關于智能電網(wǎng)的基本認識參考模板

1、關于智能電網(wǎng)的基本認識1. 智能電網(wǎng)研究的原動力及目標電氣化技術被認為是人類在20世紀取得的最偉大的科技成就之一，它推進了人類社會的文明發(fā)展史。隨著以數(shù)字化和網(wǎng)絡化為特征的信息時代的來臨，電力工業(yè)的發(fā)展正面臨著新的挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)是現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展方向和目標。它將成為可充分利用廣泛分布的可再生能源的基礎設施，可實現(xiàn)節(jié)能減排、減緩（或維持）氣候變暖的有希望的一種途徑。智能電網(wǎng)將能滿足信息時代高電能質量、高供電安全和可靠性的迫切要求；與用戶互動，提高電力部門與用戶雙方的電能和資產(chǎn)利用率。因此，智能電網(wǎng)以超越傳統(tǒng)模擬式電網(wǎng)的發(fā)展概念，愈來愈成為政府、政治家、企業(yè)家、金融家以及電力行業(yè)關注的熱點和焦點。能

2、源壓力和生態(tài)文明意識提升所帶來的壓力，以及未來數(shù)字化社會對電能質量和高安全可靠性的供電要求，已成為智能電網(wǎng)發(fā)展的原動力。就經(jīng)濟而言，驅使人們研究發(fā)展智能電網(wǎng)的原動力，不是電的成本，而是由于缺乏合格電力所造成損失的成本。由上可見，智能電網(wǎng)研究的目標應該是：（1）實現(xiàn)大電網(wǎng)（以抵御事故擾動為目的）的安全穩(wěn)定運行，降低大規(guī)模停電的風險，提高電網(wǎng)自愈能力，為高新技術、敏感用戶提供高級電能質量和供電可靠性；（2）擴展兼容功能，使分布式電源得到有效的利用。該電源包括分布式可再生能源發(fā)電裝置、分布式儲能裝置，以及電力用戶（包括電動車）用電需求的響應等。（3）提高經(jīng)營管理能力和電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率；（4）提高用戶

3、電能利用效率，降低峰荷需求、總能量消耗和網(wǎng)損。當前，北美已經(jīng)形成了眾多有實力的研究智能電網(wǎng)的群體，它們在聯(lián)邦能量管制委員會(FERC)、北美可靠性委員會(NERC)和美國能源部(DOE)等組織的指導下協(xié)同開展研究工作。因而近年來智能電網(wǎng)技術已得到極大的關注，并取得了長足的進展。美國奧巴馬政府已把建設智能電網(wǎng)作為美國的國家發(fā)展戰(zhàn)略，意在掀起以智能電網(wǎng)促進可再生能源發(fā)展及利用和節(jié)能減排的熱潮，進一步引領新興產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和電網(wǎng)技術的進步。我國也已經(jīng)制定了相應的遠景目標，明確了2020年及2050年節(jié)能減排和利用可再生能源的總量目標。我國電網(wǎng)已得到長足發(fā)展，數(shù)字化、自動化的實踐成功，為發(fā)展智能電網(wǎng)奠

4、定了一定的基礎，國家電網(wǎng)公司已提出了建設堅強智能電網(wǎng)的目標。2.智能電網(wǎng)的技術內涵智能電網(wǎng)是一個技術裝備現(xiàn)代化且具有智能化功能的電力網(wǎng)絡。它應用雙向通信、高級傳感器、自動化和分布式計算機來提高電力網(wǎng)運行的靈活性、安全性、可靠性和效率，并保障人身和設備的安全；可以向用戶提供便利的控制手段，以滿足其用電選擇性的要求（如省錢、舒適、方便），使用戶能夠根據(jù)電價的變化主動調整電能消費方式，以提高電能利用效率和電網(wǎng)負荷率；可以兼容多樣性和分散性的電源，能向用戶提供多種服務，包括為電動車輛提供方便的充電和付費服務。未來的智能電網(wǎng)具有的鮮明的功能特征應該是：（1）激勵/包容電力用戶。提供充分的實時電價信息和多

5、種用電方案，促使用戶主動選擇與調整電能消費方式；（2）集成分布式發(fā)電/儲能。匯集大量“即插即用”的分布式電源，補充和平衡集中式的統(tǒng)一發(fā)電；（3）促進電力市場化。發(fā)展成熟、健壯、易于集成的電力躉售市場；（4）滿足電能質量需要，提供多種的質量-價格方案；（5）實現(xiàn)電網(wǎng)優(yōu)化。電網(wǎng)的智能化同資產(chǎn)管理軟件深度集成，使資源和設備得到最有效的利用；（6）自愈能力。自動監(jiān)測評估、確保電網(wǎng)的完整性、安全性和功能性，遏制停電事故的擴大；2 / 16（7）抵御外界攻擊。具有快速恢復能力，能夠識別外界惡意攻擊并加以抵御，保障供電安全。未來的智能電網(wǎng)在技術層面與目前電網(wǎng)明顯的不同之處有：（1） 通信：采用雙向通信；（2

