智能电网建设模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇智能电网建设，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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一、微电网--智能电网的高效补充

微电网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

微电网是智能电网的有机组成部分，是对智能电网的有力补充。目前，世界上通行的微电网发电主要依靠太阳能光伏发电、风能发电、生物质能发电、燃料电池发电及地热、潮汐能、波浪能、温差能和盐盐能发电等。

前瞻产业研究院的《中国微电网行业深度调研与可行性分析报告（2012版）》分析指出，与传统集中式能源系统相比，微电网具有许多优势，如微电网接近负荷，线损显著减少，建设投资和运行费用较省；分布式能源具备发电、供热、制冷等多种服务功能，可实现更高的能源综合利用效率；发展微电网有利于各类可再生能源（太阳能发电、风力发电、生物质发电等）的利用，减少了排放总量、征地、电力线路走廊用地和高压输电线的电磁污染，缓解了环保压力；微电网可以解决部分调峰和备用问题，做到与季节性和地域性的电力需求变化相适应，使得电力系统的经济性和安全性达到最佳平衡；微电网可以提高供电可靠性、供电质量和电网的安全性；发展微电网技术可形成和谐多元化的电网格局。

值得注意的是，微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合，可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本，确保电力系统的运行更安全和更经济。

目前，我国微电网主要分为城市片区微电网和偏远地区微电网。

城市片区微电网一般按照居民小区、宾馆、医院、商场及办公楼等建设，正常情况下主要通过大电网供电。大电网故障时，将城市片区微电网断开，进入孤岛运行模式，用以保证所接重要负荷的供电可靠性和电能质量。一般接在10kV中压配网，容量为数百千瓦至10MW等级。

偏远地区微电网主要指农村微电网和企业微电网。目前，在农村、草原等偏远地区，供电困难，居民无法用电。解决的方案是不延伸电力系统，以较低的成本利用当地可再生能源供电。企业微电网一般接在10kV及以上中压配网，容量在数百千瓦至10MW。企业微电网一般分布在城市郊区，如石化、钢铁等大型企业，利用传统电源满足企业内部的用电需求。

自从我国开始注重新能源的发展，促进光伏、风能等新兴产业的政策不断出台，“光明计划”、“金太阳计划”等各种计划陆续施行。无论是新农村建设，还是在城市供电网路中，微型电网正扮演一个越来越重要的角色，并成为中国可持续发展中电网的一个重要方向。

目前，我国规模最大、海拔最高也是我国首座兆瓦级水光互补微电网电站――玉树州“金太阳”水光互补微电网发电工程已竣工发电。该工程太阳板8700多块，蓄电池8200多块，该工程利用太阳能发电后，并入水电网，形成有益的互补。

2011年，在水电出力下降、电煤供应紧张、电源电网结构失调、跨区输电不足、电力需求增长较快等因素综合作用下，全国共有24省级电网相继缺电，最大电力缺口超过3000万千瓦。中电联预测，2012年全国电力供需仍然总体偏紧，区域性、时段性、季节性缺电仍然较为突出，最大电力缺口达3000万-4000万千瓦。

近年来频发的“电荒”现象，导致部分省市拉闸限电，企业遭受严重损失，尤其是能耗较大的企业，遭遇限电措施更加频繁。为应对“电荒”局势下的限电措施，许多企业应自备电源，但企业采用柴油发电机发电，发电成本高昂，经济效益大打折扣。

前瞻产业研究院微电网行业研究员欧阳凌高指出，在面临巨大电力缺口的背景下，发展微电网成为工商企业提高经济效益的有效途径。而发展农村微电网不仅是解决无电地区的可行方案，也是众多可再生能源丰富的偏远地区提高经济效益的有效方案。

东方证券也研究报告称，电力系统输电主网结构已经基本形成，未来电网建设投资的重心将转向配、用电环节，因此，微电网相关投资有望在未来成为智能电网投资结构性变化中的新亮点。

二、微电网普及推广难题

当前，我国微电网系统还处在研究示范阶段，部分项目已成功投运，运行情况良好表明我国微电网系统建设是可行的。微电网的优异性，使得其在工商业区域、城市片区及偏远地区都存在极大的应用潜力。我国在微电网方面应加大研究力度，加快研究进程，尽快普及微电网系统，助推智能电网的发展。

2011年7月29日，国家电网公司电力科学研究院承担的“微电网技术体系的研究”项目在南京通过国家电网公司验收，这标志着我国微电网的发展达到一定阶段，但截至目前，我国微电网项目的发展与推广仍然存在许多亟待研究和攻克的技术难题，主要包含新能源发电技术、电力电子技术、储能技术和通信技术等。

从微电网自身的发展过程来看，微电网的控制、保护和接入标准等，成为促进微电网健康可持续发展亟待解决的问题。

首先是微电网的控制问题。

微电网灵活的运行方式与高质量的供电服务，离不开完善的稳定与控制系统。控制问题也正是微电网研究中的一个难点问题。其中一个基本的技术难点在于微电网中的微电源数目太多，很难要求一个中心控制点对整个系统做出快速反应并进行相应控制，往往一旦系统中某一控制元件故障或软件出错，就可能导致整个系统瘫痪。因此，微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应，例如，对于电压跌落、故障、停电等，发电机应当利用本地信息自动转到独立运行方式，而不是像传统方式中由电网调度统一协调。

具体来讲，微电网控制应当保证任何微电源的接入不对系统造成影响，自主选择运行点，平滑地与电网并列、分离，对有功、无功进行独立控制，具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。

其次，微电网的保护是关键，也是难点。

微电网具有潮流的双向流通性，因此，微电网的保护问题与传统保护有着极大不同，且微电网在并网运行与独立运行两种工况下，短路电流大小不同且差异很大。因此，如何在独立和并网两种运行工况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障，同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微电网保护的关键，也是微电网保护的难点。

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2智能电网建设过程中中所运用的电力技术

在我国智能电网建设的过程中运用到的电力技术主要用一下几个方面第一是储能技术，其二是基于电压源换流器的柔性直流输电技术，第三是柔流输电技术；第四是风力发电技术；第五是太阳能发电技术；第六是高压直流输电技术。这六门技术在智能电网建设的过程中发挥着重要的作用，下面笔者就这六项技术展开简单的分析与研究。

2.1在电力系统中,实现智能电网受到各种技术因素的影响,还受到环境因素的影响。基于智能电网相关技术的分析,结合战略的发展趋势本文进行了讨论。摘要因为太阳能与风能能够直接连接到电网上，对与电池如何迅速地进行放电与充电问题，如何有效进对智能电网上的电池进行管理，成为了我们应该积极考虑的问题。基于上述的考虑，我们在智能电网的建设过程中，采用能源的存储技术，这种技术可以使上述的问题得到解决。在该技术中，最重要的组成技术就是飞轮的储能技术，这种技术借用电机作用，从而能够实现机械能与能源间的转换。也就是说当电网需要的时候，电机就可以成为发电机，其和飞轮的机械能可以快速转换为所需的功率,传输到电网系统。飞轮的制成材料是高强度的玻璃纤维，其通过一对磁悬浮轴实现悬浮在空气中的,因此我们说在飞作的过程中，几乎不会损失能量。而且风轮的转速能到40000r/min以上，这更提高了整个装置的转行效率。

2.2基于电压源换流器的柔性直流输电技术在灵活的直流电压源逆变器的基础上,在立足电压源换流器以及脉冲宽度调制调制的基础上，形成了两种技术组合成的一种新型直流技术。智能电网中的运用电压源换流器的柔性直流输电技术，不仅解决了直流和交流传动加载点之间的问题,还简化了设备,也有一个低得多的成本。

