智能電網(wǎng)及其國內(nèi)外發(fā)展概述

1、智能電網(wǎng)及其國內(nèi)外發(fā)展概述高 濤 1, 鄧 玲 2(1東風(fēng)汽車公司 , 湖北 十堰 442000; 2宜昌電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司 , 湖北 宜昌 443000摘要 :智能電網(wǎng)建設(shè)是國內(nèi)外電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢 , 對智能電網(wǎng)的含義及特性進(jìn)行了闡述 , 對國內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展及建 設(shè)情況進(jìn)行了總結(jié) , 同時(shí)對國家電網(wǎng)公司建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)進(jìn)行了介紹 。 指出發(fā)展中國特色堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)是我國應(yīng)對 未來電網(wǎng)發(fā)展所面臨的新形勢構(gòu)建穩(wěn)定 、 經(jīng)濟(jì) 、 清潔 、 安全的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系的客觀需求 , 是適應(yīng)中國國情滿足未來各 方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇 , 對保障我國經(jīng)濟(jì)社會和諧發(fā)展具有重要意義 。關(guān)鍵詞 :智

2、能電網(wǎng) ; 量測 ; 通信 ; 控制中圖分類號 TM727文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 10047913(2012 02000506Survey on Smart Grid and Its Development at Home and AbroadGAO Tao 1, DENG Ling 2(1Dongfeng Motor Corporation , Shiyan , Hubei 442000, China ;2Yichang Survey Design Institutes Co, LTD , Yichang , Hubei 443000, China Abstract :It is an i

3、nevitable trend for power system to develop smart gridThe meanings and characteristics of smart grid are expoun-dedThe present research status of smart grid both at home and abroad is summarizedAt the same time , the aim of smart grid con-struction for state grid corporation of China is expatiatedIt

4、 points out that developing smart grid with Chinese characteristic is an ob-jective demand for creating a stable , economical , clean and safe modern energy supply system to meet possible future challengeIt is also a strategic choice to meet development demands with all aspects , significant for ens

5、uring a harmonic development for the countryKey words :Smart grid ; Measurement ; Communication ; Control節(jié)約能源 、 降低損耗和低碳排放 , 建立可持續(xù) 發(fā)展的機(jī)制是 21世紀(jì)世界各國發(fā)展關(guān)注重點(diǎn) , 世 界各國興起了智能研究和建設(shè)的熱潮 。 智能電網(wǎng)建 設(shè)是用以可再生能源和綠色能源逐步替代化石能源 和煤炭能源 , 建造新的能源使用體系 , 同時(shí)以信息 技術(shù)改造現(xiàn)有的能源利用體系 , 并采用先進(jìn)的控制 技術(shù) , 從而提高電網(wǎng)的能源效率 。智能電網(wǎng)是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果 , 更是 節(jié)約能

6、源要求的必然結(jié)果 。 智能電網(wǎng)概念的提出引 起了國際學(xué)術(shù)界及國際電力工業(yè)界的廣泛關(guān)注 , 目 前國內(nèi)外已建立了相當(dāng)多的學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行智能 電網(wǎng)研究 , 不少發(fā)達(dá)國家已開始進(jìn)行了智能電網(wǎng)建 設(shè) , 并取得了有效的成果 。1智能電網(wǎng)概念1. 1智能電網(wǎng)含義目前國內(nèi)外對智能電網(wǎng)還沒有一個(gè)明確的概 念 , 世界各國對智能電網(wǎng)的理解也不一樣 。美國電科院 EPRI 在 2000年前后提出了 Intelli- grid 的電網(wǎng)發(fā)展的概念 , 該英文術(shù)語譯成中文的 “ 智能電網(wǎng) ” , 而美國能源部 DOE 當(dāng)時(shí)稱為 Grid Wise , 叫法有些不同 , 但含義和目的等大同小異 。 美國的智能電網(wǎng)側(cè)重

7、的是電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級 更新 , 同時(shí)最大限度地利用信息技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智 能對人工的替代 。歐洲則采用 Smart Grid 的稱呼 , 在我國也譯成 “ 智能電網(wǎng) ” , 歐洲在 2006年推出了研究報(bào)告 , 全 面闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展理念和思路 。 歐洲則重點(diǎn) 關(guān)注可再生能源和分布式能源的發(fā)展 , 并帶動整個(gè) 行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變 。 目前智能電網(wǎng) (Smart Grid 這個(gè)稱謂已被全世界普遍采用 。IEEE 認(rèn)為智能電網(wǎng)具有 6個(gè)主要功能 :遭受 擾動和故障時(shí)能夠自愈 ; 激勵(lì)用戶主動參與 ; 確保 遭受自然和計(jì)算機(jī)攻擊能夠迅速恢復(fù) ; 為數(shù)字經(jīng)濟(jì) 提供要求的電能質(zhì)量 ; 能夠滿

