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智能电网知识手册石家庄供电公司二一年二月前 言2010年是公司坚强智能电网建设启动并快速展开的一年，是为进入全面建设储备技术和积累经验的重要一年。公司将在河北省电力公司正确领导下，以省公司电网智能化规划为指导，以公司试点项目建设为重点，全面落实河北省电力公司坚强智能电网工作会议的部署，加强组织协调，加大工作力度，全力推进我公司智能电网建设工作。为配合我公司智能电网工作，使员工更好地了解智能电网和开展智能电网的推进工作，公司组织编写了智能电网知识手册。以问答的形式简要地介绍了智能电网的提出、所处的国家能源战略地位、世界上智能电网发展、国家智能电网建设现状和建设规划等有关智能电网的基本知识。全书共分四个部分，包括智能电网概念和关键技术、智能电网的发展背景与前景，智能电网的技术内容和国家电网公司对智能电网建设规划，共计145题。智能电网知识手册编写尽量做到内容丰富、通俗易懂，可供公司员工学习智能电网时的参考。希望智能电网知识手册的编印能够更加有利于员工提高认识，激发活力，更好地推动智能电网的建设工作，共创企业发展的新局面。编者2010年2月目 录第一部分、智能电网的概念及关键技术1我国对智能电网的涵义是什么？2智能电网有哪些特征？3中国智能电网有哪些主要功能？4什么是智能电网的本质？5根据国际电力科学界的共识，未来智能电网应采用哪些新技术？6智能电网的可靠性目标是什么？7发展智能电网对节约能源的意义是什么？8智能电网主要特征包括几个方面？9中国版智能电网的关键技术是什么？10中国的智能电网特点是什么？11中国的智能电网解决的主要问题是什么？12智能电网的核心技术是什么？13智能变电站是如何定义的？14数字化变电站与智能化变电站的区别是什么？15何谓分布式电网接入技术？16何谓实用型配电自动化技术？17何谓配电调控一体化系统？18何谓用电信息采集系统？19何谓营销信息化系统？20何谓双向互动用电服务体系？21何谓智能电网调度技术支持系统？22何谓调度数据网络第二平面建设？23何谓智能化需求侧管理系统？24何谓电力二次系统纵深安全防护体系？25何谓设计模块化？26何谓运行状态化？27何谓信息标准化？28何谓应用网络化？29何谓智能用电？30智能电网对未来民众的生活会带来什么样的影响？31智能用电有哪些特征？32智能用电应实现哪些功能？33智能电网对电力公司未来影响如何？34智能电网可采用哪些途径实现对客户资源的开发利用？35为什么建设特高压成为坚强智能电网的支柱？36什么是分布式发电？37分布式发电的优点是什么？38什么是柔性交流输电？39柔性交流输电的主要功能是什么？40柔性交流输电的装置有哪些？第二部分、智能电网的发展背景与发展前景1“智能电网”概念发展的三个里程碑是什么？2我国与美国“智能电网”的现状比较有何差异？3我国与美国“智能电网”的技术模式有何差异？4我国智能电网建设方式与欧美相比有何不同5智能电网战略地位如何？6美国发展智能电网的目的是什么？7美国为何急于建造智能电网？8美国的智能电网发展现状如何？9美国发展智能电网面临的问题是什么？10发展电网智能化会带来哪方面的收益？11中国版智能电网用户互动内容是什么？12建设统一坚强智能电网的重要意义是什么？13未来的居民智能交互终端具备哪些基本功能？14研制未来智能用电小区用电服务系统的预期目标是什么？15研制未来智能智能楼宇用电服务系统的预期目标是什么？16研制未来大用户智能需求侧管理系统的预期目标是什么？17研制未来电动汽车充放电设备的预期目标是什么？18研制未来自助用电服务终端及系统的主要内容是什么？19未来用户用能服务系统应实现哪些功能？20未来高级计量管理系统应实现哪些功能？21未来的智能电能表应实现哪些功能？22未来的智能用电检测设备应实现哪些功能？23针对智能电网研制间歇式电源发电功率预测与协调控制系统的预期目标是什么？24智能电网关键设备研制计划内容有哪些。25针对智能电网研制发电厂快速并入高压网装置的预期目标是什么？26对智能电网研制风电机组控制系统接入导则符合性检测平台的预期目标是什么?27对智能电网研制兆瓦级光伏并网逆变器的预期目标是什么?28针对智能电网研制大容量化学电池模块化集成系统的预期目标是什么?29针对智能电网研制大容量化学电池储能系统能量转换装置的预期目标是什么？30针对智能电网研制集成智能配电站的预期目标是什么？31国际标准化组织针对智能电网开展了哪些工作？32当前我国电网发展面临哪些挑战？33在智能电网建设中如何落实科学发展观？34世界主要国家智能电网发展现状如何？35中国智能电网发展现状如何？36中国智能电网发展现状所处的地位如何？37我国新能源分布与国外有何不同？38我国现有电网与智能电网的差距是什么？39中国与美国在智能电网应用环节上有何区别？40我国数字化变电站技术发展现状和趋势第三部分、智能电网的技术内容1智能电网采用的先进技术有哪些方面？2为什么说信息技术将是智能电网实施的保障。