智能電網(wǎng)知識(shí)

智能電網(wǎng)知識(shí)引言

當(dāng)前，節(jié)能減排、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。人類能源發(fā)展面臨的第一挑戰(zhàn)，是以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的創(chuàng)新體系，以信息技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的能源利用體系，最大限度地開發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率。因此期望通過一個(gè)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將能源資源開發(fā)、輸送、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、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)精確供能、對應(yīng)供能、互助供能和互補(bǔ)供能，將能源利用效率和能源供應(yīng)安全提高到全新的智能電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，具體是指利用先進(jìn)的技術(shù)提高電力系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)換效率、電能利用率、供電質(zhì)量和可靠性等方面的性能。智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是分布式數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算和控制技術(shù)，以及多個(gè)供電單元之間數(shù)據(jù)和控制命令的有效傳輸技術(shù)。1、智能電網(wǎng)的基本狀況1.1智能電網(wǎng)的含義智能電網(wǎng)并沒有一個(gè)確定的概念，各個(gè)領(lǐng)域的專家從不同角度闡述了智能電網(wǎng)的內(nèi)涵，并且隨著研究和實(shí)踐的深入對其不斷細(xì)化。天津大學(xué)余貽鑫院士給出如下定義：智能電網(wǎng)是指一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每一個(gè)用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。智能電網(wǎng)通過廣泛應(yīng)用的分布式智能和寬帶通信，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的集成，能保證市場交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)。總之，智能電網(wǎng)就是通過傳感器把各種設(shè)備、資產(chǎn)連接到一起，形成一個(gè)客戶服務(wù)總線，從而對信息進(jìn)行整合分析，以此來降低成本，提高效率，提高整個(gè)電網(wǎng)的可靠性，使運(yùn)行和管理達(dá)到最優(yōu)化。1.2我國的智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電力的需求日益增強(qiáng)，而國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)不合理、能源分布不均衡嚴(yán)重制約電力行業(yè)的發(fā)展。特高壓電網(wǎng)解決了遠(yuǎn)距離、大容量輸電問題，在一定程度上解決了能源輸送問題，但“重電源輕電網(wǎng)”導(dǎo)致供電可靠性較低，同時(shí)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱則限制了新能源有效利用。2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動(dòng)了以提升大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能力為目的的智能互動(dòng)電網(wǎng)可行性研究項(xiàng)目。2008年4月，在前期智能電網(wǎng)研究成果的基礎(chǔ)上，華東電網(wǎng)啟動(dòng)高級調(diào)度中心項(xiàng)目群建設(shè)，該項(xiàng)目是智能電網(wǎng)建設(shè)藍(lán)圖“三步走”的第一階段“鞏固提升”的重點(diǎn)內(nèi)容。2009年5月21日，在北京召開的“2009特高壓輸電技術(shù)國際會(huì)議”上，國家電網(wǎng)公司正式宣布將建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)”，并公布了規(guī)劃試點(diǎn)、全面建設(shè)、引領(lǐng)提升三階段的建設(shè)方案。1.3國外智能電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀長期以來，由于風(fēng)電電價(jià)高于火電電價(jià)，作為清潔能源的風(fēng)電對于解決能源。早在2003年美國電力研究院（EPRI）就已經(jīng)將未來電網(wǎng)定義為“智能電網(wǎng)”，同年6月，美國能源部輸配電辦公室發(fā)布的“Grid

2030：電力的下一個(gè)100年的國家設(shè)想”的報(bào)告描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設(shè)想，并確定了各項(xiàng)研發(fā)和試驗(yàn)工作的分階段目標(biāo)。2004年美國Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己對“智能電網(wǎng)”的理解。美國賓夕法尼亞—新澤西—馬里蘭互聯(lián)電網(wǎng)公司在2006年底完成的戰(zhàn)略規(guī)劃將智能電網(wǎng)建設(shè)作為其發(fā)展愿景。2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)宣布成為全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市，家庭用戶可以和電網(wǎng)互動(dòng)，了解實(shí)時(shí)電價(jià)，合理安排用電；同時(shí)電網(wǎng)還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電力的實(shí)時(shí)調(diào)配，提高供電可靠性。