2.3柔流输电技术所谓的灵活交流输电技术,是一种集成电力电子技术,它可以灵活使用、方便快捷。这种技术可以有效而广泛地对当前的范围进行控制。而且在电力传输的过程中，柔性的交流输电技术还可以改善线传输能力,可以减少备用发电机组容量,提高电源智能电网的稳定性。

2.力发电技术当前在风力发电的市场上，主要采用的主流发电机组都是双向感应发电机与永磁同步发电机等设备。也就是说风力发电的过程中,可以根据风力转子励磁电流的频率、速度，有效地实现控制发电机组有功功率和无功功率额目的,利用让风力涡轮机的多级智能电网变速的特点，提高风能利用率，但是永磁同步发电机只能借助于全功率变频器才可以。因此我们说,在智能电网中运用风力发电技术，可以更好的利用自然资源与能力，节省更多的人力物力与财力，节能环保。

2.5太阳能发电技术太阳能发电也叫光伏发电，因为在智能电网中，太阳能经常使用一个光伏阵列或一个数字光伏模块和逆变器,蓄电池互连线，其是借助光伏阵列形成的。在光伏发电系统中,是基于一定的互连的当前值,因此在当前的调整中,在电池的帮助下，控制器对蓄电池组进行双向的充电和放电控制,实现智能电网的安全可靠运行稳定的电力供应。

2.6高压直流输电技术所谓的高压直流输电,是使用的稳定直流没有感抗,容抗也不工作,不同步问题,实现的。高压直流输电技术运用的远距离大公路的直流输电方式，这种方式在输电的过程中，电容量非常大，而且比较文星。尤其是在架空线路和电缆远距离输送传统电力,这种技术也同样适用于通信系统要求独立场合的连接。在智能电网中使用高压直流输电技术提高了电网的安全稳定性能。

3电力技术在智能电网建设活动中发挥作用

综上所述,电力技术在智能电网的建设中发挥了重要作用,在这一点上,总的来说是很容易的。电力技术在智能电网建设中的影响具体的来说不外乎一下几点：第一改善和提高电网运行水平和控制能力；第二满足用户对电能质量的需求,和改善电网服务质量；第三优化了电网资源配置能力；第四确保和提高电网互联的风能和太阳能系统容量；第五对大中型城市电网容量和电流的提高,有效促了信息社会的发展。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.174

在城市经济水平不断提升的现代化建设中，智能电网的配电自动化建设发挥着重要作用，不但是智能电网信息化建设的重要组成部分，还是人们生活水平进一步提升的重要保障。因此，对智能电网的配电自动化建设有比较全面的了解，对于推动我国市场经济快速发展有着重要意义。

1 智能配电自动化系统的概述

根据相关研究和调查可知，从配电容量、规模等方面进行分类，智能配电自动化系统主要有小型、中型和大型三种，而配电自动化主要是指站房总和自动化、相关自动化设备、调度中心到终端站房的安全监控、故障预警与保修、自动化抄表和各种信息数据采集等。因此，智能配电自动化系统的建设，需要根据类型、实际要求、目标、未来发展规划等选择合适的规模，并保证其经济性、可扩展性和安全稳定性等，才能更好的满足不同区域经济进一步发展的供电需求。目前，智能配电自动化系统的合理应用有着如下几个方面的优点：一是，灵活性比较好，在实际进行建设时，可以根据配电自动化系统的类型选择子站、主站和终端等，并且，在以后的扩建中，只需要增加一定量的主站系统，则可以满足更多用户的用电需求。二是，自动化程度较好。在实际运行过程中，必须严格按照相关规范标准执行，并加强操作技能提升，则能保证整个系统的稳定运行。

2 智能电网的配电自动化建设

在实践过程中，智能电网的配电自动化建设主要包括如下几个方面：

（1）初级阶段需要注重系统供电稳定性、安全性和可靠性的有效提高。首先，注重双电源环网供电模式的合理应用。在进行初级阶段的智能电网配电自动化建设，需要连接好相邻两条线路，并通过两个电源来构成一个环网供电模式，才能使配网结构得到合理优化，从而保证配电网手拉手供电方式的实际效果。在这个系统中，需要使用的变电站出线保护开关，在结合微机的情况下有着多次重合功能、自动操作功能、遥控操作功能等，并且，通信与远动设备、事故信息和监控系统等操作也能由微机控制完成。例如：装置和线路如果出现故障问题，则会通过RTU将信息迅速传递到微机控制中心，这时主站系统会对其进行自动化判断，并确定故障的发生范围，以便根据现场的实际情况采取断开故障段开关的操作。其次，注重自动符合分段器应用模式的合理应用。在进出变电站出线的安装时，通过自动重合闸开关发挥保护作用，可以在线路上安装多字自动配电开关，并同时安装电压检测设备，对于提高整个配电网的运行安全性有着极大作用。如果配网系统的某个线路段出现故障，自动重合分段器会自行进行判断，并确定关合故障的时间。由此可见，根据供电部门的实际情况，选择合适的操作方式，不但能降低智能电网的配电自动化建设的成本，还能大大提高配电半自动化操作的安全性和可靠性。

（2）注重系统网络结构的合理优化，减少线损情况。在结合微机进行操作和控制的情况下，智能电网的配电自动化建设需要注重整个系统网络结构的合理优化，并有效建设线损情况，才能真正提高配电网运行的稳定性，从而保障各个方面的用电需求。在实践过程中，首先，需要注重数据远程传输系统的构建和完善。通过GSM公众无线通信网短信息服务，可以实现各种数据信息的远程传输，因此，在输电线路上安装合适的电压检测设备，对于降低线损程度有着极大作用。其次，注重负荷管控系统的不断推广和应用。通过GPRS、GSM等移动通信网络来构建基础通讯平台，可以实现远程用户的有效管理，并提供高效的服务，从而达到远程自动抄表、有序用电、监控符合和检测电能智能的目的。最后，合理采用检测终端。在充分利用监测终端的情况下，各种数据信息可以得到及时、有效、全面的采集和整理，并且，变压器的运行情况也能得到全面监控，以在加强无功补偿和三相平衡的基础上，实现配网运行方式的优化管理，从而降低故障问题带来的影响，对于提升智能电网的配电自动化水平有着重要影响。

3 结束语

综上所述，由于我国不同地区的经济水平存在一定差异，因此，智能电网的配电自动化建设，需要对当地的经济发展情况、配网建设需求、未来发展规划等进行全面分析，才能真正提高区域经济的自动化程度。因此，在我国市场经济快速发展的情况下，加强智能电网的配电自动化建设，需要采用分阶段建设的方式，才能增强区域配电网能力，对于提升我国综合国力有着极大作用。

参考文献：

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中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0164-01

能源对于人类来说，永远是匮乏的。随着全球经济的飞速发展，各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势。能源问题越来越突出，以火电为主的电力结构给环境保护带来了沉重的压力。目前，关于智能电网的研究主要集中在建设规划、关键技术、运行策略等方面。在电网中长期发展阶段中，大量不同形式的嵌入式发电方式的引入，尤其是大规模的间歇性可再生能源的应用，使得整个系统运行的安全性与稳定性成为需要解决的主要问题。随着储能技术的不断发展，它将会在分布式发电接入电网方面起到重要的作用。

1.储能技术在分布式发电中的作用

储能技术在分布式发电中的作用大致可以概括为以下三个方面：

（1）由于风力、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化，此时储能装置可以及时地将储存的能量释放出来，保证供电的持续性和可靠性。

（2）改善电能质量，维持系统稳定。在风力发电中，风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化，从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径，同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。