3研制智能插座的具体内容是什么？4在智能电网建设初期，宜对哪些高压设备进行智能化？5智能化的高压设备有哪些技术特征？6高压设备智能化的定义是什么？7状态感知元件是如何装设的？8国家电网公司对智能设备有哪些要求？9电力变压器需要数字化的量主要有哪些？10SF6断路器的数字化测量参量有哪些？11油浸式变压器的可控制组件有哪些，如何实现智能控制？12对于断路器及同一间隔上的其他开关设备，如何实现智能控制？13未来应如何实现对设备状态的综合分析？14如何实现传感器与一次设备的一体化设计？15集成光电测量技术及特殊测量装置的应用有何优势？16测、控、检、计、保等装置的融合有何好处？17智能组件与检修管理系统的信息活动包括哪两个方面？18对智能组件的技术要求有哪些？19对智能设备的检测有哪些要求？20对智能设备的调试有哪些要求？21网省电网智能化规划的编制依据是什么？22电网发电环节智能化的主要内容是什么？23电网输电环节智能化的主要内容是什么？24电网变电环节智能化的主要内容是什么？25电网配电环节智能化的主要内容是什么？26电网用电环节智能化的主要内容是什么？27通讯信息平台智能化技术和项目主要包括哪些？28智能化客户服务包括哪些方面？29智能化测量及控制包括哪些内容？30智能电表的技术内容主要有哪些？第四部分、国家电网公司智能电网的建设规划1国家电网公司发布的中国智能电网是什么样的电网？2国家电网公司提出的推进智能电网的规划是什么？3统一坚强智能电网战略框架内容是什么？4国家电网公司建设智能电网技术要素规划如何？5智能电网的发展目标是什么？6统一坚强智能电网包括哪些体系架构？7统一坚强智能电网战略框架的两条主线是什么？8坚强智能电网有哪五个方面的内涵？9统一坚强智能电网战略框架包括哪六个环节？10用简图说明国家电网公司发展智能电网的基本框架11智能电网的9项重点工程如何？12国家电网公司对于智能电网投资规划如何？13智能电网在发电环节中有哪些重点工程？14智能电网在输电环节中有哪些重点工程？15智能电网在变电环节中有哪些重点工程？16智能电网在配电环节中有哪些重点工程？17智能电网在用电环节中有哪些重点工程？18国家电网公司公布的智能电网计划内容是什么？19国家电网公司2020年智能电网建成前景是什么？20发展统一坚强智能电网的工作方针是什么？21发展统一坚强智能电网的工作原则是什么？22建设智能变电站试点工程的目的是什么？23国家电网确定智能电网投资领域有哪些？24国家电网公司开展的智能电网标准制定进展如何？25针对智能用电技术，国家所要建立的检测机构名称是什么？26我国目前对柔性输电技术研究进展如何？27油浸式变压器智能组件的基本结构包括哪些？28国家电网公司近期智能电网建设规划有哪些？29我国首座智能变电站何时建成？30河北省电力公司电网智能化建设的总体目标是什么？31河北省电力公司电网智能化建设的建设重点如何？32石家庄供电公司智能电网建设情况如何？33石家庄供电公司2010年智能电网建设试点建设项目是什么？34石家庄供电公司智能电网建设组织机构于何时正式成立？35石家庄供电公司2010年智能电网建设的重点工作是什么？智能电网知识手册第一部分、智能电网的概念及关键技术1我国对智能电网的涵义是什么？智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，简称为“坚强的智能电网（Strong Smart Grid）”。中国国家电网公司给智能电网的定义是，以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。2智能电网有哪些特征？（1）自愈。有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网的故障做出反应，快速解决，减少停电时间和经济损失。（2）互动。在现代化电网中，商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价。（3）安全。现代化的电网在建设时就考虑要彻底安全性。（4）提供适应21 世纪需求的电能质量。现代化的电网的不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题，适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求。（5）适应所有的电源种类和电能储存方式。现代化的电网允许即插即用地连接任何电源，包括可再生能源和电能储存设备。（6）可市场化交易。现代化的电网支持持续的全国性的交易，允许地方性与局部的革新。（7）优化电网资产提高运营效率。现代化电网可以在已建成系统中提供更多的能量，仅需建设少许新的基础设施，花费很少的运行维护成本。3中国智能电网有哪些主要功能？