— ｉｒｉｇ，Ｔ）解决智能电网供需平衡的理想需求响应机制，有节能环保、实ｒｌｔｅｍｅｐｉｎＲＰ是ｃ具保障用户和电能提供者最大化效益等方面的优势。在分析实时电价机制优化模型国内外发展现状基础上，总结出了实时电价优化模型：用户的总需求量水平出发建立优化模型。应地，结了解决这一模型的优化方法：从相总对偶法、内点法、布式迭分代法（步式法）分以及博弈论等优化求解方法。最后，望了智能电网中实时电价机制的进一步研究方向。展
整用户的需求和平衡网络负荷的模型。
本文在分析实时电价机制国内外研究现状的基础上，总结
用先进的信息技术、制技术和通信技术来节省能量，低成本控降及增加电力系统的稳定性和透明度 ¨。它具有可靠、质、效、］优高
关键词：能电网，时电价，智实需求响应，化模型，化方法优优
Ａｂｔａｃｓｒｔ
ＩＳｍａｔｎｒＧｒｒａｌｔｅｒｃｎｓｈｉｅ — ｉｐｉｉｇｃｅｍｅｓｄ，ｍｉａｎｄｅｄｅａｒｐｓｍｅｃａｎｓｍｔｉａｌｍｎｄｅｓｏｎｅｈｉｏｓｌｅｈｓｐｌａｄｅｍａｎｏｖｔｅｕｐｙｎｄｄｂａｃｅｗｈｃｈｓｄｎａｓｎａｌｎ．ｉｈａａｖａｔｇｅｉｅｎｇｙａｎｇｅｒｓｖｉａｎｅｎｉｍｅｔｐｒｔｃｉａｎｍａｉｄｖｒｏｎｎａｌｏｅｔｏｎｄｘｍｕｍｂｅｉｅｎｆｇｕａｎｅｅｏｒｓｓｔａｒｔｆｕｅｒａｄｅｅｔｉｉｐｒｖｉｒ．ｎｌｃｒｔｃｙｏｄｅｓＢａｓｄｅｏｎｈａｎｌｓｓｆｈｄｔｅａｙｉｏｔｅｏｍｅｓｉａｎｉｔｒａｉａｌｄｖｏｐｍｅｎｏｒａ－ｉｐｒｎｍｅａｔｃｄｎｅｎｔｏｎｅｅｌｔｆｅｌｔｍｅｉｇｃｉｃｈ－ｎｓｉｍｏｎｈｏｉｉａｉｍｏｓｔｅｐｔｚｔｍｏｎｄｅｌａｎｈｏｉｉａｉｍｅｈｄｓｏｎｉｄｆｍｏｌｓｕｍａｒｅａｎｐｔｉａｉｍｏｌｒｍｄｔｅｐｔｚｔｍｏｎｔｏ．ｅｋｎｏｄｅｉｓｍｉｄ：ｏｉｚｔｚｍｏｎｄｅｆ０ｔｅｓｓｔｔｌｍａｓｅｅ１ｃｄｉｇｌ，ｏｍｅｏｐｔｉａｉｍｅｈｏａｒｇｉｅｎｉｃｌｄｉｇｈｕｅｒｏａｄｅｎｄｌｖ．ｏｒｎｙｓＡｃｉｚｔｍｏｎｔｄｓｅｖｎｕｎｄｕｍｅｈａｌｔｏｄ．ｔｒｐｎｍｅｈｉｅｉｎｏｒｏｉｔｔｏｄ．ｄｉｔｉｔｉａｉｍｅｈｏａｇａｍｅｈｏｒＦｎｌｔｅｓｒｅｄｔｔｂｕｅｒｏｎｔｄｎｄｔｅｙ．ｉａｌｈｄｅｅｌｍｅｔｒｃｉｏｔｅｅｌｍｅｙ．ｖｏｐｎｄｉｔｅｏｎｆｈｒａ一“ ｐｒｎｉｇｍｅａｎｓｃｉｃｈｉｍｉｔｅｎｈｓｍａｒｇｒｄｓｓｓｕｓｉｈｓｐａｐｅ．ｔｉｉａｌｏｄｉｃｓｅｄｎｔｉｒ

毕业论文文献综述电力与能源工程领域的研究成果及展望

毕业论文文献综述电力与能源工程领域的研究成果及展望电力与能源工程领域一直是科技研究的热点之一，随着社会的发展和能源需求的增加，对电力与能源工程领域的研究也变得愈发重要。

本文将对电力与能源工程领域的研究成果进行文献综述，并展望未来的发展方向。

一、电力工程领域的研究成果在电力工程领域，研究人员们致力于提高电力系统的效率、可靠性和稳定性。

近年来，智能电网技术成为研究的热点之一。

智能电网利用先进的通信和信息技术，实现了电力系统的远程监控、故障诊断和智能优化调度，极大地提高了电力系统的运行效率。

此外，可再生能源的大规模接入也是电力工程领域的重要研究方向。

太阳能、风能等清洁能源的利用不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低环境污染，为可持续发展做出贡献。