（3）分布式发电系统可以与电网连接，实现向电网的馈电，并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统，受环境因素的影响较大，因此，无法制订特定的发电规划。如果配置能量储存装置，就可以在特定的时间提供所需的电能，而不必考虑此时发电单元的发电功率，只需按照预先制定的发电规划进行发电。

目前实用的储能技术有电池、超导储能、飞轮储能、燃料电池等，其中电池储能技术历史悠久、应用广泛，技术非常成熟。不过也存在运行维护复杂、工作环境要求高、寿命短等显著缺点。超级电容是近年来出现的一种新型储能元件，与电池储能相比具有许多显著的优势，在特定应用场合已经显示出取代电池的趋势。

2.超级电容储能系统的优点

超级电容也称为电化学电容，它具有优良的脉冲充放电和大容量储能性能，是一种介于静电电容器与电池之间的新型储能元件。超级电容最大充放电性能由活性物质表面的离子取向和电荷转移速度控制，因此可在短时间内进行电荷转移，得到很高的放电比功率；同时，由于电极上没有发生决定反应速度与限制电极寿命的活性物质的相应变化，因此它具有很好的循环寿命。超级电容器存储的能量可达到静电电容器的100倍以上，同时又具有比电池高出10-100倍的功率密度。与静电电容器相比其优点是能量密度非常高，但是它耐压较低，受制于电解液的分解电压，漏电较大，容量随频率显著降低，因此适于低频使用。从其发展趋势来看，超级电容主要是用来取代或部分取代电池。与电池相比，超级电容具有许多电池无法比拟的优点。

（1）具有非常高的功率密度。电容器的功率密度可为电池的10-100倍，可达到10 kW/kg左右，可以在短时间内放出几百到几千安培的电流。这个特点使得电容器非常适合用于短时间高功率输出的场合。

（2）充电速度快。超级电容器充电是双电层充放电的物理过程或电极物质表而的快速、可逆的电化学过程，可以采用大电流充电，能在几十秒到数分钟内完成充电过程，是真正意义上的快速充电。而蓄电池则需要数小时完成充电，即使采用快速充电也需几十分钟。

（3）使用寿命长。超级电容器充放电过程中的发生的电化学反应具有很好的可逆性，不易出现类似电池中活性物质那样的晶型转变、脱落、枝晶穿透隔膜等引起的寿命终止的现象，碳基电容器的理论循环寿命为无穷，实际可达100000次以上，比电池高10-100倍。

（4）低温性能优越。超级电容充放电过程中发生的电荷转移大部分都在电极活性物质表面进行，所以容量随温度的衰减非常小。电池在低温下容量衰减幅度却可高达70%。

由于分布式发电导致的电能质量问题往往具有持续时间短、出现频繁的特点，应用超级电容作为储能设备进行快速补偿是理想的技术方案。虽然目前超级电容单位容量制造成本高于蓄电池，但在短时间应用领域，超级电容的性能和综合成本均优于电池及其它储能技术。

3.储能仿真

储能技术最重要的作用之一就是保持系统的输出稳定，为了更好的说明和验证储能技术的这一特点，本文使用PSCAD软件对超级电容储能技术进行了仿真研究。从仿真波形可以看出，在系统于3- 3.05秒钟期间中断输出后，系统输送的有功和无功中断，但此时由于储能装置的存在，系统母线电压和电流并未变化。由于直流母线电压的稳定、稳健，其逆变并网时就不会给电网带来波动冲击，电能质量就会大大提高。

4.结论

储能技术在分布式发电系统中发挥着重要作用，超级电容由于其自身具备的一些优势，将有广阔的应用前景。本文介绍了超级电容的特点，以及其作为储能装置在分布式发电系统中所起到的作用，并通过PSCAD仿真加以了验证。仿真说明，当系统电源出现短时断供时，超级电容储能装置能保持系统输出电压的稳定。

参考文献

[1] 施明融.几个国家对于分布式供能的政策支持[J].上海节能，2005 ， 6.

[2] 王振.智能电网技术现状与发展趋势.[J]企业科技与发展，2011（5）：16-18.

[3] 陈习坤，汤双清，刘刚.飞轮储能电池在并网型风力发电系统中的应用[J]，机械与电子 ，2005. （3）.

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中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

我国配电网的发展明显滞后于发电、输电，在供电质量方面与国际先进水平也有一定差距。目前，用户遭受的停电时间，绝大部分是由于配电系统原因造成的。配电网落后也是造成电能质量恶化的主要因素，电力系统的损耗有近一半产生在配电网，我国配电网的自动化、智能化程度以及自愈和优化运行能力远低于输电网，因此智能配电网的建设已经成为我国电力产业发展的必然趋势。

一、智能电网概述

智能电网即以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全生、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应不增值服务。

智能电网是人类面对电力供需平衡、新能源的接入、电网可靠性以及信息安全挑战的一种必然选择。它的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化。它代表了电网将来进化的一种愿景结合先进的自动化技术、信息技术以及可控电力设备，支持从发电到用电的整个电力供应环节的优化管理，尤其是新能源的接入以及电网的安全运行。

二、智能配电网发展要求、面临的问题及挑战

1、智能配电系统结构的发展要求

（1）综合考虑总体配电系统控制与终端用户控制，实现配电系统性能的优化，取得最优的电能质量和最可靠的稳定性。

（2）支持分布式电源高比重的并入，使系统的效率、灵活性、整体性能够得到有效提高，以利用分布式电源可靠的优化系统性能；配电系统故障时，可利用分布式电源局部供电。

2、配电网急需解决以下问题

（1）配电网自愈控制问题和运行优化问题；

（2）配电网运行中，大量分布式电源的并网，对配电网的影响问题；

（3）支持电力市场运行和可再生能源发电的政策问题；

（4）现代化的充放电设备对配电网的影响问题；

（5）配电网卡脖子问题；

（6）对于用户参与配电网需求侧管理问题；

（7）负荷参与电网调峰问题。

智能配网改变了传统配网的一些特性，也必然给电网发展带来一些挑战。比如分布式电源接入，可能会对电网电压造成影响，或者不经意造成短路甚至引起配网孤岛化等问题。最近几年，微电网这个话题在世界范围引起热议。分布式电源接入可以借助微电网的发展获得一些优势，变得更加稳定。如果能够由一个先进的能源管理系统来控制分布式电源，通过先进的技术手段进行监控，分布式电源接入电网可能带来的种种问题将会得到有效解决。智能配电及分布式电源接入是坚强智能电网发展中不可缺少的重要环节。但是，风力发电、太阳能发电、电动汽车充换电站、储能设备及微网等新型电源及负荷直接接入配电网，给配电网的安全稳定运行带来了新的技术问题和挑战。因此，配电网急需发展新的技术和工具，增加配电网的可靠性、灵活性及效率。目前，各国都在积极开展许多相关研究，开发实用有效的技术解决方法，从而应对新的挑战。

三、智能配电网建设的关键技术

1、配电网结构及运行研究

第一，结构方面，首先，在分析制约配电网智能化的政策及技术因素基础上，规划配电网走向智能的策略与步骤，其中，需要结合经济、环境、技术等约束，分析系统长期供需状况，目的是确保资金投入和新产品、技术有序进入，并考虑如何构建基于互联网的电子商务式的未来电网；其次，进行分散电源规划研究，包括准入条件(地点、费用)分析，采用含成本、可靠性等多种因素的多目标规划技术进行投资规划及其影响因子分析，含有分散电源的配电网新型潮流、GIS及可靠性分析，分散电源运行管理、风险及DR对运行影响分析等。第二，运行方面，为实现完美电力目标，支持系统应包含自动仪表测量、用户用电管理、配电网运营优化、设备故障预测、停电管理及恢复、峰荷管理等功能模块。