（1）自愈：传感器对电网实时监控和在线评估，预防、发现、快速诊断和消除故障隐患；（2）兼容：支持分布式发电和插电式电动汽车即插即用，容纳风电等新能源大规模接入；（3）互动：实现双向互动智能传输数据和动态浮动电价制度，有效减少家庭、办公室和工厂电力消耗；（4）优化：对资产进行持续监控，延长资产使用寿命，避免中断事件；（5）集成：实现企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的集成，形成全面辅助决策支持体系。4什么是智能电网的本质？智能电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济，是最先进的通讯、IT（信息产业）、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动新技术革命具有直接的综合效果。5根据国际电力科学界的共识，未来智能电网应采用哪些新技术？国外专家认为未来智能电网技术应包括以下主要内容：先进的相量测量（PMU）和广域测量技术（WAMS）；先进的三维、动态、可视化调度技术；可再生能源发电、电源接入和并网技术；高级计量- 无线、自动计量读数；需求响应 （Demand Response）（需求侧管理DSM）；先进的配电自动化高级配电运行（ADO）功能使“自愈”成为可能；分布式发电技术（DG or DER）；电力储能技术（蓄电池、混合动力电动汽车）。6智能电网的可靠性目标是什么？智能电网的目标是可自愈电网，关键则在于提前诊断出事故的征兆，避免大面积停电事故的发生。如果说此前机器3秒钟采集一次数据，智能电网的目标则是将3秒钟的间隙部分进行实时监控，靠计算机，靠算法，在人未反应前系统已经下达指令，或切换电网，或迂回电路。7发展智能电网对节约能源的意义是什么？发展智能电网对于节约能源具有重要意义。有资料显示，需求变化难测、管理手段不足所造成的电网调度难以实现现代化、节能和安全等问题，导致大量发电机组发电煤耗损失巨大。而如果发展超导输电和智能电网，大力改善需求侧用电波动影响，提高电网调度调配能力，减少输配环节损耗，节约的原煤将超过1亿吨，相当于2008年全社会煤炭消耗量的3.65。8智能电网主要特征包括几个方面？智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不是最终应用的具体技术，它们形成了智能电网完整的景象。智能电网是自愈电网。“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务，这是智能电网最重要的特征。智能电网激励和包括用户。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。在智能电网中，实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。智能电网将抵御攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量的分级可以从“标准”到 “优质”，智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户对不同电能质量水平的需求。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统，包括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池接入系统，简化联网的过程，类似于“即插即用”。商业用户可以安装自己的发电设备和电力储能设施将更加容易和更加有利可图。智能电网将使电力市场蓬勃发展。在智能电网中，先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作，并为市场参与者提供了充分的数据，智能电网通过市场上供给和需求的互动，可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量，降低潮流阻塞，扩大市场，汇集更多的买家和卖家。智能电网优化资产应用，使运行更加高效。智能电网优化调整其电网资产的管理和运行以实现用最低的成本提供所期望的功能，有效地管理需要什么资产及何时需要，每个资产将和所有其他资产进行很好的整合，以最大限度地发挥功能，同时降低成本。智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测，实现设备的状态检修。系统的控制装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。选择最小成本的能源输送系统，提高运行的效率。最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运行的费用。9中国版智能电网的关键技术是什么？智能电网其实就是将电网智能化水平提高到可以适应新能源技术革命所带来的种种变化与需求的电网，其本身并不是新能源技术革命的核心引擎，但它是不可缺少的公共载体与重要组成部分。就新能源接入投资领域，大量的分布式电源并于中压或低压配电网上运行，彻底改变了传统的配电系统单向潮流的特点，要求系统使用新的保护方案、电压、频率控制等来满足双向潮流的需要。