智能电网的理解精选(九篇)

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第1篇：智能电网的理解范文

关键词：电力工程技术；存在问题；管理应用；建设；应用

1 关于智能电网环节的剖析

随着时代的发展，智能电网建设应用面临着更严峻的挑战，在现代化智能电网建设应用过程中，其具备绿色环保的特点，这满足了当下的经济可持续发展的需要。通过对电网资源的有效利用，确保其对环境污染程度的降低，避免其受到不良的影响。我国智能电网建设具备比较强的架构，正是这种良好的架构才确保其面对恶劣天气的承受能力，避免外界气候条件对电网运作的干扰。在其应用过程中，也可以进行电网资源的优化，确保电网的运作整合效率的提升。通过对电网自动化模式的应用，就工作过程中产生的故障，展开探究分析，确保其诊断模式的应用，实现有效的调节控制，保证故障问题的解决，保证功能的完善性。智能电网建设应该综合各方面的因素，将成本控制在最合适的范围内，不仅能确保能源的质量，还能提高经济效益。交互性是指在能源的供应中，建立起市场和用户之间的交流模式，以根据用户的具体需求，不断优化服务质量。

2 智能电网建设环节中电力工程技术模式的应用

通过对电力工程模式智能电网建设环节的剖析，可以得知，通过对电力工程应用工作环节的应用，可以为智能电网设备提供一系列的电源。以满足实际工作的需要，比如交流电源、直流电源等。在一些蓄电池充电模式中，通常都是应用直流电源的，通过对这宗电源模式的应用，可以确保变电所工作设备的运作。通过对交流电源及其直流电源的应用，更加满足了当代智能电网的应用。在输电过程中为了保证智能电网获取良好的效益，通常需要进行一些电力工程技术的应用，比较常见的技术是无功补偿技术将其谐波抑制技术，这两种电力模式的应用，可以配合电力工程的新型装置，满足日常输电工程的需要。有一些国家在一些输电工程中由于线路比较长，或者是输电的容量比较大时，一般都是通过直流电的输电方式来进行的。在我国输电线路的建设工作中，尤其是一些高压直流电的输电线路，通常都利用晶闸管变流装置作为送电与受电两端的整流阀和逆变阀装置。这些设备的应用，大大提高了电网输送的稳定性以及容量。这些装置用在配电网中，能够防止电网突然间停电，或者电压的突然降低和闪变，从而提高了供电的效果。这些功能和智能电网的建设要求相符合，因此，能够在智能电网建设中加以应用。

在发电应用模式中，通过对当代的电力工程技术的更新，以满足当代电子设备的应用需要，通过对电能的有效转化，确保电力资源的控制，实现电能源消耗量的控制，这样就方便日常机电设备的应用，促进综合运行效益的提升。目前来说，我国一些供电所的功率元器件都是半导体式的，实现其高压模式的开展。通过对这些高压变频技术的应用，实现电力应用的智能化，比如对电气传动技术、柔流输电技术的应用，从而进行高效的超电压输电技术的应用，以满足当下工作的需要。电能的质量优化技术。该技术在智能电网建设中的应用，需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上，对供用电的接口所具备的经济性能进行分析，从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系，并借助法律法规的不断完善，来促使智能电网的建设往经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的应用，具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术。

通过对柔流输电技术的应用，可以保证新型能源的输入，确保电网内部资源的有效利用。当然了，这也需要一定的技术做基础，比如微电子应用技术、电力技术及其通信技术等，从而实现对交流输电的有效控制。这是我国智能电网建设的一个重要应用条件，为其提供一定的电压，满足日常输变电的需要。在电网建设应用过程中，进行交流输电环节的控制，确保输变电的应用。随着我国智能电网需求的不断提升，电力工程应用技术的更新是非常必要的，尤其是随着技术的更新，实现电网各个参数的有效调节及其控制，进行电网模式的正常运行降低其损耗程度，提升输电线路的输送能力。高压直流输电技术。当前的直流输电系统中，很多环节都采用交流电，但是输电过程是用直流电的。采用该技术能够利用控制换流器，实现整流或者逆变的工作状态。一些重量比较轻的直流输电系统中，换流器一般是由一些可以关断的元件组成的，它有利于提高输送的稳定性，且具有较高的经济性能。

在我国智能电网建设过程中，通过对集中化的电场并网模式的应用，可以实现电网领域的有效开发，以更好的明确电网运作的放线，实现良好的并网技术效益的提升。通过对上述几个应用模式的分析，可以实现我国电网能量转化技术的进步，实现对国外的先进的能量转化优势的吸取，因为我国的该种技术依旧是欠完善的，不能实现其初级模式的有效开展，这需要做好电网建设环节的相关工作，比如对可再生能源的应用，对并网技术模式的应用，串联补偿中的工程应用。伊冯500kv TCSC项目是国家发改委批准的国家级科学研究项目。该项目是由C-EPRI Science & Technology Co.，Ltd建立，将伊冯500kv TCSC项目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW，用于该项目的TCSC设备，都是由中国独立设计、发展、组装和调试的。这个设备的成功运营表明中国已经精通了适应高寒地区的全套大容量可控串补的技术，并实现了HV TCSC的工业化应用。

通过对并联补偿工程模式的应用，可以实现电网运作效率的提升，其实现了无功补偿的新型设备的应用，该设备具备良好的装机容量，能够对无功补偿技术进行优化。我国某些公司将无功补偿设备运用到现实电网建设中，对于电力工作中的电力质量的问题是非常有好处的。电力质量问题涉及的方面是比较广泛的，比如电压波动模式、谐波技术等，这些是电网建设过程中的重要部分。通过对无功补偿设备的应用，可以确保电力工程的安全运作，确保电力公司的综合效益的提升。在电力建设过程中，通过对常规电力技术模式的应用，非常有利于电力质量的提升的。北京大型航空公司的电力负载对电压骤降和短期的电源中断造成的短暂电力质量问题很敏感。根据这家公司的实际情况，安置两个常规的电力设备，通过常规的电力技术解决电力质量问题。在成功运营后，这些设备有效地消除了电力质量问题。通过对智能电网在我国建设中的发展趋势及特点的分析，提出了电力工程在智能电网建设中的重要应用，对在智能电网建设中的总体应用、具体技术应用以及关键技术的应用进行了探讨。通过实例表明，电力工程技术的应用，对于促进智能化电网的建设，优化能源结构以及提高经济效益具有重要作用。

第2篇：智能电网的理解范文

关键词 智能电网；管理一体化；运营模式

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0190-01

随着社会经济的不断发展及科学技术的迅速提高，智能电网的运行及管理要求也不断受到重视。智能电网的一体化运营模式观念的形成是需要电力公司与用户建立双向了解基础，电力公司为用户提供电力，满足用户需求并不损害用户利益，才能让用户用得放心，树立良好的信誉，提高能源利用效率，节省电力资源。智能电网把“智能互动”作为其主要特点和建设目的。因此，在提高智能电网管理一体化运营模式的过程中，就需要电力公司和用户的积极配合，通过需求侧管理技术，达到智能电网成功实施其管理一体化的高端运营模式的目的。

1 智能电网的一体化运营模式中存在的问题

1.1 管理设施陈旧，能源资源浪费

智能电网管理作为一种高科技手段，就是需要通过科学技术的进步发展不断探求新的技术，及时更新陈旧的智能电网管理设施，有效地控制能源资源浪费严重现象，使电网工业能够稳定的运行下去。管理设施的陈旧不仅难以用最新智能科学技术实现智能电网的一体化管理，而且容易造成电力资源的浪费，难以保障电力公司的稳定有效运行。比如在当前大力宣传能源节约的行动下，智能电网引起管理设施的陈旧，使得电能达不到合理利用，这样不仅造成能源浪费，而且还会影响人们对智能电网的错误理解，使得管理一体化难以在人群中推行。

1.2 智能电网更新得不到科学技术的有效支持

这主要是因为缺乏高技术智能电网管理人才。科学的高速发展使得在各个方面对人才的需求都是大增，智能电网也不例外。智能电网引起管理人员坚守传统的管理观念，使得管理方法、管理技术得不到及时更新，一定程度上造成在实施管理一体化的过程中问题的出现，不利于电力的有效地管理。

1.3 用户缺乏对智能电网的认识，不利于一体化运营的开展

至今，在国内外还有很多人对智能电网理解不清楚，导致一体化难以实施运营。比如，一些用户认为像一些高端技术自己无论从经济还是能力上都无法使用，更没有精力去响应社会需求，于是就会对一切高技术置之不理。首先是家庭支付能力有限，再次，更重要的是传统观念占据了一定得地位，导致在对一体化运营存在偏见，况且一切新事物的产生使用都会有一个接受使用阶段。因此要重视对用户进行详尽有效地宣传，使其理解并接受使用智能电网。

2 关于实现智能电网的一体化运营模式的相关策略及具体运用

2.1 采用高新技术，提高需求侧管理技术

管理采用高新技术，提高需求侧管理技术是实现智能电网一体化管理的有效途径。一体化就是要实现智能电网数据的一体化、供需的一体化、功能的一体化等对各方面进行有效管理想喝就需要高端科学技术的运用，采集有效合理的电网信息，及时对电力使用信息作出反馈，从而改进电力管理。就如在提高需求侧管理技术的应用上，要使用负荷管理，提倡用户合理用电，改变不合理的用电方式，实现用户的节电意识培养，从而实现资源的优化配置。

