導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇智能電網建設，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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一、微電網--智能電網的高效補充

微電網，是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。

微電網是智能電網的有機組成部分，是對智能電網的有力補充。目前，世界上通行的微電網發電主要依靠太陽能光伏發電、風能發電、生物質能發電、燃料電池發電及地熱、潮汐能、波浪能、溫差能和鹽鹽能發電等。

前瞻產業研究院的《中國微電網行業深度調研與可行性分析報告（2012版）》分析指出，與傳統集中式能源系統相比，微電網具有許多優勢，如微電網接近負荷，線損顯著減少，建設投資和運行費用較省；分布式能源具備發電、供熱、制冷等多種服務功能，可實現更高的能源綜合利用效率；發展微電網有利于各類可再生能源（太陽能發電、風力發電、生物質發電等）的利用，減少了排放總量、征地、電力線路走廊用地和高壓輸電線的電磁污染，緩解了環保壓力；微電網可以解決部分調峰和備用問題，做到與季節性和地域性的電力需求變化相適應，使得電力系統的經濟性和安全性達到最佳平衡；微電網可以提高供電可靠性、供電質量和電網的安全性；發展微電網技術可形成和諧多元化的電網格局。

值得注意的是，微電網的最大優勢是提高了電力系統面臨突發災難時的抗災能力。大電網中超大型電站與微電網中分散微型電站的結合，可以減少電力輸送距離、降低輸電線路的投資和電力系統的運營成本，確保電力系統的運行更安全和更經濟。

目前，我國微電網主要分為城市片區微電網和偏遠地區微電網。

城市片區微電網一般按照居民小區、賓館、醫院、商場及辦公樓等建設，正常情況下主要通過大電網供電。大電網故障時，將城市片區微電網斷開，進入孤島運行模式，用以保證所接重要負荷的供電可靠性和電能質量。一般接在10kV中壓配網，容量為數百千瓦至10MW等級。

偏遠地區微電網主要指農村微電網和企業微電網。目前，在農村、草原等偏遠地區，供電困難，居民無法用電。解決的方案是不延伸電力系統，以較低的成本利用當地可再生能源供電。企業微電網一般接在10kV及以上中壓配網，容量在數百千瓦至10MW。企業微電網一般分布在城市郊區，如石化、鋼鐵等大型企業，利用傳統電源滿足企業內部的用電需求。

自從我國開始注重新能源的發展，促進光伏、風能等新興產業的政策不斷出臺，“光明計劃”、“金太陽計劃”等各種計劃陸續施行。無論是新農村建設，還是在城市供電網路中，微型電網正扮演一個越來越重要的角色，并成為中國可持續發展中電網的一個重要方向。

目前，我國規模最大、海拔最高也是我國首座兆瓦級水光互補微電網電站――玉樹州“金太陽”水光互補微電網發電工程已竣工發電。該工程太陽板8700多塊，蓄電池8200多塊，該工程利用太陽能發電后，并入水電網，形成有益的互補。

2011年，在水電出力下降、電煤供應緊張、電源電網結構失調、跨區輸電不足、電力需求增長較快等因素綜合作用下，全國共有24省級電網相繼缺電，最大電力缺口超過3000萬千瓦。中電聯預測，2012年全國電力供需仍然總體偏緊，區域性、時段性、季節性缺電仍然較為突出，最大電力缺口達3000萬-4000萬千瓦。

近年來頻發的“電荒”現象，導致部分省市拉閘限電，企業遭受嚴重損失，尤其是能耗較大的企業，遭遇限電措施更加頻繁。為應對“電荒”局勢下的限電措施，許多企業應自備電源，但企業采用柴油發電機發電，發電成本高昂，經濟效益大打折扣。

前瞻產業研究院微電網行業研究員歐陽凌高指出，在面臨巨大電力缺口的背景下，發展微電網成為工商企業提高經濟效益的有效途徑。而發展農村微電網不僅是解決無電地區的可行方案，也是眾多可再生能源豐富的偏遠地區提高經濟效益的有效方案。

東方證券也研究報告稱，電力系統輸電主網結構已經基本形成，未來電網建設投資的重心將轉向配、用電環節，因此，微電網相關投資有望在未來成為智能電網投資結構性變化中的新亮點。

二、微電網普及推廣難題

當前，我國微電網系統還處在研究示范階段，部分項目已成功投運，運行情況良好表明我國微電網系統建設是可行的。微電網的優異性，使得其在工商業區域、城市片區及偏遠地區都存在極大的應用潛力。我國在微電網方面應加大研究力度，加快研究進程，盡快普及微電網系統，助推智能電網的發展。

2011年7月29日，國家電網公司電力科學研究院承擔的“微電網技術體系的研究”項目在南京通過國家電網公司驗收，這標志著我國微電網的發展達到一定階段，但截至目前，我國微電網項目的發展與推廣仍然存在許多亟待研究和攻克的技術難題，主要包含新能源發電技術、電力電子技術、儲能技術和通信技術等。

從微電網自身的發展過程來看，微電網的控制、保護和接入標準等，成為促進微電網健康可持續發展亟待解決的問題。

首先是微電網的控制問題。

微電網靈活的運行方式與高質量的供電服務，離不開完善的穩定與控制系統。控制問題也正是微電網研究中的一個難點問題。其中一個基本的技術難點在于微電網中的微電源數目太多，很難要求一個中心控制點對整個系統做出快速反應并進行相應控制，往往一旦系統中某一控制元件故障或軟件出錯，就可能導致整個系統癱瘓。因此，微電網控制應該做到能夠基于本地信息對電網中的事件做出自主反應，例如，對于電壓跌落、故障、停電等，發電機應當利用本地信息自動轉到獨立運行方式，而不是像傳統方式中由電網調度統一協調。

具體來講，微電網控制應當保證任何微電源的接入不對系統造成影響，自主選擇運行點，平滑地與電網并列、分離，對有功、無功進行獨立控制，具有校正電壓跌落和系統不平衡的能力。

其次，微電網的保護是關鍵，也是難點。

微電網具有潮流的雙向流通性，因此，微電網的保護問題與傳統保護有著極大不同，且微電網在并網運行與獨立運行兩種工況下，短路電流大小不同且差異很大。因此，如何在獨立和并網兩種運行工況下均能對微電網內部故障做出響應以及在并網情況下快速感知大電網故障，同時保證保護的選擇性、快速性、靈敏性與可靠性，是微電網保護的關鍵，也是微電網保護的難點。

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2智能電網建設過程中中所運用的電力技術

在我國智能電網建設的過程中運用到的電力技術主要用一下幾個方面第一是儲能技術，其二是基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術，第三是柔流輸電技術；第四是風力發電技術；第五是太陽能發電技術；第六是高壓直流輸電技術。這六門技術在智能電網建設的過程中發揮著重要的作用，下面筆者就這六項技術展開簡單的分析與研究。

2.1在電力系統中,實現智能電網受到各種技術因素的影響,還受到環境因素的影響。基于智能電網相關技術的分析,結合戰略的發展趨勢本文進行了討論。摘要因為太陽能與風能能夠直接連接到電網上，對與電池如何迅速地進行放電與充電問題，如何有效進對智能電網上的電池進行管理，成為了我們應該積極考慮的問題。基于上述的考慮，我們在智能電網的建設過程中，采用能源的存儲技術，這種技術可以使上述的問題得到解決。在該技術中，最重要的組成技術就是飛輪的儲能技術，這種技術借用電機作用，從而能夠實現機械能與能源間的轉換。也就是說當電網需要的時候，電機就可以成為發電機，其和飛輪的機械能可以快速轉換為所需的功率,傳輸到電網系統。飛輪的制成材料是高強度的玻璃纖維，其通過一對磁懸浮軸實現懸浮在空氣中的,因此我們說在飛作的過程中，幾乎不會損失能量。而且風輪的轉速能到40000r/min以上，這更提高了整個裝置的轉行效率。

2.2基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術在靈活的直流電壓源逆變器的基礎上,在立足電壓源換流器以及脈沖寬度調制調制的基礎上，形成了兩種技術組合成的一種新型直流技術。智能電網中的運用電壓源換流器的柔性直流輸電技術，不僅解決了直流和交流傳動加載點之間的問題,還簡化了設備,也有一個低得多的成本。