智能电网可使分布式电源对电力系统的负面影响最小化，并能使分布式发电的控制柔性发挥至最高。主要关键技术包括：微网技术、分布式发电的联合调度、分布式发电参与系统调节。此外需要应用新型柔性交流输电技术元件，灵活控制输配电线路上的潮流，调节系统电压和频率，增强系统稳定性和可靠性；需要新的输配电相制和频率。10中国的智能电网特点是什么？中国的智能电网有三个特点。首先，中国现在还处于工业化和城镇化发展阶段，如从2008年到2020年，电力装机还要翻一番。其次，中国的资源分布和能源消费是逆向分布，这就意味着在中国的能源体系里，远距离大规模的能源运输必不可少，而且是必由之路。再次，中国还同时面临国际社会的减排压力和信息化社会带来的压力，中国虽然处于发展阶段，但是整个社会已经进入了信息化和市场化的社会发展环境，这对电力供应的质量带来很大压力。11中国的智能电网解决的主要问题是什么？我国电网目前存在着一些突出的问题：快速调节电源不足，不能满足大规模接入电网要求；线路巡视检测、评估诊断与辅助决策的技术手段和模型不够完善；网架结构相对薄弱；配、用电网缺乏可靠、经济、实用化的通信方式，对公众用户支持能力不足。解决这些问题，需要依靠智能电网的建设。智能电网能够在保证电网安全稳定运行的前提下，使更多的新能源上网；同时，依靠柔性交流输电技术，进一步提高电网的安全运行水平；可以通过优化需求侧管理，有效提升能源使用效率。简而言之，就是要将“信息流”和“电力流”有效结合并平行发展：先进的通信和网络技术将成为电力系统的重要组成部分，它们将在智能设备和优选的运算法则的帮助下实现电力系统的功能。12智能电网的核心技术是什么？智能电网的核心技术是数字化电网、分布式能源、超导输电和蓄能汽车等技术的一体化整合数字化电网：利用各种传统和新型信息输送系统，在终点使用电力线数字通讯技术分布式能源：将能源系统，特别是天然气冷热电分布式能源、可再生能源和资源综合利益系统建筑在能源需求侧，与终端低压电网、热网、冷网相互连接高温超导输电：使用超导技术将各主要网架连接起来，将电力输送损耗大幅度降低蓄能混合动力汽车：将低谷电能回收蓄电，使电网运营平衡节能。13智能变电站是如何定义的？智能电网对智能变电站定义是：以设备全智能化和测控全数字化为基础，具有变电设备的数字化监控、供电安全的在线预警、薄弱环节的自动识别等功能的变电站。国家电网公司智能变电站技术导则的定义是：由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能的变电站。其主要特征是一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准。14数字化变电站与智能化变电站的区别是什么？数字化变电站分为过程层，间隔层和站控层；智能变电站的设备层对应于过程层和间隔层，系统层对应于站控层；智能化变电站分层除了形式上有以上对应关系外，在内容上也更为先进合理。设备层将传统一次，二次设备进行融合，体现了未来变电站设备智能化的发展方向。系统层强调信息共享、设备状态可视化、智能告警、分析决策等高级应用功能。系统层划分应遵循功能和应用面向整个变电站或者多个元件对象的原则，强调各独立系统的集成。实现系统功能的计算机根据变电站的实际规模灵活配置。15何谓分布式电网接入技术？分布式电源是一种建在用户端的能源供应方式，也可并网运行。对于分布式电源并网所采用的继电保护、通信、自动化等技术即为分布式电源接入技术。16何谓实用型配电自动化技术？利用综合通信方式，分阶段、分区域实施并逐步达到对配网中配电站及相关开关、变压器的遥信、遥测及遥控功能，以就地分布式自动FA（FA是配电馈线自动化系统，完成配电馈线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构）、半自动和手动FA等多种馈线自动化模式结合的配电自动化，达到系统建设经济性、施工便利性、运行可靠性目的。17何谓配电调控一体化系统？是指以配电GIS（配电GIS是配电网络设备和空间地理信息综合的管理系统）和配电自动化为基础，可实现配网运行监测和控制一体的配网调度自动化技术支持系统。18何谓用电信息采集系统？是电网企业对用户用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，具备电力用户查询基本用电信息和交纳电费等基本功能，在满足电网企业计量管理和用电信息需求的同时，实现电力企业与用户之间基本的双向互动功能。19何谓营销信息化系统？营销信息化系统是指通过建成覆盖网省、地市、区县、供电站所四级供电单位营销业务应用的信息化平台，实现对客户服务、业务处理和监控管理等营销过程的信息化处理；通过客户服务与客户关系管理、电费管理、电能计量及信息采集管理、市场与需求侧管理、综合管理，最终实现“营销信息高度共享，营销业务高度规范，营销服务高效便捷，营销监控实时在线，营销决策分析全面”的目标。20何谓双向互动用电服务体系？