智能电网文献综述

文 献 综 述

题 目：智能电网综述

姓 名： 杨赫

班 级： 09电气2班

学 号： 13894056

智能电网综述

摘要: 智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。本实验报告通过阅读大量的国内外文献，介绍了智能电网的发展背景、智能电网的概念和特点、国内外的发展现状、以及未来的发展趋势。

关键词: 智能电网;特点；背景；发展现状;发展趋势

引言

当前，节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点。人类能源发展面临的第一挑战，是以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的创新体系，以信息技术彻

底改造现有的能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率。因此期望通过一个数字化信息网络系统将能源资源开发、输送、存储、转换(发电)、输电、配电、供电、售电、服务以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其它用能设施连接在一起，通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能，将能源利用效率和能源供应安全提高到全新的水平，将污染与温室气体排放降低到环境可以接受的程度，使用户成本和投资效益达到一种合理的状态。这就是智能电网的思想。

智能电网是经济和技术发展的必然结果，具体是指利用先进的技术提高电力系统在能源转换效率、电能利用率、供电质量和可靠性等方面的性能。智能电网的基础是分布式数据传输、计算和控制技术，以及多个供电单元之间数据和控制命令的有效传输技术。

针对智能电网技术，美国和欧洲已经形成强大的研究群体，研究内容覆盖发电、输电、配电和售电等环节，许多电力企业也在如火如荼地开展智能电网建设实践，通过技术与具体业务的有效结合,使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，最终达到提高运营绩效的目的。

一、智能电网的发展背景

在过去30年间, 虽然信息、通信技术发生了翻天覆地的变化, 但日渐老化的美国电网并没有陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额投资改造计划, 痛定思痛, 决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻底改造, 以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。

在欧洲, 智能电网建设的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲电力企业受到来自开放的电力市场的竞争压力, 亟须提高用户满意度, 争取更多用户。

因此提高运营效率、降低电力价格、加强与客户互动就成为了欧洲智能电网建设的重点之一。与美国用户一样, 欧洲电力用户也对电力供应和电能质量提出了更高的要求。而对环境保护的极度重视以及日益增长的可再生能源并网发电的挑战, 则造成欧洲智能电网建设比美国更为关注可再生能源的接入。为此, 欧盟于2005年成立“智能电跟上技术变革的步伐, 用户也对电力供应提出了越来越高的要求, 国家安全、环保等各方面政策都对美国电网的建设和管理提出了更高的标准。为了争取更多用户, 在市场竞争中取胜, 美国各电力企业纷纷提高服务水平, 加强与用户的交互, 提供更多产品供用户选择, 以使不同类型的用户需求都能得到最好的满足。与此同时, 在近年基础材料、电力技术、信息技术的研究中, 出现了不少可以明显改善电网可靠性、效率等运行指标的突破。这些技术的推广应用为电网运行管理水平的提高创造了条件。特别是2003年美加发生大停电事故后, 美国电力行业面对网技术论坛”，促进智能电网研究，希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网，提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性，并为分布式和可再生能源的大规模应用扫除障碍。

欧美电力行业一致认识到, 随着全球资源环境压力的不断增大、电力市场化进程的不断推进, 以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升, 未来的电网必须更加适应多种能源类型发电方式的需要, 更加适应高度市场化的电力交易的需要, 更加适应客户的自主选择需要。为此, 不同的国家和组织都不约而同地提出, 要建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网, 将智能电网视为未来电网的发展方向。

二、 智能电网的概念及特点

1.智能电网的含义

到目前为止，智能电网并没有统一的定义。它是指一个完全自动化的供电网络，其中

的每一个用户和节点都得到了实时监控，并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。通过广泛应用的分布式智能和宽带通讯及自动控制系统的集成，它能保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。

2.智能电网的特点

根据相关文献，智能电网的特点如下：

（1）自愈。对电网当前运行状态进行不断的在线评估，采取有效的预防控制手段，尽可能及时发现、快速诊断和消除故障隐患；并且在尽量少的人工干预下，自动快速隔离故障、实现自我恢复，避免大面积停电的发生。

（2）互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，同时通过市场作用更好地完善电力市场主体和电网安全管理，从而达到提升电力系统安全运行水平的目的。

（3）坚强。对电网的每一个元素进行安全性需求考虑，在整个系统中确保一定的集成和平衡。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。

