美国智能电网的定义及其技术路线
智能电网的概念与发展趋势分析
智能电网的概念与发展趋势分析智能电网是一种将信息技术与能源系统相结合的创新型电网系统，旨在提高电力系统的安全、可靠、高效和可持续运行水平。
随着社会经济的不断发展和人们对能源需求的增长，传统的电力系统已经难以满足能源需求。
因此，智能电网作为一种新型的电力系统，正在逐渐引起人们的关注和重视。
智能电网的概念最早可以追溯到上个世纪八十年代末，当时美国MIT提出了“数字电力系统”的概念，其意义在于通过信息技术对电力系统进行监测、控制和故障预测，提高电力系统的安全性和经济性。
而随着信息技术的迅猛发展，智能电网的概念也在不断演变和发展，逐渐成为一种融合了智能化、自动化、互联网、大数据等新技术的电力系统。
智能电网的发展趋势包括数据共享、个性化服务、分布式能源、电动汽车充电设施等方面。
在数据共享方面，智能电网可以通过大数据技术对电力系统进行监测和分析，提高系统运行的效率和安全性。
个性化服务则可以通过智能电表等智能设备，向用户提供更加便捷和智能的用电服务。
分布式能源是指利用太阳能、风能等分布式能源作为电力系统的补充能源，降低系统的运行成本和环境污染。
此外，电动汽车充电设施的建设也是智能电网发展的一个重要方向，可以实现电动汽车的智能充电和用电管理。
智能电网的发展不仅可以提高电力系统的可靠性和安全性，还可以促进能源的可持续发展和环境保护。
根据国际能源署（IEA）的统计数据，智能电网的建设可以减少电力系统的损耗、降低碳排放和提高电力系统的效率。
因此，智能电网的发展不仅可以满足人们对能源需求的增长，还可以为环境保护和可持续发展做出贡献。
在智能电网的建设和发展过程中，也面临着一些挑战和困难。
首先是技术问题，智能电网涉及到多个领域的技术知识，如信息技术、能源技术、大数据等，因此需要跨学科的合作和研究。
其次是安全问题，智能电网的建设需要监测和控制大量的电力设备和数据信息，一旦遭遇网络攻击或系统故障，可能会对电力系统造成严重的影响。
美国智能电网的定义及其技术路线
美国的电网改革将经历以下几个阶段：部署智能电表、 普及推广电力负荷控制设备、引入自主负荷控制系统。 第一阶段：部署智能电表，可以实 时把握各时间段的电价、电力消耗 状况等具体信息 。 第二阶段：在2011年到2020年之间利用无线及有线网 络，普及可对电力负荷进行远程控制的家电设备。 第三阶段：智能电网的终极目标是到2030年左右引入 可自主控制负荷的电力系统，对所有用电设备进行实 时管理。
Characteristics of U.S. Smart Grid
1.自愈 Self-healing：有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网 的故障做出反应，快速解决，减少停电时间和经济损失。 2.互动 Interaction：商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费 价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价。 3.安全Safety ：电网的彻底安全性。 4.提供适应21 世纪需求的电能质量 5.适应所有的电源种类和电能储存方式 6.可市场化交易 7.优化电网资产、提高运营效率
(3)配变电自动化 自动化的设备投切可减少运行人员对设 备的手动操作，以便及时对网络结构进 行变化，适应运行的要求。 (4)分布式发电及电能储存 (5)先进的相量测量（PMU）和广域测量技 术（WAMS） 此外，还包括一些可视化技术。
5.智能电网标准制定
在标准方面，美国负责智能电网标准制定的机构有15家，包括 美国国家标准与技术研究所（NIST）、美国电力研究所 （EPRI）、美国电气电子工程师学会（IEEE）、美国国际电工 委员会（IEC）、美国机动车工程师学会（SAE）、美国国家可 再生能源实验室（NREL）等。其中，NIST承担“智能电网互操 作性框架”（Smart Grid Interoperability Framework）项目，全 面负责美国智能电网标准的制定，项目总金额为1000万美元； IEEE主要致力于互通入网、计量设备的接入（如智能电表）和 时间同步性的标准制定；SAE主要关注机动车接入智能电网的标 准；美国国际电工委员会主要负责信息自动化的模式和环境标准 的制定等。
美国对智能电网的理解
“45亿美元发展智能电网远远不够，需要拿出商业运作模式”(图)2009-06-29 11:47:00来源: 东方早报(上海)跟贴0 条手机看新闻在美国，智能电网并非新名词，这个概念已经存在八九年了，最近突然变得很流行和美国目前面临的经济挑战有关。
IC 资料编者按6月26日晚美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》，其核心是“碳排放限额和交易制度”，对智能电网发展可谓系统性利好。
加上之前奥巴马签署的《美国复苏和重新投资法》中有45亿美元专款扶持，美国的智能电网发展可谓如虎添翼：既有政策撑腰，又有财政力挺。
早报记者近日在美专程采访了美国发展智能电网的几位关键人物。
从记者发回的报道中，我们了解到，在美国，尽管对智能电网的概念仍众说纷纭，智能电网中后期发展的庞大资金还不知着落，政府官员为了政治前途而不愿冒“智能电网短期成本飙升”的风险，电力企业申请智能电网项目需要提供长达1000页的材料……但至少可以肯定的是，美国民众已经达成共识——智能电网的时代已经到来。
有这点就足够了。
只要认识趋同，则行动终会统一。
本周早报财经将陆续刊发有关美国智能电网的独家探营系列报道。