2.2 革新设备、培养人才以提高电网能源的使用效率

这种方法的目的就是要为用户提供洁净能源，提高电网能源的使用效率。只有不断地革新技术设备，培养高素质管理模式人才，才能有效的实行智能电网一体化运营。比如国家在智能电网设施管理和人才培养上应加大投入，不断研究更新最新设备，解除管理及维修人员的传统旧观念思想，对智能电网的一体化运营模式形成更好的认识，才能有效的引导用户加入智能电网运营行列，保障一体化有效运营。

2.3 大力宣传智能电网管理一体化，加强人们的能源节约意识

大力宣传智能电网管理一体化运营，使人们了解其优点，是加强人们的能源节约意识的关键所在。往往对于一种新技术、新事物，人们都会经历一个逐步认识了解甚至是排斥的过程，在逐步的认识清楚之后，才会慢慢的接受并投入使用，所以大力宣传智能电网管理一体化运营是至关重要的。因此，在这方面国家电力人员可以做好海报宣传、实地宣传等各种宣传途径，解除人们心中的疑虑，使其逐步认识了解到智能电网的优势。比如，国家也可以让智能电网一体化管理模式在部分地区推行一段时期，使人们亲身体会到智能电网的利益，并且认识到其对环境保护和能源节约的重要作用，这样更有助于智能电网管理一体化运营模式在更多地区的普及。

3 结论

总而言之，智能电网一体化模式的推行与大力投入使用还需要一个慢慢理解与改进的过程，在这个过程中应该重视运用高科技，提高需求侧管理技术；创新技术，革新设备，提高智能电网能源的使用效率；培养管理一体化运营技术人才，加强一体化管理运营模式等方面的改进策略，使数据、维护、供需一体化更能做到能源洁净、能源节约的效果，实现国家智能电网的稳定运行，实现人与环境的可持续发展。因此，相关工作人员要认识到智能电网一体化运营的积极作用，采取有效措施使其大力推行。

参考文献

[1]龚国军.智能电网：低碳时代的重要选择――“2009・中国智能电网与信息化高层论坛”综述[J].中国电力企业管理，2010(4).

第3篇：智能电网的理解范文

关键词：智能电网;评价指标;主成分分析

引言：为了应对日益严峻的环境问题、保障能源安全、促进经济发展，近年来在全球范围内能源革命已悄然发生。这场能源消费变革以技术创新为依托，以电力消费变革为突破口，旨在优化能源结构、提高能源的利用效率、促进节能降耗，实现能源利用的环保可持续利用模式最终实现经济的可持续发展。

智能电网作为电力消费变革的关键点和着力点，为未来电网的发展指明了发展的方向。但是同时也应意识到，智能电网的建设是一个庞大而且艰巨的系统工程，涉及智能电网基础技术、智能发电、智能输电、智能配电及智能用电技术在内的各项复杂技术的实践，要实现电网的智能化难度可想而知。鉴于智能电网规划、发展、建设的重要性、长期性与复杂性，评价智能电网各阶段的建设水平，辨别出不同区域电网智能化建设的差异情况，为智能电网长期规划提供有益参考就显得尤为重要。

目前，智能电网建设及智能技术创新等相关领域的研究已经吸引了国内外研究学者的研究兴趣。研究成果也越来越丰富，较多的集中在，逐步探索出各类智能电网评估指标体系的构建方法[1-2]，对新能源和低碳等特定领域的智能化评价方法也进行深入研究，建立智能电网促进经济的低碳可持续发展的效益模型，并在国内外智能电网评价体系对比分析的前提下，提出了适合我国国情的智能电网综合评价体系的构建思路及原则。

相较于智能电网评价指标体系的研究进展，对智能电网建设层面进行综合评价的研究相对缺乏，具体表现在缺乏有效的综合评估方法实现与现有的评价指标体系进行完美契合，导致对智能电网发展总体水平的评估出现困难，现有的状况仅仅是大量评价指标数据的简单罗列和堆砌，对智能电网发展总体水平的评估的帮助甚微。虽然动态综合评价法嫡权法和生产函数法等评价方法已被提出并成功应用于智能电网整体评估，但是运用上述方法对智能电网建设阶段进行评估 还是略显不足。

本文采用主成分分析与分析相结合的方法对智能电网建设评价指标体系进行简化并重构，将数目繁多的评价指标划分为若干大类，且彼此之间互不相关，最后生成综合主成分评价指标评估函数，依据综合评价函数对评价对象给出量化结果，实现对评价对象的比较和排序。该方法可以区分不同区域间智能电网建设的差异性和优劣性，并可依据具体类别进行排序比较，最后结合天津市5辖区智能电网建设的实际情况给出算例，验证此方法的可行性。

一、主成分分析

主成分分析（Principal Component Analysis， PCA）是现代多元统计分析学科中处理多变量、高维度系统最方便快捷的方法之一。主成分分析是一种把系统中的多个变量（指标）转化为几个综合指标的统计分析方法，因而可将多变量的高纬空间问题简化成低维的综合指标问题，能反映系统信息量最大的综合指标为第一主成分，其次为第二主成分。

（一）主成分分析的数学解释。设有n个样本，每个样本可用两个指标x10和x20表示，n个样本是随机分布的。将原始数据进行标准化处理，这样可以消除随机变量不同量纲引起的不可比性。如第个样本的原始数据为x1k0和x2k0，经过标准化处理后，其参数为：x= i=1，2;k=1，2，…，n。其中=x σ=（x-） 。 标准化以后的参数有以下性质：x=0

x /（n-1）=1。即标准化之后的变量均值为0，方差为1。用二维变量x1、x2共量测100个数据并将其绘制在x1、x2构成的坐标系中，如图1所示。可见，2个坐标轴上的数据离散度均较大，即二维变量的数据方差较大。现将坐标轴顺时针转过角度，原坐标系变换为y1、y2，参见图1。则有：Y===AX。x，y是新坐标系下的量测数据矩阵。转换后的坐标系y1，y2是正交的，n个点在y1上的方差较大，在y2轴上分布较为集中。因此，二维空间的样本点用y1表示，损失的信息较小，可将y1轴作为单一主成分轴，y1和y2正交，且方差较小，可作为第二主成分轴。

一般来说，每个样本是p维的，略去样本号k后，样本可用p个变量（x1，x2，…，xp）表示p个指标。为进行主成分分析，将坐标变换成p个综合变量y1，y2，…，yp，这p个变量形成新的坐标系，坐标轴相互正交。所以，可得到以下变换关系式：

其矩阵表示形式为：Y=LX，式中L为正交变换矩阵。

转换后的y坐标系也是一个正交坐标系，新坐标系下，样本点对不同的yi和yj轴的协方差为0，方差最大的为第一主成分。

图1 100个数据变量分布

（二）主成分分析建模。假定x为已标准化的样本数据矩阵，对于n个样本，x矩阵可表示为：

定义样本的相关矩阵为R，则

其中R矩阵中的元素rij与样本的方差和协方差有关，即rij=xx。对于原始样本来说，方差和协方差：Vij=（x-）（x-）/（n-1） i，j=1，2…，p。

相关矩阵的特征值可由下式求得

即R-λI=0

求出的个特征值满足以下关系：

式中λj-第j个主成分轴方向的方差。由于λ1最大，故由λ1反映的综合指标为第一主成分轴。一般取q个主成分，要求（λ1+λ2+…+λp）/p=0.6-0.8，也就是说，总方差的误差在0.2～0.4之间，就能满足要求。λs/p是q个主成分的的累积贡献率。相关矩阵R的特征向量为一个正交矩阵L，即

其中，对应于λ1的特征向量为L1=（l11l12…l1p），其余依次类推。经过坐标变换后得到的新变量（或主成分）yp的表达式：

y1=L1x;y2=L1x;…;yp=Lpx。

定义主成分yj和 原有变量xi之间的相关系数为，称为因子负荷量aji，它表示第j个主成分对原变量xi的贡献程度，一般有正有负。如果取q个主成分，则对变量xi的总贡献率

θi为各因子负荷量aji的平方和，即θi=a2ji=λl2ji。再依据以下公式分别求出各个主成分的方差贡献率和累积贡献率。即：ωi=λ/p p=λ/λ。 最后依据保留原始数据信息量（主成分累积方差贡献率）的要求选取适量的主成分的个数。

综上所述，可以得出应用主成分分析法进行系统评价的主要计算步骤，如下：（1）对数据样本进行标准化处理。（2）计算样本的相关矩阵∑。（3）求相关矩阵∑的特征值和特征向量。（4）根据系统要求的累积方差贡献率确定主成分的个数。（5）确定主成分的线性方程式。（6）依据各个主成分的方差贡献率得出综合评价函数。 （7）依据综合评价函数得出各个评价对象的得分，给出评价的结果。