2、分散电源、分布存储及DR研究

①DR市场建设。首先，提出包括智能仪表、智能电器、智能楼宇、分散电源、分布存储、热电联产、市场交易平台、用户管理、用户分析及决策、数据管理、结算及账单管理、争议处理、通讯等各种要素在内的DR技术标准；其次，针对不同用户，分别确定参与DR的运作模式、容量以及评价体系；最后，应适时建设示范小区。

②分布存储设备设计。首先，需确定它与电网间的接口，包括安装地点、数据流及其控制、管理系统；其次，进行技术与经济性分析，并实施现场测试；最后，需研究存储设备提供辅助服务的能力及其实时性能。值得一提的是，电动汽车近年来得到广泛应用，它一般选择在负荷低谷时段进行快速充电，这类负荷十分分散，且随机性强，如果大量存在，将对电网的控制及电能质量带来新的挑战，同时，它也是一个移动电源，用户可以选择在负荷高峰，实时电价高的时段向电网注入多余电能以获取利润，这对未来市场的运行也必将产生巨大的影响，以上两方面的问题都需要做深入研究。

③智能仪表选择。DR离不开间断式测量且提供双向信息服务的自动智能仪表及其开放式管理系统，需要定义其通讯网关、系统原型、数据格式与功能模块。此外，众多智能仪表的产品供应商多来自IT领域，其更新换代速度快，会带来相互间不兼容、系统更换频繁的问题，需要采取统一模型和标准以及模块化设计生产等措施。

④运行分析。一是能根据电价及天气情况实时预测分散电源的电量输出；二是在市场环境下，进行包括随机潮流及短路电流等在内的稳态分析；三是考虑分散电源运行间断性的经济调度和机组组合；四是包括分散电源、DR用户、分布存储设备、电力电子元件及其控制系统的暂态时域及频域分析，以确保系统运行的安全可靠；最后，由于分散电源通常由电力电子元件接入电网，因此，需要研究电力电子设备及通讯系统的可用性及其可能的运行模式。

⑤开发基于分散电源、DR用户、分布存储设备

等元素在内的新型能量管理系统。这需要有崭新的理念、工具和技术保证手段，重点是研究如何利用这些元素建立自愈网络、如何利用远方控制协调这些分散元素以及如何确保电网电能质量等。

3、配电设备优化管理

首先，研究设备实时状态监视及诊断的高级模型、算法与工具；其次，从可靠性、电能质量、网络支撑等方面进行设备管理风险及社会、经济效益分析；再次，大力研究如何应用新型导体及绝缘材料提高线路热极限，如何更好地实现网间互联，如何进一步发挥超导等在控制潮流和预防阻塞方面的作用，如何充分应用可视化系统、安全限制下的最优潮流等分析工具，使配电设备更具使用效率。

4、不同类型能源间的相互作用研究

除电力外，还包括天然气、供热、水等其他形式的能源系统，它们相互作用，需要建立互联模型，并进行规划及运行层面上的全局优化，以减少彼此冗余度，进而提高整体效率，达到技术、经济、环境上的最佳状态。

结束语

智能配电网是建设有中国特色坚强智能电网的重要组成部分,是应对我国未来能源危机、环境污染、气候变化等问题的重要措施,是提升配电网运营指标、提高配电自动化水平、解决分布式电源大量接入对电网造成的负面影响、增强用户与电网的互动能力及电网的运掌控能力的有效手段。

参考文献

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中图分类号：TM769

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)27-0132-03

2010年上海世博会旨在展示人类未来的美好生活，期间推广的一些全新的技术项目己成为全世界的共识。其中一项叫做“智能电网”的技术吸引了人们的目光，整个世博园都成了它的实验场，也成为中国首个智能电网的示范区。智能电网离我们其实并不遥远，举例来说，上海世博园的能量中心是110kV蒙自变电站主变压器，不仅承担了浦西园区的电力供应，而且实现了数字化和智能化的信息采集和处理。再如，贴近百姓生活的智能电网应用就是分时电表，这是近年来为适应峰谷分时电价的需要而提供的一种电能表。它可按预定的峰、谷、平时段的划分，分别计量高峰、低谷、平段的用电量，从而采用不同的电价，发挥电价的调节作用，以合理使用电力资源，发挥最大效益。智能电网所涉及和覆盖的范围相当广，本文旨在探讨智能电网的概念、特征及其关键技术。

一、智能电网的概念及主要特征

智能电网是电网技术发展的必然趋势，也是社会经济发展的必然选择。从概念上说，智能电网(smartpower grids)就是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、决策分析技术和控制技术，与物理电网高度集成而形成的新型电网，即电网的智能化，也叫做“电网2．0”。

智能电网能够实现实时监测和控制电网运行，可以及时发现和诊断运行故障，能够有效实现电网的自我恢复，避免大面积停电，最大程度地减小损失。同时，智能电网具有更高的安全性，能够对在不同情况下造成的扰动自动进行辨识和反应，保证人身和电网设备的安全。另外，智能电网的智能性突出表现在对电力供应的平衡能力上，能够进行及时的调度，平衡缺口，实现最佳的供电数量和质量。智能电网的特征主要有以下几点：

1．白愈性。白愈性是智能电网最重要的特征。智能电网使用在线不间断评估方式进行自我监测，能够及时发现预备发生和正在发生的问题，并能够自动采取修复措施，将危害降低到最低。智能电网的白愈性最大限度的减少了供电服务的中断，保证稳定的供电服务。

2．鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理。智能电网的另一个革新是将用户也纳入到管理系统中来，从而更有助于平衡供求关系，保证系统稳定。通过智能电网，用户可以时时获知自己的电力消费情况，以及供电服务信息，并制定自己的使用方案。

3．数字化和信息化。现代信息通信技术、现代电力电子技术、芯片技术等数字化数据采集、控制装置和手段将在智能电网中得到广泛应用，具备专有自主分析功能的数字化芯片嵌入电力装置中，电网进入数字化信息时代。

4．全过程智能化。智能电网是全过程的智能化。发电上，主要是新能源的接入与智能化的协调。用户端，则与供电方实现智能化的互动协调，整体上实现“实时的需求响应”，用户将根据自己的电力需求，以及电力系统满足自己需求的能力，来调整自己的电力消费，从而获得实实在在的好处。

二、建设智能电网所涉及的关键技术

(一)坚强而灵活的网络拓扑

智能电网的推进离不开信息通信，离不开坚强而灵活的网络拓扑。一个布置科学合理的配电网络拓扑可以决定智能电网系统的优劣。配电网络拓扑分析是配电自动化和DMS高级应用功能的基础。配电网络拓扑中常见的分析方法是邻接矩阵法和树搜索法。邻接矩阵法和搜索分析法同时应用于配电网的拓扑分析。邻接矩阵法应用在厂站分析中，适用于所有的主接线形式。邻接矩阵法应用于厂站的拓扑分析时，用节点消去法代替邻接矩阵的自乘运算，能够提高厂站的拓扑计算速度。

(二)高级计量体系和需求侧管理

由于能实现带有时标的多种计量，智能电表实际上成为分布于网络上的系统传感器和量测点。因此，高级计量体系不仅能为电力公司提供遍及系统的通讯网络和设施，也能提供系统范围的量测和可观性，被视为是实现智能电网的第一步。它既可以使用户直接参与到实时电力市场中来，又可为系统的运行和资产管理带来巨大效益。