其他國家也紛紛啟動(dòng)智能電網(wǎng)相關(guān)研究和建設(shè)規(guī)劃。日本政府計(jì)劃在與電力公司協(xié)商后，于2010年開始在孤島進(jìn)行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗(yàn)；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，屆時(shí)能提高該國環(huán)保能源的能力；澳大利亞政府在最新的預(yù)算案中已劃撥1億澳元用于智能電網(wǎng)建設(shè)。2發(fā)展智能電網(wǎng)的必要性及智能電網(wǎng)的性能要求電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行對于任何一個(gè)國家的可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。一個(gè)現(xiàn)代化的電網(wǎng)必須從根本上保證國家能源安全、優(yōu)化資源配置、帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、體現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任、提高電網(wǎng)企業(yè)資產(chǎn)利用率和投資效益、適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)變化和體制改革要求。因此，在電網(wǎng)發(fā)展和建設(shè)過程中，有必要提高科技投入，早日實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。智能電網(wǎng)的性能特征體現(xiàn)了它與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別，可以總結(jié)為以下6個(gè)方面:自治和自愈能力、防御能力、電網(wǎng)兼容性、高效運(yùn)營和管理、優(yōu)質(zhì)和友好性、電力交易的方便性。2.1自治和自愈能力

自治和自愈能力是指電網(wǎng)維持自身穩(wěn)定運(yùn)行、評估薄弱環(huán)節(jié)和應(yīng)對緊急狀態(tài)的能力。目前電網(wǎng)的安全穩(wěn)定計(jì)算和緊急預(yù)案制定仍以離線分析為主，其分析結(jié)果往往偏于保守，且無法在任何時(shí)刻都符合電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況。在智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)將具備更強(qiáng)的自我管理和自我恢復(fù)能力，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):1)電網(wǎng)能夠自動(dòng)合理安排運(yùn)行方式，協(xié)調(diào)國家、大區(qū)、省級、地縣各級電網(wǎng)，根據(jù)潮流、負(fù)荷、氣象條件等情況確定運(yùn)行參數(shù);2)電網(wǎng)具有在線安全穩(wěn)定分析能力，能快速對自身狀態(tài)進(jìn)行評估，明確電網(wǎng)安全穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié)并自動(dòng)提出解決方案;3)有快速的反應(yīng)能力，力保電力系統(tǒng)三道防線;4)能針對實(shí)際情況修改或制定黑啟動(dòng)方案。

2.2防御能力

防御能力是指電網(wǎng)抵御外部破壞的能力。外部破壞包括自然力、人為、恐怖主義、戰(zhàn)爭等因素，因此，智能電網(wǎng)應(yīng)從2方面提高防御能力:

（1)抵御物理破壞的能力，要求當(dāng)系統(tǒng)失去多臺(tái)發(fā)電機(jī)、多臺(tái)變壓器或多條主要線路以后，電網(wǎng)仍能維持穩(wěn)定運(yùn)行并向關(guān)鍵負(fù)荷穩(wěn)定地輸送電力。

（2)維護(hù)信息安全的能力，要求當(dāng)系統(tǒng)的控制中心、微機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)庫、信息和通信系統(tǒng)等設(shè)備受到信息戰(zhàn)層面的攻擊時(shí)，電網(wǎng)仍能保持正常運(yùn)行。2.3電網(wǎng)兼容性

電網(wǎng)兼容性是指電力系統(tǒng)能夠開放性地兼容各種類型設(shè)備的能力。電網(wǎng)涉及的產(chǎn)業(yè)鏈較長，包括發(fā)電、燃料、環(huán)保、需求側(cè)、裝備制造等領(lǐng)域，因此，一個(gè)開放的、高兼容性的電網(wǎng)對于各產(chǎn)業(yè)的充分發(fā)育、增加就業(yè)崗位、促進(jìn)節(jié)能減排具有重要意義。電網(wǎng)的兼容性應(yīng)包括以下3個(gè)方面:（1)兼容一次設(shè)備，包括特高壓、FACTS、傳統(tǒng)能源、清潔能源、儲(chǔ)能裝置等;（2)兼容二次設(shè)備，包括保護(hù)、測量、控制和通信裝置、軟件等;（

3)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)即插即用。

2.4高效運(yùn)營和管理高效運(yùn)營和管理是指電網(wǎng)提高設(shè)備利用率、減少線損、降低運(yùn)營成本的能力。目前，電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行存在以下幾個(gè)問題:

1、電網(wǎng)往往要被動(dòng)地適應(yīng)負(fù)荷，因此部分設(shè)備和輸電通道的全年利用率不高;

2、配電網(wǎng)線損較大，配電網(wǎng)的設(shè)備和運(yùn)行函需優(yōu)化;