二、基于主成分分析智能电网建设评价适用性分析

（1）依据完善的针对智能电网建设阶段评价体系，可知共有n个评价指标，对m个区域电网的智能化差异水平进行衡量，得到原始评价数据矩阵Xm×n，与主成分分析模型中要求的原始数据矩阵相一致。（2）评价体系中的评价指标之间一般不是孤立存在的，往往是相互关联的。（3）需要对评价体系中个别评价指标进行简单的预处理。（4）主成分评价的因子载荷矩阵

U随评价指标的数量的多寡而变化，对智能电网建设综合评价指标进行精选，充分借鉴国内外不同国家和地区对智能电网发展建设的评价指标，能够有效提高对特定区域电网智能化建设水平评价的真实性。

三、智能电网建设综合评价流程

具体评价过程为：首先依据智能电网建设的特点选取适用的评价指标体系，对评价对象各自在选取的指标体系上的原始数据进行采集，接下来对搜集的原始数据进行标准化处理。紧接着对搜集的原始数据进行判定。评价结果可以具体分为两类。第一也是为主要的结果，依据建立的主成分综合评价指标函数对每个评价对象进行打分，依据评价对象的得分情况对评价对象进行量化分析。其二，依据得出的主成分因子载荷矩阵对原有的评价指标体系进行分析，将原评价指标进行归类，并对所属的类别进行具有实际现实含义的命名，使原有的指标体系变得更加清晰明了，容易理解。

四、算例分析

（一）原始数据。根据我国智能电网的建设要求和总体的发展规划战略思路以及国家智能电网提出的“智能、高效、可靠、绿色”的发展建设目标，决定采用谭伟等在《智能电网低碳指标体系初探》中提出的评价指标体系，对天津市5个市辖区的智能电网在此评价指标体系上的原始数据进行采集，得表1.

表1 天津市5辖区智能电网建设评价指标值

（二）计算结果及分析。利用SPSS19.0对搜集来的数据进行分析处理，得到相关矩阵的主成分特征值及其方差贡献率如表2所示。

由相关矩阵的特征向量可以写出前2个主成分的表达式，再依据前两个主成分的方差贡献率可以得出综合评价函数，评价结果见表3。

由表3可知，电网1和电网3的电网智能化综合得分较高，电网2的电网智能化综合得分处于中间位置，电网4和电网5的电网智能化水平已经落后于前3个地区，电网5无论是在第1、2主成分以及综合主成分上排名均靠后。依据主成分载荷矩阵对原有的评价指标进行分析，对原有的指标进行归类，加深对原有指标体系的理解。因子载荷矩阵见表4。

表4 被考察电网的主成分因子载荷矩阵

依据的判别标准，由第一主成分与原有的指标体系的因子载荷矩阵可将指标1至指标5归为一类，指标6至指标9归为另一类，不难发现，前5个指标反映智能电网发电侧的建设水平，而接下来的4个指标则反映出智能电网输配电侧的建设情况。再结合表3中的5个不同地区的电网在第一和第二主成分的各自得分，以及5个电网在指标体系上采集的原始数据可以得出，对电网4和5在未来电网智能化发展的建议。电网4应在未来自己的电网智能化发展上大对电网“发电侧”方面的投入力度，电网5则应在“发电侧”和“用电侧”两端加大发展力度。

结语：（1）本文提出了可以利用“主成分分析方法”对智能电网建设水平进行综合评价，该方法避免了诸如“专家打分法”之类的分析方法对指标进行认为赋权，客观性大大提高，该方法依据指标内在的逻辑规律关系，建立量化的主成分综合评价模型，在此基础上对评价对象进行分析。（2）探索出依据主成分因子载荷矩阵对指标进行分析的方法，将众多评价指标重新进行归类，并给出评价对象在各个大类下的排序，重构评价指标体系。（3）本文设计了依据主成分分析的智能电网建设综合评价方法，该方法不仅可以对评价对象进行比较分析，还可以进一步指明落后地区的劣势，为落后地区的发展指明了方向。

第4篇：智能电网的理解范文

摘 要:本文通过对智能电网信息安全的分析,及对其技术的概述,探讨了信息安全技术的发展方向。智能电网综合了物联网、信息计算、信息传输及处理技术,其运行安全对国民经济建设有着至关重要的作用。因此,信息安全应为智能电网的安全运行保驾护航。

关键词:智能电网 信息安全 网络安全

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0027-01

电力是关系到国家经济发展、社会持续进步的命脉,是国民经济建设的基础行业。但随着社会对电力需求的快速增长,电网运行安全成为人们日益关注的问题。在全球几次大停电事故后,智能电网浮出水面,全世界开始致力于智能电网建设。现阶段世界各国对智能电网的理解不甚相同,但其共同点都是将先进的传感测量、信息通信、分析决策、自动控制和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的现代化电网,其核心是集成、高速的双向通信网络和先进的信息通信。

与传统电网相比,智能电网在信息交互上更具备互动性、开放性和复杂性,随着系统间网络交互增多、智能传感器的广泛应用,信息安全问题日益凸显。

1 智能电网中信息安全现状及基本要求

1.1 智能电网的发展

目前,世界各国都在积极规划和推动智能电网建设,意大利建设了智能化的计量网络,美国也建设了以智能计量为基础的智能电网示范城市,日本在电网的智能化方面处于世界领先地位,欧洲多个国家以及电力企业也展开智能化信息技术的研发。

中国将智能电网定义为:以特高压电网为骨干、以坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。目前国网公司已制定了发展目标,并出台了相关标准,供配电设备均向数字化、信息化、智能化发展,各大电力设备供应商也正在开展信息交互的研发以及接口标准的制定。

可以说,智能电网是电力行业发展的必然趋势,目前我们仅仅处于起步阶段,未来的发展空间巨大,前景不可限量。

1.2 智能电网对信息安全的基本要求

智能电网中通常使用物联网技术采集各电力设备的运行参数、状态及环境信息,通过网络传输到后台控制系统,再通过复杂的分析、决策、控制系统来进行监控。在信息采集、处理和传输方面,信息安全经受着来自各方面的威胁,例如外部网络的肆意破坏、信息参数的肆意篡改、病毒肆虐,以及后台管理系统的自身漏洞等。因此,对于智能电网来说,应建设面向电网核心业务的安全防御体系,研发基础信息网络和重要系统的安全保障技术,开发复杂大系统下的实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范与新的密码技术;同时,制定完整规范的智能电网信息安全体系,全面提升智能电网信息安全水平,保障核心业务系统及信息网络安全,让信息具备保密、完整、可用、真实、抗抵赖的基本属性。

1.3 电力工业信息安全的现状及形势

目前,国家已把“面向核心应用的信息安全”列入发展纲要,而基于智能电网下的信息安全成为电力工业关注和研究的对象。

早在2003年美国就曾由于网络和系统漏洞,主服务器突然收到大量警报导致系统崩溃,造成预警系统失灵,无法正确决策,最终导致大规模的停电事故。

过去的几年中,我国多次发生因系统异常、木马病毒传播、软件逻辑漏洞、恶意攻击篡改等造成的系统故障和电网瓦解事件。我国由于长期以来信息化建设缺乏核心技术,对发达国家的设备和技术存在相当大的依赖性,因此我国的信息安全状况更为严峻。

2 信息安全防护的主要技术及发展方向

2.1 智能电网下的信息采集安全

信息采集是信息工程的基础,智能电网中的信息采集设备运用有线、无线传感器采集信息,通过各种短距离总线传输,或者通过射频识别技术进行信息识别。在智能电网发展的现阶段,信息采集及传输仍以有线方式为主。

有线方式下的信息采集首先要保证数据的准确性,这有赖于物联网中传感器技术的发展,目前对于常规环境下的温湿度、电流电压、烟感红外信息等技术已经相对比较成熟,传感器的准确度也比较高,但对于特殊环境下,例如高温、高电磁环境、高海拔环境下的传感器准确度仍是应不断研究解决的问题。

为保障信息安全,信息采集终端设备的所有数据的加解密均采用硬件方式实现。密钥算法分为对称和非对称密钥,非对称密钥的安全性更高。主站侧应采用国家密码管理局认可的密码机实现数据加解密,采集终端和集中器采用硬件安全模块实现,无论哪种方式均应同时集成对称密钥和非对称密钥算法。

2.2 智能电网下的信息处理安全

信息处理安全需解决智能电网中数据存储、备份、访问、授权等问题,保障信息的分析和使用安全。信息存储分为本地和网络存储两种方式,本地存储可采用加密机制,需通过身份认证方可访问数据。网络存储可通过认证、防火墙等处理方式。数据备份可按照机密安全等级设置不同的备份机制,支持同步、异步数据容灾备份,在备份过程中保证数据的可用性、完整性。信息防御安全应能够在系统核心实现防御拒绝服务攻击,将算法实现在协议栈的最底层,降低整个运算代价。其技术包括攻击识别、协议分析、主机识别、概率统计、反向探测、指纹识别等方式,其中常用的算法有流量梯度算法、参照物判断法、TCP协议反向探测算法、UDP指纹识别算法等。

2.3 智能电网下的信息传输安全

信息传输安全主要保障传输中的数据信息安全。这一层需要解决智能电网使用的无线网络、有线网络和移动通信网络的安全性。

目前已运行的设备大多数采用的是有线网络,无线网络作为示范和备用。有线网络通常采用虚拟网技术,电力设备之间建立对等通信模式,通过GOOSE协议实现信息交互,以太网支持以虚拟网络的方式实现网络有效分隔,在不同的虚拟网上实现不同业务的信息交互,只需在交换机上设置基于端口虚拟网络VLAN,在IED(Intelligent Electronic Device智能电子设备)上进行正确配置即可以有效防止黑客攻击。IED内部应具有足够的信息处理能力,能支持虚拟网标签技术。

另外对于网络通信中的攻击问题,数据通信口应安装入侵检测系统IDS(Intrusion Detection Systems),以及时发现可能的攻击。

3 结语

智能电网的发展刚刚起步,其信息安全技术也在探索阶段,面临着诸多的技术挑战。其在未来发展中应与智能电网通信系统相互融合,针对智能电网的通信特点解决其安全防护问题。未来的智能电网终将依赖于信息安全防护技术,以实现基于物联网技术的全网融合及信息决策。

参考文献

[1] 裴庆祺,沈玉龙,马建峰.无线传感器网络安全技术综述[J].通信学报,2007(8).