2.3柔流輸電技術所謂的靈活交流輸電技術,是一種集成電力電子技術,它可以靈活使用、方便快捷。這種技術可以有效而廣泛地對當前的范圍進行控制。而且在電力傳輸的過程中，柔性的交流輸電技術還可以改善線傳輸能力,可以減少備用發電機組容量,提高電源智能電網的穩定性。

2.力發電技術當前在風力發電的市場上，主要采用的主流發電機組都是雙向感應發電機與永磁同步發電機等設備。也就是說風力發電的過程中,可以根據風力轉子勵磁電流的頻率、速度，有效地實現控制發電機組有功功率和無功功率額目的,利用讓風力渦輪機的多級智能電網變速的特點，提高風能利用率，但是永磁同步發電機只能借助于全功率變頻器才可以。因此我們說,在智能電網中運用風力發電技術，可以更好的利用自然資源與能力，節省更多的人力物力與財力，節能環保。

2.5太陽能發電技術太陽能發電也叫光伏發電，因為在智能電網中，太陽能經常使用一個光伏陣列或一個數字光伏模塊和逆變器,蓄電池互連線，其是借助光伏陣列形成的。在光伏發電系統中,是基于一定的互連的當前值,因此在當前的調整中,在電池的幫助下，控制器對蓄電池組進行雙向的充電和放電控制,實現智能電網的安全可靠運行穩定的電力供應。

2.6高壓直流輸電技術所謂的高壓直流輸電,是使用的穩定直流沒有感抗,容抗也不工作,不同步問題,實現的。高壓直流輸電技術運用的遠距離大公路的直流輸電方式，這種方式在輸電的過程中，電容量非常大，而且比較文星。尤其是在架空線路和電纜遠距離輸送傳統電力,這種技術也同樣適用于通信系統要求獨立場合的連接。在智能電網中使用高壓直流輸電技術提高了電網的安全穩定性能。

3電力技術在智能電網建設活動中發揮作用

綜上所述,電力技術在智能電網的建設中發揮了重要作用,在這一點上,總的來說是很容易的。電力技術在智能電網建設中的影響具體的來說不外乎一下幾點：第一改善和提高電網運行水平和控制能力；第二滿足用戶對電能質量的需求,和改善電網服務質量；第三優化了電網資源配置能力；第四確保和提高電網互聯的風能和太陽能系統容量；第五對大中型城市電網容量和電流的提高,有效促了信息社會的發展。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.174

在城市經濟水平不斷提升的現代化建設中，智能電網的配電自動化建設發揮著重要作用，不但是智能電網信息化建設的重要組成部分，還是人們生活水平進一步提升的重要保障。因此，對智能電網的配電自動化建設有比較全面的了解，對于推動我國市場經濟快速發展有著重要意義。

1 智能配電自動化系統的概述

根據相關研究和調查可知，從配電容量、規模等方面進行分類，智能配電自動化系統主要有小型、中型和大型三種，而配電自動化主要是指站房總和自動化、相關自動化設備、調度中心到終端站房的安全監控、故障預警與保修、自動化抄表和各種信息數據采集等。因此，智能配電自動化系統的建設，需要根據類型、實際要求、目標、未來發展規劃等選擇合適的規模，并保證其經濟性、可擴展性和安全穩定性等，才能更好的滿足不同區域經濟進一步發展的供電需求。目前，智能配電自動化系統的合理應用有著如下幾個方面的優點：一是，靈活性比較好，在實際進行建設時，可以根據配電自動化系統的類型選擇子站、主站和終端等，并且，在以后的擴建中，只需要增加一定量的主站系統，則可以滿足更多用戶的用電需求。二是，自動化程度較好。在實際運行過程中，必須嚴格按照相關規范標準執行，并加強操作技能提升，則能保證整個系統的穩定運行。

2 智能電網的配電自動化建設

在實踐過程中，智能電網的配電自動化建設主要包括如下幾個方面：

（1）初級階段需要注重系統供電穩定性、安全性和可靠性的有效提高。首先，注重雙電源環網供電模式的合理應用。在進行初級階段的智能電網配電自動化建設，需要連接好相鄰兩條線路，并通過兩個電源來構成一個環網供電模式，才能使配網結構得到合理優化，從而保證配電網手拉手供電方式的實際效果。在這個系統中，需要使用的變電站出線保護開關，在結合微機的情況下有著多次重合功能、自動操作功能、遙控操作功能等，并且，通信與遠動設備、事故信息和監控系統等操作也能由微機控制完成。例如：裝置和線路如果出現故障問題，則會通過RTU將信息迅速傳遞到微機控制中心，這時主站系統會對其進行自動化判斷，并確定故障的發生范圍，以便根據現場的實際情況采取斷開故障段開關的操作。其次，注重自動符合分段器應用模式的合理應用。在進出變電站出線的安裝時，通過自動重合閘開關發揮保護作用，可以在線路上安裝多字自動配電開關，并同時安裝電壓檢測設備，對于提高整個配電網的運行安全性有著極大作用。如果配網系統的某個線路段出現故障，自動重合分段器會自行進行判斷，并確定關合故障的時間。由此可見，根據供電部門的實際情況，選擇合適的操作方式，不但能降低智能電網的配電自動化建設的成本，還能大大提高配電半自動化操作的安全性和可靠性。

（2）注重系統網絡結構的合理優化，減少線損情況。在結合微機進行操作和控制的情況下，智能電網的配電自動化建設需要注重整個系統網絡結構的合理優化，并有效建設線損情況，才能真正提高配電網運行的穩定性，從而保障各個方面的用電需求。在實踐過程中，首先，需要注重數據遠程傳輸系統的構建和完善。通過GSM公眾無線通信網短信息服務，可以實現各種數據信息的遠程傳輸，因此，在輸電線路上安裝合適的電壓檢測設備，對于降低線損程度有著極大作用。其次，注重負荷管控系統的不斷推廣和應用。通過GPRS、GSM等移動通信網絡來構建基礎通訊平臺，可以實現遠程用戶的有效管理，并提供高效的服務，從而達到遠程自動抄表、有序用電、監控符合和檢測電能智能的目的。最后，合理采用檢測終端。在充分利用監測終端的情況下，各種數據信息可以得到及時、有效、全面的采集和整理，并且，變壓器的運行情況也能得到全面監控，以在加強無功補償和三相平衡的基礎上，實現配網運行方式的優化管理，從而降低故障問題帶來的影響，對于提升智能電網的配電自動化水平有著重要影響。

3 結束語

綜上所述，由于我國不同地區的經濟水平存在一定差異，因此，智能電網的配電自動化建設，需要對當地的經濟發展情況、配網建設需求、未來發展規劃等進行全面分析，才能真正提高區域經濟的自動化程度。因此，在我國市場經濟快速發展的情況下，加強智能電網的配電自動化建設，需要采用分階段建設的方式，才能增強區域配電網能力，對于提升我國綜合國力有著極大作用。

參考文獻：

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中圖分類號：F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0164-01

能源對于人類來說，永遠是匱乏的。隨著全球經濟的飛速發展，各種先進技術在電網中的廣泛應用，智能化已經成為電網發展的必然趨勢。能源問題越來越突出，以火電為主的電力結構給環境保護帶來了沉重的壓力。目前，關于智能電網的研究主要集中在建設規劃、關鍵技術、運行策略等方面。在電網中長期發展階段中，大量不同形式的嵌入式發電方式的引入，尤其是大規模的間歇性可再生能源的應用，使得整個系統運行的安全性與穩定性成為需要解決的主要問題。隨著儲能技術的不斷發展，它將會在分布式發電接入電網方面起到重要的作用。

