智能电网技术.docx

智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网20',它是建立在集成的、高速 双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设施技术、先进的掌握 方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的牢靠、平安、经济、高效、环 境友好和使用平安的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵挡攻击、供应 满意21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以 及资产的优化高效运行。美国电力科学讨论院将智能电网定义为：一个由众多自动化的输电和配电系统构 成的电力系统，以协调、有效和牢靠的方式实现全部的电网运作，具有自愈功能；快 速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、平安和敏捷的 信息流，为用户供应牢靠、经济的电力服务。编辑本段1基本简介智能电网概念的进展有3个里程碑：第一个就是2006年，美国强L公司提出的“智能电网”解决方案。旧M的智能电 网主要是解决电网平安运行、提高牢靠性，从其在中国发布的建设智能电网创新运 营管理一中国电力进展的新思路白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面: 一是通过传感器连接资产和设施提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集 体系；三是进行分析的力量，即依据已经把握的数据进行相关分析: 以优化运行和管 理。该方案供应了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管 理，为相关企业提高运行效率及牢靠性、降低本钱描绘了一个蓝图。是旧M一个市 场推广策略。其次个是奥巴立刻任后提出的能源方案,除了以公布的方案，美国还将着重集中 对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障修理的电网系统进行升级换代，建立美 国横跨四个时区的统一电网；进展智能电网产业，最大限度发挥美国我国电网的价值 和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理;全面推动分布式能 源管理，制造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，一个是由于美国电网设施比拟落后， 急需进行更新改造，提高电网运营的牢靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融 危机的泥潭；三是提高能源采用效率。第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。互动电网，英文为Interactive Smart Grid,它将智能电网的含义涵盖其中。互动电网定义为：在开放和互联的信息 模式基础上，通过加载系统数字设施和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供 电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、 分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它 将再造电网的信息回路，构建用户新型的反响方式，推动电网整体转型为节能基础设 施，提高能源效率，降低客户本钱，削减温室气体排放，制造电网价值的最大化。互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和 即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的 自动掌握行动称为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生， 修改系统设置、状态和潮流以防止猜想问题的发生。(5)为运行人员供应信息和选择先进掌握技术不仅给掌握装置供应动作信号，而且也为运行人员供应信息。掌握 系统提供的大量数据不仅对自身有用，而且对系统运行人员也有很大的应用价值，而 且这些数据帮助运行人员进行决策。编辑本段1支持技术百万伏级特高压沟通工程黄河大跨越工程开头紧急布线。决策支持技术将简单的电力系统数据转化为系统运行人员一目了然的可理解的 信息，因此动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展现技术用来关心 系统运行人员熟悉、分析和处理紧急问题。在很多状况下，系统运行人员做出决策的时间从小时缩短到分钟，甚至到秒，这 样智能电网需要一个宽阔的、无缝的、实时的应用系统、工具和培训，以使电网运行 人员和管理者能够快速的做出决策。(1)可视化一决策支持技术采用大量的数据并将其裁剪成格式化的、时间段和 按技术分类的最关键的数据给电网运行人员，可视化技术将这些数据展现为运行人员 可以快速把握的可视的格式，以便运行人员分析和决策。(2)决策支持一决策支持技术确定了现有的、正在进展的以及猜想的问题，供 应决策支持的分析，并展现系统运行人员需要的各种状况、多种的选择以及每一种选 择胜利和失败的可能性。(3)调度员培训一采用决策支持技术工具以及行业内认证的软件的动态仿真器 将显著的提高系统调度员的技能和水平。(4)用户决策一需求响应(DR)系统以很简单理解的方式为用户供应信息，使 他们能够打算如何以及何时购买、储存或生产电力。(5)提高运行效率一当决策支持技术与现有的资产管理过程集成后，管理者和 用户就能够提高电网运行、修理和规划的效率和有效性。编辑本段标准体系目前IEEE致力于制定一套智能电网的标准和互通原那么(IEEEP2030),主要内 容在于以下三个方面:电力工程(powerengineering),信息技术(informationtech nology)和互通合同(communications)等方面标准和原那么。