智能电网技术与国内外研究现状

智能电网技术与国内外研究现状

摘要：本文介绍了智能电网的概念、定义及其与传统电网的差异，对比了智能

电网的国内外研究现状，并总结了其发展趋势。传统电网已难以支撑现代社会发

展的要求，智能电网的提出符合快速发展的现代社会对电力的需求。

关键词：智能电网分布式发电控制技术

0 引言

近年来，随着市场化的加深、数字化技术的不断发展、全球气候的不断恶化

以及环境监测的日趋严格，各国纷纷调整能源政策，电力网络与市场和用户的交

互越来越多，对电能质量的要求越来越高，分布式发电数量不断增加，这就对电

网提出了更高的要求。而传统电网，由于自身特点的限制，难以支撑如此多的发

展要求，智能电网的提出，使人们能够在传统电网的基础上，对其进行升级，以

符合不断变化的要求。

1 智能电网与传统电网的差异

传统电网是一个刚性系统，电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性，致使电网没有动态柔性及可组性；垂直的多级控制机制反应迟缓，无法构建实时、可配置、可重组的系统；系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余；对客户的

服务简单、信息单向；系统内部存在多个信息孤岛，缺乏信息共享。虽然局部的

自动化程度在不断提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个

自动化系统是割裂的、局部的、孤立的，不能构成一个实时的有机统一整体，所

以整个电网的智能化程度较低[1-2]。

与传统电网相比，人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完

整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获

取能力，以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础，以服务生

产全过程为需求，整合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流实

时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细

的电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持，以及控制实施方案和应对预案，最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理[1-2]。

2 智能电网的特点

一般来说，智能电网具有以下功能特点[3-5]：

2.1 自愈——稳定可靠。自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能，指无需或

仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。

2.2 安全——抵御攻击。无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击，智能电网

均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害，一旦发生中断，也能很快恢复运行。

2.3 兼容——发电资源。传统电力网络主要是面向远端集中式发电的，通过在

电源互联领域引入类似于计算机中的“即插即用”技术(尤其是分布式发电资源)，

电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型电源甚至是储能装置。

2.4 交互——电力用户。电网在运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为

电力系统的完整组成部分之一，可以促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行

和环境保护等多方面的收益。

2.5 协调——电力市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接，

有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，电力系统管

理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。

2.6 高效——资产优化。引入最先进的信息和监控技术优化设备和资源的使用

效益，可以提高单个资产的利用效率，从整体上实现网络运行和扩容的优化，降

低它的运行维护成本和投资。

2.7 优质——电能质量。在数字化、高科技占主导的经济模式下，电力用户的

电能质量能够得到有效保障，实现电能质量的差别定价。

2.8 集成——信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理(EMS)、配电

管理(DMS)、市场运营(MOS)、企业资源规划(ERP)等和其他各类信息系统之间的综

合集成，并实现在此基础上的业务集成。

3 国外研究现状

在美国，奥巴马政府的经济刺激计划中，有大约45亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范项目。智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，提高电网

系统的效率和可靠性。智能电网的倡导者要让客户相信，智能电网将帮助客户减

少电费支出。经济刺激方案规定，奖励高效率的电力公司。智能电网联盟（由全

球70家能源行业成员组成，该联盟认为智能电网对推动可再生能源利用和提高

能源效率具有重要作用）近日发布了其成员荷兰KEMA 企业撰写的2008年度

《智能电网工作报告》。《报告》指出：智能电网技术将在未来几年内为美国直

接创造出28万个新的就业机会。另外，太阳能等分布式可再生能源、即插即拔

式电动车等还将创造大量间接的工作机会，智能电网将带来数百万个“绿色就业机会”[6]。

4 国内研究进展

国内开展智能电网的体系性研究虽然稍晚，但在智能电网相关技术领域开展

了大量的研究和实践，在输电领域，多项研究应用达到国际先进水平，在配用电

领域，智能化应用研究也正在积极探索。

国家电网公司大力推进特高压电网、“SG186”工程、一体化调度支持系统、资

产全寿命周期管理、电力用户用电信息采集系统和电力通信等建设，打造坚强电网，强化优质服务，为智能电网建设奠定了扎实的基础。目前，1000 kV交流输

变电工程已正式投入运行，特高压系统和设备运行平稳，全面验证了特高压交流

输电的技术可行性、设备可靠性、系统安全性、设计和施工方案的先进性以及环

境的友好性，实现了我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国

产化上的重大突破。自主研发的能量管理系统(EMS)等在省级以上调度机构得到了广泛应用，全部地区级以上电力调度机构均配置了电网调度自动化系统，引入了

电能量计费系统和广域测量系统，新规则下的电力市场交易技术支持系统正在建

设之中。变电站实现了计算机监控和无人、少人值守，地理信息系统(GIS)已开始

应用于输电、变电和配电管理等业务。以提高信息化水平和生产效率为目标的生

产运营管理信息系统，如电网生产运行管理系统、设备检修管理、变电站建设视

频监控系统等，在电网生产管理业务方面发挥了重要作用 [7-8]。

5 结束语

智能电网技术的研究已迫在眉睫，是关系到国家发展的战略问题，智能电网

不仅可以促进科技创新，并且可以为用户提供更好的服务。立足于我国的电网自

身的特点和技术水平，参考国外研究成果，提出构建智能电网的技术体系和框架，才能建成符合我国技术战略和用户需求的坚强统一的智能电网。

参考文献：

[1]Research Report s International. Understanding t he smart grid RRI00026 [R].2007.

[2]The National Energy Technology Laboratory. Modern grid benefit s. Pittsburgh, PA,