摘要：随着智能电网概念的提出，智能电网装备及设计技术的发展方兴未艾。本本文首先分析了智能电网的设计特点，综述了目前智能电网装备及设计技术发展的现状，以期为我国智能电网的发展提供参考。
关键词：智能电网；装备；设计
智能电网概念的提出为我国电网的发展提供了重要的契机，目前智能电网还处于发展初期，因此智能电网还没有明确统一的定义，通常智能电网是指将先进的测量传感技术、信息通信技术、自动控制技术及分析决策技术与传统电网高度集成、高度融合的新型现代化电网，作为一个完整的电力系统，智能电网涵盖了电网的各个环节（包括发电、输电、配电和用电等各领域），各个环节中涉及到了大量的电力设计关键技术。本文首先分析了智能电网的设计特点，综述了目前智能电网装备及设计技术发展的现状，以期为我国智能电网的发展提供参考。
1 智能电网的设计特点
上文提到，目前对于智能电网的定义还未统一，但智能电网具备的特点却是有共识的，一般认为智能电网具有兼容性、自愈性、互动性及可靠性等特点，其中兼容性是指智能电网中可以接入大量的新能源电源；自愈性是指智能电网在遭受故障时可以自动恢复送电；互动性是指智能电网中供电企业和用户之间可以双向交流；可靠性是指智能电网拥有不受外界破坏的能力。智能电网满足了目前社会对于电网自动化、数字化及信息化的要求，成为未来电网发展的目标。
智能电网的设计特点与智能电网本身的特点具有一脉相承的属性，主要包括以下几个方面。第一，兼容性，兼容性保证了智能电网可以消纳大量的新能源（风电、太阳能）发电及负荷，比传统电网容纳性更强。第二，自愈性，自愈性特点提高了智能电网的安全稳定性，比传统电网需要人力分析和处理故障具有明显的优势；第三，互动性，互动性特点促进了电力企业与用户的交流合作，电力企业可以更好地服务用户，用户也可以将用电信息实时地反馈给电力企业，可以有效地避免电能的浪费，达到了双赢的结果；第四，可靠性，可靠性保障了电网的运行合格率，使得线损和停电率大大降低；
因此，在执行智能电网设计时，应结合上文论述的几个特点，将设计特点贯穿到发电、输电、配电及用电的各个缓解，还应适当考虑未来电力负荷发展需要，留有一定的改造和技术升级裕度。
2智能电网装备及设计技术发展
智能电网是一个整体，需要先进的装备及设计技术提供支撑。
2.1 发电方面
智能电网发电技术侧重于新能源分布式并网技术及储能技术。
（1）新能源分布式并网技术。可以采用微型燃气轮机、太阳能光伏发电、风力发电、地热发电等技术实现。此外，分布式发电中还应包括功率大逆变装置、励磁与控制装置及风机调速装置，也需要被指储能电池及保护设备用于保障电能的稳定性。
（2）储能技术。可以利用蓄电池储能，超级电容器储能，超导储能，飞轮高速储能，高效率电池储能技术实现，也可以采用各种大容量储能及高效能量转换装置实现。
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2.2 输电方面
智能输电网需要适应远距离低损耗的要求，主要集中在柔性交流输电FACTS技术方面。
（1）FACTS技术
柔性交流输电技术智能电网输电部分的重要应用技术，它将现代电力电子技术与传统电力系统相结合，是目前非常先进的智能电网设计技术。该项技术可以对电力系统中的主要参数（如电压、电流、相位、功率等）进行快速监测和实时响应控制，该项技术的核心是高级电力电子装备，它能够实现输电网络功率分配的合理配置，可以实现输电网络损耗及成本的最优控制，可以大大提供电力系统的安全性和稳定性。目前支撑FACTS技术的主要装备包括静止调相机、动态无功补偿器、快速励磁器、统一潮流控制器及晶闸管控制电容及电抗器等。
（2）HVDC技术
HVDC技术就是高压直流输电技术。高压直流输电技术在发展初期主要汞弧阀整流，可靠性较差，目前的高压直流输电技术已经发展到以光控晶闸管为整流阀的高级阶段。直流输电技术的核心是将交流电转换成直流电的换流技术，主要包括：换流阀、换流变压器、无功补偿设备、直流滤波器、平波电抗器等。换流阀是换流技术中的核心设备，目前，换流阀容量不断增大，制约大容量高压直流输电技术的瓶颈已经突破。
此外，轻型HVDC技术已越来越受到人们的关注，它是以可关断型整流组件（如IGBT）为核心的直流输电技术，特点是可以降低换相失败带来的故障风险，城市配电系统的燃料电池、光伏发电等分布式电源通过轻型HVDC技术实现接入，可见，HVDC技术是智能电网发展中的重要推动力。
2.3 配电方面
智能电网配电部分的主要功能是实现配电自动化升级，通过采用先进的量测和传感技术来实现配电网络中电压、电流、有功功率及无功功率的实时监测和分析，这些先进的传感技术主要包括电子互感器、架空线路与电缆温度测量装置、在线监测转杯及电能质量量测分析装备等。智能配电网应能够适应柔性配电设备及小型分布式电源的无缝接入，并应能够满足功率流的双向控制要求。
智能配电网采用分布式智能控制技术，实现了广域电能的信息交换，并能够快速处理和隔离故障。智能配电网中包括许多节点，如控制中心、变电站母线、关键线路端口及用户端口等，智能配电网可以应用先进的通信技术，如光纤通信、无线通信及载波通信技术实时分析各节点的数据情况，给出最优控制方案和对策。
2.4 用电方面
智能用电的目标是实现电力企业与用户的双向互动，为电力市场的充分竞争提供了平台和可能性。智能用电的内涵是用户侧可以将电能质量与用户体验实时反馈给电力企业，用户可以轻易地获取用电信息与电价的实时变化，智能用电的核心是真正实现电力市场的完全的充分的竞争。
智能用电的供电侧应可以实现配电变压器、终端用户的电能数据的实时采集和分析，能够进行用电监控、负荷管理及线损分析，为用电的最优化提供决策，智能用电还应可以实现自动抄表、错峰用电、用电检查等功能；智能用电方面包含的主要技术有：智能表计测量技术、高级自动控制技术、即插即用式智能电力装备、海量数据处理技术及可视化技术，还应包括高级柔性保护技术及供用电临时储能技术等。
3 结束语
随着智能电网概念的提出，智能电网装备及设计技术的发展方兴未艾。本本文首先分析了智能电网的设计特点，一般认为智能电网主要具有兼容性、自愈性、互动性及可靠性等特点，其次从发电、输电、配电及用电方面综述了目前智能电网装备及设计技术发展的现状，以期为我国智能电网的发展提供参考。
参考文献
[1] 谢开，刘永奇，朱治中，等．面向未来的智能电网[J]．中国电力，2008,41(6):19-22.
[2]张磊. 试探面向智能电网的智能电力设备技术与应用[J]. 科技资讯,2013(12):136.
论文作者:倪德富,黄光
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/24
标签：电网论文; 智能论文; 技术论文; 装备论文; 储能论文; 电能论文; 分布式论文; 《基层建设》2016年13期论文;