二、能源工程领域的研究成果能源工程领域的研究主要集中在能源的开发利用和节能减排方面。

近年来，研究人员们通过对传统能源的改进和创新，提高了能源利用效率。

例如，燃煤电厂的超临界和超超临界技术的应用大大提高了燃煤发电的效率，减少了二氧化碳等排放物的排放。

此外，能源储存技术也是能源工程领域的研究热点之一。

随着可再生能源的快速发展，如何解决可再生能源的间歇性和不稳定性成为了一个亟待解决的问题。

能源储存技术可以有效地解决这一问题，提高能源利用效率。

三、电力与能源工程领域的展望未来，电力与能源工程领域将继续面临许多挑战和机遇。

一方面，随着能源需求的增加和环境污染的加剧，如何实现清洁、高效、可持续的能源利用将成为电力与能源工程领域的主要研究方向。

另一方面，随着信息技术的快速发展，智能电网、能源互联网等新技术的应用将为电力与能源工程领域带来新的发展机遇。

未来，电力与能源工程领域的研究将更加注重系统集成、跨学科合作，实现能源的高效利用和可持续发展。

综上所述，电力与能源工程领域的研究成果丰硕，未来的发展前景广阔。

通过不懈努力和持续创新，电力与能源工程领域将为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

家庭能源管理系统研究综述

家庭能源管理系统研究综述摘要：随着新能源技术的广泛应用和智能化技术的兴起，电网结构从传统电网向智能电网变化。

作为智能电网在居民侧的延伸，家庭能源管理系统（HEMS）也是智能电网的研究热点。

与传统电网相比，智能电网能够提高电能质量、增强电网系统可靠性和安全性。

在智能电网的背景下，家庭能源管理系统能够优化家庭中的能源使用情况，在保证用户舒适度的情况下提高能源的利用率和用电经济性。

关键词：智能电网；家庭能源管理系统；HEMSReview of Home Energy Management SystemsAbstract: With the widespread application of new energy technologies and the rise of intelligent technologies, the structure of the power grid has changed from the traditional grid to the smart grid. As an extension of the smart grid on the residential side, the home energy management system (HEMS) is also a research hotspot of the smart grid. Compared with traditional power grids, smart grids can improve power quality and enhance grid system reliability and security. In the context of a smart grid, a home energy management system can optimize energy use in the home, and improve energy efficiency and power economy while ensuring user comfort.Key words: smart grid; home energy management system; HEMS1 引言随着社会的不断发展，人们对于电力的需求也越来越高，据我国国家能源局发布的数据显示，2019年，全社会用电量72255亿千瓦时，同比增长4.5%,其中城乡居民生活用电量10250亿千瓦时，同比增长5.7%[1]。

智能电网--HEMS、CEMS Community Energy Management System

智能电网、CEMS（Community Energy Management System）、HEMS（Home Energy Management System）的系统分析、结构设计、方式设计、原型开发以及应用型项目的实施与开发。