8、足各種發(fā)電和儲能需 要 ; 能夠優(yōu)化物資利用 。IBM 中國公司高級電力專家 Martin Hauske 對 智能電網(wǎng)的解釋包含有 3個(gè)層面的含義 :首先是利 52012年第 2期 東北電力技術(shù)用傳感器對發(fā)電 、 輸電 、 配電 、 供電等關(guān)鍵設(shè)備的 運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控 ; 然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集 、 整合 ; 最后通過對數(shù)據(jù)的分析 、 挖掘 , 達(dá)到對整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理 。 西門子 (SIEMENS 公司認(rèn)為智能電網(wǎng)需要 涵蓋發(fā)電 、 輸電 、 配電 、 調(diào)度 、 變電 、 用電等各個(gè) 環(huán)節(jié) , 是一個(gè)完整的體系 , 其特性包括 :柔性的 , 滿足用戶需要 ; 易接

9、入的 , 保證所有用戶的連接暢 通 , 尤其對于可再生能源和高效 、 零或低二氧化碳 排放的本地發(fā)電 ; 可靠的 , 保障和提高供電的安全 性和質(zhì)量 ; 經(jīng)濟(jì)的 , 通過改革及競爭調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)最有 效的能源管理 。概括起來 , 智能電網(wǎng)是以一個(gè)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)將綠色能源和新能源開發(fā) 、 輸送 、 存儲 、 轉(zhuǎn)換 (發(fā)電 、 輸電 、 配電 、 供電 、 售電 、 服務(wù)以及蓄 能與能源終端用戶的各種電氣設(shè)備和其它用能設(shè)施 連接在一起 , 通過智能化控制實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定 運(yùn)行 、 經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行 , 為用戶提供高效可靠的電力 供應(yīng) 。1. 2智能電網(wǎng)目標(biāo)a電網(wǎng)可靠運(yùn)行 。 智能電網(wǎng)必須更加可靠 ,

10、 除非遇到特別大的災(zāi)難 , 智能電網(wǎng)應(yīng)不管用戶在何 時(shí)何地都能提供可靠的電力供應(yīng) 。b電網(wǎng)安全運(yùn)行 。 智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理的 和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不出現(xiàn)大面積停電或不會付出高昂 的恢復(fù)費(fèi)用 , 智能電網(wǎng)更不容易受到自然災(zāi)害的影 響 。c電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 。 智能電網(wǎng)運(yùn)行在供求平衡 的基本規(guī)律下 , 價(jià)格公平且供應(yīng)充足 。 智能電網(wǎng)必 須更加高效地利用投資 , 控制成本 , 減少電力輸送 和分配的損耗 , 電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效 。 通 過控制潮流的方法 , 提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性并減少輸 送功率擁堵 。d環(huán)境友好 。 智能電網(wǎng)通過在發(fā)電 、 輸電 、 配電 、 儲能和消費(fèi)過程中的創(chuàng)新來減少對環(huán)境的影

11、響 。 智能電網(wǎng)應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源的接入 。 國家電網(wǎng)公司在對我國能源資源格局 、 負(fù)荷分 布特點(diǎn)以及未來電網(wǎng)新技術(shù)發(fā)展趨勢等開展了大量 研究分析的基礎(chǔ)上 , 結(jié)合世界電網(wǎng)發(fā)展新趨勢以及 我國電網(wǎng)發(fā)展改革的實(shí)際 , 提出了規(guī)劃建設(shè)以特高 壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架 、 各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng) 為基礎(chǔ) , 利用先進(jìn)的通信 、 信息和控制技術(shù) , 構(gòu)建 以信息化 、 自動化 、 數(shù)字化 、 互動化為特征的國際 領(lǐng)先 、 自主創(chuàng)新 、 中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略 發(fā)展目標(biāo) 。1. 3智能電網(wǎng)主要功能一般來說 , 智能電網(wǎng)具有以下功能特點(diǎn) 15。 a自愈 穩(wěn)定可靠 。 自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全 穩(wěn)定運(yùn)行及可

