智慧电网的关键技术解析.docx

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1、科技讲座与创新实践程论文论文题目智能电网及其关键技术班级电气134学号名叶腾成绩摘要：电网是经济社会发展B重要0基础设施，然而，近些年来,电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化。电网负荷迅速的增长，大区电网互联初步形成，电力市场运行原因对电网运行0影响日益显现，加之受全球气候变化B影响，极端气候环境对电网安全稳定工作提出了诸多的新挑战。本文通过对智能电网的发展历史，应用前景，波及aJ关键技术以及我国智能电网B发展进行分析，来处理电力系统中常见的某些问题。关键词：智能电网：特点：关键技术1智能电网的概念和特点及其发展历史智能电网是指一种完全自动化的供电网络，其中的每一种顾客和节点都得到实

2、时监控，并保证从发电厂到顾客端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛In应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易时实时进行和电网上各组员之间的无缝连接及实时互动。尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不一样的重点和目的，不过智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电能质量和环境原因，其特性可归结为：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。智能电网概念的发展有3个里程碑第一种就是2023年，美国IBM企业提出的智能电网处理方案。IBM的智能电网重要是处理电网安全运行、提高可靠性，从其在中国公布0建设智能电网创新运行管理-中国电力发展B新思绪白皮书可以看

3、出，处理方案重要包括如下几种方面：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搜集体系；三是进行分析0能力，即根据已经掌握0数据进行有关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一种大时框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为有关企业提高运行效率及可靠性、减少成本描绘了一种蓝图。是IBM一种市场推广方略。第二个是奥巴立即任后提出B能源计划，除了以公布B计划,美国还将着重集中对每年要花费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0统一电网；发展智能电网产业，最大程度发挥美国国家电网B价值和效率，将逐渐实现美国太阳能、风能、地

4、热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，发明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，一种是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运行的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机B泥潭；三是提高能源运用效率。第三个是我国能源专家武建生提出B互动电网.互动电网是指在创立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，通过电子终端将顾客之间、顾客和电网企业之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取B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0多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提高为互

5、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。互动电网具有可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点，重要处理三个问题，一是以信息技术改造和提高既有的能源体系，尤其提高集能源大成的老式电网体系的能源效率；二是要逐渐建立以可再生能源替代化石能源0创新能源运用体系；三是要建造消费者和生产者互动的精致、智慧和专家服务化的能源运转体系。从智能电网概念0发展可以看出，智能电网并没有一种确定的概念，需要根据实际状况赋予新的含义。武建生先生提出的互动电网是站在国家利益0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。2智能电网内涵及其特性2.1 智能电网的内涵智

6、能电网是指一种完全自动化B供电网络，其中日勺每一种顾客和节点都被实时监控，并保证从发电厂到顾客端电器之间每一点上0电流和信息B双向流动。通过广泛应用分布式智能、宽带通信以及自动控制系统的集成，智能电网保证了市场交易的实时进行和电网上各组员之间的无缝连接及实时互动。从技术角度讲，智能电网有3个层面的含义：首先是运用传感器对发电、输电、配电、供电等环节关键设备0运行状况进行实时监控；然后将获得的数据通过网络系统进行搜集、整合；最终通过对数据的分析、挖掘，到达对整个电力系统运行的优化管理。2.2 智能电网具有如下特性：1自愈。通过实时掌控电网运行状态，及时发现、迅速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工

7、干预下，迅速隔离故障、自我恢复，防止大面积停电时发生。2安全可靠。可以很好地应对自然灾害、外力破坏和计算机袭击，保证人身、设备和电网的安全，自动恢复电网B运行。3经济高效。可以优化资源配置，提高设备传播容量和运用率;在不一样区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口；支持电力市场竞争的J规定，实行动态B浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。4兼容。可以开放性地兼容多种类型设备，包括集中大电源、分布式发电以及可再生能源，满足电力与自然环境、社会经济友好发展的规定。5与顾客友好互动。实现与客户日勺智能互动，以最佳0电能质量和供电可靠性满足客户需求；实现系统运行与批发、零售电力市场无缝衔接，同步通过市场

8、交易更好地鼓励电力市场主体参与电网安全管理，从而提高电力系统的安全运行水平。3智能电网的关键技术3.1 建立坚强、灵活的网络拓扑坚强、灵活的电网构造是未来智能电网的基础。我国能源分布与生产力布局很不平衡，为了缓和此现实状况所带来B不利影响，我国开展了特高压联网工程、直流联网工程、点对点或点对网送电等工程的实行建设。怎样深入、优化特高压和各级电网规划成为需要处理的关键问题。伴随电网规模B扩大、互联电网时形成，电网的安全稳定性与脆弱性问题越来越严重，对主网架构造的规划设计规定也对应地提高了。只有灵活0电网构造才能应对自然灾害和社会灾害等突发灾害性事件对电网安全的影响。3.2 实现开放、原则、集成的