[2] 杨义先,李洋.智能电网的信息安全技术[J].中兴通讯技术,2010(8).

[3] 陶士全,刘永生,冯文龙.智能电网信息安全及其防护技术[J].

第5篇：智能电网的理解范文

关键词：智能 电网 发展

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0125-02

近年来，随着电网技术的不断发展，智能化电网在世界范围内形成广泛共识，已经成为电网发展的必然方向。

所谓智能电网就是将先进的信息通信技术、传感量测技术、自动控制技术、分析决策技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

1 智能电网的主要特征

1.1 坚强

有较强的抗干扰能力，在电网受到大扰动、发生大故障或在自然灾害、极端气候条件下以及受到严重外力破坏时，仍能保证电网的安全稳定运行，不发生大面积停电事故，保障对用户的供电能力。

1.2 自愈

电网具备自诊断、自恢复能力，可进行实时、在线和连续的安全评估和分析，能够对影响电网安全的事件进行预警和预防控制，能够实现故障隔离。

1.3 兼容

支持可再生能源、分布式电源以及微电源等多种电源方式的合理、有序接入，可满足用户的多种电力需求，并能与用户进行交互和互动，提供对用户的增值服务。

1.4 经济

更有效的降低电网的运行成本、建设成本和网络损耗，实现资源的优化配置，提高能源利用效率。

1.5 集成

采用统一的平台和模型，实现电网信息的高度集成和共享，达到标准化、规范化和精益化管理。

1.6 优化

电网资产利用小时数大幅提升，电网资产利用率显著提高。

2 智能电网的先进性

现有电网智能化程度、协调控制能力不高，系统自愈及自恢复能力完全依赖于物理冗余，电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏较好的灵活性，对用户的服务形式比较简单。

与现有电网相比，智能电网具备信息流、电力流和业务流高度融合的特点，主要表现在以下方面。

（1）具有坚强的技术支撑体系和基础建设体系，能够支持多种电源方式的接入，能够抵御大的干扰、故障和攻击，满足电网坚强这一基本要求。

（2）得益于电网技术、传感技术、信息技术、自动控制技术的有机融合，可及时获取电网的全景信息，实现故障预警、故障隔离以及自我恢复，从而避免大面积停电事故的发生。

（3）直流输电、特高压技术、网厂协调、配电自动化、智能调度、电动汽车、微电网、电力储能等技术的广泛应用，使得电网运行控制更加有效、灵活、经济。

（4）通过现代通信技术、计算机技术和管理技术的综合应用，实现电网信息的高度共享、集成，将极大程度的提高电网的运行水平和管理水平。

（5）建立与电力用户的双向互动服务模式，更好的服务于电力用户。

3 智能电网对我国电网发展的重要意义

智能电网是电网发展的必然方向，我国建设智能电网的重要意义主要体现在以下方面。

3.1 资源优化配置能力明显提升

智能电网建成后，我国将形成“强交、强直”的特高压输电网络，电力承载能力显著加强，实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送，构造出结构坚强的国家电网，区域间电力交换能力明显提升。

3.2 安全稳定运行水平显著提高

智能电网建成后，电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升，能够有效避免大范围连锁故障的发生，电网各级防线之间紧密协调，具备抵御突发性事件和严重故障的能力，减少停电损失，显著提高供电可靠性。

3.3 对清洁能源的运行控制能力将显著提升

结合大容量储能技术的推广应用，智能电网具备常规机组快速调节、低电压穿越有功无功控制以及风电机组功率预测和动态建模等控制机制，将极大程度的促进清洁、可再生能源的发展。

3.4 实现电网调度高度智能化

实现电网调度在线预警、分析和决策，全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统。

3.5 满足电动汽车行业的发展需要

为满足电动汽车等新型电力用户的服务要求，实现电动汽车与电网的有效互动，将形成完善的电动汽车充放电配套基础设施网。

3.6 电网资产利用效率显著提高

通过智能电网调度和需求侧管理，可实现电网设施全寿命周期管理，电网资产利用率大幅提升。

3.7 为用户提供优质的电力服务

通过智能用电互动平台，实现电力用户与电网之间的便捷互动，完善需求侧管理，为电力用户提供更加优质的服务。

4 智能电网在我国的实现方式

智能电网建设是一项高度复杂的系统工程，在我国的实现方式包括发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信这七项基本方式。

4.1 智能发电

智能发电主要涉及常规能源、清洁能源和大容量储能应用等技术领域。

（1）在常规能源方面，智能电网的研究领域主要涉及：大型能源基地机组群接入电网的协调控制系统及设备，常规电源网厂协调关键技术研究应用，机组和设备状态监测与故障诊断系统，水电、火电、核电机组优化控制系统等。

（2）在清洁能源方面，智能电网的研究领域主要涉及：大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统研发，光伏电站、风电厂的仿真建模、并网运行控制和功率预测等先进技术的研究，可再生能源功率预测系统研发应用，可再生能源发电站综合控制及可靠性评估系统及风光储互补发电及接入系统研发等。

（3）在储能应用方面，智能电网需结合各种储能技术的特点，研制大容量储能设备，尤其是要在化学电池储能装置以及抽水蓄能电站的智能调度运行控制系统等方面实现突破。

4.2 智能变电

智能变电主要是指智能化变电站的推广应用，当前电网公司在智能变电站的研究和应用已积累了一部分经验，需继续摸索，不断推进智能化变电站的实施应用。

4.3 智能配电

智能配电的发展目标是充分利用现代管理理念，采用先进的计算机、电力电子、数字控制，通信、信息和传感器等技术，实现配电网“电子流、信息流、业务流”的高度融合，使配电网可靠性、运行效率、供电质量和主要技术装备达到国际先进水平。

4.4 智能用电

构建智能用电服务体系，实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用；全面开展双向互动用电服务，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量，满足用户多元化需求；推动智能用电领域技术创新，带动相关产业发展；推动终端用户用能模式的转变，提升用电效率，提高电能在终端能源消费中的比重。

4.5 智能调度

智能调度是智能电网的重要组成部分，与其他环节紧密联系，主要涉及如下技术领域。

（1）电网运行数据的精确测量与网络传输技术领域。包括广域测量技术、调度专用数据网络相关技术。

（2）电网运行监视全景化与可视化技术领域。指能够从时间、空间、业务等多维度，实现调度生产全景监视、智能告警、电网运行数据、分析结果的全面整合、共享和多角度可视化展示的相关技术。

（3）在线安全稳定分析评估与辅助决策技术领域。

（4）调度决策技术领域。

（5）运行控制自动化技术领域。

（6）网厂协调技术领域。

4.6 通信信息

面向智能电网的通信网络应是结构合理、安全可靠、绿色环保、经济高兴、覆盖面全、具有时间同步和业务感知能力的下一代大容量、以光纤传输和光纤接入为主的高速通信网络。主要表现为：支撑大电网安全稳定运行，骨干传输网结构优化、规模提升；支撑智能配用电，中低压通信接入网延伸到户、服务拓展；支撑企业信息化，通信网带宽提升、垂直通贯；支撑通信资源优化配置，通信网络管理平台标准统一、功能提升。

5 结语

为了落实国家能源战略部署，推动低碳经济发展，促进经济发展方式转变，国家电网公司提出了建设安全水平高、适应能力强、配置效率高、互动性能好、综合效益优的坚强智能电网的重大举措，智能电网已逐渐成为社会共识。

智能电网的建设是一项高度复杂的系统工程，国家电网公司的每名员工，都很好的理解和掌握智能电网相关知识，以保障智能电网建设工作顺利开展。

参考文献

第6篇：智能电网的理解范文

关键词：智能电网 无线接入技术 运用分析

随着社会经济的不断发展和进步，电网的覆盖面积不断增加，改善了人们的生活水平，提高了人们的生活质量。电力企业的持续供电能力和供电稳定性，是影响电力企业市场竞争力的主要原因，为此，电力企业结合电网的基本情况，展开智能电网的建设，实现对电网内部的各个组分的监控、管理和控制，进而推动电网的稳定运行。