早报特约记者刘莉发自华盛顿美国总统奥巴马签署的《美国复苏和重新投资法》（AmericanRecoveryandReinvestment Act）中有45亿美元专门用于扶持智能电网的发展，把智能电网提升到战略的高度。
早报记者专访了奥巴马智能电网宏伟愿景的主要推广与实施者、45亿美元的监管人——美国能源部联邦智能电网特别工作组组长埃瑞克·奈特那（EricLightner）。
智能电网应有七大功能东方早报：关于智能电网定义的争论很多，到目前为止有没有一个大家都比较认可的定义？奈特那：智能电网到底是什么？我们认为有一个大家都可以接受的标准定义对智能电网的发展很重要。
所以我们用了整整两年时间，先后在全美国范围内与200多位企业、行业协会、监管机构代表举行座谈，让整个行业内的不同利益相关者从各自所处的不同位置谈智能东方早报：你给出的定义非常笼统？这可以算国际通行定义吗？奈特那：对于智能电网具有以上7大功能大家都没有任何异议，之所以没有给出详细的解释，是因为具体如何达到这7大功能各方的分歧还是很大的。
国外智能电网研究与发展
国外智能电网研究与发展（一）▪出处：国家能源局能源节约和科技装备司日期：2010-05-10▪▪分享到：新浪微博一、美国美国并不是智能电网技术最先进的国家，但却是准备最为充分、计划最为系统、推动最为有力的国家。
从理论研究到实践探索都积累了丰富的经验。
(一) 美国智能电网理论的沿革1.EPRI（美国电力科学研究院）的“Intelligrid”（智能电网）概念。
ERPI是智能电网研究的先行者之一，早在1998～2002年间，该研究院即推动“复杂交互式网络/系统”（CN/SI），试图为电网开发一个中央神经系统，提高调度员对电网事故的预判能力。
2001年，EPRI开始对智能电网的系统研究，并将其称为“Intelligrid”，项目目的是创建一个将电力与通讯、计算机控制系统集成起来的架构。
2004年，EPRI公布了《Intelligrid用户指南与建议》、《Intelligrid功能需求》、《Intelligrid模型》以及《Intelligrid技术分析》等一系列文档，并提出了公开的智能电网架构（Intelligrid Architecture），为公用事业机构提供了参照。
此外，EPRI还开展了快速仿真与模拟、分布能源资源通讯协议等方面的研究。
2.《Grid 2030》。
2003年2月初，美国政府根据前两年对能源和电力问题研究的成果，包括国家能源政策发展组报告（2001年5月）、《国家传输电网研究》（2002年5月）和电力咨询委员会部长报告（2002年9月），提出有必要对国家电力传输系统进行现代化改造，以保障国家经济安全和国家整体安全。
2003年4月，美国能源部召集了来自电力企业、设备制造商、信息技术厂商、联邦政府有关部门、大学和国家实验室的65名资深人士共同探讨美国电网的未来，并将会议成果归纳形成了题为《Grid 2030》的报告，指出要建设现代化电力系统，以确保经济安全，同时促进电力系统自身的安全运行。
美国“电网智能化”(GridWise)计划基本情况
美国“电网智能化”（GridWise）计划基本情况华东电力试验研究院科技信息所 迟峰1 美国开展“电网智能化”研究的背景安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证。
美国的电力工业曾经被认为是现代工程的典范，在过去几十年中为该国的持续繁荣、稳定做出过重要贡献。
然而，近年来，美国发生了一系列影响范围广、后果严重的大规模停电事故，尤其是2003年8.14美加大停电事故，影响范围涉及俄亥俄州、密歇根州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西州和加拿大安大略省5000万人。
美国学者和官员认为，美国的电力系统正变得日益陈旧和过时。
目前美国电力系统中的很多设备都是在上世纪50、60年代设计。
这些设备占地大、价格高，同时也与数字信息技术相脱节，无法应用最新的信息、通信及自动控制等技术。
如果目前的电力系统运行、规划方式没有重大改变，那么至2020年，美国还至少需要在电力基础设施上投资5000亿美圆，以满足日益增长的负荷。
利用信息技术对电网进行改造，建设一个高效能、低投资、安全可靠运行的电力系统成为美国社会的一致要求。
“电网智能化”工程由美国能源部牵头，通过向现有的电力基础设施中安装远程通讯设备、传感器和计算机装置来改进国家电网，以减少电费开支，减轻电网负荷。
研究人员把主要电气设备与因特网联网，监控实时电价，并在其他电器上安装专门芯片，追踪电网稳定性。
他们希望借此更新陈旧的电力设施，改善电力实时追查系统，以优化电能的利用。
电网智能化的关键就是与用户的互动，将用户的需求及时反映到电网的运行控制中。
其目的是在不断降低成本和提高效率的同时，提高整个电网的可靠性及可用性。
2“电网智能化”研究的组织情况“电网智能化”由美国能源部（DOE）、能源部所属的太平洋西北国家实验室（PNNL）和来自电力工业的参与者共同推动。
“电网智能化”的研究工作最初起源于DOE一个名为电网智能化的项目，由美国能源部及其所属的太平洋西北国家实验室所推动。
智能电网Smart Grid
智能电网Smart Grid美国2001年EPRI最早提出“Intelligrid”（智能电网），并开始研究，欧洲2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”，也将“SmartGrids”上升到战略地位展开研究。
目前，“智能电网”被大家普遍接受的术语和称谓为：“The Smart Grid”（DOE, USA,2008）。
2008年11月11日-13日，在中美清洁能源合作组织特别会议上(Joint US-China Cooperation on Clean Energy -JUCCCE-)和18日-中美绿色能源论坛上的提法为：“Smart Grid”。
