第一篇：智能電網建設與繼電保護系統重構論文

摘要：針對智能電網建設和繼電保護系統的重構進行分析，總結出智能電網重構的重要性。在對繼電保護系統進行重構的過程中，要遵循繼電保護系統重構準則，明確繼電保護重構通用模型，并不斷強化故障診斷功能、完善繼電保護的系統功能、充分了解繼電保護系統重構的發展方向。通過對以上內容的分析，以期為業內人士提供一定的理論依據。

關鍵詞：智能電網；繼電保護系統；系統重構

我國社會主義經濟不斷發展，對智能電網的構建提出了更高的要求，要想使現代化電網得到不斷發展，就要加強繼電保護系統的可靠性和靈活性。但是因為各種因素的影響，使得當下繼電保護系統中存在著很多問題，所以需要對其進行重構。對智能電網中繼電保護系統重構進行分析，保證電網的安全運行意義深遠。繼電保護系統中存在的問題對智能電網的發展帶來了一定影響。對此，對面向智能電網繼電保護系統進行重構已經成為當下相關人士需要解決的問題。

1智能電網的繼電保護系統重構的重要性

近幾年，信息技術不斷發展，繼電保護系統運行過程中的安全性和可靠性得到不斷提升，但是運行過程中的繼電保護系統屬于剛性結構。在鏈接方式以及網絡應用條件上，均需要提前設定。這些因素的存在降低了繼電保護系統的自適能力。另外，要不斷提升繼電保護系統的運行速度和運行可靠性。這充分證明了繼電保護系統的重構具有一定的重要性，從而極大的改善了我國智能電網運行效果。對繼電保護進行重構的過程中需要注意的是：

（1）完整性，重構后的繼電保護，要起到保護系統的最作用。

（2）低速重建，當一次性系統和繼電保護相脫離時，導致其運行不正常，致使電網產生較大的事故，這就要進行繼電保護系統的重建，重建過程中利用最低功能，進而避免電網云心過程中出現故障。

（3）進行系統重構的過程中，需要將系統進行重新組合，進而滿足繼電保護的可靠性指標，使繼電保護系統運行過程中的可靠性和安全性得到提升。

2繼電保護系統重構方法

2.1繼電保護系統重構準則

對繼電保護系統進行重建時，應當滿足以下原則：

2.1.1功能完整性。一般情況下，已經重構的繼電保護系統應當和原有保護系統的功能相同或者超過原有的功能。并且，在某些情況下，對部分功能如保護工作速度或者選擇性進行降階或者解除，進而使系統最低安全指標得到滿足。

2.1.2重構的快速性。因為一次系統不能和繼電保護系統脫離，因此對繼電保護系統進行重構的過程中，應當本著高效快速的原則。對多套保護需求進行重構的過程中，應當對最低功能進行維持，進而采取分步實施策略。

2.1.3重構的可靠性。繼電保護重構時，需要對設備組合進行重新選擇，因此對于重構的新系統而言，一定要保證其的可靠性指標能夠滿足相關要求。

2.1.4重構的經濟性。對繼電保護裝置進行重構的過程中，首先要對資源進行重新劃分。因此在可靠性得到保障的基礎上，減少對資源的占用。

2.2繼電保護重構通用模型

如上所訴，繼電保護的重構也就是進行保護資源重新組合，其中包括資源、組合資源以及怎樣組合三個要素。

2.2.1繼電保護資源。結合繼電保護系統的組成，可以把傳統的繼電保護系統進行劃分，使其成為不同功能原件集合。例如，在重構過程中，可以將繼電保護系統劃分為互感器、通信通道、測量以及比較原件等功能原件。一般情況下，可以對繼電保護系統內部的資源進行共享，尤其是數字化變電站，其具有一定的開放性和共享性特點，這些因素為資源的多種組合提供了方便條件[1]。

2.2.2繼電保護資源組合的實現。進行繼電保護資源的組合，可以按照給定原則進行繼電保護內部原件的重新連接，或者對內部信號進行重新分配。傳統的繼電保護原件很難滿足重構需求，但是數字化原件實現起來較為容易。例如，電磁性電流互感器在傳輸過程中，采用的是固定的連接方式，這就導致無法在線對其鏈接方式做出改變。但是光電子式互感器在輸出過程中可以利用網絡交互實現再分配功能。

2.2.3資源組合的方法。怎樣對繼電保護資源進行重新組合，是繼電保護重構的關鍵性因素。在此過程中需要結合一次系統信息和繼電保護裝置狀態對信息進行綜合性決策和診斷。結合以上三個核心要素，可以將其分為功能原件層、重構執行層、協調層等。很多變電站將繼電保護功能稱為繼電保護重構所需功能原件層。信息采集和分析決策計算機共同構成狀態檢測和重構執行層，主要對各個繼電保護原件的狀態信息進行采集，結合所采集的材料對運行狀態進行診斷，從而對故障的異常原件進行確定，并明確代替原件的重構方案，再向各個功能原件下達重構命令。可以根據電網拓撲結構對多個區域設置決策處理中心。大部分情況下，區域內處理中心的計算機可以使這一區域對繼電保護重構決策的要求得到滿足，如果涉及跨區信息，則可以使決策層計算機進行信息交流，同時對其進行協調[2]。

3促進智能電網的繼電保護系統重構策略

由于智能電網繼電保護系統為繼電保護運行效果提供保障，進而使電網使用狀況得到一定改善，對其進行重構的過程中，需要遵循以下策略：

3.1不斷強化故障診斷功能

為了實現繼電保護系統的重建，提升智能電網構建速度，進行設備重構的過程中，電網運行工程中可能發生異常狀況。所以，相關人員需要及時判斷這些狀況，并對故障進行適當檢測，從而將存在的隱形故障查找出來，并及時采取相應的措施。利用這樣的方式。可以提升我國電網的安全性和可靠性。相關工作人員需要不斷提升診斷功能，當對設備進行重建之后，降低故障的發生率，進而預防電網運行過程中事故的發生。同時，需要不斷提升電網運行效率，進而建立安全可靠的系統。