除IEEE外，国际电工委员会（IEC）也在发挥重要作用，美国我国标准与技术 讨论院 NIST （National Institute of Standards and Technology）协调各部门之间 的合作。参加标准制定的15家机构分别负责标准制定的不同环节。IEEE主要致力于互通入网过程的标准，如各个能量源头如何与整个智能电网链 接，计量设施的接入（如电表）和时间同步性的标准等。美国机动车工程师学会（S AE）那么主要关注机动车接入网络的标准，IEC那么负责信息自动化的模式和环境标准。2009年5月18日，美国商务部长骆家辉和能源部长朱棣文联合宣布了美国智能 电网建设的第一批标准（见表1）表1首批16个智能电网行业标准标准应用AMI-SEC 系 统平安性需 求先进的量测 基础设施（A Ml）和智能电 网端到端平 安性ANSI C12.1 9/MC1219收益量测信 息模型BACnet ANSI ASHRAE135-2022/ISO 16484-5建筑自动化DNP3变电和馈电 设施自动化IEC 60870-6 / TASE.2内部掌握中 心通信IEC 61850变电自动化 与保护IEC 61968/61970应用层面能 源管理系统 界面IEC 62351Parts 1-8电力系统掌 握操作的信 息平安IEEE C37.118相量测量（PMU）通信IEEE 1547电力公司与 分布式发电(DG)之间 的物理与电 气互联IEEE 1686-2007智能电子设 施(lEDs)的平安NERC CIP002-009大型电力系 统的网络平 安标准NIST Speci al Publicatio n (SP) 800- 53, NIST S P 800-82联邦信息系 统的网络平 安标准与指 南，包括大型 电力系统Open ADR(开放自动 需求响应)价格反响灵 敏和直接负 载掌握Open HAN家庭区域网(HAN)设施 通信、测量和 掌握ZigBee/Hom e Plug Sma rt Energy P rofile家庭区域网 设施通信和 信息模型进展一种新的模式，肯定要立足于实际，要比过去更好用，更便捷，更高效，立 足于进展中国自己的标准。绝不能为了概念的哗众取宠，取个新名词，弄几个功能拚 凑一下，这不叫新技术。视、智能家电掌握和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富有电能的回售；可以 整合系统中的数据，完善中心电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现 各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互 动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的牢靠性、可用性和综 合效率。互动电网既是下一代全球电网的基本模式，也是中国电网现代化的核心实际上，互动电网的本质就是能源替代、兼容采用和互动经济。从技术上讲，互 动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是配电网技 术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，对于推动 新技术革命具有直接的综合效果。由此，智能电网具备牢靠、自愈、经济、兼容、集 成和平安等特点。我以为：互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术 手段大规模推开工业革命最重要财产一电网体系得革新和升级，建立消费者和电网管 理者之间的互动。互动电网的运转功效和社会意义互动电网学说的本质，就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推开工业 革命的最重要资产一一电网体系的革新和升级，建立消费者和电网管理者之间的互 动。互动电网的功效包括：一是智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动 态的浮动电价制度；二是可以采用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设施的运 行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进 行准时调度，平衡电力供应缺口，从而到达对整个电力系统运行的优化管理；三是智 能电网能够将新型可替代能源接入电网，比方太阳能、风能、地热能等，实现分布式 能源管理；四是可以提高供电效率，削减能量损耗，改善供电质量，解决电网商业化 运转；五是智能电表可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进 行通信、宽带业务或传播电视信号。为此，IT产业的深度革命和能源革命将成为挛生兄弟，智能电网改革将推动全球 能源革命的深度集中。通过建筑互动的电网，将推动IT革命进入创新阶段；将为消 费者供应更好的削减能源消耗的路径；将为整个社会节省本钱、降低温室气体排放， 并促进绿色经济占统治地位。武建东认为，定义一个概念解放一个时代，把握一个概念焕发一个行业的潜能， 而界定电网信息化的概念是确定一个我国电网现代化的基本前提。中国电网升级化路 线应当定义为互动电网的变革，互动电网的进展是全球工业和信息业的一次新产业革 命、技术革命和管理革命，应当以此为基础制定中国高起点的电网现代化的战略进展 路线。历史进展2005年，坎贝尔创造了一种技术,采用的是（Swarm群体行为）原理，让大楼 里的电器相互协调，削减大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔创造了一种无线掌握器, 与大楼的各个电器相连，并实现有效掌握。比方，一台空调运转15分钟，以把室内 温度维持在24；而此外两台空调可能会在保证室内温度的前提下，停运15分钟。这样，在不牺牲每个个体的前提下，整个大楼的节能目标便可以实现。这个技术给予 电器于智能，提高能源的采用效率。