1.儲能技術在分布式發電中的作用

儲能技術在分布式發電中的作用大致可以概括為以下三個方面：

（1）由于風力、光伏等可再生能源發電設備的輸出功率會隨環境因素變化，此時儲能裝置可以及時地將儲存的能量釋放出來，保證供電的持續性和可靠性。

（2）改善電能質量，維持系統穩定。在風力發電中，風速的變化會使原動機輸出機械功率發生變化，從而使發電機輸出功率產生波動而使電能質量下降。應用儲能裝置是改善發電機輸出電壓和頻率質量的有效途徑，同時增加了分布式發電機組與電網并網運行時的可靠性。

（3）分布式發電系統可以與電網連接，實現向電網的饋電，并可以提供削峰、緊急功率支持等服務。而一些可再生能源分布式發電系統，受環境因素的影響較大，因此，無法制訂特定的發電規劃。如果配置能量儲存裝置，就可以在特定的時間提供所需的電能，而不必考慮此時發電單元的發電功率，只需按照預先制定的發電規劃進行發電。

目前實用的儲能技術有電池、超導儲能、飛輪儲能、燃料電池等，其中電池儲能技術歷史悠久、應用廣泛，技術非常成熟。不過也存在運行維護復雜、工作環境要求高、壽命短等顯著缺點。超級電容是近年來出現的一種新型儲能元件，與電池儲能相比具有許多顯著的優勢，在特定應用場合已經顯示出取代電池的趨勢。

2.超級電容儲能系統的優點

超級電容也稱為電化學電容，它具有優良的脈沖充放電和大容量儲能性能，是一種介于靜電電容器與電池之間的新型儲能元件。超級電容最大充放電性能由活性物質表面的離子取向和電荷轉移速度控制，因此可在短時間內進行電荷轉移，得到很高的放電比功率；同時，由于電極上沒有發生決定反應速度與限制電極壽命的活性物質的相應變化，因此它具有很好的循環壽命。超級電容器存儲的能量可達到靜電電容器的100倍以上，同時又具有比電池高出10-100倍的功率密度。與靜電電容器相比其優點是能量密度非常高，但是它耐壓較低，受制于電解液的分解電壓，漏電較大，容量隨頻率顯著降低，因此適于低頻使用。從其發展趨勢來看，超級電容主要是用來取代或部分取代電池。與電池相比，超級電容具有許多電池無法比擬的優點。

（1）具有非常高的功率密度。電容器的功率密度可為電池的10-100倍，可達到10 kW/kg左右，可以在短時間內放出幾百到幾千安培的電流。這個特點使得電容器非常適合用于短時間高功率輸出的場合。

（2）充電速度快。超級電容器充電是雙電層充放電的物理過程或電極物質表而的快速、可逆的電化學過程，可以采用大電流充電，能在幾十秒到數分鐘內完成充電過程，是真正意義上的快速充電。而蓄電池則需要數小時完成充電，即使采用快速充電也需幾十分鐘。

（3）使用壽命長。超級電容器充放電過程中的發生的電化學反應具有很好的可逆性，不易出現類似電池中活性物質那樣的晶型轉變、脫落、枝晶穿透隔膜等引起的壽命終止的現象，碳基電容器的理論循環壽命為無窮，實際可達100000次以上，比電池高10-100倍。

（4）低溫性能優越。超級電容充放電過程中發生的電荷轉移大部分都在電極活性物質表面進行，所以容量隨溫度的衰減非常小。電池在低溫下容量衰減幅度卻可高達70%。

由于分布式發電導致的電能質量問題往往具有持續時間短、出現頻繁的特點，應用超級電容作為儲能設備進行快速補償是理想的技術方案。雖然目前超級電容單位容量制造成本高于蓄電池，但在短時間應用領域，超級電容的性能和綜合成本均優于電池及其它儲能技術。

3.儲能仿真

儲能技術最重要的作用之一就是保持系統的輸出穩定，為了更好的說明和驗證儲能技術的這一特點，本文使用PSCAD軟件對超級電容儲能技術進行了仿真研究。從仿真波形可以看出，在系統于3- 3.05秒鐘期間中斷輸出后，系統輸送的有功和無功中斷，但此時由于儲能裝置的存在，系統母線電壓和電流并未變化。由于直流母線電壓的穩定、穩健，其逆變并網時就不會給電網帶來波動沖擊，電能質量就會大大提高。

4.結論

儲能技術在分布式發電系統中發揮著重要作用，超級電容由于其自身具備的一些優勢，將有廣闊的應用前景。本文介紹了超級電容的特點，以及其作為儲能裝置在分布式發電系統中所起到的作用，并通過PSCAD仿真加以了驗證。仿真說明，當系統電源出現短時斷供時，超級電容儲能裝置能保持系統輸出電壓的穩定。

參考文獻

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[3] 陳習坤，湯雙清，劉剛.飛輪儲能電池在并網型風力發電系統中的應用[J]，機械與電子 ，2005. （3）.

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中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：

我國配電網的發展明顯滯后于發電、輸電，在供電質量方面與國際先進水平也有一定差距。目前，用戶遭受的停電時間，絕大部分是由于配電系統原因造成的。配電網落后也是造成電能質量惡化的主要因素，電力系統的損耗有近一半產生在配電網，我國配電網的自動化、智能化程度以及自愈和優化運行能力遠低于輸電網，因此智能配電網的建設已經成為我國電力產業發展的必然趨勢。

一、智能電網概述

智能電網即以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。它以滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全生、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應不增值服務。

智能電網是人類面對電力供需平衡、新能源的接入、電網可靠性以及信息安全挑戰的一種必然選擇。它的核心內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化。它代表了電網將來進化的一種愿景結合先進的自動化技術、信息技術以及可控電力設備，支持從發電到用電的整個電力供應環節的優化管理，尤其是新能源的接入以及電網的安全運行。

二、智能配電網發展要求、面臨的問題及挑戰

1、智能配電系統結構的發展要求

（1）綜合考慮總體配電系統控制與終端用戶控制，實現配電系統性能的優化，取得最優的電能質量和最可靠的穩定性。

（2）支持分布式電源高比重的并入，使系統的效率、靈活性、整體性能夠得到有效提高，以利用分布式電源可靠的優化系統性能；配電系統故障時，可利用分布式電源局部供電。

2、配電網急需解決以下問題

（1）配電網自愈控制問題和運行優化問題；

（2）配電網運行中，大量分布式電源的并網，對配電網的影響問題；

（3）支持電力市場運行和可再生能源發電的政策問題；

（4）現代化的充放電設備對配電網的影響問題；

（5）配電網卡脖子問題；

（6）對于用戶參與配電網需求側管理問題；

（7）負荷參與電網調峰問題。

智能配網改變了傳統配網的一些特性，也必然給電網發展帶來一些挑戰。比如分布式電源接入，可能會對電網電壓造成影響，或者不經意造成短路甚至引起配網孤島化等問題。最近幾年，微電網這個話題在世界范圍引起熱議。分布式電源接入可以借助微電網的發展獲得一些優勢，變得更加穩定。如果能夠由一個先進的能源管理系統來控制分布式電源，通過先進的技術手段進行監控，分布式電源接入電網可能帶來的種種問題將會得到有效解決。智能配電及分布式電源接入是堅強智能電網發展中不可缺少的重要環節。但是，風力發電、太陽能發電、電動汽車充換電站、儲能設備及微網等新型電源及負荷直接接入配電網，給配電網的安全穩定運行帶來了新的技術問題和挑戰。因此，配電網急需發展新的技術和工具，增加配電網的可靠性、靈活性及效率。目前，各國都在積極開展許多相關研究，開發實用有效的技術解決方法，從而應對新的挑戰。

三、智能配電網建設的關鍵技術

1、配電網結構及運行研究

第一，結構方面，首先，在分析制約配電網智能化的政策及技術因素基礎上，規劃配電網走向智能的策略與步驟，其中，需要結合經濟、環境、技術等約束，分析系統長期供需狀況，目的是確保資金投入和新產品、技術有序進入，并考慮如何構建基于互聯網的電子商務式的未來電網；其次，進行分散電源規劃研究，包括準入條件(地點、費用)分析，采用含成本、可靠性等多種因素的多目標規劃技術進行投資規劃及其影響因子分析，含有分散電源的配電網新型潮流、GIS及可靠性分析，分散電源運行管理、風險及DR對運行影響分析等。第二，運行方面，為實現完美電力目標，支持系統應包含自動儀表測量、用戶用電管理、配電網運營優化、設備故障預測、停電管理及恢復、峰荷管理等功能模塊。