12、靠供電的主要功能 , 它指的是無需或 僅需少量人為干預(yù) , 實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)中存在問題元器 件的隔離或使其恢復(fù)正常運(yùn)行 , 最小化或避免用戶 的供電中斷 。 通過實(shí)時(shí)的評估自測 , 智能電網(wǎng)可以 檢測 、 分析 、 響應(yīng)甚至恢復(fù)電力元件或局部網(wǎng)絡(luò)的 異常運(yùn)行 。b安全 抵御攻擊 。 無論是電力系統(tǒng)的物 理系統(tǒng)還是計(jì)算機(jī)遭到外部攻擊 , 智能電網(wǎng)能保證 人身 、 設(shè)備和電網(wǎng)的安全 。 智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行 都將阻止攻擊 , 最大限度地降低其后果和快速恢復(fù) 供電服務(wù)作為主要功能 。 智能電網(wǎng)的安全策略將包 含威懾 、 預(yù)防 、 檢測 、 反應(yīng) , 以盡量減少和減輕對 電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響 。c兼容 發(fā)

13、電資源 。 適 應(yīng) 各 種 電 源 的 接 入 , 包括各種大電源的集中接入 、 分布式發(fā)電方式 的接入以及可再生能源的大規(guī)模接入 , 滿足電力與 自然環(huán)境 、 社會經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的要求 。 智能電網(wǎng)將 安全 、 無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng) 接入 系 統(tǒng) , 簡 化 聯(lián) 網(wǎng) 的 過 程 , 類 似 于 “ 即 插 即 用 ” 。d交互 電力用戶 。 實(shí)現(xiàn)與客戶的智能互 動 , 以最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性滿足客戶需 求 。 系統(tǒng)通過市場交易更好地激勵(lì)電力市場主體參 與電網(wǎng)安全管理 , 從而提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水 平 。 在智能電網(wǎng)中 , 用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的 一部分 。 鼓勵(lì)

14、和促進(jìn)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管 理是智能電網(wǎng)的另一重要特征 。e高效 資產(chǎn)優(yōu)化 。 智能電網(wǎng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化 資源配置 , 提高設(shè)備傳輸容量和利用率 ; 實(shí)現(xiàn)電力 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 , 提高電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 性 。 智能電網(wǎng)能有效地管理資產(chǎn) , 實(shí)現(xiàn)每個(gè)資產(chǎn)和 其他資產(chǎn)的良好整合 , 以最大限度地發(fā)揮其功能 , 同時(shí)降低成本 。 智能電網(wǎng)將應(yīng)用最新技術(shù)以優(yōu)化其 資產(chǎn)的應(yīng)用 。f優(yōu)質(zhì) 電能質(zhì)量 。 由于用電設(shè)備的數(shù)字 化對電能質(zhì)量越來越敏感 , 電能質(zhì)量問題可能導(dǎo)致 生產(chǎn)線的停產(chǎn) , 對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的損失 , 因此提供能滿足 21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量是智 能電網(wǎng)的又一重要特征 。 但

15、是電能質(zhì)量問題又不是 電力公司一家的問題 , 因此需要制定新的電能質(zhì)量6東北電力技術(shù) 2012年第 2期標(biāo)準(zhǔn) , 對電能質(zhì)量進(jìn)行分級 , 并以不同的價(jià)格水平 提供不同等級的電能質(zhì)量 , 以滿足用戶對不同電能 質(zhì)量水平的需求 , 同時(shí)需要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)寫入電力服 務(wù)的合同中 。g集成 信 息 系 統(tǒng) 。 實(shí) 現(xiàn) 包 括 監(jiān) 視 、 控 制 、 維護(hù) 、 能量管理 (EMS 、 實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) (WAMS 、 配電管理 (DMS 、 市場運(yùn)營 (MOS 、 企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP 等和其他各類信息系統(tǒng)之間 的綜合集成 , 并實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)上的各種業(yè)務(wù)集成 。 h智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(fā)展 。 智能電

16、 網(wǎng)通過市場上供給和需求的互動 , 可以最有效地管 理如能源 、 容量 、 容量變化率 、 潮流阻塞等參量 , 降低潮流阻塞 , 擴(kuò)大市場 , 匯集更多的買家和賣 家 。 用戶通過實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)來感受到價(jià)格的增長 , 從而 將降低電力需求 , 推動成本更低的解決方案 , 并促 進(jìn)新技術(shù)的開發(fā) , 新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場 提供更多選擇的機(jī)會 。智能電網(wǎng)是電力工業(yè)的一場巨大變革 , 將引起 電力工業(yè)在各個(gè)領(lǐng)域的革新 。1. 4智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1. 4. 1通信技術(shù)建立高速 、 雙向 、 實(shí)時(shí) 、 集成的通信系統(tǒng)是實(shí) 現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ) , 智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取 、 保護(hù)和 控制都需要這樣的通信系統(tǒng)支

