智能電網(wǎng)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能電網(wǎng)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關鍵詞】智能電網(wǎng) 新能源 原動力 智能電網(wǎng)技術

1 背景

隨著傳統(tǒng)能源的枯竭和環(huán)境的惡化，全世界逐步達成共識，要大力開發(fā)新技術，使用清潔能源。各種能源最終以電能的形式被人們使用，電力行業(yè)對于節(jié)能減排至關重要。同時人們開始思考如何提高大電網(wǎng)的安全性穩(wěn)定性并使電網(wǎng)具有堅強和自愈的特性。智能電網(wǎng)是21世紀重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢，相比于傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)可以提高電網(wǎng)效率，提高能源安全，改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性，完善電力市場，促進社會經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)低碳環(huán)保可持續(xù)發(fā)展。與此同時，現(xiàn)代通信、信息、計算機、微電子和電力電子技術的迅速發(fā)展并引入電網(wǎng)應用，為電網(wǎng)自動化提供了有力工具。

2 智能電網(wǎng)的概念和特點

2.1 智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)不是一個單獨的設備、應用、系統(tǒng)或網(wǎng)絡，甚至不是一個單獨的理念。對于什么是智能電網(wǎng)這個問題，學術上沒有一個統(tǒng)一的定義。美國能源部和電力公司普遍遵循一個主題：智能電網(wǎng)利用通信技術和信息技術來優(yōu)化從供應者到消費者的電力傳輸和配電。圖1所示為智能電網(wǎng)的基本概念。

天津大學余貽鑫認為：智能電網(wǎng)是自動的和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡，它具有電力和信息雙向流動的特點，同時它能夠監(jiān)測從發(fā)電廠到用戶電器之間的所有元件，它將分布式計算和提供實時信息的通信的優(yōu)越性用于電網(wǎng)，并使之能夠維持設備層面上即時的供需平衡。

2.2 智能電網(wǎng)的特點

目前國際上對智能電網(wǎng)的特點基本達成共識，即自愈、安全、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效、優(yōu)質(zhì)集成等。

2.2.1 堅強和智能是現(xiàn)代智能電網(wǎng)發(fā)展的本質(zhì)

堅強意味著電網(wǎng)具有很強的安全性，穩(wěn)定性，有極強的抵御風險的能力。智能意味著高度自動化和自愈能力。

2.2.2 自愈

對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行連續(xù)的在線自我評估，并采取預防性的控制手段，消除故障隱患；故障發(fā)生時，在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復。

2.2.3 互動

使電力供應商與消費者建立實時信息聯(lián)系，及時向用戶通知電價、停電消息以及其他一些服務信息，而用戶也可以將自己的用電計劃及時反饋給供應商，平衡供需關系，有力于電網(wǎng)穩(wěn)定性。同時通過市場交易激勵電力市場主體參與電網(wǎng)安全管理，提升電力系統(tǒng)的安全運行水平。

2.2.4 優(yōu)質(zhì)電能供應

用戶對電能質(zhì)量越來越重視。智能電網(wǎng)可以根據(jù)不同的電力價格提供不同等級的電能。隨著電力電子技術、測控技術和通信技術的發(fā)展，智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)電能質(zhì)量問題的快速診斷和解決方案，對于線路故障等故障引起的質(zhì)量波動，它的高級組件可以使用最新的超導、儲能、電力電子等方面的研究成果提高電能質(zhì)量。

2.2.5 兼容各種發(fā)電和儲能系統(tǒng)

智能電網(wǎng)不僅可以兼容大規(guī)模集中式的電廠，還將兼容不斷增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式電源和儲能。表1顯示了分布式發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電單元的關鍵差異。

2.2.6 活躍市場

智能電網(wǎng)對電力市場有推進作用。智能電網(wǎng)實現(xiàn)了用戶與供電商“雙向通信”和“雙向電力傳輸”，使普通用戶參與進電力市場，甚至有部分用戶可實現(xiàn)自給自足。智能電網(wǎng)為實時電力市場提供完善的技術，發(fā)電側與用戶的互動性增強，電網(wǎng)的運行效率更高?？梢晕嗟碾娏κ袌鰠⑴c者，分散市場風險，使電力生產(chǎn)、輸送、銷售等環(huán)節(jié)更高效，更公平。同時消費者通過與生產(chǎn)商的“雙向通信”可以獲得實時電價，制定用電計劃并反饋給供電商，使電力市場價格更合理。

3 智能電網(wǎng)的驅(qū)動因素

建設智能電網(wǎng)的價值和效益是綜合的，如圖2所示，主要包括以下方面：

（1）改善系統(tǒng)可靠性。

（2）改善電網(wǎng)可信賴性。

（3）改善電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。

（4）改善電網(wǎng)運營效率。

3.1能源需求不斷增加

全世界正面對著人口不斷增加和不可再生能源不斷遞減的嚴峻挑戰(zhàn)。目前的傳統(tǒng)能源只夠維持幾十年到200年之間，圖3所示為不斷減少的能源。能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的保證，從國家層面上講，必須提高能源利用效率，走能源更安全，環(huán)境更友好的道路。新世紀以來電能成為越來越重要的能源，中國電能占終端能源消費的比重每提高1個百分點，單位GDP能耗可下降4%。我們必須處理好可靠的能源供給、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟的不斷發(fā)展之間的矛盾。智能電網(wǎng)可以實現(xiàn)安全、高效、清潔的能源目標。

