智能电网基础
理解智能电网
什么是智能电网
1、智能电网核心价值及其度量
美国智能电网给出的愿景中，认为智能电网核心价值是：
（1）更可靠。一个可靠的电网，无论何时何地，都可为其用户提供合格电能。
（2）更坚强。一个安全电网不用付出太大代价即可承受物理或网络攻击。对自然灾害，安全电网将受到更小损害，且快可以恢复。
（3）更经济。一个经济电网可以用公平合理的价格与充足的供应来保证供需平衡。
（4）更高效。一个高效电网将运用多种策略，来控制成本、最小化网损、高效发电，并可通过给客户提供能源管理手段来优化资产利用率。
（5）环境友好。一个环境友好的电网可通过效率提升和可再生能源利用来减小对环境的负面影响。
（6）使用更安全。一个安全电网对公众和电网工作人员都不会带来任何伤害。
欧盟智能电网给出的愿景中，认为智能电网核心价值是：
（1）高灵活性：满足用户的需求，同时能应对未来的变化和挑战。
（2）高可接入性：确保所有的电网用户都能接入，特别是零或低碳排放的可再生电源和高效的当地电源。
（3）高可靠性：确保核提高供电安全性和供电质量，以符合数字时代的需求。对危险和不确定因素有很强的适应力。
（4）高经济性：通过创新、能效管理、平等竞争及监管，达到最高的经济性。
从上可以看出，高可靠性和高经济性是两者的交集。在欧盟智能电网的愿景中，强调了高灵活性和高可接入性，而对“更高环境友好”、“更高效”、“更坚强”、“使用更安全”没有涉及。或许，他们认为“高可接入性”已反映了“更为环境友好”这一期望，且更为具体；“高经济性”已经隐含了“更高效”要求；“高可靠性”中“对危险和不确定因素有很强的适应力”已经反映“更坚强”这一期望；而“使用更安全”则不用作为智能电网最为重要期望之一来提出。总体来看，欧洲智能电网更加强调可再生能源电源接入，美国智能电网更加强调电网坚强可靠，两者略有差异，这样会造成他们在建设智能电网时发展重点可能略有不同。作者认为，出现这样的情况是自然的，智能电网建设必然要符合生态圈成员对智能电网期望，美国智能电网生态成员与欧盟智能电网生态圈成员对智能电网核心价值认识不同、建设重点不同，是非常正常的事情。事实上，建设智能电网没有也不应有统一的模式，关键是智能电网建设应符合国情、符合当地社会经济及电网发展具体情况，能给生态圈成员带来他们最为期望的价值。
以上对智能电网核心价值做了分析，但从科学研究角度，光用文字说明智能电网核心价值是远远不够的，还需要对其进行量化，猜便于操作。
在2005~2007年间，美国能源技术实验室现代电网战略项目组召开了一系列地区性会员，会议参加包括广泛的各个层次的利益相关者。会议确定了所期望的美国智能电网核心价值（即前述的更可靠、更坚强、更经济、更高效、更为环境友好使用更安全），并对这些核心价值用一些指标做了量化，如下表所示：
核心价值及其度量
核心价值衡量指标
可靠性停运持续时间、停运频率、瞬时停运、电能质量
坚强性分布式发电占发电半分比、参与电力市场用户数
经济性区域高峰电价与平均电价、传输阻塞成本、供电中断损失、电能质量扰动带来损失、传送总成本
高效性系统网损、高峰负荷与平均负荷比、负荷高于90%时持续阻塞传输线数目
环境友好性可再生能源发电占总发电比率、1度电排放量
使用安全性因使用电网而受伤的电网工人与用户数
2、智能电网愿景：为什么、是什么与怎么样
智能电网所带来的价值是智能电网愿景的核心。但只用核心价值来描述愿景还有所不足，我们还需要对可带来这些核心价值的主要特性及实现这些主要特征的关键技术领域做一描述，如此才能较好地对智能电网愿景加以界定。
（1）核心价值
国家和社会对智能电网期望，除保证基础设施安全性外，其他期望可以概括两点：减少对化石能源依赖和减少对环境污染。而提出这两点期望的大背景，在能源危机与气候全球变暖问题。能源危机与气候全球变暖高速我们，人类社会要想可持续发展，必须减少对化石能源依赖，减少对环境污染。也就是说，节能减排是可持续发展的不然要求，是历史发展的必然要求；而智能电网所为未来社会能源基础设施，必须顺应历史发展要求。
从这个意义上讲，以上要求是智能电网发展的最重要驱动力。据此，作者认为，智能电网的核心价值是：
①坚强可靠。坚强可靠指电网在经受各种扰动（故障、拓扑变更、发电和负荷的波动）后仍能可靠运行。电网的坚强程度可以通过加强物理电网的建设和提高电网控制水平这两方面是措施来加以提高。
②高效。高效是指提高化石能源使用效率，减少化石能源使用量以及对化石能源依赖。主要有两个途径，一是开源，即通过支持可再生能源电源大规模接入，减少化石能源使用；二是节流，指在能源转化、传输和使用等环节（即发输配用）中，通过提高效率、减少损耗、减少化石能源使用量，主要措施包括采用新技术新设备降低损耗、通过调整运行方式降低网络损耗、通过合理调整发电计划提高系统整体的能量转化效率等。
③环境友好。环境友好指在能量转化和传输过程中减少含碳气体排放量，尽量减低对环境的不良影响。其主要手段是扩大风力、太阳能等可再生能源利用的比重；加强对传统燃煤、燃油电厂的排放治理，进行相应的技术革新和改造。
以上特性中，前一点可认为电网作为能源基础设施所必须达到的目标，后两点可以视为人类社会可持续发展对智能电网的不然要求。事实上，这三点价值，这是国家和社会对智能电网的期望。
由以上分析也可看出，智能电网的发展驱动力并不是首先来自电网各方面技术本身，而是源于外部需求的重大变化；我们很难仅仅从技术进步的角度推到智能电网，但从人类能源利用和环境保护的角度，就比较容易理解智能电网出现的必然性。
（2）主要特征
智能电网主要特性是用于回答“带来这样的核心价值的智能电网是什么样
的”这一问题。作者认为，带来“高效、清洁、坚强”特性的智能电网的组要特性可用“新能源+新客户+新电网”来概括。
①新能源。既包括可再生能源大型集中式发电，也包括可再生能源小型分布式发电。根据各国规划，可再生能源在能源结构比例将日益增大，如美国计划到2021年可再生能源发电比例大幅增加，将给电网接入、输电、配电、调度和运行带来翻天覆地的变化。
②新客户。既指用户可通过需求侧响应主动参与到电网运行中来，也包括小型分布式发电、微网、电动汽车等新客户。在智能电网中，由于客户可以主动对电网运行方式作出响应，既可从电网中吸纳电能，也可向电网供应电能。相比当前电网，智能电网的电流、金融流、信息流都可双向或多相流动，电网调度运行方式与现在相比会发生根本性变化，由此也会带来一系列新的服务和更多的效益。
③新电网。新能源与新客户，决定了需要建设新电网与之匹配。在新电网中，超导输电或特高压输电、高效变压器、数字变电站、紧凑型线路等技术将会广泛应用，电网的运行方式也将更加复杂多变，其优化也将带来更大效益。总的来看，这么一个新电网的建设、运行与调度问题将带来一系列全新课题！
（3）关键技术领域
从国家和社会层面上看，他们对智能电网的期望主要是：坚强可靠、高效、环保。我们将智能电网中能帮助实现这些目标的技术，称之为狭义的智能电网相关技术。这部分技术又可以划分为三个层次：
（1）第一个层次：一次侧的发输配用各个环节中应用的技术，包括可再生能源发电技术、超导输电技术、特高压输电技术、高效变压器、紧凑型线路、智能电器等。
（2）第二个层次：二次新技术，包括先进的测量技术、通信技术、AMI等。
（3）第三个层次：控制中心的电网运行控制与管理技术，包括先进的信息处理技术、先进控制理论、新型管理技术等。
3、智能电网所能具有的最高智能形式
通过上述分析讨论，我们明白了，在电网是关于未来电网的美丽愿景。愿景三要素中，核心价值是关键一环。而为了使愿景更加明晰，智能电网核心价值需要用一系列指标来予以量化。
从这个意义上来说，智能电网带来价值如何，可用一系列指标构成的指标集合来衡量；而要使智能电网带来最大价值，就要使这一系列都达到最优。据此，我们认为，具有多指标自趋优运行能力是智能电网所具有的智能形式，而这也正是清华大学所提数字电网的核心理念。
（1）多指标
智能电网带来价值如何，可用一系列指标构成的多指标集合来衡量。这里做说多指标，就是指的该多指标集合，它由运行人员或研究人员最关心的系列指标组合，可因时因地而异。如对美国智能电网，可以用表征电网运行坚强、可靠、高效、经济、环境友好性及使用安全性的一系列指标相容构成；而对欧盟所提智能电网，则可用表征电网运行灵活性、可接入性、经济性的一系列相容指标构成。
（2）自趋优
自趋优是指某个对象通过的自动调节，实现从不令人满意的状态到令人满意的状态的一个过程。对于智能电网而言，衡量其是否处于趋优状态（或令人满意状态）的标准就是前述的电网运营指标集合；智能电网的自趋优是指电网能够依
托完善统一的基础设施（包括一次设施、采集、通信、IT平台等），在实现全面的自我监测和信息共享基础上，对自我状态（也即电网运营指标评价体系）有标准的认知，并通过智能分析形成决策，借助完善统一的基础设施，自动对自身进行综合调控，使得电网自身状态趋向最优。
自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能，指无需或仅需少量人为干预，实现电力电网络存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续进行连续的评估自测，智能电网可以监测、分析、响应，甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。
从所针对的对象来讲，自愈仅针对电网运行环节；而自趋优针对的是整个电网的运营，范围更为广阔。从要达到的目标来讲，自愈仅能保证系统在即将发生异常情况或出现异常情况时实现对有问题设备的自动监测和隔离，为单一目标；自趋优则是对所有不满意运行状态均采取必要的动作，为目标。也就是说，自趋优已涵盖了自愈的概念。
（3）实现电网“多指标自趋优运行”的理论基础：电力混成控制论
使电网具备多指标自趋优运行能力，如何电网可自动保持在安全、优质、经济的运行状态，是可能吗？回答是肯定的。
首先，用于实现电网多指标自趋优的控制理论基础也已建立，它就是卢强院士所提“电力混成控制论”。基于这一思想实现的先进能量管理系统（Advanced EMS），已在电网实时运行和控制方面得到应用。
（4）具有多指标自趋优运行能力的电网是电网所能具有的最高智能形式
如果使一个电网具备多指标自趋优运行能力，则意味着我们可将一个电网控制得如同一台智能广域机器人一般（Smart Wide Area Robot，Smart-WAR）。这意味着如果电网一旦处于不那么令人满意的状态（即不符合前述系统运行多指标集合），系统即可发现；然后可发现；然后即可集中所有可控资源，自动进行调控，使得电网回归到令人满意状态中来。这也意味着美国智能电网或欧洲智能电网要求的核心价值可由多指标自趋优电网自动实现。试想，还有比具备多指标自趋优运行能力的电网更加智能电网吗？没有了。
中国坚强智能电网的发展思路和目标
一、中国坚强智能电网的内涵：
2009年5月在召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司公布了对智能电网内涵的定义
坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”是高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。
内涵包括：
1、坚强可靠的实体电网架构是中国坚强智能电网发展的物理基础；
2、经济高效是对中国坚强智能电网发展的基本要求；
3、清洁环保是经济社会对中国坚强智能电网的基本诉求；
4、透明开放是中国坚强智能电网的发展理念；
5、友好互动是中国坚强智能电网的主要运行特征。
二、国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设：
第一阶段：2009年~2010年，规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试
点工作。
第二阶段：2011年~2015年，全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网的运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
第三阶段：2015年~2020年，引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。
三、坚强智能电网各环节发展目标与重点任务
发电环节。发展目标：1、以“一特四大”发展战略为导向，引导电源集约化发展，协调推进大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地的开发；2、强化网厂协调，提高电力系统安全运行水平；3、实施节能发电调度，提高常规电源的利用效率；4、优化电源结构和电网结构，促进大规模风电、光伏等新能源的科学合理利用。重点工作：1、国家风电研究检测中心建设；2、国家太阳能发电研究检测中心建设；3、大型储能技术在间歇能源发电系统中的示范应用；4、节能发电调度体系和关键技术的应用；5、抽水蓄能重点工程建设。
输电环节。发展目标：1、加快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；2、全面实施输电线路状态检修和安全寿命周期管理；3、建设输电线路状态检测中心，实现对特高压线路、重点输电走廊、大跨越、灾害多发区的环境和运行状态参数的集中检测和灾害预警；4、广泛采用柔性交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性，技术和装备全面达到国际领先水平。重点工作：1、特高压后续交直流工程建设；2、跨区联网工程建设，建成河西走廊750千伏通道，实现新疆与西北主网联网、西藏与青海联网运行；
3、开展特高压可控电抗器等关键技术研发并示范应用，开展柔性输电关键技术研究；
