我国智能电网发展相关问题探讨

我国智能电网发展相关问题探讨

发表时间：2019-05-17T09:59:04.647Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：陈彩萍

[导读] 摘要：阐述了智能电网的特点和研究目标及其与传统电网的区别，并列举了国内外智能电网建设的应用案例，详述了智能电网的关键技术和功能。

（广东电网有限责任公司茂名信宜供电局 525300）

摘要：阐述了智能电网的特点和研究目标及其与传统电网的区别，并列举了国内外智能电网建设的应用案例，详述了智能电网的关键技术和功能。最后，论述了我国在智能电网发展中所面临的机遇和挑战。

关键词：智能电网；智能电表；电能质量；分布式电源

随着世界各国工业化进程的加快，全球资源溃乏、环境恶化压力不断增大，世界经济形势和能源发展格局正在发生深刻的变化，节能、低碳、绿色、清洁、可持续等已经成为未来能源革命的核心内容。电力网络是实现资源优化配置的主要途径，对于绿色能源的开发、能源利用率的提高、能源消费结构的调整至关重要。智能电网是未来电力系统的发展方向，是新世纪世界各国面对电力工业需求的共同选择，也是中国为适应日益增长的电力能源需求而进行电网建设改革的方向。相比于传统电网，智能电网以优化资源配置、满足电力用户需求和绿色环保为前提，结合新型科学技术的应用，以实现对用户的电力供应和增值服务，可以提高电网效率、电能质量、电网的稳定性与安全性，完善电力市场，促进经济社会发展，实现低碳环保可持续发展。与此同时，为了提高智能电网的发展水平，实现其经济、高效、安全、可靠的性能，就要依托现代信息、通信和计算机技术、决策支持系统技术、微电子和电力电子技术、传感和测量技术，为智能电网提供理论依据和技术支持。

1.智能电网发展机理

这里的发展机理指的是电力系统各要素内在的工作方式以及在一定环境条件下相互作用得以发展的机制。对于电力系统的发展还是要分内外两方面厘清其发展机理，电力系统的基本模式才是智能电网发展的根本，至于能源、环境、经济等外在因素还是通过电力系统的基本模式发生作用，最终促成智能电网的发展。

1.1电力系统基本模式

图1是所示的电力系统基本模式，主要由发电、输电、变电、配电、用电、电力市场、参与主体、调度等几个环节构成，形成了一个把一次能源转化为电能并传输到需要的地方再使用的系统。实线表示电能的传输流向。虚线表示各环节之间的联系作用，这种联系作用基于信息、通信、控制等各类技术实现相互之间状态感知、数据传送、控制等作用。至于这种联系作用的形式、过程、方向、时序等，在不同国家、地区以及不同的发展阶段是不同的。其中参与主体，包括政府、企业、电力设备供应商、各种类型客户，是基本模式中必须考虑的一个重要因素。对于电力市场化，虽然目前世界各国发展程度不一，但却是电力工业重要的发展趋势，未来必将产生深远影响。

图1电力系统的基本模式

之所以形成现在的基本模式格局，最根本原因在于技术、成本等约束条件。当电力科技发展到一定程度，就一定会推动电力系统运行方式发生根本性变化。“只要电能无线传输方式在理论和技术上没有突破和实用化，电网的基本模式不会改变”。在基本模式相同的情况下，通过电力流和联系作用的不同组织形式，电力系统的运转方式是无穷无尽和动态变化的。例如用于发电的一次能源有哪些来源，各占什么比例；输变电按照什么电压等级；调度的具体智能化程度；用电互动性；配电可靠性；用电环节的用能形式、电力市场怎样组织、各类主体怎样参与等等，这些具体的方式都取决于具体的应用需求和条件。

1.2智能电网发展外部驱动

电力系统的目的首先是支撑经济社会发展，而社会对电力系统的需求也就是电力系统发展的外部驱动。电力系统在同样的基本模式下，运转方式是无穷多样的，外部需求对电力系统的具体运转方式有重要的推动作用。这种需求在不同的国家、地区、经济发展阶段是不同的，诸如可靠供电、优质供电、节能、环保减排、新能源、成本限制、互动、降低网损、精确控制、开放接口等，甚至经济、政治因素，都可能是外部驱动因素。

2.我国发展坚强智能电网的目标

2.1提高电网的资源优化配置能力和运行效率

解决我国能源资源与需求逆向分布的问题我国能源资源与能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水电和风能资源分布在西部、北部地区，而75%以上的能源需求集中在东部、中部地区。未来能源生产中心不断西移和北移，跨区能源调运规模和距离不断加大，能源运输形势更为严峻。一次能源资源与生产力布局不平衡的基本国情，客观上决定了我国能源供应的长期发展格局，必须在全国范围内优化资源配置。从国情出发，加快建设具有坚强骨干网架的智能电网，是实现资源优化配置与提高电力系统运行效率的有效手段。采用先进输电技术的智能电网，能有效解决电力的大规模、远距离、低损耗传输，显著提高电网的输送能力和运行控制的灵活性，最大限度发挥电网优化配置资源的作用；提高发电设备的综合利用效率、电网的传输效率和用户的电能使用效率，解决我国能源资源与需求逆向分布的问题。

