摘要：中国是世界上第一位能源生产国和消费国。在大力推进低碳发展，大规模开发可再生能源，积极应对气候变化的发展趋势下，提高电能的消费比例是我国的一项能源战略。作为输配电能的电网，在这项能源战略中起着举足轻重的作用，而智能电网，更是在这种大环境下有了长足的应用和发展。本文将从我国能源现状入手，浅谈智能电网的发展趋势及展望。
关键词：能源现状；智能电网；发展及展望
1前言
电能作为高效、清洁、优质的二次能源，能够替代绝大多数能源需求，是未来最重要的终端能源。电网将成为各类能源开发、配置、使用的最主要的平台。随着科技的进步，智能电网将成为电力系统未来发展的重要组成部分。本文结合我国能源现状，简要探讨了智能电网的发展及展望。
2中国能源现状概况
能源资源是能源发展的基础，我国能源资源有以下特点：能源资源总量较丰富、人均能源资源拥有量较低、能源资源赋存分布不均衡、能源资源开发难度较大。为了实现可持续的能源发展，我国制定了一系列的能源战略，其基本内容是：坚持节约优先、立足国内、多元发展、依靠科技、保护环境、加强国际互利合作，努力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系。可以发现，电能生产、使用方便，输送安全经济，应用广泛的特点正好符合我国的能源战略。基于以上，可得出结论：电能将是我国今后大力发展的对象；将其他能源转化成电能来传输和使用是一个趋势。
3智能电网的发展与展望
3.1智能电网简介
智能电网就是电网的智能化，以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网可以提高能源效率、有效地利用资源、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗；通过实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患，提升电网运行的可靠性。现阶段我国的坚强智能电网还处于起步阶段。
3.2智能电网的主要特征
智能电网的主要特征包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化。坚强是指在电网发生小扰动和大扰动故障时，仍能保持对用户的持续供电能力，仍能保证安全运行；在电网发生极端故障时，不发生大面积停电事故；二次系统具有确保信息安全的能力和防止计算机病毒破坏的能力。自愈是指电网具有实时、在线安全预评估和预分析能力；具有强大的预警控制系统和预防控制能力；具有自动故障诊断、故障隔离和阻断故障传播的能力；具有自我恢复的能力。兼容是指电网支持可再生能源的正确、合理接入，适应分布式发电和微电网的接入，能使需求侧管理的功能更加完善，能实现与用户的交互和高效互动。经济是指电网支持火电和水火电联合经济运行，支持电力市场和电力交易系统，能提供清洁和优质电力，能降低损耗，提高能源利用效率。集成是指电网采用统一的平台和模型，实现信息的高度集成和共享，实现标准化、规范化和精细化的管理。优化是指电网优化资源的合理配置、资产的利用率，优化规划降低投资成本，优化管理模式降低运行维护成本。
3.3智能电网技术
3.3.1发电侧
发电侧包括可再生能源发电技术、分布式发电和储能技术。其中，可再生能源发电有太阳能、风电、地热、潮汐和生物质；分布式发电和储能有微透平、抽水储能、超导储能、超级电容和钠硫电池。
3.3.2输配电侧
输配电侧包括新型输配电设备技术、电力系统监测技术、电力系统分析技术、电力系统控制技术及电力系统决策支持技术。其中，新型输配电设备技术有电力电子技术、超导技术、特高压技术和复合材料；电力系统监测技术有传感技术、广域监测、输电限额动态评估技术、电缆监测技术、变压器监测技术和断路器监测技术；电力系统分析有快速建模仿真和动态安全评估；电力系统控制技术有分布式控制技术、变电站自动化、馈线自动化和智能保护；电力系统决策支持技术有数据处理技术、信息集成技术和可视化技术。
3.3.3用电侧
用电侧包括高级测量架构技术和家庭用电智能化技术。其中，高级测量架构技术有智能表计技术、双向通信技术和测量数据管理技术；家庭用电智能化技术有自动温度控制和负荷控制技术。
3.4智能电网的体系及基础设施
3.4.1智能电网的四大体系
智能电网从物理上可分成发输配用层、传感量测保护控制层、信息通讯网络层和高级调度中心层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此演化出智能电网的四大体系为：高级计量体系、高级配电运行体系、高级输电运行体系和高级资产管理体系。
3.4.2智能电网的基础设施
为了构建上述四大体系，智能电网要具备两个重要的基础设施，分别是灵活的电网结构和集成的通讯系统。灵活的可重构的配电网拓扑，是未来智能电网的基础。它需使系统在经历故障时，把故障影响范围局限在最小范围，并可迅速通过其他链接恢复对其他部分的供电。