4、全面实施线路状态检修和全寿命周期管理；
5、建立输电线路状态检测中心及灾害预警系统。
变电环节。发展目标：1、设备信息和运行维护测量与电力调度全面互动；2、枢纽及变电站全面建成或改造为智能变电站；3、实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，保障各级电网安全稳定运行。重点工作：1、制定智能变电站及装备标准规范。2、开展变电站智能化改造和智能变电站建设工作。3、智能装备研发及装备智能化改造。
配电环节。发展目标：1、建成高效、灵活、合理的配电网络，配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力，在发生紧急状况时支撑主网安全稳定运行；2、实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制；
3、供电可靠性和电能质量显著提高；
4、完成配电自动化系统和配电调控一体化智能技术支持系统的全面建设，全面推广智能电网配电环节示范工程应用成果，主要技术装备达到国际领先水平。重点工作：1、配电网坚强网架建设，研究制定配电网坚强网架建设的规划，按步骤、分区域实施配电网坚强网架建设；2、智能电网配电环节技术架构体系及技术标准体系研究；3、实用配电自动化系统推广建设，配电自动化技术研究与推广；4、配电调控一体化智能技术支持系统研究与推广。
用电环节。发展目标：1、全面开展智能用电服务，推广应用智能电表。2、构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量，提高供电可靠性。3、推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用能模式，提高用电效率，电能在终端能源消费中的比重超过26%。重点工作：1、智能电网示范园区建设；2、用户管理与服务互动系统建设；3、用
电信息采集系统建设；4、高级计量管理体系建设；5、智能化需求侧管理系统建设；6、电动汽车充电站试点建设。
调度环节。发展目标：1、在国调、5个网调及26个省调建成智能调度技术支持系统并在地县调进行推广；2、在分布式一体化平台支持的基础上，建设实时监控与预警、安全较核、调度计划和调度管理四大类应用，实现同质化管理能力和灵活高效调控能力，保障电网安全、稳定、经济、优质运行。重点工作：1、智能电网调度技术支持系统建设。2、新能源接入和调控能力建设。3、电力通信网络和调度数据网建设。
信息通信环节。发展目标：1、信息支持平台：建设国家电网资源计划系统（ＳＧ－ＥＲＰ），贯通六大环节，实现生产与控制、企业经营管理、营销与市场交易三大领域的业务与信息化的融合，实现电力流、信息流、业务流合一；2、通信支持平台：建立结构合理、安全可靠、绿色环保、经济高效、覆盖面全、具有时间同步和业务感知能力的下一代大容量、高速通信网络。完善通信管理系统。建立应急通信系统，为应急指挥提供重要支撑。
智能电网相关技术之一
——一次与二次侧新技术
智能电网作为下一代电力系统发展方向，包括的技术非常广泛。广义的智能电网相关技术包括一切下一代电网中得到应用的技术。但这样的化所包括的技术太多，难于尽述。从国家和社会层面上来看，他们对智能电网的期望主要是：坚强可靠、高效、环境友好、我们将智能电网中有利于实现这些目标的技术，称之为狭义的智能电网相关技术。
先进的发电与储能技术
从能源转化的角度来看，在电力生产中，发、输、配、用四个阶段实际上完成的是能源转化、传输和使用过程。在这个过程中，排放量最大，同时是最具减排潜力的无疑是发电环节。风电、太阳能发电等不可控能源的接入给电力系统的运行和控制带来很多影响，毕竟在传统电网中，发电环节基本是完全可控的。为此，作为应对不可控发电的重要手段之一，储能技术也得到了智能电网研究者的重视。
1、风力发电
风能是世界上分布最广泛的能源之一，具有清洁无污染、可再生等优点，同时也具有不稳定、分布不均匀等特点。人类对风能的利用已有超过三千年的历史，但由于种种原因，风能利用进展一直较为迟缓。直到20实际早期，风能仍主要被用于作为提水灌溉、碾磨谷物的动力来源。
1887年，在苏格兰出现了用于给蓄电池充电的风力发电设备，这也是将风能转化为电能的最终应用。但在随后的书十年间，提水灌溉、碾磨谷物仍是人类利用风能的主要方式。在20世纪70年代早期，第一次石油危机使得人们重新审视新能源发电的推广价值，这几点地促进了风力发电技术的发展。到了20世纪90年代，化石燃料燃烧所带来的环境污染问题使得人们对可再生能源发电的重视程度不断增加，风力发电已成为除水能外最具经济利用和开发价值的新能源。2003~2007年，全球风电平均增长率为24.7%，总装机容量目前累计达到9400
万kW。2007年，全球大约生产了2000亿前晚上风电电力，约占全球电力供应的1%。
我国计划在2020年以前将可再生能源站国家能源总理的比例提高至15%，而发展风力资源是中国能源战略的重要组成部分。2008年我国风电总装机已突破1000kW，发哦2010年，我国风电装机容量将达到2000 万kW以上。
风力发电机组即是将风能转化为电能的工具。风力发电机组主要由风力机和发电机两部分构成，前一部分负责将风能转化为机械能，后一部分负责将机械能转化为电能。因此风力发电机组也可根据风机和发电机组的不同有着多种分类方式。
根据风机类型不同，风力发电机组主要有如下几种分类：根据风机旋转主轴的方向（即主轴与面相对位置）分类，可分为水平轴式风电和垂直轴式风机；根据安桨叶接受风能的功率调节方式可分为定桨距（失速型）机组和变桨距机组，同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极类型有可分为电励磁同步发电机和永磁同步发电机两类。
另外，还根据风机的额定功率分为微机型（10kW以下）、小型机（10~100kW）、中机型（100~1000kW）、和大机型（1000kW以上）四类，其中大机型又被称为兆瓦级风力发电机组。
风力发电技术的进展是随着人们对风力发电的重视程度同步发展的。早期的风力发电机组多为小容量，大多采用结构简单、并网方便的异步发电机，连接方式多为直接和用户配电网相连，采用国力运行的方式提供电能，主要用于解决偏远无电区域的用电问题。在二战结束后，尤其是1973年的石油危机之后，风电技术发展很快，接入方式也从以前的小容量、孤网运行方式逐渐转向大容量、并网运行。目前世界上最大的风力发电机组为德国Enercon公司开发的E-116型风力发电机机组，其单机容量可达到7MW以上，叶片直径为126m。该型机组已在德国投入并网运行。
欧洲是世界上风力发电发展最快的地区。早在20世纪90年代初，欧盟就提出了大力发展风电的目标。截止2008年末，欧盟风电装机总容量达到了64935MW，并且在2008年，风电新装机已占到当年新增装机容量的36%，是增长容量最大，也是增长最快的发电方式。在2008年，风力总发电量达到了142TWh，占当年总发电量的4.2%，减少二氧化碳排放量达108百万吨。欧盟在2009年三月将其2020年风电装机目标由180GW调整到230GW，并包括40GW 了离岸风电机组。到2020年，风力发电每年将提供600TWh的电能，能够满足欧盟60%的家庭用电或14%~18%的欧洲总电力供给。目前德国和西班牙是风电装机容量最大的国家，其中德国风电装机为1665MW，西班牙为1609MW。下一步，欧盟将加大对离岸风电场的研究和发展。
随着风电场的容量越来越大，作为一种不可控发电的风电对系统的影响也越来越明显，研究风电并网对系统的影响已成为重要课题。由于不同类型风力发电机组的工作原理、并网连接方式都不尽相同，因此分析方法及其对电网的影响也存在差异。目前在国内外主要应用的风力发电机类型及其数学模型包括：
1、鼠笼式异步发电机。这种风力发电机组的风机通过一个变速箱和鼠笼式异步发电机相连，可通过变速箱来调整发电机的转速变以使得发电机组转子运行于效率较高的转速。由于发电机的转速变化较小，在实际分析时可近似认为机组转速为恒定值。鼠笼式发电机在发电时需吸收较多无功，因此在风机功率较大或连接于弱网络时需加装电容器进行无功补偿，以提高发电机组的功率因素。
2、双馈异步发电机。发电机的定子绕组直接与电网相连，而转子绕组通过一个背靠背的整流逆变器和电网相连，这种发电机组为双馈异步发电机。它具有有功、无功可以解耦控制，风电利用效率高，出力波动较小等特点。
3、支取性异步风力发电机。这种发电机组不需要变速箱，因此见底了风机机械部分的复杂程度，提高了可靠性。但由于发电机电气部分完全通过整流逆变器和电网相连，在发电机容量较大时需要整流逆变器应有相应的匹配容量，这无疑增加了机组的成本。其优点在于可以通过整流逆变器的控制来调整发电机组无功，也可通过调整风机叶片的角度来实现有功的部分可控。
大规模风电接入对电网的运行和控制的影响主要体现在如下几个方面：
（1）对系统频率的影响。
由于风能具备随机性和不可控性等特点，因此风电场的出力主要由于风电场所处位置的电力大小所决定。当系统中风力发电达到一定比例之后，就必须考虑风电波动对系统频率的影响。
（2）对系统电压稳定性的影响
目前投入运行的风力发电机组仍以异步发电机组为主。在向电网输出有功功率的同时，还需要从电网吸收滞后的无功功率。发电机吸收滞后无功功率会随着发电机输出有功功率的变化而变化，约为有功功率的20%~30%。如才有电容分级补偿，则难于做到连续补偿，这必然会影响到风机接入点附近电网电压。同时由于电容器无功补偿量受到电压的影响大，在系统电压降低时补偿量反而会下降很大，严重时会导致电压崩溃。针对这种情况，一方面对风力发电机入网制定相应的标准，要求其必须具备一定的低电压无功亮相调节能力；另一方面在入网点也需配置合理、受电压影响小的快速连续无功补偿装置。
（3）对电能质量的影响
由于风力发电机组的出力受风速影响很大，为保护风力发电机，当风速超过切除风速时，风机会自动退出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网单的影响十分明显，容易照成电压闪变与电压波动。这对电压质量的影响很大，可通过在风电入网时配合合理容量的快速反应的储能装置来缓解这一问题。另外，风机本身和入网所需的电力电子设备也可对系统产生谐波污染，这也会对电能质量产生一定的影响。
2、太阳能发电
太阳能是太阳内部核聚变反应产生的能量，据有关数据，如果把太阳射入到地球表面的全部能量收集起来，只需不到两个小时即可满足人类目前一年的能源消耗。
和其他能源相比，太阳能具有分布广泛、清洁、安全等特点，这些特点使其成为新能源发电的发展方向之一。但是，太阳能的能量密度小，而且利用成本较高，转化为电能的效率低，同时受气候条件影响大，在夜间无法使用，太阳能的这些特点使它在整个综合能源体系中是作用受到一定的限制。
目前太阳能转化为电能主要有两种基本途径，一种是将太阳能转换为热能，然后再将热能转化为电能，这种发电方式为太阳热发电；另一种是通过光电器件将太阳光直接转化为电能，即太阳光发电，随着半导体元器件价格的下降和新型光电材料的发展，太阳能光电技术已经逐渐成为太阳能发电的主要发展方向。
太阳能电池是利用半导体p-n结的光伏效应将太阳能直接转换为电能的器件。由于电压合电容的限制，单个太阳能电池并不能直接作为电源使用，需要由若干片电池组组成电池阵列进行发电。目前太阳能电池产品主要分为晶体硅电
池、薄膜电池两类。其中前者分为单晶硅、多晶硅电池两种，其转化效率较高，约为15%，高者已能达到25%以上，但成本较高，目前占据大多数市场份额；后者虽然转化效率尚不如前者，稳定光转换效率约为5%~8%，但成本相对较低，近年来在转化效率方面已有突破性的进展，主要包括非晶硅电池、铜铟镓硒电池和碲化镉电池等。
和风力发电相类似，太阳能发电技术也可分为并网太阳能发电技术和离网太阳能发电技术两大类。其中离网太阳能发电技术主要用于解决偏远地区用电和路灯、扬水站等孤立设备的供电问题。根据是否有储能装置，太阳能并网系统可分为“不可调度式光伏并网发电系统”和“可调度式光伏并网发电系统”两类。其中前者发电发电和负荷之间的不平衡量完全由主电网进行平衡，后者则可以通过储能元件对其进行控制，在太阳能发电较多时储能，在太阳能发电不足时释放能源以供用户使用。随着超级电容器、钠硫电池等储能技术的不断进步，可调度式光伏并网发电系统或联入微电网将逐渐成为光伏并网的主流方式
3、清洁煤发电技术
火力发电（尤其指煤炭燃烧发电）一直是世界上最重要的电力来源。我国煤炭资源丰富，即使在大力发展可再生能源的背景下，火力发电在我国能源结构中占很大比重。为了达到智能电网节能减排的目标，必须大力发展清洁煤发电技术，尽量降低煤炭燃烧造成污染、减少温室气体排放，将火力发电的不利因素降到最低。根据煤燃烧过程来分析，清洁煤技术可分为煤燃烧前过程、使煤更清洁燃烧过程和燃烧后清洁废气过程三类。
（1）整体煤气化联合循环机组（IGCC）
IGCC被称为“世界上最清洁的煤电站”其工作原理是将煤气化，将净化后的清洁煤气作为燃料，驱动燃气轮机发电机组发电。实际上是煤气化技术和高效的联合循环发电技术相结合的新型清洁煤发电技术。和常规煤发电技术相比，IGCC技术可将氮氧化物的排放量减少90%，减少CO2排放量35%。其联合循环热效率最高可达52%以上，同时IGCC机组的燃烧煤后废物处理量少，耗水量比常规汽轮机电站少30%~50%。
（2）增压流化床燃烧联合循环机组（PFBC-CC）
21世纪初极具发展潜力的另一种先进的清洁煤发电技术就是增压硫化床联合循环（PFBC-CC）技术。
增压硫化床是在常压流化床（CFBC）的基础上发展起来的，在较高压力下进行燃烧的一种燃煤发电技术，它具有热效率高、污染排放低、能组成蒸汽燃气联合循环等特点。增压流化床的燃烧效率可达99%，联合循环发电效率可达40%~42%，SO x、NO x和粉尘的排放量低，同时增压硫化床的设备模块化程度，结构紧凑，PFBC锅炉的体积只有同容量常规锅炉的1/4。这些特点使得增压硫化床非常适合于老旧电厂设备改造时应用。