2、分散電源、分布存儲及DR研究

①DR市場建設。首先，提出包括智能儀表、智能電器、智能樓宇、分散電源、分布存儲、熱電聯產、市場交易平臺、用戶管理、用戶分析及決策、數據管理、結算及賬單管理、爭議處理、通訊等各種要素在內的DR技術標準；其次，針對不同用戶，分別確定參與DR的運作模式、容量以及評價體系；最后，應適時建設示范小區。

②分布存儲設備設計。首先，需確定它與電網間的接口，包括安裝地點、數據流及其控制、管理系統；其次，進行技術與經濟性分析，并實施現場測試；最后，需研究存儲設備提供輔助服務的能力及其實時性能。值得一提的是，電動汽車近年來得到廣泛應用，它一般選擇在負荷低谷時段進行快速充電，這類負荷十分分散，且隨機性強，如果大量存在，將對電網的控制及電能質量帶來新的挑戰，同時，它也是一個移動電源，用戶可以選擇在負荷高峰，實時電價高的時段向電網注入多余電能以獲取利潤，這對未來市場的運行也必將產生巨大的影響，以上兩方面的問題都需要做深入研究。

③智能儀表選擇。DR離不開間斷式測量且提供雙向信息服務的自動智能儀表及其開放式管理系統，需要定義其通訊網關、系統原型、數據格式與功能模塊。此外，眾多智能儀表的產品供應商多來自IT領域，其更新換代速度快，會帶來相互間不兼容、系統更換頻繁的問題，需要采取統一模型和標準以及模塊化設計生產等措施。

④運行分析。一是能根據電價及天氣情況實時預測分散電源的電量輸出；二是在市場環境下，進行包括隨機潮流及短路電流等在內的穩態分析；三是考慮分散電源運行間斷性的經濟調度和機組組合；四是包括分散電源、DR用戶、分布存儲設備、電力電子元件及其控制系統的暫態時域及頻域分析，以確保系統運行的安全可靠；最后，由于分散電源通常由電力電子元件接入電網，因此，需要研究電力電子設備及通訊系統的可用性及其可能的運行模式。

⑤開發基于分散電源、DR用戶、分布存儲設備

等元素在內的新型能量管理系統。這需要有嶄新的理念、工具和技術保證手段，重點是研究如何利用這些元素建立自愈網絡、如何利用遠方控制協調這些分散元素以及如何確保電網電能質量等。

3、配電設備優化管理

首先，研究設備實時狀態監視及診斷的高級模型、算法與工具；其次，從可靠性、電能質量、網絡支撐等方面進行設備管理風險及社會、經濟效益分析；再次，大力研究如何應用新型導體及絕緣材料提高線路熱極限，如何更好地實現網間互聯，如何進一步發揮超導等在控制潮流和預防阻塞方面的作用，如何充分應用可視化系統、安全限制下的最優潮流等分析工具，使配電設備更具使用效率。

4、不同類型能源間的相互作用研究

除電力外，還包括天然氣、供熱、水等其他形式的能源系統，它們相互作用，需要建立互聯模型，并進行規劃及運行層面上的全局優化，以減少彼此冗余度，進而提高整體效率，達到技術、經濟、環境上的最佳狀態。

結束語

智能配電網是建設有中國特色堅強智能電網的重要組成部分,是應對我國未來能源危機、環境污染、氣候變化等問題的重要措施,是提升配電網運營指標、提高配電自動化水平、解決分布式電源大量接入對電網造成的負面影響、增強用戶與電網的互動能力及電網的運掌控能力的有效手段。

參考文獻

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中圖分類號：TM769

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2011)27-0132-03

2010年上海世博會旨在展示人類未來的美好生活，期間推廣的一些全新的技術項目己成為全世界的共識。其中一項叫做“智能電網”的技術吸引了人們的目光，整個世博園都成了它的實驗場，也成為中國首個智能電網的示范區。智能電網離我們其實并不遙遠，舉例來說，上海世博園的能量中心是110kV蒙自變電站主變壓器，不僅承擔了浦西園區的電力供應，而且實現了數字化和智能化的信息采集和處理。再如，貼近百姓生活的智能電網應用就是分時電表，這是近年來為適應峰谷分時電價的需要而提供的一種電能表。它可按預定的峰、谷、平時段的劃分，分別計量高峰、低谷、平段的用電量，從而采用不同的電價，發揮電價的調節作用，以合理使用電力資源，發揮最大效益。智能電網所涉及和覆蓋的范圍相當廣，本文旨在探討智能電網的概念、特征及其關鍵技術。

一、智能電網的概念及主要特征

智能電網是電網技術發展的必然趨勢，也是社會經濟發展的必然選擇。從概念上說，智能電網(smartpower grids)就是以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、決策分析技術和控制技術，與物理電網高度集成而形成的新型電網，即電網的智能化，也叫做“電網2．0”。

智能電網能夠實現實時監測和控制電網運行，可以及時發現和診斷運行故障，能夠有效實現電網的自我恢復，避免大面積停電，最大程度地減小損失。同時，智能電網具有更高的安全性，能夠對在不同情況下造成的擾動自動進行辨識和反應，保證人身和電網設備的安全。另外，智能電網的智能性突出表現在對電力供應的平衡能力上，能夠進行及時的調度，平衡缺口，實現最佳的供電數量和質量。智能電網的特征主要有以下幾點：

1．白愈性。白愈性是智能電網最重要的特征。智能電網使用在線不間斷評估方式進行自我監測，能夠及時發現預備發生和正在發生的問題，并能夠自動采取修復措施，將危害降低到最低。智能電網的白愈性最大限度的減少了供電服務的中斷，保證穩定的供電服務。

2．鼓勵和促進用戶參與電力系統的運行和管理。智能電網的另一個革新是將用戶也納入到管理系統中來，從而更有助于平衡供求關系，保證系統穩定。通過智能電網，用戶可以時時獲知自己的電力消費情況，以及供電服務信息，并制定自己的使用方案。

3．數字化和信息化。現代信息通信技術、現代電力電子技術、芯片技術等數字化數據采集、控制裝置和手段將在智能電網中得到廣泛應用，具備專有自主分析功能的數字化芯片嵌入電力裝置中，電網進入數字化信息時代。

4．全過程智能化。智能電網是全過程的智能化。發電上，主要是新能源的接入與智能化的協調。用戶端，則與供電方實現智能化的互動協調，整體上實現“實時的需求響應”，用戶將根據自己的電力需求，以及電力系統滿足自己需求的能力，來調整自己的電力消費，從而獲得實實在在的好處。

二、建設智能電網所涉及的關鍵技術

(一)堅強而靈活的網絡拓撲

智能電網的推進離不開信息通信，離不開堅強而靈活的網絡拓撲。一個布置科學合理的配電網絡拓撲可以決定智能電網系統的優劣。配電網絡拓撲分析是配電自動化和DMS高級應用功能的基礎。配電網絡拓撲中常見的分析方法是鄰接矩陣法和樹搜索法。鄰接矩陣法和搜索分析法同時應用于配電網的拓撲分析。鄰接矩陣法應用在廠站分析中，適用于所有的主接線形式。鄰接矩陣法應用于廠站的拓撲分析時，用節點消去法代替鄰接矩陣的自乘運算，能夠提高廠站的拓撲計算速度。

(二)高級計量體系和需求側管理

由于能實現帶有時標的多種計量，智能電表實際上成為分布于網絡上的系統傳感器和量測點。因此，高級計量體系不僅能為電力公司提供遍及系統的通訊網絡和設施，也能提供系統范圍的量測和可觀性，被視為是實現智能電網的第一步。它既可以使用戶直接參與到實時電力市場中來，又可為系統的運行和資產管理帶來巨大效益。