定义：以物理电网为基础，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。
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。
特征：智能电网主要特征要素为：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等（1）坚强（Robust）在电网发生大扰动和故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积的停电事故；在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行；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（Self-Healing）具有实时、在线连续的安全评估和分析能力，强大的预警控制系统和预防控制能力，自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
（3）兼容（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和提高，实现与用户的交互和高效互动。
（4）经济(Economical)支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。
美国智能电网路线图3.0
NIST 特别发行 1108R3智能电网互操作性 NIST标准框架和路线图Release 3.0智能电网和网络）物理系统项目办公室和能源与环境司,工程实验室与以下单位合作物理测量实验室和信息技术实验室NIST 特别发行 1108R3 智能电网互操作性 NIST标准框架和路线图Release 3.0智能电网和网络）物理系统项目办公室和能源与环境司（工程实验室与以下单位合作物理测量实验室和信息技术实验室May 2014U.S. Department of CommercePenny Pritzker（ SecretaryNational Institute of Standards and TechnologyPatrick D. Gallagher（Acting Deputy Secretary of Commerce（and Director of NIST目录执行摘要 (7)1.目的与范围 (21)概述与背景 (21)本框架的使用 (25)关键概念 (27)1.3.1.定义 (27)1.3.2.应用与需求 九大优先领域 (29)框架内容概览 (31)2.智能电网愿景 (33)智能电网概述: 定义、成本、收益、与标准 (33)对于国家能源政策目标的重要性 (39)国际智能电网标准 (43)调整架构的国际工作努力 (44)关键属性--标准和一 性 (46)3.智能电网互操作性专家组 (SGIP) (50)概述 (50)SGIP前身: 2008 and 2009 (50)SGIP, 公共/私营合作伙伴关系: 2010 - 2012 (52)SGIP, 由业界领导的非营利性组织: 2013 - 现在 (56)SGIP 标准目录 (58)4.已经确认实施的标准 (61)用于确认互操作性标准的指导原则与过程 (61)标准确认过程综述 (66)目前NIST已确认的标准清单 (68)未来智能电网标准的确认过程 (128)5.架构框架 (129)介绍 (129)智能电网的架构目标 (130)智能电网架构方法论 (131)5.3.1.总述—概念域模型 (131)5.3.2.智能电网架构方法论 (SGAM)介绍 (136)5.3.3.概念域语境中传统逻辑应用类型的介绍 (146)用例 (148)智能电网架构委员会 (SGAC)在进行的工作 (151)5.5.1.概念业务服务 (151)5.5.2.架构开发工作小组 (152)5.5.3.SGAC的标准评审 (153)6.网络安全策略 (156)智能电网中的网络安全 (156)NIST在智能电网网络安全中的作用 (158)目前的进展情况 (160)6.3.1.NIST发布机构间报告(NISTIR) 7628 和配套文档 (160)6.3.2.标准评审 (162)6.3.3.风险管理框架 (162)6.3.4.网络）物理系统的研究 (163)6.3.5.先进的表计可升级性测试指南 (164)未来的工作活动 (164)7.智能电网互操作性测试与认证框架 (166)NIST 在智能电网测试与认证中的作用 (166)NIST发起的框架开发支持工作 (166)7.2.1.测试与认证框架开发指南 (167)7.2.2.对现有智能电网标准相关测试计划的评估 (168)SGTCC 框架开发工作活动 (169)7.3.1.互操作性过程参考手册 (IPRM) (170)SGTCC 自框架2.0以来取得的进展 (173)7.4.1.IPRM V2版 (173)7.4.2.参与ITCAs、实验室、认证机构、和委托认证机构 (174)7.4.3.SGTCC对于SGIP CoS 的评审意见 (176)目前的智能电网测试举措 (177)7.5.1.测试计划的优先级安排—差距/机遇 (177)7.5.2.外联 (178)未来的方向 (179)7.6.1.通过优先行动计划孵化新的测试举措 (179)7.6.2.测试计划目录 (179)7.6.3.IPRM V3版本 (180)7.6.4.国际参与 (180)8.跨领域和未来的问题 (182)引言 (182)8.1.1.电磁扰动与干扰 (184)8.1.2.电网的可靠性与适应性定义 (187)8.1.3.可实现性、安全性、可靠性、适应性、及框架标准的影响 (188)8.1.4.智能电网社区对于进一步定义研发需求的努力 (191)框架更新 (192)附录 A: 缩略语清单 (193)附录 B: 具体的域图 (202)附录 C: 智能电网面向服务及本体论 (221)附录 D: SGIP委员会、领域专家工作组 (DEWGs)、和优先行动计划(PAPs) (233)声明本文档 包括任何初步讨论稿 由美国国家标准技术研究院(NIST)准备。