智能电网是通过以光纤、电力线通信、无线通信为载体，在更广的范围实现更多信息和应用的链接和集成，使数据在发电、输电和用户等不同主体及各类应用系统之间实现高速双向通信。
3.5我国智能电网的发展概况
我国坚强智能电网的战略框架可概括为：一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵及六个环节。目标是构建跨大区互联、各级电网协调发展的坚强智能电网；主线是技术上实现信息化、自动化、互动化，管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化；阶段分别为规划试点、全面建设和引领提升；体系是电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系和标准规范体系；内涵为坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动；环节是发电、输电、变电、配电、用电和调度。
目前，国家电网公司已在26个省市开展了21类近300项智能电网试点项目建设；建成了具有世界领先水平的特高压交流试验基地、直流试验基地、杆塔试验基地、西藏高海拔试验基地和国家电网仿真中心与计量中心；正在加快建设智能用电技术研究检测中心，智能电网研究院也在筹建之中。
3.6我国智能电网建设的基础条件
首先，我国电力通信基本实现了主干通道光纤化、数据传输网络化，广域量测技术已大范围应用，状态监测技术正大力推进，这表示我国信息化水平已初步达到建设智能电网的要求。其次，我国自动化控制领域的技术研究走在世界的前列，在可视化和运营管理辅助决策方面取得了大的进展，对智能电网进行了有益的探索。还有，国家电网和南方电网开展了数字化变电站和数字化电网的建设工作，取得了一系列的研究及应用成果。最后，我国在电网与用户的双向信息交互与互动上积累了相当多的经验。不过，在配电领域智能化、定制电力技术和用电领域智能化等方面还需要积极探索。
3.7智能电网下一、二次设备的发展
3.7.1一次设备智能化
一次设备智能化主要体现在电子式互感器和智能组件的应用，这样可以有效减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题，能应用合并器解决数据采集设备重复投资问题，还能利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题。一次设备智能化的技术特征为测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化。
3.7.2二次设备网络化
二次设备网络化主要体现在系统结构的三层两网，即站控层、间隔层和过程层。站控层和间隔层以基于IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享；过程层以可靠性和稳定性为首要设计原则。此外还需要统一信息平台技术和网络通信技术，前者包括统一建模、统一存取；后者包括网络结构、通信介质和网络的配置与管理。
3.8我国智能电网的目标
我国智能电网的目标归纳起来有七点：1、数字化：数字化电网、数字化电表与数字化用电设备。2、信息化：市场信息、电网信息、用户信息与宽带通信形成形成的信息平台。3、市场化：发输配用电、电力市场等信息的开放透明市场化竞争。4、自动化：大电网安全稳定控制（高级智能调度），变电站自动化与用户用电系统智能控制。5、互动化：电网、发电与用户以信息为基础的互动。6、集成化：通过流程优化、信息整合，实现集企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务等于一体的信息系统。7、标准化：建立兼容集成的电网升级的国际新标准，特别是智能电网的各种标准。
4结语
智能电网是电网技术发展的必然趋势，发展智能电网是社会经济发展的必然选择。在绿色节能意识的驱动下，智能电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域。智能电网建设对于应对全球气候变化，促进世界经济社会可持续发展具有重要作用。
参考文献：
[1]刘振亚.智能电网技术[M]北京：中国电力出版社，2017：353-359.
[3]Nouredine Hadjsaid，Jean-Claude Sabonnadiere.智能电网-欧美的应用与实践[M].李小琳，译.北京：机械工业出版社，2015：7-23.
作者简介：
马立强（1993.05.01）；性别：男；籍贯：宁夏吴忠；民族：回；学历：本科、学士；职称：助理工程师；职务：变电二次运检班班员；研究方向：继电保护自动化
论文作者:马立强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/5
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