文献综述与回顾Evaluating the benefits of an electrical energy storage system in a future smart gridInterest in electrical energy storage systems is increasing as the opportunities for their application become more compelling in an industry with a back-drop of ageing assets, increasing distributed generation and a desire to transform networks into Smart Grids. A field trial of an energy storage system designed and built by ABB is taking place on a section of 11 kV distribution network operated by EDF Energy Networks in Great Britain. This paper reports on the findings from simulation software developed at Durham University that evaluates the benefits brought by operating an energy storage system in response to multiple events on multiple networks. The tool manages the allocation of a finite energy resource to achieve the most beneficial shared operation across two adjacent areas of distribution network. Simulations account for the key energy storage system parameters of capacity and power rating. Results for events requiring voltage control and power flow management show how the choice of operating strategy influences the benefits achieved. The wider implications of these results are discussed to provide an assessment of the role of electrical energy storage systems in future Smart Grids.Planning of community-scale renewable energy management systems in a mixed stochastic and fuzzy environmentIn this study, an interval-parameter superiority–inferiority-based two-stage programming model has been developed for supporting community-scale renewable energy management (ISITSP-CREM). This method is based on an integration of the existing interval linear programming (ILP), two-stage programming (TSP) and superiority–inferiority-based fuzzy-stochastic programming (SI-FSP). It allows uncertainties presented as both probability/possibilistic distributions and interval values to be incorporated within a general optimization framework, facilitating the reflection of multiple uncertainties and complexities during the process of renewable energy management systems planning. ISITSP-CREM can also be used for effectively addressing dynamic interrelationships between renewable energy availabilities, economic penalties and electricity-generation deficiencies within a community scale. Thus, complexities in renewable energy management systems can be systematically reflected, highly enhancing applicability of the modeling process. The developed method has then been applied to a case of long-term renewable energy management planning for three communities. Useful solutions for the planning of renewable energy management systems have been generated. Interval solutions associated with different energy availabilities and economic penalties have been obtained. They can be used for generating decision alternatives and thus help decision makers identify desired policies under various economic and system-reliability constraints. The generated solutions can also provide desired energy resource/service allocation plans with a minimizedsystem cost (or economic penalties), a maximized system reliability level and a maximized energy security. Tradeoffs between system costs and energy security can also be tackled. Higher costs will increase potential energy generation amount, while a desire for lower system costs will run into a risk of energy deficiency. They are helpful for supporting: (a) adjustment or justification of allocation patterns of renewable energy resources and services, (b) formulation of local policies regarding energy utilization, economic development and energy structure under various energy availabilities and policy interventions, and (c) analysis of interactions among economic cost, system reliability and energy-supply shortage.Community-scale renewable energy systems planning under uncertainty—An interval chance-constrained programming approachIn this study, an inexact community-scale energy model (ICS-EM) has been developed for planning renewable energy management (REM) systems under uncertainty. This method is based on an integration of the existing interval linear programming (ILP), chance-constrained programming (CCP) and mixed integer linear programming (MILP) techniques. ICS-EM allows uncertainties presented as both probability distributions and interval values to be incorporated within a general optimization framework. It can also facilitate capacity-expansion planning for energy-production facilities within a multi-period and multi-option context. Complexities in energy management systems can be systematically reflected, thus applicability of the modeling process can be highly enhanced. The developed method has then been applied to a case of long-term renewable energy management planning for three communities. Useful solutions for the planning of energy management systems have been generated. Interval solutions associated with different risk levels of constraint violation have been obtained. They can be used for generating decision alternatives and thus help decision makers identify desired policies under various economic and system-reliability constraints. The generated solutions can also provide desired energy resource/service allocation and capacity-expansion plans with a minimized system cost, a maximized system reliability and a maximized energy security. Tradeoffs between system costs and constraint-violation risks can also be tackled. Higher costs will increase system stability, while a desire for lower system costs will run into a risk of potential instability of the management system. They are helpful for supporting (a) adjustment or justification of allocation patterns of energy resources and services, (b) formulation of local policies regarding energy consumption, economic development and energy structure, and (c) analysis of interactions among economic cost, system reliability and energy-supply security.Government management and implementation of national real-time energy monitoring system for China large-scale public buildingThe supervision of energy efficiency in government office buildings and large-scale public buildings (GOBLPB) is the main embodiment for government implementation of Public Administration in the fields of resource saving and environmental protection. It is significant for China government to achieve the target: reducing building energy consumption by 11 million tonstandard coal before 2010. In the framework of a national demonstration project concerning the energy management system, Shenzhen Municipality has been selected for the implementation of the system. A data acquisition system and a methodology concerning the energy consumption of the GOBLPB have been developed. This paper summarizes the various features of the system incorporated into identifying the building consumes and energy saving potential. This paper also defines the methods to achieve the real-time monitoring and diagnosis: the meters installed at each building, the data transmitted through internet to a center server, the analysis and unification at the center server and the publication through web. Furthermore, this paper introduces the plans to implement the system and to extend countrywide. Finally, this paper presents some measurements to achieve a common benefit community in implementation of building energy efficiency supervisory system on GOBLPB in its construction, reconstruction or operation stages.A conceptual framework for the vehicle-to-grid (V2G) implementationThe paper focuses on presenting a proposed framework to effectively integrate the aggregated battery vehicles into the grid as distributed energy resources to act as controllable loads to levelize the demand on the system during off-peak conditions and as a generation/storage device during the day to provide capacity and energy services to the grid. The paper also presents practical approaches for two key implementation steps –computer/communication/control network and incentive program.Predictive optimal management method for the control of polygeneration systemsA predictive optimal control system for micro-cogeneration in domestic applications has been developed. This system aims at integrating stochastic inhabitant behavior and meteorological conditions as well as modelling imprecisions, while defining operation strategies that maximize the efficiency of the system taking into account the performances, the storage capacities and the electricity market opportunities.Numerical data of an average single family house has been taken as case study. The predictive optimal controller uses mixed-integer and linear programming where energy conversion and energy services models are defined as a set of linear constraints. Integer variables model the start-up and shut-down operations as well as the load dependent efficiency of the cogeneration unit. The proposed control system has been validated using more complex building and technology models to asses