4、其它新能源发电技术
（1）燃料电池
燃料电池，其工作原理主要是：在一定条件下使氢气、天然气或煤气（主要是氢气）与氧化剂（空气中的氧气）发生电化学反应，将化学能直接转化为电能的过程。燃料电池具备能量转换效率高（电能转换效率为45%~60%）、功率密度高、相应速度快、启动时间短、清洁、五污染、噪声低等特点，适用于可移动动力源、电动车以及分散电站，既可集中供电也可适合分散供电。
燃料电池发电时，电池的电解质（酸、碱、固体氧化物等）将电极隔开，由
电池外部将反应物（燃料、氧化剂）分别供给电池的阳极和阴极，发生电——化学反应（燃料的氧化过程），通过电解质传送带电离子，产生电位差，引起电子在外电路流动，形成低电压直流。
燃料电池的研究和应用方面，美国、日本、加拿大以及一些欧洲国家研究投入较多，尤其美国和日本，其开发应用均处于世界前列。虽然我国在燃料电池研究和应用方面投入了巨大的精力，但与世界先进国家相比，我国在燃料电池基本理论方面差距相对较小，但在结构、材料应用、关键部件的设计与生产方面差距较大，这也制约了我国燃料电池行业的快速发展。从世界范围来看，制约燃料电池大规模商业应用的主要技术问题包括原材料成本、电极工艺和燃料的储存和运输等。
（2）潮汐能发电
因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。潮汐能是以势能形态出现是海洋能，是指海水潮涨潮落形成的水的势能与动能。
潮汐能发电可分为两种形式：一种是利用海湾、河口等有利地形，建造水堤，形成水库，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房房发电；另一种则是利用洋流发电，无需建造水坝。目前投运的潮汐能电站多为千一种。目前去哦过正在运作发电的潮汐能电站总共8座，均为水坝型，总转机容量为6000kW，每年发电量为1000万余kWh。
2008年，在英国斯特兰福德湾安装了世界首台不需要建造水坝的潮汐能电站——Seagen，装机容量为1.2MW，利用潮汐涨退产生的洋流发电，是目前世界上单机容量最大的潮汐能发电机。为了检测Seagen对海洋生物的影响，该项目还集成了Tritech公司的声纳设备，并将进行连续5年的持续观测。由于不需要建造大坝，这种发电方式对海洋生态系统的影响较小。
由于潮汐能发电机工作于海水当中，如何解决设备锈蚀和海洋生物附着问题是此类发电方式必须解决的问题，同时如何在发电的同时尽量降低对海洋生太环境的影响也有待进一步研究。
（3）生物质能发电
生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将天阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。生物质能也属于一种可再生能源，通常包括以下几方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废气物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业废弃物；六是动物粪便。
与矿物燃料相比，生物质能具有可再生、低污染和二氧化碳零排放等特点；与其它可再生能源相比，它具有资源丰富、分布面广和用途广泛（可以转换成多种二次能源，如发电、供热、生产气体或液体燃料）等特点、而且和其余新能源发电技术不同，生物质能发电的出力可以人为的加以控制，为一种可控发电能源，对电网的稳定性有着较大的帮助。随着现代生物质能技术的不断发展，生物质能发电将在未来的智能电网发电体系中占有重要的地位。
5、储能技术
电力生产过程是来女婿进行的，发电和负荷及损耗之间必须时刻保持基本平衡。而电网中用户对电力的需求却随着时间及气象因素的变化而变化。传统电力系统是通过对可控发电机（如水电、火电）的出力难于控制。而如果电力系统不能保证发电及负荷之间的平衡的话，轻则电能质量恶化，造成频率和电压不稳，重则引发停电事故，影响电力系统的安全稳定问题。这就需要电力系统必须保留
充足的备用容量，降低了系统设备运行的效率。要解决这一问题，可从两个思路着手。第一是从负荷侧着手，通过需求侧管理等技术调整用户的用电习惯，减少高峰期用电，拉平负荷曲线；第二是在电网中安装储能元件，在电力充沛时储存能源，在电力紧缺时释放能源，供用户使用。
在新能源发电技术很快发展的大背景下，如果能在风力发电、太阳能光伏发电或者太阳能热发电等新能源发电设备备用储能装置，第一可以解决新能源发电自身出力不可控问题，通过储能元件对机组的出力曲线进行调整，减少出力变化对电网的冲击；第二可以是电力充沛时，储存电能，在负荷高峰期释放电能，达到削峰填谷、减少电力系统备用需求的作用。
储能技术是指将电能通过某种装置转换成其他便于存储的能量并高效存储起来，在需要时，可以将所存储的能量方便地转换成所需形式能量的一种技术。它包括两个方面的内容，一是高效大容量存储能量的方法，二是快速高效的能量转换技术。
根据做转化是能源类型不同，目前主要的电能存储形式可分为机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）、电化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池等）、电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器等）和相变储能等四类。
（1）机械储能
机械储能是将电能转化为动能或势能等机械能量存储的储能方式，具体包括抽水蓄能技术、飞轮储能、压缩空气储能等方式。
抽水蓄能技术是目前应用较为广泛的一种储能技术。其主要原理是利用在电力负荷低谷期将水下池水库抽到上池水库，将电能转化为重力势能存储起来，在电网负荷高峰期，释放上池水库中的水发电。按上水库有无天然径流汇入又可分为纯抽水、混合抽水和调水式抽水蓄能电站。抽水蓄能的释放时间可以从几个小时到几天，综合效率在70%~85%之间，其最大特点是储存能量非常大，因此非常适合电力系统调峰和用作长时间备用电源的场合。如调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。由于抽水蓄能电站要求必须同时具备以下池水和上池水库，对地理条件要求较高，这是限制抽水蓄能电站进一步推广在主要因素。同时抽水蓄能机组要同时担负电动机和发电机两个角色，其设计制造和运行效率是制约抽水蓄能技术效率提高的关键因素。
目前，全世界共有超过90GW的抽水蓄能机组投入运行，约占全球总装机容量的30%。
飞轮蓄能是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能装换为机械能存储起来，并在需要时飞轮带动发电机发电，是一个电能和机械能互相转换的储能元件。为减少损耗，飞轮系统需要运行于真空度较高的环境中。实用飞轮储能系统有高速飞轮、轴承支承系统、电动机/发电机、功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附件设备组成。现代飞轮设备储能功率密度大于5kW/kg，飞轮储能最大优点在于计划不需要运行维护，设备寿命长（可完成20年或者数万此深度充放能量过程），储能效率高（在采用悬浮轴承后效率还可进一步提高）清洁无污染，五噪声，负荷跟踪能力轻，对环境没有不良的影响。缺点是能量密度比较低，费用较高，在小型场合还无法体现其优势。主要应用于那些在时间和容量方面介于短时储能应用和长时储能应用之间的场合，如电能质量控制、不间断电源（UPS）、电压稳定、电力调峰等方面。
压缩空气储能（CAES）过程中，由于常规燃气轮机在大约需要消耗输入燃
料的2/3进行空气压缩，因此可在电网低谷时预先压缩空气，将空气高密封在报废矿井、降低到海底储能气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在负荷高峰时释放出来加上一些燃气进行进行发电。对于同样的电力输出，采用CAES的机组所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%。最早投入商业运行的CAES于1978年建于德国，燃气轮机机组转机容量为290MW，目前已经成功运行超过20年。较大规模的压缩空气储能电站的建设受地形制约较大，对地质结构有特殊要求。目前随着分布式电力系统的发展，人们逐渐开始关注微型压缩空气储能系统（8~12MW）。
（2）电磁储能
超导储能（Sperconducting Magnetic Energy Storage, SMES）利用超导导线圈通过大功率电力电子变换装置将超导储能磁体与电力系统相连，将电网过剩的能量已电磁形式储存起来，在需要时再通过整流逆变器将能量馈送给电网的一种电磁储能方式，其原理是通过对超导储能磁体的预充电，控制变换装置的触发脉冲实现SMES装置与系统时间的有功功率和无功功率的变换。
由于超导线圈在超导状态下无焦耳热损耗运行，同时其电流密度比一般常规线圈高1~2个数量级。因此它不仅能长时间无损耗地储能，而且能到到很高的储能密度。其主要损耗来自于超导储能体温度维持和漏磁。和其他储能方式相比，SMES装置可以同时实现与系统的四象限有功和无功功率交换，且无需进行电磁能量与其他形式能量的变换，效率高，反应速度快，运行方式灵活。研究者最初使用SMES为发电机组提供阻尼、抑制系统振荡，以及改善电能质量、提高供电可靠性等方面的研究。
制约超导储能大规模应用的主要因素仍是超导材料的性能和价格。截止目前为止，共出现五代高温超导材料：镧系、钇系、铋系、铊系和汞系，其中最有实用前途的是钇系和铋系。Y系高温超导的磁场特性由于铋系，但是其线材制作技术还不成熟，工程电流密度达到100A/mm2(77K,自场)、长度为100~1000m的铋系多芯复合导线已商品化，因此目前的高温超导磁体的设计和制造多选用铋系材料。目前高温超导材料的性能与超导储能装置的要求尚有一定的差距，尚不具备大规模商业应用条件。因此所产出来到超导储能设备仍主要出于实验研究阶段，并未真正投入电力系统商业运行。
考虑到超导储能在响应时间和运行方式方面的诸多优势，如果超导材料能在价格和性能两方面取得进一步突破，超导储能在智能电网的推广潜力将非常巨大。
（3）电化学储能
①超级电容器储能。超级电容器（Super Capacitor），又称为电化学电容器（Electro Chemical Capacitor）,是20世纪七八十年代开始发展的，是介于传统电容器和电池之间的新型储能器件、根据储能原理，超级电容器可分为双电层电容器（Electric Double Layer Capacitor, EDLC）和法拉第准电容器（Faradaic Seudocapacitor）两类。双电层电容器，其电容的产生主要基于电极/电解液上电荷分离所产生的双层电容，如碳电极电容器；而法拉第准电容器的储存电荷过程不仅包括双电层上的存储，还包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应存储于电极中的电荷，通常具有更大的比电容。如RuO2等金属氧化物在电极/溶液界面法拉第氧化还原反应产生的准电容是双电层电容的10~100倍。
和传统电容器相比，超级电容器具有容量大、功率密度高、充放电速度快、
使用寿命长、受环境温度影响小等特点，但其耐压能力仍有待进一步提高，若能解决这一技术难题，超级电容器的容量还能进一步提高。由于超级电容器造价较高，目前主要用于需要短时间、高峰值输出功率场合，如大功率直流电机的启动支撑、动态电源恢复器等，在电压跌落和瞬态干扰期间提高供电水平。
②电池储能。电池储能系统主要利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电，也是人类最早应用和应用最广泛的电储能系统之一。电力系统的使用背景决定了储能系统应具有容量大、效率高、使用寿命长、造价相对低廉等特点，这就限制了系统的铅酸、镍镉、锂离子电池在电力系统中的应用。而近些年出现的纳流电池则更能满足在电力系统大规模应用的需求。
钠硫电池是Na-beta-Al2O3为电解质和隔膜，并分别以金属钠和多硫化钠为负极和正极的二次电池，其理论比能高达760Wh/kg，且没有自放电现象，放电效率几乎可达100%，系统效率可达80%。钠硫电池的基本单元为单体电池，将数百个单体电池组合后形成模块，功率可达到数十千瓦，同时也有利于制造、运输和安装。目前在日本及北美已有100余座钠硫电池储能电站在运行中，在各种二次电池中最成熟也是最具潜力的技术。
液流电池的指正、负极活性物质主要存在于电解液中，分别安装在两个储能罐中，通过送液泵循环流过电池，电池内的正、负电解液由离子交换膜隔开的电池装置。最早是由ThallerL.H于1974年提出的一种化学储能装置。目前液流电池已有钒-溴、全钒、多硫化钠/溴等多个系统，液流电池电化学极化小，能够100%深度放电，储存寿命长，可以通过增加电解液的量或提高电解质的浓度达到增加电池容量的目的。由于液流电池组合电解液储液罐可以分开放置，因而可以因地制宜安排相对位置，并可根据设置场所的情况自由设计储藏形式及随意选择形状。
目前，钠硫哈液流电池均已实现商业化运作。但技术和价格两个方面的因素仍制约其进一步发展。随着容量和规模的扩大、集成技术的日益成熟，储能系统成本有望进一步降低，在经过安全性哈可靠性的长期测试的前提下，有望应用于小时~天级的储能应用，包括提高风能/太阳能可再生能源系统的稳定性、平滑负荷曲线、作为紧急供电能源等方面的应用。
（4）相变储能
相变储能是利用某些物质在其物相变化过程中，可以与外界环境进行能量交换的性质达到能量转换与控制的目的。根据相变形式不同，相变储能材料一般可分为四类：固-固相变、固-夜相变和固-气相变。从材料的化学组成来看，又可分为无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料三类。
