能源互联网之下 智能电网技术实现四化

  互联网在人与人之间，人与能源系统之间，就各自对能源和环境的需求，及可能做出的贡献建立了便捷的信息沟通渠道，使得包括能源生产、输送、分配、储存、调节、交易等诸多环节的能源体系得以趋于最优化，最终为每个人提供更好的能源服务。严格来讲，经济性并不是人对能源的唯一需求，有些用户更多的是考虑环保、安全和便捷等因素，因而“最佳能源服务”应该是反映人们对能源互联网需求的最准确的定义，能源互联网概念油然而生。

  智能电网是构成能源互联网不可或缺的一部分，通过输配电为主的软硬件配置，使得电网更加可靠、安全、更具弹性，并能接纳更加多样化的电源(包括大规模间歇式的可再生能源)。在我国，智能电网更关注较大规模的发电端，比如大风电等，而对小规模的终端分布式供能等关注不够。随着能源互联网的发展，智能电网将不得不接纳大量的小规模终端分布式能源，分布式能源不再是大电网简单的一部分，而是相对独立、平等、不可忽视的组成部分，整个电网的构架将发生深刻的变化。我国智能电网应用时间较短，优势也未能得到充分发挥，前景广阔还需进一步研究。

  智能电网的自动化

  自动化可代替大部分人工操作，进而提高工作效率，减少失误。配电自动化和调度自动化在过去较为常见，配电是电力系统的重要环节，直接关系到用户是否能够正常用电，而配电自动化则融合了计算机、现代控制、网络传输多种技术，使得电能质量和供电可靠性明显提升，为客户提供更优质的服务。同时还能够节约成本。国外最初实现了自动抄表和线路故障自动隔离，之后再计算机网络技术推动下，逐渐形成了配电自动化、配电管理和用户自动化的综合自动化技术。我国在此方面相对落后，在上世纪90年代中后期才对配电自动化有所涉及，目前水平与国外发达国家还有一段差距。

  调动自动化以计算机、网络通信和远东技术为核心，具有状态监测、风险评估、负荷预测、自动调度等功能，解决了早期用电话指挥时出现的各种问题，有利于提高电网运行管理水平，保证电力系统的安全稳定。该技术已经历了三代，第四代技术也开始应用。

  智能电网的自动化也存在有弊端：调度侧智能专家系统还不完善，未完全实现无人化操作，且控制和辅助决策系统尚无统一标准;厂站自动化水平远低于国外发达国家;虽然控制系统种类繁多，但彼此间缺少联系，协调性较差;PID控制技术难以满足越来越高的要求。所以在今后要统一各控制系统的标准，进行规范化建设。积极研究智能控制方法，尽量减少人工操作;可从国外学习技术并借鉴其成功经验。

  智能电网的信息化

  在信息化社会，信息化技术渗透于各个方面，电网信息化主要涉及两大方面：一是企业管理，不管是电能计量、信息管理，还是资源管理、市场调查，都需要及时获取足够的所需信息，而电网信息化则实现了这一点;二是电力生产控制，包括能量管理系统、数据采集系统、配电管理系统等。在通信硬件方面，质量性能也不断提升，上世纪70、80年代多是电力线载波和模拟微波，而如今则发展成光纤、卫星、无线、数字微波等，效率和安全性能明显提升，覆盖范围更广。十一五后，我国国家电网公司将SG186信息化工程作为重点工作，先后涌现出了许多优秀工程项目，是我国电力信息化时代的一件大事。其实，我国自上世纪60年代，就开始了电力工业信息化建设，受当时条件限制，主要体现在利用计算机系统监测变电站，以及电力设备运行状态。随着计算机、信息化技术的进一步发展，更多高新技术相继应用于电力行业。

  然而电力信息化建设过程并非一帆风顺，我国在此方面信息集成度较低，易出现信息孤岛，企业间缺少交流。相关标准也不统一，在信息采集和设备上投入过多，疏忽了信息整理，利用率较低，而且企业生产控制系统经常和管理系统脱节。这就要求必须尽快统一行业内信息化标准，建立起完善的电力信息平台，并对各平台加以整合，进行集中化管理。对采集到的数据信息充分利用，进行深度挖掘，并促进生产控制系统和管理信息系统的结合。

  智能电网的数字化

  信息是无形的，如何用一个容易度量的方法去理解信息十分关键。数字化则将信息转换为数字数据，方便人们更加直观地了解信息。而同时，计算机运行都是靠数字来完成的可以说，数字化是计算机的基础。电网数字化在国外在上世纪就已出现，我国本世纪初才提出数字电力系统的概念，能够以数字对电力系统结构、运行情况，以及企业经济效益、人员组成等进行详细的描述。电力数字化主要涉及以下两方面：一是与企业信息化建设相适应，用数字表现企业的环境和管理水平;二是与自动化建设相关，即以数字仿真技术为基础的高级应用系统。

  我国目前电网数字化建设中存在的问题有：缺少系统外的信息，如风力、光照等，相关的数学模型也较少;调度侧高级应用系统相对成熟，，但标准尚不统一，而厂站侧数字化建设跟不上调度侧发展速度。今后除了电力系统，还需考虑公共服务系统，对地质、天气等方面加以重视，并构建相应的数学模型，以更好地指导数字化建设。此外要加快厂站数字化进程，而对于调度侧，则应朝着标准化、规范化方向发展。

  智能电网的互动化

  随着科技水平的进步，发电与电网之间存在了互动的可能。智能电网的产生就是为了实现电网与发电之间，电网与用户之间的互动。互动是为了增加信息透明度，协调三者之间的复杂关系，使管理起来变得更简单容易，并达到电力工业的效益最大化。目前也存在一些问题，如电力市场的透明度不高，破坏了电力竞争中公平、公正的原则，电力系统还没有真正实现互动化过程，今后还需进一步完善;可再生能源发电的装机容量快速增长，但是目前对可再生能源发电并网的相研究相对滞后，未来还需继续努力，也可从国外借鉴成功经验。

  结语

  随着用电量的增多以及对电能质量和服务要求的提升，电网事业需进一步改革创新，利用现代化高科技，积极建设智能化电网。不断提升信息化、数字化水平，加强可再生能源发电及其并网研究，从而提高我国电力企业市场竞争力。

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