2006年欧盟理事会的能源绿皮书欧洲可持续的、竞争的和平安的电能策略(A European Strategy forSustainable, Competitive and SecureEnergy)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进展方向。这时候的智能电网应当 是指输配电过程中的自动化技术。2006年中期，一家名叫“网点”(GridPoint)的公司最近开头出售一种可用于监测家 用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电 子产品具有了一局部交互能够，可以看作智能电网中的一个基础设施。2006年，美国旧M公司曾与全球电力专业讨论机构、电力企业合作开发了“智 能电网”解决方案。这一方案被形象比方为电力系统的“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。这 个可以看作智能电网最完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性讨论工程，并规划了从202 2年至2030年的“三步走”战略，即：在2022年初步建成电网高级调度中心，2022 年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈力量的智能 电网。该工程的启动标志着史国开头进入智能电网领域。2022年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城 市，每户家庭都支配了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事 情，比方洗衣服、烫衣服等支配在电价低的时间段。电表还可以关心人们优先使用风 电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电状况。一旦有问题 消失，可以重新配备电力。2022年9月Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清 洁能源业务，核心是为美国打造我国智能电网。2009年1月25日美国白宫最新发布的复苏方案尺度报告宣布：将铺设或更 新3000英里输电线路，并为4000万美我国庭安装智能电表美国行将推动互动 电网的整体革命。2月2日独能源问题专家武建东在全面推互动电网革命拉动经济 创新转型的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。2009年2月4日，地中海岛国马耳他在周三公布了和旧M达成的合同，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。旧M及其合作伙伴将 会把马耳他2万个一般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嘉奖节省用电的用户。这个工程价值高达9100万美元(合 7000万欧兀)，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供应相关数据，让电厂能更有效地进行电力安排并 检测到潜在问题。旧M将会供应分析数据的软件，关心电厂觉察机会，降低成 本以及该国碳密集型发电厂的排放量。2009年2月10日，/歌表示已开头测试名为谷歌电表(PowerMeter )的用电 监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设 施。2022年2月28日，作为华北公司智能化电网建设的一局部华北电网稳态、 动态、暂态三位一体平安防范及全过程发电掌握系统在京通过专家组的验收。这套系 统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统 高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行状 况的全景监视并猎取帮助决策支持。此外，该系统通过搭建并网电厂管理考核和帮助 服务市场品质分析平台，能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水 平。美国谷歌2009年3月3日向美国议会进言，要求在建设“智能电网(Smart Gri d) ”时采纳非垄断性标准。编辑本段智能电网的结构从广义上来说，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、用电设施功率优化负荷平衡的智能技术系 统。下列图1-1展现了将来智能电网的基本结构，电能不仅从集中式发电厂流向输电网、 配电网直至用户，同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源：太阳能、风能、 燃料电池、电动汽车等等；此外，高速、双向的通信系统实现了掌握中心与电网设施 之间的信息交互，高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的平安、稳定和优化运 行。编辑本段1智能目标智能电网的目标是实现电网运行的牢靠、平安、经济、高效、环境友好和使用平 安，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。智能电网必需更加牢靠一智能 电网不管用户在何时何地，都能供应牢靠的电力供应。它对电网可能消失的问题提出 充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就 能实行有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。智能电网必需更加平安一智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会消失大 面积停电或者不会付出昂扬的恢复费用。它更不简单受到自然灾难的影响。智能电网 必需更加经济一智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公正且供应充分。智 能电网必需更加高效一智能电网采用投资，掌握本钱，削减电力输送和安排的损耗， 电力生产和资产采用更加高效。通过掌握潮流的方法，以削减输送功率拥堵和允许低 本钱的电源包括可再生能源的接入。