智能电网概述以及南方电网发展前景介绍

智能电网介绍及南方电网的实践论文

一、 智能电网提出背景

当今世界，不断增长的能源需求，日益匮乏的自然资源，不断增加的人口数量，全球变暖等等成了一种趋势，随之而来的是一系列的挑战，如何利用可再生能源，如何提高能源的利用效率，如何为用户提供电能并且使得价格合理，如何创立规则以及采取激励提高市场效率。

世界能源消费结构处于显著调整中，石油、煤炭比重缓慢下降，天然气比例上升，核、风、水、地热等新能源逐渐被开发利用，非化石能源和可再生能源虽比例较低，但增长很快。世界能源发展将受到环境和气候变化因素的影响是很深刻的，气候变暖对自然生态系统和人类生存、发展环境已经产生严重后果。气候变暖的原因除了自然因素影响以外，与人为活动，特别是与化石燃料大规模使用密切相关，在这样的背景之下，智能电网被提了出来。

二、 国外研究现状

美国提出以智能电网、新能源和节能增效为核心的能源战略，作为其全面推进美国经济复苏计划的核心支撑，焦点是减少对石油的依赖和建立新的竞争优势。一方面，美国是世界上重要的能源消耗大国和世界最大的石油进口国；另一方面，美国的碳排放总量和人均排放量均居世界前列。从美国自身能源安全和环保的角度来看，需大力推动新能源的发展。启动“智能电网”工程作为其经济复兴的核心引擎，再造美国能源产业革命，重塑美国竞争力。解决日益老化的电网设备

和用户对供电可靠性和电能质量要求日益提高的矛盾，保障电网在灾害中的恢复能力，防止恐怖分子的袭击，降低出现人为失误和其他风险的几率。

欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展，尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展。欧盟和相关国家的政策比美国更加鼓励支持、提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式，减小碳化物的排放，保护环境。来自开放电力市场的竞争压力，促使供电商提升用户的满意度，提高运营效率，降低电力价格，加强与客户的互动，把电网建设成运营商和用户互动的服务网。欧洲用户对供电可靠性和电能质量提出了更高的要求。

三、 我国研究现状

我们国家对于智能电网的建设可以说基本是跟其他国家同时起步的，2009年5月，提出了建设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、互动化为特征的自主创新、国际领先的“统一、坚强”智能电网的战略发展目标，力图打造“坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网”。实行一个规划，即国家电网智能化规划。九项试点工程，即按照重要领域率先突破和条件成熟地区先行的原则，在六大环节，优先选择基础条件好、项目可行度高、具有试点（示范）效应的9项工程作为首批试点工程。两大基础建设，包括标准化工作和三个研究检测中心建设（国家风电研究检测中心（中国电科院）、国家太阳能发电研究检测中心（国网电科院）、

智能用电技术研究检测中心（智能电网部））。

在 《智能电网技术标准体系规划》中提出综合与规划、智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电、智能调度、通信信息8个专业分支、26个技术领域、92个标准系列的智能电网技术标准体系,国网将分三个阶段制定智能电网技术标准。上述规划是用于指导国网智能电网企业标准编制工作的纲领性文件和技术指南。国网将以此为指导,加快编制智能电网企业标准。而《智能电网关键设备（系统）研制规划》首次系统地提出包括7个技术领域、28个技术专题和137项关键设备的研制规划。该规划分析了目前国内外智能电网关键设备的研制状况,针对“已有设备”、“在研设备”和“待研设备”,提出明确的工作策略,制定每一类设备的研制内容、研制目标和研制计划。按照该研制规划,国家电网公司将分三个阶段开展智能电网关键设备研制。

四、 智能电网的概述

什么是智能电网，现在还没有一个统一的定义，美国DOE认为智能电网是指采用先进的传感技术、通信技术和控制技术来保证更为高效、经济和安全地发电、输电和供电的现代电网，它集成了从发电、输电和配电以及用电及用电设备领域的大量有益于社会的创新技术和手段，以满足不断变化的未来社会需求。美国智能电网具有可靠性、稳定性、经济性、电能质量、效益和环境质量的特点。通过信息通讯技术，智能化测量、仪表，智能一次设备，数字化变电站，高级EMS系统，资产管理系统等技术，实现自愈、安全、兼容、交互、协调、

优质的功能特点。

欧盟智能电网认为智能电网是能够高效地应对未来欧洲电网出现的新挑战和机会，给所有电网用户和广大的利益相关者带来利益的电网；它能充分开发利用欧洲范围内的大型集中式发电机和小型分布式电源，为所有的用户提供高度可靠、灵活、 易使用（acessible）和经济的电能；通过全网范围内的互操作（inter-operable）保证电网系统的运行安全性和运行经济性；可以实现终端用户与电力市场和电网的互动。欧洲智能电网以客户为中心，支持分布式能源接入，具有可靠、安全的电力供应，面向服务的架构，灵活的电网运行，高级自动化分布式智能，负荷和电源可以本地交互，保障了其环保，市场以及安全与电能质量。