3、檢修以定期檢修為主，檢修計(jì)劃的安排不能完全與設(shè)備狀態(tài)匹配。在智能電網(wǎng)中，在合理規(guī)劃電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將會(huì)引入先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)和監(jiān)控技術(shù)，并適時(shí)引入狀態(tài)檢修和需求側(cè)管理，從而提升資產(chǎn)利用率，優(yōu)化電網(wǎng)的投資，降低企業(yè)成本。

2.5優(yōu)質(zhì)和友好性

優(yōu)質(zhì)和友好性是指電網(wǎng)與需求側(cè)、發(fā)電商、環(huán)境和諧相處的能力。在智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)、發(fā)電商、需求側(cè)將會(huì)形成互動(dòng)的關(guān)系;需求側(cè)和發(fā)電商將可以互相選擇，而智能電網(wǎng)將為其提供完成交易的信息處理平臺(tái)和物理載體。此外，環(huán)保因素在電力調(diào)度和消費(fèi)中的影響將會(huì)上升。智能電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)和友好性主要包括以下幾方面:

1、針對電網(wǎng)、需求側(cè)和發(fā)電商建立支持各方互動(dòng)的可視化操作界面；

2、吸納需求側(cè)和分布式電源主動(dòng)參與電網(wǎng)的運(yùn)行和交易；3、建立健全的信息發(fā)布體系，盡量避免消息不對稱；4、提高電能質(zhì)量；5、對用戶的差異化需求提供個(gè)性化服務(wù)；6、采用合理機(jī)制，提高清潔能源的競爭力，促進(jìn)節(jié)能減排。2.6電力交易的方便性

電力交易的方便性要求電網(wǎng)能在任何交易機(jī)制下快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地處理電力交易合約。目前，電力交易體制和電力能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變革。在交易體制方面，一些國家和地區(qū)已在電力交易中引入競爭機(jī)制。我國也正在探索如何建立適合我國國情的電力交易制度。2009年的《政府工作報(bào)告》指出要“繼續(xù)深化電價(jià)改革，逐步完善上網(wǎng)電價(jià)、輸配電價(jià)和銷售電價(jià)形成機(jī)制，適時(shí)理順煤電價(jià)格關(guān)系”。同時(shí)，中國電監(jiān)會(huì)也己著手建立雙邊交易試點(diǎn)。

因此，智能電網(wǎng)既要適應(yīng)現(xiàn)有的電力交易制度，也要為未來的發(fā)展留有裕度;其主要功能如下：

1、支持電力市場，能夠公正、快速、準(zhǔn)確地處理各種交易合約；

2、快捷簡便的業(yè)務(wù)結(jié)算能力；

3、建立需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制和開放性平臺(tái)，吸引需求側(cè)和分布式電源參與電力交易；

4、具有系統(tǒng)升級能力，以適應(yīng)進(jìn)一步改革的需要。3智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)和信息管理系統(tǒng)3.1智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)智能電網(wǎng)的構(gòu)建將有賴于多項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展、推廣和應(yīng)用。本文從以下4個(gè)角度歸納建設(shè)智能電網(wǎng)所需的基礎(chǔ)技術(shù):電力設(shè)備、量測與通信設(shè)備、信息管理系統(tǒng)、決策與控制理論。

智能電網(wǎng)應(yīng)具有靈活堅(jiān)強(qiáng)的拓?fù)?，因此需要研究更為先進(jìn)的電力設(shè)備，主要包括電源和儲(chǔ)能技術(shù)、輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、高效能源材料技術(shù)4大類。

1、電源和儲(chǔ)能技術(shù)。目前世界各國的能源結(jié)構(gòu)均在調(diào)整中，以求提高能源利用效率，避免由于化石能源的大量消耗造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。今后電源技術(shù)將集中于核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、氫能、燃料電池等清潔能源技術(shù)，以及潔凈煤燃燒技術(shù)、高參數(shù)超超臨界機(jī)組、超臨界大型循環(huán)流化床、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)、超級電容器、飛輪儲(chǔ)能等方面。

2、輸配電技術(shù)。在電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)中，既要發(fā)展大容量遠(yuǎn)距離低損耗輸電技術(shù)，也要研究分布式供能技術(shù)以緩解輸電網(wǎng)壓力。輸配電技術(shù)主要集中于特高壓交直流輸電、特高壓絕緣、高溫超導(dǎo)、微型電網(wǎng)等方面。

