文献综述——智能电网发展综述

智能电网技术发展综述

李杰聪

摘要：本文介绍了智能电网技术的产生背景与发展历史，阐述了智能电网的内涵和技术要素，总结了世界上主要国家的智能电网的特点，并结合我国电力工业的发展现状，对我国智能电网建设提出了建议。

关键词：智能电网；特高压；分布式电源；高级配电自动化

1 引言

根据美国工程院的评估，20 世纪人类取得的最伟大的技术成就是电气化。然而，与我们生活息息相关的电力系统却面临着越来越多的挑战。这个挑战就是以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的创新体系，以信息技术彻底改造现有的能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率。因此期望通过一个数字化信息网络系统将能源资源开发利用过程中的各个环节联系起来，通过智能化控制提高能源利用效益和能源利用的安全性，同时降低能源利用的成本并保护生态环境，这就是智能电网的基本思想。

从社会发展的长远趋势来看，智能电网是经济和技术发展的必然结果，而不是可选择的。

首先发展智能电网是保护环境，实现可持续发展的需要。智能电网适用于各种新能源的应用，而传统电网是一个只适合于单向潮流的配电系统，不能满足电网中越来越多的分布式电源的需要；

其次发展智能电网是提高系统安全可靠性的要求。数字经济的发展对电网提出更高的要求，数字化技术及应用在各行各业日益普及，对配电网的的可靠性和电能质量都提出了更高的要求，而传统电网适应不了这种需要。

最后发展智能电网是提高电力企业经济效益的需要。改革进一步深入，市场经济的充分发展，电力企业也要实现利润最大化。发展智能电网可以加强电力公司与终端用户的互动，优化资产管理和利用，从而提高电力企业的经济效益。

2 智能电网的内涵与要素

中国国家电网公司在2009 年3 月提出了“立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干电网，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化和互动化特征的统一的坚强智能电网”的发展目标。其基本内涵是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动。它的应用环节包括了发电、线路、变电、配电、用户和调度各个环节。

信息化是指实时和非实时信息的高度集成；

数字化是指电网对象、结构、特性和状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输；

自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复；

互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。3 智能电网的主要技术领域

为了实现能源的可持续开发、提高系统的稳定性和能源利用效率，智能电网需要6 个主要的技术领域来实现上述目标。

（1）灵活的网络拓扑；

（2）基于开放体系并高度集成的通讯系统，以便实现对系统中每一个成员的实时控制和信息交换；

（3）传感和测量技术，以便实现对诸如远程监测、分时电价和用户侧管理等的更快和准确的系统响应；

（4）高级电力电子设备、超导和储能技术；

（5）先进的系统监控方法，以便实现快速诊断和事故下的准确解决；

（6）高级的运行人员决策辅助系统。

4 智能电网技术在世界各国的发展

美国对智能电网的研究起步较早。美国电科院于2002 年发起了知识型电网研究，并于2004 年发布了针对电网智能化的知识型电网体系，为通信和计算机技术在智能电网中的应用提出了一系列标准和技术指引[3]。美国能源部于2003 年7 月对美国到2030 年的电网建设做出了远景规划。美国主要关注电力网络基础架构的升级更新，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工智能的替代。主要实施项目有美国能源部和电网智能化联盟主导的GridWise 项目和EPRI 发起的Intelligrid 项目。

在欧洲，为了应对近年来欧洲电力设施老化、跨欧电力市场建设以及日益增长的可再生能源并网发电的挑战，欧洲委员会于2005 年正式成立智能电网欧洲技术论坛。2006 年论坛提出了智能电网的远景目标，之后制订了战略研究议程。

目前智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一而明确的定义。不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式和理解，对智能电网进行研究和实践。因此我国的智能电网建设必须结合我国的具体国情，构建出具有中国特色的智能化电网。

5 我国智能电网的建设发展

我国的智能电网研究起步相对较晚，从大电网和中低压电网2 个角度同时切入，已经完全成熟并产业化的成果相对较少。但在很多方面的研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。

