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摘 要：智能电网是电网发展中一种新前景，成为“全球工业与信息业的一次新产业革命、技术革命、管理革命”。在我国，投入较大量的人力、物理等资源建设中国特色的智能电网，并以智能电网为基础制定出中国较好的电网现代化发展战略，是我国目前的奋斗目标，也是发展前景。新的电力技术极具市场前景，而智能电网正能够适应当今市场发展的需求，因为智能电网是“可靠、安全、经济、高效、环境友好”的，智能电网逐渐成为现代电网的主流。
关键词：智能电网 安全 高效
一、智能电网的概念及内涵特征
智能电网（英语：Smart grid、smart electric grid、或intelligent grid），以双向数字科技创建的输电网络，用来传送电力。它可以侦测电力供应者的电力供应状况，与一般家庭用户的电力使用状况，来调整家电用品的耗电量，以此达到节约能源，降低损耗，增强电网可靠性的目的。智能电网雏型是20世纪产生的，由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。在传统电网的基础上，电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况，如在用电量低的时段给电池充电，然后在高峰时反过来给电网提供电能。智能电网包含了一个智能型电表基础建设（Advanced Metering Infrastructure，AMI），用于记录系统所有电能的流动。通过智能电表（Smart meter），它会随时监测电力使用的状况。智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗，还具有集成新能源，如风能，太阳能等的能力。当电能便宜时，消费者可以开启某些家用电器，如洗碗机，工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。在电能需求的高峰期，它可以关闭一些非必要的用电器来降低需求。其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测，进化到遥测、遥控，再进化到自动判断调整控制。
二、智能电网的目标
智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。
（一）必须更加可靠
智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。
（二）必须更加安全
智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。
（三）必须更加环境友好
智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下，在未来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，减少对景观的实际影响。智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人，也就是对电力的使用必须是安全的。
三、智能电网的关键技术
（一）发电与储能技术
在能源转化、传输、使用这几个环节，其中发电环节是整个过程中最有可能减少排量的，所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能，其中分布式发电技术有很多，例如风力发电技术、生物质能发电技术和地热发电技术等等，分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。由于使用新能源、洁净能源和再生资源，对环境改善方面具有很大的积极作用，特别是减轻温室效应方面，同时能够提高供电的安全性与可靠性，以及缓解能源供给不平衡问题，所以该技术被广泛应用。但是由于环境影响以及一些不确定因素，例如：风能和太阳能与天气相关，具有不确定性，分布式发电技术与储能技术将面临较大的挑战。
（二）输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术，特高壓输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术，提高了输电能力，并能实现远距离电力系统互相连接；高温超导输电技术是利用高温超导体材料特性的技术，与常规技术相比，它具有污染少、损耗小等特点。
（三）高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术，涉及较多电子设备，如智能表计、电力电子控制器等，利用这些智能电子设备进行网络化通信，同时坚持各种干扰与自我监测，充分体现出“自愈”这一特性。
（四）智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比，智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
（五）先进的电力电子技术
智能电网采用先进的电力电子技术，使用各种新型的高性能设备与装备，例如全控型大功率电力电子器件等，其中具体有有源滤波器（APF）、动态电压恢复器（DVR）等，符合当今电力系统运作要求，并在现代电力系统中得到广泛的使用。
（六）智能调度技术
该技术是智能电网中最关键、重要的技术，能够全面进行资源优化配置，科学决策管理、高效调度等，实现大面积连锁故障的预防，实现调度的智能化。
四、电网的智能化特征
由于智能电网采用了上面所述的先进技术，使得智能电网可观测、可控制、能实时分析与决策、自愈以及制动优化调整，充分体现出智能化。
（一）智能电网是自愈电网
“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断，充分应用数据获取技术，执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复供电服务。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信，以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上，同时传感器还有检测故障前兆的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。
（二）智能电网将抵御攻击
电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力，甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。不管是物理攻击还是网络攻击，智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通，在电网规划中强调安全风险，加强网络安全等手段，提高智能电网抵御风险的能力。
（三）将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件
通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外，智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。另外，智能电网将采取技术和管理手段，使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响，将通过监测和执行相关的标准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外，智能电网将采用适当的滤波器，以防止谐波污染送入电网，恶化电网的电能质量。
参考文献
[1]史忠植.智能主体及其应用[M].北京：科学出版社，2000，9.
