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智能电网的定义范文1
0引言
智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，是节能减排、可持续和谐发展的必然要求。依托信息技术彻底改造现有的能源利用体系，改变电网的发展模式，提升电网的控制管理能力，密切电网与社会的关系，对于我国来说，具有重要的战略意义。信息化是发展建设统一坚强智能电网的基础和保障。对于智能电网而言，信息不仅是电网控制和电网企业管理的手段，而且更是引领了新的电网发展方向和发展模式，而信息集成是智能电网信息建设的主要基础工作和关键技术。
1智能电网信息化概述
1．1智能电网
智能电网(Smart Grid)目前虽无明确统一的定义，但却都有一个共通的基本思想，即智能电网是电网技术和智能信息网络系统相结合的产物。智能电网需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，整合系统中的数据，利用强大、高效的信息管理系统，提高电网的抗冲击能力和自愈功能，优化电网的运行和管理，做到供用电工作的安全、经济、可靠，进一步促进电网与社会的和谐、友好。
1．2智能电网信息技术特点
对电网企业而盲，信息流不再是电力流和业务流的辅助工具，而是电网企业的控制中枢和神经系统，是电力企业最有价值的资源。智能电网通过信息网络采集和传输电网状态信息和调度人员的命令信息，完成对电网的监控；通过及时连接的网络互动，实现智能电网调度决策的智能化和调度指令执行的自动化，使电网具有较强的抵御风险能力和自愈功能，整体提高电网的综合效率。
2智能电网的信息集成
2．1智能电网信息集成
信息集成需要解决的是企业经营活动所覆盖区域内复杂的、分布的、异构的信息资源的交换、转换、集成与共享。智能电网作为大型应用系统，进一步地对电网的各种生产运行信息和管理信息进行整合，并加强对电力业务的分析和优化，改变了传统的基于有限的、时间滞后的信息进行电网管理的方式，对于信息集成的需求非常强烈。
2．2智能电网信息集成目标
电力企业在不同的发展时期，根据各业务部门的特定需要，分别安装和开发了实现不同功能的应用系统。由于这些系统开发的时期和提供商不同，同时系统关心电力对象的不同方面、建模方法不同，使得这些应用系统成为相对孤立的“信息孤岛”，不能与其他系统交换数据或在电网范围内实现信息共享和集成。我国智能电网的实现不是要完全当前电网的运行模式，而是在传统电网基础上进行改进、发展和创新，因此，有必要分析当前电网信息集成存在的问题以及需要解决的问题(见表1)。
3智能电网信息集成平台框架
智能电网中信息描述和信息共享都应通过统一的标准来实现。对整个系统的信息描述与访问方法进行全面的定义和规范，满足通信规约的统一和电网设备的互操作性特性，这是实现信息集成的基础。要建设我国智能电网信息集成平台，需要从以下几个方面来研究。
3．1数据来源
智能电网数据主要是生产数据和管理数据。在技术层次上应重点关注生产运行相关数据采集和信息集成／共享，这些数据大多是实时的，变化频率快；在集成层次上应建设调度综合数据平台，实现调度业务相关信息的共享，然后与生产业务数据集成，为数据分析和优化打下基础，其中信息模型和数据标准的建立十分关键。
3．2信息集成架构
根据我国电网建设和发展情况，智能电网信息集成方式可在现有的结构方向上进行集成，即通过通信网络实现国家级信息调度平台、省级调度信息平台、地市级调度信息平台等的信息纵向集成，同时，在横向上大中型区域电网可分层分区通过网络连接，跨越地域，实现数据的统一建设、调用和分析。
3.2.1异构数据集成的目的是为了将不同的数据源数据整合在一起，给用户提供一个透明的统一视图。数据集成的核心是对不同的数据源数据的抽取、转换和装载(Extract、Transform、Load)。目前，比较主流的信息集成架构主要有以下几种方式。
(1)基于传统数据仓库的集成架构。利用数据仓库集成电力信息并实现数据挖掘，对于提高电网的服务水平有重要意义，同时对电网的规划发展也提供了决策支持。但是，这种架构数据更新不频繁，在反映实时信息的能力上存在不足。
(2)基于cORBA／DC0M的技术架构。基于C0RBA／DCoM集成方式的优点是相应规范和服务多。但是基本通信模式是C／S的同步请求／应答通信，系统间耦合程度低，跨平台能力有限。
(3)基于Web Service的数据集成架构。Web Service是建立可相互操作的分布式应用程序新平台，其特点是跨平台调用和接口可机器识别，使用简单对象访问协议(SimpleObjectAccess Protocol，SOAP)作为服务调用协议。各种组件模型都可以将数据包装成SOAP，通过SOAP进行相互调用。这正是电力信息集成技术未来的发展方向——面向服务的架构。智能电网信息集成中既有对实时信息的要求，也会存在着对历史数据的再现和分析，所以应当综合数据集成平台和数据仓库的方式形成智能电网的信息集成平台。
3．2．2信息集成平台
信息集成平台在不同的应用系统之间实现信息共享与交换，它提供了分布式计算环境下的多层客户／服务器模型以及具有跨平台、跨网络的透明通信框架的特点，通过软总线结构，把各种异构的存储信息、服务信息和界面信息，如同插件一样插入到信息总线中，以实现互操作及企业应用系统集成运行机制。信息集成平台目标能够实现企业级数据语义的统一管理，要实现此目标必须采用公用的信息模型。