智能电网必需更加环境友好一智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过 程中的创新来削减对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的状况下， 在将来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，削减对景观的实际影响。智能 电网必需是使用平安的一智能电网必需不能损害到公众或电网工人，也就是对电力的 使用必需是平安的。编辑本段1主要特征智能电网包括八个方面的主要特征，这些特征从功能上描述了电网的特性，而不 是最终应用的详细技术，它们形成了智能电网完整的景象。智能电网是自愈电网。“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并 且在很少或不用人为干预的状况下可以使系统快速恢复到正常运行状态，从而几乎不 中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电 网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以猜想电网可能消失的问 题，觉察已经存在的或正在进展的问题，并马上实行措施加以掌握或订正。自愈电网 确保了电网的牢靠性、平安性、电能质量和效率。自愈电网将尽量削减供电服务中断, 充分应用数据猎取技术，执行决策支持算法，避开或限制电力供应的中断，快速恢复 供电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设施、发电厂和线路; 实时应急分析将确定电网整体的健康水平，触发可能导致电网故障进展的早期预警， 确定是否需要马上进行检查或实行相应的措施；和本地和远程设施的通信将关心分析 故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不盼望的系统状态，基于这些分析，实行 适当的掌握行动。自愈电网常常应用连接多个电源的网络设计方式。当消失故障或发 生其他的问题时，在电网设施中的先进的传感器确定故障并和四周的设施进行通信， 以切除故障元件或将用户快速地切换到此外的牢靠的电源上，同时传感器还有检测故 障前兆的力量，在故障实际发生前，将设施状况告知系统，系统就会准时地提出预警 信息。智能电网激励和包括用户。在智能电网中，用户将是电力系统不行分割的一局部。 鼓舞和促进用户参加电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能电网 的角度来看，用户的需求完全是另一种可管理的资源，它将有助于平衡供求关系，确 保系统的牢靠性；从用户的角度来看，电力消费是一种经济的选择，通过参加电网的 运行和管理，修正其使用和购买电力的方式，从而获得实实在在的好处。在智能电网 中，用户将依据其电力需求和电力系统满意其需求的力量的平衡来调整其消费。同时 需求响应（DR）方案将满意用户在能源购买中有更多项选择择的基本需求，削减或转移 高峰电力需求的力量使电力公司尽量削减资本开支和营运开支，通过降低线损和削减 效率低下的调峰电厂的运营，同时也供应了大量的环境效益。在智能电网中，和用户 建立的双向实时的通信系统是实现鼓舞和促进用户乐观参加电力系统运行和管理的 基础。实时通知用户其电力消费的本钱、实时电价、电网目前的状况、方案停电信息 以及其他一些服务的信息，同时用户也可以依据这些信息制定自己的电力使用的方 案。智能电网将抵挡攻击。电网的平安性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的 脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展现被攻击后快速 恢复的力量，甚至是从那些决心坚决和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设 计和运行都将阻挡攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能 同时承受对电力系统的几个局部的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的 平安策略将包含威慑、预防、检测、反响，以尽量削减和减轻对电网和经济进展的影 响。不管是物理攻击还是网络攻击，智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威 逼信息的亲密沟通，在电网规划中强调平安风险，加强网络平安等手段，提高智能电 网抵挡风险的力量。智能电网供应满意21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、 频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。由于用电设施的数字化， 对电能质量越来越敏感，电能质量问题可以导致生产线的停产，对社会经济进展具有 重大的损失，因此供应能满意21世纪用户需求的电能质量是智能电网的又一重要特 征。但是电能质量问题又不是电力公司一家的问题，因此需要制定新的电能质量标准, 对电能质量进行分级，由于并非全部的商业企业用户和居民用户，都需要相同的电能 质量。电能质量的分级可以从“标准”到“优质”，取决于消费者的需求，它将在一个合 理的价格水平上平衡负载的敏感度与供电的电能质量。智能电网将以不同的价格水平 供应不同等级的电能质量，以满意用户对不同电能质量水平的需求，同时要将优质优 价写入电力服务的合同中。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量大事。通过其先进的掌握方法 监测电网的基本兀件，从而快速诊断并精确 地提出解决任何电能质量大事的方 案。此外，智能电网的设计还要考虑削减由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引 起的电能质量的扰动，同时应用超昱、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术 的最新讨论成果来解决电能质量的问题。