智能电网在输配电环节的运用

智能电网在输配电环节的运用

关键词: 智能电网配电自动化智能用电

智能电网是比较大的一个题目，所以不会很具体，个人感觉理解其框架、体系和关键技术比较重要，主要是建立一个全面的概念，对我来说也是如此，不可能做什么具体的整个项目，局部的不算。

一、智能电网概念

智能电网简单来说，就是电力网络和IT的结合，采集电网各种数字化传感器的实时数据，结合电力设备的资产数据，通过IT手段监控、分析和统计这些数据，从而对电网进行智能和自动化的控制。

最近不是很流行能源互联网这个词么，有想通之处。

显而易见，国际上各个国家对这块都非常重视，也是今后的一个发展的大趋势。

美国：2003年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网。美国的重点在于实现自愈智能电网。

欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。欧洲的重点在分布式和微电网。

中国：发展智能电网也有其独特的发展背景，节能减排与应对气候变化成为无法回避的问题;电力企业抗攻击能力需要提高;电力企业资产管理的重要性日益突出;电力企业经营压力加剧;电力系统安全运行风险更趋严峻。中国的重点在电力信息的数字化获取、分析和整合。

二、智能电网特征

三、智能电网的关键内容

由于智能电网这块确实比较大，难免泛泛，所以自己也想概括的比较清晰简洁些。

智能电网贯穿发电、输电、配电、用电、调度和通信全过程，如下图，然后分此七部分进行描述。

1)智能发电

智能发电主要涉及常规能源、清洁能源和大容量储能应用等技术领域。

在常规能源方面，主要开展常规电源网厂协调关键技术(参数实测、常规机组快速调节技术以及常规电源调峰技术等)研究及应用;研制大型能源基地机组群接入电网的协调控制系统及设备，水电、火电、核电机组优化控制系统，机组和设备状态监测与故障诊断系统等。

在清洁能源方面，主要开展风电场、光伏电站的建模、系统仿真、功率预测和并网运行控制等先进技术的研发及推广应用;研制大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统、可再生能源发电站综合控制及可靠性评估系统、可再生能源功率预测系统、风光储互补发电及接入系统等。

在储能应用方面，需要研制大容量储能设备。结合各种储能技术的特点，在抽水蓄能电站的智能调度运行控制系统、化学电池储能装置(如钠硫电池、液流电池、锂离子电池)等方面实现突破。

2)智能输电

国网这块都要把特高压放进来的，其实可以不算的。

目前这块最重要的是输电线路状态监测技术：准确掌握所有线路的运行情况并进行实时监控，降低维护成本，缩短维护周期，从而大幅度减少由于输电线路故障造成的损失，确保电网安全稳定运行。

当然了这里面也包含决策分析和GIS等平台，智能输电强调的是阻塞管理和降低大规模停运风险。主要包括输电阻塞管理、输电SCADA、WAMS、输电GIS技术、EMS高级报警可视化、输电系统仿真与模拟等。

我国目前广域量测技术已大范围应用,状态监测技术正大力推进。

3)智能变电

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备(一次设备+智能组件)，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、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

其实智能站里面很多东西目前都不是很成熟，用了也用了，还没有体现出优越性。

智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，过程层的一次设备为智能化设备，采用电子式或光电式互感器，站控层高度集成，三层之间通过光纤以太网传输信号。

一次设备智能化，例如PASS模块：采用HGIS组合电器，将断路器、隔离开关、电流互感器四合一集合成一个PASS模块，可以极大减少设备占用空间。

4)智能配电

这里主要就是配电自动化了。

配网自动化的典型流程图。

国内配电自动化系统的三种类型：

配电自动化系统(DA)：以馈线自动化(FA)为主的实时应用系统。国内第一轮配电自动化绝大多数试点项目都属于这类系统。

调/配一体化系统：将调度自动化和配电自动化合为一体的实时应用系统。最近几年各级供电企业的配电调度得到较多的应用，有较好的实用性。

配电管理系统(DMS)：实时应用和管理应用相结合，面向供电企业所辖的整个配电网的自动化及管理系统。工业发达国家的配电自动化项目基本属于这类系统。国内大中型供电企业已开始应用。

5)智能用电

目前主要是电动汽车充放电设备和智能小区。

电动汽车充放电设备

交流充电桩ACgingspot：又称交流供电装置，指采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。交流充电桩采用交流220V单相供电，额定电流不宜超过32A。

非车载充电机off-boardger：固定安装在地面，将电网交流电能变换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。

充电站ging station：由三台及以上充电设备(至少有一台非车载充电机)组成，为电动汽车进行充电，并能够在充电过程中对充电设备、动力蓄电池进行状态监控的场所。

电池更换站battery swap station：指采用电池更换方式为电动汽车提供电能供给的场所。

智能小区

电力光纤到户通信网络：构建覆盖小区的电力光纤到户(PFTTH)网络，实现小区住宅用户的电视、电话、互联网的三网合一。小区建设统一的网管系统，对通信网络的各个节点进行管理，实现网络和设备的实时监测，故障快速定位。

自助缴费终端：安装自助缴费终端，通过小区电力光纤接入公司内网至公司营销系统，实现自助缴纳电费、预付费电表卡自助充值等功能。

电动汽车充电设施：包括充电桩、计量装置、控制装置、电能质量治理设施并部署充电控制系统。

用电信息采集系统：利用已建成的PFTTH网络，在小区全部安装智能电表和相关采集设备，为小区各种信息的综合应用提供基础用电信息。

分布式电源建设：选择光伏发电和风能发电，合理配置同步计量、控制装置及分布式电源管理系统，实现分布式电源并网控制，满足就地吸纳要求。

智能家居样板间建设：通过部署智能交互终端、智能插座、智能家电等，利用电力光纤和电力线载波通信，实现对家用电器用电信息自动采集、分析、管理，实现家电经济运行和节能控制;并通过智能交互终端与小区电力光纤网络互联，通过电话、手机、互联网等方

式实现家居的远程控制等服务。开展水表、气表等的自动采集与信息管理工作等，为用户提供电力光纤到户及智能小区的直接体验。

很多电力公司启动了电力用户用电信息采集系统建设，计划在3～5年内完成用户用电信息的“全覆盖、全采集、预付费”管理。目前在电力负荷控制系统、电力需求侧管理的技术方面具有一定的研究基础。而欧美智能电网更加注重双向互动性和智能电表的应用，其实是很有远见的。

6)智能调度

这块其实很好理解，其实目前大的电网调度中心都配置十余套各自独立的自动化业务系统，如能量管理系统(EMS)、水调自动化系统、电能量计量系统、调度计划系统、广域相量测量系统(WAMS)等，却以支持横向集成和纵向贯通，难以支持多级电网的协调控制和优化调度，难以满足纵深安全防护和等级保护的要求。因此，迫切需要结合最新IT技术，研发新一代的智能电网调度控制系统。