美国智能电网
美国智能电网智能电网代表着当今世界电力系统发展变革的最新方向，在美国的经济复苏计划中，新任总统奥巴马提出了对美国电网进行大规模智能改造。
据美国媒体报道，美国商务部长与能源部长联合宣布了美国智能电网建设的第一批标准，标志着美国智能电网建设正式起步。
有关专家预测，在今后几年内，美国将有１０多个州、２０．３０个城市、１万个以上变压器、４０００多个变压中心启动智能电网改革——这预示着美国已经强行启动了制度性的智能电网改造计划，并力争占领这个领域的制高点。
一章义发编译工业和居民等能源消费者可以看到电费价格、有能力选择最适合自己的供电方案和电价。
安全——现代化的电网在建设时就要考虑保障彻底安全，提供适应２１世纪需求的电能质量——现代化的电网不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题，适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求。
适应所有的电源种类和电能储存方式——现代化的电网允许即插即用地连接任何电源，包括可再生能源和电能储存设备。
可市场化交易——现代化的电网支持持续的全国性的交易，允许地方性与局部的革新。
优化电网资产，提高运营效率——现代化电网可以在已建成系统中提供更多的能量，仅需建设少许新的基础设施，花费很少的运行维护成本。
智能电网架构智能电网的架构和体系：智能电政府支持网是一个完整的信息架构和基础设２００９年４月２４日，美国众议院施体系。
实现对电力客户、电力资产、能源和环境委员会对新的美国气候法电力运营的持续监视，利用“随需应案进行了激烈的辩论，这个法案是美变”的信息提高电网公司的管理水平、国２００年来有关气候问题最重要的法工作效率、电网可靠性和服务水平。
律，也是美国推行新能源变革的战略与传统的电网相比。
智能电网进一步基准。
众议院能源和环境委员会在发扩展对电网的监视范围和监视详细展智能电网、提高电网效率方面取得程度，整合各种管理信息和实时信息，集、数据传输、信息集成、分析优化了惊人的共识，这也将是奥巴马能源为电网运行和管理人员提供更全面、和信息展现五个方面。
智能电网定义
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。
美国电力科学研究院将智能电网定义为：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。
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。
编辑本段基本简介智能电网概念的发展有3个里程碑：美国IBM公司第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。
IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。
该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。
是IBM一个市场推广策略。
第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现太阳能风能地热能美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。
智能电网的定义和特征
美国2001年EPRI最早提出“Intelligrid”（智能电网），并开始研究，欧洲2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”，也将“SmartGrids”上升到战略地位展开研究。
目前，“智能电网”被大家普遍接受的术语和称谓为：“The Smart Grid”（DOE, USA,2008）。
2008年11月11日-13日，在中美清洁能源合作组织特别会议上(Joint US-China Cooperation on Clean Energy –JUCCCE-)和18日-中美绿色能源论坛上的提法为：“Smart Grid”。
智能电网的定义：
•以物理电网为基础，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。
•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。
智能电网的特征：
智能电网主要特征要素为：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等。
浅谈美国的智能电网
浅谈美国的智能电网智能电网(Smart Grid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。
根据ARRA和其他相关文件的论述，美国政府计划拨款110亿美元建设智能电网基础设施，包括铺设或更新3000英里(约4828km)输电线路，为4000万美国家庭安装智能电表等。
美国国家标准技术研究院(NIST)负责进行"智能电网互操作性框架"(Smart GridInteroperability Framework)项目，全面制定美国智能电网的国家标准，美国电力研究院(EPRI)协助NIST制定一个有关智能电网结构和标准路线图的中期报告。