3.2完善繼電保護的系統功能

為了使繼電保護系統的重構得到加強，需要使系統的自動化診斷和故障的排除功能得到提升，與此同時，還要對繼電保護系統功能進行完善，從而提供良好的運行環境。對現代化領域中通信技術進行應用，為智能網絡的運行提出了更高的要求。為此，需要不斷加強繼電保護的重構，這也是最為關鍵的因素[3]。裝置運行過程中，需要對系統功能進行提升，并充分的發揮保護作用，進而使智能電網的科學性得以實現。

3.3繼電保護系統重構的發展方向

為了提升繼電保護系統的重構效果，就需要不斷加強繼電保護功能的單元和原件診斷。利用繼電保護的重構，進而實現系統所要求的保護功能，為信息提供開放性接口。進行功能原件診斷的過程中，注重隱性故障的診斷。進而及時判斷出硬件失效問題和動作行為錯誤等問題，使每個單元進行相互協調，使繼電保護故障帶來的電網故障被降低，提供安全可靠的電網運行環境，保護電網安全運行的同時，為人們的安全用電提帶來一定保障。

4結束語

為了進一步實施智能電網，進行繼電保護系統的構建是關鍵部分之一。進行電網保護系統的重構，可以為智能電網的發展奠定堅實的基礎。在發揮各個功能時，需要加強繼電保護系統的重構，進而提升系統自動檢測作用和異常故障的檢測能力，這樣可以及時轉換電網運行方式，及時解決運行過程中出現的故障，從而減少對電網正常運行的影響，提升智能電網的運行效率，推動我國電力事業的未來發展。

參考文獻:

[1]賀方，劉登.智能電網建設中的繼電保護技術應用研究[J].中國新技術新產品，2013，14：137-138.[2]汪敏.關于智能電網中繼電保護系統的探討[J].通訊世界，2013，11：159-160.[3]曹燦.智能電網下的電力系統繼電保護工作[J].科技與企業，2015，20：170-175.

第二篇：智能電網論文

關于智能電網發展的研究論文

摘要：在全球電網逐漸不能滿足用戶需要的大背景下，智能電網應運而生；簡要概括了智能電網相對于傳統電網的特點；介紹了智能電網在世界幾個典型的國家和地區的發展；最后簡述了智能電網在未來的發展前景。

關鍵詞：智能電網;發展

0 引言

在這種全球經濟不斷發展、用戶對于電能質量的要求日益提高以及人們對環境保護愈來愈重視的背景下，人們希望建立一個更加可靠、具有較高自愈能力、與用戶之間實現密切互動的現代化電網，于是智能電網應運而生。在智能電網中，可以將能源開發、發電、輸電、配電、供電、售電、服務以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣設備和其用能設施，通過數字化信息網絡連接起來，并通過智能化的控制實現整個系統的優化；充分利用各種能源資源，注重低碳環保，依靠分布式能源系統、能源梯級利用系統、蓄能系統和蓄電交通系統等組合優化配置，實現精確供能對應供能、互助功能和互補功能，將能源利用效率提高到一個全新的水平，使用戶投資效益和成本達到一種合理有利的狀態。本文主要以幾個典型的國家和地區為例簡要介紹一下智能電網的由來，特征，發展歷程、現狀及廣闊前景。

智能電網的產生背景及由來

首先，自從進入信息時代，互聯網的飛速發展給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，與之相比，一些國家和地區的電力網絡系統并沒有跟上時代發展的潮流，電能供應不夠穩定，特別是幾次震驚世界的大停電事件帶來了巨大的經濟損失，現行的電力系統壓力不斷加大。2003年8月14日下午，美國東北部和加拿大部分地區發生大面積停電，停電影響了地鐵、電梯以及機場的正常運營，在一些地方造成了交通擁堵，給成千上萬市民的工作和生活造成了極大不便；2005年8月25日，美國加利福尼亞州南部地區供電的一條主要輸電線路出現故障，加州電力主管部門緊急啟動限電措施，造成大約50萬居民斷電半個小時。

其次，隨著經濟水平的迅速提升，用戶對于電能質量的要求愈來愈高。人們希望獲得更可靠、更優質的電能，在目前電網中，電壓跌落是最多的電能質量問題。因為電壓跌落大部分不可預見和不可控的事件引起的。電壓跌落發生的次數在電力系統中每年都不一樣。電能質量對于工業和制造廠是一個大問題，對于日益復雜的計算機控制的生產線加工廠，極小的電能擾動都可能帶來極大的破壞力。

并且，人們對于環境問題越來越關注，而現在電網中輸送的電能大部分都是火電，1度火電產生的二氧化碳約為0.96kg，那么可想而知，全球每年因為發電而產生的二氧化碳的數量是非常巨大的。另一方面，風能、太陽能等清潔能源又得不到充分的利用，面對這種矛盾，人們希望建立一個相對能夠可持續發展的電網系統。

在這些大的背景下，2001年，美國EPRI（電力研究院）最早提出“IntelliGrid”(智能電網)概念，并且開始進行相關研究。歐洲2005年成立“智能電網(Smart Grids)歐洲技術論壇”，也將“Smart Grids”上升到戰略地位開展研究。2006年IBM提出的“智能電網主要是解決電網安全運行、提高可靠性，從其在中國發布的《建設智能電網創新運營管理－中國電力發展的新思路》白皮書可以看出，該方案提供了一個大的框架，通過對電力生產、輸送、零售的各個環節的優化管理，為相關企業提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。所謂智能電網是IBM一個市場推廣策略。

奧巴馬上任后提出的能源計劃，除了以公布的計劃，美國還將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網系統進行升級換代，建立美國橫跨四個時區的統一電網；發展智能電網產業，最大限度發揮美國國家電網的價值和效率，將逐步實現美國太陽能、風能、地熱能的統一入網管理；全面推進分布式能源管理，創造世界上最高的能源使用效率。