17、持 , 因此建立這樣的 通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步 。 高速雙向通信 系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)各種不同的智能電子設(shè)備 、 智能表計(jì) 、 控制中心 、 電力電子控制器 、 保護(hù)系統(tǒng)以及用戶進(jìn) 行網(wǎng)絡(luò)化的通信 , 提高電網(wǎng)運(yùn)行管理者對電網(wǎng)的駕 馭能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平 。1. 4. 2量測技術(shù)參數(shù)量測技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要組成部 分 , 通過先進(jìn)的參數(shù)量測技術(shù)獲得數(shù)據(jù)并將反映電 網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息以供智能電網(wǎng)的 各個(gè)方面使用 。 參數(shù)量測技術(shù)能評估電網(wǎng)設(shè)備的健 康狀況和電網(wǎng)的完整性 , 還能實(shí)現(xiàn)表計(jì)的讀取 、 消 除電費(fèi)估計(jì) 、 緩解電網(wǎng)阻塞以及與用戶的溝通 。 1. 4. 3設(shè)備技術(shù)智能電網(wǎng)要

18、廣泛應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù) , 大幅度 提高輸配電系統(tǒng)的性能 。 未來智能電網(wǎng)中的設(shè)備將 充分應(yīng)用在材料 、 超導(dǎo) 、 儲能 、 電力電子和微電子 技術(shù)方面的最新研究成果 , 從而提高功率密度 、 供 電可靠性和電能質(zhì)量以及電力生產(chǎn)的效率 。未來智能電網(wǎng)將主要應(yīng)用 3個(gè)方面的先進(jìn)技 術(shù) :電力電子技術(shù) 、 超導(dǎo)技術(shù)以及大容量儲能技 術(shù) 。 通過采用新技術(shù)在電網(wǎng)和負(fù)荷特性之間尋求最 佳的平衡點(diǎn)來提高電能質(zhì)量 。 通過應(yīng)用和改造各種 各樣的先進(jìn)設(shè)備 , 如應(yīng)用電力電子技術(shù)和新型導(dǎo)體 技術(shù)的設(shè)備來提高電網(wǎng)輸送容量和可靠性 ; 將超導(dǎo) 技術(shù)應(yīng)用于短路電流限制器 、 儲能 、 低損耗的旋轉(zhuǎn) 設(shè)備以及低損耗電

19、纜中 ; 新型的儲能技術(shù)將應(yīng)用于 分布式能源或大型的集中式電廠 。1. 4. 4控制技術(shù)先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析 、 診斷 、 預(yù)測狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、 減輕和 防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動的裝置和控制技術(shù) 。 先進(jìn)控制技術(shù)主要包括先進(jìn)數(shù)據(jù)采集和動態(tài)監(jiān)測技 術(shù) 、 數(shù)據(jù)分析和快速計(jì)算技術(shù) 、 快速診斷和輔助決 策技術(shù)以及閉環(huán)自動控制技術(shù)等 。 先進(jìn)的控制技術(shù) 是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵 。a數(shù)據(jù)采集和動態(tài)監(jiān)測技術(shù) 6先進(jìn)控制技術(shù)將使用同步相量測量裝置 、 智能 傳感器 、 智能電子設(shè)備以及其他先進(jìn)的測量系統(tǒng)監(jiān) 測電網(wǎng)元件的狀態(tài) , 對整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評估 , 這些數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)

20、數(shù)據(jù) , 能實(shí)時(shí)反映電網(wǎng)整體的運(yùn) 行狀況 。b數(shù)據(jù)分析和快速計(jì)算技術(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力為電網(wǎng)實(shí) 時(shí)分析計(jì)算提供了快速擴(kuò)展和進(jìn)步的能力 。 狀態(tài)估 計(jì)和電網(wǎng)穩(wěn)定計(jì)算分析將在秒級水平上完成分析 ; 專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速決策 ; 負(fù)荷預(yù) 測將應(yīng)用這些準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)技術(shù) 來準(zhǔn)確預(yù)測負(fù)荷 ; 概率風(fēng)險(xiǎn)分析將成為例行工作 , 確定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間 、 系統(tǒng)壓力較大期間以及 不希望的供電中斷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)水平 。c快速診斷和輔助決策技術(shù) 7將高速計(jì)算機(jī)處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供專家診斷來 確定電網(wǎng)現(xiàn)有的 、 正在發(fā)展的和潛在問題的解決方 案 , 并提交給電網(wǎng)運(yùn)行管理人員進(jìn)行判斷

