智能电网的发展背景范文

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第1篇

关键字：智能电网；自动化；发展现状

通信技术、计算机科学与技术和控制理论与技术的发展。以及新的一次与二次设备（非线性优化镇定器、滤波器）等在电力系统中的广泛使用，现代电力系统日趋智能化。信息传输方式单一、实时性差的点对点模式已经难以满足智能电网快速响应的机制。并且通过信息技术、自动控制设备的应用，电网不同环节对信息处理的及时性、响应的迅速性得到满足，同时，继电保护、故障诊断、自动切换等电网保护设备的可靠性和维护的效率也得到很大的提高。采用不同的算法和控制策略实现电力系统信息化处理将成为智能电网发展的一个重要方面。

1 自动化技术在智能电网中的应用

智能电网的发展使电力系统的信息量急剧的增加，传统的控制策略已经无法满足现代电网技术的要求。采用自动化技术，实现信息处理的自动化，能够提高电力系统的信息化管理水平，对克服电网智能化发展的瓶颈具有重要的作用。自动化技术在电力系统中的应用主要可以归纳为以下几个方面。

1.1 信息自动化技术在电力系统中的应用

通信技术为电力系统提供了一个高速的信息通道，建立一个双向的数据传输网络系统。这个通道具有双向、实时、高速的特点，是智能电网实现的基础。电力系统通信线路的建立，能够为电力系统的自我监测和校正提供网络支持，应用信息自动化技术，提高智能电网的自愈功能。通信自动化技术的应用还可以实现电网各种扰动的监测，根据实际情况进行功率补偿，智能分配电能，避免电力事故的发生。如图1所示，智能电网中，信息传输和存储的模式，主要包括两个方面，一是建立开放的通信系统，制定统一的技术标准，推进产业标准化发展，方便各种设备的开发和维护升级；二是采用自动化技术进行信息处理和存储，提高智能的信息收集、处理的能力。

1.2 自动化测量设备在电力系统中的应用

智能电网随着电子信息技术和光电技术等相关学科的发展而有了许多新的变化。基于嵌入式微处理器的自动化设备不仅能够实现对电网能源运输的阻塞情况、各区域的用电状况等内容的实时监测和控制，而且能够满足数字信号与电力系统电压、电流等采集数据的相互传输的需求，使得电力系统生产自动化、调度自动化水平及程度越来越高，设备也越来越先进。此外，自动化测量设备还具有计算电费的功能，可以实现信息的采集和传输。采集的数据通过信息传输通道被传输到信息存储中心，实现信息的集中管理。

1.3 自动化控制技术在电力系统中的应用

自动化控制技术是电网电能调整和控制的基础，依靠通讯系统和自动化技术，不仅能够实现电力系统的数据监测，控制、调整电网的运行状况，而且能够快速诊断系统故障，并快速制定出相关决策，对于确保电能的安全、持续输送有着重要的作用。在自动化控制系统中，常用的方法就是专家决策法，系统通过对电网正常参数的对比，如果某些参数出现异常，系统会向设备发送控制信号，进行自动调整。专家系统控制如图2所示。

1.4 自动化支持技术在智能电网中的应用

自动化支持系统是用工作人员能够看明白的语言将电力系统的一些数据表示出来，用于工作人员进行工作记录和总结。这些信息的转换依赖于自动化信息采集系统和数据分析系统。自动化支持系统具有操作简单、可视性强、运行效率高的特点，有效的提高了整个电力系统的监管水平。自动化支持技术建立经验库，对数据采集系统收集的信息进行分析，发现其中的规律并通过推论，输出处理方案，并通过自动化系统，准确的执行处理方案。通过制度化支持系统，智能电网的应急处理能力，系统可分析性都得到很大的提高。目前，智能电网已经具备了辅助决策系统，该系统为电力系统的决策层提供了有力的支持。