2009年5月，國家電網公司提出在我國全面建設“堅強智能電網”，以應對資源環境問題帶來的挑戰，全面提高電網的資源優化配置能力和電力系統的運行效率，引領引導并支持能源及相關產業技術和裝備升級，構筑起穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系，以能源的可持續發展支持經濟社會的可自進入信息時代，全球壓力不斷增大，能源需求不斷增加，電力市場化的不斷加深，用戶對電能可靠性和質量的要求也不斷提升。2 智能電網主要的特點

2.1智能電網的自愈性

這是智能電網最主要的特征，也是智能電網的核心功能，這就需要對電網的運行狀態進行連續的的在線評估，并采取預防性的控制手段，對可能出現的問題迅速做出預測、檢測和相應，故障發生時，在沒有或少量人工干預下能夠快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

2.2智能電網的互動性

在電網中，電網與環境、設備、用戶互相之間的互動是智能電網的另一重要特征。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫銜接，支持交易的有效開展，實現資源的優化配置；同時通過市場交易更好地激勵電力市場的主體參與電網安全管理，提升電力系統的安全運行水平。這樣，一方面為用戶節省了開支，同時也會大量減少輸電線路不必要的損耗。在這種互動機制下，能夠實現風能、太陽能等清潔能源的充分利用，還可以利用電價這一驅動力，削峰填谷，這對于整個電網的運行都有極大的好處。

2.3智能電網對多種能源的兼容性

智能電網的本質是能源替代和兼容利用，它可以實現清潔的可再生資源的轉化整合，并輸送到國家電網中來，有利于綠色電網的建設。當然這一點是與智能電網的互動性分不開的。另外，各種各樣的分布式電源的接入，一方面減少了對外來能源的依賴，另一方面提高了供電的可靠性與電能的質量。

2.4智能電網的堅強可靠性

智能電網的每一個元素都應該有安全需求的考慮，在整個系統中應確保一定的集成和平衡。對其基礎設施的攻擊主要分為物理攻擊和信息攻擊，在智能電網中應該在抵御這些攻擊的同時，盡量降低成本，獲得實際的效益。

2.5智能電網的優質性

智能電網中運用的先進技術將同時減少電力輸送系統中的帶能質量問題和保護用戶的敏感電子設備，總之其終端目的都是將清潔、可靠、優質的電能送到用戶。

智能電網在世界上的發展

3．1美國的智能電網 總體來說，美國的智能電網主要是為了建立一個發電和配電更有效更安全的現代化電網來滿足當前用戶的需求。2001年，美國電力科學研究院創立了智能電網聯盟，推動“Intelli Grid”研究。這個項目主要有兩個目標：①分析出電力系統的商業需求，包括現在、未來的各種需求，如自愈電網概念等；②以基于這些分析得出的電力系統的需求作為基礎，提出支撐未來電力系統的信息需求系統使用戰術性的方法來建立一個戰略視圖，以戰略的高度建立一個不依賴具體技術的視圖框架。

為了使美國電網實現現在化，保證經濟安全和國家安全，美國能源部（DOE）于2003年發布了“Grid2030”，對美國未來電網遠景做了闡述。DOE于2004年有進一步發布了“國家輸電技術路線圖”，為實現“Grid2030”進行了戰略部署。在這兩份文件以及工業界的指導下，2004年在DOE的支持下，電網智能化項目（Grid Wise）啟動。

2005—2006年，DOE與美國國家能源技術實驗室（NETL）合作，發起了“現代電網”倡議，任務是進一步細化電網現代化遠景和計劃，并在全國范圍內達成共識。國家電工委員會IEC于2008年籌建了SG3智能電網戰略工作組，以制定智能電網的相關標準，推進智能電網的進程，促進智能電網發展過程中的一致性。2009年4月16日，美國副總統拜登公布了能源部發展智能電網的詳細規劃。能源部將設立兩個專項計劃，分別為“智能電網投資撥款項目”(Smart Grid Investment Grant Program)和智能電網示范項目(Smart Grid Demonstration Projects)，投資額分別為33.75億美元和6.15億美元。2009年4月，美國National Grid向馬薩諸塞州公共事業部提交了一份持續兩年、總投資達5700萬元的電網示范項目。

2007年初Xcel能源公司推出了智能電網概念，選擇美國科羅拉多州的博爾德是推進智能電網城市項目，并付諸實施。在資金方面，Xcel能源公司預計與其合伙人資助一億美元，并計劃調動其他來源，包括政府補助金，做到讓消費者無成本投入。2008年美國博爾德市已經成為了全美第一個智能電網城市。3.2歐洲智能電網

2004年，歐盟委員會啟動了相關的研究與建設工作提出了歐洲要建設智能電網。2006年，歐盟理事會能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經進入新能源時代，智能電網技術是保證電能質量的關鍵技術和發展方向。保證供電的持續性、競爭性和安全性是歐洲能源政策最重要的目標，也是歐洲電力市場和電網必須面對的新挑戰。未來整個歐洲的電網必須向用戶提供高度可靠、經濟有效的電能，并充分開發利用大型集中發電機和小型分布式電源。

2008年7月1日，意大利國家電力公司(ENEL)負責啟動了歐盟11個國家25個合作伙伴聯合承擔的ADRESS項目。該項目總預算為1600萬歐元，目的是開發互動式配電能源網絡，讓電力用戶主動參與到電力市場及電力服務中。2001~2008年，意大利國家電力公司累計安裝了3180萬塊智能電表，覆蓋率已達到95%，剩余部分將于2011年前完成。

2009年4月，西班牙電力公司ENDESA牽頭，與當地政府合作在西班牙南部城市Puerto Real開展智能城市項目試點，包括智能發電(分布式發電)、智能化電力交易、智能化電網、智能化計量、智能化家庭，共計投資3150萬歐元。當地政府出資25%，計劃用4年完成智能城市建設。該項目涉及9000個用戶、1個變電站以及5條中壓線路和65個傳輸線中心。