由此可见，美国的智能电网建设已经快步进入实施阶段。
本文对美国智能电网作一概况介绍。
1 智能电网概述智能电网(Smart Grid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。
根据A智能电网使用水能、洋流能、生物能、太阳能、地热能、风能、氢能等可再生能源，促进发电设备输出功率最大化，降低发电成本，提高电力供应的可靠性，减少电力中断以及降低电能消费，同时具有电力传输系统的检测、分析、控制和通信功能。
智能输配电网络建立起来后，在各输配电回路中会设立输配电点，当某处发生、电力事故时，与该处相连的各个输配电回路中某几个输配电点会自动、快捷地重新组建起新的输配电路径，作为针对该起事故的响应。
设立的输配电点越多，发生事故时自动建立的输配电路径也就越多。
电力系统供应链一般由电力生产、传输以及消费三部分构成。
传统技术不能提供大规模的、商业性电力储存来吸收多余电力，并适时进行电力补偿，同时电力生产、传输和消费必须保持连续且紧密的匹配。
实施中的智能电网具有能源管理和储存的功能，可使电力生产者预测用电高峰与低谷的时段，根据需求量的大小及时进行电力传输的增减。
用户使用智能电网提供的电能，电费也因用电高峰与低谷的不同而有所区别。
浅谈我对智能电网的理解
浅谈我对智能电网的理解四川大学电气信息学院08级电气12班杨熙0843031133在本学期，我选修了智能电网这门课程，通过老师的教导和同学之间的讨论，让我对于智能电网有了初步的了解和思考，遂在期末来临之际，浅谈我对智能电网的理解。
1、智能电网是什么智能电网是什么美国能源部Grid2030的定义: 一个完全自动化的电力传输网络, 能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。
美国EPRI IntelliGrid的定义: 一个由众多自动化的书店和配电系统构成的电力系统, 以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作; 具有自愈功能; 快速响应电力市场和企业业务需求; 具有智能化的通信架构, 实现实时、安全和灵活的信息流, 为用户提供可靠、经济的电力服务。
欧洲技术论坛SmartG rid的定义: 一个可整合所有连接到电网用户(发电机and /or电力用户)所有行为的电力传输网络, 以有效提供持续、经济和安全电能。
维基百科SmartG rid的定义: 利用数字技术将电力由发电侧送至消费侧的电力网络, 可节省能源、降低成本和提高供电可靠性。
2、智能电网能干什么2008年，美国科罗拉多州一个9万多人口的小城波尔德，成为了全美第一个“智能电网城市”。
城中安装了新的电能测量系统，不仅能测量家庭用电量，还可以将信息实时、高速、双向地与电网互联。
家庭中增加了家用太阳能电池板、风力涡轮机和混合动力车等装备。
波尔德市安装了25000只新的智能电表，为用户进行“用电情况分析”，方便居民根据实时电价灵活、合理地使用电器。
风能、水能和太阳能等清洁能源经过转变，都可以通过智能电网输送进入家庭。
而在欧洲，法国和意大利是发展智能电网的先行者。
法国提出了10年规划，从2012年1月开始，所有新装电表都必须是“智能电表”。
“智能电表”进入欧洲家庭，首先带来的是“自动抄表”的便捷体验。
美国智能电网的定义及其技术路线解读
从图中看出，现在的电网是传统的大型集中发 电厂发电，然后是输配用。未来电网的发展依 托自然、分散的电源点，电厂自主发电或进行 高度集中地网卡管理。 CHP：冷热电联产
中国智能电网发展概况
定义：智能电网以物理电网为基础(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。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。 我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略， 即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高 压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再 生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特 高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、 数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。
Thus, it is not a grid in the sense of a transmission grid as we know it. At the transmission level, today’s grid is efficient, smart, and intelligent. At the distribution and customer levels, there are opportunities for automation, advanced data collection, and intelligent appliance control that provide opportunities for energy efficiency and better integration of distributed generation including renewable to reduce carbon emission.