是在计量、抄表、收费等传统用电服务的基础上，满足用户多元化需求，实现用户用电信息查询,电费多渠道支付，客户侧分布式电源接入等互动服务，形成电力流、信息流、业务流双向流动的服务体系。21何谓智能电网调度技术支持系统？智能电网调度技术支持系统是指能够适应统一坚强智能电网安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保运行和调度生产各项运行、管理要求的技术支撑手段,主要由基础平台和实时监控与预警、调度计划、安全校核、调度管理四类应用构成。22何谓调度数据网络第二平面建设？“第二平面建设”是指建设与现有国家电网调度数据网络平面运行相独立的调度数据网络平面（简称第二平面），以提高调度数据网络和实时生产数据传输、交换的可靠性，适应电网调度备用调度体系建设和相关应用发展的要求。23何谓智能化需求侧管理系统？智能化需求侧管理系统是对用户用电设备进行实时监测，实现对用户用电设备的能效诊断，并根据电网负荷变化情况和电价政策的引导，实现用户用电设备实时响应的需求侧管理系统。24何谓电力二次系统纵深安全防护体系？电力二次系统纵深安全防护体系：在满足“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证”的安全防护策略的基础上，按照国家信息安全等级保护要求，防护策略从重点以边界防护为基础过渡到全过程安全防护，形成具有纵深防御的安全防护体系，实现对电力生产控制系统及调度数据网络的安全保护，尤其是智能电网中控制过程的安全保护。25何谓设计模块化？应用数字三维地理信息系统平台，开展线路路径优化，以及基础、杆塔、导地线、金具、绝缘子、智能化装置的模块化设计及优化。设计成果在建设、生产、运行等环节全过程应用，实现各环节的技术和管理资料电子化移交。实现节约环保和坚强可靠。26何谓运行状态化？运行状态化是指通过线路巡检、在线监测和试验手段，进行线路状态评价、风险评估、故障诊断，实现线路运行状态的可控、能控和在控。27何谓信息标准化？信息标准化是指在电网全寿命周期内，对输电环节有关技术标准、管理标准和工作标准进行简化、统一、协调和优化，形成标准化成果。建立标准化接口，实现与公司SG186等系统数据交换。28何谓应用网络化？应用网络化是指建立公司层面全过程、各专业共享的网络化信息平台，实现线路可研、设计、建设、运行等全过程信息化的实时、互动、共享。29何谓智能用电？智能用电依托坚强电网和现代管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷，构建电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。将供电端到客户端的所有设备，通过传感器连接，形成绵密完整的用电和信息交互网络，并对其中信息加以整合分析，指导用户或直接进行用电方式调整，实现电力资源的最佳配置，达到降低客户用电成本、提高供电可靠性和用电效率的目的。30智能电网对未来民众的生活会带来什么样的影响？可以这样描绘“智能电网生活”：空调能够感知用电高峰电价上涨，自动调整温度，为您控制用电量及节省电费；调度中心大屏幕能自动显示网络故障方位并自动解决；屋顶太阳能发电所得在自用之余可以出售给电网；电动汽车可以实现电能的“上传”与“下载”，并参与电网调峰。31智能用电有哪些特征？智能用电的主要特征为：技术先进、经济高效、服务多样、灵活互动、友好开放。（1）技术先进：自主创新并消化吸收计量、控制、通信、储能、超导等新技术。（2）经济高效：推动可再生能源利用和提高能源效率。（3）服务多样：满足客户多元化、个性化需求。（4）灵活互动：实现电能、信息和业务的双向交互。（5）友好开放：充分利用电网资源为客户提供增值服务。32智能用电应实现哪些功能？依托智能用电技术支持平台，形成电网与客户间能量流、信息流、业务流的双向互动，提供满足电网发展及客户需求的智能化应用，增强客户服务能力，实现电网经济运行和客户安全、可靠、合理用电的有机融合。33智能电网对电力公司未来影响如何？想象一下，在不久的未来，电力公司可以通过传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网、优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，大大增强能源利用率；电网则通过智能电表与分时电价、设备状态检测等手段最大限度降低电网设备损耗，减少电网的固定资产投资和电网运行的费用；家庭用电更可根据一天用电时段的不同来自动定价，高峰时电价自动上扬，低谷时电价下调，消费者对电力使用的管理可通过智能电表的实时监控做到自主选择用电量；而与此同时最为重要的是，智能电网的高兼容性给予了各类可再生能源发电最大的发展空间，这是为我国实现节能降耗和新低碳经济时代话语权，所迈出的最大一步。34智能电网可采用哪些途径实现对客户资源的开发利用？