此外，智能电网将实行技术和管理手段，使 电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响，将通过监测和执行相关的标 准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外，智能电网将采纳适当的滤波 器，以防止谐波污染送入电网，恶化电网的电能质量。智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。智能电网将平安、无缝地 容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，简化联网的过程，类似于“即插即用”, 这一特征对电网提出了严峻的挑战。改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统 简单接入。从小到大各种不同容量的发电和储能在全部的电压等级上都可以互联，包 括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池。 商业用户可以安装自己的发电设施（包括高效热电联产装置）和电力储能设施将更加 简单和更加有利可图。在智能电网中，大型集中式发电厂包括环境友好型电源，如风 电和大型太阳能电厂和先进的核电厂将连续发挥重要的作用。加强输电系统的建设使 这些大型电厂仍旧能够远距离输送电力。同时各种各样的分布式电源的接入一方面削 减对外来能源的依靠，另一方面提高供电牢靠性和电能质量，特殊是对应对战斗和恐 怖攻击具有重要的意义。智能电网将使电力市场蓬勃进展。在智能电网中，先进的设施和广泛的通信系统 在每个时间段内支持市场的运作，并为市场参加者供应了充分的数据，因此电力市场 的基础设施及其技术支持系统是电力市场蓬勃进展的关键因素。智能电网通过市场上 供应和需求的互动，可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流堵塞等参量, 降低潮流堵塞，扩大市场，汇合更多的买家和卖家。用户通过实时报价来感受到价格 的增长从而将降低电力需求，推动本钱更低的解决方案，并促进新技术的开发，新型 干净的能源产品也将给市场供应更多项选择择的机会。智能电网优化其资产应用，使运行更加高效。智能电网优化调整其电网资产的管 理和运行以实现用最低的本钱供应所期望的功能。这并不意味着资产将被连续不断地 用到其极限，而是有效地管理需要什么资产以及何时需要，每个资产将和全部其他资 产进行很好的整合，以最大限度地发挥其功能，同时降低本钱。智能电网将应用最新 技术以优化其资产的应用。例如，通过动态评估技术以使资产发挥其最正确的力量，通 过连续不断地监测和评价其力量使资产能够在更大的负荷下使用。智能电网通过高速通信网络实现对运行设施的在线状态监测，以猎取设施的运行 状态，在最恰当的时间给出需要修理设施的信号，实现设施的状态检修，同时使设施 运行在最正确状态。系统的掌握装置可以被调整到降低损耗和消退堵塞的状态。通过对 系统掌握装置的这些调整，选择最小本钱的能源输送系统，提高运行的效率。最正确的 容量、最正确的状态和最正确的运行将大大降低电网运行的费用。此外，先进的信息技术 将供应大量的数据和资料，并将集成到现有的企业范围的系统中，大大加强其力量， 以优化运行和修理过程。这些信息将为设计人员供应更好的工具，制造出最正确的设计 来，为规划人员供应所需的数据，从而提高其电网规划的力量和水平。这样，运行和 维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理 编辑本段1通信技术建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通 信系统，任何智能电网的特征都无法实现，由于智能电网的数据猎取、保护和掌握都 需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同 时通信系统要和电网一样深化到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络一电网 和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下列图显示了电网和通信 网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时 信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网 的供电牢靠性和资产的采用率，富强电力市场，抵挡电网受到的攻击，从而提高电网 价值。高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进 的信息技术，实现其最重要的特征一自愈特征。它还可以监测各种扰动，进行补偿， 重新安排潮流，避开事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设施（I EDs）、智能表计、掌握中心、电力电子掌握器、保护系统以及用户进行网络化的通 信，提高对电网的驾驭力量和优质服务的水平。在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架 构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是 统一的技术标准，它能使全部的传感器、智能电子设施（lEDs）以及应用系统之间实 现无缝的通信，也就是信息在全部这些设施和系统之间能够得到完全的理解，实现设 施和设施之间、设施和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、 设施制造企业以及标准制定机构进行通力的合作，才能实现通信系统的互联互通。r编辑本段1量测技术参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其 转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设施的健康状况和电 网的完整性，进行表计的读取、消退电费估量以及防止窃电、缓减电网堵塞以及与用 户的沟通。