2 自动化技术在智能电网发展趋势

自动化技术与电力系统的融合越来越紧密，其应用前景十分的广泛。我国电力自动化技术起步较晚，虽然近年来取得了很大的进步，但是仍然具有很大的发展空间。下面将简要的介绍几种自动化技术在智能电网中的应用。

2.1 自动化与信息化提升电网设备监测

在电网设备状态监测系统中，基于标准化的电网模型和实时运行数据，可以对电力设备、变电站和电网的当前运行状态进行监测、风险评估、故障诊断及控制。电力设备和电网的未来运行状态，则须根据各种输变电设备状态监测系统提供的设备状态信息，在专有系统或基础平台支持下利用状态评价、故障诊断及趋势预测技术分析。

在公共信息模型（CIM）和统一公共信息模型（UCIM）的基础上，扩展输变电设备状态监测相关信息的抽象描述，并以子集（Profile）形式提取，可以为建立输变电设备状态信息的采集、标准化管理及访问系统提供支持。综合来看，未来信息化自动化的发展需要涵盖以下数据：①逻辑电网模型，即以电网设备功能角度抽象描述的电网及电网设备连接模型；②电网运行数据，如设备运行电压、经由设备输送、消耗的电能等；③设备状态监测数据，即表征输变电设备自身状态的电气类状态及化学类状态数据。

2.2 自动化变电站控制系统

自动化变电站控制系统是以组成全所的各控制单元智能化为基础，加上相互之间的通信联络，构成的全所二次控制整体自动化系统。具有以下的功能：各保护功能完整、独立，并以智能化手段实现；控制系统的功能齐备、可靠，人机界面可操作性强，使用计算机集成控制系统；能将全所实时监测的数据准确可靠地传输至相应的SCADA系统等功能。随着集成电路、微计算机、通信和网络等高科技技术的不断发展，微机保护、微机监控装置被广泛采用并不断发展，变电站综合自动化系统也从传统的单项自动化向综合自动化方向过渡，其体系结构不断发生变化，性能和功能以及可靠性等也不断提高。当前“变电站自动化控制系统”是以信息挖掘和信息交叉为基础的，将变电站中的微机保护、微机监控等装置通过计算机网络和现代通信技术集成为一体化的综合自动化系统，使电力系统具有状态监测、事故预防等处理功能。

2.3 自动化与智能化融合，提升调度可视化

可视化技术融合了计算机的图形学、图像处理、数据管理等诸多分支，可视化程度的提高有利于正确理解数据或电网过程。自动化和智能化的融合，不仅提高了电网的处理能力，而且可以实现电网的智能化，使电网具备很好的调度功能。两者的融合主要可以实现以下功能：实现电网实时数据的收集；利用动态三维图像对有功、无功功率备用的实时信息进行形象表达；可视化图形的Web；对历史数据的回放、重演、评估；对关键线路低频震荡模式动态阈值可视化监测等。

2.4 配电自动化推出智能电网配电新方案

智能电网的要求是实现适应性故障处理、分布式电源接入、可靠性供电质量。这些要求都必须要对现有的配电自动化系统进行改造升级。配电自动化充分考虑了分布式电源、储能系统、用户定制、智能需求管理等多个方面，有效的提高了电网的供电质量和可靠性，减小了故障停电的区域和时间，甚至可以实现配电网故障的自愈合。配电自动化技术是在现有配电网络基础上，通过自动控制技术，实现配电网重构建，从而实现电网的智能化管理。配电自动化不仅需要通信技术、信息技术和智能决策信息的支持，还要求电网控制能力延伸至用户室内，从而增强控制中心对电网的控制能力。AMI对配电网的工作状态进行研究，通过状态评估、快速模拟仿真、最优化处理等，实现智能电网快速适应故障，大大缩短了恢复供电所需要的时间。为了满足上述任务，继电保护、供电恢复、故障隔离、安全控制等系统必须实现高度的自动化，彼此协调合作，各司其职，在很短的时间内完成一系列的处理。配电自动化的应用为新型配电方案的设计奠定的技术基础，通过模拟风险评估、优化和自愈控制，实现改善电网安全性、可靠性，提升运行效率的目的。目前，网络重构、电压和无功补偿、故障自动定位和修复等解决方案已经逐渐成熟，未来将从根本上改变电网的配电方式。