21、。d閉環(huán)自動控制技術(shù)智能電網(wǎng)通過實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和高級分析技術(shù)的 結(jié)合使執(zhí)行問題檢測和響應(yīng)的自動控制行動成為可 能 , 實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的閉環(huán)控制 。2國外發(fā)展概況2. 1美國智能 “ 自愈 ” 電網(wǎng)的概念發(fā)源于美國電力基 礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略防護(hù)系統(tǒng) , 該系統(tǒng)采用 3層 Multi A-gent 結(jié)構(gòu) :底層為反應(yīng)層 (包括發(fā)電和保護(hù) ; 中層為協(xié)作層 (包括事件 /警報(bào)過濾 、 模型更新 、 故 障隔離 、 頻 率 穩(wěn) 定 、 命 令 翻 譯 ; 高 層 為 認(rèn) 知 層 (事件預(yù)測 、 脆弱性評估 、 隱藏故障監(jiān)視 、 網(wǎng)絡(luò)重 構(gòu) 、 恢復(fù) 、 規(guī)劃 、 通信 。2002年美國電科院 (EPRI

22、 開展能源和通訊 系統(tǒng)框架整合項(xiàng)目研究 , 18個(gè)月后 , 項(xiàng)目正式命 名為智能電網(wǎng)框架 , 這是世界上第一個(gè)智能電網(wǎng)框 架研究 。2005年美國能源部的電力傳輸 、 能源可靠辦 公室和國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室成立了現(xiàn)代電網(wǎng)項(xiàng)目 (Modern Grid Initiative , MGI 以促進(jìn)美國輸配電 網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化 。 其中對未來電網(wǎng)特征進(jìn)行了總結(jié) , 包括 :主動智能防御 ; 用戶主動參與的需求側(cè)響 應(yīng) ; 自恢復(fù)的抗攻擊和自然災(zāi)害能力 ; 不同價(jià)格水 平的供電質(zhì)量 ; 適應(yīng)分布式發(fā)電 、 儲能的 “ 即插 即用 ” 系統(tǒng)接入 , 方便可再生能源的接入 ; 更充 分的安全可靠電力市場運(yùn)行 ;

23、更廣泛的電網(wǎng)運(yùn)行量 測及通過與資產(chǎn)管理更緊密聯(lián)系的電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更 有效的資產(chǎn)和費(fèi)用管理 , 方便簡單的維護(hù) 。2008年美國科羅拉多州的波爾得 (Boulder 已經(jīng)成為了全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市 , 每戶家庭都 安排了智能電表 , 人們可以很直觀地了解當(dāng)時(shí)的電 價(jià) , 此外電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風(fēng)電和太陽 能等清潔能源 , 一旦有問題出現(xiàn) , 可以重新配備電 力 。2008年 9月 , 谷歌 (Google 與通用電氣對 外宣布共同開發(fā)清潔能源業(yè)務(wù) , 核心是為美國打造 國家智能電網(wǎng) 。 2009年 2月 10日 , 谷歌已開始測 試名為谷歌電表 (PowerMeter 的用電監(jiān)測軟件 。

24、 谷歌還向美國議會進(jìn)言 , 要求在建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)采 用非壟斷性標(biāo)準(zhǔn) 。2009年 1月 25日 , 美國白宮最新發(fā)布的 復(fù) 蘇計(jì)劃尺度報(bào)告 宣布 :將鋪設(shè)或更新 4800km 輸電線路 , 并為 4000萬美國家庭安裝智能電表 。 美國還將集中對落后的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級換代 , 建 立美國橫跨 4個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng) , 逐步實(shí)現(xiàn)太陽 能 、 風(fēng)能 、 地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理 。2009年美國總統(tǒng)奧巴馬上任伊始 , 為了防止 大停電 , 針對美國全國范圍內(nèi)存在多個(gè)交流輸電 網(wǎng) 、 人員年齡老化 、 投入不足 、 技術(shù)陳舊 、 事故較 為頻繁等現(xiàn)實(shí)情況 , 提出以智能電網(wǎng)為核心的美國 能源戰(zhàn)略 。 奧巴

