国家智能电网建设关键技术研究

邓娜 干倩倩

摘要：本论文阐述了智能电网的概念、特点和技术组成，介绍了国内外智能电网的发展历程和研究现状，以及我国发展智能电网的现实意义。分析了我国智能电网发展的特点和方向，指出智能电网的发展需要多种智能电网技术的发展和电网结构的建设，对未来国家智能电网建设具有一定参考价值。

关键词：智能电网;研究现状;结构特点

1引言

近年来，面对日益增长的资源和环境压力，为了解决分布式能源并网问题，在建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统的同时，许多国家都提出了智能电网发展规划[1]。智能电网应用了电网控制技术、信息技术和管理技术等许多新技术，覆盖了发电、输电、变电站、配电、电力、调度、信息等电力系统的各个方面，从而实现潮流、信息流和业务流的高度集成和统一。

2智能电网的技术组成和功能

2.1先进的计量基础设施

先进的计量基础设施是其开发的关键基础设施，其主要功能是授权用户，允许系统与负荷建立联系，允许用户支持电网运行。它包括智能电表、广域网络设施、家庭网络、标记数据管理系统、操作检查点等。智能电表作为传感器网络，实现负荷侧与网络之间的信息交换，其主要功能有小时计费、电能质量检测、远程切换功能和预付费功能。通信设备实现了电力公司与用户之间的双向信息交互，其主要通信方式包括载波、无线方式和RS-485通信方式等[2]。家庭联网与用户门户交互，使智能电表与可控电气设备联动，达到合理用电、降低能耗的目的。适用于计量和家用设备的通信方式有：HomePlug技术和ZigBee技术。仪表数据管理系统是一个分析数据库，能够与其他信息系统交互。其主要功能是对计量数据进行合法性认证、编辑和评估，以确保进入系统的计量数据是完整、准确的。

2.2分布式操作系统

传统配电自动化侧重于对配电线路开关的自动控制，而分布式操作系统是对所有控制设备和功能的完全自动化，目的是实现智能电网的自愈能力。其功能可分为：1）高级配电自动化;2）电压、无功自动控制系统及电源管理;3）配送信息实时监控，需求自动响应;4）实时预测和控制配电系统状态;5）分布式能源运行;6）配电系统资产管理。

2.3电力传输控制系统

该系统的目标是实现智能传输，重点关注拥堵管理和降低大规模中断的风险。其技术组成部分是传输网兼容技术和先进电网监测技术。其中，输电网络兼容技术包括特种高压输电技术、超导电力传输技术和动态固定传输线技术。传输网络监测技术包括广域测量系统和传输设备的状态监测技术。

3智能电网建设的关键技术

3.1强大灵活的网络拓扑结构

强大、灵活的电网结构是智能电网的基础。由于我国能源分布和生产力发展的不平衡，为了满足经济发展的需要，我国正在发展长距离、大规模的电力。传输和资源配置优化。特高压输电可提高输电容量，减少输电损失，增加经济输电距离，在节省线路走廊面积、节省项目投资、保护生态环境等方面具有明显优势。因此，发展专用高压电网，建设电力“高速公路”已成为必然选择。随着电网规模的扩大，互联式大容量电力系统的形成，电网的稳定性和脆弱性等安全问题日益突出，对主电网结构的规划设计提出了更高的要求。因此，只有灵活的网格结构才能应对冰雪灾害、战争等突发的灾难性事件。

3.2智能电网通信系统

高速、双向、实时、集成的智能电网通信技术必须具备以下特点：第一，具有双向、实时性、可靠性等特点。出于安全考虑，理论上，通信系统应采用电力通信网，与公网隔离。第二，技术先进，可以承载智能电网现有业务和未来业务拓展。三是具有自主知识产权，具有电力业务定制开发能力和智能电网业务可扩展性。

3.3参数测量和需求侧管理

在未来，智能电网将采用双向通信的智能计量，实现多种功能，包括可以测量每天不同时间的用电量和不同日期的总用电量，还可以为用户个人定制最适宜用电套餐，并通知用户执行该用电套餐的费率。还可以让用户对自己的套餐打分，根据时间表为内部用户制定用电自动化的使用策略。因此，广域测量系统应该是电力监测系统的一个重要发展方向。在未来，随着技术的进步，智能电表也可以作为互联网路由器，基于其终端用户促进通信的一体化，整合宽带业务和电视信号的传输。

3.4智能调度技术和广域保护系统

智能调度是智能電网的重要组成部分，智能电网调度技术支撑体系是智能调度研究和建设的核心，是提升调度系统控制大电网、优化资源配置能力、风险防范能力、科学的决策管理，灵活高效的监管和市场部署。智能调度的关键技术包括：1）快速仿真建模;2）智能预警技术;3）优化调度技术;4）防控技术、事件处理和事件恢复技术（如智能故障识别与恢复）;5）智能数据挖掘技术;6）调度决策可视化技术。它还包括应急指挥系统和先进的配电自动化及相关技术，其中先进的配电自动化系统包括系统监控、配电系统管理功能以及与用户的交互（如负荷管理、计量和实时定价）。

3.5电力电子技术

电力电子技术是利用电力电子器件对电力进行变换和控制的一种调制解调器技术，其节能效果可达10% - 40%，并减少了机电设备的体积，同时能够达到最佳的效率。目前，半导体功率器件朝着高压、高容量的方向发展，电力电子行业已经出现了以SVC为代表的柔性交流传动技术。y，高压直流输电为代表的新型超高压技术，高频为代表的电气驱动技术，智能开关为代表的断路同步技术，以及以静态无功发生器（SVG）和动态电压恢复器为代表的自定义电源技术等。

结论

随着社会经济的发展，能源短缺和环境问题日益突出，人们对网络可靠性的要求也不断提高，对服务质量的需求也更加多样化，同时对电力效率的要求也有了明显提高。

参考文献

[1]聂永刚，石国星.智能配电网大数据应用需求和场景分析研究[J].中国设备工程，2021（22）：23-25.

[2]孙志超.智能电网通信管理系统设计关键技术分析[J].中国信息化，2021（11）：58-59.

作者简介：

邓娜;女;湖北武汉;1983年12月;汉族;本科;政工师;国网武汉供电公司人才开发中心;研究方向电力教育培训。

干倩倩，女，湖北武汉，1979年.7月，汉族，本科，高级工程师，国网武汉供电公司经济技术研究所，电力综合管理。