高级计量体系由安装在用户端的智能电表、位于电力公司内的计量数据管理系统(MDMS)和连接它们的通讯系统组成。近期，为了加强需求侧管理，该体系又延伸到了用户住宅之内的室内网络(HAN)。这些智能电表，能根据需要同时实现多种计量(如kw・h，kvar，kw・V等)，设定计量间隔(如5min，15min，1h等)，并具有双向通讯功能，支持远程设置、接通或断离、双向计量、定时或随机计量读取。同时，有的也可以作为通向用户室内网络的网关，起到用户端口(Customer Portal)的作用，提供给用户实时电价和用电信息，并实现对用户室内用电装置的负荷控制，达到需求侧管理的目的。

(三)开放、标准、集成的通信系统

通信支撑是智能电网的重要组成部分，而通信接入是智能电网通信支撑的关键。由于EPON系统网络拓扑能够与电力配电网环形、链形结构完全吻合，能够节省光纤，能够实现站点到配电终端之问链路的1+1保护功能并且实现50ms保护切换，能够实现单纤双向高带宽业务承载，全程无源，能够完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的要求，因此EPON是智能电网通信接入的最佳技术选择，基于EPON技术组网是配电、用电、调度等环节的理想通信方式并将在智能电网中发挥重要作用。

(四)高级电力电子设备

电力电子技术是使用电力电子器件(如晶闸管、绝缘栅双极晶体管等)对电能进行变换和控制的技术。智能电网的一个重要技术基础就是大功率电力电子，以满足智能电网所要求实现的特性。这项技术具有明显的节能效果，还能提高系统的运作效率，使系统达到最佳状态。电力电子设备是弱电控制强电的媒介，也是设备连接到计算机的途径。

(五)可再生资源接入

可再生资源主要包括太阳能、风能、潮汐能、生物质能。如今，电力和能源的供应紧张已成为制约我国国民经济稳定、可持续发展的瓶颈。从建设成本和资源保护的角度出发，通过新增发、输、配电设备来满足日益增长的高峰负荷的需求变得越来越困难。此外，电力生产过程的连续性，要求发电、供电和用电之间必须随时保持平衡，电力系统内的发电容量和设备均需要具备相应的备用容量。电力系统对大规模电能储存技术提出了现实需求，大规模的电能储存技术可用于电力的“削峰填谷”，改善电力的供需矛盾，提高发电设备的利用率。

目前，各个国家普遍认为，太阳能和风能是解决 能源问题的根本途径，以下数字对此进行了说明：

每年流向地球的太阳能：5．46×1024J

每年全球的可利用风能：2．5×1021J

全世界石油总储量：1．89×1022J

全世界天然气总储量：1．57×1022J

全世界每年能量消耗量(2007年)：5．0×1020

每年流向地球的太阳能的0．01％或风能的20％就足够全世界的能量消耗。根据德国太阳能工业协会Bundseverband solarwirtschaft的预测，在本世纪中叶以后，太阳能和风能，特别是太阳电池发电，将成为主要的能源。

(六)智能调度和广域保护系统

1．系统快速仿真与模拟。己开发的DTS是一个较复杂的软件系统，其核心包括四个部分：(1)电力系统模拟子系统(Power System Model，简称PSM)。它模拟实际的电力系统的运行状况，即电力系统网络及各种设备的静态和动态响应。PSM包括模型生成和算法求解，电力系统仿真模型包括网络模型、负荷模型、变压器模型、发电机模型、继电保护和自动装置模型和外网等值模型等。仿真算法技术包括网络拓扑，节点优化，稳态潮流计算，故障计算，暂态过程计算，动态全过程仿真计算，操作处理方法等。(2)教员控制子系统。包括培训教案制作，培训过程控制和培训综合评估。它提供故障的设置，可进行暂停、恢复、快照、恢复初态、恢复事故前的状态、重放等。(3)SCADA／EMS仿真子系统，即图形支撑系统。要求与在线系统在显示内容与画面风格上一致，也就是与实际SCADA／EMs图形一体化，DTS可以共享SCADA的厂站图、系统图。将描述SCADA／EMs系统的厂站图和系统图的图形数据文件经过数据分析转换处理，DTS系统的图形支撑系统可直接调用显示。(4)数据库管理子系统。它是DT8数据管理的中心，也为DTS其它核心模块提供了数据通信的平台。DTS数据库设计方案采用了大型商用数据库与实时共享库相结合的办法。用ORACLE数据库管理系统维护模拟EMS数据库、图形库和培训教案库，而用实时共享库仿真实际SCADA实时数据库。

2．智能预警技术。智能预警系统主要起到对无人值守变电站的安全维护作用，对于影响设备运行状态的各种因素及时进行预警，例如水灾、火灾、设备异常、烟雾、电缆沟异常等。智能预警技术通过在线监测，提早发现故障并及时处理，大大提高了变电站的安全运行水平。

3．优化调度技术。智能电网的调度技术是指综合运用多种技术对整个电网进行智能控制。一体化调度管理技术体现了智能化调度中心高效和规范运转。一体化调度计划运作平台和大型可再生及分布式能源接入控制技术体现了智能电网的经济性与灵活性，符合国家节能减排的政策，也利于资源的大规模配置，同时也为灵活的大规模可再生与分布式能源的接入提供技术支撑。

4．预防控制技术，如电网故障智能化辨识及其恢复。由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断。智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。

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中图分类号：TN915文献标识码： A

对智能电网内涵的解读不同国家各有不同，各国建设智能电网的侧重点也不尽相同，但最基本的内容是一致的，国际能源大会对智能电网的定义是：智能电网是建立在高度集成的双向通信网络基础上，通过先进的传感、测量技术以及先进的控制、决策支持系统，实现电网的安全可靠、经济、高效的目标。智能电网是IT产业与能源产业结合的产物，它通过用户与电网公司之间的网络互动实现数据读取的实时、高速、双向，从而优化电网管理，提高电网运行效率。 

智能电网的概念最早是由美国推出的。美国电网是世界上最大的电网，在时间和空间上都很复杂，具有强非线性及不确定性。随着风能、太阳能等可再生能源入网规模的增大，电网的不稳定性问题日益突出。2003年美国大停电后美国努力提高电网运行的可靠和效率，在电网安装大量的传感器以采集电网安全稳定运行与控制需要的信息，智能电网应运而生。

一、智能配电网的概念 

在现代电网的发展过程中，各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各自的发展方向和技术路线，也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能配电网已在世界范围内形成共识［1］。从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点：智能配电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。 

智能配电网是实现全社会低碳发展的关键。在发电端应用智能配电网技术可以提升接纳清洁能源的能力，还可提高传统发电技术的效率；在电网环节可以降低线路损耗，提高输电效率，提升电网基础设施资源利用率和供电可靠性，从而达到节能减排的目的；在深入千家万户的配电端，通过智能电表，可将用电信息反馈给用户，提高用电效率，用户还可通过智能配电网将自家太阳能发电卖给电网，实现智能互动和绿色节能。 

二、我国智能配电网建设现状及存在的问题 

（一）配电自动化 

目前国内配网自动化的建设风风火火，但很多建设者对于要达到的目标和实施路线不明确。由于配网自动化的投资很巨大，必须“好钢用在刀刃上”，不应全面铺开，针对不同级别的供电区域有差异化的实施方案。目前国内的配电网一次网架结构较薄弱，单电源供电较多，不能满足N-1原则，无法实现馈线自动化这一重要功能。未来应聚焦在A类和B类供电区域实现馈线自动化功能，对一次网架进行改造，满足N-1原则，对于过于复杂的网架结构也给予简化。主站系统遵循IEC61970/61968标准是实现智能配电网的关键之一，在业务功能上，可先考虑实现不含可再生能源发电的馈线自动化，以提高供电可靠性。一次设备技术相对成熟，为了满足遥控的需要，要进行电控化，甚至智能化的改造。自动化终端设备实现分布式智能处理还需要实践检验其成熟度［2］。通信平台的建设至关重要，目前主要考虑采用光纤、无线、载波等通信技术的混合使用，但在具体的选择上还未达成共识。海量的配网自动化设备维护，对供电局的人员配置和技术水平提出了更高的要求。 