25、馬政府把減少碳排放作為國家戰(zhàn) 略 , 逐步建立碳排放交易體系 , 實(shí)施溫室氣體總量 控制 。 2009年 4月 16日美國政府公布智能電網(wǎng)技 術(shù)投資計(jì)劃 , 希望推動智能電網(wǎng)的開發(fā) 。2009年 2月 , IBM 與地中海島國馬耳他簽署 協(xié)議 雙方將建立一個(gè) “ 智能公用系統(tǒng) ” , 實(shí)現(xiàn) 該國電網(wǎng)和供水系統(tǒng)數(shù)字化 。 IBM 及其合作伙伴將 會把馬耳他 2萬個(gè)普通電表替換成互動式電表 , 這 樣馬耳他的電廠就能實(shí)時(shí)監(jiān)控用電 , 并制定不同的 電價(jià)來獎(jiǎng)勵(lì)節(jié)約用電的用戶 。2. 2歐洲歐洲各國電網(wǎng)運(yùn)行模式不同 , 節(jié)能減排 、 環(huán)保 統(tǒng)籌和低碳經(jīng)濟(jì)是歐洲智能電網(wǎng)的主要?jiǎng)右?, 因此 歐洲對智能電

26、網(wǎng)的研究重點(diǎn)是可再生能源和分布式 能源的發(fā)展 , 并帶動整個(gè)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變 。 2005年智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇成立 。 歐盟第 5次 框架計(jì)劃 (1998 2002年 中的 “ 歐洲電網(wǎng)中的 可再生能源和分布式發(fā)電整合 ” 專題下包含了 50多個(gè)項(xiàng)目 , 包括分布式發(fā)電 、 輸電 、 儲能 、 高溫超 導(dǎo)體和其他整合項(xiàng)目 5大類 , 其中絕大多數(shù)項(xiàng)目于 2001年開始實(shí)施并基本達(dá)到了預(yù)期目的 。2006年歐盟理事會的能源綠皮書 歐洲可持 續(xù)的 、 競爭的和安全的電能策略 明確指出 , 智 能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技 術(shù)和發(fā)展方向 。 目前英 、 法 、 意等歐洲國家都在加

27、 快推動智能電網(wǎng)的應(yīng)用和變革 。意大利的部分電網(wǎng)已與 2001年率先實(shí)現(xiàn)電網(wǎng) 智能化 。 2008年 7月 1日啟動了由意大利電力公 司牽頭負(fù)責(zé) , 歐盟 11個(gè)國家的 25個(gè)合作伙伴聯(lián)合 承擔(dān)的 ADRESS 項(xiàng)目 , 該項(xiàng)目總預(yù)算 1600萬歐元 , 其中歐盟資助 900萬歐元 , 項(xiàng)目計(jì)劃于 2012年結(jié) 束 。 該項(xiàng)目的目的就是開發(fā)互動式配電能源網(wǎng)絡(luò) , 實(shí)現(xiàn)主動式需求 , 即居民及小商業(yè)用戶主動參與到 電力市場及電力服務(wù)中 。 該項(xiàng)目投入 21億歐元 。 安裝該系統(tǒng)后 , 每年節(jié)約 5億歐元 , 實(shí)際管理線損 由 3%降低到 1%。法國電網(wǎng)公司在智能電網(wǎng)方面也開始了研究及 實(shí)施工作

28、。 法國計(jì)劃將風(fēng)電裝機(jī)容量由目前的 2. 5 GW 提升到 2010年的 5GW , 提高 100%, 到 2020年達(dá)到 20GW , 比目前提高 300%。 法國電網(wǎng)公司 選擇和阿?，m (AREVA 旗下的輸配電公司 TD合作發(fā)展智能型風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò) 。 根據(jù)法國能源監(jiān)管 條例要求 , 用戶可每周或每月向法國電網(wǎng)公司了解 用電數(shù)量 , 也可通過遠(yuǎn)程訪問的方式直接讀取計(jì)量 數(shù)據(jù) 。法國電網(wǎng)輸送公司在智能電網(wǎng)方面的工作主要 集中在自動抄表管理系統(tǒng) 。 2008 2017年 , 法國電網(wǎng)輸送公司將逐步把居民目前使用的普通電表全 部更換成智能電表 , 這種節(jié)能型的智能電表能使用 戶跟蹤自己的用電情況

