智能電網論文精品(七篇)
時間：2023-03-27 16:43:47
序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能電網論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。
篇(1)
1 背景
隨著傳統能源的枯竭和環境的惡化，全世界逐步達成共識，要大力開發新技術，使用清潔能源。各種能源最終以電能的形式被人們使用，電力行業對于節能減排至關重要。同時人們開始思考如何提高大電網的安全性穩定性并使電網具有堅強和自愈的特性。智能電網是21世紀重大科技創新和發展趨勢，相比于傳統電網，智能電網可以提高電網效率，提高能源安全，改善電能質量，提高電網的穩定性與安全性，完善電力市場，促進社會經濟發展，實現低碳環?？沙掷m發展。與此同時，現代通信、信息、計算機、微電子和電力電子技術的迅速發展并引入電網應用，為電網自動化提供了有力工具。
2 智能電網的概念和特點
2.1 智能電網的概念
智能電網不是一個單獨的設備、應用、系統或網絡，甚至不是一個單獨的理念。對于什么是智能電網這個問題，學術上沒有一個統一的定義。美國能源部和電力公司普遍遵循一個主題：智能電網利用通信技術和信息技術來優化從供應者到消費者的電力傳輸和配電。圖1所示為智能電網的基本概念。
天津大學余貽鑫認為：智能電網是自動的和廣泛分布的能量交換網絡，它具有電力和信息雙向流動的特點，同時它能夠監測從發電廠到用戶電器之間的所有元件，它將分布式計算和提供實時信息的通信的優越性用于電網，并使之能夠維持設備層面上即時的供需平衡。
2.2 智能電網的特點
目前國際上對智能電網的特點基本達成共識，即自愈、安全、兼容、交互、協調、高效、優質集成等。
2.2.1 堅強和智能是現代智能電網發展的本質
堅強意味著電網具有很強的安全性，穩定性，有極強的抵御風險的能力。智能意味著高度自動化和自愈能力。
2.2.2 自愈
對電網的運行狀態進行連續的在線自我評估，并采取預防性的控制手段，消除故障隱患；故障發生時，在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復。
2.2.3 互動
使電力供應商與消費者建立實時信息聯系，及時向用戶通知電價、停電消息以及其他一些服務信息，而用戶也可以將自己的用電計劃及時反饋給供應商，平衡供需關系，有力于電網穩定性。同時通過市場交易激勵電力市場主體參與電網安全管理，提升電力系統的安全運行水平。
2.2.4 優質電能供應
用戶對電能質量越來越重視。智能電網可以根據不同的電力價格提供不同等級的電能。隨著電力電子技術、測控技術和通信技術的發展，智能電網可以實現電能質量問題的快速診斷和解決方案，對于線路故障等故障引起的質量波動，它的高級組件可以使用最新的超導、儲能、電力電子等方面的研究成果提高電能質量。
2.2.5 兼容各種發電和儲能系統
智能電網不僅可以兼容大規模集中式的電廠，還將兼容不斷增多的分布式能源（DER）。分布式能源包括分布式電源和儲能。表1顯示了分布式發電與傳統發電單元的關鍵差異。
2.2.6 活躍市場
智能電網對電力市場有推進作用。智能電網實現了用戶與供電商“雙向通信”和“雙向電力傳輸”，使普通用戶參與進電力市場，甚至有部分用戶可實現自給自足。智能電網為實時電力市場提供完善的技術，發電側與用戶的互動性增強，電網的運行效率更高?？梢晕嗟碾娏κ袌鰠⑴c者，分散市場風險，使電力生產、輸送、銷售等環節更高效，更公平。同時消費者通過與生產商的“雙向通信”可以獲得實時電價，制定用電計劃并反饋給供電商，使電力市場價格更合理。
3 智能電網的驅動因素
建設智能電網的價值和效益是綜合的，如圖2所示，主要包括以下方面：
（1）改善系統可靠性。
（2）改善電網可信賴性。
（3）改善電網運行的經濟性。
（4）改善電網運營效率。
3.1能源需求不斷增加
全世界正面對著人口不斷增加和不可再生能源不斷遞減的嚴峻挑戰。目前的傳統能源只夠維持幾十年到200年之間，圖3所示為不斷減少的能源。能源是經濟社會發展的保證，從國家層面上講，必須提高能源利用效率，走能源更安全，環境更友好的道路。新世紀以來電能成為越來越重要的能源，中國電能占終端能源消費的比重每提高1個百分點，單位GDP能耗可下降4%。我們必須處理好可靠的能源供給、環境的可持續發展以及經濟的不斷發展之間的矛盾。智能電網可以實現安全、高效、清潔的能源目標。
3.2 電網復雜度越來越高
