智能电网的基本特点精选(九篇)

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第1篇：智能电网的基本特点范文

关键词 智能；智能电网；发展

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0083—02

在今天，“智能”这个词似乎充斥着我们生活的每一角落，比如智能手机、智能电视、智能空调也许有一天还会有智能菜板也说不定呢，但是我们今天要说的智能电网可是和我们的生活密不可分的，自从电这个能源被开发以来，人们就已经离不开它了，如今电力系统的科研人员已经不仅仅满足只是单纯的给大家提供电能，更希望能够通过智能电网来开启电网运行的新形式，给每一个人提供更多的实实在在的方便。下面首先就让我们来认识一下智能电网是什么。

1 智能电网

1.1 智能电网的定义

所谓智能电网就是电网的智能化，同时也叫做“电网2.0”，英文名称smart power grids，将目前科技很先进的通信工程、信息，以及自动控制工程与能源电力技术融合在一起，而且同电网的一些最基本的设施组建成具有很多可以满足现代人的需求的新形式电网。我们来看一下，其实简单的说智能电网是通过各种我们现在使用的通信技术比如测量技术、传感技术等技术的实践，最后实现我们智能电网的一些具有实际意义的目标。

1.2 智能电网的优势

1）首先我们看下智能电网的结构，在智能电网中有着非常多的智能元件被安装在它的独特的网络构造当中。这个特点就决定了智能电网有着很好的对抗一些无论是来自自然界还是外在的一些破坏和危险。并且，即使是有不可抗拒的因素所带来的一些故障的时候，智能电网也可以将损失降到最低，同时实现自我恢复，也就是说智能电网具有坚韧的特点；2）智能电网的本身是有一个网络系统的，这样就可以通过信息的随时采集，执行一些特定的命令，比如传输，交换等等。其实这就是我们要说的智能电网的另外一个优势——网络资源共享。这一特点也应了现代化人对资源共享的需求，对于网络共享在电网历史数据的应用，网络资源共享提供的数据非常准确，还可以将历史数据很好的记录下来，以供以后参考，节省了很多资源；3）相信在今天，每家每户都有不同种类的电器，一般都不下十种，这也就决定了对于电能有了各种各样的要求，智能电网恰恰就可以满足各种用电产品的不同需要，这个优点很明显的显示智能电网在现代电力市场中无法替代的地位，既能满足我国经济的迅速发展对电能的高要求，还能自如的将各式的前所未有的负荷所带来的冲击降到最小的影响，可以保护电能产品的同时使电能产品可以安全高效的被利用；4）运行效率高，成本低是智能电网的另一个特点，信息、通信和先进的管理技术等结合在一起的应用方式，必然会将电力设备的使用效率大幅度提高，从而将电能的损耗降到最低，所以电网运行的成本就被降低了，体现了智能电网运行效率高但是成本相对却低很多，充分体现出了智能电网的优势；5）智能电网可以协调统一电力系统。智能电网可以参照其它先使用智能系统的单位促进电力系统管理规范化、标准化、精细化最后逐渐走进市场化的进程。智能电力系统可以实现利用与共享还可以将实时和非实时的信息集成在一起，最后将所有的数据集中在一起形成详细的、全面的整个电网的运营模式流程，同时将可以提供一些紧急问题处理方案，以备不时之需。

2 智能电网的建设条件

2.1 先进智能化的测量装置及元件

这里提到的测量装置和原件都是智能电网所必需的基础东西，只有这些基础硬件设施齐全智能电网的想法才能顺利实现，智能电网对这些装置以及元件的基本要求一定要有抗击多种干扰的能力，只有具备这些应有的能力，才能够在遇到问题时第一时间作出反应，进而可以将相应的命令信息快速的以第一时间传输给控制中心，这一必要条件也就是智能电网的一个优势，可以将信息技术的精髓运用到智能电网当中去，这不过是第一步，只是对于硬件的要求。

2.2 智能电网必须要选择一个合适的通信方式

利用网络做到资源共享是智能电网的又一个具有明显优势的特点，那就要求整个智能电网用合理的通信方式来实现网络化资源共享，大家都知道由于电能的传输速度是非常快的，那么如果有事故发生，在很短的时间之内整个电力系统都会因为网络化的原因受到极大的影响，甚至瘫痪，后果会非常严重，甚至是灾难性的。所以我们说智能电网通过网络虽然实现了很多现实意义，可是一些人为的因素和不可抗拒的自然灾害对它的影响太大了。所以智能电网的通信方式在这里就显得尤为重要了，将智能电网在运行当中的实时特征与网络通信协议中实行分级方式相结合的方式，这样对于网络的要求就会高一些，以便可以使传输的准确度、速度、容量等要求可以得到满足。

2.3 智能电网的运行规律

目前来看，智能电网被越来越多的人所接受，这就需要我们将智能电网的运行规律认知加深，它的本质还是原来电网的本质规律，就是将原来的电网进行了升级。其实就是把计算机这个智能的工具融入到电网中，使整个电网系统更加适应当今高速发展的经济社会。

3 我国发展智能电网的前景

智能电网在我们国家的发展主要是将实现在发展大规模长距离输电的同时，也会重视开发新型能源发电比如风力发电、水力发电等等这些我国之前用的发电方式比较少的资源逐步改变以前一直以煤作为能源发电的方式；我们国家在国际上，特高压输电的经验及技术处于领先的地位，而且美国也即将于我们共同来制定智能电网的标准。

4 结论

人们的工作、学习、生活都离不开电网行业，智能电网离我们越来越近，甚至主导了我们的全部生活，这就需要以后的发展中，一直的改进、改善一些新的技术使智能电网更好的为人民服务。同时智能电网要提高自身的可靠性、安全性，以适应社会的发展。

参考文献

[1]邓贵金.智能电网变电运行管理模式探讨[J].城市建设理论研究，2011，8.

第2篇：智能电网的基本特点范文

关键词：智能电网 智能品质 评价指标体系

智能电网的理论研究和建设实践在国家政策的大力支持与指导下得到了高速的发展。我国智能电网相关基础设施及示范工程建设已逐步展开，一批智能电网示范项目工程也已取得了不小的成果。与此同时，如何对所建电网的智能化水平进行品质量化与评价便显得尤为重要，建立一套完整的智能电网智能品质综合评价指标体系和评价方法便成为本文研究的主要内容。

1.智能电网与智能品质

中国国家电网公司对智能电网的定义是：智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制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。智能电网的特点是其与传统电网相区别的重要标志。与传统电网相比，一般智能电网具有高效、安全、互动、自愈、兼容、优质、集成等功能和特点。

本文通过分析物联网相关技术对智能电网建设带来的效益特性及智能电网本身的智能特性，并从智能电网智能特性给电网整个产业系统带来的经济、社会效益出发来确定智能电网智能品质。最终选择从技术性、经济性和社会性三个方面来确定和衡量智能电网的智能品质水平。

2.智能电网体系框架

智能电网是一个庞杂的体系，要涉及到电力系统的各个方面，从电力的供应系统、输电系统、配电体系、电力调度系统、电力交易系统直到电力的各终端用户，各系统之间既有电力流的流动，也有业务流及信息流的传递，从而形成了一个庞杂的体系结构。如图1所示[1]。

智能电网体系框架的构建，能够更加清晰的看出能电网各个功能体系之间的联系，为下文智能电网智能品质评价体系的建立从体系结构上奠定了一定的基础。

3.评价指标体系的设计原则和依据

3.1评价体系设计原则

参照SMART准则，考虑智能电网核心的智能品质特征，智能电网智能品质评价指体系建设应遵循以下基本原则：

1)系统性原则，即指评价标体系的建立应将智能电网看作一个系统的整体，按照完整、准确、客观的要求来反映智能电网智能品质的内涵和全貌。

2)定性与定量相结合原则，由于指标体系的建设不仅会涉及到定性指标也会涉及到定量指标，因此必须运用定性与定量相结合的方法，以保证整个评价体系的科学性与合理性。

3)实用性原则，评价指标要操作方便，以方便计算为基础，涉及到的数据最好能够跟现行电网相关统计指标进行衔接，这样能够进一步减少操作的复杂程度和评价的工作量。

3.2构建方法与依据

智能电网智能品质评价指标体系研究的主要任务，在于如何建立有效的智能品质评价指标体系来衡量智能电网智能化水平，同时监测、引导和管理智能电网的建设和发展。因此，有必要从指标体系的产生机理和方法的角度提出建立智能电网智能品质评价指标体系的方法论步骤。

