導語：如何才能寫好一篇智能電網技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：智能電網；高級計量構架；智能變電站；自動調壓器

中圖分類號：TM76

文獻標識碼：A

文章編號：1009-8631（2012）05-0064-02

近年來，“智能電網”已成為一個熱點話題，從國際到國內都掀起了一股研究智能電網的熱潮?，F代的電力系統已經迎來了機遇和挑戰并存的關鍵期。打造“電能最優、服務更優”雙優電網的陜西省地方電力（集團）有限公司，建立了智能電網的研究機構和主管部門，以創建富平全國性電氣化示范縣為起點，結合富平地區電網的組網和運行情況，全力開展了智能電網的研究和實踐。本文針對在開展智能電網的實踐過程中，對建設智能電網的驅動力進行了總結，對配電網中智能電網技術的開發應用進行了探討。

1 智能電網的概述和特征

1.1智能電網的概述

智能電網的核心內涵是，在電力系統的各業務環節，實現新型信息和通信技術的集成，促進智能水平的提高，其覆蓋范圍包括從需求側設施到廣泛分散的分布式發電再到電力市場的整個電力系統和所有相關環節。

埃森哲公司認為智能電網是利用傳感器，嵌入式處理，數字化通信和IT技術，將電網信息集成到電力企業的業務流程和系統中，使電網實現可觀測（能夠監測電網所有元件狀態）、可控制（能夠控制電網所有元件的狀態）和自動化（可適應并實現自愈），同時有效支撐電力傳輸效率、資產管理水平和用戶體驗的提升，從而打造更加清潔、高效、安全，可靠的電力系統。

而后，陜西省地方電力（集團）有限公司提出了“多指標，自趨優”的智能電網新概念。意在說明智能電網要滿足電網的各項指標，保證電網的健康運行。

1.2智能電網的特征

盡管智能電網尚有待于規范定義，但智能電網與傳統電網的區別，已逐步形成共識。其特征表現在：一方面，智能電網擁有雙向流動的電力潮流和數字信息流，是高度自動化的和分布廣泛的電能供應網絡。另一方面，智能電網要求高效的新能源材料占有的比重不斷增大。

2 智能電網驅動力

盡管各國都將智能電網作為其未來電網的發展目標，但是驅動力略有不同。陜西地電根據自己的實際情況，將發展智能電網的驅動力歸結為以下幾個因素。這些因素既是智能電網的驅動力，也是智能電網所追求的目標。

2.1落實政府環保要求

能耗和排放導致全球變暖，已是一個不爭的事實。國務院總理在政府工作報告中指出“大力開發低碳技術，推廣高效節能技術，積極發展新能源和可再生能源，加強智能電網建設”。可見，政府對環保的要求，推動了智能電網的研發。

2.2實現企業內涵式發展

隨著特高壓工程的運行，電網建設進入了一個規模持續加大、要求不斷提高、環境日趨復雜的新階段。堅持走內涵式發展道路，加快建設堅強智能電網，是現在的既定目標。科技工作重點需要轉移到支撐堅強智能電網的建設和發展上來，突出強化重大關鍵技術攻關，爭取在特高壓、大電網穩定控制、智能技術等重點領域實現突破，取得一批水平高、價值大的科技成果。

2.3適應農網改造要求

農村電網經常會遇到“低電壓”，農業生產供電線路差、電壓不穩定等問題。在提出建設堅強智能電網的戰略發展目標后，加快建設以堅強為基礎、智能為特征的新型農網，成為農網與各級電網協調發展的必然要求。

2.4改善用戶體驗

對于用戶來說，用電費用的降低，獲得更好的服務：停電率降低，用電更加可靠，能夠獲得更快速的響應服務。消費者用電習慣的轉型：從被動型用戶轉向雙向選擇型。電力公司需要提供如不同時間不同電價等多樣化服務，鼓勵用戶高效地用電和在峰荷期間降低電能消耗?？梢?，改善用戶體驗，成為智能電網追求的一個目標。

2.5提升電網控制能力

當代電網的安全控制，緊急狀態下的緊急控制主要由“離線整定、實時動作”的繼電保護和/或穩定補救裝置來實現。這些自動裝置除了不具備事態發展的評估能力外，如離線模擬和在實際出入較大時，還可能發生諸如保護動作過慢導致震蕩或不必要的解列等問題，因此，必須通過加強正常狀態下動態安全評估的預防性控制，及時予以修正。智能電網主動靈活分區實現的故障隔離，具有潛在的巨大效益。

2.6提高電網運行效率

智能電網除通過優化運行和資產管理，提高設備使用率降低運行成本外，還采用高性價比的新技術，如高溫超導、儲能和電力電子技術等，對傳統電網進行改造或適應電網的發展。其中，高溫超導（high temperature superconducting，HTS）技術，可以通過狹窄通道向遠方傳輸大量電力，而網損電壓降幾乎為零，提高電網的高效運行。

3 配電網中智能電網技術的開發應用

隨著我國產業的升級，會有日益增多的數字化企業對供電可靠性和電能質量提出更高的要求，電能質量問題多起源于配電網，90%的停電和故障擾動發生在配電網中。大力發展配電系統對提高用戶的供電能力和服務水平、保證電能質量、促進技術發展和拉動經濟大有好處。表1列出了去年我國某城市35-110kV高壓配網線損率和前年線損率的比較。

城網丙配網線損率同比上升的主要原因有兩點。一是個別關口計量出現故障，影響高壓配網線損下降1.12個百分點，在2011年度一季度予以追補，影響高壓配網線損上升0.97個百分點：二是個別線路長，線徑細，導致線路損耗增大。圖1為該城市2011、2010年高壓配網累計線損率各月對比曲線。

為了進一步降低高壓配電網的線損率，可望通過催生新的技術來實現。如采用先進的計量基礎設施，配電自動化系統，智能變電站的建立。

3.1先進的計量基礎設備

包含智能計量系統開發和計量數據管理，支持和用戶間的雙向潮流，主動交互。目的是提高電網的可靠性，減少電網的高峰負荷。高級計量構架（AMI）是實現智能電網的“信息化、自動化、互動化”的堅實基礎，是實現智能電網的關鍵技術。

3.2配電自動化系統

配電系統中自動化設備的投切可減少運行人員對設備的手動操作，以便及時對網絡結構進行修改，適應運行的要求。實現配電網的運行監視和控制的自動化系統，具備配電數據采集與監視控制（SCADA）系統、饋線自動化、電網分析應用及與相關應用系統互連等功能。

3.3智能變電站

變電站能在必要時通過AVR調整電壓的定值來減少線損、穩定電壓和提高電能質量。另一個特點是智能檢修技術，能夠監測變電站設備的狀態，如：變壓器、避雷器、母線、互感器、隔離開關或斷路器等，達到狀態檢修，降低人力成本和優化資產使用。

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關鍵詞：智能電兩　物聯網　電力系統

一.引言

隨著堅強智能電網概念的提出，許多與智能電網相融合的新技術也不斷涌現，其中最突出的就是面向智能電網的物聯網技術。智物聯網技術在智能電網中的應用是網絡技術發展到一定程度的必然產物，該技術的應用，能有效地對電力系統基礎設施資源進行整合，進而提高電力系統通信水平，改善當前電力系統基礎設施的利用率。

二、物聯網

物聯網就是“物物相連的互聯網”，它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，其用戶端可以涉及任何物品與物品之間的信息交換。最初“物聯網”的理念僅僅是通過裝置在各類物體上的電子標簽，傳感器、二維碼等經過接口與無線網絡相連，從而使物體智能化，可以實現人與物體間的相互通信，也可以實現物體與物體互相間的通信。

物聯網具備三個基本特征：

1、可感知。隨著傳感技術的成熟和大規模應用，感知能力逐漸乘務物聯網的基本要素；

2、可互聯。物聯網上各點之間通過某種通信協議進行有線或無線的數據傳輸，為“感觀數據”提供可靠的信息傳遞服務；

3、智能化。通過接入各種中間件、應用系統、管理軟件等智能處理平臺，實現物聯網的智能化信息處理能力。

三、面向智能電網應用的物聯網的基本架構

為了滿足物聯網的異構需求，物聯網需要一個開放的、分層的、可擴展的網絡架構。面向智能電網的物聯網大致分為感知層、網絡層和應用層三個層次。

(1)感知層。感知層是物聯網實現“物物相聯，人物互動”的基礎，通常分為感知控制子層和通信延伸子層。其中，感知控制子層實現對物理世界的智能感知識別、信息采集處理及自動控制；通信延伸子層通過通信終端模塊或其延伸網絡將物理實體聯接到其上面兩層。