3．3信息模型
信息模型是描述特定实物的数据结构，是对数据结构进行总结归纳的描述方式；元数据模型是抽象化的元数据，是一种标准化的、可扩展并支持互操作的模型。智能电网中信息资源丰富，数据来源多样，建立具有标准意义并可扩展的元数据模型(如公共信息模型CIM)是建立电力调度实时信息集成系统应用的关键。
3．3．1 CIM
CIM是IEC6l970的一个主要组成部分，提供电力系统的一个标准化定义。遵循这个标准，各个分布在不同地点的应用程序都可以共享信息平台数据，实现信息集成。它使用统一建模语言(uML—UnifiedModeling Language)，将电力系统中的实体对象表示为类和属性，并以类之间的关联表示这些实体对象的职责和协作关系，包括普遍化、关联、聚集关系等。CIM是国际化的通用标准，在建设我国智能电网模型时可对其适当优化，以适应我国电网的需要。
3．3．2源数据模型到CIM的映射
智能电网要实现数据的集成，必须将异构的信息模型转换为公共信息模型。当源数据模型与CIM存在差异时，可通过映射转换规则来对源数据模型和CIM进行映射，而源数据模型获得公共信息平台的信息，也通过映射转换规则来获得公共信息。可以利用元数据来实现这些异构信息资源的组织管理和共享服务以及异构系统数据模型的统一管理。
3．3．3信息
智能电网信息集成平台中形成CIM语义层进行模型统一化，而公共信息的、访问和交换则通过定义标准的程序接口来实现。智能电网信息平台对外提供方式，如cIS接口方式、文件方式(XML／RDF)以及API方式等。应用集成可通过开放API、适配器工作流工具等技术形式来实现跨系统的功能调用。
3．4信息展示
智能电网应采用门户系统提供信息的综合处理和展示服务，以用户定制的方式提供一站式信息访问。在门户系统内部从多个数据源获取数据，对外实现统一的输出和展现机制，将经过分析和优化处理后的信息以用户定制的方式展现和，信息展现方式呈现多样性，并可扩展。例如用户可以通过定制展现界面友好的Web方式，那么门户就提供访问Web方式。
3.5信息集成框架
通过以上分析，可以看出智能电网信息集成的目标是建立统一的信息平台来集成信息，利用数据平台的数据中心功能为数据的利用建立统一模型数据，整合异构信息，实现信息的畅通交换；将电网运行历史数据抽取存储于数据仓库中，利用数据挖掘技术提取有效信息，为企业决策提供支持；对于智能电网的应用系统进行跨平台跨系统的流程集成，提高电网企业的生产效率和管理效率。整个系统可设计为4层的架构来实现，即数据源层、信息集成平台、信息应用层和信息门户层。系统框架如图1所示。
3．5．1数据源层
数据源层主要是分布式的异构数据源，包括智能电网各种应用程序和组件的数据，尤其是遥信、遥测等实时数据。
3．5．2 CIM信息集成平台
信息集成平台主要负责将适配器转换的数据经过抽取、清洗、加载等过程进行集成，放人数据库中；负责公共模型CIM的定义和数据的管理；定义数据对外的方式，如CIS等。数据源适配器是将数据集成的请求转换为数据源能够识别的请求，提交执行，并将结果返回给集成平台，是实现信息集成的关键。对于新开发的数据结构，直接采用与公共信息模型一致的模型来管理，对于异构的系统则通过适配器将私有格式的数据转换成公共信息模型存储于信息平台，并通过适配器获得系统需求的信息。平台可采用XM L作为公共消息交换模式，以XML为数据载体进行消息交换，无需考虑数据传输机制以及数据形式。
3．5．3信息应用层
信息应用层包含的是集成后的数据应用的业务流程，包括智能调度、安全预警等流程，还包括从集成平台中抽取出历史数据，通过数据仓库，进行分析，以实现决策支持功能。
3．5．4信息门户层
信息门户层通过Web Service等方式来提供友好界面，各个级别的电网企业可通过信息门户来访问集成的信息，不必关心数据来源，实现信息交互和个性化服务等。
智能电网的定义范文2
【关键词】 智能电网 系统结构 发展趋势
1 智能电网的定义
电力系统专家对智能电网进行了深入的研究，由于研究重点不同，对智能电网的定义也有所区别。智能电网是数字电力系统概念的升级。智能电网通过分布式智能通信和高度集成的自动控制系统，保证市场交易的实时进行和电网各个环节的实时监控和双向互动，是一个完全智能化的供电网络。智能电网是个互动电网，是集合产业革命、技术革命和管理革命的综合性效率变革。智能配电网也是通信、控制、传感、计算机等技术在配电系统中应用的总和。
国家电网公司对世界智能电网的研究成果进行总结，根据我国的电力发展状况、能源分布和电力负荷承载特点，提出了中国式的智能电网发展思路：统一规划、统一标准、统一建设的原则，以特高压电网为主干网架，进行电网协调发展，建设具有自动化、信息化和互动化国家电网体系。建设的电网包括5大区域电网，包括全部的电网等级，由输电、配电、用电、发电、变电、调度等环节组成，形成一个经济高效、透明开放、坚强可靠、清洁环保的电网系统。
2 智能电网的结构分析
（1）智能电网的内涵。智能电网是在电力系统中的每个环节完成信息与通信技术的集成，提高电网的职能水平。智能电网的覆盖范围广泛，包括分散的分布式发电和整个电力市场的所有环节。因此，智能电网不仅仅是电网设备的技术升级，而是电力系统的运行技术的变革，这种变革将会对实现电力自动化产生深远的影响。