6、） 與用戶交互：提供很多用戶側的交互控制手段；（3）儀表型式：采用具有記存功能的數(shù)字式儀表；（4）運行與管理：采用遠方監(jiān)視、分析；（5）電力的提供與支持：集中發(fā)電和分布式發(fā)電并存；（6）潮流控制：擁有靈活的潮流控制能力；（7）可靠性：可以施行自適應保護和孤島化控制；（8）供電恢復：通過自愈方式恢復供電；（9）網(wǎng)絡拓撲：具有網(wǎng)狀可靈活重構的供電網(wǎng)絡。總之，智能電網(wǎng)將使電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的各個環(huán)節(jié)（包括發(fā)電、傳輸和消費）之間靠得更近，從而改善了電網(wǎng)整體的運行效率，最終使終端用戶和社會環(huán)境都受益。3.智能電網(wǎng)的研究內容目前，智能電網(wǎng)的相關研究主要體現(xiàn)在以下4個方面：（1） 高級計量體系(Advanced

7、Metering Infrastructure, AMI)。主要功能是授權用戶，使系統(tǒng)同負荷建立起聯(lián)系，使用戶能夠支持電網(wǎng)的運行。（2） 高級配電運行(Advanced Distribution Operations, ADO)。主要作用是使電網(wǎng)實現(xiàn)自愈功能。（3）高級輸電運行(Advanced Transmission Operations, ATO)。強調阻塞管理和降低大規(guī)模停運的風險。（4） 高級資產(chǎn)管理(Advanced Asset Management, AAM)。其同AMI、ADO和ATO的集成將大大改進電網(wǎng)的運行和效率。其中，AMI、ADO與智能配電網(wǎng)的運行密切相關，ATO用于智

8、能輸電網(wǎng)的研究和實現(xiàn)，而AAM則涵蓋與智能輸電網(wǎng)/智能配電網(wǎng)資產(chǎn)管理相關的規(guī)劃、設計及資產(chǎn)利用。智能電網(wǎng)的實現(xiàn)要求和相關研究內容可表述如下：(1) 靈活的網(wǎng)絡拓撲。靈活的可重構的配電網(wǎng)絡拓撲，是未來智能電網(wǎng)的基礎。它使得電網(wǎng)在發(fā)生故障時，能把故障影響限制在最小范圍內，并可迅速通過其它連接恢復對其它部分的供電。關于配電網(wǎng)絡拓撲的新概念有：1）環(huán)形的低壓配電新的重構選擇；2）DC（直流）環(huán)形母線新的用戶服務；3）分布式能源集成定制的安全島和靈活的微網(wǎng)；4）雙向潮流電路間的功率交換等。(2) 集成能源與通信體系(IECSA)。智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和能分析電網(wǎng)目前狀態(tài)的能力，包括識別故障早期征兆的

9、預測能力和對已經(jīng)發(fā)生的擾動響應的能力。該集成能源與通信體系（包括分布式計算環(huán)境），需覆蓋從發(fā)電機到末端電力負荷的全部范圍，并要滿足：1）其數(shù)據(jù)通信和分布式計算設施是開放式的和基于標準的；2）能兼容各種各樣的物理媒介的通信和嵌入的計算技術；3）把數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡和智能設備集成一體。(3)快速仿真與模擬(FSM）。FSM是含風險評估、自愈控制與優(yōu)化的高級軟件系統(tǒng)（包含廣義的EMS/DMS等功能）。它為智能電網(wǎng)提供數(shù)學支持和預測能力（不僅是對緊急情況做出反應的能力），以期達到提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性和運行效率的目的。FSM的基本功能如下：1）提供實時的狀態(tài)估計，以供安全監(jiān)視、評估與優(yōu)化使用；2）

10、提供電網(wǎng)性能的連續(xù)優(yōu)化（能量、需求功率、效率、可靠性、電能質量等）；3）提供比實時還要快的預測仿真，以期能夠通過自愈功能避免一旦發(fā)生可能對電網(wǎng)造成較大影響的預想事故時的擾動；4）從運行和規(guī)劃的觀點對電網(wǎng)進行“what-if”分析，并為運行人員提供推薦方案；5）把市場、政策和風險分析匯集于電網(wǎng)模型，同時把它們對電網(wǎng)安全性和可靠性的影響定量化。(4) 靈活的分布式電源(DER)。大量的分布式電源（如大規(guī)模風電場等）并于中壓或低壓配電網(wǎng)上運行時，徹底改變了傳統(tǒng)的配電網(wǎng)單向潮流的特點，因而要求電網(wǎng)采用新穎的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。通過高級的自動化系統(tǒng)把這些分布式電源無縫集成到電網(wǎng)