3、電力電子技術(shù)。主要包括耐高壓大電流電力電子器件，輕型直流輸電，以及固態(tài)變壓器、固態(tài)斷路器、統(tǒng)一潮流控制器、靜止無功補(bǔ)償器、TCSC、有源濾波器、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、靜止同步補(bǔ)償器等FACTS裝置。

4、高效能源材料技術(shù)。主要包括太陽能電池相關(guān)材料，燃料電池關(guān)鍵材料，高容量儲(chǔ)氫、高效二次電池材料，超導(dǎo)關(guān)鍵材料及制備技術(shù)，以及高效能量轉(zhuǎn)換等。

3.2信息管理系統(tǒng)

智能電網(wǎng)中的信息管理系統(tǒng)應(yīng)主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全5個(gè)功能。

1、信息采集與處理。主要包括詳盡的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務(wù)、智能電子設(shè)備資源的動(dòng)態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)對時(shí)等。

2、信息分析。對經(jīng)過采集、處理和集成后的信息進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，是開展電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)的重要輔助工具?？v向包括“發(fā)電-輸電-配電-需求側(cè)”4級產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)分析和“國家-大區(qū)-省級-地縣”4級電網(wǎng)信息分析。橫向包括發(fā)電計(jì)劃、停電管理、資產(chǎn)管理、維護(hù)管理、生產(chǎn)優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)管理、市場運(yùn)作、負(fù)荷管理、客戶關(guān)系管理、財(cái)務(wù)管理、人力資源管理等業(yè)務(wù)模塊分析。

3、信息集成。智能電網(wǎng)的信息系統(tǒng)在縱向上要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈信息集成和電網(wǎng)信息集成，橫向上要實(shí)現(xiàn)各級電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)的信息集成。為此有必要借鑒或利用面向服務(wù)架構(gòu)等系統(tǒng)架構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)高效標(biāo)準(zhǔn)化的信息集成系統(tǒng)。

4、信息顯示。為各類型用戶提供個(gè)性化的可視化界面，需要合理運(yùn)用平面顯示、三維動(dòng)畫、語音識(shí)別、觸摸屏、地理信息系統(tǒng)((GIS)等視頻和音頻技術(shù)。

5、信息安全。智能電網(wǎng)必須明確各利益主體的保密程度和權(quán)限，并保護(hù)其資料和經(jīng)濟(jì)利益。因此，必須研究復(fù)雜大系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)生存、主動(dòng)實(shí)時(shí)防護(hù)、安全存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)病毒防范、惡意攻擊防范、網(wǎng)絡(luò)信任體系與新的密碼等技術(shù)。4智能電網(wǎng)的功能實(shí)現(xiàn)

智能電網(wǎng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，有賴于在完善各項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其有效應(yīng)用到電網(wǎng)運(yùn)作的各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中控制的協(xié)調(diào)。本文從智能控制中心、智能變電站、智能線路、智能保護(hù)系統(tǒng)、智能需求側(cè)管理5個(gè)角度介紹智能電網(wǎng)的功能。4.1智能控制中心智能控制中心是現(xiàn)有的EMS,DMS,SCADA,虛擬電廠(virtualpowerplant)等技術(shù)的再升級和結(jié)合，主要具有以下功能:可視化互操作平臺(tái)、預(yù)測功能、交易與調(diào)度功能、快速安全穩(wěn)定分析功能、智能保護(hù)整定、預(yù)警報(bào)警與事故處理、虛擬電廠、鏡像備用等。在研究中還應(yīng)根據(jù)分層分區(qū)的原則，明確不同級別控制中心的權(quán)責(zé)和功能，進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)。

1、可視化互操作平臺(tái)。該平臺(tái)能利用多媒體技術(shù)顯示潮流、電壓、功角、穩(wěn)定裕度、故障位置、變電站和線路運(yùn)行、發(fā)電廠狀態(tài)等信息，監(jiān)視控制中心各功能模塊，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化信息披露，接收運(yùn)行人員指令。

2、預(yù)測功能。以高性能通信和信息處理為依托，與氣象部門、水利部門等相關(guān)部門聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)信息的短時(shí)甚至超短時(shí)預(yù)測;主要包括負(fù)荷預(yù)測(包括系統(tǒng)負(fù)荷和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷)、氣象預(yù)測(比如氣溫、降雨、覆冰、雷擊、臺(tái)風(fēng)、極端天氣)、可再生能源的出力預(yù)測等功能。