model inaccuracies. Typical demand profiles for stochastic factors have been used.The system is evaluated in the perspective of its usage in Virtual Power Plants applications. Power system DNP3 data object security using data setsPower system cyber security demand is escalating with the increased number of security incidents and the increased stakeholder participation in power system operations, specifically consumers. Rule-based cyber security is proposed for Distributed Network Protocol (DNP3) outstation devices, with a focus on smart distribution system devices. The security utilizes the DNP3 application layer function codes and data objects to determine data access authorization for outstations, augmenting other security solutions that include firewalls, encryption, and authentication. The cyber security proposed in this article protects outstation devices when masters are compromised or attempt unauthorized access that bypass the other security solutions. In this article, non-utility stakeholder data access is limited through DNP3 data sets rather than granting direct access to the data points within an outstation. The data set utilization greatly constrains possible attack methods against a device by reducing the interaction capabilities with an outstation. The data sets also decrease the security complexity through rule reduction, thereby increasing the security applicability for retrofitted or process constrained devices. Temporal security constraints are supported for the data sets, increasing security against denial of service attacks.The feasibility of renewable energies at an off-grid community in CanadaThree renewable energy technologies (RETs) were analyzed for their feasibility for a small off-grid research facility dependent on diesel for power and propane for heat. Presently, the electrical load for this facility is 115 kW but a demand side management (DSM) energy audit revealed that 15–20% reduction was possible. Downsizing RETs and diesel engines by 15 kW to 100 kW reduces capital costs by $27 000 for biomass, $49 500 for wind and $136 500 for solar. The RET Screen International 4.0? model compared the economical and environmental costs of generating 100 kW of electricity for three RETs compared to the current diesel engine (0 cost) and a replacement ($160/kW) diesel equipment. At all costs from $0.80 to $2.00/l, biomass combined heat and power (CHP) was the most competitive. At $0.80 per liter, biomass‘ payback period was 4.1 years with a capital cost of $1800/kW compared to wind's 6.1 years due to its higher initial cost of $3300/kW and solar's 13.5 years due to its high initial cost of $9100/kW. A biomass system would reduce annual energy costs by $63 729 per year, and mitigate GHG emissions by over 98% to 10 t CO2 from 507 t CO2. Diesel price increases to $1.20 or $2.00/l will decrease the payback period in years dramatically to 1.8 and 0.9 for CHP, 3.6 and 1.8 for wind, and 6.7 and 3.2 years for solar, respectively.HEMS部分：Scoping the potential of monitoring and control technologies to reduce energy use in homesThis scoping study takes a broad look at how information technology-enabled monitoring and control systems could assist in mitigating energy use in residences by more efficiently allocating the delivery of services by time and location. A great deal of energy is wasted in delivering services inefficiently to residents such as heating or cooling unoccupied spaces,overheating/undercooling for whole-house comfort, leakage current, and inefficient appliances. We construct a framework to estimate different categories of inefficient energy services and the result of our initial estimate is that over 39% of residential primary energy is wasted. We next discuss how monitoring and control technologies could manage home energy use to reduce waste. Technologies considered here include programmable thermostats, smart meters and outlets, zone heating, automated sensors, and wireless communications infrastructures. The level of energy services delivered is assumed to remain unchanged, with all energy savings being realized through better management. A final discussion on barriers to adoption of these systems speculates that a lack of consumer awareness of the technologies, high costs due to lack of economies of scale, and difficult user interfaces are currently the major hurdles toward adoption.Modelling of hybrid energy system—Part II: Combined dispatch strategies and solution algorithmComputer simulation is an increasingly popular tool for determining the most suitable hybrid energy system type, design and control for an isolated community or a cluster of villages. This paper presents the development of the optimum control algorithm based on combined dispatch strategies, to achieve the optimal cost of battery incorporated hybrid energy system for electricity generation, during a period of time by solving the mathematical model, which was developed in Part I of this tri-series paper.The main purpose of the control system proposed here is to reduce, as much as possible, the participation of the diesel generator in the electricity generation process, taking the maximum advantage of the renewable energy resources available.The overall load dispatch scenario is controlled by the availability of renewable power, total system load demand, diesel generator operational constraints and the proper management of the battery bank. The incorporation of a battery bank makes the control operation more practical and relatively easier.A dynamic inexact energy systems planning model for supporting greenhouse-gas emission management and sustainable renewable energy development under uncertainty—A case study for the City of Waterloo, Canada城市与地区的电厂建设规划In this study, a dynamic interval-parameter community-scale energy systems planning model (DIP-CEM) was developed for supporting greenhouse-gas emission (GHG) management and sustainable energy development under uncertainty. The developed model could reach insight into the interactive characteristics of community-scale energy management systems, and thus capable of addressing specific community environmental and socio-economic features. Through integrating interval-parameter and mixed-integer linear programming techniques within a general optimization framework, the DIP-CEM could address uncertainty (expressed as interval values) existing in related costs, impact factors and system objectives as well as facilitate dynamic analysis of capacity-expansion decisions under such a uncertainty. DIP-CEM was then applied tothe City of Waterloo, Canada to demonstrate its applicability in supporting dec isions of community energy systems planning and GHG-emission reduction management. One business-as-usual (BAU) case and two GHG-emission reduction cases were analyzed with desired plans of GHG-emission reduction. The results indicated that the developed DIP-CEM could help provide sound strategies for dealing with issues of sustainable energy development and GHG-emission reduction within an energy management system.Proposal of a modeling approach considering urban form for evaluation of city level energy management城市一级的电力、能源管理建模方法（考虑城市的发展预留空间）The importance of developing a method to bridge the gap between the current increasing trend of CO2 emission from the commercial sector and the reduced emission level for ensuring long-term sustainability has increased. V arious concepts exist for managing the energy use and CO2 emission. These concepts can be categorized into advancement in technologies, dissemination of energy saving measures in buildings, optimization of local energy generation and distribution systems, spatial building stock pattern management, and improvement in CO2 emission factor of the grid electricity. In this paper, we propose a modeling approach for energy use in the commercial sector in order to evaluate the options involved in the abovementioned energy management concepts in an integrated manner. In this modeling approach, a district is dealt with as a basic unit. Districts are first classified into several categories according to the spatial building stock pattern, or urban form. The end-use energy consumption per unit floor area is then calculated for each district category using a simulation of energy use in buildings in a representative district; this is used for quantifying the total end-use energy consumption at the municipal level. We carried out a case study in order to demonstrate the simulation capabilities and features of the suggested modeling approach in contrast with the conventional modeling approaches. In this case study, certain scenarios of CO2 abatement integrating the energy management concepts are applied in the commercial sector of Osaka city, Japan, in order to investigate alternative avenues toward which policy efforts must be directed.Community energy planning in Canada: The role of renewable energy加拿大的CEMS：新能源在其中的作用。