29、 , 并能遠(yuǎn)程控制電能消耗 量 。西班牙電力公司在智能電網(wǎng)開展的工作包括智 能城市和自動抄表工作兩個(gè)方面 , 主要是為了滿足 太陽能等分布式能源接入 , 以及適應(yīng)西班牙政府在 2007年 8月出臺的相關(guān)法律要求 :到 2014年 , 所 有的配網(wǎng)運(yùn)營商都必須有自動抄表管理系統(tǒng)運(yùn)行 。 2009年 6月 8日 , 荷蘭首都阿姆斯特丹宣布 選擇埃森哲公司幫助其完成第一個(gè)歐洲 智能城 市 (Smart City ” 計(jì)劃 。 該項(xiàng) “ 智能城市 ” 計(jì)劃 包括可再生能源使用 、 下一代節(jié)能設(shè)備 、 消減 CO 2的排放量等內(nèi)容 。 與其它城市需要花費(fèi)數(shù)十年來升級其基礎(chǔ)設(shè)施不同 , 阿姆斯特丹計(jì)劃在

30、2012年即 完成第一輪投資 , 使它成為率先且被最廣泛接受 “ 智能城市 ” 概念的地區(qū)之一 。德國法律規(guī)定 , 從 2010年起 , 新建 、 改建房 屋必須加裝智能電表 , 到 2010年 , 可再生能源比 例達(dá)到 20%。奧地利 、 瑞士 AMI 試點(diǎn)剛剛開始 , 由于以水 電為主 , 已 實(shí) 現(xiàn) 了 20%的 減 排 指 標(biāo) 。 瑞 典 已 經(jīng)100%完成了智能電表的安裝 。2. 3亞洲日本政府為了實(shí)現(xiàn)低碳社會 , 于 2009年 3月 公布了包括推動普及可再生資源 、 次世代汽車等政 策在內(nèi)的政府發(fā)展戰(zhàn)略原案 。 該原案主要是由太陽 能發(fā)電世界第一節(jié)能計(jì)劃 、 快速普及生態(tài)汽車 、

31、 低 碳物流社會 、 實(shí)現(xiàn)資源大國計(jì)劃等三大部分構(gòu)成 。 目前 , 日本東京電力公司的電網(wǎng)被認(rèn)為是世界上惟 一接近于智能電網(wǎng)的系統(tǒng) 。 日本東京電力公司通過 光纖通信網(wǎng)絡(luò) , 正在逐步實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)范圍內(nèi) 6kV 中壓 饋 線 的 實(shí) 時(shí) 量 測 和 自 動 控 制 (采 樣 1次 / min 。2009年 3月 27日韓國政府宣布 , 韓國計(jì)劃在 2011年前建立一個(gè)智能電網(wǎng)綜合性試點(diǎn)項(xiàng)目 。 認(rèn) 為這種電網(wǎng)能將普通電線和 IT 技術(shù)以及衛(wèi)星通信 系統(tǒng)結(jié)合起來 , 可實(shí)時(shí)監(jiān)控電力需求和輸出 。 將大 力推進(jìn)利用 IT 技術(shù)將電力網(wǎng)智能化的商用化 。 3國內(nèi)發(fā)展概況國內(nèi)開展智能電網(wǎng)研究雖然稍晚 ,

32、 但在智能電 網(wǎng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量的研究和實(shí)踐 , 其 中在特高壓及輸電領(lǐng)域多項(xiàng)研究應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn) 水平 , 在配用電領(lǐng)域智能化應(yīng)用研究也正在積極探 索 。 結(jié)合國際智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向和我國電網(wǎng)發(fā) 展特點(diǎn) , 國家電網(wǎng)公司重點(diǎn)組織開展了新型能源接 入 、 特高壓輸電 、 大電網(wǎng)運(yùn)行控制 、 智能變電站與 數(shù)字化電網(wǎng) 、 靈活交直流輸電及儲能 、 電網(wǎng)防災(zāi)減 災(zāi)與城鄉(xiāng)電網(wǎng)安全可靠供電 、 電網(wǎng)環(huán)保與節(jié)能等方 面的研究 。 其中在特高壓輸電技術(shù) 、 電網(wǎng)廣域測量 分析與保護(hù)控制技術(shù) 、 電網(wǎng)頻率質(zhì)量控制技術(shù) 、 穩(wěn) 態(tài) /暫態(tài) /動態(tài)三位一體安全防御技術(shù)和自動電壓控 制技術(shù)等方面的研究