相变储能在航空航天太阳能利用、采暖和空调、电力调峰、废热利用、跨季节储热和储冷、食物保鲜、建筑节能、纺织服装、农业等多个领域均有重要价值。
在智能电网领域相变储能的使用可作为电力调峰的重要手段之一，使用变相材料的储能空调技术已经成为国际上普遍使用的调峰填谷技术。储能空调普遍使用冰为变相蓄冷材料，也用使用相变点在5C。以上的蓄冷材料，与其余调峰方式相比，基于冰相变储能的调峰手段每千瓦投资仅为1200元，远小于抽水蓄能、安装燃气轮机等调峰手段。且通过相变储能进行调峰仅需要一次性投资，运行费用极低，且不受地形地势的限制，具备大规模应用的潜力。美国、日本和欧洲许多国家在20实际80年代中期就开始大规模推广使用蓄能空调技术，我国从20实际90年代中期开始利用这项技术。如在上海南火车站安装的大型冰蓄冷空调系统，每晚从10电开始，制冷主机制冰，一直到次日凌晨6点止，每天蓄冷能
量22500千瓦时，完全可以满足上午9点至晚上9点的用冷需求。年节省电费122.5万元。大连新玛特购物广场冰蓄冷中央空调初投资420万元，电力设备容量减少25%；全负荷状态下移峰填谷2765kWh，总用电量减少15000kWh，峰值用电量减少2000kWh，削峰36%；半负荷状态下移峰填谷5580kWh，总用电量减少12260kWh，峰值用电量减少1324kWh，削峰60%；年运行电费减少16.2%。
另外相变储能还用于电站余热利用中，采用相变蓄热材料石蜡来储存发电机组产生的余热，需要时将这些热能用于空气加热，可进一步提高能源的使用效率。对电热蓄热系统，电锅炉在低谷和非峰谷时段（或部分非峰谷时段）制取的一次水先送到蓄热罐（设有相变材料）中储存，待高峰时段和部分非峰谷时段来临时备用，停止电加热，使用储存的一次水与二次水换热，将二次水送至负荷区供热。
能够降低损耗的输配电技术
1、特高压输电技术
特高压输电技术指在500kV以及750kV交流和±500kV 直流之上采用更高一级电压等级的输电技术，包括交流特高压输电技术和直流特高压是输电技术量部分。国外研究特高压输电至今已有近四十年的历史，其目的仍是继续提高输电能力，实现大功率的中、远距离输电，以及试点远距离是电力系统互联，建成联合电力系统。
从二十世纪60年代开始，前苏联、美国、日本和意大利等国，先后进行特高压输电基础性研究、实用技术研究和设备研制，已取得了突破性的研究成果，制造出成套的特高压输电设备。前苏联已建成额定电压1150kV（最高运行电压1200kV）的交流输电线路1900多公里并有900公里已经按设计电压运行；日本已建成额定电压1000kV（最高运行电压1100kV）的同感双回路输电线426公里。百万伏级交流线路单回的输送容量超过5000MW，且具有明显的经济效益和可靠性，作为中、远距离输电的基干线路，将在电网的建设和发展中起重要的作用。日本和前苏联的实践表明：特高压交流输电技术已基本成熟。交流特高压技术几乎没有难以克服的技术问题。从输变电设备制造技术上，前苏联已基本成熟，但技术水平相对落后；日本已达到国际领先水平，并经历了长达5年的带电实验考核，目前变电设备处于分别载流和加压实验阶段，但输电线路一直降压运行。
随着经济的全球化趋势和科学技术的迅速发展，我国电力系统也将面临巨大的挑战和机遇。在未来15~20年内我国的电力工业将保持快速发展的步伐、由于我国能源和负荷分布的特点，能源集中在西部和北部地区，而负荷又集中在东部和南部沿海地区，需要进行远距离、大容量输送电力。按自然传输功率计算，一条特高压线路的传送功率相当于4~5条500kV超高压线路的传送功率（约4000~5000MV A），这将节约宝贵的输电走廊和大大提升我国电力工业可持续发展的能量。我国在特高压领域已经开展了一定的科研及设备研制的基础工作，积累了一些经验。特高压输电技术包括设备研制、线路绝缘设计以及运行控制技术的在超高压输电尤其是500kV和750kV输电技术基础上发展起来的。然而，特高压输电系统的电压水平较高、线路产生的无功功率较大、短路电流非周期分量衰减慢，这对特高压输电的设计和运行产生的影响。
据国家电网公司的技术经济比较研究表明：在我国发展特高压交流输电是可行的。从技术角度看，采用特高压输电技术是实现提高电网输电能力的主要手段之一，还能够取得建设占用输电走廊、改善电网结构等方面的优势；从经济方面的角度看，根据目前的研究成果，输送10GW水电条件下，与其它输电方式相比，特高压交流输电有竞争力的输电范围能够达到1000~1500km。如果输送距离
较短、输送容量较大，特高压交流的竞争优势更明显。因此，特高压交流输电技术已较成熟，具备应用条件。
2009年1月16日，国家电网公司宣布第一条特高压交流示范工程晋东南到湖北荆门的1000kV交流特高压输电线路建成投运，这标志着我国特高压输电工程迈出了实质性的一步。
特高压交流实验示范工程的投入运行说明我国已经有能力进行特高压交流输电线路的建设，这也为建设坚强智能电网扫清了技术障碍。但在应用特高压技术时，还应从我国的国情出发，深入分析我国未来几年甚至几十年的能源发展前景，仔细比较各类技术在坚强智能电网中的应用前景；同时也应大力发展先进控制技术，已保证坚强智能电网能充分发挥特高压输电的优势，抑制其对电网运行带来的不利影响。
2、高温超导输电技术
超导特性是指部分导体在某一特定温度下电阻为零的特性。由于超导特性在传输电能中的独特优势，人们一直致力于将这种超导电性应用于电力系统当中。但直到1986年以前，超导技术是电力系统的应用一直处于设想和实验阶段。直到1986年，IBM实验室科学家Mueller和Bednorz发现一转变温度于30K的超导体的多合金超导材料，随后美国、中国科学家相继发现转变温度高于90K的超导体，开始了液氮温区超导体时代，由于液氮价格相对较低，这使得超导由实验室走向工程应用成为可能。
超导电缆的发展经历了直流低温超导电缆、交流低温超导电缆、交流高温超导电缆（HTS）等几个阶段，随着零界温度高于77K的高温超导线材的开发及低温冷却计时的迅速发展，目前高温超导电缆已成为超导电缆发展的主流。
在最近几年，交流高温超导电缆经完善的实验室测试后已逐步走向并网运行阶段。与常规电缆相比，高温超导电缆在可以大幅提高输电能力的同时大幅减少输电损耗，同时具备对环境污染小、占用走廊宽度低等特点，有着广阔的发展前景。正是由于高温超导电缆所具备的这些优点，世界各国纷纷进行使用高温超导电缆技术的研究。美国是世界上超导电缆实用化最先进的国家，世界上第一组并网运行的高温超导电缆就是美国南线公司研制的3相30m/12.5kV/1.25kA高温超导电缆，该电缆于1999年正式并网实验运行。丹麦是世界上第二个使用高温超导电缆并网运行的国家。2001年5月丹麦NKT公司研发的30m/30kV/2kA高温超导电缆并网运行。我国从20世纪90年代开始研制高温超导电缆，进展很快。1998奶奶中国科学院电工研究所成功地研制出长1m、1kA的直流高温超导模型电缆，2000年完成长6m、2kA直流高温超导电缆的研制。2000年11月，中国第一条100m长BSCCO高温超导导线研制成功，2001年4月，中国第一条300m 以上BSCCO高温超导研制成功。2004年4月，中国第一组实用高温超导电缆在昆明普吉变电站正式运行，这也是世界上第三组并网运行的超导电缆。该组电缆在性能上优于目前已经头运的美国和丹麦的两组电缆系统。2004年底，75m/10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆在甘肃挂网运行。在日本，1995年东京电力公司（TEPCO）开发了7m/66kV/2kA高温超导电缆。2003年11月，在电力中央研究所的横须贺研究所开始进行长500m、77kV级超导电缆实证实验。
国家我国已投入运行的高温超导电缆实际运行结果显示：与常规电缆相比，超导电缆单位长度电阻要小4~5个数量级。实际运行的超导电缆电阻主要来自愈电缆终端和接头。整个超导电缆系统的损耗中，漏热性质的损耗所占比重较大，其中，制冷系统和终端的损耗又占了很大一部分，表明电缆长度的增加不致引起
整个系统损耗的明显增加，也就是说，随着高温超导电缆长度的增加，其损耗并不会大量增加，这也说明了高温超导电缆在节能减排方面的巨大应用前景。
今后高温超导电缆在智能电网中的应用主要有远距离、大容量输电、为大城市和特殊场合供电、应用于变电站内的大电流传输母线、替换海底电缆、离岸风电站接入、可再生能源后备、电网间能源交换等。
电力电子技术
电力电子技术是由电子学、电力学和控制理论三个学科交叉而成的一门新兴技术，是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术随着电力电子技术的不断发展和电力系统运行要求的不断提高，电力电子技术在电力系统发、输、配、用等各个化解得到广泛的应用，因此电力电子技术也是智能电网得以实现的基本技术之一。
1、电力电子技术概述
电力电子技术的基础是电力电子器件，因此电力电子技术的发展是随着电力电子器件的发展同步发展的。
1957至1958年间，美国GE公司研制出世界上第一只普通的反向阻断型可控硅（Sillion Controlled Rectifier，SCR），又称晶闸管（Thyristor）。尔后，经过近20多年的工艺完善和应用开发，普通晶闸管形成了从低电压、小电流、到高电压、大电流的系列产品；同一时期出现了大量的晶闸管派生和改进器件，特别是20世纪80年代迅速发展起来的可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor, GTO)使得晶闸管在高压交流输电、交直流调速、电解电镀等方面得到广泛的应用。晶闸管大多是换流器件，开关频率不高。工作频率通常在400Hz以下。20世纪70年代功率晶闸管，这也促进了脉宽调制入工业应用阶段。功率晶闸管的开关率较晶闸管高，这也长距离脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）技术在晶体管变换电路中的应用。但由于电压和电流水平比晶闸管低，功率晶体管仅适用于数百千瓦以下功率的应用，同时存在二次击穿、安全工作区（Safe Operation Area，SOA）小、不易并联以及过载能力差等问题。20世纪70年代后期，功率场效应管（Power MOSFET）进入实用阶段，标志着电力电子器件在高频化发展过程中的一次重要突破。它具有场控可关断、工作频率高（几十~数百千赫，甚至兆赫）、开关损耗小、SOA宽、易并联等优点，成为高频电力电子技术的核心器件。MOSFET导通电阻随着承受电压的增加而快速增大，这限制了它在中、高功率领域的应用。20世纪80年代出现了一类复合型电力电子器件，他的主要特点是具有双极型器件与MOS器件的优点，在高电压大电流和动态性之间取得较好的折衷。典型的复合型器件为绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）和MOS栅控晶闸管（MOS Controlled Thyristor，MCT），它们均为场控器件，工作频率超过20kHz。目前在中高频、中小功率应用场合，已出现IGBT逐渐取代GTR和MOSFET，MCT取代SCR和GTO趋势。在20世纪90年代末出现的注入增强栅晶闸管（Injection-Enhanced Gate Transistors，IEGT），在2004年该器件已达到4500V耐压、关断6kA电流的水平。在20世纪80年代还出现了两种静电感应原理的电力电子器件，即单极型的静电感应晶体管（Static Induction Transistor，SIT）和双极型的静电感应晶闸管（Static Induction Thyristor，SITH）。其优点是高压大电流和高频，但是其通态压降较大，不适合大功率电流电子应用领域。20世纪90年代末出现的（集成）门极换流晶闸管[(Integrated) Gate-Commutated Thyristor, (I) GCT]、MOS关断晶闸管（MOS Turn-off Thyristor，
MTO）、发射极关断晶闸管（Emitter Turn-Off Thyristor，ETO）等，利用集成电路技术和高速场控起降来改造晶闸管的门极，在大功率与高频率之间取得了更好的平衡。
自20世纪80年代始，功率电力电子的另一个重要发展是高压功率集成电路（High V oltage Integrated Circuit，HVIC）和智能功率集成模块（Intelligent/Power Electronic Module，IPEM）的验证和开发。它们的电力电子和微电子技术相结合的产物，即将电力电子电路和微电子电路集成在一个芯片上，或是封装是一个模块内构成。HVIC将电力电子开关器件与电力电力变换器中有关信息电子电路环节（如工作状态运行参数的检测、驱动信号的生成合处理、缓冲、故障保护和自诊断）制作在一个整体芯片上，它突破了传统“器件”的概念，使之具有功率控制和保护的能力而发展成为了一种“电路”。模块化是器件发展方向之一，功率集成模块是由同类或不同类的开关器件按一定的电路拓扑结构连接并封装在一起构成的，而如果进一步具有信号检测及处理、驱动、保护与诊断功能，则构成所谓的智能功率集成模块。HVIC和IPEM的发展使得电力电子器件使用起来更方便，可靠性高。
从电力电子器件发展历史来看，电力电子器件的发展主要取决于两个因素，即应用的需要和器件本身在理论及工艺上的突破。大致表现以下几个方面：
①提高现有器件的容量和性能。
②开发新的器件。
③集成化、智能化。
④基于新材料的电力电子器件。
按造发展历史来看，电力电子器件分为第一代、第二代和第三代产品。第一代产品主要分立式换流开关器件，它们不具有自关断有自关断，包括SR、thyristor 等；第二代产品主要指具有自关断能力的器件，包括GTO、GTR、CDMOS、SIT、SITH等；第三代产品是一些性能优异的复合器件和功率集成器件、电路、如IGBT、MTO、（I）GCT、MCT、IEGT以及HVIC、IPEM、PEBB等。