3、交易與調(diào)度功能。該功能包括數(shù)據(jù)管理、機(jī)組調(diào)度、電網(wǎng)協(xié)調(diào)、信息披露等。數(shù)據(jù)管理用于處理機(jī)組狀態(tài)、電網(wǎng)拓?fù)?、?shí)時(shí)電網(wǎng)模型、預(yù)測參數(shù)、檢修計(jì)劃、電力交易基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(如雙邊合約、競價(jià)上網(wǎng)、節(jié)能調(diào)度、可再生能源扶持政策、金融和約等)等信息。電網(wǎng)調(diào)度功能會(huì)在各種數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過阻塞管理、安全校核、網(wǎng)損管理等流程后實(shí)現(xiàn)優(yōu)化決策。電網(wǎng)協(xié)調(diào)功能是在綜合處理各級智能控制中心的決策后，協(xié)調(diào)各級電網(wǎng)的運(yùn)行，對網(wǎng)間交易、機(jī)組組合、出力分配、安全校核、AGC,備用等方面進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)。信息披露功能則在服從相關(guān)保密和監(jiān)管條例的前提下，對發(fā)電計(jì)劃、購電成本、網(wǎng)間交易、能耗排放、阻塞情況、預(yù)測參數(shù)以及其他必要的信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的披露。

4、快速安全穩(wěn)定分析功能。目前的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析主要以離線分析為主，不能完全反映系統(tǒng)的真實(shí)情況。在智能電網(wǎng)中，應(yīng)推動(dòng)安全穩(wěn)定分析的在線化和實(shí)時(shí)化。該功能首先利用高性能量測和通信系統(tǒng)到得拓?fù)洹⒊绷?、頻率、電壓、設(shè)備實(shí)時(shí)模型等信息;然后據(jù)此進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)和在線建模分析;最后確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

5、智能保護(hù)整定。目前的保護(hù)整定以離線整定為主。在智能電網(wǎng)中，將在快速安全穩(wěn)定分析、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛥?shù)、實(shí)時(shí)負(fù)荷特性的基礎(chǔ)上計(jì)算出母線、線路、變壓器保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的定值。

6、預(yù)警報(bào)警與事故處理。根據(jù)緊急程度，智能控制中心將做出相應(yīng)的預(yù)警(如穩(wěn)定裕度不足、弱阻尼、備用不足、極端天氣)、報(bào)警(如功率、電壓、頻率越限、失步、振蕩、非主動(dòng)解列、故障)和事故處理(如保護(hù)協(xié)調(diào)、低頻低壓減載、連鎖切機(jī)、主動(dòng)解列、再同步等)。

7、虛擬電廠。是將某個(gè)區(qū)域的分布式電源合并作為一個(gè)電廠參與電網(wǎng)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)有效調(diào)度管理的技術(shù)。利用該技術(shù)能提高分布式電源的滲透率，吸引分布式電源參與電力交易和需求側(cè)響應(yīng)。

8、鏡像備用。在某些特殊情況下，控制中心可能失去部分或全部功能，因此有必要為控制中心的信息建立實(shí)時(shí)鏡像，在緊急情況下用鏡像取代原控制中心的功能。4.2智能變電站

智能變電站將整合變電站自動(dòng)化、地理信息系統(tǒng)、SCADA等技術(shù)，并兼容微網(wǎng)和虛擬電廠；能與控制中心實(shí)現(xiàn)高性能通信;在控制中心授予的權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行控制和建模。智能變電站主要具有4種能力:自治、實(shí)時(shí)建模、協(xié)調(diào)、操作自動(dòng)化。

1、自治能力。變電站能在必要時(shí)調(diào)整AVR(automaticvoltageregulator)的定值以減小線損、提高電能質(zhì)量和電壓穩(wěn)定性。在智能電網(wǎng)中，分布式發(fā)電滲透率將增加，微網(wǎng)、虛擬電廠等技術(shù)將逐步得到應(yīng)用，配網(wǎng)中AVR的調(diào)整方式將適應(yīng)這個(gè)趨勢。

智能檢修是智能變電站的重要特點(diǎn)。它能監(jiān)測分析變電站設(shè)備(如變壓器、母線、避雷器、隔離開關(guān)和斷路器、互感器等)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，從而優(yōu)化資產(chǎn)使用和節(jié)約人力成本。此外，智能變電站還能實(shí)現(xiàn)預(yù)警報(bào)警、自動(dòng)故障診斷和處理等功能。

2、實(shí)時(shí)建模能力。變電站能實(shí)時(shí)監(jiān)測轄區(qū)運(yùn)行狀態(tài)，辨識(shí)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)模型，從而為控制中心提供決策依據(jù)。