11、中來并協(xié)調運行，則可帶來巨大的效益。這除了節(jié)省對輸電網(wǎng)的投資外，還可提高全電網(wǎng)的可靠性和利用效率，為電網(wǎng)提供緊急功率和峰荷電力支持，以及提供其它輔助服務功能，如無功支持、改善電能質量等；同時為電網(wǎng)運行提供了巨大的靈活性。與DER相關的工作包括:1）提供安全的通信、監(jiān)視和控制設施，以及實施電網(wǎng)范圍內DER的協(xié)同控制策略，以便于集成和實現(xiàn)實時調度DER（包括分布式發(fā)電和分布式儲能裝置）。2）改進模擬方法和實現(xiàn)實時量測用戶需求，以便評估DER對電網(wǎng)穩(wěn)定性和控制的影響。3）確保DER裝置同電力交換系統(tǒng)集成時的兼容性；4）考慮對安全和環(huán)境的影響。(5) 高級配電自動化(ADA)。ADA是智能電網(wǎng)實現(xiàn)自愈

12、的基礎。它包含電網(wǎng)的監(jiān)視與控制、配電網(wǎng)管理和與用戶的交互（如負荷管理、量測和實時定價）。通過與智能配電網(wǎng)的其他組成部分的協(xié)同運行，ADA既可改善電網(wǎng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低網(wǎng)損和提高資產(chǎn)利用率，也可輔助優(yōu)化調度和安排維修作業(yè)等。為此，ADA需要具有更為復雜的控制功能，如：1）全部元件必須處在一個開放式的通信體系結構內，并具有協(xié)同工作能力；2）使用經(jīng)由分布式計算的局部分布式控制；3）使用傳感器、通信系統(tǒng)和分布式的計算主體，對電力交換系統(tǒng)的擾動做出快速反應，使其影響最小化。(6) 電力電子技術。電力電子技術及其產(chǎn)品是未來智能電網(wǎng)的主要組成部分，包括多功能固態(tài)開關、智能電子裝置和配網(wǎng)使用的柔性輸電

13、系統(tǒng)裝置（如SVC和D-STATCOM）等。目前，基于晶閘管開關裝置的多種控制器在市場上已可以買到，但它們都是獨立控制的。未來的智能電網(wǎng)將采用新的系統(tǒng)控制邏輯，使它們協(xié)同運行，從而實現(xiàn)多重電力電子裝置的集成控制，以便利用電網(wǎng)最大的可用傳輸能力。(7) 高級計量體系(AMI)和需求側管理。AMI由安裝在用戶端的智能電表、位于電力公司內的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)和通信系統(tǒng)組成。根據(jù)實際需要，智能電表能同時實現(xiàn)多種計量方式(如KWH/KVARH/KW/V/)和多種計量時間間隔(5min/15min/1h/)，并具有雙向通信功能，可支持遠程設置、接通或斷開、雙向計量、定時或隨機計量讀取。由于每一個

14、智能電表都是智能電網(wǎng)的一個量測點和傳感器，因此AMI可以連接用戶并為其提供電網(wǎng)范圍的能觀性。此外，智能電表還可以作為通向用戶室內網(wǎng)絡用作關口的網(wǎng)關，為用戶提供實時電價和用電信息，并可控制用戶室內用電裝置的負荷，實現(xiàn)需求側管理。(8) 廣域測量系統(tǒng)(WAMS)?；谙嗔繙y量單元(PMU)的輸電WAMS是隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)技術民用化而迅速發(fā)展起來的一項新技術。同步對時體系是WAMS最為顯著的特征之一，這使得在WAMS主站對廣域電力系統(tǒng)進行同步觀測成為可能。WAMS系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應用可以分為兩類：1）取代常規(guī)SCADA/EMS，建立新的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量平臺；2）以基于WAMS的數(shù)據(jù)測量平

15、臺為前提，開發(fā)在常規(guī)SCADA/EMS系統(tǒng)平臺上難以進行的應用功能，如電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力系統(tǒng)暫態(tài)過程跟蹤與暫態(tài)穩(wěn)定性預測、電力系統(tǒng)區(qū)間低頻振蕩模式在線辨識、電力系統(tǒng)降階模型辨識、電力系統(tǒng)潮流計算和電力系統(tǒng)廣域阻尼控制等等。4.實現(xiàn)智能電網(wǎng)之路線智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎上，將電力技術與信息、通信、傳感、計算機網(wǎng)絡技術高度融合，集數(shù)字化、自動化、信息化于一體，并且實現(xiàn)與用戶的互動。因而要實現(xiàn)智能電網(wǎng)包括智能輸電網(wǎng)、智能配電網(wǎng)，必然面臨很多挑戰(zhàn)，帶有極強的探索性。作為電力行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)革命，智能電網(wǎng)不是一個部門或少數(shù)人所能完成的事情，它是電力部門和全社會各相關行業(yè)的融合，是傳統(tǒng)電網(wǎng)和現(xiàn)代技術的融合