(2)網絡層。網絡層在以電力光纖網為主的基礎上，輔以電力線載波通信網和無線寬帶網，負責轉發從感知層設備采集到的數據，以及物聯網與智能電網專用通信網絡之間的接入。因此，網絡層主要用來實現信息的傳遞、路由和控制，可以將網絡層化分為接入網和核心網，以保證物聯網與電網專用通信網絡的互聯互：通。

(3)應用層。應用層主要由應用基礎設施和各種應用兩大部分組成。其中，應用基礎設施為物聯網應用提供信息處理、計算等通用基礎服務設施及資源調用接口，并在此為基礎上實現物聯網的各種應用。面向智能電網物聯網的應用涉及智能電網生產和管理中的各個環節，通過運用智能計算、模式識別等技術來實現電網相關數據信息的整合分析處理，進而實現智能化的決策、控制和服務，有效提升電網各應用環節的智能化水平。

四，物聯網技術在智能電網中的應用

智能電網主要通過終端傳感器在客戶之間、客戶和電網公司之間形成即時連接的網絡互動，實現數據實時、高速、雙向地讀取，從而整體提高電網的綜合效率。面向智能電網的物聯網，其網絡功能主要集中于數據的采集、傳輸和處理三個方面：一是數據采集傾向于更多新型業務。二是網內協作模式的數據傳輸。三是網內數據融合處理技術。物聯網在智能電網中的主要應用如圖所示。

物聯網在電力系統中的應用是廣泛的，它將服務于電力輸送的各個環節：從發電環節的接入到檢測，變電站的生產管理、安全評估與監督，以及配電自動化、用電采集及營銷都離不開物聯網。物聯網在整個智能電網體系的建設中將發揮巨大作用。

目前，物聯網技術主要應用于智能家電的傳感網絡系統、智能家居系統、無線傳感安防系統、用戶電能信息采集系統等，其硬件設備包括智能交互終端、智能交互機頂盒、智能插座等。該系統與外部的通信主要通過電力線通信、電力復合光纖到戶、無線寬帶通信等通信方式相結合的寬帶通信平臺來實現。面向智能電網的物聯網將具有多元化信息采集能力的底層終端部署于監測區域內，利用各類儀表、傳感器、RFID射頻芯片對監測對象和監測區域的關鍵信息和狀態進行采集、感知、識別，然后在本地匯集，進行高效的數據融合后再將信息傳輸至中間一層的網絡接入設備；中間層網絡接入設備則負責保證物聯網與電網專用通信網絡的互聯互通。

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關鍵詞 智能電網 現代通信技術 傳感測量技術 電網信息管理系統

1概述

隨著國民經濟的快速發展，生產生活、科學研究等等各方面用電需求越來越多，作為國家經濟命脈的基礎產業和公共事業，現代電網的發展面臨著日益嚴峻的挑戰和改革優化的機遇。它不僅要面對大范圍用電實現資源優化配置，提高電網全天候運行的能力，以適應電力體制的改革，而且在隨著科學技術的發展，要把發電、輸配電、供電以及用電服務等整個流程實現信息化、數字化。智能化電網作為“電網2.0”，不僅能夠全天候運行，為各個行業提供所需電能，而且逐步向信息化、數字化的主流方向發展，來應對未來千變萬化的電網結構，為人們正常生產生活用電提供保障。

2智能電網

智能電網以集成的高速雙向通信網絡和物理電網為基礎，將現代信息通信技術，傳感測量技術、自動化控制技術、分析決策技術、能源電力技術與電網基礎設施高度結合，實現電網的安全可靠、經濟高效、環境友好等目標，從而使現代電網信息化、數字化、智能化。

智能電網具有各種能力來滿足現代人們生產生活對電力的需求。由眾多自動化的輸電和配電組成的智能電網可以在自然災害和極端氣候條件下，亦或是在人為破壞或電網內部發生打擾動和故障的時候，仍然安全穩定地運行；同時智能電網能夠實時連續地對電網狀態進行安全評估和分析，對電網故障具有預警和預防的控制能力，通過對故障診斷，能夠實現隔離故障或者恢復故障的自愈能力；智能電網還適應分布式發電、微電網以及各種能源的接入，并對其提供完善的智能側管理功能；智能電網有良好的用戶接口，便于優化電力系統設計；同時智能電網采用統一平臺，通過智能化的通信構架，實時地將電網信息的集成與共享，對電網進行標準規范的管理，為用戶提供可靠、經濟的電力服務。

不同于現代電網，智能電網將電力流、信息流以及業務流高度融合在一起，將通信技術、傳感技術、自動化控制技術與電網基礎設施有機結合在一起，在堅強的電網基礎體系和技術支撐體系下，能夠抵御各種外來干擾和攻擊，自動隔離電網故障、自動修復電網問題，并能為各種小型分布式電源提供穩定接口，并為其提供分布式管理功能，同時智能電網實現了雙向互動的服務模式，為用戶提供了詳細的用電信息，讓用戶放心用電、安全用電。

3智能電網技術應用

智能電網技術涵蓋整個電網環境，主要包含了現代通信技術，傳感測量技術，調度自動化控制技術，電網信息管理系統以及分布式電源接入技術。

3.1現代通信技術

智能電網通過高度集成的高速雙向的通信系統，傳遞電網基本數據和控制信號。智能電網通過互聯網、光纖、3G等通信手段，將通信網絡和電網一起安裝到戶，能夠將電網或用戶的數據實時、動態地傳輸給電網控制中心，從而實現電網與用戶之間能夠實時互相相應，從而提高電網供電的可靠性，滿足電網需求，提高電網利用率。

現代通信技術已經廣泛應用于智能電網中，一般地可以分為有線通信技術和無線通信技術。有線通信包含了電力線載波通信或者光纖通信，電力線載波通信是電網有的通信方式，它是直接利用輸電線為傳送媒介來進行信號傳輸，從而使得電網通信網絡投資少，見效快，曾是傳統電網中電力通信的主要方式。但是該方式也存在較明顯的缺點，由于受電力線強力磁場的影響，干擾信號明顯，嚴重影響了信號的正確讀取，加上我國限制其通信頻率，使得其通道容量小，音頻范圍窄，已經逐步淡出現代智能電網?，F代光纖技術的發展，使得光纖線路具有傳輸頻帶寬、通信容量大，損耗低、中繼距離長，絕緣度高、抗電磁干擾性能強等有點，被大量使用在電力系統的通信網絡中。

智能電網現代通信系統的無線通信包含了衛星通信、微波/超短波通信，短波通信，3G通信等，電網通信系統搭建過程中，可以根據不同的地理和周邊環境，選擇不同的通信方式來滿足智能電網對通信網絡的需求。衛星通信主要是將通信衛星作為地球上無線通信的中繼站，適合智能電網大范圍通信，微波通信和短波通信是針對不同的通信距離的通信手段。微波通信是直線通信，要求通信兩點之間無障礙，可以作為郊外遠距離通信的輔助手段。短波通信適合長距離通信，通過云層電離層反射來進行遠距離通信。3G通信技術是指第三段移動通信技術，它可靠性高，覆蓋面積廣，傳輸速率高，網絡帶寬高，在智能電網的現代通信網絡中能發揮不可替代的作用。

3G技術的安全可靠性，能夠使智能電網防御網絡攻擊，提高信息安全；高速的數據傳輸速度，滿足智能電網傳輸大數據量的要求，安全可靠的數據交互性能智能電網開放性地兼容各種設備提供了可靠的通信機制，為智能電網智能控制、電網自愈、負荷調度、電力設備搶修以及智能需求側管理提供準確可靠實時的數據信息。

Zigbee技術是一種距離短，功耗低的無線組網通信技術，它由電池供電設備提供無線通信功能，是一種面向自動化和無線控制的無線網絡通信技術。Zigbee通信技術主要應用于電力用戶側的無線傳感器網絡中的短距無線通信，自身體積小、成本低、可靠性高、適應環境能力強，極大地提高了電力用戶側的安全性和便利性。

將智能電網的設備IP化是智能電網的現代通信網絡發展的又一個里程碑?；ヂ摼W協議IPv6的發展，極大地彌補了IPv4造成的地址空間不足的問題。由于IPv6可以提供一個幾乎無限大的地址空間，從而可以為每一個智能電網的設備配備一個IPv6的地址，使得從發電、輸電、變電、配電、用電和調度等整個過程參與的設備都變成通信網絡的節點，通過網絡節點管理系統，對其進行統一管理，進一步實現智能電網控制自動化。

