智能电网的研究进展及发展趋势

智能电网的研究进展及发展趋势

摘要：本文介绍了智能电网的发展背景及智能电网的概念，介绍了智能电网的

特点、技术组成以及相关的关键技术内容，详细介绍国内外智能电网研究进展，

最后简单对我国智能电网的发展趋势进行了简单总结。

关键词：智能电网；分布式能源；自动化系统

1引言

在全球资源环境压力的不断增大的背景下，社会在环境保护、节能减排以及

可持续性发展方面的要求与日俱增。与此同时，随着不断推进的电力市场化进程

以及不断提升的用户对电能可靠性和质量要求，因此未来的电网有求有着更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应的特点，同时，需要具有自适应性，适应高度

市场化的电力交易及适应客户的自主选择的需要，进一步提升巨大的电网资产利

用率和经济效益，提供更加优质的服务。所以，国内外不同国家和组织不谋而合

地提出要建设具有集灵活、清洁、安全、经济、友好为一体的智能电网，并视为

未来电网的发展方向。

2 智能电网概念及特点

最近几年，在国际上，智能电网（Smart Grid）已成为未来电网发展趋势的

热门话题。世界各国相关组织根据所掌握的核心技术，给出了不同的智能电网定

义及描述。美国电力科学研究院（EPRI）认为智能电网是一种基于众多凭借协调、有效和可靠的方式来实现所有的电网运作的自动输、配电系统构成的电力系统；

具有智能通信架构、优良自愈功能、迅速响应电力市场、实时、安全和灵活的信

息流等特点，进而为提供用户以可靠和经济的电力服务[1-3]。而欧洲电力部门将

其描述为一个能整合所有电网用户（发电厂及电力用户）所有行为的电力传输

网络[2]。之后，国家电网公司提出了基于我国国情的智能电网的概念：以特高压

电网骨架和各级电网协调发展为基础，利用综合信息平台以实现对电网系统的智

能控制，形成一个在发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节具有信息化、自动化、互动化特点的统一坚强智能化电网[3]。

智能主要体现在：具有以下特点1）自愈——可靠性高。电网安全可靠运行的核心功能是自愈，其含义是电网在无需或仅需少量人为干涉下隔离问题元器件或

使其恢复正常运行，尽量减小用户的供电中断的可能性。2）安全——抵御攻击。无管是系统或者计算机网络遭到外部攻击，智能电网均能减小电力系统本身的攻

击伤害以及对其他区域形成的伤害，就算发生中断，也可以马上恢复运行。 3）

交互——电力用户。运行中的电网与用户设备进行交互，并把它当成电力系统的

完整的一部分，促进用户发挥正反馈作用，进而取得电力运行和环境保护等多方

面的收益。 4）兼容——发电资源。过去的电网面向远端集中式发电的，电力网

络可以容纳包含多种不同类型电源以及储能装置。5）高效——资产改善。通过对先进的信息和监控技术进行设备优化及资源的使用效益的引用，不仅能够提高单

个资产的利用效率，而且能够实现网络运行和扩容整体优化，及降低维护成本和

投资。6）协调——电力市场。通过无缝衔接批发电力市场包括零售电力市场，可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，促进电力市场竞争效率的提高。7）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。 8）优质——电能质量。在数字化、高科技

化为主导的经济模式下，能够有效保障用户的电能质量，实现电能质量的差别定

价。

3 智能电网研究现状及趋势

国外在智能电网方面比较早的展开研究，并且在智能电网建设和推广方面已

经取得了很多的成果。但受不同国情和经济发展不平衡的影响，在各国智能电网

的研究方向及重心也有很多差异。例如，如何对电力网络基础架构的升级更新是

美国在重点研究方向，期望通过利用先进通信和控制技术进而提高电网的智能性，最大限度地利用信息技术实现系统高度智能化甚至取代人工。2004 年，美国提出

了“Grid2030”的建设总路线，同年，在美国能源部和电网智能化联盟支持下，“Gird Wise”、“MGI”等现代智能电网建设项目逐步启动。欧洲方面，从1985年开始，开始研发符合本国国情的智能电网研究计划，就是所谓的“框架计划”，截止

到目前该计划实施了 6 个分段计划，可再生能源的融入及分布式电网的发展是研

究核心[4，5]

相较于相比教于国外欧美国家，尽管在智能电网的研究方面我国开展的较晚，但近几年在相关领域上国内的学者及电网公司展开了了大量的研究，奠定了智能

电网的发展基础。例如，2001 年，清华大学卢强院士第一次提出了“数字电力系统”的概念；2008 年天津大学余贻鑫院士在中国国际供电会议上，开展了关于

《建设具有“高级计量、高级配电管理、高级输电和资产管理的自愈智能电网”》

的报告，开启了我国对智能电网的研究[4，5]。华东电网公司首先展开了智能电

网的可行性研究，截止到目前已经建立了华东电网智能调度中心，从而全面使电

网的安全控制和管理水平得到了提升[4，5]； 2006年底1000kV晋东南—南阳—

荆门交流特高压交流试验示范工程奠基，2008年8月正式建成并投入运行，在远

距离、大容量的特高压核心技术、国产设备等方面实现了巨大突破。2009年5月，国家电网公司在特高压输电技术国际会议上宣布了中国将建设统一坚强智能电网，明确提出：通过高度融合电力流、信息流、业务流，实现电源多元化和灵活接入

不同特征用户的，极大提高使电网的资源优化配置能力得到显著提高，使电网服

务能力提高，进而促进电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。并计划分为三个阶段（2009～2010 年、2011～2015年

及2016～2020年）实行该目标，基本实现了建成坚强智能电网，显著提高电网

的资源配置能力、运行效率、安全水平以及电网与电源、用户之间的互动性的目标。

4结语

虽然各国发展智能电网方向各不相同，但建设智能电网已是大势所趋。当前

国内外经济社会驱动下，智能电网具有能够节能减排、促进经济发展、科技进步、促进环境友好型社会的发展等特点，彰显我大国责任。因此我国在积极发展以特

高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的同时，要一体化管理，开展智能电网

架构设计，统筹考虑电网规划、建设、改造及技术升级，多学习国外先进技术，

力争将我国智能电网建设成为具有中国特色的坚强电网。

参考文献：

[1]陈树勇，宋书芳，李兰欣等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009，4，

33(8)：1～7.

[2]张文亮，刘壮志，王明俊等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009，7，33(13)：1～11.

[3]盛万兴，杨旭升．多 Agent 系统及其在电力系统中的应用[M]．北京：中国

电力出版社，2007：16-26．