16、，是多種目標的優(yōu)化綜合，是需要以電力部門為首的全社會的參與才能完成的事業(yè)。智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展也可應用木桶原理，從電力產(chǎn)業(yè)的最薄弱環(huán)節(jié)入手，細微的改變往往會大大提高電網(wǎng)的可靠性和用電質量等。從我國可再生能源的資源分布特點和電網(wǎng)建設運行的實際情況看，智能輸電網(wǎng)、智能配電網(wǎng)的建設、發(fā)展都有關鍵技術要面對，目前在發(fā)、輸、配、用電這一產(chǎn)業(yè)鏈中，同發(fā)電和輸電環(huán)節(jié)相比，配電、用電以及電力公司和終端用戶的合作等環(huán)節(jié)較為薄弱，影響了電網(wǎng)的整體性能和效率?？梢姙閷崿F(xiàn)智能電網(wǎng)的目標，研究重點宜放在配電網(wǎng)，主要圍繞雙向通信、高級傳感器、電力電子技術和分布式計算機技術等展開。為此，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的路線應該是：(1) 優(yōu)

17、先開展AMI的研究。智能電表實際上是一種分布于網(wǎng)絡上的傳感器和量測點。AMI不僅能為電力公司提供遍及電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡和設施，同時也能提供電網(wǎng)范圍的量測和可觀性，因而它被視為是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的第一步。它不僅可使用戶直接參與實時電力市場，而且可為電網(wǎng)的運行和資產(chǎn)管理帶來巨大效益。(2) 盡早制定信息交換的標準。標準和準則向來是實現(xiàn)現(xiàn)代化、高效率的基礎。信息與通信技術的發(fā)展是電網(wǎng)實現(xiàn)智能化的前提。數(shù)據(jù)采集是信息交換最為重要的基礎。這就需要解決接口的標準化問題，包括通信標準、分布式電源并網(wǎng)標準、智能計量標準等等。信息交換的標準化可以提供開放式的接口，使終端設備得以方便地實現(xiàn)即插即用。(3) 創(chuàng)新中長期配電

18、網(wǎng)規(guī)劃與設計。靈活的、可重構的配電網(wǎng)絡拓撲和集成能源與通信體系是未來智能電網(wǎng)的基礎，因而在配電網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃（滾動規(guī)劃）中應盡早考慮，以適應分布式電源的接入和未來的數(shù)字化社會對供電可靠性及電能質量的嚴格要求。因此我國應該改進城市電網(wǎng)發(fā)展的思維理念，創(chuàng)新中長期配電網(wǎng)規(guī)劃與設計理念。(4) 加快儲能元件/儲能技術及其產(chǎn)業(yè)化的研究。對于智能電網(wǎng)而言，儲能技術也是一種具有多種功能的技術。其在提高可再生能源利用效率和降低環(huán)境保護壓力方面可以發(fā)揮著重要的作用。這方面的研究應當?shù)玫匠浞值年P注。大功率的分布式儲能裝置和設施的開發(fā)，對于像大功率風電這樣的間歇性電源的發(fā)電并網(wǎng)應用是具有決定性意義的，并加大投入和

19、試點力度，培育適應我國國情的具有自主知識產(chǎn)權的儲能產(chǎn)業(yè)。近30年來，尤其進入21世紀以來，我國在電力體制改革和國家政策推動下，發(fā)電與電網(wǎng)發(fā)展快速，堅強電網(wǎng)的建設得力，輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)的結構得到加強，自動化、數(shù)字信息技術的應用發(fā)展顯著，標志著我國電網(wǎng)的基礎建設與運行管理正在趕上國際先進水平。我國電網(wǎng)將在“十二?五”繼續(xù)以萬億元以上資金投入輸、配電網(wǎng)建設，數(shù)千億元投入計量系統(tǒng)以及信息化、自動化的建設和改造，這無疑將進一步夯實發(fā)展智能電網(wǎng)的基礎。智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術發(fā)展的歷史必然。因此，我們應當追蹤當代電網(wǎng)的發(fā)展潮流，積極開展智能電網(wǎng)的研究、實踐與交流，推動我國智能電網(wǎng)技術的發(fā)展與應用。高級量測體系（A

20、MI） 高級量測體系(AMI)是一個用來測量、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整的網(wǎng)絡和系統(tǒng)。AMI技術的四大組成部分(即智能電表、廣域通信網(wǎng)絡、量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和用戶戶內網(wǎng)絡)、AMI的作用及其和智能電網(wǎng)的關系。通過廣域通信網(wǎng)絡,AMI把用戶和電力公司緊密相連,為將來配電自動化等智能電網(wǎng)功能的實現(xiàn)奠定了基礎。AMI實現(xiàn)的系統(tǒng)范圍的測量和可視性能夠大幅提升現(xiàn)有電力公司的運行機制和資產(chǎn)管理流程。電力公司應抓住AMI技術開發(fā)和實施這一難得的機會,規(guī)劃和建立通用的滿足未來系統(tǒng)高級應用的通信基礎設施和集成信息系統(tǒng),以便提升產(chǎn)業(yè)和引導電網(wǎng)向智能電網(wǎng)方向發(fā)展。 AMI主要功能是授權給用戶，使系統(tǒng)同負