（2）发电系统。我国电网发展战略是以大型能源基地为依托，进行1000kV交流和±800kV直流构成的特高压电网建设，形成电网的“高速公路”，形成了大水电、大煤电、大核电和大型再生能源的规模化开发，实现了全国性的资源优化配置。智能电网建设不断深入，新能源发电具有广阔的发展空间，但总体上我国机装发电没有改变。随着资源的短缺和环境的污染加重，国家实施节能政策，电力机装将会发生改变，优质高效的能源将成为电力的主要能源，并在火电的装机容量中占有相当大的份额。智能电网将在机组调度、发电计划等方面发挥优势，实现电力资源的合理调配。
（3）输电系统。智能输电运行是智能电网组成部分。发展特高压是解决能源与负荷分布的矛盾和实现能源转移最为经济有效的方式。国家电网特高压骨干网的总体规划思路是：构建华北与华中电网核心，以西南水电和北方煤电开发为契机，建设贯通南北的百万伏级交流通道，构筑同步电网系统。我国电网电力总体上形成西电东送、北电南送的格局。智能输电运行优化管理系统广域动态监测系统、故障诊断分析系统、同步数据采集处理系统和实时在线报警系统。各区域性电网建立了保护系统，对电网进行动态监控，为智能输电的实现创造了条件。
（4）配电系统。智能电网的核心部分是配电网的智能化。配电网络的自动愈合功能和拓扑结构使未来智能电网的基础。城市的高楼大厦决定了配电的负荷密度高，限制了太阳能等分布式电源的发展。20kV在提高输电能力、提高供电质量、增加电力服务范围和减少电力损失等方面具有优势。因此，电压等级改造是智能电网的建设的必须。智能配电网供电可靠性高、电能质量好、支持大量的分布式电源接入和用户的能源管理，能够提高电网资源利用率和有效降低网损。智能化配电网在运行时能够提高电网的资产利用率，并且能对配电网设备进行可视化管理，实现配电网运行管理和停运管理的自动化与信息化，实现电力运营商与电力终端用户的信息互动。
3 关于智能电网发展的几点意见
3.1 智能电网建设的基础条件
目前我国发展智能电网的基本条件是：在宏观政策上，国家电网公司已经指定了“一特四大”的能源规划和电网结构，为智能电网的发电和输电环节进行了初步的规划。华东电网公司开展了高级调度中心、数字化变电站的研究以及统一数据平台的规划。江苏电网公司开展了20kV配电电网等级的研究，并建立了20kV的配电系统技术导则。各个区域电网都在建设广域测量系统（WAMS），为电网的动态监控创造了基本条件。
3.2 智能配电网试点城市的选择我国电网的特点和负荷增长的趋势决定了智能电网建设不能搞“一刀切”，应结合我国国情，选择合适的城市对智能配电网运营进行试点。试点范围应满足以下条件
（1）该区域内用户的智能化程度高，各种通信设备完善，智能建筑和智能小区建设已经完成；（2）试点规模适中，配电网自动化和电力通信水平高，技术比较成熟；（3）该区域现有负荷密度适中，负荷增长速度快；（4）电网运行灵活，供电可靠性高。
3.3 我国智能电网应优先建设的方面
首先建设双向、实时、可靠的全网双向通信系统，以承载智能电网的发展需求。在我国特高压电网的总体架构下，将现有的WAMS系统扩展改造成功能强大、动态实时的输电网监控系统，并通过通信网络向调度中心和配电网络提供实时的输电网信息。制定具有中国特色并与国际智能电网发展相接轨的标准规范，指导我国智能电网建设。在数字化变电站的基础上，建设具备远程监控、实时数据等优化性能的智能变电站。
4 智能电网的结构预测
我国城市化建设快速推进，用户电力系统的开发，通过安装智能电力测度表来实现家庭用电的智能化管理，形成了电力系统的智能小区和智能城市，随着新能源电力开发与网并技术的成熟，将越来越多的新能源连接到高压配电网中，新型能源基地通过输电网接入电力系统；在WAMS的基础上建设特高压输电网实施动态的保护与监控系统，在数字化变电站建设的基础上建设智能化控制中心。
参考文献：
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智能电网的定义范文3
【关键词】智能电网 智能变电技术 输变电
目前我国智能电网的发展方向是“坚强智能电网”，这要求我们需要结合我国的电网发展情况将特高压电网作为主要网络，将各级网络作为基础网络，并且需要通信网络等平台的支撑，促进我国电网向自动化、信息化等方向更好地发展。那么接下来，笔者将对智能电网当中的智能变电技术方面的问题进行简要的分析。
1 关于智能电网
1.1 我国智能电网的定义
智能电网就是将电网智能化，我们还称之为“电网2.0”，它的建成需要建立在集成、高速通信网络的基础之上，再通过先进的设备技术、先进的测量传感技术、先进的决策支持系统技术的应用及先进的控制方法的施行来将电网的安全性、可靠性、经济性、高效性、环境友好性和使用安全性的目标实现。
1.2 国际上关于智能电网的相关内容
世界上有很多国家都已经结合自身电网的特点、结构和相关的技术水平对职能电网进行了大量的研究和实践，特别是欧美等国家表现的最为突出。因为每个国家的电网结构都是毫不相同的，所以每个国家对于智能电网的定义和理解也是存在着差异的。美国能源局对智能电网做出这样的研究报告，智能电网需要具备七个特性，分别是激发电力用户主动参与电网运营、自我修复能力、有效抵御灾害的袭击、兼容多种发电蓄电形式、提供高质量电能、利于构建繁荣电力市场、优化电网运行。
2 智能电网中的智能输电技术
2.1 特高也输电技术