1)明确评价体系的构建目标

智能电网建设涉及发电、输电、变电、配电、用电等众多领域，如何让所建电网智能化程度更高，如何正确评价所建智能电网的智能化水平等问题便成为评价体系构建的重要目标。

2)确定智能电网的专业研究方法

以电力系统专业知识为基础，通过分析智能电网系统的技术组成，以及智能电网的智能化对社会、经济等带来的效益，最终实现对整个电网智能化运行状态的把握和刻画。

3)选择基本指标

一般情况下，大量相关指标已存在，但这些指标可能是因其他目的而建的，不一定完全符合评价电网智能化水平的要求，因而需要对已有的指标进行筛选。

4)根据评价目的和相关约束扩充指标

根据以上步骤产生的指标，并不能全面反映现行电网智能化的发展水平及外界对电网智能化的要求，需要根据智能电网发展现状及前景及人们对电网智能品质的期望和电网评价目的设计新指标。

5)考虑边界问题

在智能电网智能品质评价指标体系的设计过程中，需要考虑评价体系的适用范围。故本文设计的评价指标更多是从智能电网智能化技术特征和智能化所带来的各种效益来进行衡量的。

6)构建智能电网智能品质评价指标体系

为已经确定的诸多指标明确上下级和平级之间的相对关系，建立评价指标体系的层次结构，以方便智能电网智能品质评价结果的整体量化。

4.评价指标体系的构建

近两年，我国许多智能电网试点工程已经提交验收，同时也构建了相关示范工程的评价指标体系，给本文评价体系的建设奠定了实践基础。在参考借鉴和参考这些评价体系的基础上[2-4]，结合本文写作侧重点，并考虑当前社会发展的客观需要，根据上文的指标体系构建方法与思路，构建出如图2所示智能电网智能品质评价体系。

5.总结

智能电网相关领域研究的不断开展和深入，智能电网的相关评价指标体系也层出不穷，由于各学者对智能电网的认识及其研究的方法及侧重点不同，导致设计出来的评价体系也各不同。为加强智能电网建设的管理与规划，也为营造一个健康良好的智能电网发展建设环境，统一的智能电网智能品质评价指标体系与评价方法需要被适时制定。

参考文献：

[1]北极星电力期刊,智能电网定义和特征是什么[EB/OL]..cn/qikan

/8/?e=，2012-3-5

[2]张红斌，李敬如，杨卫红等.智能电网试点项目评价指标体系研究[J].能源技术经济，2010,22(12):11-15

[3]张健，蒲天骄，王伟等.智能电网示范工程综合评价指标体系[J].电网技术.2011,35(6):5-9

[4]林峰，曹捷，杨晓东等.福建坚强电网综合指标体系及评价方法研究[J].电力与电工.2010,30(1):1-7

第3篇：智能电网的基本特点范文

关键词：智能变电站；继电保护；智能电网；二次系统

作者简介：戎俊康（1972-），男，山西五台人，太原供电分公司送变电分公司，工程师。（山西 太原 030024）

中图分类号：TM63  文献标识码：A  文章编号：1007-0079（2011）36-0130-02

随着智能电网概念建设的逐步开展与深入，作为“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，[1]智能变电站的建设也成为当今电网建设的重点。[2-3]变电站是电网的基本组成元件，智能变电站的建设也是我国建设坚强智能电网的重要内容。应用电子式互感器，采用IEC61850规约通过光纤网络进行智能一次设备及二次设备信息交互，使用智能化决策支持系统进行运行控制机及管理的智能化变电站建设对于电网继电保护工作将产生重要的影响。本文通过对智能变电站基本概念特征及结构的分析，初步探索了电网继电保护工作在智能变电站建设中所面临的新要求，并有针对性地提出了解决方案。

一、智能变电站的概念与特征

在国家电网公司所制定的《智能变电站技术导则》中将智能变电站定义为：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。[7]

1.一次设备智能化

一次设备的智能化是智能变电站建设的基础，到目前为止真正意义上的智能一次设备还没有投入运行，当前采用较多的是由常规一次设备+智能组件构成的智能一次设备，如：智能断路器、智能变压器等。由于采用了数字化的电子式互感器及光纤网络，一次设备与保护等二次设备之间的数据交互方式实现了完全的数字化。

2.二次设备网络化

在智能变电站中，传统的二次回路概念被极大地弱化；变电站中二次设备之间以及与一次设备的通信连接全部采用高速的光纤网络，二次设备真正地实现了数据、资源的共享。传统的电缆及连接导线连接方式被数字公共信号网络所取代。这样的变化节省了了大量电缆、连接导体、端子等模拟量电路耗材，人工不可直接接触的数字通讯方式使得继电保护系统的可靠性得到很大提高，变电站控制功能的实现得以简化并可以进一步优化。

3.信息交互标准化

智能变电站内电气设备的数据通讯都基于统一的IEC 61850规约。统一标准方式使得不同的设备厂家可以基于同一标准，不再需要考虑和其它设备的数据通讯问题，简化了电气设备的安装、调试及检修流程，做到了电气设备的即插即用，这使得变电站内的安装维护工作较以前方便很多。

4.运行控制智能化

在智能变电站中将应用大量的智能化决策支持系统，这将使得整个变电站自动化运行水平进一步提高。调度中心的相关操作控制命令将在智能变电站中自动执行，并具备各类自动校核功能。此外，在线状态检测不仅实时检测各个电气设备的运行状态还对其进行评估分析，并将结果上送至调度中心以便于运行工作的安排。相对于无人值守的综合自动化变电站，智能变电站不仅简单地接受调度中心的命令，还参与站内设备有关的分析决策。

5.功能应用互动化

如上文所述，智能变电站不仅仅是一个电能变换和输送的中间节点，更是一个独立进行决策分析的智能处理单元，每个智能变电站之间及其和调度中心、管理终端等依据其功能效用进行互动，相互交换数据及决策方案。这无疑将大大地提升电网运行的自动化水平。

二、智能变电站的逻辑结构

在智能变电站中，其基本的结构不在是常规站的间隔+主控设备这样的方式，其逻辑结构可以划分为：过程层、间隔层和设备层。[6，7]

1.过程层

过程层主要包括一次设备及其附属的智能组件及智能装置，如：变压器、高压断路器、隔离开关、互感器等等。可以看到过程层中不仅包含是一次设备，而且包含各类智能接口、合并单元等设备。过程层的主要作用在于：量测数据采集、各类设备状态检测及控制命令的下发执行。

2.间隔层

间隔层中包含有各类监控设备和继电保护设备等，这些设备依然次采用依据间隔的配置方式。间隔层实现了对各个间隔内一次设备的控制、监视和保护。间隔层内的设备采用光纤数字通讯方式与设备层以及站控层的设备进行通讯。

3.站控层

站控层由各类人机交互用的设备、数据前置机、服务器以及用于外部其它变电站及调度中心数据连接的服务器、工作站等设备组成，其主要的作用在于实现全站的集中控制。

上述的逻辑结构在国家电网公司所制定的《智能变电站技术导则》中采用设备层和系统层予以实现。[7]

三、智能变电站的建设情况

目前国家电网公司的多个智能变电站试点工程已经逐步投入运行，[4]其中既有地区级的110kV、220kV变电站，也有500kV及750 kV的大区变电站；其中既有新建站也有进行技术改造的老站。包含：齐齐哈尔电业局220kV拉东智能变电站改造工程、新建750kV延安智能变电站、220kV青岛午山智能变电站、金华500kV芝堰变智能化改造试点工程、110kV北川智能变电站建设工程等；这些变电站从功能设计到运行特性，其各项指标都满足了智能变电站的各项功能要求，预示着我国今后变电站建设的主要方向。

