智能电网简介2

智能电网简介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深入以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，电力行业正面临前所未有的挑战和机遇，建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统已经成为全球电力行业的共同目标。欧美许多发达国家的电网企业正积极推进技术革新和管理转变，普遍将智能电网（ＳｍａｒｔＧｒｉｄ）作为未来电网发展的愿景目标之一。奥巴马政府宣布的新的经济刺激计划将拨款约40亿美元促进智能电网技术的开发，该计划极大地推动了全球智能电网的研发热度。一、智能电网的发展过程：早在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。我认为这个智能只是一种电子表计，可以实现峰谷平电量计量功能。2005年，坎贝尔发明了一种技术，利用的是（Swarm群体行为）原理，让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效控制。比如，一台空调运转15分钟，以把室内温度维持在24℃；而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下，停运152006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》(AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy)强调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。这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。2006年中期，一家名叫“网点“(GridPoint)的公司最近开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过\o"互联网"互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电子产品具有了一部分交互能够，可以看作智能电网中的一个基础设施。2006年，美国IBM公司曾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。2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城市，每户家庭都安排了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现，可以重新配备电力。2008年9月\o"Google"Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。2009年1月25日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表——美国行将推动\o"互动电网"2月2日独能源问题专家武建东在《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。2009年2月4日，地中海岛国马耳他在周三公布了和IBM达成的协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达91002009年2月10日，\o"谷歌"谷歌表示已开始测试名为谷歌电表﹙PowerMeter﹚的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。2009年2月28日美国谷歌2009年3月从上面的发展历史可以看出，智能电网是随着技术发展和节能、管理需求而慢慢发展起来的，从最初的计量智能到电器智能，从输配自动化到全过程智能化，智能电网的概念越来越丰富。二、智能电网发展的有3个里程碑：第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的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\o"国家电网"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。可以看出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。第三个是我国能源专家武建生提出的“互动电网”。“\o"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。互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点，主要解决三个问题，一是以信息技术改造和提升现有的能源体系，特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率；二是要逐步建立以\o"可再生能源"可再生能源替代化石能源的创\o"新能源"新能源利用体系；三是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。从智能电网概念的发展可以看出，智能电网并没有一个确定的概念，需要根据实际情况赋予新的含义。武建生先生提出的“互动电网”是站在国家利益的层面，结合中国实际对智能电网进行重新定义，具有一定指导意义。三、智能电网对电网发展产生的影响智能电网是以包括发电、输电、配电和用电各环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机结合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用，是未来电网发展的美好愿景。通过智能电网建设，电力发、输、配、售各领域都将发生飞跃和提升，电网的发展也将随之发生深刻变化。

我们认为，智能电网的特点是“自愈、安全、经济、清洁，能够提供适应未来社会经济发展需要的优质电力与服务”。

自愈——实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，提升电网运行的可靠性。

安全——更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击防护等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。

经济——支持电力市场竞争的要求，优化资源配置；提高设备传输容量和利用率，有效控制成本，实现电网经济运行。

清洁——既能适应大电源的集中接入，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”。支持风电、太阳能等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。

优质——实现与客户的智能互动，以友好的方式、最佳的电能质量和供电可靠性满足客户的需求，向客户提供优质服务。

我们认为，“关注未来、随需而变、迅速掌控、服务优质”是电网企业在建设智能电网过程中的重要特征。

关注未来——建设智能电网，目的是要建设能够适应未来社会经济发展需要的电网。所以电网企业必须密切关注未来的变化趋势，及时掌握未来清洁能源、分布式发电、新能源、新型输配电、电力市场以及信息处理技术的进步和特点，了解发电与用电客户的需求变化，使企业在电网技术与发展上全力满足新的需求。

随需而变——未来的变化是快速和多元的，新理念、新技术、新政策都会导致客户对电网服务要求的迅速变化。电网企业必须具备随需而变的素质，要着力提升企业在技术和管理等各方面迅速变革的能力，这样才能在准确把握未来的基础上及时地适应未来。

迅速掌控——在人工观察表盘、手动操作的情况下谈智能化是不可想象的。智能化的含义在于通过发展先进的电网控制理论、管理技术和技术装备，充分发挥人的主观能动性和自动化装备的先进功能，实现现代电网控制技术、现代信息技术与现代管理技术的有机结合，达到全面掌握各类信息、正确预见未来变化、迅速准确实施控制、确保电网安全、优质、经济运行的目的。