一、无线接人技术概述

无线接入技术是实现无线通信的关键，主要是通过无线介质将终端和网络节点进行连接，进而实现网络间的信息传递功能，通常情况下，无线接入技术的应用，需要遵循相关协议。借由无线接入技术的应用，可以转变传统的信息传递方式，提高信息传递的质量与效率，尤其是智能电网中无线接入技术的应用。可以进一步提高智能电网的运行安全，其中3.5GHz固定宽带无线接入技术、LMDS技术、WLAN技术等不断得到完善和应用，进一步推动了无线接人技术的发展和进步，为智能电网的发展提供基础。

二、智能电网中的IsDN无线接人技术研究

1.ISDN简述

ISDN是综合业务数据网的简称.ISDN无线接入方式.实现数字交换和数字传输。为智能电网的通信网络提供经济、有效和准确的数据接人方式，使得智能电网的运行质量和运行效率得到提升。而且，ISDN无线接人方式，可以完成对语音、文字、数据甚至视频的传输，主要是通过将这些影像资料进行数字化。由于ISDN主要是采用数字化的形式。使得ISDN成为一个具有全数字化的接人方式。将其应用到配电网中。可以将其与相关工作人员的智能终端进行数字连接，进而完成数据传输，通过ISDN无线接人方式，可以有效改善数据传输量、简述数据失真情况，实现智能电网的发展和进步。

2.ISDN的优势与特性

ISDN具有高速的数据传输质量。而且具有多种复用通道，可以实现多种数据的传输，借由ISDN无线接入，使得数据传输的质量得到全面的提升，大大改善了数据传输过程中出现失真的情况，保障智能电网的安全。而且，智能电网中的ISDN终端具有可移动性。使得智能电网中的信息传递不受时间、地点和空间的限制，推动智能电网的稳定运行。最为重要的是，ISDN接入方式的应用，可以有效降低智能电网通信网络的构建成本。此外，ISDN的特性主要有：

（1）通信W络中的所有信号都是建立在数字化的基础上，也就可以理解为，信号是数字化的形式，并借由这种形式完成数据的交换。

（2）具有综合能力，支持各类音频、文字、图像等综合业务，并完成这部分信号的交换和传输。

（3）ISDN主要采用标准的入网接口，使得智能电网的运行质量和运行效果得到提升。

此外，ISDN网络包括多个交换和信令功能、本地连接功能，为此需要分析ISDN网络的结构模型。ISDN无线接人方式的应用，转变了传统的数据传输情况，使得智能电网中数据传输的比特误码特性比传统线路传输的改善10倍以上。有效保障了智能电网的无线通信质量。使得智能电网的应变能力和控制水平得到进一步的完善。

第7篇：智能电网的理解范文

以电力为例，几十年来，大多数人对电力并没有太多的想法。然而，由于气候变化、能源价格上涨和技术进步的综合作用，具有高度环保意识的消费者越来越多，他们想要了解能源这类公用事业的情况，并越来越希望参与其中，在电力使用中发挥自身的作用。比如他们想要知道自己使用了多少能量，哪些使用可以被优化，如何使用才能更环保等。可以说，能源产业最令人兴奋的方面之一就是消费者的作用日益增大。不仅在消费者层面如此，近年来，政府层面对气候变化的影响也日益关注，各国政府也纷纷出台相关措施。

目前，全球各地的公用事业部门都在面临着来自多方面的压力：比如要提高可靠性、效率、客户满意度和资产利用率，要减少停机，要避免新的基础设施建设，以及要解决环境保护问题等。同时，越来越多的替代品不断涌现（包括风电和太阳能发电等），电动汽车、能量存储和微电网也已经出现。另外，顾客也开始想要参与管理自身的能源事务。所有这些，都带来了额外的挑战。

但是，现在随着新技术的出现，智能电网已经成为可能，以上这些挑战几乎都可以迎刃而解。通过在智能电网中广泛使用传感器、测量仪表、数字控件和分析工具等，能源的双向流动能够被自动监测和控制。对于公用事业部门（比如电力公司）而言，可以近乎实时地了解消费者的需求，并更有效地管理供应和需求，同时也可以优化电网性能，防止发生断电，做到更快的断电恢复；而对于消费者而言，可以对家中各个网络家电分别进行电量的使用管理，减少电力使用和相关费用，甚至改变他们的行为模式。同时，智能电网也可以将新的可再生能源――如太阳能和风能――纳入其中，并且与本地的分布式电源或插电式电动汽车互动。

作为智慧城市发展中的重要组成部分，本文将阐述智能电网在能源使用中发挥的重要作用，并着重介绍国外智慧能源和智能电网解决方案及具体应用案例，以期为我国的智慧能源和智能电网发展提供借鉴作用。

智能电网概述

智能电网这一概念，实际上就是让信息技术与电网联姻。它能让公用事业具有前所未有的整合和分解新负载与资产的能力。在有智能电网之前，公用事业部门不知道谁家的屋顶使用了太阳能，更不知道这一太阳能被用来做什么。可以说，公用事业对此基本上是视而不见的。而现在随着智能电网的出现，这一切都发生了改变。

智能电网可能会，或者是正在经历三个循环演变阶段：首先，自动化将改造行业的后端，例如输电线路、发电站等；在第二个循环中，消费者与他们自身的能源使用之间、与公用事业之间的交互作用会发生改变；第三个循环可能带有一定的推测性，即将会向第三方供应商开放公用事业领域。作为消费者，人们会开始看到更多的、更好的与公用事业消费――不管是电、气还是水――相关的服务，虽然可能人们并没有意识到这一点。

为了能让消费者管理自己的消费，公用事业正在面临着越来越大的精简业务的压力。例如，各用户所使用的电表是能源使用信息的一个重要来源，但要收集其中的数据往往很困难，而且成本也比较高。不同于抄表员以月为周期查房抄表，智能电网中的智能电表系统使用仪表，将电表与网络基础设施相连，自动定期或按需求收集和传送电表读数。对企业而言，这就意味着大量节约；对消费者而言，就意味着更好的能源管理。使用智能电表系统，公用事业变得更加互联，它将企业内的数据集成起来，从而大幅提高生产效率，降低高峰用电需求；它让客户更加有权、有能力节约用电。在手机和其他一些行业的技术进步已经让设备尺寸缩减、成本降低。而有了智能电网，无疑也能让人们以一个相对较低的价格来实现家中所有能源使用的可视化。

总体而言，智能电网就是在整个电网中增加了一个智慧层，以提高系统的可靠性和效率，改善供给和需求管理，优化操作，精简成本。

智能电网在能源使用中的作用

智能电网对风能的作用

风力发电是最清洁、最丰富的可再生能源形式之一。全球风能理事会（Global Wind Energy Council，GWEC）的2013年市场统计数据显示，全球累积产能总量已经达到了31.8137万兆瓦，在过去五年的增值高达20万兆瓦。但是，目前全球的电力只有2.5%来自于风能。预计到2020年，这一比例将达到8-12%。

风力发电效率很高。数据显示，风力发电厂生成的电力是其消耗的能源的17到39倍，与之相比，核电厂大概是16倍，燃煤电厂大概是11倍。今天，在全球没有一个协调一致的努力来应对气候变化的情况下，风能的成本竞争力成为其在市场上立足的最大优势。在巴西、南非、土耳其、墨西哥和其他一些地方，风能成功地获得了政府的大力资助。

但是，风能是间歇性的，因此要使用风能，电网要面临的挑战是必须要可以不断地调整它所能够吸收的风能的数量，而其他能源，比如水电、天然气和火电就不存在这一问题。也就是说，电网需要有额外的灵活性。例如，如果电网被设定可以接受20%的风能，那么当风力发电的水平下降时，电网运营商就必须及时、准确地做出响应，比如增加另一种电力能源（比如水电）的供电量，从而保证平稳供电。要达到这种灵活性，电网就需要更智能，也就是要具备通过预测、建模和其他功能来识别发电损失的能力，具备在不影响用户的情况下，在正确的时间和地点减少负载的能力。电网的稳定性需要传输系统有即时精确的建模，需要电网元件有快速切换和操纵，从而来减少对系统整体的影响。虽然让电网适应新的可替代能源与适应分布式发电是两类不同的问题，但智能电网却是达到这两个目标的关键推动力。

在智能电网系统中，可以给风力发电厂的涡轮机安装能够传送现场数据的传感器，如涡轮输出和温度等，并将其传送到中央存储库。凭借先进的分析计算，现场数据可以用来产生主动预警和工作状况单等，并显示在仪表板上，从而让运营商对整个风力发电厂的运行状况一目了然。反过来，整个电网系统也变得更高效、更可靠和更自适应，换句话说，就是更智慧。

由于缺乏全球性的气候政策，目前风能部署的主要驱动力还是国家和区域政策。比如，美国断断续续的政策驱动着风能繁荣与萧条的周期；中国支持将风能作为能源战略的一个重要支柱驱动着风能市场的持续的增长；而在欧盟，关于2030年气候和能源政策的争论主导着风能前进。但不管怎样，几乎可以肯定，在未来五年，市场的增长将集中在亚洲、拉丁美洲和非洲，因为这些地方的需求正在迅速增加，而且有强劲的经济增长，并且积极的智能电网建设。