智能直流配电网研究综述_宋强

0 引言
1）直流配电的发展历史。在输配电系统产生时，直流就被作为最主要的配电方式，但是由于当时直流输配电电压等级低、
基金项目：国家自然科学基金项目(51077076)；国家 863 高技术基金项目(2011AA05A102)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51077076); The National High Technology Research and Development of China (863 rogramme)(2011AA05A102).
[7] ]6\ [5]
综上所述，直流配电的发展很大程度上受到了分布式电源发展的推动，而分布式电源的应用也使得传统的配电由单纯的供电功能，扩展出了发电功能；另外分布式电源尽管优点突出，但本身存在诸多问题，例如分布式电源单机接入成本高、容量小、控制困难等。所以，分布式电源相对于大电网来说是一个不可控源，目前主网往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源，这就限制了分布式能源效能的充分发挥。为了解决以上问题以及充分发挥分布式能源的效能，分布式电源往往采用微电网形式并入主网[8]，即在直流配电网中，微电网将是最主要的运行方式。目前，微电网主要是以交流微电网的形式存在，而在直流配电网中，微电网的主要存在形式将为直流微电网[9]。与交流微电网相比，直流微电网不需要对电压的相位和频率进行跟踪，可控性和可靠性进一步提高，因而更加适合分布式电源和负载的接入。
DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2013.25.009
第 33 卷第 25 期 2013 年 9 月 5 日文章编号：0258-8013 (2013) 25-0009-11

智能电网文献综述

智能电网文献综述智能电网文献综述1.引言智能电网是一种基于信息技术的电力系统，通过传感器、通信技术和先进的控制算法等手段实现了电力系统的智能化和自动化。

智能电网可以提高电力系统的可靠性、安全性和经济性，同时也能够更好地应对可再生能源的大规模接入和用户需求的变化。

本文将对智能电网领域的相关文献进行综述，包括其定义、特点、技术发展、应用场景等方面内容。

2.智能电网定义和特点智能电网是指利用现代通信、计算机、控制和信息技术等手段对电力系统进行监测、通信、控制和决策，使其具备更高的自动化、智能化和可靠性的电力系统。

