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摘要：未来智能电网的建设和普及要依赖于智能电网关键技术的发展，文章将智能电网的基础定义和主要特征作了较为详细的说明，并且与传统电网进行了比较，对智能电网建设需要的关键技术（如：通用信息平台、通讯技术、自动化技术，智能调度和分布式能源等）作了讨论，将我国建设和发展坚强智能电网的研究方向确定为互动供电技术、智能电网装备和分布式能源的接入。
关键词：智能电网；信息自动化；量测构架
在归纳智能电网基本特征的基础上，对构建智能电网的关键技术（如：骨架结构、继电保护、变电站自动化等关键技术）的要点进行了阐述。结合参与研制开发的智能变电站辅助系统综合监控系统，描述了变电站自动化中智能联动技术的特点。
1 智能电网的概念与特征
智能电网是指以能源开发利用为基础，实现发电、送电、售电已经用电网络等诸多环节的智能自动化，并且提高供电的质量和发电资源的利用率，完成安全供电和节约用电为目标的电力网络。智能电网与传统电网的网络体系完全不同，它可以将供电网络的功能模块化，将供电系统网络化，将分散的输电线路集中化，进而实现输电网络结构灵活变换，加强国家电网的服务质量。
2 智能电网的合理骨架结构和关键技术
2.1 通信技术介绍
智能电网中的通信技术是开放的并且高度集成的通信系统。没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。
通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络―电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。
2.2 智能调度技术的介绍
智能调度技术是采用数据集成技术，并且有效的整合并综合利用电力系统的动态。 智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统控制大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。
2.3 分布式能源的介绍
对智能电网的改进的标准是为了实现各种发电系统和储能系统更容易接入。各种各样的不同容量的分布式发电（如风电、光伏发电）系统和储备能源的系统（如燃料电池、储能式混合动力交通工具）在所有的电压等级上都可以是想互联。分布式能源作为未来重要的能源将在能源供应总体中占据越来越重要的比重，根据发电能源的不同可以分为内燃发电机、微型涡轮发电机、风力发电机、光伏发电机、燃料发电机、生物智能发电机等，这些能源都有自己各自的特点，适合不同的应用范围。
2.3.1 内燃发电机。内燃发电机是传统的分布式能源发电装置，主要以柴油和汽油或者天然气为燃料。优点是使用比较方便，也相对容易控制，启动灵活，不会受到自然环境条件的限制，设备价格相对比较低。
2.3.2 太阳能光伏发电。太阳作为一种新型的能源是取之不尽用之不竭的，并且是一种全新的清洁能源，太阳能的利用方式主要有光电转换、光热转换和光化学转换等，但是在我国光热转化和光化学转换技术还不太成熟，因此在我国比较通用的是光伏发电。太阳能相比于其他的资源有着显著的优势，它清洁无污染、装置也比较简单，规模可以控制，所以在我国很多地区实现了光伏并网发电。
2.4 通用信息管理系统的介绍
智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、显示、信息安全等几个功能。
①信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。②信息分析。对经过采集处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括发电、输电、配电、需求四级产业链业务分析；横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、人力资源管理等业务模块分析。③信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统等视频和音频技术。④信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益。因此，必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。
3 实现电能表的智能化应采取的措施
3.1 依托强大稳固的通信网