（1）客户资源管理：对客户用电资产信息、信用信息、用电信息等进行有效利用，开展金融产品开发和营销；（2）客户营销服务支持：支持各金融平台面向客户的直销、电话营销、信函销售等营销模式；（3）客户增值服务：与保险、信托、证券等业务相结合，为客户提供深化服务；提供客户节能衍生品（二氧化碳等）转化服务；（4）社会诚信服务：实现客户信用评价信息化，并纳入社会信用体系。35为什么建设特高压成为坚强智能电网的支柱？中国的水能、风能、太阳能等可再生能源资源具有规模大、分布集中的特点，需要走集中开发、规模外送、大范围消纳的发展道路。同时，风电、太阳能发电具有随机性和间歇性的特征，水电具有明显的季节性特征，客观上要求电网大幅提高安全稳定水平。发展核电也需要坚强电网的有力支撑。通过建设特高压电网，能够实现各种清洁能源的大规模、远距离输送，在全国范围内优化配置，促进清洁能源的高效、安全利用，提高可再生能源的消费比重。特高压电网的建设，事实上是作为国家电网公司的“智能电网建设的基础”，为此，中国政府已将特高压输电纳入了应对气候变化国家方案。36什么是分布式发电？分布式发电（DG），也可称为分散型发电，是一种发电技术与系统。顾名思义，是属于一种较为分散的发电方式，与分布式发电相对的是集中式发电。分布式发电指的是较靠近负载端且发电容量较小的小型发电设备所组成的系统，主要包含下列几种：柴油引擎、汽油引擎、汽电共生、燃料电池、太阳能发电、风力发电。分布式发电装置功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容并独立。这些电源由电力部门、电力用户或第三方所有，用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户和商业区和居民区供电、节省输变电投资、提高供电可靠性等等。37分布式发电的优点是什么？减少输电损失，由于分布式发电大多较靠近供电区，故可避免因长程电力传输所造成的损失；增加发电容量；提高供电品质与稳定度；建置成本较集中式发电低廉。由于公众对输电线路可能产生的电磁影响的忧虑，开辟新的线路走廊越来越困难。于是直接安置在用户近旁的分布式发电装置便成为一种替代方案，发展分布式电源可以不再兴建新的输电线路。其次，与大电网配合，分布式电源可大大地提高供电可靠性，可在电网崩溃和意外灾害情况下，维持重要用户的供电。38什么是柔性交流输电？柔性交流输电系统（FACTS）是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。FACTS概念是应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本不可控的电网变得可以全面控制。从而大大提高电力系统的高度灵活性和安全稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。39柔性交流输电的主要功能是什么？柔性交流输电系统的主要功能可归纳为：能在较大范围控制潮流；保证输电线输电容量接近导线的热稳定极限，采用FACTS技术后，可使输送能力提高50100；备用发电机组容量可从典型的18减少到15，甚至更少；电网和设备故障的危害可得到限制，防止线路串级跳闸，以避免事故扩大；易阻尼消除电力系统振荡，提高系统的稳定性。40柔性交流输电的装置有哪些？主要包括：静止无功补偿器（SVC）、新型静止无功发生器（STATCOM）、可控串补（TCSC）、统一潮流控制器（UPFC）、高压直流输电技术（HVDC）、高压变频技术（HVC）、可控制动电阻器（TCBR）、可控并联电容器（TSC）、次同步振荡阻尼器（NGH-SSRD）、超导蓄能器（SMES）、电池蓄能器（BESS）等以及FACTS技术应用于配电网而产生的用户电力（DFACTS）技术。展示了柔性交流输电技术丰富的内涵。第二部分、智能电网的发展背景与发展前景1“智能电网”概念发展的三个里程碑是什么？第一个2006年美国IBM公司与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了已公布的计划，美国还将着重集中对电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。第三个是2009年2月2日中国能源专家武建东提出的“互动电网”。“互动电网”是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。2我国与美国“智能电网”的现状比较有何差异？美国发展智能电网重点在配电和用电侧，推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。中国的智能电网将包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度共六个环节，具有信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征。3我国与美国“智能电网”的技术模式有何差异？