21、荷建立起聯(lián)系，使用戶能夠支持電網(wǎng)的運行。AMI是許多技術和應用的繼承的解決方案。其技術組成和功能主要包括： 1 智能電表。可以定時或即時取得用戶帶有時標的分時段的或實時的多種計量值，如用電量，用電功率，電壓，電流和其他信息；事實上已經(jīng)成為電網(wǎng)的傳感器。 2 通信網(wǎng)絡。采取固定的雙向通信網(wǎng)絡，能把表計信息接近于實時地從電表傳到數(shù)據(jù)中心，是全部高級應用的基礎。 3 量級數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。 這是一個帶有分析工具的數(shù)據(jù)庫，通過與AMI自動素具收集系統(tǒng)的配合使用，處理和儲存電表的計量值。 4 用戶是內網(wǎng)。通過網(wǎng)管或用戶入口把智能電表和用戶戶內可控的電器或裝置連接起來，使得用戶能根據(jù)電力公司的需要，積極參與需

22、求相應或電力市場。 5 提供用戶服務。 6 遠程接通或者斷開。智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿意21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。 IBM公司提出的“智能電網(wǎng)”解決方案。IBM的智能電網(wǎng)主要是解決電網(wǎng)安全運行、提高可靠性，從其在中國發(fā)布的建設智能電網(wǎng)創(chuàng)新運營治理中國電力發(fā)展的

23、新思路白皮書可以看出，解決方案主要包括以下幾個方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設備提高數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進行相關分析，以優(yōu)化運行和管理。該方案提供了一個大的框架，通過對電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關企業(yè)提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。是IBM一個市場推廣策略。 第二個是奧巴立刻任后提出的能源計劃，除了以宣布的計劃，美國還將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統(tǒng)進行升級換代，建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價值和效率，將逐步實現(xiàn)

24、美國太陽能、風能、地熱能的統(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。可以看出美國政府的智能電網(wǎng)有三個目的，一個是由于美國電網(wǎng)設備比較落后，急需進行更新改造，提高電網(wǎng)運營的可靠性；二是通過智能電網(wǎng)建設將美國拉出金融危機的泥潭；三是提高能源利用效率。 第三個是中國能源專家武建東提出的“互動電網(wǎng)。互動電網(wǎng)，英文為Interactive Smart Grid，它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中?；与娋W(wǎng)定義為：在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調度、綜合服務等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互

25、動管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革。它將再造電網(wǎng)的信息回路，構建用戶新型的反饋方式，推動電網(wǎng)整體轉型為節(jié)能基礎設施，提高能源效率，降低客戶成本，減少溫室氣體排放，創(chuàng)造電網(wǎng)價值的最大化。互動電網(wǎng)還可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現(xiàn)電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)，實現(xiàn)用戶富裕電能的回售；可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，完善中央電力體系的集成作用，實現(xiàn)有效的臨界負荷保護，實現(xiàn)各種電源和客戶終端與電網(wǎng)的無縫互連，由此可以優(yōu)化電網(wǎng)的管理，將電網(wǎng)提升為互動運轉的全新模式，形成

26、電網(wǎng)全新的服務功能，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。互動電網(wǎng)既是下一代全球電網(wǎng)的基本模式，也是中國電網(wǎng)現(xiàn)代化的核心實際上，互動電網(wǎng)的本質就是能源替代、兼容利用和互動經(jīng)濟。從技術上講，互動電網(wǎng)應是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產(chǎn)業(yè)的集成，也是配電網(wǎng)技術、網(wǎng)絡技術、通信技術、傳感器技術、電力電子技術、儲能技術的合成，對于推動新技術革命具有直接的綜合效果。由此，智能電網(wǎng)具備可靠、自愈、經(jīng)濟、兼容、集成和安全等特點。我以為：互動電網(wǎng)學說的本質就是以信息革命的造發(fā)性標準和技術手段大規(guī)模推動工業(yè)革命最重要財產(chǎn)電網(wǎng)體系得革新和升級，建立消費者和電網(wǎng)管理者之間的互動。互動電網(wǎng)的運轉功效和社