（4）优质电能。能够减小由于输配电元件引起的电能质量问题，实现电能质量问题的快速诊断和周密解决方案。

（5）兼容。既能适应大电源的集中接入，也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

（6）活跃市场。基于批发和零售模式建立完全开放的自由市场，实现完全商业化。经

济约束的市场选择将驱使电网的可靠性。

（7）优化资产高效运行。资产化和高效运行包括安装传感器以提供设备状态的实时监测，对输电线路变压器实施实时的动态额定管理。

三、我国智能电网发展现状

近年来．我国经济发展迅速，电力需求同益增强，在电网建设与改造上投入了大量资金，电网的覆盖面、供电能力以及设备的数字化程度都有了大幅度的提高。根据我国能源资源的分布特点和国家发展战略部署，我们必须建设中国特色的坚强智能电网。

目前，国内在智能电网相关技术领域已经开展了大量的研究和实践，输电技术已经达到国际先进水平，配用电领域的智能化应用研究也在积极探索之中。2007年，华东电网公司启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性研究项目，启动了高级调度中心和统一信息平台等智能电网试点工程。2008年，华北电网公司也开始进行智能电网相关的研究和建设，致力于打造智能调度体系，搭建智能电网信息架构，研发清洁能源关键技术，为建设智能输电网奠定基础。上海市电力公司也相继开展了智能配电网研究，重点关注智能表计、配电自动化以及用户互动等方面。同时，天津大学、华中科技大学等高校也相继成立了智能电网研究机构，对相关技术领域进行研究和探索。

2009年初，国家电网公司启动了一系列有关智能电网的重要课题研究，通过积极探索国内外智能电网技术发展动态，分析建设中国特色智能电网的技术婴求，调研中国智能电网的研究现状，揭示了坚强智能电网的内涵与特征，制定了发展目标、技术框架体系与实施计划等。除此之外， 家电网晋东南-南阳．荆门lo00kV特高压交流试验示范工程和南方电网云南．广东±800kV特高压直流输电工程相继投入运行，实现了我国在具有长距离、

大容量特征的特高压核心技术上的重大突破，构建了智能电网的坚强骨干网架，为中国智能电网的建设奠定了基础。

2009年5月21日，在北京召丌的”2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司提出了发展坚强智能电网的内涵，是以坚强网架为基础，以信息通信平台为支撑，以智能控制为手段，包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现”电力流、信息流、业 务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。发展坚强智能电网的目标是加快建设以特高压电网为骨干网架， 级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。与此同时， 家电网公司公布了规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案，确定了智能电网的发展方向

四、外国智能电网发展现状

早在2003年美国电力研究院（EPRI）就已经将未来电网定义为“智能电网”，同年6月，美国能源部输配电办公室发布的“Grid 2030：电力的下一个100年的国家设想”的报告描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2004年美国Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己对“智能电网”的理解。美国PJM（宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联电网）公司在2006年底完成的战略规划将智能电网建设作为其发展愿景。2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；同时电网还可以根据实际情况进行电力的实时调配，提高供电可靠性。

2001年意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，欧洲其他国家也将智能网络作为一项革命进行推广。2006年欧盟理事会的能源绿皮

书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)明确强调欧洲已经进入一个新能源时代，而智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

其他国家也纷纷启动智能电网相关研究和建设规划。日本政府计划在与电力公司协商后，于2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验；韩国计划在2011年前建立一个“智能电网”综合性试点项目，届时能提高该国环保能源的能力；澳大利亚政府在最新的预算案中已划拨1亿澳元用于智能电网建设。

五、我国未来智能电网发展趋势

电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在电网中得到集成应用，极大提升了电网系统功能。

智能电网是电网技术发展的必然趋势。近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生

发展智能电网是社会经济发展的必然选择。为实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网必须依靠智

能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时须对用电设备进行智能控制，尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供用电模式，促使电力流、信息流、业务流不断融合，以满足日益多样化的用户需求

中国对智能电网提的杂而多。发展智能电网主要是由于能源资源分布不均负荷快速

增长，此外，电源结构主要是以煤为主，调节能力不足，而且节能减排已经成为关注的重点。减小碳排放，保护环境，接纳风电等大规模可再生能源。满足快速增长的负荷需求，加快电网的建设和改造。加大电网

特别是配电网的投入。建设西电东送通道，加强电网

跨区互联，解决调峰能力不足问题。提高供电可靠性和电能质量。所以我认为中国现在也是可再生能源的策略问题和满足快速增长的负荷要求。目前电网是最保守的行业，所以未来的发展空间一定很大。

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