智能电网论文

关于智能电网发展的研究论文

摘要：在全球电网逐渐不能满足用户需要的大背景下，智能电网应运而生；简要概括了智能电网相对于传统电网的特点；介绍了智能电网在世界几个典型的国家和地区的发展；最后简述了智能电网在未来的发展前景。

关键词：智能电网;发展

0 引言

在这种全球经济不断发展、用户对于电能质量的要求日益提高以及人们对环境保护愈来愈重视的背景下，人们希望建立一个更加可靠、具有较高自愈能力、与用户之间实现密切互动的现代化电网，于是智能电网应运而生。在智能电网中，可以将能源开发、发电、输电、配电、供电、售电、服务以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其用能设施，通过数字化信息网络连接起来，并通过智能化的控制实现整个系统的优化；充分利用各种能源资源，注重低碳环保，依靠分布式能源系统、能源梯级利用系统、蓄能系统和蓄电交通系统等组合优化配置，实现精确供能对应供能、互助功能和互补功能，将能源利用效率提高到一个全新的水平，使用户投资效益和成本达到一种合理有利的状态。本文主要以几个典型的国家和地区为例简要介绍一下智能电网的由来，特征，发展历程、现状及广阔前景。

1 智能电网的产生背景及由来

首先，自从进入信息时代，互联网的飞速发展给我们的生活带来了翻天覆地的变化，与之相比，一些国家和地区的电力网络系统并没有跟上时代发展的潮流，电能供应不够稳定，特别是几次震惊世界的大停电事件带来了巨大的经济损失，现行的电力系统压力不断加大。2003年8月14日下午，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电，停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，在一些地方造成了交通拥堵，给成千上万市民的工作和生活造成了极大不便；2005年8月25日，美国加利福尼亚州南部地区供电的一条主要输电线路出现故障，加州电力主管部门紧急启动限电措施，造成大约50万居民断电半个小时。

其次，随着经济水平的迅速提升，用户对于电能质量的要求愈来愈高。人们希望获得更可靠、更优质的电能，在目前电网中，电压跌落是最多的电能质量问

题。因为电压跌落大部分不可预见和不可控的事件引起的。电压跌落发生的次数在电力系统中每年都不一样。电能质量对于工业和制造厂是一个大问题，对于日益复杂的计算机控制的生产线加工厂，极小的电能扰动都可能带来极大的破坏力。

并且，人们对于环境问题越来越关注，而现在电网中输送的电能大部分都是火电，1度火电产生的二氧化碳约为0.96kg，那么可想而知，全球每年因为发电而产生的二氧化碳的数量是非常巨大的。另一方面，风能、太阳能等清洁能源又得不到充分的利用，面对这种矛盾，人们希望建立一个相对能够可持续发展的电网系统。

在这些大的背景下，2001年，美国EPRI（电力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能电网)概念，并且开始进行相关研究。欧洲2005年成立“智能电网(Smart Grids)欧洲技术论坛”，也将“Smart Grids”上升到战略地位开展研究。

2006年IBM提出的“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，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。所谓智能电网是IBM一个市场推广策略。

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。

2009年5月，国家电网公司提出在我国全面建设“坚强智能电网”，以应对资源环境问题带来的挑战，全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，引领引导并支持能源及相关产业技术和装备升级，构筑起稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可自进入信息时代，全球压力不断增大，能源需求不断增加，电力市场化的不断加深，用户对电能可靠性和质量的要求也不断提升。

2 智能电网主要的特点

2.1智能电网的自愈性

这是智能电网最主要的特征，也是智能电网的核心功能，这就需要对电网的运行状态进行连续的的在线评估，并采取预防性的控制手段，对可能出现的问题迅速做出预测、检测和相应，故障发生时，在没有或少量人工干预下能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

2.2智能电网的互动性

在电网中，电网与环境、设备、用户互相之间的互动是智能电网的另一重要特征。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，支持交易的有效开展，实现资源的优化配置；同时通过市场交易更好地激励电力市场的主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。这样，一方面为用户节省了开支，同时也会大量减少输电线路不必要的损耗。在这种互动机制下，能够实现风能、太阳能等清洁能源的充分利用，还可以利用电价这一驱动力，削峰填谷，这对于整个电网的运行都有极大的好处。

2.3智能电网对多种能源的兼容性

智能电网的本质是能源替代和兼容利用，它可以实现清洁的可再生资源的转化整合，并输送到国家电网中来，有利于绿色电网的建设。当然这一点是与智能电网的互动性分不开的。另外，各种各样的分布式电源的接入，一方面减少了对外来能源的依赖，另一方面提高了供电的可靠性与电能的质量。

2.4智能电网的坚强可靠性

智能电网的每一个元素都应该有安全需求的考虑，在整个系统中应确保一定的集成和平衡。对其基础设施的攻击主要分为物理攻击和信息攻击，在智能电网中应该在抵御这些攻击的同时，尽量降低成本，获得实际的效益。

2.5智能电网的优质性

智能电网中运用的先进技术将同时减少电力输送系统中的带能质量问题和保护用户的敏感电子设备，总之其终端目的都是将清洁、可靠、优质的电能送到用户。

3 智能电网在世界上的发展

3．1美国的智能电网