2009年6月，荷蘭阿姆斯特丹選擇埃森哲(Accenture)公司幫助自己完成“智能城市(Smart City)”計劃。該計劃包括可再生能源利用、下一代節能設備、CO2減排等內容。法國的規劃是從2012年1月開始，將所有新裝電表更換為智能電表。英國能源和氣候變化部2011年3月30日宣布，將于2019年前完成為英國3000萬戶住宅及商業建筑物安裝5300萬臺智能電表的計劃。目前英國的人口約為6000萬，約有2300萬戶家庭，該計劃幾乎涉及英國所有住宅和商業建筑。作為歐洲2020年及后續的電力發展目標，未來歐洲電網應滿足以下需求：①；靈活性，在適應未來電網變化與挑戰的同時，滿足用戶多樣化的電力需求；②可接入性，使所有用戶都可接入電網，尤其是推廣用戶的對可再生、高效、清潔能源的利用；③可靠性，提高電力供應的可靠性與安全性以滿足數字化時代的電力需求；④經濟性，通過技術創新、能源有效管理、有序市場競爭及相關政策提高電網的經濟效益。3.3日本的智能電網

日本政府通過深入比較與美國電力工業的不同特征，結合自身國情，決定本國的智能電網的發展。日本政府大規模發展新能源，確保電力系統的穩定，構建智能電網。據2009年3月17日日本《電氣新聞》報道，針對美國提出的智能電網，日本經濟產業副部長望月晴文指出，美國的脆弱電力系統與日本的堅強電力系統無法單純比較，日本將根據本身國情，主要圍繞大規模開發太陽能等新能源，確保電力系統穩定，構建智能電網。經產省根據日本企業在智能電網的技術先進性，選出了7領域26項重要技術項目作為發展重點。如輸電領域的輸電系統廣域監視控制系統（WASA）、配電領域的配電自動化、儲能領域的系統用蓄電池的最優控制、電動汽車領域的快速充電和信息管理和智能電表領域的廣域通訊等列入其中。2010年4月，日本經產省在橫濱市、豐田市、京都府和北九州市開展了智能電網實證項目。京都府京阪奈節能城市項目，利用智能電表開展節能技術實證；橫濱市開展智能家居技術實證；北九州市開展新能源接入技術實證；豐田市開展電動汽車技術實證。3.4中國的堅強智能電網

我國關于智能電網的研究進展緩慢，甚至是剛剛起步。2007年10月，華東電網公司啟動了智能電網可行性的研究，密切跟蹤國際先進電力企業和研究機構對智能電網的研究，并結合華東電網的現狀和今后的發展要求，提出了三個階段的發展思路和行動規劃——2010年初步建成電網高級調度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數字化電網，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網。2009至2020年國家電網總投資3.45萬億元，其中智能化投資3841億元，占電網總投資的11.1%，未來10年將建成堅強智能電網2009至2010年為規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發、設備研制及各環節的試點工作；2011至2015年為全面建設階段，加快建設華北、華東、華中“三華”特高壓同步電網，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用；2016至2020年為引領提升階段，全面建成統一的堅強智能電網，技術和裝備全面達到國際先進水平。中國國家電網公司目前正在推進“一特四大”的電網發展戰略以特高壓電網為基礎，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發，在全國范圍內實現資源優化配置。以大型能源基地為依托，建設由1000千伏交流和±800千伏直流構成的特高壓電網，形成電力“高速公路”。同時，將以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，發展以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網。

智能電網的廣闊的發展前景

作為世界各國都在著重研究發展的新一代電網，應該說，智能電網的發展前景還是很廣闊的。通過以上的分析我們可以看出，與當前的傳統型電網相比，智能電網有其獨特的優勢，它可以解決很多當前電網所不能解決的問題。它的自愈性理論上可以使當前電網中出現的大停電事件變為零可能；并且其互動性是極具現實意義的，通過供電公司與用戶的雙重反饋可以極大的促進當前風電等不可控電能的利用和電能傳輸的效率；智能電網還可以加快綠色電網的建設，使電網更加安全潔凈。同時，智能電網可促成和激勵新產業的發展擴大，加快電力市場和國民經濟的發展與繁榮。電網的創新將使銷售市場更加自由，更具有創造力，以智能電網為載體，以提高能源利用效率、減少對環境的影響為主要驅動力的一系列新技術所組成的產業群將隨智能電網的建設而獲得更大的發展。并且，最具前景的產業是電動汽車及儲能技術，最具難度的是如何實現電網的最有控制。智能電網還會促進電力市場的蓬勃發展，在智能電網中，先進的設備和廣泛的通信系統等基礎設施及其技術支持系統為市場參與者提供了充分的信息和數據。總之，在未來一段時期內，智能電網必將成為世界電網發展一個重要方向。

結論

本文主要通過綜合智能電網在幾個典型的國家和地區的發展歷程，簡要地介紹了一下對于智能電網的淺層認識。1）智能電網作為新一代電網是在目前電網所暴露出的問題的推動下出現的；2）智能電網具有傳統電網所不具有的特征；3）世界上許多國家和地區都在努力開發適合于本國國情的智能電網；4）智能電網具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] 《智能電網導論》——許曉慧 [2] 《中國電力與能源》——劉振亞 [3] 《復雜大電網安全性分析?——智能電網的概念與實現》——丁道齊

[4] 《智能電網 ——新能源、新技術、新材料的應用平臺》——2009年6月1日 [5] 《歐洲智能電網產業發展形勢與需求分析》——北極星電力網 [6] 《日本智能電網發展模式與方向》——2011-08-19 [7] 《我國智能電網的發展前景分析》——行業研究