（二）可再生能源、储能及微网能量管理 

未来城市内实现高密度可再生能源发电，会根据发电规模的大小在配电网或用电网层面实现并网运行。为了消抑太阳能光伏发电的间歇波动特性，会配套建设储能装置。受城市内占地和投资金额的限制，清洁能源及储能目前的建设规模都不大。微网能量管理作为智能电网重要研究课题，目前还处在研究阶段。2010年12月31日，河南财专分布式光伏发电及微网运行控制试点工程联调成功，进入试运行阶段。光伏发电系统的装机容量为380千瓦，通过试点工程建设，旨在研究分布式光伏电源对配网规划、网损、潮流、电能质量、继电保护等方面的影响，掌握分布式发电、储能接入与微网运行控制技术，积累微网运行经验；研究光伏发电技术接入要求和原则，为清洁电源发展提供规范化、标准化依据。 

（三）汽车充电 

我国寄希望于电动汽车能带动汽车产业的发展，实现“弯道超车”。但电动汽车整个行业的运营模式还有待研究讨论，目前国家电网和南方电网都已确定了以换电为主，充电为辅的运营模式，但汽车厂家希望全部以充电为主，毕竟电池在整个电动汽车中占有很大一部分利润。在换电模式方面，究竟是以就地集中充换电为主，还是配送换电为主，也存在着较大争议。单台充电设施的功率可达几千瓦，大规模充电设施与主电网的协调运行和有序充电控制，是电动汽车发展中不可忽视的技术难题，国家863计划中专门立项对此进行研究［3］。2011年1月10日，国家电网公司智能充换电服务网络浙江示范工程在杭州顺利通过中电联的科技成果鉴定。鉴定专家组认为，这一项目是国际上首个实现城际互联的电动汽车智能充换电服务网络，整体技术处于国际领先水平。目前，杭州已建成10座充换电站，今年还将开工建设两座大型集中充电站，建成12座充换电站，同时还将建设30座动力电池配送站以及600个充电桩。但是，到目前为止，对于电动汽车的有序充电和电池换电标准等问题尚未解决。 

三、我国智能电网建设分为三个阶段：2009-2010年为规划试点阶段，主要进行智能电网规划、研究开发关键技术、制定技术标准、开展试点；2011-2015年为全面建设阶段，加快特高压和配电网建设，初步形成智能电网的服务体系；2016-2020年为提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网。 

我国建设中国特色智能电要兼顾供电安全可靠性、可持续发展性及市场竞争性等诸方面，全面规划，协调发展。我国今后发展智能电网应注意以下几点： 

（一）智能电网建设一次性投入大，政府要给予资金、财税政策的支持。 

（二）智能电网建设在世界上还处于起步阶段，有很多关键技术需要进行科技攻关，我国应加大人力、物力投入，抢占智能电网发展的先机。 

（三）加强标准化建设。制定统一的软件架构标准体系，制定建设与运营、通信、信息等方面的标准。2009年国际电工委员会标准化管理委员会组织成立的智能电网国际战略工作组提出了与智能电网有关的标准列表，对我国制订智能电网标准体系有借鉴作用。 

（四）建设统一的电力信息平台。实现数据一体化、集成应用一体化，完善全网的动态监控和优化调度。还要防范信息安全的风险，保障信息采集安全、通信安全和数据安全，防止黑客的入侵和病毒的攻击。 

（五）建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网，提高远距离输电能力，这是智能电网的基础。 

（六）在终端用户侧安装智能电表，实时监控、反馈用电侧信息。实现信息交互、自动控制等。 

（七）强化配电网的自动化建设，建设具备远程监控、实时数据功能的智能变电站。 

（八）发展储能技术，研制各种储能设备。推广分布式能源需要有能量和功率密度大、储能效率高、响应速度快、寿命长的高效储能装置做配套，储能装置有可充电蓄电池、超导储能、超级电容等。目前，大容量的储能系统主要是抽水储能。 

参考文献： 

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现阶段，随着电网信息行业的飞速发展，智能化已逐步取代传统电力系统，但随之而来的安全问题逐渐成为研究热点，因而信息安全问题成为保证电网稳定运行的基础。电力作为国家发展、生活生产必不可少的动力来源，其影响甚大，随着社会用电量的逐渐提高，智能电网技术已成为发展必然趋势，因此需要充分加强该系统的信息安全控制，具体分析如下。

 

1 智能电网信息安全现状分析

 

1.1 智能电网发展

 

现阶段，全球各国均在执行智能电网建设，充分表明了智能电网的优势价值，相应技术、规划体系建设需要相应的安全防护机制。国内对智能电网的定义为，特高压条件下，通过集合先进通讯技术、信息控制技术实现自动控制、互动良好的智能电网。现阶段，电网公司已经出行相应的发展规划目标，并针对配电设备的规范化、数字化发展提出了相应的标准规范，一定程度上促进了电力设备供货商的技术研发工作。我国智能电网发展起步较晚，发展尚处于初级阶段，发展空间较为广阔。

 

1.2 智能电网信息安全控制

 

智能电网控制中一般采用物联网技术，将设备的运行状态、厂区环境等信息采集后进行传输，景观分析处理后进行决策控制。智能电网系统中，信息采集、传输、处理等环节均会受到外来威胁影响，导致数据受损、信息破坏，进而形成整个管理系统的巨大漏洞，针对上述现象，智能电网系统中需要加强安全防御体系建设，充分研制出安全保护技术，进行充分有效的实时防护控制，避免数据受损、恶意攻击等现象。另一方面，需要充分加强信息安全体系的建设管理，提高信息的私密性保护、真实性、完整性控制。

 

1.3 电力行业信息安全分析

 

现阶段，国家将信息安全问题逐渐提升到新一层次高度，使得智能电网下的信息安全问题逐渐成为关注热点。2003年，某地区智能电网曾出现安全问题导致的系统故障，进而导致突发性事故，警报数量过大导致整体预警系统瘫痪，无法避免的大规模停电对当地居民的生活生产造成了恶劣影响。智能电网实行最近几年，多次发生系统漏洞、病毒侵袭、故障事故等状况，是相应安全防护手段不完善、核心技术不完善的宏观体现，为此，电力行业相关领域学者需要加强信息安全控制工作。

 

2 信息安全防护系统建设

 

2.1 智能电网的信息采集安全

 

信息采集作为基础环节，智能电网中的信息采集一般借助传感器实现，经短距离总线传输实现信息识别工作，现阶段，国内主要以有线方式为主。有线传输下的信息采集首先需要保证数据的精确性不受影响，目前对于常规环境下的温湿度、电流电压、烟感红外信息等技术已经相对比较成熟，传感器的准确度也比较高，但对于特殊环境下，例如高温、高电磁环境、高海拔下的传感器准确度仍是应不断研究解决的问题。

 

为了保证信息采集的安全性，需要加强数据终端控制工作，一般采用加密方法实现安全控制，密钥分为对称、非对称两种算法，非对称密钥的安全系数更大。主站控制为了保证安全防护等级较高，一般采用国家密码管理机构认可的加密手段，对于采集端、集中器一般借助硬件安全模块得以控制，为了保证安全防护的稳妥性，需要充分结合对称、非对称密钥同时进行。

 

2.2 智能电网的信息处理安全

 