智能电网具有以下特点：________●具备大规模可再生能源接入的能力，能够实现与分布式能源源网并存的能力。

●具备智能感知和智能决策的能力，能够根据电力系统的实时状态和需求，智能地调整电力生产、传输和消费。

●具备网络化和分布式控制的能力，能够实现电力系统的分布式智能化控制。

●具备故障自愈和安全防护的能力，能够实现可靠性和安全性的提高。

3.智能电网技术发展3.1 通信技术智能电网需要建立大规模的通信网络，用于实现电力系统各个组成部分之间的信息传递和数据交换。

目前，常用的通信技术包括有线通信和无线通信，如光纤通信、微波通信、WiFi、ZigBee等。

3.2 传感器技术传感器技术在智能电网中扮演着重要角色，用于感知电力系统各个环节的实时状态。

常见的传感器包括电流传感器、电压传感器、温度传感器、湿度传感器等。

通过这些传感器，可以实时监测电力系统的负荷、电压、频率等参数，为智能决策提供数据支持。

3.3 控制算法控制算法是智能电网中的核心技术之一，用于实现对电力系统的智能化控制。

常见的控制算法包括基于模型的预测控制、优化控制、智能算法等。

这些算法可以根据电力系统的状态和需求，自动调整电力生产和消费，以实现能源的高效利用。

4.智能电网应用场景4.1 可再生能源接入智能电网可以实现大规模可再生能源的接入，如太阳能、风能等。

智能电网技术研究现状与前景展望

智能电网技术研究现状与前景展望随着全球对可持续发展和能源安全的关注日益增加，智能电网作为未来能源系统的重要组成部分，受到了越来越多的关注。

智能电网技术具有自动化、交互性、供需平衡等特点，能够实现对电力系统的智能化管理、优化运行和高效供应。

本文将从技术研究现状、应用实践和未来发展趋势三个方面，探讨智能电网技术的现状与前景。

一、技术研究现状1.1 智能电网关键技术智能电网技术包括智能感知、智能控制、智能交互等多种技术领域，其中智能感知是实现智能电网关键的技术之一。

智能感知不仅可以实现网络信息的高效采集和传输，还能够实现对电力设施的状态感知和智能诊断，进而提高电力系统的可靠性和安全性。

智能控制技术是实现智能电网的另一项重要技术，它主要通过自适应控制、集中控制、分布式控制等手段，实现对电力系统的智能化控制和调度。

智能交互技术则是实现智能电网能源互联互通和能耗信息交互的关键技术。

1.2 智能电网技术应用领域智能电网技术的应用领域广泛，包括智能能源管理、智能充电运营、智能公共服务等。

其中，智能能源管理主要是通过对发电、输电和用电进行可视化管理和分析，实现电力系统的高效运行和节能减排。

智能充电运营具有智能化运营和管理电动汽车充电站的功能。

智能公共服务则可以通过智能电网技术，实现城市公共设施的智能管理和运营，提高城市能源的使用效率和可持续发展水平。

二、应用实践2.1 现有智能电网应用实践情况目前，全球智能电网应用范围逐渐扩大，已有不少智能电网示范项目在全球各地开展。

例如，德国“艾克尔尼茨”智能电网项目，旨在打造世界上最大的可再生能源集成系统，实现对风能和太阳能的高效集成和管理。

中国的“罗湖智网”项目则是以智能化变电站、智能物联网和数据中心为核心，实现对城市电网高效控制和运行。

2.2 智能电网应用实践存在的问题虽然智能电网技术正被广泛应用，但是在智能电网应用实践中也存在一些问题。

一是安全问题，智能电网作为关键信息基础设施，其信息安全、智能安全和系统安全均存在风险；二是应用层面的问题，智能电网虽然具有很强的智能化管理和控制能力，但是还需要结合现实场景和用电需求进行应用推广。

“智能电网”研究综述

“智能电网”研究综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和电力需求的日益增长，智能电网作为一种创新的电力系统架构，正逐渐受到全球范围内的广泛关注和研究。

智能电网集成了先进的通信技术、计算技术和传感技术，通过实现电力系统的信息化、自动化和互动化，有效提升了电力系统的运行效率、可靠性和安全性。

本文旨在对智能电网的研究进行综述，探讨其关键技术、应用领域和发展趋势，以期为智能电网的进一步研究和应用提供参考和借鉴。

本文首先介绍了智能电网的基本概念和发展背景，阐述了智能电网的重要性和意义。

接着，对智能电网的关键技术进行了详细的分析和梳理，包括通信技术、计算技术、传感技术、控制技术等方面。

在此基础上，本文总结了智能电网在电力系统规划、运行控制、能源管理、用户需求响应等领域的应用实践，并探讨了智能电网在新能源接入、电力市场交易、分布式能源管理等方面的创新应用。

本文展望了智能电网的发展趋势和未来研究方向，以期为推动智能电网技术的持续发展和应用提供有益的思路和建议。

通过本文的综述，读者可以对智能电网的研究现状和发展趋势有更为全面和深入的了解，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、智能电网基本概念智能电网，亦称为“电网0”，是电力系统的一种现代化形态，它利用先进的信息、通信和控制技术，实现电网的自动化、信息化和互动化。

智能电网的核心理念在于构建一个能够感知、适应并响应各种内外变化的电力网络，从而提高电力系统的运行效率，确保供电的安全性和可靠性，同时满足用户多样化的电力需求。

智能电网的核心要素包括：高级量测体系（AMI），它能够实现电力使用数据的实时采集、监测和分析；高级配电运行（ADO），通过优化运行策略和调度方式，提高配电系统的运行效率和供电质量；高级输电运行（ATO），借助先进的通信和控制技术，实现对输电系统的实时监控和智能决策；以及先进的能源管理（AEM），通过对各种能源资源的优化管理和调度，实现能源的高效利用。