[2]蔡丹君，胡婧.智能电网的三个关键词[J].国家电网，2009，（9）.
[3]刘骥，黄围方，徐石明.智能电网状态监测的发展[J].电力建设.2009，30
关键词：智能电网 安全 高效
一、智能电网的概念及内涵特征
智能电网（英语：Smart grid、smart electric grid、或intelligent grid），以双向数字科技创建的输电网络，用来传送电力。它可以侦测电力供应者的电力供应状况，与一般家庭用户的电力使用状况，来调整家电用品的耗电量，以此达到节约能源，降低损耗，增强电网可靠性的目的。智能电网雏型是20世纪产生的，由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。在传统电网的基础上，电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况，如在用电量低的时段给电池充电，然后在高峰时反过来给电网提供电能。智能电网包含了一个智能型电表基础建设（Advanced Metering Infrastructure，AMI），用于记录系统所有电能的流动。通过智能电表（Smart meter），它会随时监测电力使用的状况。智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗，还具有集成新能源，如风能，太阳能等的能力。当电能便宜时，消费者可以开启某些家用电器，如洗碗机，工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。在电能需求的高峰期，它可以关闭一些非必要的用电器来降低需求。其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测，进化到遥测、遥控，再进化到自动判断调整控制。
二、智能电网的目标
智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。
（一）必须更加可靠
智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。
（二）必须更加安全
智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。
（三）必须更加环境友好
智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下，在未来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，减少对景观的实际影响。智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人，也就是对电力的使用必须是安全的。
三、智能电网的关键技术
（一）发电与储能技术
在能源转化、传输、使用这几个环节，其中发电环节是整个过程中最有可能减少排量的，所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能，其中分布式发电技术有很多，例如风力发电技术、生物质能发电技术和地热发电技术等等，分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。由于使用新能源、洁净能源和再生资源，对环境改善方面具有很大的积极作用，特别是减轻温室效应方面，同时能够提高供电的安全性与可靠性，以及缓解能源供给不平衡问题，所以该技术被广泛应用。但是由于环境影响以及一些不确定因素，例如：风能和太阳能与天气相关，具有不确定性，分布式发电技术与储能技术将面临较大的挑战。
（二）输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术，特高壓输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术，提高了输电能力，并能实现远距离电力系统互相连接；高温超导输电技术是利用高温超导体材料特性的技术，与常规技术相比，它具有污染少、损耗小等特点。
（三）高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术，涉及较多电子设备，如智能表计、电力电子控制器等，利用这些智能电子设备进行网络化通信，同时坚持各种干扰与自我监测，充分体现出“自愈”这一特性。
（四）智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比，智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
（五）先进的电力电子技术
智能电网采用先进的电力电子技术，使用各种新型的高性能设备与装备，例如全控型大功率电力电子器件等，其中具体有有源滤波器（APF）、动态电压恢复器（DVR）等，符合当今电力系统运作要求，并在现代电力系统中得到广泛的使用。
（六）智能调度技术
该技术是智能电网中最关键、重要的技术，能够全面进行资源优化配置，科学决策管理、高效调度等，实现大面积连锁故障的预防，实现调度的智能化。
四、电网的智能化特征
由于智能电网采用了上面所述的先进技术，使得智能电网可观测、可控制、能实时分析与决策、自愈以及制动优化调整，充分体现出智能化。
（一）智能电网是自愈电网
“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断，充分应用数据获取技术，执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复供电服务。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信，以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上，同时传感器还有检测故障前兆的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。
（二）智能电网将抵御攻击
电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力，甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击，最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应，以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。不管是物理攻击还是网络攻击，智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通，在电网规划中强调安全风险，加强网络安全等手段，提高智能电网抵御风险的能力。
（三）将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件
通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外，智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。另外，智能电网将采取技术和管理手段，使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响，将通过监测和执行相关的标准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外，智能电网将采用适当的滤波器，以防止谐波污染送入电网，恶化电网的电能质量。
参考文献
[1]史忠植.智能主体及其应用[M].北京：科学出版社，2000，9.
[2]蔡丹君，胡婧.智能电网的三个关键词[J].国家电网，2009，（9）.
[3]刘骥，黄围方，徐石明.智能电网状态监测的发展[J].电力建设.2009，30