3.2傳感測量技術

傳感測量技術是智能電網技術在基礎部分，它主要是使用各種傳感器來獲取電網的技術數據并轉換成網絡傳輸數據，通過高通通信網絡，傳輸給電網使用。無線通信技術的發展，無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）被大量部署在用戶家中，與遠端主站設備進行通信，實現電能檢測、用戶用電信息精確實時顯示的功能。

無線傳感器網絡是基于傳感測量技術和無線通信技術的分布式智能化網絡，一般由傳感器和數模轉換模塊組成的傳感單元、嵌入式系統構成的數據處理單元、通信單元和電源部分組成，每個無線傳感節點作為路由通過Zigbee網絡進行通信，以多跳方式接至智能交互終端，而后將數據傳送至集中器，最后通過寬帶接入網絡將數據傳送至遠端主站設備進行相應處理。

電力用戶側的智能電網使用基于微處理器的智能固態表計來完成用戶與電力公司之間的雙向通信，除了記錄用戶每日的電量使用以及電費消費外，還能向用戶顯示電力公司通達的不同時段的用電價格、電費費率以及當前實施的費率政策。用戶可以通過智能表計，根據電力公司制定的費率政策來設定不同時段用電消耗，自動控制用戶的電力使用策略。

通過傳感測量技術，電力公司的系統運行和規劃人員還可以實時獲取電網的功率因數、電能質量、相位關系等電力數據以及設備健康狀態、故障診斷、關鍵元器件溫度等設備數據，進而根據當前電網狀態對電網進行相關配置。

3.3自動化控制技術

自動化控制技術是智能電網進行自我調整的相關技術，以計算機為核心，以傳感測量技術獲取的數據為依據，通過對收集數據的分析和診斷，從確定性和概率性的角度，提供相應的解決方案，然后通過雙向高通的通信網絡，來對電網主要設備或子網發送控制命令，使其根據控制命令進行自行調整。

自動化控制技術在智能電網中應用主要體現在調度自動化控制方面。智能電網的數字化變電站，使用不同以往的對象模型來實現調度自動化，它使用的模型主要包括服務器模型，邏輯設備模型，邏輯節點模型和數據對象模，并通過統一的XML配置語言來定義模型來描述這些數據模型，從而量化地控制數字化變電站，使得操作更加確定化、透明化。XML配置語言采用面向對象自描述的方法，通過定義多個數據類型為DOTypc，DATypc的數據對象并將其組成邏輯節點模型，而多種類型的邏輯節點組成邏輯設備，從而組成裝置模板供調度自動化控制系統調用。調度自動化系統根據裝置模板定義多個裝置實例，通過通信網絡發送至數字化變電站，而數字化變電站根據裝置模板實例中設定的各項參數進行相應調整，從而實現了數字化變電站的自動化控制。

自動化控制技術同時可以對分布式能源資源和需求的相應進行自動調度，對配電網和變電站進行自動化調整，對電網運行和規劃進行進一步優化。

3.4電網信息管理系統

電網信息管理系統是智能電網的核心，它主要包括了電網的數據采集、數據處理分析、集成顯示以及保證信息安全等功能。信息管理系統可以實時對電網數據、分布式電網數據、智能電子設備數據、動態共享的資源數據等進行收集，以動態了解當前電網的運行狀態；信息管理系統收集電網數據后，通過對采集數據的處理和分析，可以獲取對整個電力縱向產業鏈的業務狀態、從國家到地區的電網信息以及橫向電網企業的各方面的信息；信息管理系統通過縱向產業鏈信息和電網信息集成，以及對各級電網企業內部業務的信息集成，通過個性化可視平臺對其進行平面顯示、語音介紹、三維動畫展示；信息管理系統設定各利益主題的保密程度和權限，防護系統安全、防范網絡病毒和惡意攻擊，以保障整個信息系統安全穩定運行。

3.5分布式電源接入技術

分布式電源接入技術是智能電網能夠自我判斷和自我調節，對接入的多種能源提供分布式管理的智能化網絡系統。當分布式電源接入到智能電網中，會對電網配網規劃帶來復雜性和不確定性，增加了區域負荷增長及分布的難度，從而對系統規劃帶來影響，同時分布式電源頻率可能與電網頻率不匹配，接入后可能會引起電網電壓不穩定，打破系統原有供需平衡，而分布式電源接入技術能夠是分布式電源友好地接入智能電網系統中，維持電網原有的供需平衡，提高電網系統運行可靠性。

分布式電源接入技術主要包括儲能技術、微網協調控制技術和虛擬發電廠技術。儲能技術是將接入智能電網的分布式電源提供的電能進行存儲，而后通過將存儲的能量轉換成和智能電網匹配的電能輸入到智能電網中。儲能系統的儲能裝置由儲能元件組成，常見的裝置有蓄電池儲能、超導儲能、超級電容儲能和飛輪儲能等，通過儲能裝置實現對分布式電源提供電能的存儲、釋放以及快速功率交換；能量轉換裝置主要由電力電子器件組成，主要是對儲能系統提供充放電控制、交直流電轉換、功率調節控制以及運行參數檢測監控等功能。

微網協調控制技術主要是解決分布式電源大規模接入智能電網的問題，它將分布式電源、儲能系統的儲能裝置和能量轉換裝置以及終端用戶進行有效整合，形成一個可靈活并網或獨立運行的可控微網，并設定和大電網公共連接點（PCC）的唯一標準，從而實現分布式電源接入電網的可靠性，進一步提高了電力系統運行的靈活性、可控性和經濟性，滿足用戶對電能質量和供電穩定性的要求。

為了有效客戶風能、太陽能等可再生資源發電的間歇性，可以利用分布式能量管理系統的虛擬發電廠（CPP）技術，把某個地區的分布式電源、儲能裝置和負荷組合在一起，虛擬成一個可控的獨立個體，當可再生資源提供電能變化時，可提前向電網提交發電計劃和符合需求，從而使的電網良好地接納對間歇的可再生能源。

小水電發電、風力發電、燃料電池等分布式電源靠近負荷中心，能夠降低用戶對原電網的擴展需求，提高了電網的供電可靠性。分布式電源接入技術允許大量的分布式電源接入到智能電網中，通過高級的自動化系統將它們無縫地集成到電網中協調運行，不僅節省了電網傳輸的投資，還能提高全系統的可靠性和運行效率，為整個電網的運行帶來了巨大效益。

智能電網是電力系統發展的必然方向，更是實現“中國夢”的一項復雜而又艱巨的系統工程。智能電網技術利用各種現代科學技術，利用計算機對電力輸送和分配進行自動化管理，對各種分布式電源提供良好穩定的接入口，智能電網正改變著我們的用電方式，為我們生產生活的穩定安全用電提供了堅實的保障。

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[關鍵詞]智能化 網絡 安全性

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）16-0151-01

一、引言

智能電網（smart power grids）就是是電網的智能化，是建立在新型高速的通信網絡基礎上，通過集成新能源和新材料，使用應用新技術的設備和先進傳感技術、信息、技術、儲能等新技術。形成具有高度自動化、信息化等特點，可以更好地實現電網安全、可靠、經濟、高效運行的新型電力系統。實現電網高效、經濟、安全、環保的目標，提供滿足用戶需求的電力需求和服務。

現有電網總體上智能化程度不高，調控能力差。自愈恢復能力依賴設備冗余，用戶服務單一，缺乏信息互動交流。而智能電網有抗損能力強的特點，具有自愈能力?？梢詫崟r分析電網，進行預警和自動故障診斷。可以兼容、支持分布式電源和微電網的接入，為用戶提供多樣化的電力服務。

智能電網具有堅強的電網基礎和技術支撐，抗干擾能力強，通過信息傳感器和自動化技術獲取電網實時數據信息，可及時發現和預警故障。故障時能隔離故障實現自愈，避免大面積停電。設備信息化管理技術提高電力設備管理水平，提升了電網效率，降低了線路損耗，使電網運行更加經濟。信息化系統為調度運行管理提供了準確全面的電網運行圖，帶有輔助決策支持、數據分析和應急預案。智能調控、生產自動化、配電自動化等技術的推廣應用使電網運行控制更加靈活，能適應微電網、清潔發電設備和充放電設施等的接入。