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第33卷第20期电网技术V ol. 33 No. 20 2009年12月Power System Technology Dec. 2009 文章编号：1000-3673（2009）20-0009-04 中图分类号：TM7 文献标志码：A 学科代码：470·4054英国智能电网研究综述杜文娟1，王海风2，陈中1（1．东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096；2．Queen’s University of Belfast，Belfast，BT7 5AH，UK）Research on Smart Grid in UKDU Wen-juan1，WANG Hai-feng2，CHEN Zhong1（1．School of Electrical Engineering，Southeast University，Nanjing 210096，Jiangsu Province，China；2．Queen’s University of Belfast，Belfast，BT7 5AH，UK）ABSTRACT: Sustainable power generation and supply (SUPERGEN for short) is the flagship project sponsored by the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) in the UK. Since 2003, the EPSRC has supported large-scale research on the smart grid in the UK, which was called future network technology and now is updated as flexible network. This paper presents the background, objectives, some example research and future work of smart grid research in the UK carried out under the title of future network technology and flexible network.KEY WORDS: smart grid；future network technology；flexible network摘要：自2003年起，英国工程和自然科学研究委员会(EPSRC)资助的旗舰项目——可持续电力生产和供给(sustainable power generation and supply，SUPERGEN)对智能电网(smart grid)展开了大规模、集团式研究。

这一研究在英国先期被称作“未来网络技术”，现在则被称作“柔性网络”。

作者基于所参加的未来网络技术和柔性网络研究团队的工作经历，主要综合介绍英国智能电网研究的背景、目的、内容，以及所取得的阶段性成果和未来的研究方向。

关键词：智能电网；未来网络技术；柔性网络0 引言可持续电力生产和供给(sustainable power generation and supply，SUPERGEN)是英国国家基金会(Research Council UK)能源研究计划中的旗舰项目，它由英国工程和自然科学研究委员会(the Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC)牵头资助和管理[1-2]。

至今，SUPERGEN这一旗舰项目已经资助成立了15个SUPERGEN研究团队，投入的研究经费已高达1亿多英镑。

2007年，EPSRC资助成立了英中清洁能源合作研究网络(UK-China Network of Clean Energy Research，http:// )，致力于推动SUPERGEN与中国的合作研究和交流。

对智能电网的研究是SUPERGEN旗舰项目中的一项极其重要的内容。

在2003年首先启动的第1期SUPERGEN中，EPSRC就资助成立了未来网络技术研究团队(2003—2007年)，投入研究经费342万英镑。

2007年，EPSRC再次投入近700万英镑资助未来网络技术研究团队的第2期——柔性网络研究团队(2007—2011年)，在先期取得的研究成果基础上，对智能电网进行更深入的理论研究和向应用产品转化[3]。

本文主要综合介绍未来网络技术和柔性网络研究团队对智能电网展开研究的背景、目的、内容，以及所取得的阶段成果和未来的研究方向。

1 已开展的研究——未来网络技术与欧洲一样，英国对未来网络技术展开大规模研究的动力主要来自于对未来低CO2排放的社会经济可持续发展的展望。

在较短的时间内(2020年前)，现有的电力网络可能必须支撑10%~20%的可再生能源发电量。

而展望中长期的未来(2040年前和以后)，电力电子技术的突破、高宽信息技术的广泛应用和计算机技术的阶跃性发展，都将为电力网络大规模地向千家万户输送可再生能源发电提供极大的可能性。

这将使未来电力网络与现有电力网络在规划、运行、控制和保护各个方面可能完全不同。

未来网络技术研究团队的研究对未来电力系统的预见是：大规模可再生能源发电接入电力系统，10 杜文娟等：英国智能电网研究综述V ol. 33 No. 20将给电力系统的规划、运行、控制和保护带来沉重的负担和挑战。

对未来网络技术的研究就是为电力工业应对这一未来的挑战进行技术研究储备，为未来电力网络承担起大规模传输可再生能源发电提供可靠和可行的技术方案。

未来网络技术研究团队的研究主要在如下7个方向上进行：1）广域系统可靠性和安全性。

未来电力系统在运行可靠性和安全性上的威胁主要来自于微网供电(micro-generation)和大规模远距离可再生能源输电。

这2种发电模式接入电力系统的动力来自于环境保护。

在电力市场的推动下，电力系统在技术上接纳它们的可靠性和安全性，将被视为是电力系统本身的问题。

微网和可再生能源供电的最大特点是其发电的可变性和不确定性。

在大部分情况下，供电本身不具备可控性。

广域系统可靠性和安全性就是从全系统的角度，研究电力系统在接入较高比例的可变和不确定发电情况下的系统运行的可靠性和稳定性。

未来网络技术研究团队选择了2个研究课题：①低CO2排放电力系统的电力供应和消耗的平衡；②可再生和新能源发电接入对电力系统安全性和稳定性的影响。

2）电力系统的分散运行和控制。

未来网络技术研究团队在这一方向上的研究课题是：①分布式电源和系统建模；②分布式网络的交互协调控制；③未来电力系统紧急控制的多代理系统；④分散鲁棒稳定器；⑤分散运行的经济性；⑥电力市场结构和规则的有效设计；⑦储能系统运用于分散紧急控制。