2.2优化能源结构与负荷逆分布

我国一次能源的结构分布并不平衡，拥有丰富的煤炭资源，但缺乏石油、天然

气等资源。我国是页岩气储量大国，但页岩气的采集技术由于受到国外技术垄断的掣肘而相对落后。另一方面，我国能源需求和能源存储总体上呈逆向分布，西北部地区蕴藏有80%以上的煤炭、水电和风能等资源，但东部、中部地区对能源的需求超过能源供给的75%。我国能源供应的长期发展格局是由一次能源分布与生产力分布不平衡所决定的，这促使我国必须尽快进行能源的优化配置。我国未来的能源生产中心将朝着西部和北部迁移，跨区域能源调运距离和规模不断加大，能源输送将成为突出问题。这就是国家电网要发展坚强电网的原因所在。而要实现如此大规模的电网运行、管理、调度，则必须有与之配套的具有信息管理、集成等功能的智能电网网络。当前中国电网

需要改善的问题涉及诸多方面，如跨区输电能力、抵御自然灾害的能力、安全稳定运行水平等。中国幅员辽阔，东西部跨距大，而能源分布和主要负荷分布严重不平衡，这就造成电力传输规模大、距离远、损耗大等问题。而加快建设具有坚强骨干网架的智能电网，则可以有效解决该问题，进而缓解东西部能源分布不均的矛盾，也可以为集中与分散并存的清洁能源发展提供更好的平台，从而有利于大型传统能源以及新能源的集约化开发，促进清洁能源的快速发展。如此一来，我国能源供应总量会得到整体提升，为推动国际能源合作和跨国输电打下坚实基础，从而实现全国乃至更大范围内能源资源的优化配置。

2.3南方电网公司发展目标

提升“客户服务能力、电网运营能力、电网发展能力、价值创造能力、发展支持能力”等五个核心能力，秉持“服务型定位、经营型管控、集团化运作、一体化管理”等四个战略方向，南方电网经过三个时间段的不懈努力，实现“电网发展向更加智能、高效、可靠、绿色方向转变，企业管理向精益化方向转变”，实现“成为服务好、管理好、形象好的国际先进电网企业”的目标。其“十二五”期间的重点目标任务有：突出保证安全可靠供电，提高对大电网的驾驭能力。一是“十二五”期间新增电力供应6000万千瓦，固定资产投资将超过5000亿元。“十二五”期末，城市客户年平均停电时间不超过5小时，电网综合线损率降低至6.12%；二是确保不发生大面积停电，实现安全生产管理规范化、精细化，切实提高抗灾应急能力。突出以客户为中心，持续提高客户满意度。一是全面深化客户满意度管理，推动客户服务持续改进；二是加强客户停电时间管理；三是全面实现营配信息集成应用；四是打造客户导向的服务体系；五是逐步理顺与客户的资产界面。突出服务经济发展方式转变，打造绿色电网。一是“十二五”期末，南方电网非化石能源装机比重将达到48.4%，发电量占43.3%，占一次能源消费的比重达到21.9%；二是深化节能发电调度，制订综合能源利用解决方案，至“十二五”期末对大客户的节能诊断比例达到70%；三是积极引导电动汽车发展方向，“十二五”期末供电基础设施满足电动汽车发展需要，形成支撑其产业化的综合服务体系。突出运用信息化手段，全面提升创新能力。一是在电网安全稳定与控制技术、电网经济运行技术、设备集成应用技术三个领域，大力运用现代信息技术加快传统电网的升级改造；二是充分发挥信息化在管理创新中的基础和支撑作用；三是全面提升信息化建设水平。“十二五”期间公司信息化达到央企A级上游水平。

结论

随着经济社会的发展，数字化程度越来越高，对供电可靠性和电能品质提出了更高的要求，因此智能电网成为历史发展的必然．智能电网的研究和建设是一项高度复杂的系统工程，中国智能电网的研究和建设应博采各国之长，既要结合中国电网自身的特点及现有硬件设施和管理系统发展水平，也要考虑到远期相关技术的发展方向；既要考虑电网规划、建设、改造和技术升级等硬件提升，也要满足运行控制、资产管理、用户管理等方面的需求．在此基础上，通过电力流、业务流、信息流的一体化融合，实现多元化电源的灵活接入，以方便各阶梯电力用户的使用，加快实现整个电网在运行控制和管理维护上的智能化，最终建成具有中国特色、领先于国际的国家级智能电网。

参考文献：

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