智能電網改變了電網單一的服務內容，使用戶可以實時查詢電量使用情況和電價狀況，及時收到停電信息和業務辦理情況通知，為用戶提供更多增值服務。

二、智能電網的建設

智能電網建設提出了以特高壓電網為骨干網架，以堅強智能電網為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節的發展路線，強調各領域電力流、信息流和業務流的融合。網絡通信針對智能電網各領域的網絡通信需求，部署相應的安全和訪問控制手段，覆蓋專網和公共網絡。計量基礎設施AMI能夠提供雙向通信，用于多個功能系統或被授權的信息設備和系y，AMI系統能為用戶提供實時電量，實現電量智能管理。

電力骨干數據網絡建設要求主要集中在兩個方面：一是安全要求，電力網絡由專用網絡、公用網絡、外部網絡等組成，承載不同的業務。隔離不同業務的數據是安全的合理也是必須的要求。二是高速穩定，保障足夠的帶寬滿足設備的通信需要。

智能電網的設備要符合通用標準，安全可靠，穩定。在運行效率上要滿足各個業務系統的需求，在安全上要符合業務的安全級別。

三、智能電網的通信設計

針對不同業務需求配置通信系統，普遍采用MPLS。多協議標簽交換（MPLS） 是一種用于快速數據包交換和路由的體系，它為網絡數據流量提供目標、路由地址、轉發和交換等能力，具有管理各種不同形式通信流的機制。MPLS本身不是一種QoS體制，但可以在MPLS框架中實現IP層的QoS機制。通過將區分服務（DiffServ）的逐跳轉發行為（PHB）與MPLS的標簽綁定，MPLS域中路由器依據MPLS標簽轉發IP包，實現QoS策略。主要使用VPN的部屬策略和流量控制。

傳感器網絡在智能電網中很重要，實現電力系統遠程監測、遠程控制，采集實時電量和智能設備互聯。分布式的傳感器網絡基于嵌入式平臺，運算性能較差數，據流量小，要求環保低功耗，可使用無線傳輸等。傳感器網絡主要用于數據監控和傳輸，工業網絡使用以太網技術。面向數據采集和控制的智能傳感器應用中，層層嵌套的協議首部在數據單元中所占比重過大。實時VPN：主要包括傳輸頻度在秒級的數據，遠動RTU、EMS系統等用于網絡分析的實時數據、電力市場實時數據等。準實時VPN：如無功電壓管理系統、地調網供負荷計劃數據、地方小火電發電計劃數據和錯峰預警信號等數據、電度量計費系統。非實時VPN：繼電保護及故障錄波信號、調度生產運行報表等。作為生產類網絡，不允許承載對外。

智能電網的智能終端分為兩類：（a）需要端到端IP的網絡設備：如變電站中的一些提供核心服務的網絡設備、網關設備等。這類設備需要完整的TCP/IP協議，實現網絡接入。（b）無需IP網絡傳輸的：如變電站數據采集和控制設備等。通常只對本地提供訪問，只需MAC層的尋址和接入控制功能，采用精簡的通信協議將應用層直接映射到數據鏈路層。

四、智能電網的安全性評價

智能電網安全性從網絡和設備上進行考慮，網絡防護現在都比較完善，但設備上的安全性不足。確保智能電網設備安全要確定從設計到生產的每個環節的安全性，防止設備數據被篡改。

確保設備芯片產自原廠，要帶有加密技術。Maxim銷售的安全處理器和智能電網產品可以加入用戶密鑰或證書，以防他人解鎖和編程IC。在生產環節提供簽名、程序加密，協調從系統處理器的安全裝載，到芯片軟件解密和授權認證的每個環節?？梢苑乐钩绦虮豢寺』蚱平?。

只運行指定程序，安全的程序裝載采用數字簽名的方式來驗證代碼的有效性，防止裝載或運行未經授權的代碼。對新的配置、固件更新和指令進行加密和簽名，以驗證數據來源的可靠性。

使用保護密鑰，工程師可以使用開發密鑰來開發產品的安全功能，產品級密鑰則要經過多人簽名授權。通?？梢允褂靡粋€更高級別的安全模塊完成授權。不要將密鑰存于它處，如外部EEPROM。如果系統使用獨立的安全處理器和應急處理器，應將密鑰保存在安全處理器內，以免攻擊者從線路板的通信數據中竊取密鑰。攻擊者可能打開IC封裝，從MCU的存儲器中尋找重要信息，使用唯一密鑰或非對稱加密很有必要。

五、結語

國家發改委、國家能源局明確了智能電網的定義和發展智能電網的重要意義。智能電網對實現我國能源生產、消費、技術革新有只要意義，是發展新能源技術的重要基礎。智能電網有利于進一步提高電網技術惠普，實現能源生產和消費的增益調配，科學合理利用，從而構建起新型現代能源保障體系，使能源科技和裝備水平獲得全面提升。

參考文獻：

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1.1電網設備高精建模與渲染

為了更精確的對電網設備進行三維可視化表達，根據桿塔和變電站設備的竣工圖紙進行1:1高精建模。桿塔建模主要需要桿塔明細表、桿塔結構圖、基礎配置表等資料，絕緣子建模主要需要絕緣子設備圖，變電站建模主要需要總平面布置圖、電氣主接線圖、各電壓等級配電裝置間隔斷面圖、一次電氣設備廠家資料及建筑圖紙。設備三維建模的格式是當前主流的dwg及3ds格式，通過格式轉換成為三維全景智能電網技術所能支持的格式后在系統中進行三維渲染，達到逼真的展示效果。

1.2電網業務數據一體化整合

為解決國網甘肅省電力公司各部門之間業務數據相互孤立的狀態，通過建立“數據中心”的方式對省公司現有各個業務系統的數據進行整合，并在統一平臺下進行查詢統計，以消除“信息孤島”，實現數據共享。首先，對現有各個業務系統的數據進行分析，梳理出需要進行共享的業務數據清單。其次，通過數據抽取服務器將現有業務系統數據抽取到數據中心，或者現有業務系統將數據推送到數據中心實現業務數據一體化整合。為提高數據訪問的效率及系統穩定性，數據中心服務器通過OracleRac進行雙機熱備。

1.3空間信息與業務數據高度融合

傳統的業務數據在信息系統中主要以表格和文字的形式進行表達，在數據的空間性和直觀性上比較欠缺。而三維全景智能電網技術通過建立電網空間信息與業務數據的關聯關系，實現二者之間的高度融合和“所見即所得”，在宏觀場景下，可以直觀地查看所有電網工程的空間位置，并查看其業務信息；在微觀場景下，通過點擊電網設備的高精度三維模型，可以查詢與之對應的所有業務信息。真正實現了“可視化工作”和“直觀管理”。

2電網規劃與建設一體化應用

三維全景智能電網技術作為一種直觀反映空間對象位置、關系及業務信息的技術手段，通過在甘肅電網信息化中的應用，建立“甘肅電網三維數字化工作平臺”(以下簡稱“平臺”)，可以實現對甘肅電網規劃與建設的一體化管理。一方面，通過采購高清衛星影像覆蓋甘肅全省，構建甘肅全省的三維地形地貌。在宏觀場景下，可以看到全省110kV及以上網架結構，在微觀場景下對全省330kV及以上的變電站和線路進行1:1真實建模，從而實現甘肅電網從宏觀到微觀的全景展示。另一方面，通過空間信息與業務數據高度融合技術，在平臺上整合甘肅省電力公司現有業務系統及信息資源，建成一個立體、直觀、統一的一體化業務平臺，服務于電網規劃建設全過程。因此通過三維全景智能電網技術的應用及平臺的構建，能大大提高電網規劃建設的工作效率、管理水平及決策水平。

3結論與展望

3.1結論

通過三維全景智能電網技術在甘肅電網信息化中的研究與應用，可產生以下應用效益：

(1)整合全網資源，實時信息共享，循環增值通過在統一平臺下對全網信息資源進行整合，大大提高了數據在全網的共享性，同時可形成無形的經驗數據和資源積累，為后續工作提供借鑒，支持再創新。

(2)融入公司業務流程，服從統一權限管理平臺與省公司門戶網站集成，實現與省公司門戶集成，按照省公司統一的角色權限配置機制分配權限，納入省公司一體化管理流程。

(3)實現數據管理模式變革性創新通過電網業務數據的一體化整合，將重點關心數據在統一平臺下進行集約化、規范化管理，由審批式管理過渡至權限式管理，由節點式管理過渡至扁平化的網狀管理。