传统的多功能电能表和居民载波电能表只能够 实现用户用电量的上传功能，而且目前使用的低压 电力线载波通信、GPRS无线通信以及电网自动化 的光纤通信也无法满足智能电网对智能电能表信息 互动的要求。未来智能电网对通信技术要求会更 高，依赖性将更强，建设支撑广域、全景实时信息的 传输系统将成为智能电网的一项重要工作。因此， 必须从战略高度重视新型信息、通信网络体系结构 的研究与试验工作，必须注重信息与业务的关联度 及整合度，合理构建信息交互与共享的层次架构，避 免无谓的，甚至是有害的海量信息操作。
3.2 建立更加灵活的电力市场
电源与电网是电力系统不可分割的有机组成部 分，两者的发展共同受宏观经济政策、负荷变化、环 保约束等因素的影响。只有电源和电网协调一致、 均衡发展，才能实现社会资源的优化配置，进而实现 社会效益最大化。随着社会经济的快速发展，在国 家骨干电网的支撑下，未来智能电网既要适应大型 电源基地的接入，还要适应各类分布式电源与保安 电源的接人，所以除考虑分层分区的电源接入，还要 考虑分散式接入。电网对电源侧的管理除指令性调 度外，应建立起一个市场经济的电量交易系统，电网 和发电厂通过实时上网电价更加经济的实施电网调 度，提高发电厂和电网经济效益，这就需要智能电能 表计量、记录发电厂实时电量、电费，并完成实时双 向传输的功能。
3.3 调动用户积极开展节能工作
智能电能表实现了电网企业与电网用户之间的 信息交互、需求交互、和谐共赢，使得社会效益最大 化。从用户侧来说，个性化、需求化、灵活的电能需 求将可以得到实现，积极利用自身的余能建设环保 型的分布式电源，将自有、富余、投资性电能用于电 网补充、调配和应急。智能电能表让用户随时了解 自己的用电记录、当时的供电情况和费率信息，便于 及时采取适当节电措施，自觉参与节电节能工作，如 使用智能电能表对用电进行分时控制，减少用电高峰时的用电量，增大用电低谷时的用电量，以减少总的电费。在智能电网实行阶梯电价时，用户可以根据自己的用电情况，改变用电需求，平滑社会对供电量增长的需求。在供电量供不应求时，用户用电量超过合同规定用电量时可以实行更高电价计算电 费，使用户减少对电力能源的需求；在供电量供过于求时，用户用电量超过合同规定用电量时可以实行更优惠电价计算电费，鼓励用户增加对电力能源的需求，减少社会对电力投资的浪费。
3 结束语
智能电网有着高强度的兼容性，可以同时满足不同用户对电力供给的不同需求，而且可以合理有序的将分布式电源和微型电网融入自己的电网系统中。国内在智能电网的发展方面与其他国家有很大的不同，国际供电机构建设智能电网更多的是为了扩大输电供给的区域，而我国发展和建设智能电网其根本原因是为了建设节约型社会。我们专注于将他高压电网与智能电网有机融合，这样保证电网在任何时候的稳定运行。现在我国电网分配存在着极大的不合理，因此如何及时安全的实现全国范围的电能分配和输送，已经成为目前中国经济发展过重中不可回避的问题。
关键词：智能电网；信息自动化；量测构架
在归纳智能电网基本特征的基础上，对构建智能电网的关键技术（如：骨架结构、继电保护、变电站自动化等关键技术）的要点进行了阐述。结合参与研制开发的智能变电站辅助系统综合监控系统，描述了变电站自动化中智能联动技术的特点。
1 智能电网的概念与特征
智能电网是指以能源开发利用为基础，实现发电、送电、售电已经用电网络等诸多环节的智能自动化，并且提高供电的质量和发电资源的利用率，完成安全供电和节约用电为目标的电力网络。智能电网与传统电网的网络体系完全不同，它可以将供电网络的功能模块化，将供电系统网络化，将分散的输电线路集中化，进而实现输电网络结构灵活变换，加强国家电网的服务质量。
2 智能电网的合理骨架结构和关键技术
2.1 通信技术介绍
智能电网中的通信技术是开放的并且高度集成的通信系统。没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。
通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络―电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。
2.2 智能调度技术的介绍
智能调度技术是采用数据集成技术，并且有效的整合并综合利用电力系统的动态。 智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统控制大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。
2.3 分布式能源的介绍
对智能电网的改进的标准是为了实现各种发电系统和储能系统更容易接入。各种各样的不同容量的分布式发电（如风电、光伏发电）系统和储备能源的系统（如燃料电池、储能式混合动力交通工具）在所有的电压等级上都可以是想互联。分布式能源作为未来重要的能源将在能源供应总体中占据越来越重要的比重，根据发电能源的不同可以分为内燃发电机、微型涡轮发电机、风力发电机、光伏发电机、燃料发电机、生物智能发电机等，这些能源都有自己各自的特点，适合不同的应用范围。