高級計量體系由安裝在用戶端的智能電表、位于電力公司內的計量數據管理系統(MDMS)和連接它們的通訊系統組成。近期，為了加強需求側管理，該體系又延伸到了用戶住宅之內的室內網絡(HAN)。這些智能電表，能根據需要同時實現多種計量(如kw?h，kvar，kw?V等)，設定計量間隔(如5min，15min，1h等)，并具有雙向通訊功能，支持遠程設置、接通或斷離、雙向計量、定時或隨機計量讀取。同時，有的也可以作為通向用戶室內網絡的網關，起到用戶端口(Customer Portal)的作用，提供給用戶實時電價和用電信息，并實現對用戶室內用電裝置的負荷控制，達到需求側管理的目的。

(三)開放、標準、集成的通信系統

通信支撐是智能電網的重要組成部分，而通信接入是智能電網通信支撐的關鍵。由于EPON系統網絡拓撲能夠與電力配電網環形、鏈形結構完全吻合，能夠節省光纖，能夠實現站點到配電終端之問鏈路的1+1保護功能并且實現50ms保護切換，能夠實現單纖雙向高帶寬業務承載，全程無源，能夠完全滿足智能電網堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的要求，因此EPON是智能電網通信接入的最佳技術選擇，基于EPON技術組網是配電、用電、調度等環節的理想通信方式并將在智能電網中發揮重要作用。

(四)高級電力電子設備

電力電子技術是使用電力電子器件(如晶閘管、絕緣柵雙極晶體管等)對電能進行變換和控制的技術。智能電網的一個重要技術基礎就是大功率電力電子，以滿足智能電網所要求實現的特性。這項技術具有明顯的節能效果，還能提高系統的運作效率，使系統達到最佳狀態。電力電子設備是弱電控制強電的媒介，也是設備連接到計算機的途徑。

(五)可再生資源接入

可再生資源主要包括太陽能、風能、潮汐能、生物質能。如今，電力和能源的供應緊張已成為制約我國國民經濟穩定、可持續發展的瓶頸。從建設成本和資源保護的角度出發，通過新增發、輸、配電設備來滿足日益增長的高峰負荷的需求變得越來越困難。此外，電力生產過程的連續性，要求發電、供電和用電之間必須隨時保持平衡，電力系統內的發電容量和設備均需要具備相應的備用容量。電力系統對大規模電能儲存技術提出了現實需求，大規模的電能儲存技術可用于電力的“削峰填谷”，改善電力的供需矛盾，提高發電設備的利用率。

目前，各個國家普遍認為，太陽能和風能是解決 能源問題的根本途徑，以下數字對此進行了說明：

每年流向地球的太陽能：5．46×1024J

每年全球的可利用風能：2．5×1021J

全世界石油總儲量：1．89×1022J

全世界天然氣總儲量：1．57×1022J

全世界每年能量消耗量(2007年)：5．0×1020

每年流向地球的太陽能的0．01％或風能的20％就足夠全世界的能量消耗。根據德國太陽能工業協會Bundseverband solarwirtschaft的預測，在本世紀中葉以后，太陽能和風能，特別是太陽電池發電，將成為主要的能源。

(六)智能調度和廣域保護系統

1．系統快速仿真與模擬。己開發的DTS是一個較復雜的軟件系統，其核心包括四個部分：(1)電力系統模擬子系統(Power System Model，簡稱PSM)。它模擬實際的電力系統的運行狀況，即電力系統網絡及各種設備的靜態和動態響應。PSM包括模型生成和算法求解，電力系統仿真模型包括網絡模型、負荷模型、變壓器模型、發電機模型、繼電保護和自動裝置模型和外網等值模型等。仿真算法技術包括網絡拓撲，節點優化，穩態潮流計算，故障計算，暫態過程計算，動態全過程仿真計算，操作處理方法等。(2)教員控制子系統。包括培訓教案制作，培訓過程控制和培訓綜合評估。它提供故障的設置，可進行暫停、恢復、快照、恢復初態、恢復事故前的狀態、重放等。(3)SCADA／EMS仿真子系統，即圖形支撐系統。要求與在線系統在顯示內容與畫面風格上一致，也就是與實際SCADA／EMs圖形一體化，DTS可以共享SCADA的廠站圖、系統圖。將描述SCADA／EMs系統的廠站圖和系統圖的圖形數據文件經過數據分析轉換處理，DTS系統的圖形支撐系統可直接調用顯示。(4)數據庫管理子系統。它是DT8數據管理的中心，也為DTS其它核心模塊提供了數據通信的平臺。DTS數據庫設計方案采用了大型商用數據庫與實時共享庫相結合的辦法。用ORACLE數據庫管理系統維護模擬EMS數據庫、圖形庫和培訓教案庫，而用實時共享庫仿真實際SCADA實時數據庫。

2．智能預警技術。智能預警系統主要起到對無人值守變電站的安全維護作用，對于影響設備運行狀態的各種因素及時進行預警，例如水災、火災、設備異常、煙霧、電纜溝異常等。智能預警技術通過在線監測，提早發現故障并及時處理，大大提高了變電站的安全運行水平。

3．優化調度技術。智能電網的調度技術是指綜合運用多種技術對整個電網進行智能控制。一體化調度管理技術體現了智能化調度中心高效和規范運轉。一體化調度計劃運作平臺和大型可再生及分布式能源接入控制技術體現了智能電網的經濟性與靈活性，符合國家節能減排的政策，也利于資源的大規模配置，同時也為靈活的大規模可再生與分布式能源的接入提供技術支撐。

4．預防控制技術，如電網故障智能化辨識及其恢復。由高速計算機處理的準實時數據使得專家診斷來確定現有的、正在發展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統運行人員進行判斷。智能電網通過實時通信系統和高級分析技術的結合使得執行問題檢測和響應的自動控制行動成為可能，它還可以降低已經存在問題的擴展，防止緊急問題的發生，修改系統設置、狀態和潮流以防止預測問題的發生。

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中圖分類號：TN915文獻標識碼： A

對智能電網內涵的解讀不同國家各有不同，各國建設智能電網的側重點也不盡相同，但最基本的內容是一致的，國際能源大會對智能電網的定義是：智能電網是建立在高度集成的雙向通信網絡基礎上，通過先進的傳感、測量技術以及先進的控制、決策支持系統，實現電網的安全可靠、經濟、高效的目標。智能電網是IT產業與能源產業結合的產物，它通過用戶與電網公司之間的網絡互動實現數據讀取的實時、高速、雙向，從而優化電網管理，提高電網運行效率。 

智能電網的概念最早是由美國推出的。美國電網是世界上最大的電網，在時間和空間上都很復雜，具有強非線性及不確定性。隨著風能、太陽能等可再生能源入網規模的增大，電網的不穩定性問題日益突出。2003年美國大停電后美國努力提高電網運行的可靠和效率，在電網安裝大量的傳感器以采集電網安全穩定運行與控制需要的信息，智能電網應運而生。

一、智能配電網的概念 

在現代電網的發展過程中，各國結合其電力工業發展的具體情況，通過不同領域的研究和實踐，形成了各自的發展方向和技術路線，也反映出各國對未來電網發展模式的不同理解。近年來，隨著各種先進技術在電網中的廣泛應用，智能化已經成為電網發展的必然趨勢，發展智能配電網已在世界范圍內形成共識［1］。從技術發展和應用的角度看，世界各國、各領域的專家、學者普遍認同以下觀點：智能配電網是將先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。 

智能配電網是實現全社會低碳發展的關鍵。在發電端應用智能配電網技術可以提升接納清潔能源的能力，還可提高傳統發電技術的效率；在電網環節可以降低線路損耗，提高輸電效率，提升電網基礎設施資源利用率和供電可靠性，從而達到節能減排的目的；在深入千家萬戶的配電端，通過智能電表，可將用電信息反饋給用戶，提高用電效率，用戶還可通過智能配電網將自家太陽能發電賣給電網，實現智能互動和綠色節能。 