信息处理安全一般体现在以下几方面：首先是数据存储、备份等方面，需要充分保证信息处理过程中的存储安全问题，本地存储中通过加密法进行，如身份认证实现访问;网络存储借助防火墙实现控制。其次，数据备份中一般根据相关信息的安全等级进行不同级别的备份，现阶段技术支持同步、异步备份工作，加强备份过程在信息完整性控制。再者，信息防御系统需要加强对攻击的抵抗性，将算法实现在协议栈的最底层，降低整个运算代价，一般实现技术包括：攻击识别、协议分析、主机识别、概率统计、反向探测、指纹识别等方式，其中常用的算法有流量梯度算法、参照物判断法、TCP协议反向探测算法、UDP指纹识别算法等。

 

2.3 智能电网的信息传输安全

 

智能电网中，信息传输安全一般指传输数据的安全控制，需要针对各种形式的网络进行安全控制，包括有线、无线及移动通信网络。

 

现阶段，智能电网一般采用有线传输进行，作为常规传输技术，有线传输一般要借助虚拟技术，加强设备之间的通讯能力，满足GOOSE协议要求，充分加强网络有效分隔作用，保证不同虚拟网上可以实现相应信息的交流作用。设备上仅需要在端口设置相应的虚拟网VLAN，加强智能电子设备的控制管理工作，充分避免黑客攻击，智能电子设备需要足够大的信息处理能力，可以充分支持相应的虚拟网标签技术。另一方面，针对现代智能电网中的通讯技术，需要加强攻击问题控制检测工作，一般采用入侵检测系统进行控制，保证及时发现外部攻击，第一时间做出相应处理。

 

通过上述措施的充分落实，实现信息系统的安全保护，避免数据被盗、篡改等状况，保证系统运行的稳定性，降低运行工况的事故发生率，减少企业经济损失，从而充分实现国家电网的稳定运行，保证智能电网系统的全面防护、健康安全发展。

 

3 结语

 

篇9

Abstract: better and faster rural construction, promote enterprise to realize the sustainable development achievements, the construction of rural into a strong and intelligent level higher power supply network, to better meet the socialism new rural reconstruction and the needs of the development of new energy, have important practical significance and long-term strategic sense keywords: new rural, intelligence, and power grid construction