我国的智能电网是以高级配电、输电运行，具有高级测量体系，高级资产管理，利用太阳能发电、海滨风发电，潮汐发电等等，这些清洁能源的广泛和大规模的使用也有利于传统火电的节能、减排、环保、优化等。在未来，我们将看到，大型储能电站缓解波动能源，纳米材料提高设备的绝缘性和导电率，CO2回收和存储设备深海石油和天然气被勘探以及生产的供应，用气体绝缘线路或电缆连接的风力发电场，大规模集中电厂满足大部分电力需求，大规模发电和长距离输电，电的来源是多样化的。在城市中，建筑表面的太阳能源薄膜电池满足部分电力需求，带有储能设备的地下输电走廊和变电站，风力发电机成为了高层建筑的一部分，即插即入式的停车场，参与电网调峰的电力交易，城市不仅仅是能源消费中心也是制造中心。智能郊区

电网中有着应用在分布式发电中的智能电网，大规模和小规模电站被并行管理，大规模集中电站满足大部分电力需求，结合负荷管理和市场行为的无线传感器及智能仪表，市场能源由能源供应软件驱动。在农村的智能电网，大小规模电站并行管理，储能电站减缓波动电源处理的波动，同样由能源供应软件驱动市场。

五、 南方电网发展智能电网

作为世界500强中国100强的企业，南方电网经营着广东、广西、云南、贵州、海南五省的输、配、供电业务。供电人口约2.3亿，约占全国人口17%。现正研究推进智能电网建设，应符合国情，结合电网实际，走自己的路，建设具有中国特色与企业特征的智能电网。由于能源与负荷分布不均衡, 需实现跨区域资源配置。清洁能源以水电为主，资源丰富，成本低廉，技术成熟，开发潜力巨大。智能电网是绿色发展的必然选择，是之前的电网研究和建设的延续，智能电网研究建设要注重承前启后。作为中央骨干企业，南方电网应积极推进智能电网建设，在国家经济社会发展方式转型中主动发挥重要作用。南方电网致力于战略与规划的指定，标准体系的建设，关键技术的研究以及示范工程的建设。

为了使绿色电网更加智能、高效、可靠，在发电上采用大规模新能源接入技术，输电上采用电网智能运行控制技术、变电站智能化技术、设备智能化技术、柔性输电技术、线路增容技术、超导应用技术，配电上采用智能配电技术、电能质量与节能技术、配网电力电子应用技术、分布式电源接入及微网技术，用电上采用用电智能化技术、电

动汽车与电网互动技术、储能技术，在信息通信上采用通信技术、信息技术、信息安全技术，在5个领域有了17个关键技术，57个试点示范工程。建设示范工程的思路是提高集成能力，验证技术路线，掌握核心技术，探索技术经济，形成技术标准。智能电网的发展主要有两个阶段，从2010到2015是第一阶段，旨在关键技术研究取得全面突破，标准体系建设完成，形成可指导推广的版本，完成示范工程全部建设。2015到2020年的第二阶段旨在晚上标准体系指导下，稳步推广建设。

六、 南方电网发展智能电网所取得的成果

南方电网将通过智能电网研究与示范工程建设，提高集成能力，验证技术路线，掌握核心技术，探索技术经济性，形成技术标准，从而全面建设智能、高效、可靠的绿色电网。并网可以提升清洁能源接入电网的能力，现已开展柔性多端直流输电系统工程研究，解决多个大型风力电场友好接入电网关键技术问题。输变电可以加强状态监测，提高变电站智能化水平。现已建立了设备监测支撑系统，包括技术监测，设备监测，电能质量检测，覆冰监测以及雷电监测。世界上最大类型的STATCOM，安装在500kV东莞变电站，无需变压器直挂35kV，具有体积小、效率高、成本低等特点。配电能提高配网自动化、智能化程度。现在已经实现配网自动化的城市有广州、深圳、昆明、贵阳、南宁以及海口。实现了配电网自愈控制，微网控制与能量管理，分布式电源配网规划技术。自愈控制技术是解决我国配电网长期存在的设备利用率低、线损率高、供电可靠性低等问题的核心技

术！示范应用选址在广东省金融高新技术服务区， 位于广佛都市圈核心位置，总面积为6.5km2 。金融高新区是广东建设金融强省战略七大基础性平台之首，并已纳入国家发展战略。高新区是立足粤港，辐射亚太的后台金融服务中心和数据处理中心，对电网可靠性有着极高要求。用电提高需求管理水平。初步构建了营销自动化系统，开展并加强了对重要用户和大用户的需求检测管理，开展了集中式储能和分布式储能试点，启动了对电动汽车充换电等关键技术的研究，在深圳广泛电动汽车充电站示范工程。

七、 结语

原动力不同决定了各个主体对智能电网的认识不同，实施的路线具有差异化特征。智能电网是未来电网的发展方向。同时建设好智能电网也是是一项长期、复杂和艰巨的系统工作。

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