第2篇

关键词 ：电能计量 ；智能电网 ；智能化

中图分类号：U665.12 文献标识码： A 文章编号：

一、电能计量在智能电网下的变革趋势

随着我国经济发展，电能计量工作在我国电力管理及电网完善过程中的重要性也越来越突出。电能计量是国家电力能源领域的一项重要技术和基础管理，它不仅是电力行业正式运行的先行官，而且是电力行业及与电力相关的民生建设项目正式运转的技术基础。

然而随着经济与社会的发展，电力行业的工作方式以及人民的生活方式都已经发生了深刻的变化，这些变化与发展对电能计量提出了新的要求。需量电价和分时电价的实施，电能质量监控和无功计量的应用，预付费、网上处理电费、接电和断电等电子商务模式在电力生活中的发展，使得传统感应式电能表和管理模式难以满足要求，一个高度智能化、信息化的智能电网的构建已成为电力改革的当务之急。而智能电能计量系统作为智能电网构建的重要组成部分，也将成为电能计量未来发展和改革的趋势。

在智能电网建设的大背景下，电能计量技术进步和设备更新的步伐也将会大大加快，一批采用智能技术的电能计量产品将会产生，旧有的电能计量装置和检定设备将逐渐被淘汰。长期以来存在的技术问题和产品缺陷会因此得到解决，电能计量的准确性、可靠性以及检定技术水平将会大幅提高。此外，电能计量室内检定、现场检验、量值传递、实验室管理、资产物流及计量器具管理的全过程也将实现电子化、智能化，形成智能检定系统和智能管理系统，从而从根本上杜绝了由于人工管理和手工操作可能产生的偏差和漏洞，提高工作质量和工作效率。

二、智能电能计量系统的特点及带来的影响

1. 智能电网下电能计量系统带来的影响

智能电能计量系统实现了全封闭自动化的室内检定，将电能表的现场检验实现远程化、自动化控制实验室环境，并且使得资产管理、物资配送和标准设备的管理更加规范和精细。这些作用从根本上改变了人工管理和操作存在的弊病，将可能出现的质量漏洞控制在最小的范围内，有效地提高了工作效率和质量。智能电网的不断升级及新技术的诞生，加快了电能计量系统的技术改进和装备更新。电能计量系统的不断发展变革，使一批新颖的计量产品应运而生，老旧的电能计量设备不断被淘汰，一些长期存在的技术问题和缺陷在升级过程中得到完善解决，最终会使计量的准确性、可靠性以及检定技术水平得到提高。电能计量的智能化实现远程自动抄表和设备实时监测，从根本上解决了传统人工抄表模式的问题，使电能计量设备得到全方位改善。

2. 智能电网下电能计量系统的结构和功能特点

电能计量智能化的核心思想，就是基于电子信息技术、网络通信技术和现代管理思想，构建起一套以数字信号传输、高度信息化、操控智能化为特点的智能化系统，实现从数据采集到数据分析存储，再到信息反馈的全过程数字化和自动化。该系统将主要由智能电能表、智能互感器、高速通信网络、信息分析处理中心以及相应的智能检定、管理系统组成。智能电能表、互感器用以采集数字化计量信息，并将这些信息通过高速通信网络上传至信息分析处理中心，信息分析中心对接收的数据进行分析整理，再将之传送给供电公司相关管理部门和用电客户，并自动生成电量电费清单、故障处理指令以及各种统计分析报告。