智能电网对电动汽车的作用

一个世纪以前，以电力为动力的汽车多于以汽油为动力的汽车。但是，随着对更长的行驶里程、更实惠的燃料来源以及更可靠的电力基础设施的需求，使内燃机汽车很快主导了汽车运输。现在，随着能源价格的不断上涨，驾驶员正在考虑摆脱汽油而回归电力，并将它作为汽车动力的理想来源。这就是为什么世界各国都开始大力推广电动汽车。

但是，电动汽车的推广除了存在电池这一障碍之外，相关基础设施的不完备也一直是个问题，因为公用事业部门根本不知道车辆要在何时、何地进行充电。现在，智能电网可以帮助公用事业部门更好地平衡供给和需求。当越来越多的电动汽车进入市场之时，这将变得更加重要，它可以通过信息技术基础设施，实现电动汽车的无缝整合，让它们能够基于电网的实际运作情况来优化充电。例如，可以用晚上的风发的电来为电动汽车过夜充电；电网甚至可以被配置成利用充电的汽车来帮助其稳定频率。未来，还将可以使用智能手机预约充电地点。可以预测，随着电池技术和智能电网的发展，在未来五到十年，电动汽车市场将会有巨大的增长，并且或许让人们对交通运输的看法发生根本性转变。

美国伯灵顿市的智慧能源解决方案

在可持续发展方面，美国的伯灵顿市（Burlington）已经取得了长足的进步。但城市的一些努力，包括增加电动汽车的使用、更多地利用太阳能和风能来发电等，在发展的同时，也给城市带来的新的挑战。伯灵顿市希望通过充分利用城市已有的智能电网基础设施和其他投资的优势，实现广泛的温室气体减排，同时加强伯灵顿的经济及其金融地位。

虽然伯灵顿市一直在为减少温室气体排放做出努力，但这些努力是分开、孤岛式地解决各个排放来源，只有有限的整合，而且缺乏一致性。比如，温室气体数据是整合级的，也就是目前尚无可用的跨所有类别的可靠并翔实的数据。但是，要理解模式、趋势和影响，并优化能源结构以实现气候目标，拥有这一级别的数据是先决条件。

另外，自2012年4月以来，市长重点关注的是金融稳定和温室气体减排倡议的可行性。而目前伯灵顿需要的是有效地执行温室气体减排倡议，并通过协调投资为公民提供更广泛的环境效益。为此，就需要有一个集中的方法和计划，协调政府、企业、教育和社区的能力，考虑资金和承受能力，加强地方经济，并改善伯灵顿的财务状况。

令人振奋的是，伯灵顿市有强大的高等教育机构，并有大批学生资源，而且有许多年轻人才具有软件开发和绿色能源方面的技能。同时，在网络服务和可再生能源等方面，伯灵顿市具有较强的创业精神，并有一定数量的初创公司，这无疑为绿色发展提供了条件。

为使伯灵顿成为绿色技术的代名词，该市基于分布式温室气体减排技术，通过接受并传达要将伯灵顿市建设成为可持续发展的领导城市的愿景，以确保配合并加强该市的关键举措和创业精神。同时，城市为“伯灵顿――绿色科技城”创建了协调沟通计划，要通过有效一致的消息，传递“伯灵顿――绿色科技城”这一愿景，并且让伯灵顿社区参与到开放式的对话中来。为此，伯灵顿市决定在四个重点方面进行能源管理：

能源消费管理的总体方案（包括电、天然气和水）方面，要利用智能电网：目前的能源使用是孤岛式的，消费者缺乏相关的数据，对可再生能源的利用是间断式的，用户的取暖费相当高。为此，要充分利用城市的智能电网，例如通过提供统一的资源消费门户，并与事件信息传递系统相结合，可以了解公民的选择，并推动产生可付诸行动的见解，用于保护所有的重要资源。

交通方面，实现电动汽车（EV）共享：在2010年，该市51%的温室气体排放来自交通运输，并且市内一直存在着严重的交通和停车问题，而与此同时，单人使用车辆相当普遍。为此，要带头建立一个大型电动汽车共享计划，并将它集成到现有的公共交通运输系统中，与附近的城市相连，帮助解决交通、停车和温室气体排放方面的挑战，从而使伯灵顿市更具有吸引力。

生物能源方面，优化Joseph C. McNeil发电站：目前，Joseph C. McNeil发电站的效率只有25%，并且要优化的方案迟迟未决，而其对于生物能气化的试产并不成功。为此，要求McNeil业主成立项目团队，该团队被充分授权，并能访问所有需要的资源，从而能在12个月内向公司提出关于如何优化使用发电厂的建议。

能源效率方面，促进能源效率执行（energy efficiency execution，E3）：伯灵顿电力部的不动产房龄长，数量有限，空置率低（出租率高达57%）。为此，需要创造一个团队，其成员包括受过培训的社区和学生志愿者，他们积极鼓励业主采用更高效的解决方案，尤其是那些与解决结构性能量损失相关的方案。具体的能源管理路线图如下：

伯总之，就是要根据伯灵顿市的实际情况，发挥其优势，着眼于利用当地的人才储备和丰富的可再生资源，使伯灵顿市实现其温室气体减排目标。这不仅能增加伯灵顿市的经济实力，而且能通过展示绿色技术来用新的方法吸引游客，从而使城市更具吸引力。最终，伯灵顿市一定会成为绿色技术方面的领导者，成为一个集成、数据感知并且蓬勃发展的城市。

美国博尔德市的智能电网解决方案

美国的博尔德市（Boulder）一直致力于要成为绿色增长（对环境负责的增长）的领导者。在2007年，Xcel能源公司与博尔德市合作，启动了智能电网城市（SmartGridCity，SGC）项目。博尔德市希望能够利用SGC的能力来实现其积极的能源目标，并继续在能源和环境领域保持领先地位。为此，必须首先对城市及其选民的需求和优先事项有一个彻底的理解。

博尔德市的气候行动计划描述了四个关键目标：提供稳定而有竞争力的价格，确保可靠性，增加可再生能源的贡献，以及提高能源效率。但是，来自城市中的各个不同团体的选民――城市和理事会代表、企业、社区和环保团体、各界学术代表等――对气候行动计划的优先排序是有差异的。此时，协调企业和消费者的不同意见特别重要，因为博尔德市大量的能源消耗来自于大型企业的消费者。

现有的SGC基础设施对博尔德市具有重要的价值：高带宽通信介质的部署、数以千计的传感器、智能变压器和智能电表改变了博尔德市的电网。SGC可以实现有效的双向沟通、传感和监控性能、远程控制、自动化以及近乎实时的报告。然而，虽然这些发展已经提高了传输的稳定性，并降低了经营成本，但SGC项目无法提供直接的、明显的客户价值。SGC被标榜为能向客户提供巨大的好处，包括家中实时的信息访问、近乎实时的使用情况信息、电网和家庭设备之间的互操作性等，但现在的系统中却并没有这种功能。这种期望与现实的差距便是公用事业、城市和公民之间摩擦的来源之一。鉴于这些差距在技术、社会和监管上的复杂性，若要同时解决很显然并不明智。为找出需要优先投资的领域，需要评估这些差距对城市能源目标的影响程度，同时也要评估实施和实现价值的难易程度及所需要的时间。

通过评估，城市确定先实施一些与其气候行动目标相一致，但只需要少量资金的试点项目。另外，在项目开展过程中，科研院所的作用不可忽视，该地区的重点机构，如国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）和国家技术标准研究所（National Institute for Standards in Technology，NIST）等，能够提供宝贵的专门知识和资源，以加快城市所选择的重点项目的进度。

同时，城市决定提高插电式混合动力车（plug-in hybrid electric vehicle，PHEV）的普及率，发展太阳能电池和插电式混合动力电动汽车（Solar and plug-in hybrid electric vehicle，SPHEV）。而为了提高能源效率，城市开始广泛地进行绿色基础设施管理，同时关注中小型企业的能源效率，并为此进行有针对性的努力。通过这些措施，博尔德市正在一步步实现其能源目标。

智能电网在其他各国的具体应用案例

爱尔兰

当爱尔兰政府制定可再生能源要占发电量的40%的目标时，爱尔兰的国家电力供应商ESB拟定了一份结合智能电表、先进的能源存储选项和夜间电动汽车充电的应对计划，以缓解高峰和低谷的用电需求。通过在电网管理中融入遥感、智能和自动化，ESB采取积极措施，防止或迅速解决网络中断，在欧洲赢得了最高的客户满意度。

ESB的观点是，要做智能电网，不仅是要关注监管机构和政府，也要关注普通消费者。如果不能让走在大街上的普通消费者理解智能电网的愿景，智能电网的推广就会有问题。事实上，ESB的智能电网解决方案不仅提高了电网的可靠性，缩短了停机恢复时间，而且确实给普通消费者带来了可见的好处：在使用智能电表的家庭中，平均高峰电力消费减少了将近9%，客户满意度提高了15%。