四、智能变电站投运对于电网继电保护工作的新要求

随着智能变电站的建成投运，其运行维护工作就成为电网运行需要探索的新问题。尤其是对于继电保护工作来讲，将面临完全不同于常规变电站的新的局面。这主要是由于在智能变电站中，二次系统不再是常规变电站的模拟量构建的回路，而是实现了数字化、网络化；同时大量的智能决策系统将得以应用；这使得继电保护工作将面临新的变化。

1.技术工作内容的变化

一直以来，继电保护工作人员负责其管辖电网内的各个变电站内的二次系统的维护及调试等工作，由于二次回路采用模拟量电路构建，继电保护工作的重心在于对二次回路的维护，如：各类交流回路的断线查找及排除，控制回路故障的排除等等。但在智能变电站中，二次回路被通信网络所替代，继电保护工作人员不在面对复杂的二次回路，而是要保证处于网络化条件下整个保护系统的可靠工作。这一转变使得原本已经延续了几十年的保护工作任务、流程、规范都发生了本质性的变化。

为适应这种变化不仅仅需要设备厂家提供详细的技术资料，更需要继电保护工作人员在实践中挖掘设备特点、总结归纳新设备的运行特性，以此为基础制定新的规范和标准。

2.人员专业素养要求的变化

由于二次设备的网络化，一次设备与二次设备的连接及二次设备之间已经基于数字方式进行信息交互，这使得继电保护工作人员不仅仅要熟悉继电保护的原理，还需要掌握IEC61850规约等通信技术。因此，熟悉电气、通信、计算机等技术，并具备相关专业技能的的复合型人才成为继电保护工作的新要求。

由于大学教育中的专业划分，当前继电保护工作人员对于这部分非传统的保护相关内容并不熟悉，因此需要在工作中结合智能电网的特点以及各类智能设备的特性，辅之于专门的讲座培训等手段，加速保护工作人员对于这部分内容的理解和掌握。如有可能，各高等院校在专业教育中也应增强通才教育，弱化电气专业教育内部的专业划分，增强复合型人才的培养。

3.继电保护管理工作的变化

在智能电网中，运行控制的智能化也是其一个标志性特征；对于智能变电站中的保护系统，智能化的决策管理工作也必将开展。如何结合智能变电站特点和要求，设计建设符合继电保护工作要求的管理模式和流程也就成为下一阶段继电保护工作的重点研究内容。这不仅需要智能化的决策支持系统的研究与应用，更需要继电保护工作人员结合工作需求探索新的管理模式。

这首先需要继电保护的管理工作转思路，可以清楚地理解智能电网本身的背景意义及相关技术；其次由于新生事物快速发展中原有管理模式中可能会暴露很多问题，保护工作者必须有足够的困难意识，敢于面对出现的问题并结合实际积极应对；有超前意识是管理工作者必须具备的，不能总等新设备投运后再去适应，而是要结合智能电网及智能变电站建设的目标提前准备，积极借鉴兄弟单位经验以便尽快摸索出适合于自己的管理模式。

五、结语

在智能电网的建设中，继电保护工作将发生重大变化，变电站内保护系统的网络化、数字化意味着沿用了几十年的二次回路将逐步退出历史舞台。如何适应新的形势，充分发挥新的设备及新技术的效能，就需要继电保护工作人员在实践中进行不断的总结分析。

参考文献：

[1]罗明志.智能电网综述[J].中国电力教育,2010,(16):239-242.

[2]汤乃传.智能变电站[J].科技综述,2010,(3):13-16.

[3]张沛超,高翔.智能变电站[J].智能电网技术及装备专刊,2010,(8):

2-3.

[4]李兴源,魏巍,王渝红,等.坚强智能电网发展技术的研究[J].电力系统保护与控制,2009,3(17):12-13.

[5]关杰,白凤香.浅谈智能电网与智能变电站[J].中国电力教育,2010,(21):251-252.

[6]李梦超,王允平.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制,2010,(18):18-20.

第4篇：智能电网的基本特点范文

【关键词】智能电网管理平台；电能监测系统；设计

引言

随着我国可持续发展战略的提出，循环经济和清洁生产越来越受到广泛关注。为满足清洁能源的需求，解决日益突出的能源气候问题，智能电网成为了我国电网发展的新趋势。智能电网的建设力度也在不断加大，智能电网的运用在很大程度上提升了我国电力用户的电能管理水平。本论文对基于智能电网管理平台的电能监测系统进行了较为系统的分析。

1、智能电网管理体系的特点及功能

智能电网是建立在集成、高速、双向通信网络的基础上，通过先进的传感、测量、控制及决策支持系统技术的应用，实现电能的安全使用目标。而智能电网管理体系是面向智能电网用电环节建立的由相关系统及设备组成的智能电网用电管理系统。这些系统和设备主要包括智能电能计量单元、通信网络、数据中心、智能负荷控制装置、用户终端电能管理单元等。而智能电网管理体系的特点主要表现在提出了以节能增效为核心的电能管理方法；创建了以智能测量、负荷预测及储能管理技术为基础，以电力线通信技术为支撑，结合负荷控制技术的电能管理技术体系。由此可以看出智能电网管理体系能实现电网与用户端电能信息双向流动及互动负荷控制的能效管理机制。关于智能电网管理体系的功能，通过实践的验证主要表现在可以对电源、电压、配网等进行优化，对谐波进行治理，对电能进行适当的调度，同时可以保障电能的有效配备及使用。

2、电能监测系统设计

通过分析可以看出，智能电网管理体系对于电网的安全运行及用电目标的实现具有十分重要的意义。因此构建一个坚强的智能电网管理体系对于企业来说非常必要。而智能电网管理体系构建的重点及难点就是根据用户的实际需要设计一个功能齐备、性能完善的电能监测系统，这样才能实现智能电网管理体系的功能。电能监测系统的工作流程主要是：首先通过主要受电点和电能监测仪采集配网的电力、电量、电能质量信号，然后将信号转换为数据，相关数据经计算机存储、计算和分类处理后存储到数据库中，计算软件就可以将这些数据提取出来并以图、表的形式进行展示。工作人员则通过计算机看到电能的输入、传输、消耗的全过程。因此，电能监测系统的设计必须要满足这些基本功能的实现，同时还要根据实际情况进行适当的调整，以保证电能监测系统的实用性。

2.1配网监测点的设计

通常来说实现电能智能化管理的基本条件是配网中设置的监测点，而配网监测点的设计都要依据用户的实际需求及客观条件，经用户管理人员的综合分析来进行设计。另外，现有的相关设备也会对配网监测点的设计有一定的影响。因此，在监测仪的安装过程中，也要根据实际进行一定的调整，不能按经验判断，而要做详细的规划。

2.2监测仪数据通信方案的设计

监测仪数据通信方案的设计通常包括对电能监测仪、通信服务器、网络交换机、数据中心的中央数据处理机等设备的选择、安装及其与网络的连接方法的设定。一般来说，电能监测仪可以采用485通信线并通过它将多个监测仪组成集群连接到通信服务器，然后将通信服务器接入客户的网络交换机。最后，将其接入互联网与中央数据处理机建立通信通道，这样就可以实现将监测仪监测的数据上传至平台数据中心的目标，具体的通信示意图如图2-1所示。

2.3管理系统装备表设计

管理系统装备表设计主要是在安装电能监测仪之后，对相关设备的配备设计，配备表的设计要根据实际情况而定。一般来说，可以配备一定数量的通信服务器、通信管理机、无线通信机、电流互感器、通信线、网络线等设备[1]，就基本可以构建一个网络通信系统。当然根据实际情况的不同，配备的设备及设备的型号、质量、性能等方面都会有一些差异。这就要求相关的工作者不仅要具备一定的技能知识还要懂得相关的基础知识。

3、监测系统运行情况

监测系统运行情况可以由很多电力指标来进行反应，所以对监测系统运行情况进行分析时要尽量全面系统地收集相关数据，以提高判断的准确性和可靠性。一般来说，用电分布监测的结果可以反应监测点的电力指标的变化情况和异常情况。由此可以看出对这一数据的分析可以有效地发现一些潜在隐患。其次，三相电能谐波畸变情况，可以实时反应监测点的电能质量指标变化情况及异常情况[2]。