智能电能计量系统实现了从数据采集到数据分析存储，再到信息反馈的全过程的数字化和自动化，也就为实现智能电网的信息化和智能化提供强有力的数据和智能支撑。它通过安全智能的信息采集和测量技术，为智能电网提供准确实时、翔实可靠的数字化测量数据信息，同时可通过高度信息化的智能电能计量系统，搭建起一个连接用电客户与供电公司交流的平台，并从遍布整个电网系统的各个计量节点处获取计量信息，有助于管理电网中数量众多的发电厂、变电站、输电线路和配变台区，并及时有效地发现和解决电力使用过程中的问题，提升供电公司的服务质量，实现电网安全、高质量地运行。

三、智能电能计量发展变革存在的问题及改进

1. 智能电能计量系统变革存在的问题

1.1 电能计量智能化技术不成熟，缺少使用和维护的经验

由于操作人员对于电能计量的使用缺少必要的培训，对于技术的生疏经常会导致电能计量的失准，这其中测量准确度的温度漂移和在长期运行过程中可靠性比较差的问题，仍需要进一步改进和完善。计量人员的技能素养和管理能力必须得到相应的提高，及时进行操作人员培训不可或缺，计量人员要能够轻松胜任智能电能计量系统的操作和维护。

1.2 新型智能计量设备使用全新的检定技术方法和新的改进标准

相应的全套改进案也要同步进行，智能化电能计量设备的制造标准和功能等都力求设备的完善和统一。此外，如何处理由于智能电网的建设大批更换下来的老旧计量设备，避免资源浪费，也是必须要重视的问题。

2. 智能电能计量系统变革的改进

2.1关口计量的改进

关口计量要实现设备的生命周期全管理，并及时传递和反馈监督信息。这一改进有利于实现动态监督管理，从而促进关口计量监督的规范化和系统化。子系统实现关口计量设备的流程化、网络化和信息化，其主要有流程管理、运行监督、库存处理、查询统计等功能。

2.2 注重计量人员培养

培养计量人员是不可或缺的，这就要求对计量人员的培训、考试以及成绩等进行统计和比对，将计量人员的考核结果与年终评比结合起来，以对计量人员做出综合评估。利用电能计量系统，可以轻松地实现对计量人员的统计，计量人员的各类信息都可以在信息管理中体现出来，这在监督的过程中也有利于对人员的培养。

2.3 质量监管

首先，现场检校。现场检校包括电能表和互感器的现场检校。在实际工作中，对于高中电能计量设备的检校相当重要，这样有利于提高电能计量的质量。其次，将信息管理实现标准化。标准设备资产管理用于登记所属设备的资产，包括各种参数和技术数据及标准化设备的历史记录等。最后，监管统计报表。这项监管工作主要是针对电能计量装备的统计数据、标准清单、流转登记表、分类账目等进行的全局管理。当然，这其中还包括很多年度、季度清单，工作流程计划表等，从而进一步实现信息管理。

2.4 不断完善标准装备器

电能计量装备器是指包括电能表、TA、TV及计量箱等在内的电能计量设备。其审批和考核都要一定的流程，要实现电能计量装备资产的动态管理，也就是对各种计量器具装备进行专业的台账管理，装备的编写、修改、查询、删除都要有具体功能体现。

第3篇

关键词 智能电网 继电保护 数字化 网络化

中图分类号：TM774 文献标识码：A

随着市场化改革的推进、气候变化的加剧，环境监管要求日趋严格，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，智能电网概念应运而生，其目标是利用先进的技术容许绿色可再生能源顺利接入电网，提高电力系统的能源转换和传输效率，确保供电质量和更高的可靠性。智能电网通常具有如下特点：自愈和自适应；安全稳定和可靠；兼容性；经济协调，优质高效；与用户友好互动。其中自愈和自适应是要求可以实时掌控电网运行状态，在尽量少的人为干预下实现快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电事故的发生。对继电保护系统而言，就要求其能够自动适应一次系统因分布式能源接入而出现的多变的运行方式，更要求继电保护系统自身出现隐藏故障时也能做到自诊断及自愈，以避免连锁故障的发生。