以色列

以色列电力公司（Israel Electric Corporation，IEC）是以色列的主要电力供应商，其生产的电力占该国总电力的95%。高峰需求迫使涡轮发电机组必须满负荷运行，所以意外停机时间就可能会造成灾难性的后果。因此，让机组保持在线并高效运行就变得至关重要。为此，以色列电力公司使用先进的软件建模，对来自于每个涡轮发电机的数据进行聚类分析，从而创建出它们在启动阶段、平稳运行阶段和关闭状态下的“正常”行为模型。根据为每个涡轮发电机建立的基线，公司可以比较它们的性能，并找出常见的问题。这种建模有助于有效地识别并减少每一台设备的燃料费用――据统计，每台涡轮发电机每年可节省7.5万美元的成本。同时，该方案能够改善设备维护效果，减少设备停机时间，从而大幅提高资源效率，获得更高的客户满意度。

英国

Infinis是英国利用可再生能源发电的领先者之一，其位于143个地点的发电机组总装机容量达到571兆瓦，包括123个沼气厂、10个陆上风力发电厂和10个水力发电厂。为在英国的可再生能源生产中占据相当大的比重，Infinis必须平稳经营分布在全国各地的这些发电厂，而要维护这一广泛的基础设施，是个非常复杂的问题。为此，Infinis将各站点的传感器和警报系统集成在其资产管理解决方案中，创建了一个单一的事故管理系统（Incident Management System，IMS），可以自动生成维护作业单、帮助工程师诊断问题并更快地做出反应。

第8篇：智能电网的理解范文

关键词：智能配电网设计方法

Abstract: this paper introduces the structure of the intelligent distribution network, and discussed the intelligence of the distribution network communication system, terminal, scheduling support system and some parts of the design method.

Keywords: intelligent distribution network design method

中图分类号： U665.12 文献标识码：A 文章编号：

据介绍[1]，我国电力系统的损耗中，配电网的损耗占比最大，其中中低压配电网的线损占50%以上；同时由配电网引起的供电可靠性低的因素中扣除缺电因素的停电时间达95%以上。因而，提高配电网的运行效率，对减少电力系统的损耗和改善供电可靠性具有重要意义。解决配电网效率低下的措施之一就是建设智能配电网。智能配电网是智能电网的一部分，另一部分则是智能输电网。我国在建设智能输电网上已经取得了很大成就，但是智能配电网的建设相对滞后，这就需要更多的关注和投入。真正意义上的智能配电网，包括全部智能电网目前还是一个“愿景”技术，也就是一个正在研究、测试和不断发展中的技术，本文根据目前已经实现的一些技术探讨一下智能配电网的设计方法。

1智能配电网的构成

智能配电网不应简单理解为配电网的智能化设计或智能化应用，按照文献[1,2,3]的介绍智能配电网由以下几种新体系构成。

1.1配电数据通信网络系统

这是基于覆盖配电网中所有节点IP化的开放的、标准化的架构，集成了光纤、无线与载波等各种组网技术的数据双向通信网络和智能设备，可以彻底解决配电网的通信瓶颈问题并能够支持未来的电力系统的技术发展。

1.2分布式电源并网系统

分布式电源是指小型的容量

1.3支持IDG的高级量测系统

该系统是使用高级（下一代）传感器和智能电表对整个配电网在线监测、电能质量测量的系统。智能电表是可以完成电能计量、负荷“非入侵”调查、实时电价、电价区间指示、电能质量监控、双向通信、用户访问、自诊断及警报、误差软件补偿等重要功能的智能仪表系统。

1.4用户入流体系

用户入口体系（CP，customerporta1）使电网能够和用户进行双向交流的体系，用户可以使用体系查询电表的计量值和电力公司的价格信息，根据市场或系统的要求调整用电量，电力公司可以通过该体系直接了解用户需求并对配电网进行管理。

1.5新技术体系

⒈高级配电自动化技术(ADA)。使用“高级”这个词汇是为了区分传统的配电自动化。它的主要特点是支持DER的“即插即用”并采用IP技术，强调系统接口、数据模型与通信服务的标准化与开放性。

⒉柔性配电技术(DFACTS)。柔性配电技术是柔流输电(FACTS）技术在配电网的延伸。智能配电网要保证很高的电能质量，能够为用户提供定制电力技术或定质电力，即用户根据其负荷运行需要向电力公司提出供电质量的特殊要求，如要求供电完全不中断，没有电压骤降、谐波、电压波动的影响等，传统供电技术不能满足这些特殊要求，而DFACTS正是提供解决这些要求的技术。

⒊先进的保护控制技术。即广域保护、自适应保护、配电系统快速模拟仿真、网络重构等技术。

⒋故障电流限制技术。即利用电力电子、高温超导技术限制短路电流的技术。

⒌IUT系统。这是替代传统变压器的系统，由一个有效的前端、一个DC-DC转换器和一个逆变器组成。它具有特殊的功能，如不含有危险的液体介质、模块化、用户可选择服务（直流或400Hz）、容许从一条单相线路上传递三相功率等。

2智能配电网的设计方法

2.1配电通信网络系统设计

2.1.1设计目标[4]

⒈利用经济合理、先进成熟的通信技术，满足智能配电网发展各阶段对配电通信网络的需求，支持各类业务灵活接入。

⒉为电力智能化系统或设备提供“即插即用”的配电通信保障。

⒊为电力用户与分布式能源提供信息交互通信渠道。

2.1.2设计方法[5]

以EPON以太网无源光网络的设计为例说明。

⒈设计原则：⑴信息点（ONU）按物理线路相关性分片区；⑵片区内采用总线型分光结构，最大不超过8级；⑶交接箱就近布设，分光器与交接箱同点部署；⑷环网线路采取“手拉手”形网络拓扑，增强网络健壮性。

⒉片区划分方法。主要考虑地理相关性原则，沿主干及关键分支进行分区设计。

⒊光路设计。光纤沿一次线路铺设，交接箱就近布设，充分利用原有“用电网”已经设置的交接箱。

⒋分光设计。配电网光路的分光设计是一种总线型结构，分光级数最大不超过8级。

⒌光路保护。以手拉手方式为主。ONU采用具有双PON的ONU，在光路故障下可以自动切换；OLT采用不同变电站分开部署，确保一个OLT故障情况下可以正常通信；多个OLT之间采取RRPP技术实现环网，进一步提高可靠性。

⒍组网方式。在小规模组网下EPON网络不需要考虑网络层功能，大规模组网情况下需要EPON网络承担部分网络层路由功能。综合考虑整个系统采用分布式3层架构比较合适。

⒎安全防护部署。分为3个层次：⑴终端认证。通过对接入终端进行MAC认证及IP+MAC绑定，实现对终端的安全识别；通过限制用户接入的速率等避免对上层网络和系统流量的冲击等。⑵业务隔离。通过端口隔离和网关的网段隔离，实现各终端间的业务隔离，避免相互干扰和控制；采用加密方式进行通信。⑷深度检测与防御。在OLT设备处部署电力定制深度业务识别系统，对终端业务的合法性进行实时检查，一旦发现非法操作或入侵操作立刻告警甚至切断该业务。

2.2终端设计

终端的种类很多，下面以远程监控终端[6]的设计为例说明。

监控系统由监控终端、监控中心服务器和GPRS网络组成。监控终端采用GPRS无线模块作为其无线收发装置，用于实现与GPRS网络的连接。当该模块与GPRS网络连接成功之后，通过发送PDP上下文激活，由GGSN为其分配IP地址并与外部网络建立连接。完成连接后进行数据传输。监控终端采集现场数据，按照应用层协议组成数据包发送给监控中心；同时也响应监控中心的数据请求和控制指令等，两者之间是透明串行数据传输。

第9篇：智能电网的理解范文

关键词：计算机科学；智能电网；云计算；数字图像处理；数据挖掘；人工智能 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）21-0047-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.023

1 概述

随着信息技术的发展，人类逐渐步入信息化时代。在此过程中所引起的信息革命给许多传统行业带来了巨大的冲击，信息化时代的四大特点――智能化、电子化、全球化、非群体化成为了许多行业变革的风向标。而信息化时代的代表性象征――计算机在各行各业中的必要性与日俱增，在电力行业中也不可避免。

而电力行业作为关乎国计民生的传统行业，在信息化时代中也面临着如何更高效地利用能源、如何更安全可靠地供电、如何更好地了解用户需求等诸多方面的新挑战，于是“智能电网”的概念应运而生。

2 智能电网

2.1 智能电网的概念

智能电网是将信息技术，如通信技术、传感技术、计算机技术和控制技术等融入电力系统之中，使整个电力系统更加安全可控，成为高效智能的新型电网。由于各国的国情不同，因此各个国家对智能电网的具体要求也会有不同的侧重点。因为我国还是一个发展中国家，与国外发达国家的电力工业已步入成熟期不同，我国在发展智能电网的同时，还需要加强骨干电网建设。因此除了要建设能够充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足环保约束，保证电能质量，适应电力市场化发展的坚强智能电网外，我国的智能电网建设还需要满足以特高压电网为骨干网架，各级电网高度协调发展。