根据监测系统所监测到的数据，可以对电能相关的指标按时间周期进行统计和分析，比如电力、功率、电流、电压等。根据这些数据可以有效地对电能进行优化管理。同时，分析监测点的电能消耗、分段电量及电费数据可以作为调峰的依据。另外，通过电能管理平台能够清晰地统计到每台设备的实际负荷[3]，通过对这些数据的观察，可以判断电能分布的合理性，并且可以根据实际情况对电能进行调度。其实，在实际工作过程中还可以根据配用电设备的特点及要求，建立相应的档案体系，以便于设备的维护、保养等。不仅可以有利于管理好配用电设备，而且也可以提高设备的使用效率。另外，通过对各项电能数据解读分析，可以推进降低用电成本的决策和评估，科学指导实施节电项目及电能考核制度[4]，并且可以有效检验降低用电成本的效果。

4、结语

通过论文的分析可以看出有效的电能监测系统将充分发挥智能电网管理平台的作用。通过电能监测系统可以分析监测点每天的负荷、功率、电流、电压和温度等电力指标变化，以及同类用电监测点的各项电力、电量、电能质量等指标的差异，从而有效地发现一些潜在隐患。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的参考与借鉴价值。

参考文献

[1]袁小超.基于智能电网的应急管理系统的研究与实现[D].电子科技大学，2011-03-25 .

[2]韩利.智能电网环境下风电的稳定性分析和建模研究[D].上海交通大学，2010-01-01.

第5篇：智能电网的基本特点范文

关键词:智能电网继电保护影响

中图分类号：TU856文献标识码： A

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统重大科技创新和发展趋势。作为全球最大的公用事业企业,国家电网公司根据我国特高压电网建设规划,结合大力发展风电等清洁新能源政策,充分考虑世界电网发展新趋势及我国电网现状,提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网的战略发展目标;形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五项内涵、六个应用环节”的发展战略框架;制定了从发电到用户各应用环节和通信信息平台的发展路线;明确了总体发展目标、分阶段建设目标和重点工程,并对社会综合经济效益进行了初步分析评估。

智能电网将极大地改变传统电力系统的形态,电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用,必然对电力系统继电保护带来影响。

1 智能电网的定义和特点

尽管各国专家针对提高电网智能化水平及等级已经达成共识,但是,智能电网仍处于起步研究阶段,尚无明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,各国的电网企业和组织均以自己的方式理解智能电网。对智能电网进行研究和实践,各国智能电网发展的思路和重点也各不相同。因此,智能电网的概念处于不断丰富、发展阶段。

1.1 美国

美国电力科学研究院定义的智能电网可以描述为以下5个主要特征。

a.自愈性

复杂的电网监控系统能够预测并及时应对系统问题以避免或减少故障失电和电压不稳等电力供应质量问题。

b.安全性

电网可以在自然状态和计算机监控状态下更安全运行,新技术的应用和新设备的配置能够更好地识别和应对人为破坏及自然侵害。

c.兼容性

电网能够支持广泛分散电源的使用。标准化的电力网络通信平台和通信界面接点将使用户可以就地连接燃料电池、风能、生物能等可再生能源发电及其它分散的电源,并以简单的“即插即用”方式使用。

d.交互性

用户可以更好地控制自己的用电设备、装置,无论是家庭用户还是工商业用户,电网将与智能建筑物的能源管理系统相连,以帮助用户管理其能源使用,并减少能耗开销。

e.高效性

电网将达到更优化的输配量比,从而减少电力成本。电网的升级将提高输电网的输送能力,使输送容量最优化,减少损耗,使最低成本发电的电源得到最高利用率。同时可以更好地协调电力输送与

当地负荷的匹配、地区间能源流动与通信传输量之间的关系。

1.2 欧盟

欧盟委员会将智能电网的特性概括为:一是灵活性,满足用户对电力的多样化需求;二是易接入性,保证所有用户都可接入电网,尤其是高效清洁的太阳能、生物能等可再生能源发电能够就地入网;三是可靠性,提高电力供应的可靠性与安全性;四是经济性,通过改革及竞争调节实现最有效的能源管理,提高电网的经济效益。

1.3 我国国家电网公司

国家电网公司对坚强智能电网的基本特征的定义为技术上体现信息化、数字化、自动化、互动化;管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。信息化是坚强智能电网的实施基础,实现实时及非实时信息的高度集成、共享与利用;数字化是坚强智能电网的主要实现形式,定量描述电网对象、结构、特性及状态,实现各类信息的精确高效采集与传输;自动化是坚强智能电网的重要实现手段,依靠先进的自动控制策略,实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升;互动化是坚强智能电网的内在要求,实现电源、电网和用户的友好互动和相互协调。坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动是坚强智能电网的基本内涵。坚强可靠是具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应能力;经济高效是提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;清洁环保,促进可再生能源开发和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;透明开放是电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;友好互动是实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。

2 智能电网对继电保护的影响

智能电网是以物理电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型网络。作为电力系统安全稳定第一道防线的继电保护,按传统电网进行设计和配置不能适应于智能电网。智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用。

a.数字化

智能电网的一个重要特征是数字化,对继电保护而言:一是测量手段的数字化,广泛采用电子式互感器和数字接口;二是信息传输方式的数字化,传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。

电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量,体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好,不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性,能很好地将电力系统运行状态信号传到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广,传统的互感器将逐步退出运行。

电子式互感器采用网络接口,通过网络保护装置和智能断路器连接,大大简化了二次回路接线,易于维护。

b.网络化

近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开,已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。

数字化变电站最大的特点是IEC61850采用分布分层的结构体系,面向对象的数据统一建模,数据自描述,采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术,实现智能设备间的互操作能力,面向未来的开放体系结构。

对继电保护来说,数字化变电站的网络化带来了2方面的变革:一是信息获取,虽然继电保护主保护的功能仍然是“自扫门前雪”,但由于网络数据传输的共享性,可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息);二是信息发送,由于采用带数字接口的智能断路器,跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

c.广域化

近年来,随着我国电网信息化进程不断推进,大多数网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设,继电保护信息专用网络也已初步建成,将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务,但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

d.输电灵活化

智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高,控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外,我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。

电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性,使现有继电保护装置面临较大考验。

3 值得关注的继电保护相关问题

近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展,继电保护装置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本满足。我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相关的研究工作。

a.利用数字化提高保护性能

互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。如何简化继电保护的辅助功能,利用数字化传感器提高继电保护的整体性能,是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

b.网络化将改变继电保护的配置形态

基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介,利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能,利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时,也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同,控制信号传输网络的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。

c.提高安全自动装置性能

PMU和WAMS网络为电力系统防御和紧急控制提供广域信息,能够利用其已建成的网络,提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能,改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则,使其能够在某些情况下及时判断系统故障,采取措施避免大停电等恶性事故的发生。

d.继电保护新原理与新技术

风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性,使电网接入安全问题日益受到重视,相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征,研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。

e.在线整定技术

自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用,限于条件,传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整,不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。

4 结束语

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。如今,智能电网的建设已经开始,建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入,继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展,跟进电网建设步伐,为智能电网建设提供技术支持。

参考文献:

第6篇：智能电网的基本特点范文

【关键词】智能电网 新能源 原动力 智能电网技术

1 背景

随着传统能源的枯竭和环境的恶化，全世界逐步达成共识，要大力开发新技术，使用清洁能源。各种能源最终以电能的形式被人们使用，电力行业对于节能减排至关重要。同时人们开始思考如何提高大电网的安全性稳定性并使电网具有坚强和自愈的特性。智能电网是21世纪重大科技创新和发展趋势，相比于传统电网，智能电网可以提高电网效率，提高能源安全，改善电能质量，提高电网的稳定性与安全性，完善电力市场，促进社会经济发展，实现低碳环保可持续发展。与此同时，现代通信、信息、计算机、微电子和电力电子技术的迅速发展并引入电网应用，为电网自动化提供了有力工具。