第三篇：智能電網論文總結

智能電網論文總結

一.智能電網定義

歐盟智能電網特別工作組描述的智能電網是：可以智能化地集成所有接于其中的用戶——電力生產者(producer)、消費者(consumer)和產消合一者(prosumer)——的行為和行動，保證電力供應的可持續性、經濟性和安全性。

美國能源部在其研究報告中將智能電網描述為：智能電網利用數字化技術改進電力系統的可靠性、安全性和運行效率，此處的電力系統涵蓋大規模發電到輸配電網再到電力消費者，包括正在快速發展的分布式發電和分布式儲能。

中國國家電網公司將其提出的堅強智能電網描述為：以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節，涵蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合，具有堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動內涵的現代電網。

二.智能電網特征

1）靈活性。靈活性是指系統功率/負荷發生較快的變化、造成較大功率不平衡時，通過調整發電或電力消費保持可靠供電的能力。

2）可觀測性和可控性。智能電網連接著眾多的不可控源和靈活源，必須對這些靈活源進行有效的觀測和控制，才能實時跟蹤不可控源的變化，保證電力和負荷的平衡；同時，間歇式能源、分布式能源的大規模并網，加劇了電網面臨的不確定性，而隨著社會的發展，輸電走廊的獲取難度加大，為了提高電網的利用率，電網更多地運行在臨界穩定運行狀態，加大了電網的安全穩定風險。為了保持電網的安全穩定性，需要進一步提高電網的可觀測性和可控性。

3）互操作性。提高電網的靈活性、可觀測性和可控性，離不開先進的傳感技術和自動化技術，需要以先進的信息通信技術(information communication technologies，ICT)作為支撐。

互操作性是指保證 2 個或更多網絡、系統、設備、應用或元件之間相互通信以及在不需要過多人工介入即可有效、安全、協調運行的能力。三.各模塊研究總結

1.中外智能電網發展戰略

總結對比了中美歐智能電網發展及戰略。對比了中美歐三方發展智能電網的內部環境和現有基礎，為分析三方在智能電網發展的差異性提供了背景；闡述了智能電網的主要特征是靈活性、可觀測性及可控性、互操作性，為理解中外智能電網的技術選擇、研發方向和示范重點及技術發展路線提供了基礎；介紹了三方各自在智能電網研發和示范方面的進展情況，分析了現階段中美歐三方發展智能電網所面臨的障礙；最后，對今后智能電網的發展趨勢進行了預測，對中國智能電網發展戰略提出了建議。

2.配電網智能調度模式及關鍵技術

分布式電源、微電網、儲能裝置、電動汽車充放電設施接入配電網運行改變了配電網能量平衡的模式，為了推進智能電網建設，在分析配電網及其調度控制特點的基礎上給出了配電網智能調度目標和調度象。為實現配電網的高效運行，提出基于配電網絡、電源和負荷互動的多維多階段遞進式配電網智能調度模式，給出了配電網智能調度系統的功能結構。提出為實現配電網智能調度系統必須解決的關鍵技術，探索了配電網調度的發展趨勢，給出了相關研究方向。3.新一代智能電網調度技術支持系統架構研

隨著計算機、互聯網、物聯網等技術的發展，云計算的應用領域持續拓展，為ＩＴ企業的轉型升級提供了契機。基于云計算的理念，結合我國未來電網調度技術支持系統的需求，提出了集散式和集中式調度技術支持系統架構，并對兩者進行了比較，指出集散式架構可以作為我國調度信息化系統的近期發展目標。針對集散式系統架構，提出了１＋Ｎ兩級的硬件部署架構構想；最后分析了集散式架構應用到電網調度自動化系統的技術問題。

4.智能變電站微電網設計與控制 在簡述微電網、微電網結構、微電網控制原理的基礎上,針對智能變電站的設備與負荷特點,以國網河北省邢臺供電分公司110k V節固智能變電站為例,設計智能變電站微網模型,經過分析可知這種設計利用現成智能設備減少了微電網的建設成本,既充分利用了內部環境資源,又提高了變電站站用電系統的可靠性,具有現實的經濟與節能意義。5.智能電網下繼電保護方式相關問題

智能電網實際運行過程中，保障其穩定性的首要環節就是繼電保護，在智能電網出現并發展中，繼電保護方式也必須及時做出轉變和調整。鑒于此，文章從智能電網建設給繼電保護帶來的機遇入手，對繼電保護重點研究的內容進行了分析，最后展開了智能電網下繼電保護的廣域保護研究，希望對我國相關領域的發展起到促進作用。6.智能電網條件下的需求響應關鍵技術

目前，智能電網已成為世界電網發展的大趨勢，符合社會和經濟發展的必然要求。文章針對智能電網條件下的用戶需求響應展開深入分析和總結，調研國內外需求響應的發展現狀，從需求響應概念、激勵機制、效益評估、支持平臺技術、應用于風電消納等方面對國內外學者在相關領域的研究成果進行總結，并結合典型案例深入剖析，指出當下實施需求響應存在的問題和相關對策，以期為我國智能用電和需求響應的發展提供借鑒。

7.智能電網中儲能技術應用規劃及其效益評估方法綜述

智能電網是電力系統發展的終極目標，而儲能技術在智能電網的建設過程中起到非常重要的作用。在總結現有的儲能技術的基礎上，針對儲能技術在電網側、用戶側和新能源發電中等 3 個不同的主要應用場合，對其應用規劃和效益評估方法進行研究和歸納，分析相關研究的模型中目標函數的差異，以及約束條件的不同，指出目前研究的優點和不足。此外，對儲能應用規劃中的算法進行分析，說明傳統的數學方法是其主要方法。最后，闡述儲能規劃中有待進一步考慮的問題和未來應用推廣過程中應予以關注的方面。8.面向智能電網的用戶需求響應特性和能力研究綜述