3.2 電網(wǎng)復雜度越來越高

隨著電力系統(tǒng)的范圍和復雜度的不斷增加，各個電力系統(tǒng)之間的互連也更加迫切。為了降低大規(guī)模電力系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性，對電網(wǎng)的安全性，穩(wěn)定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的電力系統(tǒng)來滿足不斷發(fā)展的電力需求。2003年美國東北地區(qū)大停電引起全世界的關注，這場停電給該區(qū)域造成了約60億美元的損失。這場停電充分反映了大規(guī)模電網(wǎng)的脆弱性。智能電網(wǎng)通過實時采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)優(yōu)化分析完成自我診斷，采取預防性控制，極大的保證電力的可靠運行。

3.3 電力用戶的需要

電力用戶對電網(wǎng)的可靠性和電能質(zhì)量提出越來越高的要求。建設智能電網(wǎng)后，電網(wǎng)可靠性和電能質(zhì)量將會有很大的提高。智能電網(wǎng)的高可靠性不僅可以減小未來停電事故發(fā)生的頻率，還能使電網(wǎng)從事故中更快的恢復。

3.4 分布式能源（DER）的接入

智能電網(wǎng)將允許不同類型的發(fā)電及儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)，分布式發(fā)電（DER）有利于高效的連接發(fā)電側和用戶側，使雙方同時參與電力系統(tǒng)的優(yōu)化運行，同時可以擺脫對單一能源的依賴，提高電網(wǎng)可靠性。風能和太陽能是目前大力發(fā)展的清潔能源，它們具有間歇性，無法預測。大規(guī)模風電和太陽發(fā)電的接入給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來極大的挑戰(zhàn)，也極大的制約了它們的并網(wǎng)。智能電網(wǎng)技術可提高電網(wǎng)管理大規(guī)模間接性可再生能源發(fā)電的能力，對間歇性能源發(fā)電的峰和谷作出即刻的反應，從而吸納更多的可再生能源。

4 構建智能電網(wǎng)的技術體系

智能電網(wǎng)主要由4部分構成：高級量測體系（AMI）；高級配電體系（ADO）；高級輸電體系（ATO）；高級資產(chǎn)管理（AAM）。智能電網(wǎng)4個部分之間是密切相關的，表現(xiàn)在以下方面：

（1） AMI同用戶建立通信聯(lián)系提供帶時標的系統(tǒng)信息。

（2）ADO使用AMI的通信收集配電信息改善配電運行。

（3） ATO使用ADO信息改善輸電系統(tǒng)運行和管理輸電阻塞，使用AMI讓用戶能夠訪問市場。

（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息與控制改善運行效率和資產(chǎn)使用。綜合文獻，圖4表示了智能電網(wǎng)技術組成。

4.1 高級量測體系（AMI）

智能電網(wǎng)按一定順序建設可以降低成本，減小難度。一般把AMI視為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的第一步。AMI不是一個獨立的技術體系，它包括家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)，智能表計，本地通信網(wǎng)絡，連接電力公司數(shù)據(jù)中心的通信網(wǎng)絡，表計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成平臺。智能表計可將耗能情況和電網(wǎng)實時信息傳給本地用戶，電力公司利用AMI的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)來幫助優(yōu)化電網(wǎng)運行。AMI通過網(wǎng)絡將電網(wǎng)、用戶、電商聯(lián)成一個整體，是用戶直接參與到電力市場的同時，也將大力提高電力企業(yè)的運行機制。

4.2 高級配電體系（ADO）

通常110kV及以下電力網(wǎng)絡屬于配電網(wǎng)絡，配電網(wǎng)絡直接面向用電用戶，是保證電網(wǎng)運行穩(wěn)定，電能質(zhì)量和提高運行效率的關鍵環(huán)節(jié)。我國要實現(xiàn)智能電網(wǎng)的要求，智能配電要重點研究。ADO的技術組成主要包括：高級配電自動化、智能通用變壓器、DER運行、微網(wǎng)運行和需求響應。ATO具有自愈和不間斷供電功能；將設備進行可視化管理，為運行人員調(diào)度決策提供技術支持；實現(xiàn)與用戶的雙向互動；實施狀態(tài)檢修與在線監(jiān)測，延長設備壽命。

4.3 高級輸電體系（ATO）

ATO強調(diào)阻塞管理和降低大規(guī)模停運的風險，通過新型電力電子裝置和超導研發(fā)裝置研發(fā)實現(xiàn)優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行參數(shù)或網(wǎng)絡參數(shù)，提高交流電力系統(tǒng)線路的輸電能力。其技術組成主要有：（1）變電站自動化；（2）輸電的地理信息系統(tǒng)；（3）廣域量測系統(tǒng)；（4）高速信息處理；（5）高級保護與控制；（6）模擬、仿真和可視化工具；（7）高級的輸電網(wǎng)絡元件，如電力電子(靈活交流輸電，固態(tài)開關等)、先進的導體和超導裝置；（8）先進的區(qū)域電網(wǎng)運行。