我国电网的建设现状中有两个突出矛盾：

a.伴随着我国社会经济的快速发展，电力消费增长十分迅

城市配电网规划阶段应注意的几个问题

周贵源

摘要：城市配网规划一方面是城市总体发展规划的重要组成部分，另一方面也是城市配网建设、改造的依据。本文着重分析了电网规

划不当造成的各种问题，提出了相应的解决办法。

关键词：配电网规划；若干问题

1 引言

作为新开发区域，电网建设应从建设初期统一规划、统一建设，从根本上解决由于电网规划不当造成的可靠性低、电能质量差、停电时间长问题。本文着重分析了电网规划不当造成的各种问题，提出了相应的解决办法。

2 配电网一次规划存在的问题与解决方法

作为新开发区域要首先做好城市配电网的规划，并在统一的规划指导下进行配电网络的建设，重点解决好统一规划与分布实施的矛盾，将区域的配电网络建设成为合理和可靠的电力网络结构，使配电网适应地方经济发展的要求，适应城市现代化建设的要求。按照电网建设分层、分区管理的原则，规范和加强配电网一次规划，即主要是配电网络结构的规划，且应具有前瞻性、可靠性和可操作性。配电网一次规划中所要考虑的问题主要有如下几个方面。

2.1 供电区域电力电量预测和平衡问题

在进行配电网规划时，应加强引导，促使电源合理布局，促进电力资源优化配置。电力需求预测，一般是按照分区、分年度的模式进行。分区根据规划所辖的范围有大有小，一般110kV 及以上电压等级的主网规划按市、县区分区；10kV 及以下配电网按镇区、工业园或有重要点负荷的地段分区。电力电量的预测时段，一般按年段进行，特殊分析要考虑夏季、冬季的典型日负荷曲线以及年最大利用小时数。

电力电量需求预测，还要考虑地方经济发展和全社会生产总值，对各产业经济状况和用电量进行分析。

供电区域电力电量平衡，要考虑地方电厂的装机容量数和电厂可利用容量，分析以各级电压等级接入系统的电厂容量规模等，以求得网电和地电的平衡。

2.2 与主网规划协调问题

110kV 变电站尽量满足“双电源”要求，并分阶段逐步增加各级变电站布点，不断优化和完善主网网架结构，逐步解决设备重、过载以及不满足“N－1”方式等问题。在条件相对成熟地区

，

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快

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进

1

1

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V

“

三

“双T”典型接线方式。鉴于目前我国110kV 及以上电网规划建设已经得到优化，而配电网功

能还相对落后的情况，今后我们应该逐步由输电向配电转化，使配电网功能也得到不断的优化，因此10kV 及以下的配电网规划要与110kV 及以上的主网规划协调发展。

速，满足电力需求的任务繁重。

b.我国能源资源分布和经济发展的极不平衡，同时现有电网网架结构不够坚强，制约经济发展的影响很大。

考虑我国电网建设的现状，在建设中国特色的智能电网生产中，应该参考欧美国家的经验，制定出切实可行的路线和方案。

a.要用智能电网的思维，审视未来电网的规划建设。随着中国经济社会高速发展电力需求日益增长，电网建设规模日趋扩大，电网负荷变动剧烈区域负荷不平衡，在实体电网建设过程中必须进行前瞻性的探索规划和构建，以长远的眼光来研究中国电网的发展。

b.深化业已成熟的广域相量测量，数字化变电站、配电自动化、FACTS 技术的应用。在用户侧推广应用AMI/AMR，实施分时电价、峰谷电价。

c.考虑到我国能源资源分布和经济发展的不平衡性以及今后国家加大对不发达欠发达地区的政策性发展支持, 国家必须加大骨干电网建设,尤其是特高压电网的建设，同时也要加强地区配电网的结构优化及升级，适应未来分布式电源微网的柔性连接。

参考文献

[1] 余贻鑫等．智能电网．电网与清洁能源，2009，25（1）

[2] 陈树勇等．智能电网技术综述．电网技术，2009，33（8）：1-7

[3] 林宇锋等．智能电网技术体系探讨．电网技术，2009，33（12）：8-14

[4] United States Department of Energy Office of Electric Trans－mission and Distributio n“．Grid 2030”a nationa l vision for electric－ity’s second 100 years [EB/OL]．/smart－grid.htm．

[5] 肖世杰．构建中国智能电网技术思考．电力系统自动化，2009，33（9）：1-4

（作者单位：南方电网公司顺德供电局）