服务优质——优质服务，是电网企业的宗旨。在建设智能电网的过程中，电网企业必须始终坚持这一理念和衡量标准。四、华东电网建设智能电网的战略构思和行动计划2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，并基本明确了未来三年直至中长期的科研方向与项目，准备采用项目群管理的模式来统筹推进智能电网的实践。

１．智能电网建设愿景

以提升大电网安全稳定运行能力为中心，打造一个平台，确立三个阶段，提升五种能力，争取在２０３０年将华东电网全面建设成为智能电网。

２．发展思路和行动计划

打造一个平台：精细、高效的电网生产和企业管理集成平台。

确立三个阶段：２００８～２０１０年，巩固提升——规划建设以特高压为核心、各级电网协调发展的坚强电网；初步建设高级调度中心，统一网络数据模型，实现具有可视化展现的电网运行在线分析和实时预警；实现跨业务、多维度、全视角的信息集成分析，提升公司管理辅助决策能力，保持国内领先。

２０１１～２０２０年，全面转型——规划建设满足“三华”特高压交直流联网要求的主干网架，形成特高压双环网；全面建成高级调度中心，建立大电网预防控制与紧急控制的实时协调决策和快速仿真；建立并实施计划管理、资金管理等公司业务优化决策模型，全面提升资产全寿命周期管理能力，实现电网数字化、运行控制实时化、资产管理精细化、公司决策科学化，实现国际先进。

２０２１～２０３０年，引领超越——规划建设具有自愈能力的智能电网，支持各种类型电源的友好接入和与客户侧的智能互动，实现生产运行方式和企业管理方式的超越。

３．提升五种能力

（１）提升大电网规划的统一优化能力树立协调发展的规划观，首先提升以特高压交直流馈入、不同电压等级协调发展为特征的，适应节能调度要求的华东区域坚强受端电网规划能力；其次发展以特高压电网为核心，适应电力市场以及“三华”电网发展新形势的数字化电网规划能力；最终发展以自愈为特征的智能电网规划能力。切实提升二次系统规划建设水平以适应电网数字化、智能化的要求。依托公司生产运行和企业管理平台，研发先进规划工具，提升规划工作的统一优化能力。

（２）提升驾驭大电网安全运行的能力

我们认为，未来智能、自愈的电力系统必须要有更高驾驭能力的指挥中心与之匹配，它将具备实时分析、智能决策、速控预控、适应市场、坚强可靠的能力，从而实现对电网的迅速掌控。其功能将全面超越现有调度中心的普遍功能。为此，我们提出高级调度中心的概念，并以建设高级调度中心为抓手，提升驾驭大电网安全运行的能力。我们要进一步加强产学研合作，深入研究高级调度中心的技术、管理功能及其实现，研发先进的技术装备；在电网基础数据、网络统一模型等方面夯实基础；整合提升现有ＥＭＳ、ＭＯＳ、ＷＡＭＭＡＰ等系统功能，逐步实现动态安全监测、预警和预控，提高电网的安全稳定控制水平；完善二次设备管理，加强通信基础设施建设；按照节能发电调度和电力市场的要求，创新经济调度的手段，提高电网经济运行水平；加快开展统一网络数据库建设，整合调度一体化运作平台，推进调度运行管理的精细化和标准化，最终全面提升以高级调度中心为核心的驾驭大电网安全运行的能力。

（３）提升电网资产全寿命管理的能力

以建设数字化变电站为重点，全面提高电网装备技术水平，为智能电网打好物质基础；研究、应用针对设备状态的监测、评估技术，优化检修策略，提升设备管理水平；以提高线路输送能力的研究和应用为重点，提高设备利用水平；开展一系列新型、先进的输变电应用技术研究，以新技术、新设备应用带动电网输送能力的不断提高。

（４）打造信息化企业，提升企业级辅助决策能力

在现有公司企业级信息系统（ＥＩＳ）和ＳＧ１８６工程的基础上，构建企业级辅助决策体系，实现对跨业务领域信息的获取、分析、挖掘和共享，提升企业科学决策水平。不断整合和集成企业资产管理和电网生产运行管理平台，建设统