2 智能电网的概念和特点

2.1 智能电网的概念

智能电网不是一个单独的设备、应用、系统或网络，甚至不是一个单独的理念。对于什么是智能电网这个问题，学术上没有一个统一的定义。美国能源部和电力公司普遍遵循一个主题：智能电网利用通信技术和信息技术来优化从供应者到消费者的电力传输和配电。图1所示为智能电网的基本概念。

天津大学余贻鑫认为：智能电网是自动的和广泛分布的能量交换网络，它具有电力和信息双向流动的特点，同时它能够监测从发电厂到用户电器之间的所有元件，它将分布式计算和提供实时信息的通信的优越性用于电网，并使之能够维持设备层面上即时的供需平衡。

2.2 智能电网的特点

目前国际上对智能电网的特点基本达成共识，即自愈、安全、兼容、交互、协调、高效、优质集成等。

2.2.1 坚强和智能是现代智能电网发展的本质

坚强意味着电网具有很强的安全性，稳定性，有极强的抵御风险的能力。智能意味着高度自动化和自愈能力。

2.2.2 自愈

对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，消除故障隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复。

2.2.3 互动

使电力供应商与消费者建立实时信息联系，及时向用户通知电价、停电消息以及其他一些服务信息，而用户也可以将自己的用电计划及时反馈给供应商，平衡供需关系，有力于电网稳定性。同时通过市场交易激励电力市场主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。

2.2.4 优质电能供应

用户对电能质量越来越重视。智能电网可以根据不同的电力价格提供不同等级的电能。随着电力电子技术、测控技术和通信技术的发展，智能电网可以实现电能质量问题的快速诊断和解决方案，对于线路故障等故障引起的质量波动，它的高级组件可以使用最新的超导、储能、电力电子等方面的研究成果提高电能质量。

2.2.5 兼容各种发电和储能系统

智能电网不仅可以兼容大规模集中式的电厂，还将兼容不断增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式电源和储能。表1显示了分布式发电与传统发电单元的关键差异。

2.2.6 活跃市场

智能电网对电力市场有推进作用。智能电网实现了用户与供电商“双向通信”和“双向电力传输”，使普通用户参与进电力市场，甚至有部分用户可实现自给自足。智能电网为实时电力市场提供完善的技术，发电侧与用户的互动性增强，电网的运行效率更高。可以吸引更多的电力市场参与者，分散市场风险，使电力生产、输送、销售等环节更高效，更公平。同时消费者通过与生产商的“双向通信”可以获得实时电价，制定用电计划并反馈给供电商，使电力市场价格更合理。

3 智能电网的驱动因素

建设智能电网的价值和效益是综合的，如图2所示，主要包括以下方面：

（1）改善系统可靠性。

（2）改善电网可信赖性。

（3）改善电网运行的经济性。

（4）改善电网运营效率。

3.1能源需求不断增加

全世界正面对着人口不断增加和不可再生能源不断递减的严峻挑战。目前的传统能源只够维持几十年到200年之间，图3所示为不断减少的能源。能源是经济社会发展的保证，从国家层面上讲，必须提高能源利用效率，走能源更安全，环境更友好的道路。新世纪以来电能成为越来越重要的能源，中国电能占终端能源消费的比重每提高1个百分点，单位GDP能耗可下降4%。我们必须处理好可靠的能源供给、环境的可持续发展以及经济的不断发展之间的矛盾。智能电网可以实现安全、高效、清洁的能源目标。

3.2 电网复杂度越来越高

随着电力系统的范围和复杂度的不断增加，各个电力系统之间的互连也更加迫切。为了降低大规模电力系统发生故障的可能性，对电网的安全性，稳定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的电力系统来满足不断发展的电力需求。2003年美国东北地区大停电引起全世界的关注，这场停电给该区域造成了约60亿美元的损失。这场停电充分反映了大规模电网的脆弱性。智能电网通过实时采集数据，经过数据优化分析完成自我诊断，采取预防性控制，极大的保证电力的可靠运行。

3.3 电力用户的需要

电力用户对电网的可靠性和电能质量提出越来越高的要求。建设智能电网后，电网可靠性和电能质量将会有很大的提高。智能电网的高可靠性不仅可以减小未来停电事故发生的频率，还能使电网从事故中更快的恢复。

3.4 分布式能源（DER）的接入

智能电网将允许不同类型的发电及储能系统接入电网，分布式发电（DER）有利于高效的连接发电侧和用户侧，使双方同时参与电力系统的优化运行，同时可以摆脱对单一能源的依赖，提高电网可靠性。风能和太阳能是目前大力发展的清洁能源，它们具有间歇性，无法预测。大规模风电和太阳发电的接入给电网安全稳定运行带来极大的挑战，也极大的制约了它们的并网。智能电网技术可提高电网管理大规模间接性可再生能源发电的能力，对间歇性能源发电的峰和谷作出即刻的反应，从而吸纳更多的可再生能源。

4 构建智能电网的技术体系

智能电网主要由4部分构成：高级量测体系（AMI）；高级配电体系（ADO）；高级输电体系（ATO）；高级资产管理（AAM）。智能电网4个部分之间是密切相关的，表现在以下方面：

（1） AMI同用户建立通信联系提供带时标的系统信息。

（2）ADO使用AMI的通信收集配电信息改善配电运行。

（3） ATO使用ADO信息改善输电系统运行和管理输电阻塞，使用AMI让用户能够访问市场。

（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息与控制改善运行效率和资产使用。综合文献，图4表示了智能电网技术组成。

4.1 高级量测体系（AMI）

智能电网按一定顺序建设可以降低成本，减小难度。一般把AMI视为实现智能电网的第一步。AMI不是一个独立的技术体系，它包括家庭网络系统，智能表计，本地通信网络，连接电力公司数据中心的通信网络，表计数据管理系统和数据集成平台。智能表计可将耗能情况和电网实时信息传给本地用户，电力公司利用AMI的历史数据和实时数据来帮助优化电网运行。AMI通过网络将电网、用户、电商联成一个整体，是用户直接参与到电力市场的同时，也将大力提高电力企业的运行机制。

4.2 高级配电体系（ADO）

通常110kV及以下电力网络属于配电网络，配电网络直接面向用电用户，是保证电网运行稳定，电能质量和提高运行效率的关键环节。我国要实现智能电网的要求，智能配电要重点研究。ADO的技术组成主要包括：高级配电自动化、智能通用变压器、DER运行、微网运行和需求响应。ATO具有自愈和不间断供电功能；将设备进行可视化管理，为运行人员调度决策提供技术支持；实现与用户的双向互动；实施状态检修与在线监测，延长设备寿命。

4.3 高级输电体系（ATO）

ATO强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，通过新型电力电子装置和超导研发装置研发实现优化电力系统的运行参数或网络参数，提高交流电力系统线路的输电能力。其技术组成主要有：（1）变电站自动化；（2）输电的地理信息系统；（3）广域量测系统；（4）高速信息处理；（5）高级保护与控制；（6）模拟、仿真和可视化工具；（7）高级的输电网络元件，如电力电子(灵活交流输电，固态开关等)、先进的导体和超导装置；（8）先进的区域电网运行。

4.4 高级资产管理（AAM）

AAM是智能电网主要技术之一，功能包括优化资产使用运行、输配电网规、基于条件的维修、工程设计与建造、顾客服务、工作与资产管理及模拟仿真。实现AAM需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备“健康”状况的高级传感器。AAM的应用使电力资产时刻处于最佳工作状态，从而对电力资产的优化和科学管理起到积极作用。

5 智能电网的关键技术

实现智能电网，需要研发和应用一系列技术。综合文献，这些技术可以被归纳为以下5个关键技术领域：

（1）集成通信。

（2）传感与测量

（3）高级电力设施

（4）高级控制方法

（5）决策支持。

5.1 集成通信

集成通信技术是5个关键技术中的基础，也是整个智能电网所必须的。集成通信技术包括：（1）电力宽频通信。（2）无线通信技术。（3）其它通信技术。

5.2 传感与测量

5.2.1 智能电表

智能电表既可以收集，检测信息，又可以作为连接供电侧和用电侧的桥梁。在智能电网架构下，要求智能电表具有实时计量的功能，以提供带时标的电量信息，为电网高效节能管理提供了有用的实时信息，同时也要求它具有双向通信的功能