将来的智能电网将取消全部的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力 公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功 能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰 电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户 自行依据费率政策，编制时间表，自动掌握用户内部电力使用的策略。对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员供应更多的数 据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设施健康状况和力量、表 计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和 猜想等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他 业务所用。将来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高牢靠性。计算机代理程序是 一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和掌握方案将集成数字爱 护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中， 保护元件能够自适应地相互通信，这样的敏捷性和自适应力量极大地提高牢靠性，由 于即使局部系统消失了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍旧能够保护系 统。编辑本段1设施技术智能电网要广泛应用先进的设施技术，极大地提高输配电系统的性能。将来的智 能电网中的设施将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新 讨论成果，从而提高功率密度、供电牢靠性和电能质量以及电力生产的效率。将来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术以及大 容量储能技术。通过采纳新技术和在电网和负荷特性之间寻求最正确的平衡点来提高电 能质量。通过应用和改造各种各样的先进设施，如基于电力电子技术和新型导体技术 的设施，来提高电网输送容量和牢靠性。配电系统中要引进很多新的储能设施和电源, 同时要采用新的网络结构，如微电网。经济的EACIS装置将采用比现有半导体器件更能掌握的低本钱的电力生昱隹器 件，使得这些先进的设施可以广泛的推广应用。分布式发电将被广泛地应用，多台机 组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。超导技术将用于短路电流限 制器、储能、低损耗的旋转设施以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将使得需 求响应的应用成为可能。新型的储能技术将被应用为分布式能源或大型的集中式电厂。大型发电厂和分布 式电源都有其不同的特性，它们必需协调有机的结合，以优化本钱，提高效率和牢靠 性，削减环境影响。编辑本段1掌握技术先进的掌握技术是指智能电网中分析、诊断和猜想状态并确定和实行适当的措施 以消退、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将供应对输电、 配电和用户侧的掌握方法并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度上说，先 进掌握技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域，如先进掌握技术监测基本的元 件（参数量测技术），供应准时和适当的响应（集成通信技术；先进设施技术）并且 对任何大事进行快速的诊断（先进决策技术）。此外，先进掌握技术支持市场报价技 术以及提高资产的管理水平。将来先进掌握技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的 范围内，实行自动的掌握行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一自愈电网 的特性将极大地提高电网的牢靠性。当然先进掌握技术需要一个集成的高速通信系统 以及对应的通信标准，以处理大量的数据。先进掌握技术将支持分布式智能代理软件、 分析工具以及其它应用软件。（1）收集数据和监测电网元件先进掌握技术将使用智能传感器、智能电子设施以及其他分析工具测量的系统和 用户参数以及电网元件的状态状况，对整个系统的状态进行评估，这些数据都是准实 时数据，对把握电网整体的运行状况具有重要的意义，同时还要采用向量测量单元以 及全球卫星定位系统的时间值号，来实现电网早期的预警。（2）分析数据准实时数据以及强大的计算机处理力量为软件分析工具供应了快速扩展和进步 的力量。状态估量和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析，这给先进掌握 技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题；专家系统将数据转化成信息用于快 速决策；负荷猜想将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来精确猜想负荷；概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设施检修期间、系统压力较大期间 以及不盼望的供电中断时的风险的水平；电网建模和仿真使运行人员熟悉精确 的电网可能的场景。（3）诊断和解决问题由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在进展的和潜在 的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行推断。（4）执行自动掌握的行动