二、我國智能配電網建設現狀及存在的問題 

（一）配電自動化 

目前國內配網自動化的建設風風火火，但很多建設者對于要達到的目標和實施路線不明確。由于配網自動化的投資很巨大，必須“好鋼用在刀刃上”，不應全面鋪開，針對不同級別的供電區域有差異化的實施方案。目前國內的配電網一次網架結構較薄弱，單電源供電較多，不能滿足N-1原則，無法實現饋線自動化這一重要功能。未來應聚焦在A類和B類供電區域實現饋線自動化功能，對一次網架進行改造，滿足N-1原則，對于過于復雜的網架結構也給予簡化。主站系統遵循IEC61970/61968標準是實現智能配電網的關鍵之一，在業務功能上，可先考慮實現不含可再生能源發電的饋線自動化，以提高供電可靠性。一次設備技術相對成熟，為了滿足遙控的需要，要進行電控化，甚至智能化的改造。自動化終端設備實現分布式智能處理還需要實踐檢驗其成熟度［2］。通信平臺的建設至關重要，目前主要考慮采用光纖、無線、載波等通信技術的混合使用，但在具體的選擇上還未達成共識。海量的配網自動化設備維護，對供電局的人員配置和技術水平提出了更高的要求。 

（二）可再生能源、儲能及微網能量管理 

未來城市內實現高密度可再生能源發電，會根據發電規模的大小在配電網或用電網層面實現并網運行。為了消抑太陽能光伏發電的間歇波動特性，會配套建設儲能裝置。受城市內占地和投資金額的限制，清潔能源及儲能目前的建設規模都不大。微網能量管理作為智能電網重要研究課題，目前還處在研究階段。2010年12月31日，河南財專分布式光伏發電及微網運行控制試點工程聯調成功，進入試運行階段。光伏發電系統的裝機容量為380千瓦，通過試點工程建設，旨在研究分布式光伏電源對配網規劃、網損、潮流、電能質量、繼電保護等方面的影響，掌握分布式發電、儲能接入與微網運行控制技術，積累微網運行經驗；研究光伏發電技術接入要求和原則，為清潔電源發展提供規范化、標準化依據。 

（三）汽車充電 

我國寄希望于電動汽車能帶動汽車產業的發展，實現“彎道超車”。但電動汽車整個行業的運營模式還有待研究討論，目前國家電網和南方電網都已確定了以換電為主，充電為輔的運營模式，但汽車廠家希望全部以充電為主，畢竟電池在整個電動汽車中占有很大一部分利潤。在換電模式方面，究竟是以就地集中充換電為主，還是配送換電為主，也存在著較大爭議。單臺充電設施的功率可達幾千瓦，大規模充電設施與主電網的協調運行和有序充電控制，是電動汽車發展中不可忽視的技術難題，國家863計劃中專門立項對此進行研究［3］。2011年1月10日，國家電網公司智能充換電服務網絡浙江示范工程在杭州順利通過中電聯的科技成果鑒定。鑒定專家組認為，這一項目是國際上首個實現城際互聯的電動汽車智能充換電服務網絡，整體技術處于國際領先水平。目前，杭州已建成10座充換電站，今年還將開工建設兩座大型集中充電站，建成12座充換電站，同時還將建設30座動力電池配送站以及600個充電樁。但是，到目前為止，對于電動汽車的有序充電和電池換電標準等問題尚未解決。 

三、我國智能電網建設分為三個階段：2009-2010年為規劃試點階段，主要進行智能電網規劃、研究開發關鍵技術、制定技術標準、開展試點；2011-2015年為全面建設階段，加快特高壓和配電網建設，初步形成智能電網的服務體系；2016-2020年為提升階段，全面建成統一的堅強智能電網。 

我國建設中國特色智能電要兼顧供電安全可靠性、可持續發展性及市場競爭性等諸方面，全面規劃，協調發展。我國今后發展智能電網應注意以下幾點： 

（一）智能電網建設一次性投入大，政府要給予資金、財稅政策的支持。 

（二）智能電網建設在世界上還處于起步階段，有很多關鍵技術需要進行科技攻關，我國應加大人力、物力投入，搶占智能電網發展的先機。 

（三）加強標準化建設。制定統一的軟件架構標準體系，制定建設與運營、通信、信息等方面的標準。2009年國際電工委員會標準化管理委員會組織成立的智能電網國際戰略工作組提出了與智能電網有關的標準列表，對我國制訂智能電網標準體系有借鑒作用。 

（四）建設統一的電力信息平臺。實現數據一體化、集成應用一體化，完善全網的動態監控和優化調度。還要防范信息安全的風險，保障信息采集安全、通信安全和數據安全，防止黑客的入侵和病毒的攻擊。 

（五）建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的堅強電網，提高遠距離輸電能力，這是智能電網的基礎。 

（六）在終端用戶側安裝智能電表，實時監控、反饋用電側信息。實現信息交互、自動控制等。 

（七）強化配電網的自動化建設，建設具備遠程監控、實時數據功能的智能變電站。 

（八）發展儲能技術，研制各種儲能設備。推廣分布式能源需要有能量和功率密度大、儲能效率高、響應速度快、壽命長的高效儲能裝置做配套，儲能裝置有可充電蓄電池、超導儲能、超級電容等。目前，大容量的儲能系統主要是抽水儲能。 

參考文獻： 

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現階段，隨著電網信息行業的飛速發展，智能化已逐步取代傳統電力系統，但隨之而來的安全問題逐漸成為研究熱點，因而信息安全問題成為保證電網穩定運行的基礎。電力作為國家發展、生活生產必不可少的動力來源，其影響甚大，隨著社會用電量的逐漸提高，智能電網技術已成為發展必然趨勢，因此需要充分加強該系統的信息安全控制，具體分析如下。

 

1 智能電網信息安全現狀分析

 

1.1 智能電網發展

 

現階段，全球各國均在執行智能電網建設，充分表明了智能電網的優勢價值，相應技術、規劃體系建設需要相應的安全防護機制。國內對智能電網的定義為，特高壓條件下，通過集合先進通訊技術、信息控制技術實現自動控制、互動良好的智能電網。現階段，電網公司已經出行相應的發展規劃目標，并針對配電設備的規范化、數字化發展提出了相應的標準規范，一定程度上促進了電力設備供貨商的技術研發工作。我國智能電網發展起步較晚，發展尚處于初級階段，發展空間較為廣闊。

 

1.2 智能電網信息安全控制

 

智能電網控制中一般采用物聯網技術，將設備的運行狀態、廠區環境等信息采集后進行傳輸，景觀分析處理后進行決策控制。智能電網系統中，信息采集、傳輸、處理等環節均會受到外來威脅影響，導致數據受損、信息破壞，進而形成整個管理系統的巨大漏洞，針對上述現象，智能電網系統中需要加強安全防御體系建設，充分研制出安全保護技術，進行充分有效的實時防護控制，避免數據受損、惡意攻擊等現象。另一方面，需要充分加強信息安全體系的建設管理，提高信息的私密性保護、真實性、完整性控制。

 

1.3 電力行業信息安全分析

 

現階段，國家將信息安全問題逐漸提升到新一層次高度，使得智能電網下的信息安全問題逐漸成為關注熱點。2003年，某地區智能電網曾出現安全問題導致的系統故障，進而導致突發性事故，警報數量過大導致整體預警系統癱瘓，無法避免的大規模停電對當地居民的生活生產造成了惡劣影響。智能電網實行最近幾年，多次發生系統漏洞、病毒侵襲、故障事故等狀況，是相應安全防護手段不完善、核心技術不完善的宏觀體現，為此，電力行業相關領域學者需要加強信息安全控制工作。

 

2 信息安全防護系統建設

 

2.1 智能電網的信息采集安全

 

信息采集作為基礎環節，智能電網中的信息采集一般借助傳感器實現，經短距離總線傳輸實現信息識別工作，現階段，國內主要以有線方式為主。有線傳輸下的信息采集首先需要保證數據的精確性不受影響，目前對于常規環境下的溫濕度、電流電壓、煙感紅外信息等技術已經相對比較成熟，傳感器的準確度也比較高，但對于特殊環境下，例如高溫、高電磁環境、高海拔下的傳感器準確度仍是應不斷研究解決的問題。

 