特高压输电技术主要包括两个种类，一种是特高压交流输电技术，一种是高压直流输电技术。特高压交流输电技术是1000kV或1000kV以上等级的电压交流输电工程及其相关的技术。输送容量、输送距离、节约占地走廊和降低线路损耗是特高压交流输电技术的优势和特点。它的关键技术大概有五个方面：①可以对过压电的深度进行控制，一般都是采用断路器、并联电抗器、高性能的避雷器等；②应用了有机外绝缘这种新技术，采用了高强度瓷、玻璃绝缘子、特高压复合绝缘子等；③有效控制电磁环境，这可以将噪声的影响，电磁辐射的影响、电晕损失等有效地降低；④大规模仿真运算特高压稳定的水平，它可以对电网的运行性能进行评估，对电网的运行策略进行制定；⑤特高压交流专用设备的应用。比如高压并联电抗器、特高压专用单体式单相变压器等。
2.2 柔性输电技术
关于柔性输电技术，它也包含交流方面和直流方面的输电技术两种。柔流输电的一个主要特点就是对电子设备的大量采用，比如它对晶闸管控制串联电容器、可控并联电抗器、静止无功补偿器等的采用都可以说明这个问题。采用电力电子器件或设备能够将其无功补偿和电能质量方面的优势突出地体现。柔性直流输电系统的基础性技术是PWM技术和VSC技术，它是新型的直流输电技术，引入了目前比较先进的电力电子设备。在转换和控制这两个方面，将它的优势体现的十分突出。比如，柔性直流输电系统能在无需外加的环相电压和无源环流方式下进行工作，它一方面可以对有功功率进行精确地控制，另一方面还能够对无功功率做出有效的控制，是一种非常理想的输电技术。
3 智能电网中的只能变电技术
3.1 智能感应技术的运用
如果想要对智能电网这样复杂而又庞大的系统进行有效的控制，首先我们需要对全局进行有效的观测，其次要获得有效的设备信息和准确的运行状况。目前有很多先进的感应器，诸如无线感应器、智能感应器、光纤感应器等等。这些感应器都智能电网所必须的技术支持，可以在智能变电站的多种设备运行环境之下发挥出重要的作用，并且能够根据设备的需要，将变电器所需要的各种相关的信息获取出来。
3.2 智能设备和智能装置的运用
智能电网需要广泛采用智能设备和智能装置这一方面的装备。这是智能电网能够有效工作的一个必然选择。对于智能设备和智能装置的采用，主要覆盖了整个电力系统配电、发电、输电、变电等各个环节的应用。但是采用智能设备和智能装置最多的却是智能变电站。在智能变电站方面，其各个元件都是一个独立的节点，这些节点又成为了智能电网的组成部分。将网络化、数字化、可视化、功能一体化等功能结合起来就是智能设备所需要的性能，当然还需要将控制器和传感器的部件和本体做出一体化的设计。变压器、断路器和互感器也要做出一体化的设计，还有控制、保护、设计、测量、计量等也是这样。这些都是新技术优越性的体现，也是智能电网变电技术的必然要求。
4 结语
在本研究当中，笔者主要针对智能电网当中的智能变电技术方面的相关问题作出了简要的分析。虽然在国际上，对于智能电网的理解和定义方面的问题还存在着不同的解释，但是有一个共同的特点，那就是都强调了电网智能性的特点。我国的智能电网将我国电网的结构特点和技术水平有机结合了起来，我们有自己的发展方向，也有自己的发展基础。目前，我国智能电网中的输变电技术已经涵盖了很多方面的技术，但是其关键技术还是一个有待解决的问题。所以，为了更好地促进我国电网技术的发展，笔者认为相关的工作人员还需要进一步加大研究的力度。
参考文献
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智能电网的定义范文4
关键词:智能电网继电保护影响
中图分类号：TU856文献标识码： A
智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统重大科技创新和发展趋势。作为全球最大的公用事业企业,国家电网公司根据我国特高压电网建设规划,结合大力发展风电等清洁新能源政策,充分考虑世界电网发展新趋势及我国电网现状,提出了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为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网的战略发展目标;形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五项内涵、六个应用环节”的发展战略框架;制定了从发电到用户各应用环节和通信信息平台的发展路线;明确了总体发展目标、分阶段建设目标和重点工程,并对社会综合经济效益进行了初步分析评估。
智能电网将极大地改变传统电力系统的形态,电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用,必然对电力系统继电保护带来影响。
1 智能电网的定义和特点
尽管各国专家针对提高电网智能化水平及等级已经达成共识,但是,智能电网仍处于起步研究阶段,尚无明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,各国的电网企业和组织均以自己的方式理解智能电网。对智能电网进行研究和实践,各国智能电网发展的思路和重点也各不相同。因此,智能电网的概念处于不断丰富、发展阶段。
1.1 美国
美国电力科学研究院定义的智能电网可以描述为以下5个主要特征。
a.自愈性
复杂的电网监控系统能够预测并及时应对系统问题以避免或减少故障失电和电压不稳等电力供应质量问题。
b.安全性
电网可以在自然状态和计算机监控状态下更安全运行,新技术的应用和新设备的配置能够更好地识别和应对人为破坏及自然侵害。
c.兼容性
电网能够支持广泛分散电源的使用。标准化的电力网络通信平台和通信界面接点将使用户可以就地连接燃料电池、风能、生物能等可再生能源发电及其它分散的电源,并以简单的“即插即用”方式使用。