(4)全新管理模式，樹立省公司發展新形象通過三維可視化與各類業務數據的高度融合，服務于甘肅電網主營業務的全過程，面對甘肅電網快速發展及日益增長的電網信息，提供一種全新的管理手段及信息支撐，也成為樹立省公司發展新形象的窗口。

3.2展望

為進一步縱深推進甘肅電網業務應用與管理提升，從以下幾方面對三維全景智能電網技術的研究與應用進行展望。

(1)提升基礎數據精度，構建完備電網架構甘肅省作為疆電外送、酒泉風電基地能源外送的核心走廊，對電網精細化管理要求更高，同時，隴南和天水為災害多發區，在規劃及應急等方面需要更高精度的基礎地理數據作為支撐。因此可以在現有2.5m分辨率衛星影像基礎上，進一步充實全省更高精度(優于0.5m分辨率)的航飛影像數據。同時，可以將35kV及以上網架坐標也納入到平臺，用典型模型進行展示，建成完備的甘肅全境網絡架構，進一步加強對全省電力設施的全面展現和統籌管理能力。

(2)提升業務應用的深度，拓展業務輻射范圍一方面，可以以規劃為試點，逐步提升業務應用深度，更好發揮三維智能電網技術在應用中的實用性；另一方面，在現有“電網業務數據一體化整合”的基礎上，進一步拓展業務數據整合的范圍，提供更全面的業務管理手段及決策支撐。

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“能源互聯網”的需求推動力源于能源供需矛盾和新型可再生能源的出現。其追求的目標是充分利用新技術優勢，對不同的供能環節進行整體優化，形成一體化的社會綜合能源供用體系，即“能源互聯”系統，通過對能源的產生、傳輸、分配、轉換、存儲、消費等環節進行整體協調控制，通過整體優化提高能源的利用效率，并通過不同能源間的“替代和轉化”提高可再生能源應用比例。電能的方便傳輸和易于使用的特點使其在能源整體化應用中，將扮演紐帶作用。能源互聯網的需求推動作用可以歸結為以下2個方面。（1）供需互動的需求。在電力系統中，分布式電源、三聯供機組、電動汽車、儲能裝置、可控負荷、智能建筑大量出現，電網內將出現越來越多的“發用電聯合體”（Prosumer）。它們的出現使能量的流動方向由單向向“雙向互動、互聯”轉換，相對傳統負荷它們具有更多的智能特性，不但可以受控，而且可以主動提供能量，在能源整體控制過程中可以作為局部的“虛擬發電廠”參與能源調度控制。信息化的進步和“智能負荷”以及“發用電聯合體”的出現也給負荷主動參與提高能源整體使用效率提供了新手段，新型負荷的互動控制和主動供電能力，可以減小和補充系統備用，提高能源系統整體效率。（2）能源間的替代轉化需求。社會對能源的需求是多樣的，除用電需求外還有供熱、制冷等需求，這些不同能源需求的變化會影響能源的供應平衡。各種新能源技術的發展，能源供應種類向多樣性發展（電、天然氣、風能、生物質能等綠色可再生能源）?！岸喾N能源”在滿足“不同能源需求”過程中，將會出現不同種類能源間的替代與轉化需求。以風電為代表的可再生能源在國內發展迅速，但是，由于當前技術條件限制，風電在用電低谷及供暖季節存在較突出風電發用矛盾，棄風現象時有發生，一方面負荷需求旺盛，另一方面可再生能源卻無處消納。通過能源間的替代和轉化可以實現不同種類能源負荷需求和供應間的聯產、聯供，從而使可再生能源如替換常規電能一樣在其他能源供應領域發揮更大的作用，形成能源領域的“互聯”和整體優化。這種能源互聯系統可以綜合考慮能源供給成本及其特性，在滿足能源需求的前提下，優化能源供給，滿足使用成本或者污染排放最低等優化目標。信息技術的進步，互聯網改變了當代社會人們的生活方式。電力及能源領域信息化程度的提高，也為能源跨領域的集約化供給提供了契機。不同能源領域以及用戶信息的互聯互通，能夠更加便捷地了解當前能源的供給與消費情況。發揮能源間互補優勢、充分利用可控負荷資源，對能源供應與消費體系進行整體優化，可以改善能源供用結構、推進能源使用效率整體提高。

2能源互聯網技術框架分析

2.1能源互聯網構成

構建“能源互聯網”的主要目的是優化能源結構（更多應用新能源）、提高能源效率（發揮不同能源優勢和新型負荷的技術優勢），從而改善用戶體驗。優化能源互聯網資源，首先需要確認能源互聯網構成要素，界定優化范圍。根據文獻[1]和[2]描述，結合智能電網研究成果，圖1描述了能源互聯網總體構成：電、供熱及供冷等形式的能源輸入通過與信息等支撐系統有機融合，構成協同工作的現代“綜合能源供給系統”。該系統內多種能源（化石能源、可再生能源）通過電、冷、熱和儲能等形式之間的協調調度供給，達到能源高效利用、滿足用戶多種能源應用需求、提高社會供能可靠性和安全性等目的；同時，通過多種能源系統的整體協調，還有助于消除能源供應瓶頸，提高各能源設備利用效率。不同能源對環境的影響不同，傳統能源供應體系中，特定能源已經形成了相對穩定的消費市場，比如石油主要用于交通、化工、發電等行業；天然氣則主要于日常生活、供熱、發電、交通等領域?？稍偕茉茨壳皫缀跞坑脕戆l電。一次能源長期以來形成了自身的產業鏈條，不同種類能源間互相補充空間有限。但是，電能可以充當不同能源間的橋梁。目前可再生能源絕大部分轉化為電能。如果通過電能用綠色可再生能源替換其他高污染一次能源，可以提高能源消費的整體環境友好程度。要實現這種能源的優化供給需要具備幾個條件：①要具備不同種類能源間的（供求關系等）信息互通；②要具備能源輸出互相替代的必要技術手段，即通過電能能夠滿足被替代能源消費主體的需求；③要能夠給能源消費者清晰、及時的引導信號，吸引能源消費主體參與能源消費優化配置。具備以上條件，配合必要的技術手段，最終實現社會能源的整體優化利用。實現這一目標可以通過技術手段構建“能源互聯網”。

2.2能源互聯網技術框架

為了達到上述整體優化目標，在明確能源“互聯”范圍基礎上，需要進一步研究合理的能源互聯網技術框架，應用先進技術發揮多種能源與用戶互聯、互動的整體優勢。這種能源互聯網技術框架設計的唯一目的是發揮技術優勢，從技術角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市場和技術條件限制的前提下，設計滿足上述條件的能源互聯網技術框架模型，如圖2所示。圖2所示“能源互聯網技術框架”包括“市場環境”、“能源供給、轉化和消費”、“信息支持”以及“調度控制”4個部分。市場環境包括能源供給側市場和能源需求側市場。其中，能源供給側市場負責不同種類能源的市場價格信號，調節市場能源供應結構（可以在這個環節使用價格信號或補貼鼓勵使用清潔能源，減小環境污染）；能源需求側市場負責吸引可控負荷和具有反向送電（或其他能源形式）的“發用電聯合體”參與需求側調度控制的價格或其他激勵信號，以鼓勵負荷參與需求側響應。能源供給、轉化及消費是能源互聯網中的能源流，也是整個技術框架的最終優化協調對象。多種能源發出的電、熱、冷等能量形式通過輸電電網、管網或者運輸通道最終抵達用戶側，滿足用戶的用能需求。能源互聯網框架在以上基礎上，加強了對分布式電源和微電網的支持，同時應用各種儲能以及電轉化為氣體等技術，結合信息共享和多種能源的成本對比，以電能為中心實現有目標（優化或降低污染、提高清潔能源比例等）的多種能源間的替代和轉換。消費環節除了包括傳統用戶還增加了智能可控用戶以及可以反向供能的發用電聯合體等。信息共享支持是整個技術框架中的信息流?！案咚佟⒖煽亢桶踩钡奈磥硇畔⒕W絡技術是實現能源互聯網技術框架下大量數據采集、傳輸、分析再到優化計算的基礎條件。在信息技術支持下，為保障整個能源框架的安全優化運行，需要設置必要的運營管理機構，對能源進行集中調度管理，這種調度管理可以采用與外部市場環境相適應的商業運營模式并根據能源管理范圍進行分級設計。同時針對用戶側可控負荷和具有發電及其他供能（供熱、制冷等）能力的“發用電聯合體”在自愿的前提下可以直接參與或通過“負荷調度控制”，應用“虛擬發電廠”技術參與能源互聯網的調度控制。這種基于信息共享的通過能源整體調度控制實現能源的整體優化利用是能源互聯網技術框架的核心內容。