為了保證信息采集的安全性，需要加強數據終端控制工作，一般采用加密方法實現安全控制，密鑰分為對稱、非對稱兩種算法，非對稱密鑰的安全系數更大。主站控制為了保證安全防護等級較高，一般采用國家密碼管理機構認可的加密手段，對于采集端、集中器一般借助硬件安全模塊得以控制，為了保證安全防護的穩妥性，需要充分結合對稱、非對稱密鑰同時進行。

 

2.2 智能電網的信息處理安全

 

信息處理安全一般體現在以下幾方面：首先是數據存儲、備份等方面，需要充分保證信息處理過程中的存儲安全問題，本地存儲中通過加密法進行，如身份認證實現訪問;網絡存儲借助防火墻實現控制。其次，數據備份中一般根據相關信息的安全等級進行不同級別的備份，現階段技術支持同步、異步備份工作，加強備份過程在信息完整性控制。再者，信息防御系統需要加強對攻擊的抵抗性，將算法實現在協議棧的最底層，降低整個運算代價，一般實現技術包括：攻擊識別、協議分析、主機識別、概率統計、反向探測、指紋識別等方式，其中常用的算法有流量梯度算法、參照物判斷法、TCP協議反向探測算法、UDP指紋識別算法等。

 

2.3 智能電網的信息傳輸安全

 

智能電網中，信息傳輸安全一般指傳輸數據的安全控制，需要針對各種形式的網絡進行安全控制，包括有線、無線及移動通信網絡。

 

現階段，智能電網一般采用有線傳輸進行，作為常規傳輸技術，有線傳輸一般要借助虛擬技術，加強設備之間的通訊能力，滿足GOOSE協議要求，充分加強網絡有效分隔作用，保證不同虛擬網上可以實現相應信息的交流作用。設備上僅需要在端口設置相應的虛擬網VLAN，加強智能電子設備的控制管理工作，充分避免黑客攻擊，智能電子設備需要足夠大的信息處理能力，可以充分支持相應的虛擬網標簽技術。另一方面，針對現代智能電網中的通訊技術，需要加強攻擊問題控制檢測工作，一般采用入侵檢測系統進行控制，保證及時發現外部攻擊，第一時間做出相應處理。

 

通過上述措施的充分落實，實現信息系統的安全保護，避免數據被盜、篡改等狀況，保證系統運行的穩定性，降低運行工況的事故發生率，減少企業經濟損失，從而充分實現國家電網的穩定運行，保證智能電網系統的全面防護、健康安全發展。

 

3 結語

 

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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

