智能电网的概念

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1、智能电网的概念：智能电网就是电网的智能化，也被称为 “电网 2.0”，它是建立在集成的、高速双 向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方 法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境 友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满 足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及 资产的优化高效运行。二 智能电网概念的发展第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电 网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的建设智能电网创新运 营管

2、理中国电力发展的新思路 白皮书可以看出， 解决方案主要包括以下几个方面： 一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度； 二是数据的整合体系和数据的收集 体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管 理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管 理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM 一个市场推广策略。第二个是奥巴马上任后提岀的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中 对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美 国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美

3、国国家电网的价值 和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理：全面推进分布式能 源管理，创造世界上最高的能源使用效率。可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后， 急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性：二是通过智能电网建设将美国拉出金融 危机的泥潭：三是提高能源利用效率。第三个是中国能源专家武建东提出的 “互动电网。互动电网，英文为 Interactive Smart Grid ，它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在开放和互联的信息 模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供 电、用电、客户售电、电网分级调度、

4、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、 分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它 将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设 施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。互动电网还可以通过电子终端将用户之间、 用户和电网公司之间形成网络互动和 即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电 视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售：可以 整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现 各种电源和客户终端与电网的无缝

5、互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互 动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综 合效率。互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心 实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲，互 动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技 术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动 新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集 成和安全等特点。我以为：互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术 手段大规模推动工业革命最重要

6、财产 电网体系得革新和升级， 建立消费者和电网管 理者之间的互动。三 智能电网技术层面的意义和社会意义1. 智能电网可提高能效，保护环境智能电网的核心价值是提高能效，减少温室气体排放，利用各种高科技手段提升发、输、 配、用电各环节的运行管理水平，节约资源，保护环境。智能电网的推广可减少25%以上 的由发电产生的二氧化碳，这相当于1.3 亿辆汽车启动瞬间二氧化碳的排放量。智能电网还 可以提升供电及服务质量，并带动整个产业链的发展。总之，智能电网将现有电网所强调的安全、可靠、稳定，带到一个全新的高度，进一步 体现了电网对环境、经济乃至整个社会的积极贡献。2. 智能电网技术提升配网及用电管理水平说起

7、配网的智能化，很多人就会想到配网自动化。配网自动化当然也是智能配电网的重 要组成部分，但它只是实现了提高供电可靠性、缩短停电时间等部分功能。而智能配电网则 是多个信息及功能模块的有机集成。所谓有机集成，即通过跨平台的数据/信息管理，实现更多、更高级的应用。它更加强 调提升整个配网的运营水平，比如：如何通过削峰填谷，通过有效转移负荷，在现有网架基 础上配送更多电量，而不是单纯增加基建投资；如何通过全网的无功/电压管理，降低线损； 如何将实时负荷预测与气象、分布式能源联系起来，结合分时电价，引导客户消费，充分提 高现有发电机组的平均小时利用率，而不是单纯增加新机组以满足无计划的峰值需求；如何 提升

8、电网自身的危机处理能力，使之具备故障预警，快速判断，自行恢复等“自愈”功能。智 能配电网还能通过先进的电网快速仿真、许多可视化的工具、智能专家系统等，帮助提高生 产调度人员的工作效率。美国很多电力公司都把安装智能电能表及建设先进的计量系统作为建设智能电网的重 要内容。作为用电客户与电力公司的实时交互工具，智能电能表主要有两大功能：其一，它 是实现需求响应的信息及控制终端；其二，它是停电管理、电能质量管理等功能模块的信息 来源，它将整个营配系统的故障定位及电能监控深入到供电末端。加上集成的地理信息系统 及专家系统，电力企业就能更直观、更迅速地处理各种事件和状况，大大提高运营效率。互动电网学说的本

9、质， 就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业 革命的最重要资产 电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互 动。互动电网的功效包括：一是智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动 态的浮动电价制度；二是可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运 行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进 行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理；三是智 能电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳能、风能、地热能等，实现分布式 能源管理；四是可以提高供电效率，减少能量损耗，改善供电质量，解决电网商业化 运转；五是智能

10、电表可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进 行通信、宽带业务或传播电视信号。为此，IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动全球能源革命的深度扩散。通过建造互动的电网，将推进 IT 革命进入创新阶段；将为消 费者提供更好的减少能源消耗的路径；将为整个社会节约成本、降低温室气体排放， 并促进绿色经济占统治地位。武建东认为，定义一个概念解放一个时代，把握一个概念焕发一个行业的潜能， 而界定电网信息化的概念是确定一个国家电网现代化的基本前提。 中国电网升级化路 线应该定义为互动电网的变革， 互动电网的发展是全球工业和信息业的一次新产业革 命、技术革命和管理革命，

11、应该以此为基础制定中国高起点的电网现代化的战略发展 路线。四 智能电网的智能目标智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安 全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。智能电网必须更加可靠智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出 充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就 能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。智能电网必须更加安全 智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大 面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网 必须更加经济 智能电网运

12、行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。智 能电网必须更加高效 智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗， 电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低 成本的电源包括可再生能源的接入。智能电网必须更加环境友好 智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过 程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下， 在未来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，减少对景观的实际影响。智能 电网必须是使用安全的 智能电网必须不能伤害到公众或电网工人， 也就是对电力的 使用必须是安全的。五 智能电网的主要特征智能电网包括八个方面的

13、主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不 是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。1.智能电网是自愈电网。 “自愈 ”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来 并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态， 从而几乎 不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的 “免疫系统 ”。这是智能 电网最重要的特征。 自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问 题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网 确保了电网的可靠性、 安全性、电能质量和效率。 自愈电网将尽量减少供电服务中断， 充分应用数据获取技术，

14、执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复 供电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、 发电厂和线路； 实时应急分析将确定电网整体的健康水平，触发可能导致电网故障发展的早期预警， 确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施； 和本地和远程设备的通信将帮助分析 故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态，基于这些分析，采取 适当的控制行动。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发 生其他的问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信， 以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上， 同时传感器还有检测故 障前兆

15、的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警2.智能电网激励和包括用户。 在智能电网中，用户将是电力系统不可分割的一部 分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能 电网的角度来看， 用户的需求完全是另一种可管理的资源， 它将有助于平衡供求关系， 确保系统的可靠性；从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参与电网 的运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。在智能电 网中，用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同 时需求响应（DR）计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求，减少

16、或转 移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支， 通过降低线损和减 少效率低下的调峰电厂的运营，同时也提供了大量的环境效益。在智能电网中，和用 户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理 的基础。实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信 息以及其他一些服务的信息， 同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方 案。3. 智能电网将抵御攻击。 电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击 的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。 智能电网将展示被攻击后快 速恢复的能力，甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的 设计和运行都将阻止攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也 能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。 智能电网 的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济