根据器件主体是基于晶闸管工作原理还是晶体管工作原理还可分为晶闸管类器件和晶体管类器件，其中前者包括Thyristor、GTO、SITH、（I）GCT、MTO、MCT等，后者包括GTR、MOSFET、IGBT、SIT等。
根据是否需要控制信号，器件又可分为半控型、全控型和不可控器件：
半控型器件是指通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的器件，主要包括晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件。半控型器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定的。
全控型器件是指通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，所以又称为自关断器件。主要包括绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor，IGBT）、电力场效应晶体管（Power MOSFET，简称为电力MOSFET）和门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor, GTO)。
不可控器件是指不能用控制信号来控制其通断的器件，这类器件不需要驱动电路。如电力二极管（Power Diode），只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受电压和电流决定的。
按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质，电力电子器件可分为两类：
（1）电流驱动型。通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。
（2）电压驱动型。仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。
电压驱动器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态，所以又称为场控器件，或场效应器件。
（1）单极型器件。有一种载流参与导电的器件。
（2）双极型器件。由电子和点穴两种载流子参与导电的器件。
（3）复合型器件。由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。
电力电子器件的特性参数可分为静态参数和动态参数。前者描述器件在稳定工作情况下的特性及其参数，后者用于描述电力电子器件在开通、关断动态行为中的性能和指标。这些指标和器件原理、制作工艺等密切相关，也是设计人员在选择电力电子器件时所必须考虑的因素。
主要的静态特性参数包括：
（1）额定电压（耐压）：正常工作时，器件能耐受的正向或反向电压，平均或峰值电压。
额定电流：正常工作时，器件能流通平均或峰值电流。额定电压和额定电流是决定器件容量的主要参数。
（3）通态压降：器件导通时正负极之间的电压降，这是决定器件通态损耗的主要参数。
（4）结温：正常工作时器件的阀体温度，是跟散热条件密切相关的参数。
（5）安全工作区（SOA）：为确保器件在开关过程中能安全可靠地长期工作，其开关动态轨迹必须限定在特定的安全范围内，该范围称为SOA。它一般由电流、电压、耗散功率和二次击穿（针对晶体管）等限制线所界定，又可分为正偏SOA和反偏SOA。
（6）过载能力。电力电子器件都具有一定的短时过负荷能力，过载能力越高则越不容易因为扰动、故障（如短路）等非正常运行情况而损坏。Thyristor 具有很好的过载能力，如某些Thyristor在数秒内两倍过电流能力、数周波内十倍过电流能力、一个周波内五十倍过流能力。
（7）门极参数：如输入阻抗、驱动功率等。
主要动态特性和参数包括：
（1）开通时间：从门极加上开通信号到器件完全导通所需要的时间。
（2）关断时间：从门极加上关断信号到器件完全关断所需要的时间。
（3）工作频率：主要由开通和关断时间决定的反映器件正常工作能适应的开关动作频度范围。
（4）电压升降率（du/dt）：当器件两端的电压变化率过高时，器件（特别是晶闸管类器件）会发生非常正常导通甚至损坏，正常工作时能经受的电压变化率即为器件的du/dt耐量。
（5）电流上升率（di/dt）：对于晶闸管器件，如导通时在很短的时间内流过一个上升率很大的电流，会导致门极附近的电流密度过大，引起局部导通区的强烈发热、温度上升，随着导通区的扩展，该区温度升降波动，易于导致器件热疲劳损坏。因此，在一定的长期工作寿命内，器件有一个承受电流上升率的能力问题，亦所谓的di/dt耐量。
由上所述电力电子元件构成，通过选择合适的电路和控制方式，即可形成电力电子设备，如整流器、逆变器等，这些设备在智能电网当中将得到广泛的应用。
以下即从发、输、配、用等角度介绍电力电子技术在智能电网中的应用。
2、电力电子技术在新能源接入方面的应用
如前所述，新能源发电技术发展很快，也是智能电网完成节能减排目标的基石。但大部分新能源发电技术所发出的电能在频率和电压水平上均不能满足现有互联网的要求，不能采用直接接入电网的方式，而是需要通过电力电子设备才能接入电网。总结起来，现有新能源发电接入电网主要可分为整流——逆变器接入和直接通过逆变器接入两类。
整流——逆变器接入使用于电源所发出的电能为不符合电网接入标准的交流电，将其通过整流器变换为直流电，再通过逆变器逆变为和电网同频率的交流电接入电网。
目前采用这种接入方式的新能源发电技术主要包括直驱型风力发电机组和微型燃气轮机。直驱型风力发电机组的电机轴直接连接到叶轮轴上，由于转子的转速随风速而改变，其交流的频率也随之变化，因此不能直接接入电网。微型燃气轮机转速很高，可达到80000r/min，而且交流发电机具有很高的频率，也不能被直接连接到交流电网上。在这种情况下，通常采用整流——逆变器接入的方式。
对于一些发电形式为直流电的新能源发电方式如燃料电池、太阳能，以及一些储能装置如超级电容器、钠硫电池等，由于其发电方式为直流电，因此通常需要经过逆变器接入交流电网。
在可再生能源并网中，电力电子技术扮演着越来越重要的角色。如何提高整流、逆变器的转化率，减少谐波，有效控制电压和无功，减少可再生能源对电网的不利影响，促进可再生能源在智能电网中的大规模应用，仍是电力电子技术所面临的重要课题。
3、电力电子技术在智能输配电领域的应用
在输配电领域，电力电子技术得到了广泛的应用。其中柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System FACTS）和高压交流输电（HVDC）都是基于电力电子技术而发展起来的，它们之间既有共同点，又有区别，是现代电力工业中重要的两种互补性支撑技术，它们与新兴的信息技术、通信技术以及先进的控制控制理论相结合，将不断推动智能电网中输配电技术的完善和发展。
（1）柔性交流输电系统（FACTS）
随着电力电子技术、信息技术和控制理论的进一步发展和综合应用，美国电力科学院于1986年最早提出了柔性交流输电系统（FACTS）概念。用于大功率、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，将原来基本不可控的电网输电环节变得可以全面控制。它旨在提高交流电网的可控性，实现灵活的潮流控制和最大电网的传输能力，它将推动交流输电系统向一个更高级的阶段发展。
FACTS概念一经提出就立即受到各国电力科研所、高等院校、电力公司和制造厂家的重视，尤其在最近的二三十年中，FACTS技术得到了长足的发展，并在电力系统中得到了广泛的应用。
从理论上讲，交流输电系统所传输的功率不但受到其热稳定性的限制，还受到输电稳定性的限制、电压及环流的限制。通过合理安装和配置FACTS设备，可在投资较小的前提下提高输电线路传输容量、灵活性和安全性，进而提高电网的稳定性。因此，柔性交流输电系统非常适合于在无法建设新的输电线路时提高系统输送能力，也便于对现有电网进行改造。
FACTS涵盖了电力和工业应用的多种技术，根据连接到电网的方式不同分为串联补偿装置与并联补偿装置；串联补偿装置包括固定串联电容补偿（SC）与晶闸管控制串联电容补偿装置（TCSC）；并联补偿装置包括静止型动态无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STA TCOM）。对于这几种装置，以下逐一进行简要介绍：
静止动态无功补偿器（SVC）通常由可控硅制电抗器（TCR）、可控硅投切电容器（TSC）和滤波器共同组成。也可经机械投切式电容器组（MSC）的低速无功调节纳入其中，共同进行控制，对于不需要快速变动的无功需求由机械投切式电容器组进行补偿，而由TCR和TSC完成快速动态补偿，这样可以有效的降低设备成本。
由于可控硅控制电抗器可控硅制电容器的存在，SVC对无功的调整非常迅速，这也使得SVC可以提高系统稳定性以及动态电压稳定性，从而提高系统的传输能力；另外也可通过调整无功注入改善系统的同步稳定性，用于提高系统的阻尼。
SVC通常可安装在负荷中心或配电站，用于提高负荷的电压质量。此外，SVC可用于改善直流输电系统性能，风电场无功补偿等方面。具体来讲，SVC 具备调整电压、抑制暂态过电压、帮助扰动后恢复等功能，这些功能是传统的电容电抗器所无法或难以实现的。
由于高压输电线路电抗远高于电阻，因此线路电压降主要为感性。因此可以通过在线路上串联电容来补偿这部分电压降落，以提高输电线路的稳定性和输送能力。这也是固定串联补偿（SC）的原理。但电力系统运行情况复杂多变，固定串联补偿难以适应这种情况，造成补偿效果差。近年来，随着电力电子技术是发展，可控串联补偿的出现弥补了固定串联补偿的缺点。
可控串联补偿是用可控硅控制的串联电容器组，可以根据运行情况的变化调整补偿量，达到最优运行效果的目的。可在较小投资的前提下提高系统的载流量和稳定性，尤其适合于大规模远距离输电。
串联补偿的引入可提高系统的电压稳定性和功能稳定性，但在一些情况下，也有可能出现电谐振相互作用。这种现象称作次同步谐振（SSR）。因此在设计TCSC时必须考虑到这种情况。
和以上两种FACTS设备不同，静止同步补偿器（StaticCompensator STATCOM）是一种并联接入的FACTS设备。所谓静止，是指它没有旋转部件，通过电力电子元件达到补偿的效果。
和电容等无功源不同，STA TCOM的无功几乎和电压无关。这就使得STATCOM可在故障期间及其后提供给系统不要的无功支撑，因此STACOM对提高系统的稳定性，尤其是电压稳定性有很大的帮助。此外，STATCOM不仅能控制电网中无功功率，而且在必要的时候还可对有功功率进行控制（双用途STATCOM）。这极大地提高了系统运行的灵活性。
从原理上看，STACTOM可以等效为一个直流电压源通过电压源变换器（V oltage Source Converter VSC）接入电网，但直流电压源输出有功功率为零。STATCOM通过VSC（电压源转换器）对电压和电流波进行处理，因此即可产生无功功率，也可以吸收无功功率。这意味着不需要并联电容器组合电抗器用以产生和吸收无功功率。因此可以设计得更紧凑，占地更小，同时降低噪声和电磁影响。通常采用直流电容器组为VSC提供直流参考电压。如果采用一些可控发电装置（如燃料电池等）作为电压源，则为所谓的双用途STATCOM。
未来电网智能调度发展探究
未来电网智能调度发展探究 发表时间：2018-05-14T11:04:53.237Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：王达王宁[导读] 摘要：从目前现有的调度技术出发，在国网公司全面建设“大运行”厂、网及站的大背景下，传统调度中存在着影响电网安全和经济的问题，一旦电网发生故障或出现异常情况后，故障和告警信息太多，从而导致调度员很难及时判断故障点的位置和严重程度。 （河北省电力公司河北石家庄 050000；华润电力（渤海新区）有限公司河北黄骅 061100）摘要：从目前现有的调度技术出发，在国网公司全面建设“大运行”厂、网及站的大背景下，传统调度中存在着影响电网安全和经济的问题，一旦电网发生故障或出现异常情况后，故障和告警信息太多，从而导致调度员很难及时判断故障点的位置和严重程度。智能调度通过可视化智能系统体现。本文将阐述智能调度概念及其可视化智能系统的设计，该系统在技术上提供了大量的智能支持，从而保证了电网 正常运行。 关键词：智能调度；可视化智能系统 前言 随着电厂、电网及变电站飞速发展，电厂、电网及变电站管理也要上一个新的台阶。目前的电厂、电网及变电站运行系统在日常监视运行和紧急处理时，缺少有效、直观的显示方式来表现复杂、大量的信息，缺少有效的可视化手段对各种应用的计算结果进行高效展示，缺少智能型调度手段，不能进行有效的紧急控制和恢复决策。 电厂、电网及变电站可视化系统可以为调度员进行调度提供直观的可视化图形，帮助调度人员掌握电网、厂与站实时运行态势，直观分析电网、电厂与变电站供需平衡关系，为电网、电厂与变电站优化控制提供辅助决策依据，为调度自动化系统提供崭新的技术手段。可视化技术随着电力系统的发展需要也在不断进步，从最初的电网、电厂与变电站单线图的数据原始表示及列表表示，逐步考虑了颜色、动画、地理位置等因素以及从二维向三维发展，形成了一系列与电力系统运行相对应的可视化表达方式。 本文将阐述智能调度概念及其可视化智能系统的设计，它的出现将满足调度员很多方面需求:如可视化平台展示、电网数据实时监视、电网状态评估和安全分析、辅助决策和离线安全校核，从而保证电网操作的安全性与正确性。 1 智能调度的概念及功能 1.1 智能调度的概念 智能调度体现在具有人脑一样的分析决策能力和自我进化能力。