智能电网信息系统体系结构浅析

吴昊

国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 浙江 舟山 316000

摘要：电网服务范围不断扩大，意味着电网系统智能化变革势在必行，也是电网体系未来发展的必经之路。本文主要分析了一种智能电网信息系统；首先阐述智能电网系统的构成和划分，随后阐述系统设备的组成。

关键词：智能电网；信息系统；体系结构

引言：智能电网信息系统是电网体系与信息化、智能化理念结合的产物，对于电网体系的升级具有决定性意义。鉴于电网体系升级革新的强烈需求，有必要分析智能电网信息系统的组成和具体方案。

一、系统体系构成

1．分布式电源。智能电网系统的兼容性通过分布式电源实现，通过分布式电源实现多种能源接入效果，为新能源、清洁能源接入奠定基础；即便是集中式的能源输入，也可以采用分布式电源方式，体现能源接入兼容性的原则。应用分布式电源提升智能电网系统的稳定性，有助于最大限度发掘智能电网系统的潜在价值。例如电网体系发生供电中断现象，通过分布式电源实现紧急供电效果，保证医院、交通等敏感行业的正常供电，最大限度确保正常的社会秩序。

2．骨干网架。建设骨干网架有助于提升电网建设的协调性，也是智能电网系统的关键组成部分，目前电网系统的骨干网架以特高压电网为主力，充分保证用电需求扩张或者大规模用电需求场景。骨干网架提升电网系统的统一性和协调性，有助于开展电网体系的协调规划工作。特高压电网主要提供1000kV级别的交流电，通过提升供电功率满足大功率级别的用电场景，例如水电、核电发电场景中大量应用到1000kV交流电，促进水电核电的有序集中开发，实现电网范围内的资源优化协调效果。

3．配电自动化体系。智能电网系统的运转需要配电自动化体系的支撑，通过配电自动化系统实现对智能电网的监控和管理效果，满足智能电网与用户之间的交互需求，是维系智能电网监控和服务体系的重要环节；用电负荷管理和电价调整机制中，同样体现配电自动化体系的作用。由此可见配电自动化体系发挥重要的协调作用，提升智能电网系统体系的协调性，有效降低电网系统的线损。

4．电力设备通讯体系。智能电网系统的实现电力设备的双向通讯效应，相比于传统的单向通讯模式有很大提升，信息运输效率进一步提升，体现智能电网系统的“智能化”效应。电力设备内部的信息交互更加顺畅频繁，电力系统的运行质量进一步优化，最大限度降低电网系统发生故障的概率。

5．电网监测。电网监测是电网运行体系的重要环节，在该环节中可以发挥传感设备的优势并建立电力传感系统，体现智能电网系统的自动控制优势。对于电网运行过程中的故障安全问题可以及时解决，消除安全问题的影响，发挥实时监测的作用。降低电网系统运行质量的重要因素在于断电现象，应用电网监测机制可以及时监测并处理断电故障，降低断电现象的不利影响。

6．互动终端。智能电网系统的突破点之一在于与用户的智能交互，互动终端的设置有效促进用户与电网系统的互动，进而直接影响到用户的用电行为。提升电力服务质量的关键在于促进用户交互，用户在优质的交互环境中可以表达服务诉求，提升用户的满意程度。智能电网系统收集用户的用电行为信息，掌握用户用电规律并确定用电负荷，实现电力负荷的合理调节效果。电力企业可以根据智能电网系统反馈的信息建立供电方案，兼顾用户用电和资源分配双方面要求。

二、系统体系划分

1．传感测量系统。智能电网系统的运行需要用户信息数据支撑，整理用户信息数据并确定后续供电方案。传感测量系统面向个人用户以及电网运行两种场景，前者主要服务于个人用户的用电测量，后者服务于电网运行维护体系。传感测量也是智能电网系统的核心理念所在，例如在智能电网系统中应用的SCADA系统就属于典型的传感测量系统。

2．数据显示存储系统。电网系统通常具有结构复杂、设备类型多样的特征，来自于不同厂商、适用于不同标准的设备应用在同一套电网系统中，对电网系统的设备管理工作带来很多困难。电网系统的正常运行需要数据的实时传输与显示，由于不同电网系统设备遵守不同的数据标准，显示的数据很难真正统一。智能电网系统的建设，充分发挥数据存储模型的作用；例如建立分布式和集中式相结合的存储系统，也可以将数据库技术应用在数据显示存储体系中，发挥数据存储的作用。XML关键词存储方式的应用，有效节省存储空间并达到良好的数据存储效果。

3．智能决策系统。智能电网系统的运转必须要有决策体系的支撑，由于智能电网系统运行过程产生大量数据信息，如果要用好这部分信息，需要开发智能决策系统。例如通过智能电网系统获取到用户需求后，需要分析用户需求并给出电力系统运行的决策。应用决策系统并结合云计算技术，有效保证电网稳定性并发掘海量数据的潜在价值，提升智能电网系统决策的精准性。

4．控制系统。完整的电网系统包括配电、用电等多项环节，对于每一项环节都要做到精准度控制和执行，确保电网系统处于高效运转状态。控制系统的应用，提升电网系统的参数控制效果，保证电网系统各个环节的频率、相位、负荷等指标处于正常运作范围，提升电网系统的控制能力，确保电网系统工作节奏正常。

三、系统设备组成

1．总体分析。智能电网系统的建设主要关注到控制体系和测量体系两部分，同时还要包括网络通讯模块，为智能电网系统的运行提供优质的网络环境。关于智能电网系统的网络环境，又可以根据实际用途划分为多种类型，例如面向个人电力用户的个人用户网络、服务于整套电网系统的主干通信网络；与此同时构建智能电网系统的完整网络指标体系，针对智能电网的上层部分建设网络。

2．控制测量设备。控制设备和测量设备在智能电网系统中扮演至关重要的角色，是保证智能电网系统运转的重要基础。智能电网系统的根本目标在于“智能化”与传统电网体系的融合，对于传感器的应用需求相对迫切。因此在控制测量设备体系中注意传感器的应用，选择合适的传感器类型并部署在恰当的位置。目前可以应用在智能电网系统中的传感器包括电网运行维护、用户个人测量等多种类型，为开展用户个人测量和电网整体测量奠定基础。智能电网系统需要完成的测量控制任务相对繁重，需要监测电网的运行频率以及电流、电压等常规参数；针对监测过程中发现的电网系统参数异常现象进行纠正，体现电网参数乃至电网系统的智能化控制效应。

3．通信网络。通过总体分析，可见智能电网系统的网络体系涉及到主干通信、上层应用、网络指标等四个方面。首先是智能电网系统的个人网络，根据实际情况可以选择星型结构或者网状结构；通过局域网连接个人网络，通过广域网实现个人网络与智能电网系统的对接。骨干通信网络关注到电力网络和信息网络两方面因素，根据需要可以构建两者结合的网络体系，也可以采取电力与信息网络相分离的方式。针对上层应用网络，可以考虑引入覆盖网络技术，发挥覆盖网络技术的信息化效应；对于智能电网系统网络的指标体系，需要考虑电力网络的延时效应，同时要兼顾网络自身的完整性和可靠性，为智能电网系统提供足够的支撑。

结束语：智能电网系统的作用和价值不言而喻，在电网升级改造的过程中需要高度重视智能电网信息系统的作用，通过布局智能电网系统，将更多智能化、信息化因素融合其中，从根本上推动电网系统的升级。

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