區別于傳統能效項目，需求響應項目的執行效果取決于項目的參與率和用戶響應特性及能力。總結目前國內外各類需求響應項目中用戶響應特性方面的研究進展，對其影響因素進行歸類研究；介紹負荷價格彈性、替代彈性和弧彈性等 3 種定量用戶價格響應特性的方式，并對其影響因素從時間跨度、行業類別和其他差異化特性等 3 方面進行分析；此外，從需求響應支撐技術、需求響應項目設計等兩個大方面分析其對用戶需求響應特性和能力的影響。最后，結合中國國情對于用戶響應特性建模和需求響應項目設計方面提出設想和建議。

9.考慮新能源發電與儲能裝置接入的智能電網轉供能力分析

可再生能源發電和新型儲能系統接入電網后使得 N-1重構路徑的選擇更為復雜，為解決此背景下智能電網轉供能力的計算問題，在對二者時變運行特性分析的基礎上，提出基于智能電網轉供能力指標體系的 N-1 恢復模型，通過對轉供能力指標計算公式線性化處理，并結合基于拓撲模型簡化的人工智能(artificial intelligence，AI)優化算法，利用優化調整電網、可再生能源發電、新型儲能系統的運行方式，實現電網 N-1 后轉供能力最大。最后，以某實際典型電網為例，分析可再生能源發電和新型儲能系統接入電網對提升系統應對 N-1 故障能力和實現負荷有效轉移的作用，驗證了轉供能力指標對于定量描述智能電網自愈特性的有效性。

10.儲能技術綜述及其在智能電網中的應用展望

本文綜述了重要儲能技術的特點及其發展現狀，并針對儲能技術在智能電網中的應用進行了探討。重點介紹了抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、蓄電池儲能、超級電容器儲能以及超導磁儲能。根據智能電網的特點，討論了現階段儲能技術所面臨的問題和發展趨勢。11.農村戶用型智能微電網設計與實現 針對目前中國廣大農村地區供電可靠性及電能質量差等供電難題，該文提出了一種基于當地分布式能源結構特點，廣泛吸納分布式能源的新型戶用微電網供電模式，并給出了較為詳細的設計方案。同時，考慮到系統維護的現實情況，采用組態軟件及 SQL server 數據庫設計了一套基于 GPRS 網絡的遠程監測控制和數據采集（SCADA）系統，由專業人員進行遠程監控。基于該方案設計的微電網系統已先后在某農場和某農村投入運行，結果表明該戶用型微電網運行穩定，能夠廣泛吸納分布式能源，解決農村供電難題，為農村地區提供可靠、優質的電力供應。12.農村電網線路無功優化智能控制策略與裝置

在農網線路無功補償位置和補償容量已經確定的情況下，提出一種智能控制策略，使整個網絡損耗最小且實時電壓不越限。建立以網損最小為目標的電容器優化投切模型，根據無功補償對潮流影響的特點以及負荷特性，通過對Tabu搜索方法進行改進來尋求最優解。根據農村配電網現有的自動化條件，采用 GPRS 遠程通信技術實現調度室上位機和線路中各智能無功補償裝置之間的數據交換，從而實現配電線路無功優化控制。

第四篇：智能電網建設的關鍵技術及建議論文

【摘要】在能源問題日益嚴重的情況下，由于智能電網具有很多的優點，逐漸成為我國電網發展的主流方向。智能電網建設需要始終堅持“更堅強、更智能”的原則，與當前國民經濟發展現狀相協調，逐漸緩解資源短缺和環境問題日益嚴重的壓力，從而在國民經濟建設中發揮更為重要的作用。在對智能電網進行構建的過程中，智能電網中的關鍵技術是其基礎。本文智能電網建設的關鍵技術做了詳細分析，并對更好的實現智能電網建設提出了一些建議。

【關鍵詞】智能電網；關鍵技術；建議

1引言

智能電網，即電網的智能化，也被形象地稱為“電網2.0”，是在集成、高速、雙向通信網絡基礎上，通過先進的分布式數據傳輸、計算和控制技術，實現電網的可靠、經濟、高效、環境友好和使用安全目標的電力傳輸網絡。電力能源是國家的支柱能源，在國民經濟建設中發揮著重要作用。隨著我國經濟社會的飛速發展，傳統的電力網絡及控制體系已經難以適應當前現實，智能電網已經成為我國電網建設的主流方向。

2智能配電網概述

對整個智能電網而言，智能配電網是關鍵的組成部分，智能配電網是指對先進控制技術、測量傳感技術、信息通信技術以及計算機網絡技術等進行有效融合，通過配電網高級自動化技術的運用，使這些先進技術在智能化的配電終端和開關設備上得以實現，并充分利用各種可視化軟件的高級應用功能以及電網架構雙向通信網絡的物理支持，對再生能源的分布式發電單元進行及時有效控制，以不斷激發電力用戶參與電網互動的積極性，從而在配電網運行時對其進行高效監測、控制與保護。不斷優化配電網性能，提高其可靠性與安全性，確保我國電力的穩定供應，同時不斷完善相應的附加服務。

3智能電網建設的關鍵技術

3.1電網分析決策共性技術

電網的數字化進程將帶來海量的數據源，為電網的科學分析決策提供了數據基礎。前三個專題通過一系列標準規范、廣義的數據采集、信息集成和共享技術的研究，為電網的科學分析決策奠定了堅實的基礎。除此以外，還需要對電網的科學分析決策技術進行研究。本公司重點研究輸電網降耗數據挖掘技術、可視化數據展現技術、智能預警和智能調度決策技術、配電網分析決策技術等。充分利用多元數據的潛在價值，揭示海量數據背后所蘊含的知識，一方面實現對整個電網生產流程的精細化管理和標準化建設，另一方面提高電網調度的智能化和科學決策水平，為構建堅強電網，提高電力系統運行的安全性和經濟性服務。

3.2分布式發電與智能微網技術

在我國能源結構中，煤炭、石油和天然氣等不可再生資源占據比例很大，社會的發展不能只依靠這些不可再生資源，這也是可持續發展戰略的要求。為解決該問題，可在合理的控制方式下對微網實行并網運行，在兩種運行模式之間實現無縫轉換，使得主電不再是電網供電的唯一途徑。在電網并入DG后可有效激活電網的工作性能，而微網系統主要以DG作為物理基礎。