27、會意義互動電網(wǎng)學說的本質，就是以信息革命的造法性標準和技術手段大規(guī)模推動工業(yè)革命的最重要資產(chǎn)電網(wǎng)體系的革新和升級，建立消費者和電網(wǎng)管理者之間的互動?；与娋W(wǎng)的功效包括：一是智能電網(wǎng)能夠實現(xiàn)雙向互動的智能傳輸數(shù)據(jù)，實行動態(tài)的浮動電價制度；二是可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等要害設備的運行狀況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，碰到電力供應的高峰期之時，能夠在不同區(qū)域間進行及時調度，平衡電力供應缺口，從而達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理；三是智能電網(wǎng)能夠將新型可替代能源接入電網(wǎng)，比如太陽能、風能、地熱能等，實現(xiàn)分布式能源管理；四是可以提高供電效率，減少能量損耗，改善供電質量，解決電網(wǎng)商業(yè)化運轉；五是智

28、能電表可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎，進行通信、寬帶業(yè)務或傳播電視信號。為此，IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟，智能電網(wǎng)改革將推動全球能源革命的深度擴散。通過建造互動的電網(wǎng)，將推進IT革命進入創(chuàng)新階段；將為消費者提供更好的減少能源消耗的路徑；將為整個社會節(jié)約成本、降低溫室氣體排放，并促進綠色經(jīng)濟占統(tǒng)治地位。武建東認為，定義一個概念解放一個時代，把握一個概念煥發(fā)一個行業(yè)的潛能，而界定電網(wǎng)信息化的概念是確定一個國家電網(wǎng)現(xiàn)代化的基本前提。中國電網(wǎng)升級化路線應該定義為互動電網(wǎng)的變革，互動電網(wǎng)的發(fā)展是全球工業(yè)和信息業(yè)的一次新產(chǎn)業(yè)革命、技術革命和管理革命，應該以此為基礎制定

29、中國高起點的電網(wǎng)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略發(fā)展路線。歷史發(fā)展2005年，坎貝爾發(fā)明了一種技術，利用的是（Swarm群體行為）原理，讓大樓里的電器互相協(xié)調，減少大樓在用電高峰期的用電量。坎貝爾發(fā)明了一種無線控制器，與大樓的各個電器相連，并實現(xiàn)有效控制。比如，一臺空調運轉15分鐘，以把室內溫度維持在24；而另外兩臺空調可能會在保證室內溫度的前提下，停運15分鐘。這樣，在不犧牲每個個體的前提下，整個大樓的節(jié)能目標便可以實現(xiàn)。這個技術賦予電器于智能，提高能源的利用效率。 2006年歐盟理事會的能源綠皮書歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略(A European Strategy forSustainable，Com

30、petitive and SecureEnergy)強調智能電網(wǎng)技術是保證歐盟電網(wǎng)電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。這時候的智能電網(wǎng)應該是指輸配電過程中的自動化技術。 2006年中期，一家名叫“網(wǎng)點“(GridPoint)的公司最近開始出售一種可用于監(jiān)測家用電路耗電量的電子產(chǎn)品，可以通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術調整家用電器的用電量。這個電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠，可以看作智能電網(wǎng)中的一個基礎設施。 2006 年，美國IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機構、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數(shù)字控件和分析工具，自動監(jiān)控

31、電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個解決方案，標志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。 2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動了智能電網(wǎng)可行性研究項目，并規(guī)劃了從2008年至 2030年的“三步走”戰(zhàn)略，即：在2010年初步建成電網(wǎng)高級調度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng)，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。該項目的啟動標志著中國開始進入智能電網(wǎng)領域。 2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經(jīng)成為了全美第一個智能電網(wǎng)城市，每戶家庭都安排了智能電表，人們可以很直觀地了解當時的電價，

32、從而把一些事情，比如洗衣服、燙衣服等安排在電價低的時間段。電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風電和太陽能等清潔能源。同時，變電站可以收集到每家每戶的用電情況。一旦有問題出現(xiàn)，可以重新配備電力。 2008年9月 Google與通用電氣聯(lián)合發(fā)表聲明對外公布，他們正在共同開發(fā)清潔能源業(yè)務，核心是為美國打造國家智能電網(wǎng)。 2009年1月25日美國白宮最新發(fā)布的復蘇計劃尺度報告宣布：將鋪設或更新3000英里輸電線路，并為4000萬美國家庭安裝智能電表美國行將推動互動電網(wǎng)的整體革命。2月2 日獨能源問題專家武建東在全面推互動電網(wǎng)革命拉動經(jīng)濟創(chuàng)新轉型的文章中，明確提出中國電網(wǎng)亟須實施“互動電網(wǎng)”革命性改造。 200

33、9年2月4日，地中海島國馬耳他在周三公布了和IBM達成的協(xié)議，雙方同意建立一個“智能公用系統(tǒng)”，實現(xiàn)該國電網(wǎng)和供水系統(tǒng)數(shù)字化。IBM及其合作伙伴將會把馬耳他2萬個普通電表替換成互動式電表，這樣馬耳他的電廠就能實時監(jiān)控用電，并制定不同的電價來獎勵節(jié)約用電的用戶。這個工程價值高達9100萬美元（合7000萬歐元），其中包括在電網(wǎng)中建立一個傳感器網(wǎng)絡。這種傳感器網(wǎng)絡和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎設施一起提供相關數(shù)據(jù)，讓電廠能更有效地進行電力分配并檢測到潛在問題。 IBM將會提供搜集分析數(shù)據(jù)的軟件，幫助電廠發(fā)現(xiàn)機會，降低成本以及該國碳密集型發(fā)電廠的排放量。 2009年2月10日，谷歌表示已開始測試名