4.4 高級資產(chǎn)管理（AAM）

AAM是智能電網(wǎng)主要技術之一，功能包括優(yōu)化資產(chǎn)使用運行、輸配電網(wǎng)規(guī)、基于條件的維修、工程設計與建造、顧客服務、工作與資產(chǎn)管理及模擬仿真。實現(xiàn)AAM需要在系統(tǒng)中裝設大量可以提供系統(tǒng)參數(shù)和設備“健康”狀況的高級傳感器。AAM的應用使電力資產(chǎn)時刻處于最佳工作狀態(tài)，從而對電力資產(chǎn)的優(yōu)化和科學管理起到積極作用。

5 智能電網(wǎng)的關鍵技術

實現(xiàn)智能電網(wǎng)，需要研發(fā)和應用一系列技術。綜合文獻，這些技術可以被歸納為以下5個關鍵技術領域：

（1）集成通信。

（2）傳感與測量

（3）高級電力設施

（4）高級控制方法

（5）決策支持。

5.1 集成通信

集成通信技術是5個關鍵技術中的基礎，也是整個智能電網(wǎng)所必須的。集成通信技術包括：（1）電力寬頻通信。（2）無線通信技術。（3）其它通信技術。

5.2 傳感與測量

5.2.1 智能電表

智能電表既可以收集，檢測信息，又可以作為連接供電側和用電側的橋梁。在智能電網(wǎng)架構下，要求智能電表具有實時計量的功能，以提供帶時標的電量信息，為電網(wǎng)高效節(jié)能管理提供了有用的實時信息，同時也要求它具有雙向通信的功能

5.2.2 廣域測量系統(tǒng)（WAMS）

廣域測量系統(tǒng)是由基于全球定位系統(tǒng)（GPS）的同步相量測量裝置PMU 群及其通信系統(tǒng)組成。它可以動態(tài)地測量和計算電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)相量和發(fā)電機功角。

5.2.3 電網(wǎng)設備的在線監(jiān)測

該技術包括電氣量以及非電氣量的監(jiān)測。采用先進的傳感器通過對以上各狀態(tài)量的監(jiān)視，可完成電網(wǎng)設備的在線診斷，為實施電網(wǎng)設備的狀態(tài)檢修和管理提供必要的信息。

5.3 高級電力設施

高級電力設施在電網(wǎng)中起著非常重要的作用，可以實現(xiàn)更高輸電容量、更優(yōu)系統(tǒng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量、增強電力效率和實時的系統(tǒng)診斷。高級電力設施主要包括：（1）電力電子裝置；（2）超導裝置；（3）分布式發(fā)電及儲能裝置；（4）電網(wǎng)友好型裝置等。

5.4 高級控制方法

現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化理論和人工智能技術在控制領域的綜合應用形成了先進的控制技術。高級控制方法是用來分析、診斷和預測智能電網(wǎng)狀況的裝置和算法，并決策和采取合適正確的動作去排除、緩解或者避免電力短缺和電能質(zhì)量問題。

5.5 決策支持

很多情況下，給予管理人員思考的時間是很少的。管理人員需要實時的電力設備信息和工具來快速做出決定。決策支持系統(tǒng)可識別和確定電網(wǎng)中的實時問題及發(fā)展趨勢，然后運用知識庫和科學推理方法進行分析，以提出解決問題和決策支持的方案，并將相應的系統(tǒng)情況、多種選擇以及每種選擇的可行性等展示給運行人員。

6 結語

智能電網(wǎng)在世界范圍內(nèi)尚屬于新生事物，不同國家具有不同的現(xiàn)實情況和關注焦點，因而發(fā)展的重點也有所不同。但智能電網(wǎng)在世界范圍內(nèi)已成為電網(wǎng)發(fā)展的總趨勢，同傳統(tǒng)電網(wǎng)相比智能電網(wǎng)具有更寬廣的安全穩(wěn)定分析與控制，可以利用的信息更多更準確。它可以保證電力系統(tǒng)高安全、高可靠、高質(zhì)量、高效率和電力價格合理，提高國家的能源安全和環(huán)境保護。

我國智能電網(wǎng)的發(fā)展應立足于國情需要，制定一個適合中國國情的目標，以便少走彎路，盡快實現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標。歐美國家將重點放在發(fā)展智能配電網(wǎng)上，而我國在重視ATO的同時，也應對AMI、ADO和AAM予以足夠的重視?？紤]到新能源發(fā)電的特點及其發(fā)展遠景, 我國也應該把新能源的利用作為我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重心。

參 考 文 獻

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作者簡介

李昂（1994-），男，山東省菏澤市人?，F(xiàn)就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業(yè)為電氣工程及其自動化。

趙彥一（1993-），男，遼寧省鞍山市人?，F(xiàn)就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業(yè)為電氣工程及其自動化。

劉博文（1992-），男，北京市人。現(xiàn)就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業(yè)為電氣工程及其自動化。