2.2 智能电网的特点

智能电网一般包括有以下七个特点：

2.2.1 能量互联网：智能电网要求实现供电方和用户之间的交互，构建多向电力流，它主要由能量管理系统和配电管理系统组成。其中能量管理系统提供整个电网的实时状态信息，并根据实时信息选择最优发电方案，减少输电损耗，维护系统可靠性以确保供电稳定；配电管理系统提供配电网络的实时状态信息，允许供电方远程控制断电的隔离与恢复，管理可再生能源发电。

2.2.2 降低损耗：智能电网能够基于“能量互联网”中的实时信息，根据用户的需求来供电，通过电压控制来降低电力损耗。同时还可以沿输电线放置传感器和电容器，通过无功负载控制来减少电力损耗。减少电力损耗的同时还会降低二氧化碳的排放量，使电网系统更加低碳环保。

2.2.3 融入可再生能源发电：目前可再生能源发电的最大缺点在于可变性过大，产电不稳定。智能电网能够通过储电技术，在产电过剩时将多余电能存储起来，在供不应求时再通过智能电网的自动化技术供能，进而解决可再生能源产电不稳定的问题。

2.2.4 减少输电阻塞：智能电网能够检测输电线的实时度数，在可能发生输电阻塞时，传感器和控制器会及时地重新安排电力输送线路，使得电力能够最大限度地流过线路而不发生阻塞。

2.2.5 分布式发电：通过智能电网的双向电力流，用户自行通过太阳能、风能等可再生能源产生的电力可以出售给供电方，流入配电网络中，使电网系统在用电高峰期可以为用户提供更稳定的供电服务。

2.2.6 自愈：智能电网能够基于实时测量的概率风险评估确定最有可能失败的设备、发电厂和线路，及时进行隔离和恢复，从而减少大面积用电故障的出现。同时，智能电网还能实时分析电网的整体健康水平，及时触发可能导致电网故障发展的早期预警，并根据具体情况确定是否立即进行检查或采取相应措施。

2.2.7 用户需求管理：智能电网能够通过智能电表实时通知用户其电力消费成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息等信息，使用户可以根据这些信息制定自己的电力使用方案，继而通过影响用户需求来促进电力供求平衡。

2.3 智能电网的相关技术

智能电网的关键基础技术主要包括集成的通信技术、先进的传感和测量技术、先进的电网设备技术、先进的控制技术以及决策支持和可视化技术。

3 计算机科学在智能电网中的应用

在电网智能化的过程中，计算机是必不可少的。而计算机科学在智能电网中也有诸多应用，其中云计算、数字图像处理、数据挖掘、人工智能和软件工程这些计算机科学相关技术在智能电网中尤为重要。

3.1 云计算

云计算是分布式计算的一种特殊形式，根据美国国家标准与技术研究院的定义，云计算可以实现随时随地、便捷、按需地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源，资源可以快速供给和释放，使管理的工作和服务提供者的介入降低至最少。

云计算技术能够整合优化电网系统中的各种异构资源，如电力系统中的监控维护资源、配电管理资源和市场运营资源等。利用云计算支持广泛企业计算和普适性强的特点，能够构建更加高效的智能电网数据中心，实现基础设施资源的自动化管理。例如利用Google的Borg能够使大量服务器协调工作，继而实现大规模系统的可靠性管理。

而智能电网信息系统所产生的大量数据，更需要通过云计算来实现分布式存储和管理。利用云计算来实现海量数据的分布式存储，可以通过冗余存储和高可靠性软件来提高数据的可靠性，并能较好地达到成本、可靠性和性能的最佳平衡。例如利用Google的GFS文件系统可以实现数据的冗余存储，并大幅度降低主服务器的负担，使系统IO高度并行工作，从而提高系统的整体性能。智能电网所产生的数据种类众多，而云计算的数据管理技术能够较好地满足智能电网信息平台数据种类繁多的海量服务请求，因此云计算能够高效地管理智能电网信息平台中的多元数据。例如，利用Google的BigTable，通过一个巨大的分布式多维数据表，将数据都作为对象，并通过关键字、列关键字和时间戳来进行索引，满足各类数据的性能要求，进而实现多元数据的高效管理。

为了保证电网系统运行的安全稳定，智能电网需要通过大规模的电力系统计算来监控整个电网系统的运行状态，如暂态稳定计算、故障计算、拓扑分析、数据挖掘与智能决策等，计算量极大，而云计算可以为智能电网提供高性能的并行计算与分析服务。例如利用Google的MapRduce，可实现针对大规模数据集的并行计算。

3.2 数字图像处理

数字图像处理是指通过计算机对图像进行去噪、增强、复原、分割以及提取特征等处理，从而改善图示信息，以便人们解释或机器自动理解。

在智能电网系统所产生的海量数据中有不少的数据都是图像数据，例如对输电线路状态的远程监测常常通过线路图像/视频监控系统来实现。为了能够实现对输电线路状态全天候全方位的实时监控，采用智能化和自动化的手段来代替人工是必然的趋势。但原始图像中包含的噪声太多了，价值密度低，难以用于智能识别。在这种情况下，可以通过数字图像处理中的灰度变换、直方图修正、小波包去噪、图像锐化以及边缘检测等处理方式来增强图像对比度，去除噪声，加强图像的轮廓特征，以便于特征的提取和识别，进而产生价值密度较高的特征数据集，为输电线路状态的智能识别过程做好图像数据的预处理。

3.3 数据挖掘

数据挖掘是指从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的，但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据挖掘的方法包括分类、聚类、关联分析、预测等。

由于智能电网系统中的数据具有数据量巨大、数据类型繁多、价值密度低以及处理速度快的特点，智能电网系统中的数据属于无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的“大数据”，需要通过数据挖掘来提取其中隐含的有价值的信息，从而实现对整个电网系统多角度、多层次的精确感知。例如，通过对长期的、大量的用户用电数据进行数据挖掘，对不同地区以及不同用户进行分类，可以得到有助于优化配电调度的信息，并能为电费定价调整提供参考；由于在当今社会中各行业的发展都离不开能源的使用，因此对用电数据进行挖掘甚至还可以归纳总结出各种指标增长率与社会用电情况的一般规律，便于政府了解和预测社会各行业发展状况及用能情况，为政府决策提供参考。而通过对长期的、大量的电动汽车充电数据进行数据挖掘，可以为充电站的布点提供参考。通过对长期的、大量的可再生能源发电情况进行数据挖掘，有利于降低可再生能源产电不稳定对供电网络的影响，进而更好地融入可再生能源发电。此外，数据挖掘还有利于用户能效的分析管理、业务拓展分析、供电舆情监测预警分析、电力系统的故障预测和状态检修、短期电网负荷预测、城市电网规划等。智能电网系统的数据特性表明了数据挖掘在智能电网中有着广泛的应用。

3.4 人工智能

根据著名人工智能科学家Michael R.Genesereth和Nils J.Nilsson在1987年提出的定义，人工智能是研究智能行为的科学，它的最终目的是建立关于自然智能实体行为的理论和指导创造具有智能行为的人工制品。人工智能是一门研究如何将人的智能转化为机器智能或者用机器来模拟或实现人的智能的学科。

数据挖掘在智能电网中有着广泛的应用，而数据挖掘需要人工智能技术来提供数据分析的技术支持，因此人工智能在智能电网中也有着十分重要的应用。例如，通过构建人工神经网络来对经过数字图像处理所得的典型线路状态的监控图像特征数据集进行训练识别来实现输电线路状态的智能识别。除了故障诊断外，人工神经网络还可应用于智能控制、继电保护、优化运算等

方面。

除了为数据挖掘提供数据分析的技术支持外，人工智能还可以通过人类专家提供的经验和知识来构建相应的专家系统，如电网故障诊断和调度处理专家系统和操作票专家系统等，模拟人类专家解决问题的过程来进行决策，从而实现电网自动化和智能化。

而采用遗传算法、粒子群算法等进化算法求解诸如发电厂和输电线架设的规划问题以及电力系统中各种控制参数的最优解等问题或利用模糊集理论来处理电力系统中难以实现精确控制的复杂问题，也是人工智能在智能电网中的重要应用。

3.5 软件工程

根据Fritz Bauer在NATO会议上给出的定义，软件工程是建立和使用一套合理的工程原则，以便获得经济的软件，这种软件是可靠的，可以在实际机器上高效的

运行。

为了便于管理和使用，无论是供电管理方还是用户方都会希望通过一个稳定可靠，功能完备，并具有友好人机界面的软件来方便操作。因此在建设智能电网的过程中势必需要开发相应的软件，软件工程便应用于其中。尤其是对用户端而言，在移动设备使用越来越广泛的今天，开发相应的移动端的APP无疑能够更好地促进用户参与到交互过程中。一个针对用户个体，能够实时显示如电力消费成本、实时电价、电网状况、计划停电信息等的智能电表提示信息，结合数字家庭技术，能够远程控制家电开关以便于用户随时随地调整自己的用电情况，并整合线上业务申请、缴纳电费等功能的APP能够极大程度地减轻用户的操作负担，方便用户的使用，使智能电网更加高效智能。

4 结语

计算机科学在智能电网中的广泛应用使电力行业在信息化时代中能够更好地应对各种新挑战，为整个社会的发展带来深远的影响。

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