2.3能源互聯網優化控制概念模型

在上述能源互聯網技術框架內能源消費有如下特性。（1）能源供應能夠“互聯”。能源互聯網技術框架下不同能源間可以相互支持以及一定程度上的替代轉換。這種互聯可以通過控制系統實現面向用戶最終需求的“應用轉化”，也可以直接通過能源間的轉換與替代實現。（2）能源互聯后不影響用戶的使用。方便用戶安全高效使用，原來互相割裂的能源供應“互聯”后應提升用戶體驗，不影響用戶的正常使用。（3）能源互聯后能夠優化。能源互聯網技術框架下的能源供應應該比“互聯”之前有更高的效率?？梢姡茉椿ヂ摼W是一個以對能源進行整體優化為目標的復雜能源供用系統，為了實現整體優化的目的，需要建立相應的優化模型。綜上所述，不同種類能源消費行為的成本是變動的，同時，不同種類能源供應對環境的影響不同。再考慮到新型負荷的可控性，建立如下能源互聯網優化模型。以上模型的物理意義是在滿足能源總供給與需求之間平衡和能源與供給消費約束的前提下，追求能源供應總成本最低或者污染排放最小等優化目標。能源互聯網的優化模型根據不同市場運營規則細節上將有所不同，這里討論的優化模型是對能源互聯網技術框架的一種目的性描述，求解該模型需要確定不同能源的成本函數和其他約束條件，這些約束條件與具體的能源互聯網運營規則和物理環境密切相關。

3能源互聯網研究現狀

上述“能源互聯網”技術框架是對未來能源整體供用體系的概念性設想，關于未來的能源發展，國內外普遍開展了基于先進信息通信技術的包含能源互動思想（包含能源間的轉化和替代）的相關研究。除了文獻[1]中關于“能源互聯網”的設想外，美國各大研究機構和高校都在進行相關研究。在用戶互動方面，美國在需求側響應方面已經進入實際應用階段，電網中出現了專職的“調荷服務商”用于為電網提供負荷調度服務；能源的互聯與轉換方面，美國發電公司長期根據市場需要選擇出售天然氣與電力的比例。歐盟也在開展“智能能源的未來網絡”（FINSENY）項目，研究將能源與信息的整合，匯集了能源和ICT（信息通信技術）行業的關鍵技術以確定智能能源系統對ICT的要求，從而提供創新性的能源解決方案以優化能源傳輸，改變人們的能源消費方式，減少CO2的排放，改善生活環境[3]。日本則在微網及分布式電源基礎上致力于研究冠名為“電力路由器”的電能控制技術及相關裝備[4]。在國內，關于未來能源供應技術的研究一直受到高度重視，國家電網公司明確“能源互聯網”是未來的智能電網，智能電網是承載第三次工業革命的基礎平臺，對第三次工業革命具有全局性的推動作用。目前，國家電網公司已積極開展、部署相關研究工作。北京市科委組織了“第三次工業革命”和“能源互聯網”專家研討會，并啟動了相關軟課題研究，以期形成詳細的能源互聯網調研報告和路線圖。中國能源發展目前面臨總量供應（石油、天然氣對外依存度高）、資源配置（能源與生產力分布不均衡）、能源效率（大量煤炭直接燃燒，整體能效偏低）、生態環境（土壤、水質、大氣污染）四大問題。針對以上問題，可以采用增加清潔能源發電比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互聯網技術框架統一配置能源資源，從能源供給和使用2個方面進行整體優化，基于信息共享建立必要的市場調節機制，優化引導能源的開發和使用，最終實現增加清潔能源發電比例、提高能源效率，以電能為中心統一優化配置能源資源；使能源發展方式由消耗型向可持續、可再生和更環保的發展軌跡過渡；實現能源供應安全、清潔、環保與友好地發展[5-11]。

4結語

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關鍵詞：智能電網；需求側管理；意義

中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號：

引言

隨著當前電力市場化改革的不斷推進、全球氣候變化加劇，用戶對電能質量要求逐步提升，傳統電網已經難以支撐如此多的發展要求。為了實現電網的升級換代，以美國和歐洲為代表的一些國家提出了發展智能電網的概念，智能電網具有自愈性、互動性的特點，從而提升電力網的安全運行水平。另外智能電網具有很好的電網兼容性和集成性，智能電網是未來電網發展的趨勢，因此，對智能電網技術的研究具有重大的理論意義和實際價值。

1、智能電網概述

1.1智能電網的含義

⑴以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。

⑵它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保要求、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

1.2智能電網的特點

⑴自愈和自適應。實時掌控電網運行狀態，及時發現、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

⑵安全可靠。更好地對人為或自然發生的擾動做出辨識與反應。在自然災害、外力破壞和計算機攻擊等不同情況下保證人身、設備和電網的安全。

⑶經濟高效。優化資源配置，提高設備傳輸容量和利用率；在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口；支持電力市場競爭的要求，實行動態的浮動電價制度，實現整個電力系統優化運行。

⑷兼容。既能適應大電源的集中接入，也支持分布式發電方式友好接入以及可再生能源的大規模應用，滿足電力與自然環境、社會經濟和諧發展的要求。

⑸與用戶友好互動。實現與客戶的智能互動，以最佳的電能質量和供電可靠性滿足客戶需求。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫銜接，同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而提升電力系統的安全運行水平。

2、智能電網的關鍵技術

2.1堅強、靈活的網絡拓撲

堅強、靈活的電網結構是未來智能電網的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡，為了緩解此現狀所帶來的不利影響，我國制定了“西電東送”的政策，并開展了特高壓聯網工程、直流聯網工程、點對點或點對網送電等工程的實施建設。如何進一步優化特高壓和各級電網規劃成為需要解決的關鍵問題。隨著電網規模的擴大、互聯大電網的形成。電網的安全穩定性與脆弱性問題越來越突出，對主網架結構的規劃設計要求也相應地提高了。只有靈活的電網結構才能應對冰災、戰爭等突發災害性事件對電網安全的影響。

2.2開放、標準、集成的通信系統

智能電網的發展對網絡安全提出了更高的要求，智能電網需要具有實時監視和分析系統目前狀態的能力：既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括對已經發生的擾動做出響應的能力，其監測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋．為電網運行、綜合管理等提供外延的應用支撐，而不僅局限于對電網裝備的監測。

2.3高級讀表體系和需求側管理

智能電網的核心在于構建具備智能判斷與自適應調節能力的多種能源統一入網和分布式管理的智能化網絡系統，可對電網與用戶用電信息進行實時監控和采集，且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現對電能的最優配置與利用，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。所以電網的智能化首先需要電力供應機構精確得知用戶的用電規律，從而對需求和供應有一個更好的平衡。因此目前國外推動智能電網建設，一般以構建高級量測體系為切人點。

2.4智能調度技術和廣域防護系統

智能調度是智能電網建設中的重要環節，調度的智能化是對現有調度控制中心功能的重大擴展，智能電網調度技術支持系統則是智能調度研究與建設的核心，是全面提升調度系統駕馭大電網和進行資源優化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎。調度智能化的最終目標是建立一個基于廣域同步信息的網絡保護和緊急控制一體化的新理論與新技術，協調電力系統元件保護和控制、區域穩定控制系統、緊急控制系統、解列控制系統和恢復控制系統等具有多道安全防線的綜合防御體系智能化調度的核心是在線實時決策指揮，目標是災變防治，實現大面積連鎖故障的預防。

2.5高級電力瞧子設備

電力電子設備可以實現電能質量的改善與控制，為用戶提供電能質量滿足其特定需求的電力，同時它們也是能量轉換系統的關鍵部分，所以電力電子技術在發電、輸電、配電和用電的全過程中均發揮著重要作用。現代電力系統應用的電力電子裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓撲和DSP全數字控制技術，包括可控硅并聯電抗器、多功能固態開關、智能電子裝置(IEDs)、靜止同步補償器(STATCOM)、有源濾波器(APF)、動態電壓恢復器(DVR)、故障電流限制器(FCL)以及高樂直流輸電(HVDC)所用裝置和配網用的柔性輸電系統裝置(如SVC和D-Statcom)等。