33、及應(yīng)用已處于國際領(lǐng)先地位 。 上海市電力公司在 2008年開展了智能配電網(wǎng) 研究 , 重點(diǎn)關(guān)注智能表計(jì) 、 配電自動化以及用戶互 動等方面 。 此外 , 華北電網(wǎng)公司也于 2008年啟動 了數(shù)字電表等用戶側(cè)的智能電網(wǎng)相關(guān)實(shí)踐 。2009年 2月 28日 , 華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài) 、 動態(tài) 、 暫 態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通 過驗(yàn)收 。 這套系統(tǒng)首次將以往分散的能量管理系 統(tǒng) 、 電網(wǎng)實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 、 在線穩(wěn)定分析預(yù)警系 統(tǒng)高度集成 , 調(diào)度人員無需在不同系統(tǒng)和平臺間頻 繁切換 , 便可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)綜合運(yùn)行情況的全景監(jiān)視 并獲取輔助決策支持 。在輸電網(wǎng)建設(shè)方面 , 我國在特高壓建設(shè)方

34、面取 得了重要突破 。 2009年 1月 6日 , 1000kV 交流 輸變電工程 (晉東南 南陽 荊門特高壓交流試 驗(yàn)示范工程 已正式投入運(yùn)行 , 該項(xiàng)特高壓工程 投運(yùn)以來 , 特高壓系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn) , 全面驗(yàn)證 了特高壓交流輸電的技術(shù)可行性 、 設(shè)備可靠性 、 系 統(tǒng)安全性 、 設(shè)計(jì)和施工方案的先進(jìn)性以及環(huán)境的友 好性 , 實(shí)現(xiàn)了我國在遠(yuǎn)距離 、 大容量 、 低損耗的特 高壓核心技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化上的重大突破 。在控制系統(tǒng)新技術(shù)方面 , 由中國電力科學(xué)研究 院等單位承擔(dān) , 周孝信院士擔(dān)任首席科學(xué)家的國家 973計(jì)劃項(xiàng)目 “ 提高大型互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的基 礎(chǔ)研究 ” 研究人員開展了基于

35、智能和專家系統(tǒng)的 電力系統(tǒng)故障診斷和恢復(fù)控制技術(shù)研究 , 為智能型 的電力系統(tǒng)動態(tài)調(diào)度與控制提供了基本的分析工 具 , 成功開發(fā)了電網(wǎng)在線運(yùn)行可靠性評估 、 預(yù)警和 決策支持系統(tǒng)平臺 , 為新的智能化電網(wǎng)運(yùn)行控制開 發(fā)提供了系統(tǒng)的研發(fā)平臺 。在可再生能源發(fā)電方面 , 國家也啟動了多項(xiàng) 863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目 , 在 “ 十一五 ” 期 間 , 將在三大先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域設(shè)立重大項(xiàng)目和重 點(diǎn)項(xiàng)目 , 這些重點(diǎn)項(xiàng)目包括 :以煤氣化為基礎(chǔ)的多 聯(lián)產(chǎn)示范工程 , MW 級并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng) , 太陽能10 東北電力技術(shù) 2012 年第 2 期 熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范等項(xiàng)目。 2009 年 5 月 21

36、 日， 國家電網(wǎng)公司劉振亞總經(jīng) 理在 2009 年特高壓輸電技術(shù)國際會議上宣布了建 設(shè)中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略 ，明確提出： 以特 高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電 網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、 信息和控制等技術(shù)， 構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的 國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、 中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)； 通過電力流、 信息流、 業(yè)務(wù)流的高度一體化融合， 實(shí)現(xiàn)多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和 方便使用，極大提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力 ，大 幅提升電網(wǎng)的服務(wù)能力，帶動電力行業(yè)及其它產(chǎn)業(yè) 的技術(shù)升級，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會全面、協(xié)調(diào)、可持 續(xù)發(fā)展要求。 發(fā)展中國特色堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)是我國應(yīng)對未來 電網(wǎng)發(fā)展所面臨的新形勢構(gòu)建穩(wěn)定、 經(jīng)濟(jì)、 清潔、 安全的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系的客觀需求 ，是適應(yīng)中國 國情滿足未來各方面發(fā)展需求的戰(zhàn)略性選擇 ，對保 障我國經(jīng)濟(jì)社會和諧發(fā)展具有重要意義 。主要表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面。 a 經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展，迫切需要加快電 網(wǎng)建設(shè)，提升電網(wǎng)的資源配置能力和運(yùn)行效率 。 b