3、協(xié)調(diào)能力。變電站應(yīng)服從控制中心指令，因此應(yīng)有專門的系統(tǒng)協(xié)調(diào)變電站自治和控制中心指令之間的關(guān)系。

4、操作自動(dòng)化。變電站能在微機(jī)的控制下取代操作人員進(jìn)行倒閘、開閉地刀等操作。4.3智能線路

在智能線路中，基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)水平將會(huì)提高，在線監(jiān)控和智能檢修會(huì)投入應(yīng)用。

1、基礎(chǔ)設(shè)施。特高壓、HVDC,VSC-HVDC,FACTS、高溫超導(dǎo)等技術(shù)會(huì)更多地投入使用，從而使線路獲得更高的輸電容量。合理利用其中的某些設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)提高電能質(zhì)量、阻尼系統(tǒng)振蕩等功能。

2、遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能檢修。目前的線路檢修經(jīng)常需要檢修人員實(shí)地勘察，這將消耗大量的人力物力并具有一定的危險(xiǎn)性。智能電網(wǎng)能實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測線路上的電壓、電流、功率、頻率、覆冰、絕緣、污閃、植被、弧垂、桿塔應(yīng)力、設(shè)備狀態(tài)等;并利用相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，進(jìn)行故障定位、自動(dòng)融冰等操作。4.4智能需求側(cè)管理

該功能融合了高級量測體系、微網(wǎng)、定制電力等技術(shù)。

1、高級量測體系。該體系包括智能電表、通信、電表數(shù)據(jù)管理3個(gè)系統(tǒng)。借助該體系能實(shí)現(xiàn)智能需求側(cè)管理，比如用電狀況收集、需求側(cè)/電網(wǎng)雙向通信、實(shí)時(shí)電價(jià)響應(yīng)、智能家電控制、虛擬電廠和微網(wǎng)控制、防偷電等任務(wù)。

2、微網(wǎng)。微網(wǎng)技術(shù)是由分布式電源、負(fù)荷以及其他監(jiān)控、保護(hù)裝置組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，其中還可能包括換流器、儲(chǔ)能設(shè)備等;既能并入大電網(wǎng)運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行。利用微網(wǎng)技術(shù)可以提高電網(wǎng)的可靠性和電能質(zhì)量，吸引用戶參與需求側(cè)響應(yīng)。

3、定制電力。利用電力電子裝置等設(shè)備，根據(jù)用戶的差異化需求提供個(gè)性化服務(wù)。5智能電網(wǎng)發(fā)展需求5.1、堅(jiān)強(qiáng)而靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱?jiān)強(qiáng)、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。我國能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，無論從當(dāng)前還是從長遠(yuǎn)看，要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對電力的需求，必須走遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸電和大范圍資源優(yōu)化配置的道路。特高壓輸電能夠提高輸送容量、減少輸電損耗、增加經(jīng)濟(jì)輸電距離，在節(jié)約線路走廊占地、節(jié)省工程投資、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面也具有明顯優(yōu)勢。因此，發(fā)展特高壓電網(wǎng)，構(gòu)建電力“高速公路”，成為必然的選擇。如何進(jìn)一步優(yōu)化特高壓和各級電網(wǎng)規(guī)劃，做好特高壓交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)的銜接、特高壓電網(wǎng)與各級電網(wǎng)的銜接，促進(jìn)各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、送端電網(wǎng)和受端電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、城市電網(wǎng)與農(nóng)村電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，成為需要解決的關(guān)鍵問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越突出，對主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求相應(yīng)地提高。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對冰災(zāi)?戰(zhàn)爭等突發(fā)災(zāi)害性事件對電網(wǎng)安全的影響。5.2、開放、標(biāo)準(zhǔn)、集成的通信系統(tǒng)智能電網(wǎng)需要具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力：既包括識(shí)別故障早期征兆的預(yù)測能力，也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動(dòng)做出響應(yīng)的能力。智能電網(wǎng)也需要不斷整合和集成企業(yè)資產(chǎn)管理和電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理平臺(tái)，從而為電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行管理提供全方位的信息服務(wù)。因此，寬帶通信網(wǎng)，包括電纜、光纖、電力線載波和無線通信，將在智能電網(wǎng)中扮演重要角色。這也是GridWise和IntelliGrid項(xiàng)目的重要研究內(nèi)容。智能電網(wǎng)的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求，這一問題需要格外注意。目前美國EPRI

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