1智能电网二次继保的特征

1.1数字化

与传统变电站综合自动化系统相比，智能（数字化）变电站的测量输入信号和断路器控制信号都发生了很大变化，主要体现在传统电磁式的电压/电流互感器、断路器被电子式互感器和智能开关所代替。电子式电流互感器大多是采用罗格夫斯基线圈将一次大电流转换为二次弱电压的模拟信号，并经过高压侧信号处理变为数字量经光纤通道传送给合并单元；而电子式电压互感器，特别是高电压等级的互感器，大多是采用电容式分压技术将一次高电压转换为二次低电压的模拟信号，然后基于相同原理，经信号处理后到合并单元。

1.2网络化

基于合并单元的测量信号数字传输和基于智能断路器控制信号的数字传输为变电站的信息共享提供基础。当然就目前保护配置要求，同一间隔的保护装置和合并单元采用点对点的直采模式，而不同间隔的保护装置则可以采用基于SV（Sampled Values）网的网采模式。智能断路器与保护装置间既可以采用GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）网络通信也可以采用点对点通信。相比较基于电缆的传统变电站通信网络，智能（数字化）变电站采用光纤通信，并建立了基于数字量传输的SV 网和GOOSE 网的变电站过程层网络，实现了通信平台的网络化。

1.3标准化

智能变电站二次系统对自动化技术的要求越来越高，变电站中各种IED 的管理以及设备间的互联就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850 提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其通信交换过程处于一种标准化的输入/输出中，实现了系统的无缝连接。这种信息标准规范直接克服了来自不同厂家的智能电子设备之间的信息交互问题。结合通信平台的网络化技术，统一标准信息的应用也使得智能变电站继电保护和控制装置真正能够达到协同互操作的目的。

1.4广域化

随着电力系统调度光纤通信网络的大规模建设，光纤通信技术被广泛应用于电力系统广域通信中。目前，我国高压系统站间通信基本上采用基于OPGW 或ADSS的光纤通信，并采用SDH 环网制式，已形成以光纤通信为主、结合载波、微波等方式的电力系统通信骨干网络，而基于光纤通信的WAMS 工程应用也为广域通信系统的构建提供技术支持。

2 继电保护发展趋势

2.1安稳及自动化装置性能

现行的电网广域监测系统网络运用在智能电网中，不仅使整个电网的共享信息的自我保护能力有很大提高，而且使其具备紧急控制功能。因此，智能电网可以利用已建成的网络，提高敏感性能不强的后备保护的速动性，并使安全的自动设备改变现有的动作设置原则，使其更快速动，降低故障对电网的冲击。甚至使很多保护的动作时间都变得更高效可靠。安稳及自动化装置在可靠判断系统故障后，以最快的速度的按动作设置出口，隔离故障，并避免更大的恶性事故如发电网崩溃等的出现。

2.2网络化的二次继保的在线整定

智电变电站的在实现了网络化、准确化后，实现了智能设备与维护人员的互动能力，具备在线整定功能。对二次继保而言，网络准确化的变电站的改变有三个：一个是数据的传输，各种的电气量控制信息从原来的二次电缆改为了光纤电缆及网线通道；二是数据的采集，由于共享数据网的存在，所辖系统的相关设备元件的电气量二次继保定值都可在线采集；三是在线整定，对于开放在线整定权限的二次继保设备可以远程整定，如调度可以远程报退线路的软压板，系统运行方式改变时可以远程修改定值。

3 总结

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是电网未来的发展方向。对于智能电网系统而言，继电保护装置就像是促使其正常工作的保障。不及能够及时发现其中存在的问题，解决产生的故障；还能够通过装置迅速的对电力系统元件中产生故障进行及时的反映，以实现电力系统发生的各种故障的迅速与正确的隔离，以实现大面积地区停电事故的避免，确保电力系统安全和稳定运行。

参考文献

[1] 梁国艳.智能电网继电保护技术发展的探讨[J].大众用电，2011（05）.