d.交互性
用户可以更好地控制自己的用电设备、装置,无论是家庭用户还是工商业用户,电网将与智能建筑物的能源管理系统相连,以帮助用户管理其能源使用,并减少能耗开销。
e.高效性
电网将达到更优化的输配量比,从而减少电力成本。电网的升级将提高输电网的输送能力,使输送容量最优化,减少损耗,使最低成本发电的电源得到最高利用率。同时可以更好地协调电力输送与
当地负荷的匹配、地区间能源流动与通信传输量之间的关系。
1.2 欧盟
欧盟委员会将智能电网的特性概括为:一是灵活性,满足用户对电力的多样化需求;二是易接入性,保证所有用户都可接入电网,尤其是高效清洁的太阳能、生物能等可再生能源发电能够就地入网;三是可靠性,提高电力供应的可靠性与安全性;四是经济性,通过改革及竞争调节实现最有效的能源管理,提高电网的经济效益。
1.3 我国国家电网公司
国家电网公司对坚强智能电网的基本特征的定义为技术上体现信息化、数字化、自动化、互动化;管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。信息化是坚强智能电网的实施基础,实现实时及非实时信息的高度集成、共享与利用;数字化是坚强智能电网的主要实现形式,定量描述电网对象、结构、特性及状态,实现各类信息的精确高效采集与传输;自动化是坚强智能电网的重要实现手段,依靠先进的自动控制策略,实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升;互动化是坚强智能电网的内在要求,实现电源、电网和用户的友好互动和相互协调。坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动是坚强智能电网的基本内涵。坚强可靠是具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应能力;经济高效是提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;清洁环保,促进可再生能源开发和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;透明开放是电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;友好互动是实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。
2 智能电网对继电保护的影响
智能电网是以物理电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型网络。作为电力系统安全稳定第一道防线的继电保护,按传统电网进行设计和配置不能适应于智能电网。智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用。
a.数字化
智能电网的一个重要特征是数字化,对继电保护而言:一是测量手段的数字化,广泛采用电子式互感器和数字接口;二是信息传输方式的数字化,传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。
电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量,体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好,不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性,能很好地将电力系统运行状态信号传到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广,传统的互感器将逐步退出运行。
电子式互感器采用网络接口,通过网络保护装置和智能断路器连接,大大简化了二次回路接线,易于维护。
b.网络化
近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开,已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。
数字化变电站最大的特点是IEC61850采用分布分层的结构体系,面向对象的数据统一建模,数据自描述,采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术,实现智能设备间的互操作能力,面向未来的开放体系结构。
对继电保护来说,数字化变电站的网络化带来了2方面的变革:一是信息获取,虽然继电保护主保护的功能仍然是“自扫门前雪”,但由于网络数据传输的共享性,可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息);二是信息发送,由于采用带数字接口的智能断路器,跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。
c.广域化
近年来,随着我国电网信息化进程不断推进,大多数网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设,继电保护信息专用网络也已初步建成,将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务,但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。