“经济运行多维决策模型”正是智能调度“大脑”，推动调度系统自主“思考”、智能“操作”。 智能调度以大数据为依托，充分应用现代信息与数据挖掘技术，先对积累的海量历史生产数据、故障、异常分析等进行自我解读、学习，提高分析决策能力；再对实时生产数据进行分析、诊断、预测，辅助电网、厂站调控人员完成各项生产业务，同时不断进行自我进化。 智能调度将调度中负责的各项业务以及各个环节全部智能化、精益化，目标是实现量测采集、数据挖掘、建模、系统分析、潮流计算、计划制订等各个环节的智能化分析、辅助决策和自动控制。高度集成的一体化智能调度系统是未来电网调度的发展趋势，为了实现这一目标，智能调度系统不仅要具备传统调度系统的主要功能，如全景监控、辅助调度员进行决策分析等，更需要运用智能化手段辅助自动化系统运行与维护、运行方式编排、调度值班和发电计划编制等工作。 1.2 智能调度的功能 （1）全景监控功能 全景监控主要是实现对电网运行状态和数据的全景感知，在对多领域海量信息的综合处理与深层挖掘的基础上，为调度高级应用和潮流计算提供数据源，并运用先进的可视化手段实时展示整体运行状态和异常信息。 （2）风险分析功能 风险分析实现从整体到局部，对电网运行风险的全面掌控，具体包括风险经验故障集的生成、电网运行趋势分析、安全运行指标计算、在线风险评估、全景风险可视化等部分，提供电网运行风险及报警信息，辅助调度员发现潜在的安全危机并提前进入风险管控，增强大电网的可靠性和安全性。 （3）辅助决策功能 辅助决策在电网设备发生故障等异常情况下，自动给出故障诊断信息与恢复策略；在自动控制手段不能消除异常状态或潜在风险时，主动给出操作建议，辅助调度运行人员决策控制。 （4）自动控制功能 自动控制在现有自动发电控制、自动电压控制、电网稳定实时紧急控制等闭环控制手段的基础上，结合电网指标监控信息，完成有功无功的协调控制、主配网的协调控制、在线优化调度控制等自动控制任务。 （5）可视化功能可视化采用先进的人机交互手段和可视化技术，将调度的工作流程全程动态可视化，实现电网不同监控场景的自由切换和业务监控画面的自动导航功能，使调度人员能够对电网的实时运行情况有一个更加清晰、更加直观的认知，故障发生时通过局部回放功能快速定位故障点，并对故障修复情况进行全程跟踪监控记录，先进的人机交互手段如全息影像和远程模拟控制技术能够提升调度人员的操作体验。 2 可视化智能系统的设计 2.1 系统结构设计 电网可视化智能系统整体设计采用SOA体系，可视化平台和逻辑功能采用插件结构，通过先进的C/S机制，将扩充业务与平台功能隔离开来，保证了在平台功能持续扩充情况下，业务功能也能稳定运行。可视化智能系统丰富了调度自动化系统的功能，它的特点是应用松耦合的方法，在保持现有系统稳定运行的同时，依靠标准交互定义接口共享调度自动化系统的数据、图形和模型。 可视化智能系统通过釆用SOA体系结构，对系统按照服务进行部署，其中基础服务为电网模型和实时数据的获取。同时，作为服务提高的功能还有数据的智能监视、分析、网供电路径计算和操作校核。功能的体现模块包括可视化数据展现、电网状态展示、电网告警事项显示等，这些功能都作为客户端从相应的服务中获取需要的数据。
智能电网建设工程技术的应用对策
智能电网建设工程技术的应用对策 电网的建设推动了整个电力系统的正常运转，对我国经济的发展具有至关重要的作用。在智能电网的建设中，电力工程技术的应用具有极为重要的现实意义。把电力工程技术应用到智能电网的建设当中，有利于建立现代化的电力系统。采用有效的应用对策，把电力工程技术更好地应用于智能电网不同领域的建设，促进了我国电力工程技术水平的整体提升。 1电力工程技术应用于智能电网建设的重要性 （1）提高了智能电网的质量。把电力工程技术应用于智能电网的建设当中，有利于提高智能电网的质量。在智能电网建设的过程中，应用电力工程技术，促进了电网系统的自动化运转，保证了智能电网传输电能的效率，提高了智能电网的质量。电力工程技术以信息技术为基础，充分利用了运行装置的自动化，实现了智能电网中的数据采集和准确记录。电力工程技术的自动化水平决定了智能电网的建设的高效性，尽量减少了由人为因素所造成的影响，促进了电网系统的高效运转。（2）加强了智能电网的数据采集能力。传统意义上的电网在采集数据时，需要人为操作进行分组。传统的物理电网主要采用的是传统意义上的机械化操作，自动化水平不高，且操作较为繁琐。现今，采用的电力工程技术则充分借助了信息技术手段，实现了智能化的数据采集，提高了智能电网的数据采集能力，并且对运行装置加以分类，以保证电网系统工作的有序进行。对各类数据信息加以对比，以为电网系统的正常运转提供数据参考。电力工程技术在智能电网建设中的应用，需要提高电力工程设备的运行效率，以保证数据处理的可靠性。先进技术设备的应用，为电力工程技术的使用提供了技术支持，优化了电力工程的运行方案，促进了智能电网的高效运作，加强了智能电网的数据采集能力。 2智能电网建设中电力工程技术的应用对策 （1）质量优化技术的应用策略。把电力工程技术应用于智能电网的建设当中，需要采用质量优化技术。在电力工程技术中，质量优化技术即对电能进行质量优化。在智能电网的建设中，各个指定对象的电能存在差异，对差异化的电能加以分级，并根据具体情况采用不同的评估方式，以实现质量的评定，继而提高质量优化的效果，形成了相对完整的质量优化系统。在智能电网建设的过程当中，
浅谈电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势
浅谈电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势 发表时间：2017-12-30T21:24:01.610Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：马雪原1 王益皎1 吕琨璐2 张斌2 [导读] 摘要：现代经济社会的发展推动了各个行业的发展速度，并迎来更为广大的发展前景，所以在不断的发展之中越来越多的行业开始呈现出更加重要的社会地位，其中电力领域就是众多新生力量的主要代表之一，现阶段我国电力领域已经实现数字化变电站和调度自动化站这两种电网智能调度自动化系统的有效应用，为提高电网运行的安全性、稳定性、高效性做出巨大贡献，相信未来我国电网智能调度自动化系统将会发展得更好。 （1国网陕西电力公司咸阳供电公司陕西咸阳 712000； 2国网宁夏电力公司宁东供电公司宁夏宁东镇 750411） 摘要：现代经济社会的发展推动了各个行业的发展速度，并迎来更为广大的发展前景，所以在不断的发展之中越来越多的行业开始呈现出更加重要的社会地位，其中电力领域就是众多新生力量的主要代表之一，现阶段我国电力领域已经实现数字化变电站和调度自动化站这两种电网智能调度自动化系统的有效应用，为提高电网运行的安全性、稳定性、高效性做出巨大贡献，相信未来我国电网智能调度自动化系统将会发展得更好。 关键词：电网智能调度；自动化系统；研究现状；发展趋势 在我国国民生活水平有很大程度提高的今天，人们日常生活和生产用电需求越来越多这对于电网来说是新的挑战在提供大量电量的情况下，电网中设施损耗加大，容易产生故障，甚至是安全事故，这不仅会影响人们正常用电，还会造成严重经济损失为了避免此种情况发生，实施电网调对是非常必要的电网调度是保证电网安全的有效措施，可以适当的调度电网，使电网运行更加安全由于我国经济和科技的发展，使得我国当前已经应用了电网智能调度自动化系统，对电网进行实时监控、分析与评估、调整与控制、调度计划及管理，促使电网运行效果更好。 1 智能调度概述 1.1智能调度的需求分析 智能调度的需求主要是电网运行的稳定性。其功能是保障电网有序、安全、稳定地运行。概括说来，其需求涵盖了监视庞杂的电网系统各级运行稳态及动态，提供对电网各项设施及措施的分析、计算、评估及报警功能、对调度人员进行考核和培养等功能。 1.2智能调度系统设计方向 在智能调度系统的规划设计过程中，要充分考虑这几个因素：a）以调度应用为重点。要明确“技术为应用服务”这一出发点；b）基于现有调度自动化系统来进行。要明确对现有系统优化的目的，在现有系统的基础上进行升级和改造；c）要顺应电网的发展趋势。要准确分析未来电网的运行架构和特点，同时兼顾发展中可能出现的关乎环境、安全、经济等相关问题因素。 1.3对于智能调度的技术要求 首先要考虑到维护成本。在兼容行业标准和业务的连续性上动脑筋，在用户界面、操作系统上入手，以达到高水准的互操作性和高频的软件模块应用，其运行架构的各平台兼容性和可扩展性要强，要同时具备高度的安全性。 1.4关于智能调度的研究模式 目前关于智能调度的研究模式主要有两种：a）从外入内的模式。此类模式主要是政府主导的“研”“商”合作式模式。其特点是具备新颖的开发思路，研发取得进展后再由电网公司投入使用；b）自主开发模式。此类模式是电网运营商在电网运行中，针对已有系统的特点及发现的问题所进行的改造及优化。 2 电网智能调度自动化系统的现状 2.1科研和生产水平不断提高 从引进国外的先进技术到逐渐开发出自己的产品以及系统，我国远动技术以及调度自动化的科研水平和生产水平都达到了一个全新的高度。从目前来看，我国已经拥有了一大批的高素质专业人才，并且逐渐形成了以高等院校、科研所以及企业科研为主要组成部分的科研队伍，理论研究成果在国际上都非常受瞩目。并且这样专业的科研队伍还在不断提出新理论以及新方法，从而将其不断地转化为实际生产力，为企业的可持续发展提供动力。据统计我国的变送器、远动终端等生产厂家已有上千家，并且生产的产品逐渐向着标准化、系统化的方向发展，一些产品还达到了国际水平，从总体上来看，我国国家电网调度自动化系统的发展正趋逐步于完善。 2.2运行管理方面工作水平较高 随着远动技术以及电网调度自动化系统的不断发展以普及，使得电网管理的规范化以及系统化被提上工作议程。因此水电部以及电力部等都相继提出了管理规程，以此来对远动技术以及电网调度自动化系统的运行进行更好地管理和及时的指导。这些管理规程科学、有效的实施不仅能够划清专业、部门之间的工作界限、整理工作关系、提高工作效率，还可以在最大程度上促进远动技术以及电网调度自动化系统的管理水平，对加强系统的管理运行具有十分重要的作用。并且由于企业各项统计分析工作的质量不断提高，基本可以做到对数据进行准确的分析，从而将工作中出现的问题及时反映、按时上报，从而帮助企业顺利高效的运转。 3 电网调度自动化系统的发展趋势 3.1调度自动化系统数字化 当前随着科学技术的不断发展，计算机技术以及各种先进的网络技术日趋成熟，并且逐渐被应用于各个领域，使得城市管理逐渐向着数字化管理的方向发展。在城市管理进入数字化发展的过程中，各个行业的管理与运营都相继与计算机技术进行结合，从而升级服务质量，为人们的生活提供越来越多的便利。同样，电网的数字化进程也在不断向前推进，电网数字化由管理数字化、通讯数字化、决策数字化以及信息数字化这四个方面组成。其中管理数字化就是将各种大量繁杂的信息应用计算机技术建立起相应的数据库，从而实现电网系统各个环节的数字化。通讯数字化是指将数字化变电站以及电网调度自动化系统之间的数据连接进行数字化处理。决策数据化是指在电网安全、高效的运行的同时又能够不断地增加经济效益，使企业不断发展。信息数字化是指将电网运行时的信号进行数字化处理，实现安全、稳定、高效的信号转变。 3.2调度自动化系统智能化 企业现有的电网调度自动化系统还是一个低智能的、不够完善的自动化系统，但随着科学技术的不断发展，电网调度自动化系统一定
电力工程技术在智能电网建设中的应用 王新峰
电力工程技术在智能电网建设中的应用王新峰 发表时间：2018-04-13T10:58:19.957Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：王新峰 [导读] 摘要：电力能源是我国最基础的群众使用能源，无论是生产还是生活，电能都是不可或缺的能源之一。 （上海国孚电力设计工程股份有限公司山东济南 250014） 摘要：电力能源是我国最基础的群众使用能源，无论是生产还是生活，电能都是不可或缺的能源之一。随着社会经济的发展和人口的增长，电力能源的消耗量越来越高，因此将电力工程技术运用在智能电网的建设中是大势所趋，在今后的社会发展中，电力供应网络将会更加稳定安全、科学高效。 关键词：电力工程技术；智能电网建设；应用；重要性 引言 随着社会经济的发展，人们对电力能源的需求量持续增加，已经成为全世界面临的主要问题，同时受自然因素、人为因素等各方面影响，导致电网运行质量越来越差，造成了较多的电力能源浪费问题，必须及时对其进行分析。 一、智能电网概念分析 随着社会经济的发展以及科学技术的进步，智能电网这一概念逐渐出现在人们的生活中，并且在实际应用过程中，帮助人们解决了诸多现实问题。智能电网的发展，是基于计算机信息技术发展前提下，综合利用通信网络，对电力生产、电力供应、电力系统稳定运行实现监控的一种智能化系统。电力系统利用智能电网进行监控、管理，能够真正实现电力系统的稳定、可靠运行，并且当电力系统出现故障时，利用智能电网能够在第一时间发现问题所在，为解决系统故障，提供了有效保障。现阶段，随着能源、资源问题的紧张，智能电网在电力系统中的应用，更加注重实现电力系统绿色、高效、安全发展的目标，促进我国电力行业朝着可持续发展方向迈进。笔者认为，智能电网主要是指利用各种先进技术，实现对供电各个环节的有效监控，保证电力供应的平稳、可靠运行，更好地满足人们实际需求。同时，在当下社会经济发展形势下，智能电网成为供电行业发展的主流，是解决供电问题的主要技术手段。 二、电力工程技术对智能电网建设的重要性 2.1有利于提高智能电网的质量 电力工程技术应用于智能电网建设中，对智能电网的质量提高有着极大的帮助。由于电力工程技术是自动化技术，对智能电网中用电对象的控制和数据采集能够完全实现自动化，而且可以使用更高科技的智能化信息技术处理模式对用电对象及用电数据进行快速处理，最终得到的反馈控制信号的准确性也非常高。