美国智能电网分别是：高温超导电网、电力储能技术、可再生能源与分布式系统集成（RDSI）和实现传输可靠性及安全控制系统，其战略的核心是先期突破智能电网，之后营建可再生能源和分布式系统集成（RDSI）与电力储能技术，最终集成发展高温超导电网。我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。这个战略的核心是在以特高压电网为骨干网架的电网基础上，进一步追求电网的智能化。鉴于我国大电网体系构建的原则上，智能电网将成为优化能源结构（良好的可再生能源吸纳能力）、充分释放高效低耗电力输送能力和提升用户端电力需求互动的综合系统工程。4我国智能电网建设方式与欧美相比有何不同？电网格局的不同，决定了我国智能电网的重点发展领域应与欧美不同。美国、欧洲等发达国家电网格局已基本稳定，负荷增长很小，智能电网的研究及应用重点放在配电和用电领域；我国电网格局还将快速发展，负荷增长很快，输电网建设也在快速发展，因此，在智能电网的研究和应用方面，应围绕输电网的安全运行、可靠经济、自愈性等要求开展智能化技术研究，在目前阶段应将重点放在输电网智能化领域。可再生能源分布的不同，也使得系统的接入方式有所不同。欧洲天然气管网发达，风能资源便利，大力发展分布式发电，作为智能电网中主要的可再生能源接入方式；我国的风能、太阳能资源集中，主要分布在我国电网的边远地区，因此，应发展大容量、远距离可再生能源输电，综合考虑水火、水风、水光结合等输电方式，同时应加强储能技术研究和应用。5智能电网战略地位如何？中国政府未来将加大对特高压输电技术研究的支持力度，加快特高压技术发展步伐，从实际出发积极探索符合中国国情的智能电网发展道路。中国应该及早开发智能电网，否则又将落后于世界。中国在工业时代实际是落后于欧美发达国家的，在下一代的竞争中，中国应该以前瞻性战略眼光最终实现超越。于是智能电网正是被赋予了这项伟大使命的战略性、系统性工程。发展“智能电网”正朝国家战略层面上升。6美国发展智能电网的目的是什么？美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。7美国为何急于建造智能电网？（1）摆脱中东石油奥巴马政府把可持续发展当成其经济政策的一个主要战略轴心，目标是使美国能够从现在起30年内摆脱中东石油，这具有政治意义，这要通过全面改造供电网络来实现，这一改造就是智能电网。智能电网首先要能够支持由再生能源生产的电力，这在目前几乎是不可能的。无论是太阳能、风能，还是地热能，其来源都是没有规律的，因此也不能提供统一的和可预测的能源数量，这与传统的煤炭、天然气或核电发电站完全不同。智能电网能够解决这一问题。（2）预测需求智能电网今后还能够预测需求，拟定供电计划和即可解决可能出现的供电危机，不会出现故障和局部停电。同时支持靠再生能源运转的微型电站，它们所发的电能将可就地重新分配或归电网安排，目前，由于无法预测需求，供电商只能在用电高峰期开动很污染环境的补充发电站，冒着浪费无法储备能源的危险。（3）控制用电量美国太平洋天然气和电气公司已尝试着与10多家企业开展这样的计划，其中包括宜家家具店。该店现在装备了固定在顶棚的蓝色大盒子，它们可以一直测定这个陈列大量家具的店内的温度。一旦太平洋天然气和电气公司认为有必要，它的计算机就会向宜家商店的计算机发出减少耗电的要求。通过个别控制发光和发热的装备，软件以最不易察觉的方式降低功率，以便达到运营商希望的水平。8美国的智能电网发展现状如何？美国智能电网发展尚处在起步阶段，目前主要是智能电表的研发和应用。美国“智能电网”战略并不包括输电网，并不急于进行大规模实质性的建设投资，而且明确约束过度增加老百姓的经济压力，投入的主要是针对技术研发环节的小规模引导资金，总体上态度审慎。就目前美国智能电网的发展思路，首先是其启动新能源战略，包括扶持太阳能、混合动力、纯电力汽车、燃料电池汽车；另外，对于个人用户施行分布式能源管理，实现能源的“上传”和“下载”。目前智能电网项目中包括铺设或更新3000英里的输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表。9美国发展智能电网面临的问题是什么？美国发展智能电网面临的九大问题在于：新技术的风险；缺乏统一标准；成本回收风险；商业化应用；电网企业激励；电网监管；通讯安全；对低收入人群电费影响；缺乏对智能电网发展整个图景的清晰阐述。智能电网主要着眼于通过加强需求侧管理以进一步提高用电环节能效。10发展电网智能化会带来哪方面的收益？减少电网固定资产投资支出。通过智能电表与分时电价手段的结合，可抑制电力高峰负荷需求增长，减少和延缓电网投资；通过设备状态监测，可实现对设备更好的管理和维护，延长设备寿命，延迟设备投资；通过对设备状态和用户负荷情况的详细掌握，可提高电网投资和改造的针对性、合理性。减少电网运行费用。自动计量管理能帮助电网企业缩短电费回收时间，减少窃电损失，减少客服成本；远程资产监控能够避免设备出现事故维修和更换；移动作业能有效地提高现场作业效率，减少作业人员和费用。提高供电可靠性。