5.2.2 广域测量系统（WAMS）

广域测量系统是由基于全球定位系统（GPS）的同步相量测量装置PMU 群及其通信系统组成。它可以动态地测量和计算电力系统的运行状态相量和发电机功角。

5.2.3 电网设备的在线监测

该技术包括电气量以及非电气量的监测。采用先进的传感器通过对以上各状态量的监视，可完成电网设备的在线诊断，为实施电网设备的状态检修和管理提供必要的信息。

5.3 高级电力设施

高级电力设施在电网中起着非常重要的作用，可以实现更高输电容量、更优系统稳定性和电能质量、增强电力效率和实时的系统诊断。高级电力设施主要包括：（1）电力电子装置；（2）超导装置；（3）分布式发电及储能装置；（4）电网友好型装置等。

5.4 高级控制方法

现代控制理论、优化理论和人工智能技术在控制领域的综合应用形成了先进的控制技术。高级控制方法是用来分析、诊断和预测智能电网状况的装置和算法，并决策和采取合适正确的动作去排除、缓解或者避免电力短缺和电能质量问题。

5.5 决策支持

很多情况下，给予管理人员思考的时间是很少的。管理人员需要实时的电力设备信息和工具来快速做出决定。决策支持系统可识别和确定电网中的实时问题及发展趋势，然后运用知识库和科学推理方法进行分析，以提出解决问题和决策支持的方案，并将相应的系统情况、多种选择以及每种选择的可行性等展示给运行人员。

6 结语

智能电网在世界范围内尚属于新生事物，不同国家具有不同的现实情况和关注焦点，因而发展的重点也有所不同。但智能电网在世界范围内已成为电网发展的总趋势，同传统电网相比智能电网具有更宽广的安全稳定分析与控制，可以利用的信息更多更准确。它可以保证电力系统高安全、高可靠、高质量、高效率和电力价格合理，提高国家的能源安全和环境保护。

我国智能电网的发展应立足于国情需要，制定一个适合中国国情的目标，以便少走弯路，尽快实现智能电网的目标。欧美国家将重点放在发展智能配电网上，而我国在重视ATO的同时，也应对AMI、ADO和AAM予以足够的重视。考虑到新能源发电的特点及其发展远景, 我国也应该把新能源的利用作为我国智能电网发展的重心。

参 考 文 献

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作者简介

李昂（1994-），男，山东省菏泽市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

赵彦一（1993-），男，辽宁省鞍山市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

刘博文（1992-），男，北京市人。现就读于四川大学大学电气信息学院。专业为电气工程及其自动化。

第7篇：智能电网的基本特点范文

关键词：智能电网；信息安全；标准化；探究

开展智能电网信息安全标准化工作研究，首先要建立一套完善的智能电网信息安全技术标准。随着我国智能电网建设的不断加快，智能电网信息安全形势日趋突出，智能电网信息安全问题已经成为全球聚焦的热点问题，世界上的主要发达国家都纷纷采取技术措施，制定相关政策和标准，将智能电网信息安全纳入国家安全战略。我国也在积极开展关于智能电网信息的标准制定和技术研究，将智能电网信息安全标准化工作纳入国家规划，作为国家发展的重要战略。

一、信息安全技术在智能电网中的遇到的问题

信息安全技术是智能电网中的一个重要组成部分，也是影响整个智能电网运行环境的基础建设，供电部门为了保障整个智能电网能够安全稳定的运行，已经将信息安全技术放在在了首要位置。智能电网的信息安全在设备、网络和数据方面面临威胁。首先在设备方面，智能设备是智能电网信息安全的物理载体，利用设备代替人们为完成工作，在无人监控的环境中，容易被攻击者盗取和篡改智能电网中的信息，同时新设备的技术部完善，也直接影响智能电网运营。其次在网络安全方面，智能电网应用范围广、用户类型多的特点导致信息通信网络成为影响智能电网信息安全的威胁之一，非法用户通过窃听、入侵、侧信道攻击及DoS攻击等手段进入智能电网信息系统，盗取客户隐私，泄露客户信息和密码，截取传输信息，恶意篡改系统设置，导致信息传递受阻，电网系统混乱。最后在数据安全方面，智能电网在整个运行工作中涉及海量数据，访问控制机制和认证措施的不严谨，会造成访问机制的混乱和数据的泄露。数据存储中心和容灾备份等防护措施的不完善，会引起数据管理混乱导致数据交换瓶颈，导致灾后数据修复困难，影响智能电网的有序运作。为了最大程度的服务智能电网的需求，我国出台了相应的政策和措施，2009年，信息安全标准化技术委员会编制了《工控SCADA安全指南》，同年6月，成立了智能电网标准体系研究小组，专门针对智能电网的信息安全进行相关的标准制定工作，不断改进和完善我国智能电网的信息安全技术，维护智能电网的健康运行。

二、智能电网信息安全技术研究进展

1.传感测量技术。智能电网通过智能信息采集设备，例如无线传感器、短距离超宽带和视屏识别技术等收集电网数据，并且将大部分数据匿名化，实现对用户的信息安全的保护。2.通信技术。在智能电网信息系统中，为了实现节能、可靠、无缝和低开销的远程通信和监控，无线网络成为主要措施。将Wi-Fi技术应用在对干扰不太敏感的非重点或者本地网络中，将CDMA技术或者移动通信网络的4G技术应用于窄带系统中，将先进的通信技术应用在智能电网中作中。3.入侵检测技术。入侵检测技术的建设是对防火墙的有力补充。只有建立一个可以用于不同过程控制系统的入侵检测系统，以及完善的智能电表入侵检测系统，能够检测到未知攻击，才能为智能电网提供一个安全全面的维护工具。4.数据库技术。数据库是智能电网的基础建设，根据智能电网的数据数量巨大，数据结构复杂等等特点，通过云计算和分布式数据存储方案来进行数据库建设。为数据存储提出新理念，避免在自然灾害和不可预见的意外发生时，智能电网的瘫痪，建立集中性的容灾备份中心，为各区域的运营部门提供一个良好的异地备份环境，支撑智能电网的有序工作。5.访问控制和认证技术。在智能电网信息安全中，访问机制和认证机制属于核心技术。目前我国采用的密码技术为智能电网信息安全提供了理论基础，解决了部分例如机密性、数据完整性、认证、可控性等问题。当下我国对智能电网访问控制的研究还比较少，可以利用其他场景的访问控制，将其应用在智能电网中，加强用户以及设备的认证。

三、智能电网信息安全技术的发展方向

想要不断提高智能电网的运行环境，保证其安全稳定的运行秩序，使信息安全技术在智能电网中发挥强大的作用，我们需要清晰的认识到智能电网信息技术安全的发展方向，针对智能电网的信息安全技术的发展方向主要有以下几点。第一，对目前已经掌握的信息安全技术加以研究突破，在设备的智能化、安全性能等方面进行不断提高，除此之外，我国要加强自主研发能力，确保信息安全技术的整体发展水平。第二，在纵向集成方面努力研究，信息的安全需求作为电网发展的重要基本，通过对现有信息安全技术的不断完善和改革，对关键技术进行专业开发和深度剖析研究，让信息安全技术更好的为智能电网的发展做贡献。第三，随着现代信息化要求，网络信息技术也应用到了智能电网中，互联网是信息技术安全的载体，因此，要加强网络信息技术的研发。第四，不断完善和改进智能电网信息安全技术的管理体系，在追求智能电网信息安全技术的不断发展，要以成熟的管理体系为依靠，建立标准化的管理体系，是促进智能电网发展的重要条件。第五，注重智能化、数字化的设备建设。智能电网信息技术设备的不断进步是保证智能电网信息技术安全的基础条件，不断开发研究新的智能化和数字化设备，统一配备，才能保障智能电网信息技术安全的有效提升。

四、结语

智能电网建设是一项长期又复杂的工作，其具有安全可靠，经济高效，环保节能等特点。信息安全技术是保障智能电网安全运行的先行条件。因此智能电网信息技术安全的标准化建设，是对智能电网建设的有效支撑，是当下我国智能电网发展战略的主要目标，是促进我国经济发展的重要手段。