2.6高級配電自動化

高級的配電自動化(ADA)將包含系統的監視與控制、配電系統管理功能和與用戶的交互(如負荷管理、量測和實時定價等)。通過與智能電網的其他組成部分的協同運行，ADA既可改善系統監視、無功與電壓管理、降低網損和提高資產使用率，也可輔助優化人員調度和維修作業安排等。

2.7可再生能源和分布式能源接入

分布式能源(DER)包括分布式發電和分布式儲能，其中分布式發電技術包括：微型燃氣輪機技術、燃料電池技術、太陽能光伏發電技術、風力發電技術、生物質能發電技術、海洋能發電技術、地熱發電技術等；分布式儲能裝置包括蓄電池儲能、超導儲能和飛輪儲能等。配電網中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網擴展的需要。并提高了供電可靠性，因此被廣泛采用。

3、智能電網的建設發展意義

我國的智能電網研究起步相對較晚，從大電網和中低壓電網2個角度同時切入，已經完全成熟并產業化的成果相對較少。但在很多方面的研究成果已經為發展智能電網奠定了一定的基礎。

⑴伴隨著我國社會經濟的快速發展，電力消費增長十分迅速，滿足電力需求的任務繁重。

⑵我國能源資源分布和經濟發展的極不平衡，同時現有電網網架結構不夠堅強，制約經濟發展的影響很大。考慮我國電網建設的現狀，在建設中國特色的智能電網生產中，應該參考歐美國家的經驗，制定出切實可行的路線和方案。

⑶要用智能電網的思維，審視未來電網的規劃建設。隨著中國經濟社會高速發展電力需求日益增長，電網建設規模日趨擴大，電網負荷變動劇烈區域負荷不平衡，在實體電網建設過程中必須進行前瞻性的探索規劃和構建，以長遠的眼光來研究中國電網的發展。

⑷深化業已成熟的廣域相量測量，數字化變電站、配電自動化、FACTS技術的應用。在用戶側推廣應用AMI/AMR，實施分時電價、峰谷電價。

⑸考慮到我國能源資源分布和經濟發展的不平衡性以及今后國家加大對不發達欠發達地區的政策性發展支持，國家必須加大骨干電網建設，尤其是特高壓電網的建設，同時也要加強地區配電網的結構優化及升級，適應未來分布式電源微網的柔性連接。

4、結語

由于各個國家能源和用戶分布以及電網情況各不相同，各國對智能電網的認識和理解并不統一，但利用現代信息技術、控制技術實現電網的智能化已成為普遍的共識。發展智能電網是一項長期的系統性工程，需要有相應的政策法規密切配合，還必須兼顧與現有系統的集成。智能電網的利益相關者主要是國家、電網公司、用戶、發電商、設備制造商等。國家對能源、電網的期望是節能減排，提高能源利用效率。電網公司主要關注電網運營的安全性、可靠性和經濟性。用戶關注電費支出和用電可靠性。因此智能電網的目標是提高電網運營的安全性、可靠性和經濟性，降低用戶電費支出，提高能源利用效率，實現節能減排。

參考文獻：

[1]張文亮，劉壯志，工明俊，等，智能電網的研究進展及發展趨勢[J]，電網技術，2009

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關鍵詞：電網；智能電網；智能電網監控系統

1.智能電網的發展情況

最近幾年，智能電網一直都是學術界探討的話題。構建智能電網也成為了眾多國內外學者研究的方向。隨著社會的進步，科技的發展，電網將往更加智能、可靠、穩定、安全、高效、方便、綠色環保的方向發展，構建智能電網將成為未來解決新能源、和其他可再生資源、各地方供電系統接入總系統的有效措施。隨著這幾年，國家對智能電網研究的深入，以及在計算機應用技術取得飛快的進步，計算機在電網中的應用和實時控制系統在電網中的應用都慢慢的在普及等因素為電網監控系統的發展提供有力的支撐。

針對智能電網技術，西方國家已經構成龐大的研究組織。他們的研究內容主要涉及了發電、輸電、和如何售點等內容。外國的許多電力公司也正在加大步伐的開展智能電網的研究，他們通過把技術與企業的實體業務相結合的渠道?？梢允怪悄茈娋W合理、高效的應用與企業生產和經營過程中。我國目前正處在研究智能電網的初步階段，但是作為后起之秀的中國也正在加大力度建設特高電壓網，深化電力體制改革。

2.智能電網的主要性能

以物理電網為底層，以通信技術為理論支持，將21世紀最新的傳感技術，先進的信息傳輸技術、自動化技術和電力工程技術、網絡技術、通信技術等結合成一體的技術叫做智能電網。智能電網與物理電網高度集成在一起，從而讓電網操作與控制智能化，智能電網具有一定的靈活性，智能電網將各級電網連接在同一網絡中，從而讓各個電網可以同步運行，完全自動化。

（1）電網具有較強的靈活性 電網的智能化很高，即使在供電網絡出現很大的故障或者出現一些緊急狀況時，電網仍然可以保持負載電荷量的穩定，不影響供電情況。智能電網有很好的可變性，協調運行能力強，在以一些極端的環境下甚至出現一些可恢復性的外力破壞的情況下，電網仍然可以穩定、安全的工作。智能電網有很強的靈活性，信息采集可以雙向進行，信息共享能力強。

（2）電網具有較強的自我恢復能力 在無人監控，無人操作的情況下，電網需要具備智能化，才能保證設備在遇到一些緊急情況下能夠進行自我處理，保證后續工作的持續進行。電網具有實時的監控能力、網絡可以隨時在線、可以持續的記錄電網的運行狀態和自我診斷自我處理緊急事件的能力。

（3）兼容性好 系統面向外界開放、可以兼容不同的系統、可以滿足在不同的平臺使用，且操作簡單，維護方便。可以方便的在電網系統里面開發新的功能或者插件，移植功能或者一些可再生的資源方便簡單。能夠實現和用戶及時分享信息，可以各類用戶進行有效的互動，滿足不同用戶的電力需求，并可以為客戶氣功其他附加功能的服務。

（4）完全系數高和穩定性好 電網的供電的可靠性在一定程度上都依賴于電網是否具有高的完全系數和穩定性是否比較強。電網下面的各級設備緊密聯系在一起，彼此連接成一個整體，這些設備可以相互協調，提前預防一些緊急情況的發生，而且具備把故障的嚴重程度控制在一定范圍的能力，可以有效的避免一連串的大范圍連鎖反應的事故的發生。

（5）資源實現優化配置 現在，各類清潔能源（如太陽能、風能、水能等）都被逐漸的開發，且用于生產電能。我國的智能電網在逐步建成后，將慢慢落實搭建一個可靠的發電網絡和送端網絡，此時將會把各類清潔資源有效的整合在一起，這樣子將會在很大程度上推進清潔能源的發展進程。除此之外，我國的國情是中西部、華中地區、華北地區和華南地區各個地區的資源分配都不均衡而且資源的利用率都不相同，因此，建設職能電網需要實現中國各個地區資源的優化配置，將資源多的地區的部分資源往中西部送，實現資源的最大利用率。

（6）智能電網自動化程度高 智能電網可以實現橫向集成、縱向貫通將電網里面的各個系統有效可靠的結合在一起。智能電網可以實現電網在線分析、報警和在一定程度上的決策以及在預定的程序的控制下安排調控分類新型發書點技術設備的運行。

（7） 互動能力得到改善 通過智能電網平臺，客戶和電網可以實現人機交互，可以實現雙向互動，可以在最大程度上了解用戶的需求，為用戶提供最好的電力服務。同時，智能電網可以綜合智能電表、分時間段的電價政策以及提供電動摩托車的充電服務等不同類型的用電情況，提高多終端用電的效率。

3.智能電網監控系統的用處

（1）科學配電 在電網監控系統的基礎上，可以實時的看到各個用電客戶的用電情況，通過軟件程序對這些數據進行采集分析，是電網的配電達到最優化

（2）實時監控系統中出現的問題 通過對電網中的設備進行隨時隨地的監控，對線路的傳輸情況進行跟蹤，可以預防故障的發生，提前做好防范措施。提高電網的安全性。

參考文獻

[1] 余貽鑫.面向 21 世紀的智能配電網[J].南方電網技術研究，2006，2（6）：14-16.

[2] 陳樹勇，宋書芳，李蘭欣等.智能電網技術綜述[J].電網技術，2009，33（8）：1-4.