3.3電網信息辨識及重構技術

研究信息準確性辨識技術，研究基于PMU量測的線路在線參數辨識技術；研究信息完整性辨識技術，一方面解決由于通信問題和采集數據不完備引起的信息不完整的問題，另一方面研究量測數據時滯處理技術，通過動態、靜態和暫態信息的整合和互為補充以增強信息完備性；研究信息精簡性辨識技術，對錯誤和雜亂的信息進行充分的辨識；研究對過去、現在和未來三類數據的重構技術和外部模型和信息的接入重構技術。

3.4配電網自愈控制

由于配電網自愈控制十分復雜，只有充分運用先進的數學和控制理論才能確保智能配電網自愈控制的實現，應建立配電網自動判別算法，以提高系統故障擾動區、異常脆弱區、正常運行區以及檢修維護區的各項評價指標，如電能質量評價指標、性能穩定指標、用戶服務評價指標、兼容評價指標、經濟評價指標等。對存在的安全隱患進行評估并預測后果，可確保配電網運行更加可靠，具有更強的自愈控制能力，使得供電系統更加靈活互動、清潔環保、安全可靠，收到較好的經濟效益。另外，為確保系統的自動檢測和識別功能，應在配電終端設備設置故障檢測，以滿足電磁兼容性和戶外工作環境的要求，除此以外，還應提供不間斷電源以更好的支持通信方式和通信協議。配電網系統的拓撲結構靈活性強且可靠性高，配電終端設備和開關設備都具有遙控功能。

3.5智能變電站

智能配電具體包括配電自動化系統、配電SCADA系統、配電GIS系統、配電工作管理系統、停電管理系統以及配網管理高級應用系統等等。智能電表應具有雙向通信計量、接通或開斷等功能，能夠為用戶提供實時電價和用電等信息，并實現室內用電裝置的負荷控制。供電企業在實時采集、有效監測、全面分析用戶用電量及相關數據的基礎上，對電力能源使用實行統一管理，科學安排發電計劃，引導用戶合理用電，最終實現饋線自動化、變電站自動化、配電調度、配電工作管理以及配電網絡分析等功能。另外，可再生能源的研發以及大規模并網也會給智能電網建設帶來一定影響。智能電網技術還應包括輸送納入調度甚至參與系統調節，電力電子、超導、大容量儲能等先進的設備是提高輸配電系統性能的重要技術支持。當前，我國智能電網仍處于初期研究階段，需要相關部門及企業加大研發與建設力度，針對智能電網的特點及關鍵技術進行深入研究，為促進特高壓電網的建設和電力體制改革的不斷深化、國民經濟建設做出積極的貢獻。

4智能電網建設的發展策略

4.1提高智能電網的技術創新

智能電網需要采用很多先進的技術來建設，但是需要根據我國目前在該方面的技術水平和電網發展的情況作為建設的依據。近些年來，發達國家大力發展智能電網，為我國智能電網的建設提供了大力經驗，但是很多這些技術并不適用于我國的智能電網建設。所以，我國繼續加大對智能電網建設技術的研究，創造適合我國電網建設的新技術。加大智能電網創新力度，不僅能夠進一步促進我國電力行業的發展，而且還能夠提升我國電力行業的國際地位。雖然近些年來我國對電力行業的壟斷控制不斷減小，但是我國智能電網技術嚴重滯后，需要我們結合我國發展現狀來進行技術創新和開發核心技術。此外，我國在智能電網領域的高素質人才比較缺乏，這嚴重制約智能電網的發展，因此，我國需要重視人才的培養和引進，努力推動我國智能電網的發展。

4.2結合我國的實際制定智能電網目標

一般來說，智能電網的建設是一項涉及到多方面技術的復雜工程，需要考慮多方面因素，比如電網建設的地域因素和地區不同發展階段對電力的需求等因素。所以，對一個地區的智能電網建設需要分階段的開展，根據經濟水平的大小來制定不同階段的建設目標，這樣不僅能夠避免能源的浪費，而且可以使智能電網的建設與經濟水平發展相協調。由此看來，智能電網的建設需要考慮眾多因素，比如，電力用戶的需求和電力分布等，從盡量將智能電網的建設科學化、規范化。

4.3智能電網技術標準的制定需要有前瞻性

具有一套完整的智能電網建設技術規范，不僅可以降低工程成本，還可以減少事故隱患的發生。我國對于智能電網建設的技術規范起步比較晚，各方面還不太成熟，需要進一步完善。一般來說，智能電網建設的技術規范需要經過大量的實驗來嚴重其合理性。在不斷地實驗過程中，來發現問題，解決問題，從而使智能電網的建設標準體系不斷完善。此外，在不斷完善智能電網建設的技術標準外，還有進一步發展電網設備的制造工藝技術，這樣可以保證智能電網具有良好的工作狀態。智能電網的建設整合了電力行業、通信技術、信息技術等行業，在大力發展智能電網建設的同時，也要逐步發展相關技術的研究，從而更好的促進智能電網的建設。

5結束語

由此可見，智能供電系統的逐漸完善和改革將帶領我國走進一個智能的電氣時代，它自身所具備的種種優勢和潛能也是其蓬勃發展的源泉。在新的時代背景下，大力改進智能供電系統中存在的不足，使其真正的實現智能監督并及時的解決電網輸送過程中出現的問題，正是每個國人所期盼的。

參考文獻

[1]帥軍慶.瞄準世界前沿建設智能電網[J].國家電網，2014（2）：55~57．

[2]鐘海亮.淺談智能電網實現的若干關鍵技術問題[J].科技創新導報，2014（34）.[3]王哲.智能電網涉及的關鍵技術[J].電源技術應用，2015（10）：29~30.