34、為谷歌電表PowerMeter的用電監(jiān)測軟件。這是一個測試版在線儀表盤，相稱于谷歌正在成為信息時代的公用基礎設施。 2009 年2月28日，作為華北公司智能化電網(wǎng)建設的一部分華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防備及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通過專家組的驗收。這套系統(tǒng)首次將以往分散的能量管理系統(tǒng)、電網(wǎng)廣域動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、在線穩(wěn)定分析預警系統(tǒng)高度集成，調度人員無需在不同系統(tǒng)和平臺間頻繁切換，便可實現(xiàn)對電網(wǎng)綜合運行情況的全景監(jiān)視并獲取輔助決策支持。此外，該系統(tǒng)通過搭建并網(wǎng)電廠管理考核和輔助服務市場品質分析平臺，能有效提升調度部門對并網(wǎng)電廠管理的標準化和流程化水平。 美國谷歌2009年3月3日向美國議會進

35、言，要求在建設“智能電網(wǎng)（Smart Grid）”時采用非壟斷性標準。 電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問題，并立刻采取措施加以控制或糾正。自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質量和效率。自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務中斷，充分應用數(shù)據(jù)獲取技術，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應的中斷，迅速恢復供電服務。基于實時測量的概率風險評估將確定最有可能失敗的設備、發(fā)電廠和線路；實時應急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預警，確定是否需要立即進行檢查或采取相應的措施；和本地和遠程設備的通信將幫助分析故障、電壓降低、電能質量差、過載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些

36、分析，采取適當?shù)目刂菩袆印Ｗ杂娋W(wǎng)常常應用連接多個電源的網(wǎng)絡設計方式。當出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問題時，在電網(wǎng)設備中的先進的傳感器確定故障并和四周的設備進行通信，以切除故障元件或將用戶迅速地切換到另外的可靠的電源上，同時傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發(fā)生前，將設備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會及時地提出預警信息。智能電網(wǎng)激勵和包括用戶。在智能電網(wǎng)中，用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。鼓勵和促進用戶參與電力系統(tǒng)的運行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。從智能電網(wǎng)的角度來看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關系，確保系統(tǒng)的可靠性；從用戶的角度來看，電力消費是一種經(jīng)濟的選擇，通過參與

37、電網(wǎng)的運行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和電力系統(tǒng)滿足其需求的能力的平衡來調整其消費。同時需求響應（DR）計劃將滿足用戶在能源購買中有更多選擇的基本需求，減少或轉移高峰電力需求的能力使電力公司盡量減少資本開支和營運開支，通過降低線損和減少效率低下的調峰電廠的運營，同時也提供了大量的環(huán)境效益。在智能電網(wǎng)中，和用戶建立的雙向實時的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)鼓勵和促進用戶積極參與電力系統(tǒng)運行和管理的基礎。實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網(wǎng)目前的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務的信息，同時用戶也可以根據(jù)這些信息制定自己的電力使用的方案。智

38、能電網(wǎng)將抵御攻擊。電網(wǎng)的安全性要求一個降低對電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡攻擊的脆弱性并快速從供電中斷中恢復的全系統(tǒng)的解決方案。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復的能力，甚至是從那些決心堅定和裝備精良的攻擊者發(fā)起的攻擊。智能電網(wǎng)的設計和運行都將阻止攻擊，最大限度地降低其后果和快速恢復供電服務。智能電網(wǎng)也能同時承受對電力系統(tǒng)的幾個部分的攻擊和在一段時間內多重協(xié)調的攻擊。智能電網(wǎng)的安全策略將包含威懾、防備、檢測、反應，以盡量減少和減輕對電網(wǎng)和經(jīng)濟發(fā)展的影響。不管是物理攻擊還是網(wǎng)絡攻擊，智能電網(wǎng)要通過加強電力企業(yè)與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網(wǎng)規(guī)劃中強調安全風險，加強網(wǎng)絡安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風險的能

39、力。智能電網(wǎng)提供滿足21世紀用戶需求的電能質量。電能質量指標包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。由于用電設備的數(shù)字化，對電能質量越來越敏感，電能質量問題可以導致生產(chǎn)線的停產(chǎn)，對社會經(jīng)濟發(fā)展具有重大的損失，因此提供能滿足21世紀用戶需求的電能質量是智能電網(wǎng)的又一重要特征。但是電能質量問題又不是電力公司一家的問題，因此需要制定新的電能質量標準，對電能質量進行分級，因為并非所有的商業(yè)企業(yè)用戶和居民用戶，都需要相同的電能質量。電能質量的分級可以從“標準”到 “優(yōu)質”，取決于消費者的需求，它將在一個合理的價格水平上平衡負載的敏感度與供電的電能質量。智能電網(wǎng)將以不同的價格水平