2.3.1 内燃发电机。内燃发电机是传统的分布式能源发电装置，主要以柴油和汽油或者天然气为燃料。优点是使用比较方便，也相对容易控制，启动灵活，不会受到自然环境条件的限制，设备价格相对比较低。
2.3.2 太阳能光伏发电。太阳作为一种新型的能源是取之不尽用之不竭的，并且是一种全新的清洁能源，太阳能的利用方式主要有光电转换、光热转换和光化学转换等，但是在我国光热转化和光化学转换技术还不太成熟，因此在我国比较通用的是光伏发电。太阳能相比于其他的资源有着显著的优势，它清洁无污染、装置也比较简单，规模可以控制，所以在我国很多地区实现了光伏并网发电。
2.4 通用信息管理系统的介绍
智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、显示、信息安全等几个功能。
①信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。②信息分析。对经过采集处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括发电、输电、配电、需求四级产业链业务分析；横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、人力资源管理等业务模块分析。③信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统等视频和音频技术。④信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益。因此，必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。
3 实现电能表的智能化应采取的措施
3.1 依托强大稳固的通信网
传统的多功能电能表和居民载波电能表只能够 实现用户用电量的上传功能，而且目前使用的低压 电力线载波通信、GPRS无线通信以及电网自动化 的光纤通信也无法满足智能电网对智能电能表信息 互动的要求。未来智能电网对通信技术要求会更 高，依赖性将更强，建设支撑广域、全景实时信息的 传输系统将成为智能电网的一项重要工作。因此， 必须从战略高度重视新型信息、通信网络体系结构 的研究与试验工作，必须注重信息与业务的关联度 及整合度，合理构建信息交互与共享的层次架构，避 免无谓的，甚至是有害的海量信息操作。
3.2 建立更加灵活的电力市场
电源与电网是电力系统不可分割的有机组成部 分，两者的发展共同受宏观经济政策、负荷变化、环 保约束等因素的影响。只有电源和电网协调一致、 均衡发展，才能实现社会资源的优化配置，进而实现 社会效益最大化。随着社会经济的快速发展，在国 家骨干电网的支撑下，未来智能电网既要适应大型 电源基地的接入，还要适应各类分布式电源与保安 电源的接人，所以除考虑分层分区的电源接入，还要 考虑分散式接入。电网对电源侧的管理除指令性调 度外，应建立起一个市场经济的电量交易系统，电网 和发电厂通过实时上网电价更加经济的实施电网调 度，提高发电厂和电网经济效益，这就需要智能电能 表计量、记录发电厂实时电量、电费，并完成实时双 向传输的功能。
3.3 调动用户积极开展节能工作
智能电能表实现了电网企业与电网用户之间的 信息交互、需求交互、和谐共赢，使得社会效益最大 化。从用户侧来说，个性化、需求化、灵活的电能需 求将可以得到实现，积极利用自身的余能建设环保 型的分布式电源，将自有、富余、投资性电能用于电 网补充、调配和应急。智能电能表让用户随时了解 自己的用电记录、当时的供电情况和费率信息，便于 及时采取适当节电措施，自觉参与节电节能工作，如 使用智能电能表对用电进行分时控制，减少用电高峰时的用电量，增大用电低谷时的用电量，以减少总的电费。在智能电网实行阶梯电价时，用户可以根据自己的用电情况，改变用电需求，平滑社会对供电量增长的需求。在供电量供不应求时，用户用电量超过合同规定用电量时可以实行更高电价计算电 费，使用户减少对电力能源的需求；在供电量供过于求时，用户用电量超过合同规定用电量时可以实行更优惠电价计算电费，鼓励用户增加对电力能源的需求，减少社会对电力投资的浪费。
3 结束语
智能电网有着高强度的兼容性，可以同时满足不同用户对电力供给的不同需求，而且可以合理有序的将分布式电源和微型电网融入自己的电网系统中。国内在智能电网的发展方面与其他国家有很大的不同，国际供电机构建设智能电网更多的是为了扩大输电供给的区域，而我国发展和建设智能电网其根本原因是为了建设节约型社会。我们专注于将他高压电网与智能电网有机融合，这样保证电网在任何时候的稳定运行。现在我国电网分配存在着极大的不合理，因此如何及时安全的实现全国范围的电能分配和输送，已经成为目前中国经济发展过重中不可回避的问题。