智能电网技术的发展趋势与应用
智能电网技术的发展趋势与应用自从工业革命以来，人类社会对能源的需求不断增加，而且以电力为代表的综合能源越来越成为现代社会的核心。
然而，传统的电力系统虽然已经逐步完善，但随着能源的不断增长，如何更有效地利用现代技术来满足人们的能源需求，是一个全球性的难题。
智能电网技术因此就应运而生了。
一、智能电网技术的概念与发展历程智能电网，又称为智能能源网络，是指利用信息化技术将传统的电力生产和供应系统转化为以信息化技术为基础的现代化多媒体电力系统。
智能电网技术最初是由美国能源部提出的，随后在全球范围内得到了广泛关注和应用。
在智能电网技术的发展历程中，可以分为三个发展阶段。
第一个阶段是1985年-1995年，是智能电网技术前期发展阶段，主要是实现了电力行业的管理与调度自动化。
第二个阶段是1996年-2005年，是智能电网技术的基础建设阶段，主要是建立了智能控制中心、分布式能源系统和能源储存等。
第三个阶段是2006年至今，是智能电网技术的广泛应用阶段，该阶段集成了智能电表、可再生能源、高效配电变压器和实时通信技术等，使得智能电网技术的应用范围得到了显著的扩展。
二、智能电网技术的特点智能电网技术的特点主要有以下几个方面：1.具有智能化和先进度高的特点，能自动化地实现全面管理和精细化控制。
2.利用先进的通信技术实现全面联网，实现全流程实时感知、全方位协作调度和全程透明式管理。
3.高效配电变压器调节电压，确保了电力传输的可靠性和稳定性，提高了电力利用效率。
4.主动参与对能源的管理和调度，可以随时调整能源的利用方式，实现资源的可持续利用和最优配比。
三、智能电网技术的应用智能电网技术已经应用于各个领域，其中比较受到关注的领域是可再生能源和智能电网的相互融合。
智能电网技术与可再生能源相结合，可以实现能源的更加高效和可持续利用。
同时，智能电网技术可以通过测量电力负荷、电池状态和发电成本等数据，来更好地指导企业和个人使用能源。
另外，智能电网技术还可以提高电力的可靠性和安全性。
美国智能电网简介
16 个 核 心 标 准
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
15
16.美国智能电网---标准体系（ 16.美国智能电网---标准体系（续） 美国智能电网---标准体系
2010年优先标准计划 年优先标准计划
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
4
美国智能电网的内涵（ 5. 美国智能电网的内涵（续）
自愈 安全 互动
优质
美国智能电网 特征
创新 高效
兼容
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
-55
美国智能电网的内涵（ 6. 美国智能电网的内涵（续）
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
-66
7.美国智能电网---基本技术 7.美国智能电网---基本技术 美国智能电网--综合通讯及连接技术：实现建筑物实时控制及信息更新， 综合通讯及连接技术：实现建筑物实时控制及信息更新，让电网
的每个部分既能“ 的每个部分既能“说”又能“听”。 又能“
14
15.美国智能电网---标准体系（ 15.美国智能电网---标准体系（续） 美国智能电网---标准体系
1. 2. 3. 4. 5. AMI-SEC ：先进的计量基础设施和智能电网端对端安全性 ANSI C12.19/MC1219：收费计量信息模型 ： BACnet ANSI ASHRAE 135-2008/ISO 16484-5：楼宇自动化 ： DNP3：变电站和馈线装置自动化 ： IEC 60870-6 / TASE.2 : 控制中心之间的通信 IEC 61850：变电站自动化和保护 ： IEC 61968/61970 ：应用级能量管理系统接口 IEC 62351 Parts 1-8 ：电力系统控制运行的信息安全性 IEEE C37.118：相量测量单元通信 ： IEEE 1547：电力公司和分布式发电之间的物理和电气互联 ： IEEE 1686-2007：智能电子装置的安全性 ： NERC CIP 002-009：主干电力系统的网络空间安全性 ： NIST Special Publication (SP) 800-53, NIST SP 800-82 ：主干电力系统的联邦信息系统的网络空间安全性标准及导则 Open Automated Demand Response (Open ADR)：价格支持和直接负载控制 ： OpenHAN ：家庭局域网装置通信 测量和控制 家庭局域网装置通信,测量和控制 ZigBee/HomePlug Smart Energy Profile:家庭局域网装置通信和信息模型 家庭局域网装置通信和信息模型
能源行业的智能电网建设案例
能源行业的智能电网建设案例智能电网（Smart Grid）是指利用先进的信息通信技术、能源技术和自动化技术，实现电力系统的高效、可靠、安全、经济、环保的运行管理和用电服务。
随着科技的不断进步和能源需求的增长，智能电网建设已成为能源行业的重要发展方向之一。
本文将介绍两个关于能源行业智能电网建设的成功案例，分别是美国的“GridWise”项目和中国的“国网智能电网示范工程”。
1. 美国GridWise项目美国GridWise项目于2003年启动，是美国能源部设立的一个旨在推进智能电网建设的计划。
该项目的目标是通过推动信息技术和电力系统的融合，实现电力供应的可持续发展和提高能源利用效率。
GridWise项目主要包括以下几个方面的建设：1.1 智能电表的推广为了实现电力系统的智能化管理，美国GridWise项目推动智能电表的大规模安装。
智能电表可以实时监测电力使用情况，并能够与供电系统进行通信。
通过智能电表，用户可以了解自己的用电情况，避免高峰时段集中用电，以达到节约能源的目的。
1.2 新能源的接入GridWise项目还致力于促进可再生能源和分布式能源的接入。
通过建设智能电网，各种能源可以实现连接和交互，提高能源供给的灵活性和可靠性。
例如，通过智能电网的管理，可以更好地集成光伏发电、风能发电等分布式能源，减少对传统燃煤发电的依赖，实现清洁能源的大规模利用。
1.3 弹性负荷管理为了应对电力系统的波动性和高峰期的需求，美国GridWise项目引入了弹性负荷管理的概念。
通过智能电网系统的监测和预测，以及用户的响应和调整，可以实现对电力负荷的灵活管理。