40、提供不同等級的電能質量，以滿足用戶對不同電能質量水平的需求，同時要將優(yōu)質優(yōu)價寫入電力服務的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質量事件。通過其先進的控制方法監(jiān)測電網(wǎng)的基本元件，從而快速診斷并正確地提出解決任何電能質量事件的方案。此外，智能電網(wǎng)的設計還要考慮減少由于閃電、開關涌流、線路故障和諧波源引起的電能質量的擾動，同時應用超導、材料、儲能以及改善電能質量的電力電子技術的最新研究成果來解決電能質量的問題。另外，智能電網(wǎng)將采取技術和管理手段，使電網(wǎng)免受由于用戶的電子負載所造成的電能質量的影響，將通過監(jiān)測和執(zhí)行相關的標準，限制用戶負荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當

41、的濾波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質量。智能電網(wǎng)將容許各種不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)的接入。智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡化聯(lián)網(wǎng)的過程，類似于“即插即用”，這一特征對電網(wǎng)提出了嚴重的挑戰(zhàn)。改進的互聯(lián)標準將使各種各樣的發(fā)電和儲能系統(tǒng)輕易接入。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。商業(yè)用戶可以安裝自己的發(fā)電設備（包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置）和電力儲能設施將更加容易和更加有利可圖。在智能電網(wǎng)中，大型集中式發(fā)電廠包括環(huán)境友好型電源，如風電和大型太陽能電廠和先進的

42、核電廠將繼承發(fā)揮重要的作用。加強輸電系統(tǒng)的建設使這些大型電廠仍舊能夠遠距離輸送電力。同時各種各樣的分布式電源的接入一方面減少對外來能源的依靠，另一方面提高供電可靠性和電能質量，特殊是對應對戰(zhàn)役和恐怖襲擊具有重要的意義。智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(fā)展。在智能電網(wǎng)中，先進的設備和廣泛的通信系統(tǒng)在每個時間段內支持市場的運作，并為市場參與者提供了充分的數(shù)據(jù)，因此電力市場的基礎設施及其技術支持系統(tǒng)是電力市場蓬勃發(fā)展的關鍵因素。智能電網(wǎng)通過市場上供給和需求的互動，可以最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，降低潮流阻塞，擴大市場，匯集更多的買家和賣家。用戶通過實時報價來感受到價格的增長從而將降

43、低電力需求，推動成本更低的解決方案，并促進新技術的開發(fā)，新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場提供更多選擇的機會。智能電網(wǎng)優(yōu)化其資產(chǎn)應用，使運行更加高效。智能電網(wǎng)優(yōu)化調整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運行以實現(xiàn)用最低的成本提供所期望的功能。這并不意味著資產(chǎn)將被連續(xù)不斷地用到其極限，而是有效地管理需要什么資產(chǎn)以及何時需要，每個資產(chǎn)將和所有其他資產(chǎn)進行很好的整合，以最大限度地發(fā)揮其功能，同時降低成本。智能電網(wǎng)將應用最新技術以優(yōu)化其資產(chǎn)的應用。例如，通過動態(tài)評估技術以使資產(chǎn)發(fā)揮其最佳的能力，通過連續(xù)不斷地監(jiān)測和評價其能力使資產(chǎn)能夠在更大的負荷下使用。智能電網(wǎng)通過高速通信網(wǎng)絡實現(xiàn)對運行設備的在線狀態(tài)監(jiān)測，以獲取設備的運行狀

44、態(tài)，在最恰當?shù)臅r間給出需要維修設備的信號，實現(xiàn)設備的狀態(tài)檢修，同時使設備運行在最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的控制裝置可以被調整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。通過對系統(tǒng)控制裝置的這些調整，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高運行的效率。最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運行將大大降低電網(wǎng)運行的費用。此外，先進的信息技術將提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并將集成到現(xiàn)有的企業(yè)范圍的系統(tǒng)中，大大加強其能力，以優(yōu)化運行和維修過程。這些信息將為設計人員提供更好的工具，創(chuàng)造出最佳的設計來，為規(guī)劃人員提供所需的數(shù)據(jù)，從而提高其電網(wǎng)規(guī)劃的能力和水平。這樣，運行和維護費用以及電網(wǎng)建設投資將得到更為有效的管理。 傳感器、智能電子設備（IEDs）以及

45、應用系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的通信，也就是信息在所有這些設備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實現(xiàn)設備和設備之間、設備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。這就需要電力公司、設備制造企業(yè)以及標準制定機構進行通力的合作，才能實現(xiàn)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。 負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和猜測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和處理這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其他業(yè)務所用。未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應地相互通信，這樣的