d.输电灵活化
智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高,控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外,我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。
电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性,使现有继电保护装置面临较大考验。
3 值得关注的继电保护相关问题
近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展,继电保护装置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本满足。我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。
智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相关的研究工作。
a.利用数字化提高保护性能
互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。如何简化继电保护的辅助功能,利用数字化传感器提高继电保护的整体性能,是未来继电保护发展需要研究的核心问题。
b.网络化将改变继电保护的配置形态
基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介,利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能,利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时,也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同,控制信号传输网络的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。
c.提高安全自动装置性能
PMU和WAMS网络为电力系统防御和紧急控制提供广域信息,能够利用其已建成的网络,提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能,改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则,使其能够在某些情况下及时判断系统故障,采取措施避免大停电等恶性事故的发生。
d.继电保护新原理与新技术
风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性,使电网接入安全问题日益受到重视,相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征,研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。
e.在线整定技术
自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用,限于条件,传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整,不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。
4 结束语
智能电网的建设是电力系统的一次重要变革,是电网未来的发展方向。如今,智能电网的建设已经开始,建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入,继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展,跟进电网建设步伐,为智能电网建设提供技术支持。
参考文献:
智能电网的定义范文5
【关键词】智能电子电能表；四象限无功；电费核算
一、无功功率与四象限无功的定义
（1）无功功率的定义。无功功率就是在具有电感或电容的电路中，电感或电容在半周期的时间内将存储的磁场（电场）能量传递给电源，与电源进行能量交换，并未真正消耗能量，与电源交换能量的速率的振幅称为无功功率。（2）四象限无功的定义。根据电力部行业标准DL/T645—1997，智能电能表通信规约对电能测量四象限的定义如图1。
图1 图2
A-有功电能；R-无功电能；RL-感性无功电能；RC-容性无功电能。先把测量平面用竖轴和横轴划分为四个象限。右上角为I象限，右下角为II象限，依此按顺时针方向为III、Ⅳ象限。竖轴向上表示输入有功（+A），竖轴向下表示输出有功（-A），横轴向右表示输入无功（+R），横轴向右表示输出无功（-R）。应注意的是此处的输入、输出均是针对客户侧而言。电压向量用U表示，固定在竖轴上。瞬时电流用I表示，其位置表示当前电能的输送方向。
在四象限无功图1上，上半图（I、Ⅳ象限）表示了这些情况。对于发电用户来讲，用户是一台发电机，吸收正无功相当于欠励磁，输出无功相当于过励磁。在四象限无功图1上，下半图（Ⅱ、Ⅲ象限）表示了这些情况。四象限无功的含义是：I象限：输入有功功率（+A），输入无功功率（+ RL）；II象限：输出有功功率（-A），输入无功功率（+ RC）；III象限：输出有功功率（-A），输出无功功率（- RL）；IV象限：输入有功功率（+A），输出无功功率（-RC）。