3）电力需求参与的分布式电力系统控制。

现有的电力系统控制主要是通过发电侧的调节控制应对系统中的负荷变化，以保证电力供应的持续性、经济性和高质量。

在电力系统中接入可变的电源(如风能发电)后，引入电力需求参与的分布式电力系统控制，可以提高电力系统控制的有效性。

这一方向上，未来网络技术研究团队的研究课题有：①电力需求参与控制的电力系统运行与控制；②电力需求分布式控制系统的建模与设计。

4）微网(micro-grids)。

微网是指小规模的配电网，其供电具有一定的协调和控制功能。

在大部分情况下能够满足本身的电力需求；如果有需要，还可以脱离主电网独立运行。

在这一方向上，未来网络技术研究团队的研究课题有：①微网的运行模态和同步问题；②保护与设计；③微网的运行和所有权问题。

5）未来电网场景预见。

这是未来网络技术研究团队设计的研究方向，主要是研究未来电网发展的几种可能的场景及其评估。

这包括设计、运行和管理的场景预见。

这一预见将考虑对未来网络技术研究所取得的最新成果。

在这一研究方向上的研究课题有：①场景辨识；②场景仿真框架和方法；③场景评估和解释。

6）系统演变及其动力。

未来电网场景预见主要研究未来几个时间点上电力网络的结构、设计、运行和管理。

而在系统演变及其动力这一方向上，研究重点是未来电网向其预见场景演变的过程，及如何通过经济动力和政治手段，使得未来电网朝着预见的场景发展。

在这一研究方向上，未来网络技术研究团队中的经济学、政治学和社会学专家发挥着重要作用，其研究课题有：①创新、投资和动力；②能源–环境一般化计算平衡模型；③演变中的社会和心理学问题。

7）未来网络技术研究的扩展。

在这一方向上，未来网络技术研究团队选择了如下与其它SUPERGEN研究团队合作交叉的研究课题：①海洋能发电接入电力系统——发电到岸连接和多端口直流输电(与海洋能研究团队合作)；②输电的地点和堵塞问题(与海洋能研究团队和氢能研究团队合作)；③利用氢能储能和发电解决可再生能源发电的间歇性问题(与氢能研究团队合作合作)；④电能和氢能的演化(与氢能研究团队合作)；⑤能源技术的经济分析(与氢能研究团队和生物能研究团队合作)。

2 研究举例——未来网络控制的基本框架上节介绍的未来网络技术研究是在2003— 2007年完成的，取得了丰硕的成果。

研究团队共发表专著1部，论文320篇(其中杂志论文120余篇)，其代表作见文献[4-13]。

研究结果已提交其工业俱乐部所属电力公司。

本节将简要介绍其中有关智能电网紧急控制的重要结果——未来网络控制的基本框架[14]。

无论是从控制理论还是电力系统实践来看，目前电力系统的控制方式可分为2大类：集中控制和分散控制。

这2类控制的基本框架如图1所示。

分散控制的功能由仅和本地装置相连的本地控制器完成，其根据本地装置的反馈信号，依照控制判据，发送控制信号到本地装置，形成分散控制的一个闭环回路。

集中控制的功能由位于控制中心的集中控第33卷第20期电网技术 11图1电力系统的集中控制和分散控制Fig. 1 Centralized and decentralized control ofpower systems制器完成。

其根据所有装置的反馈信号，依照控制判据，将控制信号分别下发到每个本地装置。

在电力系统实践中，集中控制一般应用于慢过程，如潮流控制等；而稳定控制大多数是由分散控制实施的。

分散控制的缺点是智能性和协调性差，其动作难以考虑周围环境的变化和其它控制器的要求，有时甚至可能带来适得其反的结果。

未来电力系统的发展和发展趋势表现出不同以往的特点：1）对社会和经济造成灾难性打击的电力系统大面积停电事故往往是一系列无法预设的连锁性发展事件造成的；2）向电力市场发展和完善的趋势以及由用户需求驱动的电力系统运行，使其运行条件和工况的变化越来越频繁而将越来越难以预测；3）随着电力通信和广域测量技术的发展，更多电力系统在线运行的信息能够更快地被收集、处理和综合。