作者:祝婷 单位:天津送变电工程公司

参考文献

第8篇：智能电网的基本特点范文

关键词：智能电表；智能电网；数据处理

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0050-02

1 智能电网系统

为满足我国社会进步与发展的需求，大众无不希望以数字信息网络技术来连接资源开发、储送、转化、输配电、销售、储能以及其他相关服务与终端使用客户所涉及的电气化设备，并基于智能控制系统完成对能源转化与供能的控制过程，主要包括精确供能、对应供能、互助供能和互补供能集中方式。这样一来，能源使用的效率和供用安全性能得到大幅度提升，且将污染问题控制到最低程度，保证能源开发与投资效益的合理平衡关系。以上便是智能化电网建设的基本思想。

1.1 智能电网的定义

智能电网系统指的是电网系统的智能化，简称为“电网2.0”。电网2.0主要依附于传感技术、监测技术、控制理论和其他决策支持系统技术，在保障智能电网的安全性、可靠性、经济型和高效性方面具有显著优势，并能良好满足与环境融合和实现安全生产目标，满足新世纪社会用电用户的电能容量、电能质量两个方面的要求，同时提供多种不同形式的接入、启闭和资产运转。

1.2 智能电网系统的特点

1.2.1 智能电网系统的效用

智能电网系统主要包括三方面效用：

①通过传感器实时监控发电、输配电和供电设备的运转情况。

②将获取数据利用网络采集系统进行有效采集和优化整合。

③分析数据、挖掘数据，以便优化管理整个电网系统的运转过程。

1.2.2 主要优势的智能电网系统

①自愈系统和自我适应。

即时监控电网系统的运转情况，即时查找、诊断和治理安全故障及隐患；存在少量的人工干预，随时隔离安全故障并自我修复、自我适应，规避大面积停电的情况出现。

②安全稳定。

准确辨识人的主观行为或自然发生的扰动，并即时做出相应的反应，特别在受到自然灾害、外部损坏或黑客攻击状况下，首先保障的是人身安全、设备安全和电网系统的安全。

③良好的经济性。

智能电网系统在优化资源利用与配置、提升电气设备传送容量和利用效率方面较为突出。而在不同地区也能做到合理调配，可以对电力供应的缺口进行适当均衡。应广大电力市场的竞争需要，动态的电价收费制度也能确保整个电力供用系统的有序进行。

④良好的兼容性。

与大容电源的集中接入可以良好兼容，也能与发电过程中的分布式形式完美接入，且能以应用现有可再生资源来满足电网建设与生产和社会、自然之间和谐共同发展的基本要求。

⑤用户交互。

智能电网系统可与用电客户之间形成良好的交互关系，为广大用电客户提供高质量的电能。智能电网系统的运转、供电销售与市场无缝衔接，并利用市场竞争和市场交易来加强市场主体在电网安全管理方面的参与度，以此大幅度提升智能电网系统的运行安全性和稳定性。

2 智能电表

智能电表作为整个电网系统的终端，其功能仍需涉及普通电表计量，并配合智能电网和使用新型能源还具备如信息分析、存储和即时监控、自动化管控和多通道数据传输等功能，它支持双向计电、阶梯式定价、分时段定价和峰谷式定价等多种可以满足实际需要的方案，也作为主导分布式用电计量、双向通道交互服务平台、智能节电和智能区域供电的技术基础。

2.1 智能电表的构成及工作原理

智能电表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，是具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电表。智能电表是通过对电压和电流实时采样，再由电表集成电路对采样电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，再通过单片机进行处理、控制，把脉冲显示为用电量并输出。

2.2 智能电表的特点

笔者认为智能电表和一般计量电表的区别主要有以下几点，见表1。

智能电表包含一般计量电表的基本功能，除此以外，它还具有如下几方面优势。

①自愈系统。与智能电网系统相同的，智能电表也拥有自愈功能，如电表发生故障，不存在人为干扰的前提下，电表可以自动激发故障应急装置，以此保证故障被快速隔离，且完成自我恢复过程。智能电表的故障一般发生在内部程序，与一般计量电表比较来看，智能电表所表现的功能更为强大，且构件较多，利用的通讯形式呈多样化，内部程序的集成化相当复杂，在发生故障率方面较一般计量电表要更为频繁。因此看来，智能电表必需拥有自己的一套自愈系统，若智能电表发生故障，该系统即可自行实现自我诊断、故障隔离、系统重装机启动的过程。

②客户交互。智能电表与用电客户之间的交互往往是通过表计管理系统与客户终端的往来通讯实现的，如光线传送、载波传送和无线电波传送等，以上通讯方式均可实现表计系统和客户终端二者之间的即时信息交互，且不会受到外部环境的影响。

③安全稳定。不管是一般计量电表，还是智能电表，安全稳定是必然要考虑的，智能电表拥有多道安全系统防护装置，在规避无意侵入和非法篡改等多个方面具有突出优势。

④增值服务。智能电表可对终端客户进行用电计量，除此以外，还能为广大用电客户提供一种面向未来的增值服务体验。比如说，终端客户利用电脑联接智能电表，也可以直接联入因特网络进行上网。

⑤在线监测。智能电网面向广大用电客户施行的是即时电价。输电企业可以利用智能电表向每一位客户及时用电价格信息，于在线状态下即可监测收取用电费用，且能够发现是否存在偷电情况。

3 智能电表在智能电网中的应用

利用智能电表对智能电网内每一位用电客户终端进行用电计量，即时监控整个智能电网系统是其最为突出的意义，也是供电企业在生产运营过程中可以准确把握产品去向的重要工作。智能电网系统通过连接每一处智能电表，形成网络，再由基于高压电表的区域电网进行实际监测。智能电网信息系统体系结构图，如图1所示。

据图1所知，智能电表实际上扮演者用电信息采集的作用，整个系统的基础数据来源于此。智能电表能够采集的基础数据涉及有功、无功正向和反向电能数据；电压、电流、频率和功率等负荷记录；失压、断相、编程、校时、远程控制拉闸、开表盖、电表清零等事件记录数据。

3.1 状态预估

当前，配电网侧的潮流分布信息一般不够精确，我们可以在用户侧增设一些监测节点，获取一些较为精确的负载记录和网损记录，以此规避电网内电气设备的过负载或电能质量不断恶化的情况发生。与此同时，将监测数据信息进行优化整合，可以良好校核未知状态下的预估结果和检测数据的精确性。

3.2 监控电能质量及供电稳定性

不管是智能电网运转需要还是用电客户终端需要，保证电能质量和供电的稳定性是关键。利用智能电表来即时监测电能的质量和供电状况，便可以及时且准确地接收或反馈用户终端的投诉情况，预先采取一定措施来防范电能质量故障。

3.3 用户侧的负荷分析建模及预测

首先，通过智能电表获取用户终端的用户侧基础信息，即可对各种用电情况进行相应的典型性分析和趋势分析。

其次，在完成各类负荷分析的基础之上，融合外部气象条件对各种客户重点的历史记录进行相应因素的分析和主成分分析。

再者，以上两条为基础，构建负荷预判模型，从中短期来考虑用户侧的负荷情况。

最后，考虑社会因素、经济因素和整治因素，构建相应的预判模型，采取组合法完成对用电终端用户侧的负荷预判。

3.4 搭建防偷电平台

按照不同的低压配电挽留过拓扑结构和智能电表采集基础数据的性质，即可模拟出防偷电平台系统的大体框架，有效规避偷电行为和恶意破坏电力设备行为的出现。严谨随时可能发生额设备故障和安全质量隐患，利用即时传送的用电计量参数和故障特征，有利于配电人员及时准确地预判或处置故障或隐患。

3.5 用户能量管理

利用智能电表采集的基础数据信息，可以构件用户终端的用电能量管理系统，为广大用电客户提供能力管理服务体验，满足室内环境监控（如温度控制、湿度控制盒照明控制等），最大程度地降低能源消耗量，保证能够实现节能减排的终极目标。 （上接51页）