中图分类号：U665.12 文献标识码：A文章编号：

建设以“坚强、智能”为特 征的新型农网，是新 时期国

家对农电工作提出的新 的目标任务， 也是实现 农网与各

级电网协调发展的必然 要求。 目前我国农村电 网存在着

科技含 量低、管 理水平粗 放、投 融资体 制不顺 、应对 农村

多元化和个性化需求能 力弱等亟待解决的问 题， 这些问

题的存在与当前农村的 快速发展极不相适应 ， 一定程度

上制约了农村经济的发 展。 因此未来十年，更好 、更快地

建设农网，推动农电企 业实现可持续发展，把 农网建设成

比较坚强且智能化 水平较高的供电网络， 更好地 满足社

会主义新农村建设和新 能源发展的需要， 具有重 要的现

实意义和长远的战略意义。

1 目前我国农村电网存在的问题

（1） 一直以来存在重视城网建 设，轻视农网建 设的观

念。 由于我国长期存在的电力瓶颈制约，所以在电力发展

上一 直存 在着 注重 外延 发 展和 发电 能 力建 设的 指导 思

想，由此 也形成 了电力系 统长期 存在的 “重视 城网、 轻视

农网”的传统观念。

（2 ）农村 能源问 题。 我 国农 村能源 短缺且 农村 用电

难，导致农村生活用能 过度依赖生物质能，且 以直接燃烧

为主，热效率低，污染严重。 对于供电企业来说，则存在损

耗高，窃电多，收费难等问题 。

（3 ）农村电 网结构 薄弱， 设施 老化、 发展不 平衡 等问

题突出。 农村电网多为辐射网，环网供电范围小，10kV 馈

线较长，通常达到十几 千米，且以架空线为主，支 线多，电

力负荷分散，负荷密度 小，负荷受季节影响大 。 其中最主

要的是设备老化和超负荷运行。有资料表明，2009 年农网

调查的样本中有 20.3%的公用配电变压器 超载运行，31%

的中低压配电线路过载运行。

（4 ）农网建 设资金 缺乏， 尚未 建立一 种长效 、稳 定的

投资机制。 农村电网一般是 3～5 年进行改造建设，目前国

家取消了供电贴费的收 取， 各个省级电力公司 还贷压力

比 较重，难以拿出大量资金 投入农网改造；而县级 供电企

业 经营的核定原则是“保本 微利”，企业利润空间很 小，自

我投资发展的能力较弱 。

2 新型农网智能化建设的对策

新型 农 网智 能化 建设 应 立足 农村 供 电的 特点 和 需

求 ，研究 解决智能 化建设 中的投资 、营销 、配电 网及 调度

管理模式等关键性问题。 农村配电网与城市电网相比，在

网 络结构、 一次设备和自动化技 术的应用上都有 很大的

差距。 因此，农网智能化建设不能完全照搬城市智能电网

模式，必须根据客观条件的不同选择其智能模式。

2.1实现农网配电自动化

配电 自动化是指利用现代电子 技术、 通信技术 及计

算 机网络技术与电力设备 相结合， 将配电网在正 常及事

故 情况下 的监测、 保护、 控制、计 量和供电 企业 的管 理工

作 有机地融合在一起。 提高供 电质量， 与用户建 立更密

切 、 更 负责的关系， 以合理的价格 满足用户要求 的多样

性 ，力求供电经济最好，企 业管理更为有效。 现阶 段我国

县 级配电网自动化系统一 般采用就地控制模式 、 计算机

集 中监控模式、 就地与远程监控 混合模式等 3 种 应用模

式。 其中就地控制模式通过变电站重合器与分段器配合，

在 线路发生故障时， 按原来设定 的程序完成对故 障区域

的 隔离，恢复对非故障区域 的供电；计算机集中监 控模式

即 设立控制中心， 馈线上各个 自动终端采集的信 息通过

一定的信 息通道传回主站。 当发生故障时，由主站根据采

集 信息进行分析判断， 将故障段 切除并实施恢复 供电方

案 ；就地与远程监控混合模 式采用了断路器、智能 型负荷

开关等设备，且各自动化开关具有远程通信能力。 该方案

可 以及时准确地切除故障 ，恢复非故障段供电，同 时还可

以 接受远方监控， 配电网可以积 极参与网络优化 调整和

非正常方式下的集中 控制。

2.2信息通道的建设

配电通信网是发 展智能电网的基础条件 。

智能配电

安排的依据，具体 包括农村电力市场需求预 测、农网改造

通信网的建设 目标是利用经济合理，

技术 成熟的通信技

升级的目标和任务、投资规模、资金来源及电价测算。

术，

满足智能配电 网发展各个阶段对电力 通信网络的需

由此可见，

中央政府从制 度上对农村电网 改造升级

求，支持各类业 务的灵活接入，为电力 智能化系统设备提

供强有力的通信保障。

根据智 能配电网通信 业务需求 ，如图 1 所 示.其主要

是以光纤通信 实现重点保障，无线通信实 现广泛覆盖，载

波通信作为补充方案。 其中 110kV 变电站、 纵联保护装

置、配电网自动 化检测节点、分布式能 源站、独立储能站、

重要负荷管理 节点需要覆盖光纤通信 ， 实 现装置之间和

到配电调度 之间的光纤通信通道。 智能 电表台区集中点

和设备运行状 态检测节点在光纤通道 之外的节点采用宽

带无线通信或 租用公共无线通信方式 。 智能电表到台区

集中根据距 离远近，采用载波等方式 灵活接入，实现智能

电表的广泛接入。

配电调度中心

光纤网

络通信

项目的 管理过 程中将会 遇到的 一些问 题进行 了规范 ，这

为新一轮的农网改 造建设提供了资金保障 ， 是 建设新型

智能化农网的坚强后盾之一。

2.4大力发展分布式发电技术

分布式发电是指发电 功率在 30～50 兆瓦以 下的小型

模块化 、分散式 、布置 在用户附 近的高 效、可 靠的发 电单

元。 分布式发电的优 势在于可以充分开发利 用各种可用

的分散存在的能源 ， 包 括本地可方便获取的化 石类燃料

和可再生能源，并提高能源的利用效率。 分布式发电的电

源主要 包括微 型燃气轮 机、燃料 电池、 功率较 小内燃 机、

可再生能源如太阳能发电的光伏电池和风力发电等。

在农村地区，各住户一 般是独立居住，比较 理想的分

布式电源是光伏发 电和风力发电,如图 2 所示。 虽然 这 2

项技术还不是很成 熟，距离实际应用还有 一段距离，但它

们是利用可再生清 洁能源发电， 而且国家正在 大力发展

这 2 项技术，并出台了相应的扶持政策，前景很被 看好。

图 1

智能配电网通信方案示意图

图 2

光伏、风能发电系统示意图

2.3

深化融资体制改革，畅通资金渠道

2010 年 11 月 10 日， 国家发改委办公厅发 布关于印

3

结束语

发《 农村电网 改造升 级项目 管理 办法》 的通知 ，其中明确

了农村电网改 造的范围、 投资资金来源及 投资计划的实

广 大农 村是 我 国未 来经 济 增长 的重 点 地区 ，

同 时

施。

《办法》规定 ，农网改造升级项目建设 资金按照“企业

也是 用电 负荷 大 幅增 长的 潜 力地 区，

具有 很大 的 发展

为主 、政府支 持”的原 则多渠 道筹集 ，中西部 地区 项目资

空间 。

近 年来 ，随 着我 国经 济的 快 速增 长， 农村 电 力需

金原则上由 国家安排，

东部地区项目资本 金由项目法人

求增 势强 劲，用电 量年增 长在 10％～15％，经 济发达 地区

农村 用电量 甚至达 到 20％～30％。 面 对这样 的高速 增长

自筹。

《办法》提 出，农村电网改造升级是指 变电站、线路

等农村 电网设 施的新建 ，以及对 已运 行农网 设施 局部或

整体就 地或异地建设 、增容、更 换设备等。 《办 法》还明确

提出,表箱和 电能表改造投 资纳入投资 计划，表 后线及设

施由 农户提供 合格产 品或出资 改造。《办法 》提出 ，各省

（区、市 ）农网改造 升级规划将由省级发改委组织编制，报

国家发改委审 批。 省级规划将作为申报 投资计划和项目

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题。 我国智能电网的建设给农网发展带来了新的机遇，农

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中图分类号：S7520 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0069-01

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。所以，智能电网在迅速发展的过程中，相应的配备也应融入智能的元素。变电站作为国家的基础设施建设，经过长久的传统运营后，是时候转变成智能化的变电站。为此，应首先建设变电站智能运营平台，搜集较多的资料与数据，丰富平台的功能，提高日常工作效率及工作质量，建设全新的工作体系。在此，本文主要对面向智能电网的变电站智能运营平台建设展开分析。

一、 变电站智能运营平台需求

对于变电站而言，不仅承载着大量的电力调配工作，同时在信息、数据的收集方面，也非常的庞大。为此，固有的运营平台已经不堪重负，必须建立全新的智能运营平台，以此来实现工作效率的提升和工作量的降低。综合而言，变电站智能运营平台的需求，主要集中在以下几个方面：第一，智能电网及其信息平台研究。当下的工作非常讲究效率，当用户的供电中断时，必须第一时间派遣人员修复。但是，以往的电力故障处理工作，都是靠用户自己拨打电话报修的，而且维修速度并不快。今后需加强智能电网及其信息平台的建设，提高电力故障的维修速度。第二，3D-GIS平台的建设需求。相对以往的平台而言，变电站智能运营平台，还应该在3D-GIS平台的建设上努力。由于客观的数据和信息，仅仅能够达到分析的效果，而通过建设3D-GIS平台，则可以真正的了解到当时的情况，通过画面分析和周边情况的讨论，能够得到更加精确的结果，实现工作水平的更大进步。

二、 变电站智能运营平台建设

（一）系统网络结构

变电站智能运营网络平台的建设，要比传统变电站运营平台的建设更加复杂。由于很多系统都要重新设置，在结构上也要迎合社会的需求，因此，为了保证变电站智能运营平台的完美实现，首先需要在系统网络结构上努力。在大量的讨论和研究后认为，可利用统一的信息模型和平台架构，将各种与电网相关的经济、社会、人文信息，以及电网广域实时信息作为系统输人，融合调度、抢修、客户服务、故障诊断与运行监控、集中抄表与营配信息等多重异构数据资源，达到电网动态全景可视化展示，为面向智能电网的“三集五大”（三集：人、财、物集约化管理；五大：大规划、大建设、大运行、大生产、大营销）体系建设提供基础数据和实时信息管理平台。例如，国网芜湖供电公司智能变电站设备检测模拟平台的研究科技项目技术规范书明确规定，其技术路线有以下几点：第一，实现ET通信测试功能使测试仪应实现在对合并单元同步后，模拟ECT/EVT发送数据给合并单元，合并单元能够正确识别数据，并显示相应的电压电流数据。满足发送的模拟数据有效值、相位、频率可更改要求。第二，实现精度测试功能使测试仪实现在合并单元同步后，模拟ECT/EVT发送数据给合并单元，同时接收待测合并单元输出的IEC60044-7/8报文或IEC 61850-9-1/2/2LE报文，计算两组数据的比差、角差，得出测试结果。测试结束后，能够保存和显示合并单元输出的一分钟的报文数据内容和时标精度测试等。由此可见，网络系统结构的建设，是非常重要的，在今后的工作中，必须引起足够的重视。

（二）系统数据组织

变电站智能运营平台在日常的应用中，除了要保证系统结构的稳定性之外，还应该在系统数据组织上努力，实现客观的工作保证。无论是故障保修还是日常的数据分析，都应获得较大的提升。为此，系统数据组织应在以下几项工作中努力：第一，系统中心数据库应包含较多的内容，包括存储设备、运行、用户、改造等等，防止工作中出现疏漏。第二，数据库服务器，应存放电网地理地图以及众多的基础数据，便于普通用户的访问。第三，需要对各项数据进行及时的更新，对错误的数据进行清理，防止造成不必要的矛盾。综上所述，面向智能电网的变电站智能运营平台建设工作，还需进一步努力，除了上述的工作外，还应该在系统实现的关键技术上努力，健全技术体系和实施方案，为将来的发展提供更多的保障。

总结：本文对面向智能电网的变电站智能运营平台建设展开讨论，由于现阶段的社会需求较为强烈，因此很多工作的进度仍然不理想。但是，从现有的工作成果来看，变电站的智能运营平台已经得到了实施，部分功能确实为变电站带来了很大的积极影响，用户的认可程度较高，以往的矛盾有了很大的减少。在未来的工作中，还需要通过多项技术工作，实现变电站智能运营平台的全面建设，以此来创造更多的收益。

参考文献

[1] 姚B玉，刘俊勇，刘友波，张建明.智能营销研究概述（二）――我国智能营销发展战略与机遇[J].电力自动化设备，2010，03：129-133+144.