中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A文章編號：

建設以“堅強、智能”為特 征的新型農網，是新 時期國

家對農電工作提出的新 的目標任務， 也是實現 農網與各

級電網協調發展的必然 要求。 目前我國農村電 網存在著

科技含 量低、管 理水平粗 放、投 融資體 制不順 、應對 農村

多元化和個性化需求能 力弱等亟待解決的問 題， 這些問

題的存在與當前農村的 快速發展極不相適應 ， 一定程度

上制約了農村經濟的發 展。 因此未來十年，更好 、更快地

建設農網，推動農電企 業實現可持續發展，把 農網建設成

比較堅強且智能化 水平較高的供電網絡， 更好地 滿足社

會主義新農村建設和新 能源發展的需要， 具有重 要的現

實意義和長遠的戰略意義。

1 目前我國農村電網存在的問題

（1） 一直以來存在重視城網建 設，輕視農網建 設的觀

念。 由于我國長期存在的電力瓶頸制約，所以在電力發展

上一 直存 在著 注重 外延 發 展和 發電 能 力建 設的 指導 思

想，由此 也形成 了電力系 統長期 存在的 “重視 城網、 輕視

農網”的傳統觀念。

（2 ）農村 能源問 題。 我 國農 村能源 短缺且 農村 用電

難，導致農村生活用能 過度依賴生物質能，且 以直接燃燒

為主，熱效率低，污染嚴重。 對于供電企業來說，則存在損

耗高，竊電多，收費難等問題 。

（3 ）農村電 網結構 薄弱， 設施 老化、 發展不 平衡 等問

題突出。 農村電網多為輻射網，環網供電范圍小，10kV 饋

線較長，通常達到十幾 千米，且以架空線為主，支 線多，電

力負荷分散，負荷密度 小，負荷受季節影響大 。 其中最主

要的是設備老化和超負荷運行。有資料表明，2009 年農網

調查的樣本中有 20.3%的公用配電變壓器 超載運行，31%

的中低壓配電線路過載運行。

（4 ）農網建 設資金 缺乏， 尚未 建立一 種長效 、穩 定的

投資機制。 農村電網一般是 3～5 年進行改造建設，目前國

家取消了供電貼費的收 取， 各個省級電力公司 還貸壓力

比 較重，難以拿出大量資金 投入農網改造；而縣級 供電企

業 經營的核定原則是“保本 微利”，企業利潤空間很 小，自

我投資發展的能力較弱 。

2 新型農網智能化建設的對策

新型 農 網智 能化 建設 應 立足 農村 供 電的 特點 和 需

求 ，研究 解決智能 化建設 中的投資 、營銷 、配電 網及 調度

管理模式等關鍵性問題。 農村配電網與城市電網相比，在

網 絡結構、 一次設備和自動化技 術的應用上都有 很大的

差距。 因此，農網智能化建設不能完全照搬城市智能電網

模式，必須根據客觀條件的不同選擇其智能模式。

2.1實現農網配電自動化

配電 自動化是指利用現代電子 技術、 通信技術 及計

算 機網絡技術與電力設備 相結合， 將配電網在正 常及事

故 情況下 的監測、 保護、 控制、計 量和供電 企業 的管 理工

作 有機地融合在一起。 提高供 電質量， 與用戶建 立更密

切 、 更 負責的關系， 以合理的價格 滿足用戶要求 的多樣

性 ，力求供電經濟最好，企 業管理更為有效。 現階 段我國

縣 級配電網自動化系統一 般采用就地控制模式 、 計算機

集 中監控模式、 就地與遠程監控 混合模式等 3 種 應用模

式。 其中就地控制模式通過變電站重合器與分段器配合，

在 線路發生故障時， 按原來設定 的程序完成對故 障區域

的 隔離，恢復對非故障區域 的供電；計算機集中監 控模式

即 設立控制中心， 饋線上各個 自動終端采集的信 息通過

一定的信 息通道傳回主站。 當發生故障時，由主站根據采

集 信息進行分析判斷， 將故障段 切除并實施恢復 供電方

案 ；就地與遠程監控混合模 式采用了斷路器、智能 型負荷

開關等設備，且各自動化開關具有遠程通信能力。 該方案

可 以及時準確地切除故障 ，恢復非故障段供電，同 時還可

以 接受遠方監控， 配電網可以積 極參與網絡優化 調整和

非正常方式下的集中 控制。

2.2信息通道的建設

配電通信網是發 展智能電網的基礎條件 。

智能配電

安排的依據，具體 包括農村電力市場需求預 測、農網改造

通信網的建設 目標是利用經濟合理，

技術 成熟的通信技

升級的目標和任務、投資規模、資金來源及電價測算。

術，

滿足智能配電 網發展各個階段對電力 通信網絡的需

由此可見，

中央政府從制 度上對農村電網 改造升級

求，支持各類業 務的靈活接入，為電力 智能化系統設備提

供強有力的通信保障。

根據智 能配電網通信 業務需求 ，如圖 1 所 示.其主要

是以光纖通信 實現重點保障，無線通信實 現廣泛覆蓋，載

波通信作為補充方案。 其中 110kV 變電站、 縱聯保護裝

置、配電網自動 化檢測節點、分布式能 源站、獨立儲能站、

重要負荷管理 節點需要覆蓋光纖通信 ， 實 現裝置之間和

到配電調度 之間的光纖通信通道。 智能 電表臺區集中點

和設備運行狀 態檢測節點在光纖通道 之外的節點采用寬

帶無線通信或 租用公共無線通信方式 。 智能電表到臺區

集中根據距 離遠近，采用載波等方式 靈活接入，實現智能

電表的廣泛接入。

配電調度中心

光纖網

絡通信

項目的 管理過 程中將會 遇到的 一些問 題進行 了規范 ，這

為新一輪的農網改 造建設提供了資金保障 ， 是 建設新型

智能化農網的堅強后盾之一。

2.4大力發展分布式發電技術

分布式發電是指發電 功率在 30～50 兆瓦以 下的小型

模塊化 、分散式 、布置 在用戶附 近的高 效、可 靠的發 電單

元。 分布式發電的優 勢在于可以充分開發利 用各種可用

的分散存在的能源 ， 包 括本地可方便獲取的化 石類燃料

和可再生能源，并提高能源的利用效率。 分布式發電的電

源主要 包括微 型燃氣輪 機、燃料 電池、 功率較 小內燃 機、

可再生能源如太陽能發電的光伏電池和風力發電等。

在農村地區，各住戶一 般是獨立居住，比較 理想的分

布式電源是光伏發 電和風力發電,如圖 2 所示。 雖然 這 2

項技術還不是很成 熟，距離實際應用還有 一段距離，但它

們是利用可再生清 潔能源發電， 而且國家正在 大力發展

這 2 項技術，并出臺了相應的扶持政策，前景很被 看好。

圖 1

智能配電網通信方案示意圖

圖 2

光伏、風能發電系統示意圖

2.3

深化融資體制改革，暢通資金渠道

2010 年 11 月 10 日， 國家發改委辦公廳發 布關于印

3

結束語

發《 農村電網 改造升 級項目 管理 辦法》 的通知 ，其中明確

了農村電網改 造的范圍、 投資資金來源及 投資計劃的實

廣 大農 村是 我 國未 來經 濟 增長 的重 點 地區 ，

同 時

施。

《辦法》規定 ，農網改造升級項目建設 資金按照“企業

也是 用電 負荷 大 幅增 長的 潛 力地 區，

具有 很大 的 發展

為主 、政府支 持”的原 則多渠 道籌集 ，中西部 地區 項目資

空間 。

近 年來 ，隨 著我 國經 濟的 快 速增 長， 農村 電 力需

金原則上由 國家安排，

東部地區項目資本 金由項目法人

求增 勢強 勁，用電 量年增 長在 10％～15％，經 濟發達 地區

農村 用電量 甚至達 到 20％～30％。 面 對這樣 的高速 增長

自籌。

《辦法》提 出，農村電網改造升級是指 變電站、線路

等農村 電網設 施的新建 ，以及對 已運 行農網 設施 局部或

整體就 地或異地建設 、增容、更 換設備等。 《辦 法》還明確

提出,表箱和 電能表改造投 資納入投資 計劃，表 后線及設

施由 農戶提供 合格產 品或出資 改造。《辦法 》提出 ，各省

（區、市 ）農網改造 升級規劃將由省級發改委組織編制，報

國家發改委審 批。 省級規劃將作為申報 投資計劃和項目

趨勢，農 村電網面臨巨 大的供電 壓力。 構建網 架堅強、網

絡智 能的 農 網， 可 以 有效 解決 目 前農 網普 遍存 在 的網

架結 構 相對 薄弱 ， 供 電能 力 不足 、 自 動化 水平 低 等問

題。 我國智能電網的建設給農網發展帶來了新的機遇，農

篇10

中圖分類號：S7520 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0069-01

智能電網是當今世界電力系統發展變革的最新動向，是21世紀電力系統的重大科技創新和發展趨勢。所以，智能電網在迅速發展的過程中，相應的配備也應融入智能的元素。變電站作為國家的基礎設施建設，經過長久的傳統運營后，是時候轉變成智能化的變電站。為此，應首先建設變電站智能運營平臺，搜集較多的資料與數據，豐富平臺的功能，提高日常工作效率及工作質量，建設全新的工作體系。在此，本文主要對面向智能電網的變電站智能運營平臺建設展開分析。

一、 變電站智能運營平臺需求

對于變電站而言，不僅承載著大量的電力調配工作，同時在信息、數據的收集方面，也非常的龐大。為此，固有的運營平臺已經不堪重負，必須建立全新的智能運營平臺，以此來實現工作效率的提升和工作量的降低。綜合而言，變電站智能運營平臺的需求，主要集中在以下幾個方面：第一，智能電網及其信息平臺研究。當下的工作非常講究效率，當用戶的供電中斷時，必須第一時間派遣人員修復。但是，以往的電力故障處理工作，都是靠用戶自己撥打電話報修的，而且維修速度并不快。今后需加強智能電網及其信息平臺的建設，提高電力故障的維修速度。第二，3D-GIS平臺的建設需求。相對以往的平臺而言，變電站智能運營平臺，還應該在3D-GIS平臺的建設上努力。由于客觀的數據和信息，僅僅能夠達到分析的效果，而通過建設3D-GIS平臺，則可以真正的了解到當時的情況，通過畫面分析和周邊情況的討論，能夠得到更加精確的結果，實現工作水平的更大進步。

二、 變電站智能運營平臺建設

（一）系統網絡結構

變電站智能運營網絡平臺的建設，要比傳統變電站運營平臺的建設更加復雜。由于很多系統都要重新設置，在結構上也要迎合社會的需求，因此，為了保證變電站智能運營平臺的完美實現，首先需要在系統網絡結構上努力。在大量的討論和研究后認為，可利用統一的信息模型和平臺架構，將各種與電網相關的經濟、社會、人文信息，以及電網廣域實時信息作為系統輸人，融合調度、搶修、客戶服務、故障診斷與運行監控、集中抄表與營配信息等多重異構數據資源，達到電網動態全景可視化展示，為面向智能電網的“三集五大”（三集：人、財、物集約化管理；五大：大規劃、大建設、大運行、大生產、大營銷）體系建設提供基礎數據和實時信息管理平臺。例如，國網蕪湖供電公司智能變電站設備檢測模擬平臺的研究科技項目技術規范書明確規定，其技術路線有以下幾點：第一，實現ET通信測試功能使測試儀應實現在對合并單元同步后，模擬ECT/EVT發送數據給合并單元，合并單元能夠正確識別數據，并顯示相應的電壓電流數據。滿足發送的模擬數據有效值、相位、頻率可更改要求。第二，實現精度測試功能使測試儀實現在合并單元同步后，模擬ECT/EVT發送數據給合并單元，同時接收待測合并單元輸出的IEC60044-7/8報文或IEC 61850-9-1/2/2LE報文，計算兩組數據的比差、角差，得出測試結果。測試結束后，能夠保存和顯示合并單元輸出的一分鐘的報文數據內容和時標精度測試等。由此可見，網絡系統結構的建設，是非常重要的，在今后的工作中，必須引起足夠的重視。

（二）系統數據組織

變電站智能運營平臺在日常的應用中，除了要保證系統結構的穩定性之外，還應該在系統數據組織上努力，實現客觀的工作保證。無論是故障保修還是日常的數據分析，都應獲得較大的提升。為此，系統數據組織應在以下幾項工作中努力：第一，系統中心數據庫應包含較多的內容，包括存儲設備、運行、用戶、改造等等，防止工作中出現疏漏。第二，數據庫服務器，應存放電網地理地圖以及眾多的基礎數據，便于普通用戶的訪問。第三，需要對各項數據進行及時的更新，對錯誤的數據進行清理，防止造成不必要的矛盾。綜上所述，面向智能電網的變電站智能運營平臺建設工作，還需進一步努力，除了上述的工作外，還應該在系統實現的關鍵技術上努力，健全技術體系和實施方案，為將來的發展提供更多的保障。

總結：本文對面向智能電網的變電站智能運營平臺建設展開討論，由于現階段的社會需求較為強烈，因此很多工作的進度仍然不理想。但是，從現有的工作成果來看，變電站的智能運營平臺已經得到了實施，部分功能確實為變電站帶來了很大的積極影響，用戶的認可程度較高，以往的矛盾有了很大的減少。在未來的工作中，還需要通過多項技術工作，實現變電站智能運營平臺的全面建設，以此來創造更多的收益。

參考文獻

[1] 姚B玉，劉俊勇，劉友波，張建明.智能營銷研究概述（二）――我國智能營銷發展戰略與機遇[J].電力自動化設備，2010，03：129-133+144.