9、通信系统智能电网的发展对网络安全提出了更高B规定，智能电网需要具有实时监视和分析系统目前状态的能力:既包括识别故障初期征兆B预测能力，也包括对已经发生B扰动做出响应0能力，其监测范围将大范围扩展、全方位覆盖，为电网运行、综合管理等提供外延的应用支撑，而不仅局限于对电网装备0监测。3.3 配置高级B电力电子设备电力电子设备可以实现电能质量的改善与控制，为顾客提供电能质量满足其特定需求的电力，同步它们也是能量转换系统0关键部分，因此电力电子技术在发电、输电、配电和用电日勺全过程中均发挥着重要作用。现代电力系统应用的电力电子装置几乎所有使用了全控型大功率电力电子器件、多种新型B高性能多电平大功率变流

10、器拓扑和DSP全数字控制技术，包括可控硅并联电抗器、多功能固态开关、智能电子装置、静止同步赔偿器、有源滤波器、动态电压恢复器、故障电流限制器以及高压直流输电所用装置和配网用B柔性输电系统装置等。3.4 智能调度技术和广域防护系统智能调度是智能电网建设中0重要环节，调度日勺智能化是对既有调度控制中心功能0重大扩展，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的关键，是全面提高调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。调度智能化的最终目日勺是建立一种基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化日勺新理论与新技术

11、，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线B综合防御体系智能化调度B关键是在线实时决策指挥，目B是灾变防治，实现大面积连锁故障B防止。3.5 高级读表体系和需求的侧管理智能电网的关键在于构建具有智能判断与自适应调整能力B多种能源统一。人网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与顾客用电信息进行实时监控和采集，并且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端顾客，实现对电能0最优配置与运用，提高电网运行0可靠性和能源运用效率。因此电网的智能化首先需要电力供应机构精确得知顾客的用电规律，从而对需求和供应有一种更好的平衡。因此目前国外

12、推进智能电网建设，一般以构建高级量测体系为切入点。同步，高级读表体系为电力系统提供了系统范围的可观性。不仅可以使顾客参与实时电力市场，并且可以实现对诸如远程监测、分时电价和顾客侧管理等的更快和精确的系统响应,构建智能化的顾客管理与服务体系，实现电力企业与顾客之间基本B双向互动管理与服务功能以及营销管理的现代化运行。伴随技术日勺发展，未来B智能电表还也许作为互联网路由器，推进电力部门以其终端顾客为基础，进行通信、运行宽带业务或传播电视信号0整合。3.6 高级配电自动化高级的配电自动化将包括系统的监视与控制、配电系统管理功能和与顾客的交互。为此，高级的配电自动化需要更复杂0控制系统。系统所有元件必

13、须在一种开放式的通信体系构造内并具有协同工作能力;将使用经由分布式计算的局部分布式控制;使用传感器、通信系统和分布式0计算主体，对电力互换系统0扰动迅速做出反应，以使其影响最小化。3.7 可再生能源和分布式能源的接入分布式能源包括分布式发电和分布式储能，其中分布式发电技术包括:微型燃气轮机技术、燃料电池技术、太阳能光伏发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、海洋能发电技术、地热发电技术等；分布式储能装置包括蓄电池储能、超导储能和飞轮储能等。在我国，风能、太阳能发电的重要发展方式是在沙漠、戈壁滩等偏远0地区，但其在地理位置上分布不均匀，易受天气影响，并且具有波动性和间歇性的特点，会对可靠供电导

14、致冲击，当地电网无法适应可再生能源集中开发和运用，这就需要处理风能、太阳能等可再生能源大规模开发0间歇性、不确定性问题，保证电力的规模接入和远距离送出，这将是接入多种可再生能源电源和分布式能源电源面临的一大挑战。4我国智能电网的发展方向和最新进展4.1我国智能电网的发展方向2023年7月6日，国家发改委、国家能源局印发有关增进智能电网发展的指导意见（如下简称意见）。意见明确了智能电网B定义和发展智能电网的重要意义。智能电网是在老式电力系统基础上，通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术，形成0新一代电力系统，具有高度信息化、自动化、互动化等特性，可以更

15、好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行。发展智能电网是实现我国能源生产、消费、技术和体制革命B重要手段，是发展能源互联网的重要基础。发展智能电网，有助于深入提高电网接纳和优化配置多种能源的能力，实现能源生产和消费H综合调配;有助于推进清洁能源、分布式能源的科学运用，从而全面构建安全、高效、清洁的现代能源保隙体系；有助于支撑新型工业化和新型城镇化建设，提高民生服务水平；有助于带动上下游产业转型升级，实现我国能源科技和装备水平0全面提高。意见指出了智能电网的发展目日勺，即到2023年，初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环境保护的智能电网体系，满足电源开发和顾客需求，全面支撑现代能

16、源体系建设，推进我国能源生产和消费革命；带动战略性新兴产业发展，形成有国际竞争力的智能电网装备体系。此外，意见还为智能电网B各项功能分别提出了发展目0:实现清洁能源0充足消纳；提高输配电网络的柔性控制能力；满足并引导顾客多元化负荷需求。意见还提出智能电网建设的十大任务，即，建立健全网源协调发展和运行机制，全面提高电源侧智能化水平；增强服务和技术支撑，积极接纳新能源；加强能源互联，增进多种能源优化互补；构建安全高效的信息通信支撑平台；提高电网智能化水平，保证电网安全、可靠、经济运行；强化电力需求侧管理，引导和服务顾客互动；推进多领域电能替代，有效贯彻节能减排；满足多元化民生用电，支撑新型城镇化建设；加紧关键技术装备研发应用，增进上下游产业健康