信息化服務智能電網探索

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摘要：隨著智能電網技術在全世界的研究和普及，中國特色智能電網也進入了全面的研究階段。本文主要介紹智能電網的概念、特征和目標，分析了智能電網建設的內容和各種技術的應用，以此來探索中國城市電網智能的思路。

關鍵詞：智能電網；配電自動化；高級計量體系

城市電網建設的相關內容主要有配網智能化、分布式電源、智能電表等。當前，歐美國家城市電網負荷穩定，但在中國，城市電網負荷需求大，網絡拓撲簡單，而且電力市場起步晚，因此必須走出一條有別于發達國家的城市電網智能化道路，走一條符合中國國情的中國特色城市電網智能化道路。本文就旨在尋求符合我國國情的城市智能電網建設的思路和設想。

1智能電網的概述

電網是由數以萬計的設備組成而來，隨著連接范圍的越來越廣，電能又必須以接近光速的速度傳輸到各個環節、各個元件之間，因此在客觀上就提出了統一調度、自動控制、信息監測等新的需求。因此，電網智能化是電網發展的必由之路，而且隨著相關政策的出臺和完善，電網智能化也在不斷地進行升級和變化，只有更加的智能化，才能滿足現實的需求。我國幅員遼闊，資源與市場距離遠，電網架稀疏本身就是對電網智能的新挑戰。因此現在電網發展在客觀上需要電網智能化。

2智能電網的概念

智能電網這個概念最早出現在美國店里科學研究院1998年提出的復雜交互式網絡/系統上。兩年后，EPRI正式提出“IntelliGrid”概念。歐洲更是在2005年成立智能電網歐洲技術論壇，并在一年后推出“歐洲智能電網技術平臺：歐洲未來電網的遠景和策略”的研究報告。迄今為止，智能電網沒有統一的定義，在國際上被廣泛認可的概念通常是：一個完全自動的供電網絡，每個用戶和節點得到了實時監控，保證了從發電廠到用戶之間每一點上電流和信息的雙向流動；通過廣泛應用的分布式智能和寬帶通訊及自動控制系統的集成，保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及時互動。為建設資源節約型、環境友好型社會，智能電網是必由之路。智能電網與傳統電網相比，無論是在網絡拓撲、恢復供電、通信模式上，還是在電表類型、故障分析、電力設備上，都具有很多傳統電網沒有的優勢。

3國外城市智能電網的建設

歐洲電網希望通過可再生能源和分布式電源的研究來帶動整個電力行業發展模式的轉型，因此它的研究重點放在了配電網側。荷蘭首都阿姆斯特丹是歐洲第一個推出智能電網的城市，它們在智能電網的計劃主要是：可再生能源的使用、新節能設備的研發和消減二氧化碳的排放等。美國智能電網的建設主要是開發智能電網的架構、建立較為成熟的技術體系、研究電網的安全控制以及利用最新的IT技術實現對能源的有效控制和利用，以此為基礎建立更加安全穩定的電網，目前主要的側重點在配電網和用戶。美國第一個智能電網城市是波爾德市，它的智能化進程是：創建一個完整的能為整個供電網服務的高速網絡，實現了對發電站的遠程監控、數據采集和通信，以此優化“智能”變電站。同時也可以根據客戶的需求，安裝居家控制裝置和全面自動的家居能源使用所必需的系統，以此來支持易于調度的分布式發電技術。此外，意大利、英國、瑞典、法國、韓國等國家的部分城市也開展了電網智能化的相關工作，并取得了一定的成效。