第五篇：智能電網建設全面推進

智能電網建設全面推進

智能電網發展已成為我國能源戰略的重要組成部分。在能源資源不平衡分布、可再生能源快速發展、環保問題已引起全球關注的背景下，國家電網公司提出的建設堅強智能電網，承載著降低能耗、科學發展和有效利用能源、推動新興產業技術進步的使命。2010～2012年，發展智能電網已連續三年被寫入政府工作報告，并成為我國能源發展的戰略選擇。

2月21日，國家電網公司發布《2011年社會責任報告》。報告指出，在2012年國家電網公司要完成電網投資超過3000億元。這種投資力度，被關注智能電網建設的業內人士普遍認為是：國家電網公司正全力推進智能電網建設。

來自國家電網公司提供的一組數據顯示，目前全國已有26個省市開展了29類共287個智能電網試點項目建設，已建成投產25類試點項目中的238項。這些項目，包括發電、輸配電、用電等各個環節。以上海為例，目前，已全面推進堅強智能電網的10多項試點工程建設，包括電力光纖到戶試點工程、用電信息采集系統、智能用電樓宇試點、電動汽車充換電設施建設，以及智能電能表推廣等。而江蘇、浙江、山東、重慶等省市也都在加快智能電網建設布局。

5383億千瓦時 清潔能源年消納增量明顯

智能電網建設，所承載的重要作用之一是清潔能源與分布式電源的消納。

4月3日，位于河北張家口張北縣的國家風光儲輸示范工程連續安全運行100天，累計發電超億千瓦時。這是目前世界上規模最大的集風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電于一體的新能源綜合利用示范工程。該工程的順利運行標志我國智能電網在大規模新能源接入技術方面取得重大突破。

據介紹，該工程一期建設風電10萬千瓦、光伏發電4萬千瓦，儲能電池2萬千瓦，配套建設風光儲輸聯合控制中心及一座220千伏智能變電站。該工程運用了風電、光伏以及儲能系統的多種發電組合模式，并采用了清潔能源接入電網的智能優化運行方式。

此外，國家電網公司還在寧夏、青海等中國西部光能資源豐富地區，開展了大規模光伏發電并網運行試點工程建設。并先后成立國家能源大型風電并網系統研發（實驗）中心，國家能源太陽能發電研發（試驗）中心。

據國家電網公司透露，2011年，國家電網公司經營區域內，新能源接入量已經達到5383億千瓦時，風電并網容量已達到4394萬千瓦，并已全部納入風電功率預測范圍。

74座 智能變電站實現信息網絡化互動化

智能變電站是智能電網建設重要的組成部分，是銜接智能電網發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節的關鍵。智能變電站在技術和功能上能更好地滿足智能電網信息化、自動化、互動化的要求。未來智能電網將有大量新型柔性交流輸電技術及裝備應用，以及間歇式分布清潔能源接入，這將對變電站智能化水平提出嚴峻的挑戰。降低干擾、保證電網安全可靠運行，優化能源接入與分配，都成為變電站智能化的重要內容。

在智能變電站建設中，國家電網公司不僅促進了原有電力一二次設備發生革命性變化，在變電站技術標準制定方面也取得了良好進展。如變電站信息一體化平臺、智能組件、IEC61850及網絡通信技術、一體化電源系統源端維護等均實現了重大突破。

據了解，自2010年國家電網公司建成的110千伏北川智能變電站即國內首座投運的智能變電站至今，國家電網公司已經新建或者改造74座智能變電站，涵蓋110（66）千伏~750千伏不同電壓等級。而且，智能變電站實現了信息數據化、通信平臺網絡化、信息共享標準化以及高級應用互動化。

32個 智能小區/樓宇讓民眾享受智能生活

智能電網建設，不僅肩負著有效利用能源、緩解能源與國民經濟發展矛盾的重擔，還承擔著服務民生，服務百姓幸福生活的責任。作為電網末端的用電環節，其智能化水平與人民生活質量息息相關。從智能小區與智能樓宇建設、用電信息采集系統的接入，以及到智能電能表的應用推廣，國家電網公司在拓展服務范圍的同時，也讓人們充分體會到智能電網給生活帶來的好處。

以重慶加新沁園智能小區為例，該小區建設包括用電信息采集、三表集抄、智能用電雙向互動、三網融合、分布式能源接入、電動汽車有序充電、低壓配網自動化、95598系統集成、需求側響應等內容。對于該小區的1334戶居民來說，他們已經充分享受到智能小區的智能與便利。

據國家電網公司有關部門負責人介紹，截至年初，國家電網公司在北京、重慶、河北共建設了32個智能小區/樓宇。同時完成了26個網省公司系統采集主站建設。智能小區與樓宇，不僅實現了智能用電的雙向交互，而且，通過智能化建設，為居民構建了便捷智能的家居生活。

243座 電動汽車充換電站推動電動汽車產業化商業化

服務城市建設與發展，引導社會改變用能方式，推動電動汽車產業化以促進節能減排，電動汽車充換電站是智能電網建設的一個重要環節。

3月15日，世界上規模最大、服務能力最強的電動汽車充換電站——北京高安屯電動汽車充換電站投運。這是北京“十二五”期間計劃建成22座電動汽車充換電站中的一座。而此前浙江電力公司已創造性地實現電動汽車智能充換電服務的蘇滬杭城際互聯。據了解，今年，浙江省電動汽車充換電網絡還要織得更大，實現電動汽車在重點城市以及跨城際示范運行。

據悉，截至2011年年底，國家電網公司已投運電動汽車充換電站243座、交流充電樁13283個，并發布了系列企業標準。電動汽車充換電站試點工程應用了自動電池更換裝置，智能充電技術、一體化監控技術、直流計量等各種先進技術和設備。在充電技術、換電技術、站點建設、運營管理方面進行了大量創新，發揮了技術驗證和宣傳作用，推動了電動汽車商業化、產業化發展。