篇9

在圖1中，如果一次傳感器不需要一次變換器，而是依靠光纖傳輸系統即可將光測量信息輸出，即依據光學原理傳感，那么，此類電子互感器劃分和歸屬于無源型電子互感器。相反，如果一次變換器是在整個信息傳輸過程中需要一次電源供電，并且是由電子部件構成的，那么此類電子互感器則劃分和歸屬于有源型電子互感器。[2]

2電子互感器在智能電網中的使用情況分析研究

電子互感器生產使用技術的日臻成熟和完善，使得電子式互感技術在不同類型的電壓等級變電站中得到極大的認可和廣泛的投入運行。電子互感器在幾年之前已經投入運用到110kV以下的變電站中；在220kV以上的變電站中，已經逐步實現了由常規互感器和電子互感器比列掛網運行轉移過渡到電子互感器單獨運行的使用模式。例如已經投入運行的江蘇西涇220kV智能變電站、吉林長南500kV智能變電站、陜西延安750kV智能變電站等試運行變電站中都采用了各種類型相結合的電子互感器。目前，我國已經投入運行使用的電子互感器與GIS設備結合安裝使用的類型有如下幾種。(1）將有源型電子電流互感器與隔離開關組合安裝應用。具體實施步驟是將電子式電流互感器安裝在隔離開關的底座上，這樣就由隔離開關來承受電子互感器的重量。此種組合安裝使用方式能夠在很大程度上壓縮減小配電裝置的間隔縱向尺寸，因而能夠減少變電站的面積。(2）將有源型電子電流互感器安裝在GIS組合器的SF6氣室內；有源型電子互感器采用懸掛安裝的方式，并將電子互感器與高壓電極相鏈接使用。(3）有源型電子式電流互感器、電子電壓互感器組合設備布置安裝于GIS高壓氣室內部。(4）全纖電子電流互感器與GIS組合安裝，將電子互感器套于GIS外部，安裝簡單，不改變GIS結構；或者將電子互感器安裝于GIS高壓氣室外部連接處密封。當前我國已投入運行的電子互感器主要應用于電壓等級在110kv以上的。截止到2011年，我國國家電網統計共投入運行電子互感器2040臺左右，在所有的已經投入運行的互感器比例中占0.48%。其中，電子式電壓互感器有400臺左右，電子式電流互感器有1360臺左右。[3]當前的電子式電流互感器主要以有源型為主，占據整個電子式電流互感器的80%，只有不足20%的是無源型，而電子式電壓互感器則基本上都以有源型為主。

3電子互感器在智能電網運用中出現的問題

國家電網對于電壓等級在110kv以上的電子互感器運行情況調查與研究顯示，各類電子互感器在運行過程中出現的問題表現在以下幾個方面。(1）電子式電壓互感器。據統我國智能電網的統計資料顯示，電子式電壓互感器共發生故障52臺次，其中，電壓等級為66kV的電子互感器發生故障為1臺次，110kV電壓等級17臺次，220kV電壓等級2臺次，800kV等級32臺次（均為直流系統），電壓等級越高，電子互感器的故障發生率也越高。(2）電子式電流互感器。據統計資料顯示，國家電網公司系統內電子式電流互感器共發生故障141臺次，其中，電壓等級為66kV的電子式電流互感器發生故障2臺次，110kV電壓等級67臺次，220kV電壓等級11臺次，500kV等級61臺次（均為直流系統）。[4]

4電子互感器在智能電網應用過程中所出現的問題分析

電子互感器在智能電網應用方面技術尚不成熟，當前，電子式電壓互感器與電流互感器相比，在技術應用方面，存在著技術成熟度較低的問題；小電流測量時的信噪比較低的問題；存在著Verdet常數的補償問題；全纖電流互感器存在著光纖器件的非理想偏振特性問題；電容分壓型的電子式電壓互感器容易受到外界空間雜散電容對于電壓分壓比的干擾等問題。電子互感器的入網管理不到位，針對電子式的互感器存在著實驗方法和實驗項目不完善的問題，所設立的檢驗項目針對性不高；電子互感器由于投入運行時間短、設備少，因而目前還沒有出臺相關的技術使用規范用于指導電子互感器設備的技術評價、電子互感器設備的狀態特征信息的獲得、電子互感器設備的檢修和保養維護工作，所以管理運行較為困難。

5結語

篇10

【關鍵詞】 分組傳送網 智能電網 電力通信

前言：新型的現代電力系統復雜，在處理繁雜的業務的同時，還要兼顧對發電廠、變電站的管理，智能化的電站控制都是基于互聯網進行的。隨著國家電網進行智能化改造的深入，電力通信技術開始以互聯網為基礎，數據寬帶為媒介，開展了大量的IP業務。智能電網的通信需接入專用的電力通信網絡端口，使用大量的網絡帶寬資源，無形之中為電力通信使用的網絡帶來一定的壓力，建立更高帶寬利用率、信息傳輸速度快而穩定、不易出現線路阻滯的電力系統通信網絡成為當下智能電網的著眼點。

一、電力通信網的發展和使用現狀

電力通信網絡的使用要求，需要使承載電力信息傳輸的通信網既具備傳統互聯網使用的固定流量通信管道的特點，又需要能根據傳輸信息的流量大小調整管道傳輸速率的彈性調整能力。

智能電網通過對發電環節、電路傳輸系統、電力分配設施、電力供應設施的全方位監控，以數字化的形式將電網運行狀態呈現出來，通過對數據的整理、計算，進行對電網進行調整。由此可見，網絡傳輸在智能化電網的正常運行中起到至關重要的作用。

分組傳送技術是隨著智能化電網逐步推進，相伴而生的。智能化電力系統的工作中，需要完成大量的通信工作，智能化電網的控制中計算機、電網調度聯系、現場的聲音圖像傳輸、視頻會議、實時監控都需要使用傳輸網絡。這要求智能電網的通信網具備帶寬大、穩定不間斷的特性。傳統的網絡通信，采用TDM網絡連接技術，傳輸速度慢，不利于電網控制中心對電網的調控，影響用電安全，阻礙電力企業的發展。智能化電網使用的電力通信網絡應能根據不同業務占用網絡帶寬大小，進行彈性調整，保證網絡帶寬滿足業務要求，保證視頻信號或電話信號等的通信質量，這是傳統民用互聯網難以做到的。

二、分組傳送網技術的發展歷程

2.1分組傳送網技術特性

分組傳送網技術是通過融合傳統民用網絡技術和現代電子信息技術，適應電力系統多元化業務的新型網絡。分組傳送網技術能完成對網絡業務的自動分配，同時兼具IP網絡的特點，便于拓展維護，接入簡單，能夠對分組傳送網使用QoS。分組傳送網技術的信息傳輸效率高，安全性好，能夠方便的進行升級維護。

2.2 PTN分組傳送網架構

分組傳送網技術的網絡分為四個層次：通道層為使用者提供點對點的直接連接，將業務內容轉換為數據，實現信息迅速傳輸；高階段通道層能夠提供最大的帶寬流量，為智能電網的調整指令和監控信息的傳輸提供基礎；復用段層負責保證分組傳送網連接的平順、穩定，再生段層負責傳送bits流，同時能夠檢查分組傳送網絡的連接狀態，以便技術人員對故障進行及時維護。

三、智能電網應用分組傳送網技術的優勢

智能化電網在電網的運行過程中，采用分組化的建設思想，對智能化電網的控制依靠分組傳送網進行。PTN網絡能夠實現管理信息在不同控制端的傳輸，提升控制指令的部署效率，減少70%以上的錯誤警報。通過使用TCAT網絡維護工具，能夠針對不同的傳輸需求，調整分組傳送網的帶寬，降低電網維護難度，減少維護成本。

SDH固定傳輸通道結合PTN彈性傳輸通道，能夠解決以往難以攻克的在線故障檢測、網絡傳輸速度慢、配電指令丟失等問題，流暢高效的分組傳送網絡為智能化電網的電力調控工作帶來了極大的便利。

結論：智能化電網的發展，需要配合高效穩定的信息傳輸網絡，以便實現對電力系統的準確控制，以滿足企業生產、居民生活的用電需求。分組傳送網技術降低了智能化電網的使用成本，提升了電網信息的傳輸效率和控制人員的工作效率，分組傳送網技術作為融合傳統網絡通信技術與新型彈性網絡通信技術的最優解，為智能化電網分組化的建設模式提供了基礎。

參 考 文 獻

[1]周彥華.PTN技術是支撐智能電網的理想信息通信平臺[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2011，S1（23）：112-118.