4 智能电表的发展困境

智能电表在未来发展中的主要困境有如下几个方面。

4.1 成本控制

不管是电表加工厂还是用电客户终端，成本控制永远都是他们关系的焦点。因智能电表与当前应用的普通计量电表相较而言，它拥有更多依赖于高新技术手段的功能，在造价成本方面势必要高。同时，智能电表尚处于推广伊始，加工厂产量尚小，且优质产品率并不能得到很好的保障，这样也会造成成本过高。

4.2 安全稳定

智能电表的高效性、安全性和稳定性是我们应该自始至终需要考虑的问题之一。除此以外，智能电表的通讯形式呈多样化，不同的通讯形式和加密手段的选用也是当前面临的一个严峻考验。我们可以想象，未来我国智能电网建设在网络化方面必然要不断深入，智能电表也会全面普及，如何立足于日益复杂的网络环境是不容忽视的问题。

4.3 自动化和智能化

智能电表有别于一般计量电表的地方在于智能化和自动化，它可以通过预先输入编程，设备即可在既定程序下合理运转，而能够自己诊断和自己解决的故障往往都是人的一种预判和总结，该设备其实并没有实际意义上的“自我思考、自我动手”的能力。倘若智能电表遇到前所未遇的故障，它就无法实现自侦自愈。那么，如何真正实现智能电表具有自我思考的功能是未来发展的一个困境，也是未来继续发展智能电表的重心。

参考文献：

[1] 薛昌波，周飞龙.智能技术在电能计量领域的展望[J].中国计量，2010，（4）.

第9篇：智能电网的基本特点范文

【关键词】智能变电站；设计；方式

21世纪电力系统的重大科技发展方向是智能电网，世界各国提出了不同的智能电网建设方案，我国国家电网公司也于2009年5月提出了具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展目标，其变电环节中智能变电站建设是关键技术。本文简述了智能化变电站的涵义，介绍了智能变电站的优越性，重点讲述智能变电站的设计思想以及实现方式，并对智能变电站的未来发展进行了展望。

1 智能变电站的概念

《智能变电站导则》（Q/GDW383-2009）定义了智能变电站：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。从定义中分析可见，智能变电站最终目标是实现运行维护的高效化。

2 智能变电站的技术特点

当前我国变电环节包括数字化变电站和常规化变电站两种模式，相比这两种模式，智能变电站有独特的优越性。

传统变电站的监控系统由间隔层和站控层组成，没有统一建模，实行多种规约，变电站包含多种网络，例如PMU、保护及监控等。间隔层主要包含保护、测量、计量等二次设备。站控层由远方通信接口、操作员工作站、带数据库的计算机等设备共同构成。一次设备和互感器，采用常规控制电缆硬接线的方式，与站控层交换数据信息。传统变电站采用了重复的资源，系统结构及厂站设计比较复杂，不利于厂站调试，互操作性不好。

数字变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层和站控层分层构建，其中间隔层和站控层的设备构成大致等同于传统的变电站监控系统。数字变电站采用统一的IEC 61850通信规约，能够实现变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作。数字变电站所有信息采集、传输、处理、输出的信息均为数字信息，而非传统变电站的模拟信息。

智能变电站的底层物理框架是数字化变电站技术。在这个物理框架基础上，智能变电站还需要融入多项体现智能化并适应智能电网需要的高级应用技术。

3 智能变电站的设计思想

智能变电站融合了智能化的一次设备和网络化的二次设备，采用全新的自动化标准――IEC 61850通信规约。从功能上，智能变电站分为设备层和系统层两层结构：设备层由智能设备构成，包括智能变压器、智能GIS、智能开关以及其他智能设备，以电气间隔为单位进行模块化设计，按照IEC 61850标准建模并通信，完成能量传输、测量、控制、保护、计量等功能；系统层具备基本数据处理和高级应用等功能，包括网络通信系统、对时系统、后台监控系统、高级应用系统等，系统层设备按照IEC 61850标准建模并通信，高级功能模块也可参照IEC 61970标准。

4 智能变电站的实现方案

4.1 智能设备及其技术优势

4.1.1 智能设备

高压设备是电网的基本单元，高压设备智能化是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主要标志之一。利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能设备的核心任务和目标。《高压开关设备智能化技术条件》、《油浸式电力变压器智能化技术条件》对一次设备智能化做了相关规定。在满足相关标准要求的情况下，可进行功能一体化设计，包括以下三个方面：智能一次设备将传感器或/和执行器与高压设备或其部件进行一体化设计，以达到特定的监测或/和控制目的；智能变电站中的一次设备将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计，以减少变电站占地面积；智能变电站中的一次设备还能在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现智能变电站中的一、二次设备的融合。

智能组件是由智能设备组成的，为实现某一功能而应用的智能设备集合。

智能开关设备在具备了传统的开关和控制控制功能，增加了智能化的监测、诊断等功能，具体包括：智能控制、选相位分合闸、机械储能和电容储能间的转换，机械传动和电机驱动力之间的转换等。

电子式互感器是具有代表性智能一次设备。与传统变电站的电磁式互感器不同，智能变电站建设使用了电子式互感器，提高了数据传输的速度与精度，解决了电磁式互感器的“饱和”问题。电子式互感器是由多个电流、电压互感器组成的装置，其传输的信息量与被测量量成正比。通常传感单元与一台合并单元共同组成电子式互感器。其中传感单元为远程装置，安装在变电站的一次侧，负责高压信号的采集和整理，并将高压信号转换为数字信号。合并单元通常安装在二次侧，负责同步合并处理传感单元远程传输的信号。

4.1.2 智能设备的技术优势

智能设备集成化、模块化的设计方案，相比传统变电站具有较多的技术优势：取消了大量的二次电缆；高压设备和弱电系统没有了电气联系，使得二次系统更加安全，一次设备功能综合组件；厂内调试完毕运输到现场，无需二次接线，节省了建设工期，也避免了现场施工引起的安全隐患；取消了过程层交换机和网络设备，也提高了过程层通信的可靠性和实时性；实现了数据源的统一和数据高度共享，为系统层功能的集成和实现奠定了基础。

4.2系统层功能设计

智能变电站系统层功能分为两个层次：基础功能和高级应用。

4.2.1 系统层基础功能

系统层基础功能主要为对各种数据的处理，由于实现了数据源统一和数据共享，系统层的设备不仅处理常规变电站自动化系统的SCADA数据，还要处理故障录波、在线监测、点能量、PMU、电能质量等多种类型的数据。系统层功能主要由配置的主机和各种工作站、服务器完成，除了满足全站的四遥功能外，还具备以下功能：程序化操作，全站防误闭锁，点能量采集，电能质量监测，在线监测数据的处理，同步向量采集，故障录波数据的采集，保护信息处理。

4.2.2 高级应用

高级应用是区别于传统变电站的主要特点之一，也是变电站自动化为了适应智能调度和智能电网需要所进行的应用拓展。高级应用的包括：设备状态监测、基于多信息融合技术的综合故障诊断、防误功能扩展应用、智能告警及事故信息综合分析决策、智能操作票系统、电压无功自动分析控制等。

5 智能变电站的发展展望

随着电力需求的高度增长，数字经济的发展，环境监管的严格以及各国能源政策的调整，客户对电能质量的要求逐步提高，传统的电力网络难以满足这些发展要求。为了满足电力供应的节能、环保、高效、可靠、稳定及可持续发展的要求，智能电网势在必行。目前，我国变电环节包括数字化变电站和常规化变电站两种模式，已投入使用的数字化变电站仅有200多座，智能变电站的建设技术正在高速的储备和快速的发展之中。根据技术发展现状，智能变电站的建设需要分步骤实施：在近阶段，以数字化变电站技术为基础，从生产上的迫切需求出发，探索并研究符合智能变电站要求的物理构架和支撑技术；在未来几年，随着在线监测技术、资产全寿命周期管理理论以及高级应用技术的发展，逐步完善和建设具有高级应用功能的智能变电站。

参考文献：

[1]Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S]. 国家电网公司, 2009.

[2]陈树勇, 宋书芳. 智能电网技术综述[J]. 电网技术, 2009,33(8)：1-7.

[3]李孟超, 王允平, 李献伟, 王峰, 蔡卫锋. 智能变电站及技术特点分析[J]. 电力系统保护与控制, 2010,(18).