二、四角限无功在在日常抄表和电费核算中的实际应用
在实际工作中，智能电表上通常用图2所示进行标注，用无功Q表示横轴，用有功P表示竖轴，结合工作实际中的智能电表，对四象限的无功进行以下描述。Ⅰ象限：P>0，Q>0，表明电网向客户输出有功功率，无功功率，客户侧为感性负载。客户用的无功功率越少，功率因数越高，客户的经济效益越高。Ⅱ象限：P0，表明客户有发电机，向电网输出有功功率，并且客户从电网吸收无功功率。Ⅲ象限：P
智能电网的定义范文6
动力来源。造成了从发电到输配，从升降压到用户使用端各个环节，新增了大量的设备。原
有的检测、运行、维修的方式已经不能适应，这样就需要提升电力电网的自动化程度。这次
行业变革我们和世界是同步的，所以作为专业从业人员必须对学习、掌握和运用新技术，有
时不我待的紧迫感。
关键字：环保、成本、智能电网、世界同步、发展方向
中图分类号：C35文献标识码：A
绿色节能的主题在全球范围内已达成共识，为了减少温室气体排
放，推动低碳经济发展。大规模开发利用清洁能源成为发展方向，更
多的以电力为能源的电力设施将更广泛的应用在我们生活的各个领
域。这样就造成输配线路上的节点大量增加，随之就要求电力系统增
加大量的检测、运行、维修人员，这样不但增大了运行成本，而且人
为延长了排除故障的时间，造成更大的经济损失。因此智能电网技术
就有了用武之地，成为当今电力技术发展的前沿。
智能电网（smartpowergrids），就是电网的智能化技术，是建立
在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的设备和控制技术，
实现电网的可靠、安全、经济、高效运行。从而达到环境友好和能源
节约的目标。
坚强智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的
精确定义。美国能源部《Grid2030》定义：一个完全自动化的电力
传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端
用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
中国科学院电工研究所将智能电网定义为包括各种发电设备、输
配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传
感测量技术、网络技术、通讯技术、计量技术、自动化与智能控制技
术等与物理电网高度集成而形成的新型电网。
其技术大致可分为四个领域：高级量测体系、高级配电运行、高
级输电运行和高级资产管理。
1.高级量测体系主要作用是授权给用户，使输配系统同负荷建立
起联系，使用户能够支持电网的运行；
2.高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实
现大面积连锁故障的预防；
3.高级输电运行主要作用是强调阻塞风险管理和降低大规模停
运造成的损失；
4.高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备
“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理改进
电网的运行效率。
建成和使用智能电网的重要意义体现在以下几个方面：
（1）具备强大的资源优化配置能力。我国智能电网建成后，将
实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、
大容量、低损耗、高效率输送。
（2）具备更高的安全稳定运行水平。具备抵御突发性事件和严
重故障的能力，能够有效避免大范围连锁故障的发生，显著提高供电
可靠性，减少停电损失。
（3）适应并促进清洁能源发展。对清洁能源并网的运行控制能
力将显著提升，使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方
式。
（4）实现高度智能化的电网调度。实现电网在线智能分析、预
警和决策，以及各类新型发输电技术设备的高效调控的精益化控制。
（5）满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。
（6）实现电网资产高效利用和全寿命周期管理。
（7）实现电力用户与电网之间的便捷互动，有效平衡电网负荷，
降低负荷峰谷差，减少电网及电源建设成本。
（8）促进电网相关产业的快速发展。
智能电网的建立是一个巨大的历史性工程。目前全世界范围有
很多结构复杂的智能电网项目正在进行中，但缺口仍是巨大的。对于
智能电网技术的提供者来说，所面临的推动发展的挑战是配电网络系
统升级、配电站自动化和电力运输、智能电网网络和智能仪表等各个
环节的提升换代。
根据派克调查机构的最新报告，智能电网技术市场将从2012年
的330亿美元增长到2020年的730亿美元，8年间，市场累积达到
4940亿美元。《中国智能电网行业市场前瞻与投资战略规划分析前
瞻》中指出，我国在“十二五”期间将建成“三纵三横一环网”的特
高压交流线，并建设11项特高压直流输电工程，投资额高达5000亿
元;“十三五”期间投资虽略有放缓，投资额度也达到2500亿元。