4北京的智能電網建設

北京電網在經過“9950”、“9550”、“0811”等的工程建設后，形成了以500kV為單環網、220kV為雙環網的八個對外聯絡通道，將整個城市區域劃分成5個供電區域，各自互為備用、相互支撐，大大提高了城市供電的容量以及可靠性。在二環以內的核心區采用的是多分段多連接的供電方式，五環內城市中心區域基本實現三分段三連接的供電網絡，供電能力得到了很大的提高。雖然說北京電網取得了大規模的發展，但是外受電比例太高（約73%左右）、短路容量偏大、重載問題依舊存在、外送電比重較高的電網特征，使得區里電力供應過于依賴外部資源，這樣會使得供應的主動性、安全性受到一定的威脅，而且區內供電多采用火力供電的方式，這并不符合建設資源節約型、環境友好型城市的要求。北京城區采用集中型全自動FA方式的自動化系統，通過自動主站系統與FTU之間的集中故障處理邏輯實現故障隔離與非故障區的恢復供電。這將使調度人員可以第一時間得到故障信息，然后系統第一時間對故障進行分析定位，有利于故障的快速修復。當然，北京網架結構與國外先進水平相比，在規劃、設計、運行等全過程都還存在不小的技術差距；區內局部的電路設備老化比較嚴重，裝備的智能化水平有待提高；網架結構不完全具備電網自愈力的要求，對故障的處理仍需要大量的人工干預；網架結構并不完全具備抵御外部攻擊能力的要求，在目前，無論是一次系統還是二次系統遭到攻擊，都會對電力系統和其他領域造成傷害；設備的巡查、評估診斷及相應的輔助決策手段沒有建立起來，對設備的運行狀態和環境監測等做的不夠。從北京電網基礎看全國，我國城市的電網主網架基本建成環網，但是饋線網大部分還是星型連接，可靠性不高。因此，我國城市智慧電網的重點在于網絡拓撲技術、智能家居技術、配電網自動化技術、電動汽車技術等。

5城市智能電網技術

5.1網絡拓撲技術。靈活的網絡拓撲技術能夠在故障發生時，自動鎖定故障發生的位置并進行隔離，從而減少故障的范圍，降低損失，同時通過網絡重構、開關投切快速的恢復供電，因此，在未來，靈活可重構的網絡拓撲技術必將是智能電網的強大基礎。在這一點上，東京電網拓撲結構就很值得借鑒，它通過饋線網分區，電網互相備用，在發生故障時，通過自動遙控開關隔離故障，能夠迅速恢復供電。城市智能電網的功能應該以實用化為主，開閉站、配電室、架空分段要實現“三遙”功能，對于用戶分界負荷開關實現“兩遙”功能。因此，線路的遙控功能和故障的自動處理功能值得重視。5.2智能家居技術。智能家居技術指的是將家用電器用室內網絡技術連接起來，進而達到控制家用電器的技術。用戶可以根據自身需要，參與電網需求響應或電力市場。未來智能電網的方向是引導用戶節約用電，降低成本。智能家居技術也在智能表計和雙向用電信息管理方面對電力公司提出了更高的要求，這將是順應時代潮流的趨勢，也將為電力公司的多元化發展帶來新的機遇。5.3配電網自動化技術。配電網是電力供應的末端，是直接面向社會和廣大用戶的重要能源載體之一，也是電網的重要基礎和自動部分。配電自動化的實施，不但能夠提高配電網調度、生產和運行的管理水平，提高企業的經濟和社會效益，也能讓廣大客戶切實感受到智能電網所帶來的高質量、人性化的服務。為了實現配電網的自愈功能，需要配備專門的自愈軟件系統、動態拓撲模型接口、實時監控和故障隔離的功能。在緊急情況時，配電系統應該能成為安全島，通過自身的分布式能源滿足供電系統的需求。配點自動化主要技術有電力電子、信息通信技術、分布式計算與仿真技術等，其具有在早期識別故障征兆的能力，并能夠迅速的做出應對措施。5.4電動汽車技術。機動車的尾氣排放問題和能源問題已經越來越受到社會的關注，這種情況下，電動汽車以其低排放、相對成熟的技術優勢，開始成為城市交通工具的首選。電動汽車的電力驅動也會對配電網電能的智能造成影響，主要是三個方面：電壓下降、諧波污染和三項不平衡。建設電動汽車充放電站，有利于實現能量的雙向交流，提高電能在終端能源消費中的比重，全面提升了電網經營效益和綜合水平，促進社會資源的優化整合。

6結束語

智能電網的建設是一個長期的過程，也是一個探索的過程。相信隨著我們政策的完善和技術的邁進，一定能走出一條適合于中國特色的城市電網智能化建設道路。

參考文獻

[1]孫紹輝.基于智能電網的黑龍江省電力信息化建設評價研究[D].華北電力大學（北京），2012.

[2]孫徐龍.智能電網時代吳江市供電公司發展戰略研究[D].蘇州大學，2013.

作者:蔣海艷 單位:廣西博聯信息通信技術有限責任公司