因此，电力工程技术应用于智能电网的建设能够避免传统技术的应用而导致的人为因素的影响，将电网的控制效率提升到最高水平。 2.2有利于强化数据采集的能力 以往的物理电网中采集的数据并不能够进行自动分组，原因就是科技含量不高，自动化程度不高。而电力工程技术的运用能够使智能电网的数据采集能力提高，而且能够按照设备种类和功能进行区分，创建不同的数据收集档案，不仅为电力工程设备的运行程度检测提供了基础支持，也能够利用科技手段确定电力运行系统的优化方案，提升了电力工程和智能电网整体运营的水平，强化了智能电网对数据采集的能力。 三、电力工程技术在智能电网建设中的应用分析 3.1电力工程在电源领域的应用 电力工程技术可以给智能电网中的各项设备提供所需的直流、交流、恒频等电源，如蓄电池充电就是利用直流电源。进行变电所操作时，就使用交流电源，在大型或小型计算机中都使用高频电源。 3.2输电环节中的应用 输电环节是电网产生能耗的核心环节，电力工程技术在智能电网建设中，主要采用无功补偿和谐波抑制等技术维持智能电网的稳定运行，提高了整体运行效果，保证了电能输送质量，提升了输电效率。 3.3在发电中的应用 电力工程技术是一项新技术，主要利用电子与电力等设备实现电能转化，降低了能耗，减少了机电设备用量，提高了工作效率。现阶段，很多半导体的功率元器件容量都得到了提升，已经开始向高压化方向发展，导致电力工程技术应用越来越多，如以高压变频为代表的传动技术。 四、电力工程技术在智能电网建设中的具体运用 4.1质量优化与能源转换技术 质量优化指的是在智能电力网络的构建过程中将电能分成多个级别，然后运用评测判定的方式，进而构成完备的机制，智能电力网络发展的过程中应着重剖析经济性的方向，从而确定供用电接口方式，有效地构建电能品质评定机制和用户评定机制。此外，智能电力网络的发展过程中，电力工程技术的有关制度也在改进，这样就能够保证智能电网更加经济化。 低碳能源会成为今后能源发展的方向，它降低能源的消耗量，从而减少环境污染、低碳能源主要是使用先进的技术来改善能量转换的方式，更加充分利用能源，目前太阳能和风能是使用最广泛的低碳能源。 4.2柔性交流输电技术 这个技术使用了微电子技术、电子技术、电力技术等等，展现了控制技术和通信技术，此种技术可以便捷地控制交流供电的过程，在国内智能电力网络发展过程中，电力工程技术大部分是运用在高压电输变电的过程中，需要把众多的对环境危害很小的能源运用到电力体系中，而且实现对能源的分隔等过程，因此，将电力工程技术与控制技术相融合可以控制与调整智能电力网络中的不同参数，提升智能电力网络的平稳性，另外，供电的过程会在较大程度上减少电损，进而提升运送电能的水平。 4.3电力工程技术中的高压直流输电技术 在当前智能电网中依旧运用的直流运送电体系中，有许多环节运用的是交流电，可是，在实际的供配电运行过程中应当保证运送的电流是直流的方式，为了完成逆变或者环流的工作，就一定要让控制换流器发挥作用，而且也唯有运用高压直流运电技术，才可以从根本上实现这一目标。换流器大部分状况下是采用部分具有管段作用的原件构成，有效地达成电力运送的平稳性与经济性，比如部分份量相对不
电力工程中的智能电网技术应用尚艳勤
电力工程中的智能电网技术应用尚艳勤 发表时间：2019-12-11T15:38:23.383Z 来源：《中国电业》2019年第16期作者：尚艳勤[导读] 近年来，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也有了很大的创新。 摘要：近年来，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也有了很大的创新。智能电网的建设，符合当今时代的发展特征，对于保证电网自身稳定性是十分重要的。电力工程技术，是智能电网建设过程中所应用到的一个主要技术，其应用质量与效果，对于智能电网建设具有较为直接的影响。受到工程本身复杂性的影响，电力工程技术较为容易出现应用偏差，进而影响到施工质量。因此，从实际角度出发来对智能电网建设过程中，电力工程技术的具体应用进行分析具有重要意义。 关键词：电力工程；智能电网；技术应用 引言 近年来，我国经济增长速度迅猛，这也离不开能源的充分供应。能源成为了经济发展的一大助力，反之，能源短缺也遏制了经济的发展。国家电网存在的目的在于将发电厂生产的电能输送到千家万户，我国辽阔的国土面积、高速发展的城市，这些都给电网工作带来了诸多难题。智能电网的开发利用能够有效保证人们日常用电安全。在电力资源的合理配置上发挥着决定性作用。 1智能电网 智能电网的建设，主要是基于现代科技以及通信技术上建立起来的，是一种高速双向，且具有集成特点的电力网络。其中也应用到了现代电网控制技术、设备技术、测量技术以及传感技术等等，具有时代化特征，而这些技术的应用，也为智能电网建设、应用效果的提升创造了有利的条件，使得智能电网能够在一个更为安全、稳定、可靠的环境下运行，也促进电网朝着更加智能化、高效化方向发展。若是从性质上进行分析，智能电网建设，融入了有关电力流、信息流、业务流等诸多方面的业务信息内容，涉及范围十分广阔，是以电网基础、技术基础等共同构筑起来的一个支撑体系，能够较好地实现对其他干扰源的屏蔽作用，避免智能电网在实际应用中出现被干扰、供给的情况，清洁能源、可再生资源则是会作为电网的主要能源，对于环境不会造成较大的污染，具有较高的生态价值与经济价值。就目前智能电网发展的情况来看，其本身就具有较高的环境保护功能特点，在实际应用的过程中也具有交互性、自动化两方面特点，前者主要是指可以在第一时间获取用户需求并提供更为优质的电能，实现对用户个性化需求的高效回应；后者主要是指智能电网能够实现对自身故障的自动诊断与检测，从而达到提高电网运行效率的目的，保证电网自身运行稳定。 2智能电网的技术特点 2.1经济性 智能电网的构建过程中不能给人们的日常用电带来过大的影响。作为电力部门而言，也应当控制构建过程中的成本问题。节约电能的生产、输送、配置成本才能从源头上较低电能的成本价格，真正做到让利于民。在构建过程中，不仅仅要重视智能电网的运行质量，更要注重其经济效益。 2.2节能 智能电网的运用过程中必须将节能的观念贯彻到底。从某种意义上来说智能电网的运用就是为了减少不必要的电能浪费。目前，我国能源浪费现象十分严重。每年大约有2000亿千瓦时的电能被浪费。在智能电网的组建过程中应当时刻将安全放在第一位、将节能放在第二位，减少电力输送过程中电能的损耗。 3智能电网的应用技术分析及具体运用 3.1发电技术 电力系统承担的一项重要的职能就是发电。智能电网在发电时采用个分散式的电力储备方式，因此对于诸如风能、太阳能等清洁型能源能实现有力的储存、吸收与转化，在极大地增加绿色发电的效益的同时也实现了有限资源的节约型使用。这种分布式的储能发电技术还利于减少因发送电能而产生的电路负担，为电力资源能得到更为高效的利用创造可能。另外，由于智能电网整个发电过程中产生的环境污染较少，因而更利于营造出优良的电力运营环境。 3.2调度技术 智能电网能够上实现智能性调度配置。作为智能电网系统中最为突出的技术性体现，智能调度能够在整个过程中承担好“防御者”的职能。面对外在侵害它可以主动启用防御系统，也可以调动攻击系统进行主动反击；面对内在问题，它也可以进行内省式管理，主动探寻出问题的所在并查清问题产生的原因，根据原因对症下药，制定好解决方案。同时，这种调度技术可以最大限度地减少人力的干预，不仅利于降低维护人员的检修危险，还能有效提高整个电网系统的维护效率，进而有效的完成对智能电网故障隔离和恢复的相关工作，保证智能电网运行过程中的安全性和稳定性。 3.3电子技术 整个智能电网体系主要就是借助相互联动的智能型电子设备以及大功率的精密器件来维持整个系统的运营。使用到的这些大型器件可以说得上是各个高等领域的高新科技技术结晶产品，而智能电网集合如此强大的技术优势运用于电路系统管理具有得天独厚的优越性。当然，就光使用高新电子技术这一点来说，这种给电网运行模式也更适合整个电力化、电子化的时代，自然也能满足更为苛刻的人类的用电需求。 3.4线上预警系统更加完善 电力供应系统除经济、节约和智能之外，最为重要的要求便是要保证整体线路和工作系统的安全，这就离不开性能更为完善的预警网络，只有更加完善的预警系统才能给电路供应提供更多的安全保障。电力供应系统是与社会生产和民众正常生活服务密切相关的基础设施，一旦在电力供应上出现问题，所产生的社会影响必然是大范围和深层次的，尽可能地减少电力供应系统出现问题的概率并提升对于电网突发问题的处理能力便是对于电网供应能力的最大保障。现代电路工程技术在智能电网中的应用不得不提及预警系统，结合了现代电路工程技术的智能网络可以在运行的过程中将各项数据实时收入统一的数据库之中，建立其对于整个电路工程的监控系统，一旦发生电网系统中某一组分的故障，系统就会在第一时间触发警报，并同时进行系统的自我检查，找到问题的源头，让故障的处理时间大大缩短，降低由于电路供应系统出现问题给社会生产和民众生活所产生的影响。
电力技术工程在智能电网建设中的探索与思考
电力技术工程在智能电网建设中的探索与思考 发表时间：2019-01-21T09:36:10.110Z 来源：《河南电力》2018年15期作者：王均[导读] 随着我国智能电网的快速发展，电力技术工程已经逐渐发展成为电网建设的重要技术。 王均 （盐城市大丰区供电分公司 224100）摘要：随着我国智能电网的快速发展，电力技术工程已经逐渐发展成为电网建设的重要技术。为了能够提高电力技术工程水平，就必须要针对智能电网建设中电力技术的应用进行深入的探索，并且将电力技术工程与电网的发展趋势相结合，促进电力技术工程的全面发展。 关键词：电力技术工程；智能电网；建设分析 随着现代社会经济的快速发展，电力能源对人们的生产生活产生了非常重要的影响，但也会造成环境和能源危机，所以必须要积极推进智能电网的建设。通过构建更加高效的智能网络，保证电能运输可以实现自动化的调整，促进社会经济的发展。 一、智能电网的概念智能电网可以更加迅速的针对电力市场的发展需求进行分析，并且保证电力技术工程建设的整体质量与水平促进供电网络安全可靠的运行，同时也能够减少能源资源的浪费，降低电力企业的运行成本，促进电力企业实现经济效益和社会效益的同步提升[1]。 二、电力技术工程在智能电网中的应用优点首先，通过电力技术工程能够促进电网建设的资源合理化配置，随着电力技术工程的快速发展，在不增加投资的条件下促进电网传输能力得到全面的提升，还能够针对各种新型能源，并入到电网中，可以减少对能源资源的消耗，也能够促进不同区域的电力资源得到调节。 其次，通过电网的建设也能够保证传输配电的效率，提高对于电力能源的可操控性和灵敏性，促进智能电网的稳定运行，利用电力技术工程还可以保证清洁能源的利用效率，由于实现集中的电能采集方式可以解决分布式储能存在的间断性、分散性的问题，这样也能够保证能源资源的整体利用效率得到全面提升。最后，通过电力技术工程还能够随着电力的快速发展，满足社会的实际用电需求，在这一过程中通过供电量的全面提升也可以保证电磁波对周边环境产生的影响，有效减少电能的损失，促进城市电网的扩容[2]。 三、电力技术工程在智能电网建设中的实际应用（一）智能电网的发电环节通过利用新能源规划并网传输的方式，能够解决能源资源供应紧张的情况，同时通过利用电力技术工程，也可以重点针对能源并网技术进行全面的发展由于新能源的供应存在间断性和不稳定性的特点。所以必须要通过创新技术来解决并网规模化稳定化的特点。电力系统自动化能够保证对计算机技术和信息技术进行充分整合，及时的收集电网调度中的各种数据信息，并且计算电网调度的实际运行效率，通过电力系统自动化可以针对电网调度进行实时的处理和监控，并且及时发现电力调度存在的异常情况，通过这样的方式也能够保证电力调度的整体质量，另外在电力系统自动化运行的过程中，还可以针对电网的实际运行情况进行判断，保证对于电能资源进行充分的调节，例如通过在峰值期加强电力调度的活跃性，而在低谷期针对电能进行存储，通过这样的方式可以保证电能资源的合理分配[3]。（二）智能电网的输变电环节的应用在我国社会经济快速发展的过程中，由于电网建设也逐渐呈现出高电压大容量交直流互联的发展趋势，所以在电网运行的过程中，由于其复杂性和风险性在不断的提高，所以智能电网必须要采用特高压直流输电技术。由于特高压直流输电具有无中间落点的特点，所以可以保证操控更加的敏捷，满足远距离的传输需求，在交直流组成特高压输电网的过程中，也能够通过对电力进行调节，来根据用户的实际需求建立灵活的电力传输系统，极大的提高电网运行的效率。在配电系统中，通过电网改造能够保证配电的质量与水平得到全面的提升，而通过运用电力系统自动化能够实现多层次的控制，促进配电系统的整体运行效果，加强通讯的联系[4]。变电系统中最主要的就是针对二次设备进行处理和监控，通过电力系统自动化能够实时针对二次设备的运行情况进行监督与测量，针对二次设备的各种信息进行全面的收集与把握，及时发现变电系统可能出现的故障隐患，并且将搜集到的信息传输给相关的控制人员，通过这样的方式也能够帮助控制人员更加清楚的了解变电系统实际运行的效果，提高变电系统运行的质量。在智能电网输电的过程中还可以运行远程监控、安全监控、电路故障检测以及故障性能检测的设备，来促进电网的输电效果。（三）智能电网的配电环节配电作为电网与用户最直接接触的环节，必须要保证电网配电安全，根据智能电网建设和发展的需求来看，由于配电网必须致力于新能源的开发和利用，包括太阳能、光能、风能的并网传输，所以必须要保证这些能源在传输到电网时必须满足并网传输的需求。通过电力技术工程的配电自动化智能储能技术、电瓶充电技术等，可以在中低压智能电网配电环节中发挥重要的作用[5]。在配电网络中通过计算机技术能够有效的提高配电网络自动化水平，通过对于主站子站以及光纤终端等三层结构进行划分，能够促进网络化的整体质量保障通讯的安全性和稳定性。同时自动化系统通过网络信息的技术支持，也能够保证系统运行的高效稳定，促进自动化技术的实际应用。通过智能化的控制技术，可以保证电力技术工程的控制水平更加完善，甚至可以实现人工智能。由于智能化控制技术可以针对数据进行深入的分析与处理，并且通过不断的学习能够加强对于数据处理的效率，并且为控制决策提供重要的参考，所以智能化技术在控制系统中可以有效的促进数据处理的准确性，保证系统稳定的运行，在智能化技术应用的同时也能够简化电气自动化系统的控制流程，不仅可以实现结构优化，而且也能够提高控制的结果，在这一过程中通过智能化的技术操作，利用先进的人工智能技术，可以实现系统设计的整体效率，另外在智能化技术应用的同时也可以保证电气设备的设计更加的完善，由于电气设备设计工作非常的复杂，设计师除了需要具备相应的知识之外，还必须要掌握电气电路的知识[6]。结论：