例如，在能源供应紧张或价格高昂时，可以通过智能电网系统实时调整用户的用电模式，避免出现过载或供应不足的情况。
2. 中国国网智能电网示范工程中国国网智能电网示范工程是中国电力行业智能电网建设的重要试点之一，旨在推动电力系统的智能化和现代化转型。
示范工程主要包括以下几个方面的建设：2.1 智能配电网建设通过智能配电网的建设，中国国网可以实现对电力供应的智能监测和控制。
智能电网和微网技术
智能电网——技术内容和功能 技术内容和功能 智能电网 并网技术（DER)：包括DER在配电网的即插即用以及微 网技术。即插即用包括：DER高度渗透的配电网的规划建 设、DER并网保护 控制与调度管理、系统与设备接口的 标准化等；微网指接有分布式电源的配电子系统。DER并 网研究还包括有源网络技术，即分布式电源大量应用、深 度渗透、潮流双向流动的网络 DFACTS：柔性交流输电（FACTS）技术在配电网的延 伸。包括电能质量与动态 潮流控制。设备包括：静止无 功发生器（SVC)、静止同步补偿器（STATCOM)、有源 电力滤波器（APF）、动态不停电电源（UPS）、动态电 压恢复器（DVR）、固态断路器（SSCB）、统一潮流控 制器（UPFC) 等 故障电流限制技术：利用电力电子、高温超导技术限制短 路电流
微网——建模与仿真 建模与仿真 微网 微网单元级：对各种供热、供电、储能单元及相关单元级 控制器进行单元级建模，包括系统各组成单元的数学模型 ，以可再生能源为初始能源的DER单元出力 的随机模型 、储能单元的充放电模型 微网系统级：各DER单元间的协调、系统的集成运行相应 的能量管理软件（短期、超短期的能量预测和负荷需求预 测、机组调度、组合、经济调度、实时管理）、系统稳态 和动态仿真（潮流分析、动态电压控制、系统不平衡、不 对称的预测和评估、不同组成单元的动态交互及对系统稳 定性的影响） 实例：美国CERTS提出了分布式电源用户侧模型DERCAM，开发微网分析工具µGrid；GE开发和检验微型电网 的能量管理系统；日本Hachinohe微网示范工程相关的能 量系统
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
美国的电网改革将经历以下几个阶段：部署智能电表、 普及推广电力负荷控制设备、引入自主负荷控制系统。 第一阶段：部署智能电表，可以实 时把握各时间段的电价、电力消耗 状况等具体信息 。 第二阶段：在2011年到2020年之间利用无线及有线网 络，普及可对电力负荷进行远程控制的家电设备。 第三阶段：智能电网的终极目标是到2030年左右引入 可自主控制负荷的电力系统，对所有用电设备进行实 时管理。
Strategic Research Agenda for Europe‘s Electricity Network of the future
The SDD Strategic Deployment Document
欧洲未来电网的发展
与电网的大容量和超高压发展方向相反，欧洲 关注更多的是智能电网技术。未来的电网必须 建立在电网信息化管理系统之上，特别是低压 供电电网的信息化控制、流量平衡控制、网内 分布式能源智能管理与控制系统、智能保护系 统等。
从图中看出，现在的电网是传统的大型集中发 电厂发电，然后是输配用。未来电网的发展依 托自然、分散的电源点，电厂自主发电或进行 高度集中地网卡管理。 CHP：冷热电联产
中国智能电网发展概况
定义：智能电网以物理电网为基础(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。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。 我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略， 即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高 压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再 生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特 高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、 数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。
运营商和管理商更具远见性和前瞻性。
3.美国智能电网的规划
美国正在积极推进智能电网 的发展，目前已经有29个州 实施了RPS(可再生能源标准， renewable portfolio standards)， 强制规定了可再生能源的引入 比例。美国政府在更新电力基 础设施方面也提出了巨大的投 资预算，到2030年投资总额将 达到1.5万亿美元。
• 美国能源部（DOE：Department of Energy）在其主 页上公开了美国新一代输电网计划“智能电网”所使 用的标准规格。美国能源部一直主张，须对智能电网 制定可确保系统间相互连接性的标准规格。 • 此次公布了16种标准规格。名称为“Initial Smart Grid Interoperability Standards Framework, Release 1.0”。 能源部将这些标准规格定位于“initial（初始版）”， 估计今后还会进一步追加其他规格。 • 此次制定的规格包括，智能电表与基础网的数据交换、 电费实时通知方法、变电站和馈线中的设备控制、输 电网各阶段的数据安全管理方法、住宅内的家庭自动 化（HAN：home area network）以及智能电表与住宅 内设备的通信控制方法等。可利用无线及电力线通信 的“ZigBee/HomePlug”的智能能源规范（Smart Energy Profile）等也纳入其中。
美国智能电网的五大技术
第一，综合通讯及连接技术，实现建筑物实时控制及信息更 新，让电网的每个部分既能“说”又能“听”。 第二，传感及计量技术，支持更快更精确的信息反馈，实现 用电侧遥控、实时计价管理。 第三，先进零部件制造技术，产品用于超导、电力储存、电 网诊断等方面的最新研究。 第四，先进的控制技术，用于监控电网必要零部件，实现突 发事件的快速诊断及快速修复。 第五，接口改进技术，支持更强大的人为决策功能，让电网
美国智能电网的定义及其技术 路线