通过网络实时重构，保证电力设施运行在额定范围内，减少停电发生；故障发生时，快速检测、定位和隔离故障，并指导作业人员快速确定停电原因，恢复供电，缩短停电时间。提高运营管理水平。通过实施智能电网，梳理和完善业务流程；提高资产运维和管理水平，逐步从传统检修模式向状态检修过渡；加强需求侧管理，提高客户服务水平。11中国版智能电网用户互动内容是什么？发展中国的智能电网最常使用的理由是，它允许电力用户根据不同时段电力价格，自主选择电力消费时间，控制负荷与消费电量，甚至还可以将家用电动汽车蓄电池的电反送入电网进行出售，从而降低总电费开支10%-25%。但是，如果没有电力市场对各类能源发电的市场化定价，如果不允许电力用户自由参与电力买卖，如果不建立电力市场化负荷平衡机制，就不会有上述结果，电网智能化也就无法彻底实现。这需要计量与需求侧管理技术。一方面，需要智能电表，要求能实现带有时标的多种计量，成为分布于网络上的系统传感器和量测点，同时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；另一方面，需要电网全维信息获取，包括电压、频率等电信息，同时包含设备状态、环境参数、排放指标等等。12建设统一坚强智能电网的重要意义是什么？建设统一坚强智能电网，充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济发展中的作用，对我国经济社会全面、协调、可持续发展具有十分重要的现实意义。13未来的居民智能交互终端具备哪些基本功能？居民智能交互终端基本功能：三表信息、预付费功能、视频对讲、安防与救助、智能插座、社区增值服务、视频广告。此外还应具备TV-out、益智游戏、数码相框等扩展功能。14研制未来智能用电小区用电服务系统的预期目标是什么？采用多种通信方式，定时或实时对供电侧、售电侧与营销业务相关的电能信息进行采集，通过与营销管理信息系统的信息共享，实现营销抄表、预购电、表计运行管理等业务的自动化，提高营销业务管理的质量和效率。15研制未来智能智能楼宇用电服务系统的预期目标是什么？对智能楼宇的通信系统、测量系统、控制系统、信息系统、能量管理系统进行系统的设计并研制，将有利于推动智能楼宇建设的标准化，实现并满足节能减排、环境友好的智能化电网建设需求。16研制未来大用户智能需求侧管理系统的预期目标是什么？研究远程能效诊断技术，并基于智能用电网络开发远程能效诊断软硬件系统，实现客户用能效率的远程监测和诊断，用能状态在线分析、管理、动态跟踪和自动控制；实时诊断客户用电设备健康状况，实现用电设备远程参数设置、管理和运行状态优化，为客户提供科学用电方案和安全高效的用电服务。17研制未来电动汽车充放电设备的预期目标是什么？研制成功非车载电动汽车充放电机、带有车载充电机的电动汽车地面充放电设施。18研制未来自助用电服务终端及系统的主要内容是什么？1）研制自助查询终端；2）研制自助缴费终端；3）研制服务质量评价器；4）研制具备用电信息查询、购电等功能的自助用电服务管理软件。19未来用户用能服务系统应实现哪些功能？用户用能服务系统是对电力用户内部设备的用能信息进行采集、处理和实时监控的系统。主要完成数据采集、数据管理、终端管理、档案管理、用能设备的智能控制、分析统计功能、运行维护管理、权限和密码管理、安全防护等功能。20未来高级计量管理系统应实现哪些功能？应能实现自动化检定、数字化校验、计量投诉和故障管理、动态轮换、并实现现代化的仓储和物流配送管理。21未来的智能电能表应实现哪些功能？对当前的电能表技术进行整合、挖掘，在实现“全采集、全覆盖、全预付费”的基础上，提炼电能表实用化技术，具备的自动化、信息化功能。22未来的智能用电检测设备应实现哪些功能？1）电力用户信息采集终端检测设备，具备检测专变采集终端、低压集中抄表终端（包括低压集中器、低压采集器）等以及通信通道、主站的测试能力；2）智能电能表检测设备，具备单、三相智能电能表检定能力；3）智能用电交互终端及系统检测设备智能用电交互终端及系统检测能力。23针对智能电网研制间歇式电源发电功率预测与协调控制系统的预期目标是什么？研制集成风力发电、太阳能发电出力预测、调度为一体的应用系统。实现电网对间歇式电源接入调峰和自动发电功能。24智能电网关键设备研制计划内容有哪些。设备研制、推广应用及完善提升将贯穿规划试点、全面建设和引领提升全过程。针对已有、在研和待研的三类关键设备，采取不同的指导方针制定研制计划：针对已有设备：提升设备性能、拓展产品种类、提高产业能力、加大推广应用；针对在研设备：明确目标重点、加快研制进度、强化示范应用、形成生产能力；针对待研设备：跟踪发展趋势、加强技术攻关、坚持自主创新、提升整体实力。25针对智能电网研制发电厂快速并入高压网装置的预期目标是什么？研制成功发电厂快速并入高压网装置，并试点运行。实现并网接入快速化、安全化、标准化和智能化，提高装置的故障自诊断能力、辅助决策能力。26对智能电网研制风电机组控制系统接入导则符合性检测平台的预期目标是什么?建立满足风电机组接入电网技术导则全部内容的检测