浅谈智能电网的发展
【摘 要】气候变化的挑战和社会经济的不断发展，节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点，对电网基础设施产生越来越大的压力、电力供应提出了越来越高的要求的同时，国家安全、环保等各方面政策都对电网的建设和管理提出了更高的标准。本文首先简单介绍智能电网的定义、主要应用及特征，然后介绍了智能电网在国内外发展的现状，最后着重谈下自己的一些思考。在科技引领社会变革的时代，智能电网必将展现其特有的强劲的生命力。
【关键词】智能电网；科技；研究；现状；思考
0.引言
经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出，对电网基础设施以及电力供应提出了越来越高的要求，与此同时，国家安全、环保等各方面政策也对电网的建设和管理提出了更高的标准。因此，依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力发展的现实选择。
针对智能电网技术，美国和欧洲已经形成强大的研究群体，研究内容覆盖发电、输电、配电和售电等环节，许多电力企业也在如火如荼地开展智能电网建设实践，通过技术与具体业务的有效结合，使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，最终达到提高运营绩效的目的。随着我国特高压电网建设和电力体制改革的不断深化，智能电网也将成为我国电网发展的一个新方向。在宏观政策层面，电力行业需要满足建设资源节约型和环境友好型社会的要求；在市场化改革层面，电能交易手段与定价方式正在改变，市场供需双方的互动将越来越频繁，电网必须能够灵活地支持各种电能交易。
1.智能电网的定义
智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备，在坚强电网架构和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化，以及在非正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其它附加服务。
2.主要功能及特点
智能电网和传统电网相比，有很多不同的特征和优点，具体体现在以下这些方面：
2.1主要功能
（1）鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实时电价信息和洞中用电方案，促使用户主动选择与调整电能消费方式。
（2）最大限度兼容各类分布式发电和储能，使分布式电源和集中式大型电源相互补充。
（3）支持电力市场化，允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、实时电力交易等。
（4）满足电能质量需要，提供多种的质量-价格方案。
（5）实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成为基础，使电力资源和设备得到最有效的利用。
（6）抵御外界攻击。具有快速恢复能力，能够识别外界恶意攻击并加以抵御，确保供电安全。
2.2主要特点
（1）自愈和自适应。通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制，及时发现故障隐患，快速诊断、隔离、消除故障，自我恢复，避免发生大面积停电，提高电网运行的可靠性。
（2）安全可靠。更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。
（3）经济高效。采用先进的实时监测、在线控制技术和需求侧引导，实现电网的优化运行、电力设施检修智能化管理以及削峰填谷，增强电网输送能力，延长设备使用年限，提高能源利用效率。
（4）兼容。既能适应大电源的集中接入，也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
（5）与用户友好互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，从而提升电力系统的安全运行水平。
3.智能电网在国内外发展的现状
早在2003年美国电力研究院（EPRI）就已经将未来电网定义为“智能电网”。同年6月，美国能源部输配电办公室发布的“Grid 2030：电力的下一个100年的国家设想”的报告描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2008年美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；其他国家也纷纷启动智能电网相关研究和建设规划。日本政府计划在与电力公司协商后，于2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验；韩国计划在2011年前建立一个“智能电网”综合性试点项目，届时能提高该国环保能源的能力；澳大利亚政府在最新的预算案中已划拨1亿澳元用于智能电网建设。
与中国相比，德国人正在做着相反的事情：加速新能源的应用范围，最好令其无孔不入。美国发展智能电网重点在配电和用电侧，推动可再生能源发展，注重商业模式的创新和用户服务的提升。2009年2月，IBM与地中海岛国马耳他签署协议——双方将建立一个“智能公用系统”，以实现该国电网和供水系统的数字化，其中包括在电网中建立一个传感器网络。IBM将提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及碳的排放量。
4.智能电网的思考
由于智能电网的研究利用尚处于起步阶段，各国国情及资源分布不同，发展的方向和侧重点也不尽相同， 国际上对其还没有达成统一而明确的定义。根据目前的研究情况，智能电网就是为电网注入新技术，包括先进的通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和电力工程技术等，从而赋予电网某种人工智能，使其具有较强的应变能力，成为一个完全自动化的供电网络。
4.1智能电网的发展
纵观世界各国的发展历史，经历了电压等级由低到高，联网规模由小到大，资源配置能力由弱到强的客观规律，但这个规律是由经济发展、社会的发展及人民生活水平不断提高所决定，同时伴随着电力发展的大机组、超高压、特高压及能源的多样化、自动化、信息化导致了智能化的发展。当今全世界范围内，为了应对气候的变化、环境的变化，大力控制化学能源的发展，大力发展清洁能源，各种形式的分布式能源如雨后春笋般地发展起来，智能电网发展就将成为必然。
4.2科技突破的期待
科技的突破，是智能电网发展的关键。世界各国都在加紧基础研究，一个是关键技术研究，包括现代实用性研究、工程学科研究和社会学研究；第二个是亟待解决的问题，包括如何通过分布式微网的管理、储能及充放电的转换来解决太阳能、风能等新能源出现的问题，而这些问题的解决只能依靠科学的进步，这些研究始终伴随着技术的自动化、数据化、信息化、网络化的综合应用。
4.3标准体系的建立
科技的突破与标准紧紧相连，标准体系的建立也是我们的最大期待，不仅是我国的期待，也是全世界的期待。希望在结合各国实际的基础上建立国际化的标准体系。建立智能电网仅仅依靠技术的解决方案是不够的，还需要建立智能电网的标准体系，只有统一了标准体系，各国的电力企业、各国政府、社会制造业才能通力合作，加快电力智能标准建设。■
【参考文献】
[1]刘向阳.解放军总后勤部某研究所，2009.11.
[2]中国电力网，2009.10.
[3]刘琦琳.智能电网的现实意义[J].互联网周刊，2008.4.