1.智能电网发展概况
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。 美国智能电网的发展状况： ●2001年EPRI（电力科学研究院）开始“Intelligrid”(智能 电网）研究 ●2003年布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现 代化，DOE发布“Grid 2030” ●2005年DOE与 NETL（美国国家能源技术实验室）合作发 起了“现代电网(MGI)”研究,The Modern Grid Initiative : a Vision for the modern grid. Mar. 2007. NETL之后，研究机 构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自 己的智能电网方案和实践 ●2009年奥巴马将智能电网提升为美国国家战略
Characteristics of U.S. Smart Grid
1.自愈 Self-healing：有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网 的故障做出反应，快速解决，减少停电时间和经济损失。 2.互动 Interaction：商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费 价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价。 3.安全Safety ：电网的彻底安全性。 4.提供适应21 世纪需求的电能质量 5.适应所有的电源种类和电能储存方式 6.可市场化交易 7.优化电网资产、提高运营效率
(2)配电及停运管理(Distribution and Outage Management)
软件系统 必须提供自愈的功能，以便立即获悉电网扰动的信息并及 时对它做出响应，以便使对客户的影响最小化 无缝的图像化接口 具有实时功能，将来自于各渠道的有关网络的信息，以动 态系统拓扑模型的方式集成在一起
智能化的DMS/OMS平台 与AMI紧密联系，其接口方面要有新的创新型技术，以利 于数据的上下传送和连接。通过将实时的DMS/OMS功能实 施、遥测技术和集成安全性结合在一起，智能电网将成为真 正的自愈电网。
奥巴马政府的政策：2009年2月，美国总统奥巴马 发布的《经济复苏计划》中提出投资110亿美元，建 设可安装各种控制设备的新一代智能电网。智能电 网项目包括铺设或更新3000英里的输电线路，并为 4000万美国家庭安装智能电表。新一届美国政府将 智能电网项目作为其绿色经济振兴计划的关键性支 柱之一。奥巴马总统将智能电网视作降低用户能源 开支，实现能源独立性和减少温室气体排放的关键 措施。随着配电系统进入计算机时代，现代化的数 字电网将使美国能耗降低10％，温室气体排放量减 少25％，并节省800亿美元新建电厂的费用。据美国 能源部西北太平洋国家实验室的研究结果表明，仅 使用数字电表设定家庭温度及融入价格信息，每年 可减少15％的能耗。
欧洲智能电网发展概况
2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”
2006年提出 智能电网愿景
European Smart grids Technology Platform ： Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future
中国特色的智能电网（国家电网公司智能电 网部主任王益民 ）
• 中国式的智能电网，首先要满足电力负 荷需求，在前期保证输电、变电的智能 化建设，要保证供电安全可靠性，要满 足经济意义和节能，最后保证电能质量 和可再生能源接入。 • 这个战略的核心仍然是依托中央集权制 的国家体制营建特高压电网基础上的电 网现代化，其电力中枢系统仍然没有摆 脱大煤电、大水电，而以实现电网骨架 更大体系的统一目标。
Thus, it is not a grid in the sense of a transmission grid as we know it. At the transmission level, today’s grid is efficient, smart, and intelligent. At the distribution and customer levels, there are opportunities for automation, advanced data collection, and intelligent appliance control that provide opportunities for energy efficiency and better integration of distributed generation including renewable to reduce carbon emission.
美国不久的将来：
2030年的美国
4.智能电网的主要技术：
(1)先进的计量设施( Advanced Metering Infrastructure) 智能表计系统开发和表计数据管理 支持与用户间的双向通讯 商业、工业、居民用户的市场信息 采用计算机代理系统，与家庭的自动化系统相连，并能 响应电价信息
(3)配变电自动化 自动化的设备投切可减少运行人员对设 备的手动操作，以便及时对网络结构进 行变化，适应运行的要求。 (4)分布式发电及电能储存 (5)先进的相量测量（PMU）和广域测量技 术（WAMS） 此外，还包括一些可视化技术。
5.智能电网标准制定
在标准方面，美国负责智能电网标准制定的机构有15家，包括 美国国家标准与技术研究所（NIST）、美国电力研究所 （EPRI）、美国电气电子工程师学会（IEEE）、美国国际电工 委员会（IEC）、美国机动车工程师学会（SAE）、美国国家可 再生能源实验室（NREL）等。其中，NIST承担“智能电网互操 作性框架”（Smart Grid Interoperability Framework）项目，全 面负责美国智能电网标准的制定，项目总金额为1000万美元； IEEE主要致力于互通入网、计量设备的接入（如智能电表）和 时间同步性的标准制定；SAE主要关注机动车接入智能电网的标 准；美国国际电工委员会主要负责信息自动化的模式和环境标准 的制定等。