智能电网的发展前景

胡晓斌

（中北大学朔州校区）

摘要：国家电网在2018年年度工作会中提出了要建造坚强智能电网的宏伟目标。智能电网这一词在社会中成为人们热议的话题，但是对于智能电网究竟是什么，各种说法也是众说纷纭。本文将从智能电网产生的背景与发展进行论述，研究智能电网在未来的发展前景。

关键词：智能电网；计算机控制；传感器

正文：

一、发展背景

2003年8月14日下午2时，美国俄亥俄州北部地区的几条输电线因用电高峰期电流负荷过大而下垂，与周围树木的树梢接触后发生短路。由于报警软件故障，致使当地调度员未能及时发现这一问题，造成故障点周围原本已处于满负荷运行状态的输电线超负荷运行并于下午4时5分停止供电。紧接着，一座发电厂也停止发电，破坏了整个电力系统的平衡。短短8分钟，停电涉及美国俄亥俄州、密歇根州、纽约州、马萨诸塞州、康涅狄克州、新泽西州等州，和加拿大安大略省、魁北克省，多达5000万居民受到影响，损失负荷高达6180万kW，相当于我国一个经济发达省份2009年全用电量，造成巨大经济损失（40亿至100亿美元）。是全球历史上最惨重的电网事故。

互联网技术的发展，带我们进入了人工智能时代，大数据分析时代。各种人工智能的机器逐渐诞生，可以代替我们更有效率的进行生产，就在这一大背景中，智能电网，在2018年的国家电网工作总结中提了出来。

二、智能电网的相关概念

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，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。这是国家电网发布的与坚强智能电网关联的概念。

智能电网包括：智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电、智能调度。

智能输电是指利用特高压、柔性输电、超导输电，以及直流输电等前沿技术，完成远距离、大容量、低损耗、高效率的电能输送。柔性输电技术是用大功率电力电子装置，控制调节电力系统的运行参数或网络参数，优化电力系统的运行状态，提高输配电系统的可靠性、可控性、运行性能及电能质量。

智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能配电是指以灵活、可靠、高效的配电网网架结构和高可靠性、高安全性的通信网络为基础，支持灵活自适应的故障处理和自愈，利用信息通信、高级传感和测控等技术，满足高渗透率的分布式电源和储能元件接入的要求，满足用户提高电能质量的要求。我国已在建设网架坚强、可靠运行的配电网方面开展了大量的工作，并在基于配电网自动化的智能配电网建设方面进行了有益的尝试。

智能用电依托坚强电网和现代管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷构建电网与客户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。

智能用电面向所有用户的新目标，具体有以下的特征：

⑴技术先进：自主创新并消化吸收计量、控制、通信、储能、超导等新技术。

⑵经济高效：推动可再生能源利用、经济用电和提高能源效率。

⑶服务多样：满足客户多元化、个性化需求。

⑷灵活互动：实现电能、信息和业务的双向交互

⑸友好开放：充分利用电网资源为客户提供增值服务。

智能调度具有支持系统体系结构、统一建模、电网实时监控与预警、调度预警与决策支持、节能发电调度以及安全防御等功能。智能调度综合运用各种先进科技和智能化手段，面向调度全维度业务和调度生产全过程，实现量测、建模、分析、决策、控制、计划和管理全方位智能化，形成安全防御、经济优化、高效管理三位一体的全景分布式一体化的电网调度体系。

三、智能电网与环境保护与经济效益之间的联系

在节约能耗的基础上，智能电网对于有效地控制和减少温室气体排放具有明显的功效。应当说智能电网的推广是提高能源独立性的重要步骤，它可以降低人类对化石燃料的依赖，减少温室气体的排放量。据美国“智能电网联盟”的研究结果显示，美国电网的使用效率每提高5%，就相当于减少5300万辆汽车的燃料消耗和碳排放。

美国研究结果表明，智能电网潜在的环境和经济优势是不容忽视的。家庭用户每年的电费平均降低了10%。每年能够将公用电网高峰负载降低15%，相当于减少了3000万辆路面行驶车辆的尾气排放。这相当于超过10万亿kWh的电量，而为了获取这些电量，就需要建设100座大型燃煤发电厂。

智能电网建设将对我国经济社会及相关产业发展产生积极的拉动作用。有专家预计，到2020年，全国智能电网方面的投资累计将超过4万亿元，这将大大促进经济社会的发展。发展智能电网，不仅可以使电网企业受益，而且可以使社会、电力用户及发电企业都取得更好的经济效益。

智能电网的运行使得社会产生良好的节能效果，相当于全社会经济发展减少了能源投入即降低了经济发展成本。假设节约的能源都是煤炭资源，按照每吨煤炭价格800元计算，到2020年智能电网累计的节能量，相当于减少社会能源投入费用约2000亿元。

参考文献：

[1]秦小兵《综述当前智能电网发展前景的探讨》重庆电力建设总公司