智能调度的研究现状及发展趋势
智能调度的研究现状及发展趋势 智能调度是建设智能电网的关键。文章分析了智能调度建设的意义和目的，阐述了国内研究现状，剖析了智能调度的内涵、特征、体系架构，对智能调度领域已有的实践进行了总结与思考，对智能调度的未来进行了展望。 标签：智能调度；智能电网；研究现状；发展趋势 引言 调度是电网运行的神经中枢，电网发生事故时，需要依赖人工进行判断和处理。随着电网规模越来越大，人工的有效性会急剧下降。例如，2012年7月30日、31日印度北部和东部连续发生两次大停电事故，30日第一次停电事故发生后，依靠人工排除故障，停电后15小时内基本恢复电力供应。由于人工控制的有效性不够，没能及时控制事故恢复后的超负荷用电，造成了31日再次发生大停电事故。事故其间调度人员获取的电网事故状态信息不够充分、完整，无法准确判断事故严重性和发展趋势。 随着电网跨区域交直流混合联网，电网运行给调度带来了新挑战，电网的安全稳定运行需要智能调度提供技术支撑。国家节能减排政策需要大型可再生能源大规模接入电网，资源优化配置，需要智能调度为电网运行提供技术支撑。建设中国特色的坚强智能电网，智能调度是其重要组成部分，需要智能调度提供技术支撑。 1 智能调度的内涵与特征 狭义智能调度是指辅助调度员的“智能调度辅助决策功能”。主要包括事故前薄弱问题预警、事故中故障定位、事故后恢复决策。广义智能调度要求调度中心全面智能化，全面的智能化调度要综合运用各种先进科技和智能化技术，对输电网进行主动式、智能化的监视、分析、预警、辅助决策和自愈控制，面向调度全专业，提供智能化的业务支撑手段，为输电网提供全面的技术支撑。要做到准确的全景化前瞻预警；优化的自适应自动调整；多维的全局观协调控制；统筹的精细化调度计划；规范的流程化高效管理。 2008年2月，国家电力调度控制中心启动了智能电网调度技术支持系统的研究[1]。总体技术路线是：坚持自主创新，进行集约化开发和标准化管理，以智能调度技术支持系统的研发为核心，围绕三条主线建设四大类应用功能，通过一体化调度作业施行同质化调度管理。 2 智能调度实践 2.1 狭义智能调度
智能电网建设的认识
1概述 2011年1月，我国首座220千伏智能变电站――西泾变电站在江苏无锡投运，该站通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站作为国家电网公司首座220千伏站，完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先，对国家电网公司系统智能变电站建设起到了引领和示范作用。 智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。 未来5年，福建省将构筑坚强的主干电网，实现以1000千伏与华东主网互联；福建省还将推进电网智能化建设，构建具有福建特色的智能电网，适应电动汽车、三网融合、分布式电源等发展需要。 2智能电网的概念 在现代电网的发展过程中，各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各自的发展方向和技术路线，也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能化已经成为电网发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识。 从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。 智能电网是实现全社会低碳发展的关键。在发电端应用智能电网技术可以提升接纳清洁能源的能力，还可提高传统发电技术的效率；在电网环节可以降低线路损耗，提高输电效率，提升电网基础设施资源利用率和供电可靠性，从而达到节能减排的目的；在深入千家万户的配电端，通过智能电表，可将用电信息反馈给用户，提高用电效率，用户还可通过智能电网将自家太阳能发电卖给电网，实现智能互动和绿色节能。 3我国智能电网建设现状 华东电网公司提出更加注重全力支持特高压骨干网架规划建设，认真配合做好特高压规划前期和配套工程建设，特别是华东特高压受端环网和四个特高压区外来电通道，积极争取参加特高压交直流工程投资，统筹协调区外来电的分配和消纳工作。 更加注重持续提升电网智能化水平，以清洁能源接入、智能输电网、智能调度技术为重点，积极推进关键技术研发，促进华东大受端电网智能化水平的提高，特别是要建设世界一流调度中心，在大电网安全掌控能力方面初步达到国际领先水平。 更加注重全面提升资源优化配置能力，稳步提升电网输送容量和利用效率，全面实施状态检修和资产全寿命周期管理，提高电网发展质量；优化电源布局和电网结构，促进新能源与常规能源的协调发展；加大电力市场建设力度，推广应用节能发电调度，促进全网节能减
智能电网建设的关键技术见解
智能电网建设的关键技术见解 发表时间：2016-12-06T14:43:55.920Z 来源：《基层建设》2015年第35期作者：白云飞[导读] 摘要：随着科技的发展，电力系统也面临着新的革新。智能电网建设就是目前全球范围内电力系统发展的最新方向。它将是未来电力系统重大科技创新和发展的方向。陕西送变电工程公司陕西省西安市 710014摘要：随着科技的发展，电力系统也面临着新的革新。智能电网建设就是目前全球范围内电力系统发展的最新方向。它将是未来电力系统重大科技创新和发展的方向。这篇文章通过阐述目前智能电网的内涵以及特点，着重的讲述了智能电网建设的关键技术见解，比如说未来建设智能电网在其数字信息化、广域测量技术、灵活交流输电技术、高压直流输电技术以及数字化变电站等领域所需要解决的关键的 技术问题。 关键词：智能电网；信息数字化；数字化变电站 0引言 智能电网是当今社会电力发展变革的最新方向，被普遍的认为是新世纪电力系统的重大科技创新趋势。尽管各个国家的专家针对电力工业应该致力于提高电网智能化水平等达成共识。但是智能电网还处于初级发展阶段，国际上还没有统一的明确定义。因为发展环境以及驱动因素的不同，不同国家的电网企业以及组织还在用自己的方式来理解智能电网，并且对电网进行研究实践。各国的智能电网发展思路、路径以及重点也各不相同。所以智能电网概念本身也在不断的发展和完善中。这篇文章在收集和整理了相关资料基础上，对智能电网概念进行了探讨，目的在于分析不同背景下造成的定位争议和分歧，然后着重介绍了智能电网建设的关键技术见解，旨在为我国建设相应的智能电网提出合理化建议。 1智能电网的定义 1.1智能电网 智能电网最初是由美国提出来的，这个概念包含了智能电子网格、智能电力网格和未来网格的涵义。智能电网在美国被定义为：由许多配电系统以及很多的自动化的输电线所组成的电力系统，其通过协调有效和高效的方式实现全部的电网运作。并且有自愈的功能。能够快速的对电力市场和企业的相关需求做出反应，拥有智能的通信构造、实时、安全和灵活的信息流，从而给用户提供实用经济的电力服务。欧洲在21世纪初的研究报告中全面的阐述了智能电网的发展理念和思路，欧盟委员会把智能电网定义为能够把所有的电网用户连接到一起的电力输送网络，来持续有效的提供经济和安全的电能，它可能的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。智能电网最初进入中国所引起的争论焦点集中在到底以清洁、高效、分布式，还是以特高压为核心。为此，我国国家电网相关负责人提出了符合我国国情的“一特四大”坚强智能电网。即通过建设特高压交直流电网，进而来促使大水电、大煤炭、大核电以及大型可再生能源基地的集约化开发，从而能够发展数字化、自动化、互动化为特征的智能电网。 1.2互动电网 互动电网概念的出现是为了加强对智能电网的建设而提出的。对于一般情况来说，电力网络会涉及到电、水、热、冷、数据等并对这些综合性的网格进行科学有效的整合，从而提高消费者的参与积极性。总的来说，互动电网就是以信息模式的开放以及互联为基础，提高电网管理系统的性能以及加强对数字设备的使用，通过这些手段来实现发电、输电、供电、售电以及其他的相关服务，最终我国电力事业实现信息化、科学化以及职能自动化管理，极大推进我国电力事业的全面发展。 2.我国智能电网建设的现状 2.1我国能源概况 对于我国来说，能源的分布十分的分散，而分布的地区大多数是经济和技术都相对落后的不发达地区。但是我国的主要能源消耗地区是沿海的东部以及中部等经济技术都较为发达的地区。这一现象的存在直接增加了对能源输送的难度。我国电力长距离输送技术发展的并不完善，其中存在诸多的缺陷，例如在长距离输送过程中网损是比较大的，同时对电能的利用率也较低。这些弊端间接阻碍了我国能源政策的实施以及相关行业的发展。因此应当对能源资源进行科学合理的优化，开发新的能源，例如加大对风能、地热能等的开发。但是新型能源在智能电网建设工程中存在很多的缺陷，比如说它具有间歇性以及波动性等，这些不稳定因素的存在提高了智能电网建设的要求。 2.2智能电网建设规划 对于我国来说，传统的电网的建设需要面临很多的技术难题，例如如何保证远程输送电力安全性，如何保障输送过程的高效性以及环保等。这些技术问题的出现使得引入智能电网建设成为了最佳的选择方案。对我国智能电网建设主要包括了一下几个方面。首先来说就是将特高压电网作为基础骨干网架，同时加入各级电网的辅助作用，然后引入高科技的信息通信以及相关的控制技术等，另外还需要使用科学合理的管理方式，最后与我国的实际电力输送网实际情况相结合，实现智能电网的建设工作。智能电网在实际的使用过程中，将会大大提高电能的利用效率，同时也降低了成本，提高了电力企业的经济效益。为了更加全面的了解智能电网的优势，笔者将对互动电网以及智能电网作出示意图进行比较。 图1 互动电网功能示意图
关于智能电网环境下电网调度管理的研究
关于智能电网环境下电网调度管理的研究 摘要：在社会经济全面快速发展的今天，在生产生活用电需求不断增加的今天，为全面保障传输电的运行质量，为综合优化传输电的整体效率，应该积极推动智 能电网建设。相比传统的电网系统，智能电网实现了信息技术与通信技术的充分 融合。智能电网的广泛应用，在很大限度上提升了电网运行的整体成效。在未来，需要对智能电网的智能调度等进行充分的研究，依托于科学的技术条件等，不断 提升智能调度工作的整体成效，全面提高智能电网的调度利用率。 关键词：智能电网；电网调度；管理 1 智能调度系统概述 智能调度系统是利用计算机控制技术、通信技术和网络技术等，通过使用抗干扰的通信 设备和电力仪表，采集至监控管理软件组态，形成智能化集成型电网调度综合应用的自动一 体化平台。在社会经济全面快速发展的今天，生产生活的用电规模以及用电数量不断增加， 人们迫切需要一个运行稳定、传输质量高的电网系统，以此来保障供配电的稳定、可靠与安全。在智能电网环境下，伴随着电网运行能力的不断增强，需要在电网调度方面积极实现智 能化与自动化。依托于智能调度系统，能够实现对电网的全过程监测，同时也能够实现决策 的科学性与全面性，还能够在很大限度上避免可能存在的系统故障或者停电事故。在智能电 网的运行状态下，积极采用智能调度系统，并不是取代传统的人工调度，而是辅助调度人员 更好地开展电网调度工作，以此来综合保障整个电网运行的安全可靠与稳定。 2 智能电网中智能调度的必要性 在智能电网的运行过程中，智能调度是非常重要的环节，是非常重要的工具。特别是在 电网覆盖范围不断扩大、电网运行能力不断增强的今天，在智能电网的运行过程中，亟须要 采用智能调度的方式来辅助人员保障电网运行的效率与质量。在未来，伴随着人们对智能电 网需求的不断增加，智能调度技术的应用价值越来越突出，智能调度技术的应用成效也越来 越明显。实践证明，在未来的智能电网环境下，智能调度技术的应用是非常必要的。一方面，伴随着智能电网的发展，传统的人工调度已经难以满足社会经济发展的需要，也很难保障电 网运行的整体稳定性，需要不断推陈出新智能调度技术，以此来更好地提升智能电网的运行 成效。特别是在未来智能电网环境下，电网的辐射能力得到了全面的强化，电网的运行效率 也在不断增长，这些都需要依托于科学的智能调度技术，以此来推动智能电网的整体运行效率。另一方面，智能调度技术的全面快速发展，还能够在很大限度上提升我国的科技竞争力。事实证明，想要使我国在未来的发展中具有更为优势的竞争力，就要在高新产业以及科学技 术领域占领优势，智能电网调度自动化技术就是以新的科学理论为基础，发挥出最有效的电 网调度作用。此外，在未来智能电网环境下，不断推动智能调度技术的应用，切实优化智能 调度技术，还能够有效规避智能调度技术中存在的不足和缺陷，不断推动智能调度技术的完善，更加全面发挥智能调度技术的作用。 3 未来智能电网中智能调度技术的运用 在未来伴随着智能电网的全面快速发展，智能调度技术势必能够得到充分科学的应用。 智能调度技术是一种非常科学的技术形态，是非常重要的人工辅助的调度方式。在智能电网 的运行过程中，应该科学全面的应用智能调度技术。 3.1 依托于智能调度来保障设备一体化控制