到2015年，国家电网大范围、远距离的输电能力将达到2.5亿
千瓦，每年输送电量1.15万亿千瓦时，可支撑新增1.45亿千瓦的清
洁能源发电消纳和送出，能够满足超过100万辆电动汽车的使用要
求，电网的资源优化配置能力、经济运行效率、安全水平和智能化水
平将得到全面提升。从广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁
能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发
电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。
下面介绍一下智能电网技术的发展历程。首先2005年，美国人
坎贝尔，利用智能大楼里的用电器互相协调，减少大楼在用电高峰期
的用电量。这个赋予电器于智能技术，直接节约了大笔电费开支。
2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全
的电能策略》强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键
技术和发展方向。这时候的智能电网就指向了输配电过程中的自动化
技术。
2006年中期，一家名叫“网点“(GridPoint)的公司开始出售一
种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以看作智能电网中的一
个信息传输的组成部分。
2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业
合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象比喻为电力系统
的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字
控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地
恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。可
以看作为智能电网制定的最初的行业标准，标志着智能电网概念的正
式诞生。
2009年，地中海岛国马耳他公布了和IBM达成的协议，双方同意
建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM
及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表，这样
马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电
的用户。这个工程价值高达7000万欧元，其中包括在电网中建立一
个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础
设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜
在问题，降低成本以及碳密集型发电厂的排放量。
同时中国对发展坚强智能电网，提出了分三个推进阶段具体目
标：
2009～2010年为规划试点阶段，重点开展智能电网发展规划的编
制工作，开展各个环节的试点工作；
2011～2015年为全面建设阶段，加快特高压电网和城乡电网建
设，实现重大突破和广泛应用；
2016～2020年为引领提升阶段，全面建成统一坚强智能电网，电
网在服务清洁能源开发，保障能源供应与安全，促进经济社会发展中
将发挥更加重要的作用。
伴随着，2010年1月，中国国家电网公司制定了《关于加快推进
坚强智能电网建设的意见》，确定了建设坚强智能电网的基本原则和
总体目标。2011年3月，国家电网750kV延安洛川智能变电站成功
投运，是当时世界上电压等级最高的智能变电站。这些阶段性目标的
完成，标志着中国电力行业正向着第二、第三阶段目标的胜利快速前
进着。
太阳能风能
地热能核能
随着大规模可再生能源和清洁能源投资建设，可以在多方面带来
收益和效益。在电力系统方面。可以节约系统有效装机容量；降低系
统总发电燃料费用；提高电网设备利用效率，减少建设投资；提升电
网输送效率，降低线损。在节能与环境方面，可以提高能源利用效率，
带来节能减排效益；促进清洁能源开发，实现替代减排效益；提升土
地资源整体利用率，节约土地占用。在社会效益方面。可以带动经济
发展，拉动就业；保障能源供应安全；变输煤为输电，提高能源转换
效率，减少交通运输压力。
因为我们正处在与欧美发达国家相同的起跑线上，从发电到储
能，从特高压输配到用户变配电站建设，从输配硬件设备到监控软件
技术，全方位提升的技术革新时代。没有成熟的经验可以借鉴。我们
作为电气技术专业从业人员，包括大学、研究生教育领域，要紧跟时
代脉搏。了解政策导向，学习新技术，勇于实践，掌握新设备，对于
各个环节需要深度研究，及时总结新经验，为国家发展贡献每个人的
一份力量。是我们每一个青年知识分子和技术人员的的责任和义务。
索引资料：
1．智能电网：国内投资积极储能技术待突破．中国经济导报
2．"十二五"我国将初步建成世界一流的坚强智能电网．中央政府门户网站
3．5000亿建强智能电网引发世界关注．中国移动物联网
4．智能电网未来发展方向．电气自动化技术网
5．2012年智能电网在中国发展前景展望．中国城市低碳经济网