隨著電力系統的范圍和復雜度的不斷增加，各個電力系統之間的互連也更加迫切。為了降低大規模電力系統發生故障的可能性，對電網的安全性，穩定性提出了新的更高的要求，要求用更加智能化的電力系統來滿足不斷發展的電力需求。2003年美國東北地區大停電引起全世界的關注，這場停電給該區域造成了約60億美元的損失。這場停電充分反映了大規模電網的脆弱性。智能電網通過實時采集數據，經過數據優化分析完成自我診斷，采取預防性控制，極大的保證電力的可靠運行。
3.3 電力用戶的需要
電力用戶對電網的可靠性和電能質量提出越來越高的要求。建設智能電網后，電網可靠性和電能質量將會有很大的提高。智能電網的高可靠性不僅可以減小未來停電事故發生的頻率，還能使電網從事故中更快的恢復。
3.4 分布式能源（DER）的接入
智能電網將允許不同類型的發電及儲能系統接入電網，分布式發電（DER）有利于高效的連接發電側和用戶側，使雙方同時參與電力系統的優化運行，同時可以擺脫對單一能源的依賴，提高電網可靠性。風能和太陽能是目前大力發展的清潔能源，它們具有間歇性，無法預測。大規模風電和太陽發電的接入給電網安全穩定運行帶來極大的挑戰，也極大的制約了它們的并網。智能電網技術可提高電網管理大規模間接性可再生能源發電的能力，對間歇性能源發電的峰和谷作出即刻的反應，從而吸納更多的可再生能源。
4 構建智能電網的技術體系
智能電網主要由4部分構成：高級量測體系（AMI）；高級配電體系（ADO）；高級輸電體系（ATO）；高級資產管理（AAM）。智能電網4個部分之間是密切相關的，表現在以下方面：
（1） AMI同用戶建立通信聯系提供帶時標的系統信息。
（2）ADO使用AMI的通信收集配電信息改善配電運行。
（3） ATO使用ADO信息改善輸電系統運行和管理輸電阻塞，使用AMI讓用戶能夠訪問市場。
（4） AAM使用AMI，ADO和ATO的信息與控制改善運行效率和資產使用。綜合文獻，圖4表示了智能電網技術組成。
4.1 高級量測體系（AMI）
智能電網按一定順序建設可以降低成本，減小難度。一般把AMI視為實現智能電網的第一步。AMI不是一個獨立的技術體系，它包括家庭網絡系統，智能表計，本地通信網絡，連接電力公司數據中心的通信網絡，表計數據管理系統和數據集成平臺。智能表計可將耗能情況和電網實時信息傳給本地用戶，電力公司利用AMI的歷史數據和實時數據來幫助優化電網運行。AMI通過網絡將電網、用戶、電商聯成一個整體，是用戶直接參與到電力市場的同時，也將大力提高電力企業的運行機制。
4.2 高級配電體系（ADO）
通常110kV及以下電力網絡屬于配電網絡，配電網絡直接面向用電用戶，是保證電網運行穩定，電能質量和提高運行效率的關鍵環節。我國要實現智能電網的要求，智能配電要重點研究。ADO的技術組成主要包括：高級配電自動化、智能通用變壓器、DER運行、微網運行和需求響應。ATO具有自愈和不間斷供電功能；將設備進行可視化管理，為運行人員調度決策提供技術支持；實現與用戶的雙向互動；實施狀態檢修與在線監測，延長設備壽命。
4.3 高級輸電體系（ATO）
ATO強調阻塞管理和降低大規模停運的風險，通過新型電力電子裝置和超導研發裝置研發實現優化電力系統的運行參數或網絡參數，提高交流電力系統線路的輸電能力。其技術組成主要有：（1）變電站自動化；（2）輸電的地理信息系統；（3）廣域量測系統；（4）高速信息處理；（5）高級保護與控制；（6）模擬、仿真和可視化工具；（7）高級的輸電網絡元件，如電力電子(靈活交流輸電，固態開關等)、先進的導體和超導裝置；（8）先進的區域電網運行。
4.4 高級資產管理（AAM）
AAM是智能電網主要技術之一，功能包括優化資產使用運行、輸配電網規、基于條件的維修、工程設計與建造、顧客服務、工作與資產管理及模擬仿真。實現AAM需要在系統中裝設大量可以提供系統參數和設備“健康”狀況的高級傳感器。AAM的應用使電力資產時刻處于最佳工作狀態，從而對電力資產的優化和科學管理起到積極作用。
5 智能電網的關鍵技術
實現智能電網，需要研發和應用一系列技術。綜合文獻，這些技術可以被歸納為以下5個關鍵技術領域：
（1）集成通信。
（2）傳感與測量
（3）高級電力設施
（4）高級控制方法
（5）決策支持。
5.1 集成通信
集成通信技術是5個關鍵技術中的基礎，也是整個智能電網所必須的。集成通信技術包括：（1）電力寬頻通信。（2）無線通信技術。（3）其它通信技術。
5.2 傳感與測量
5.2.1 智能電表
智能電表既可以收集，檢測信息，又可以作為連接供電側和用電側的橋梁。在智能電網架構下，要求智能電表具有實時計量的功能，以提供帶時標的電量信息，為電網高效節能管理提供了有用的實時信息，同時也要求它具有雙向通信的功能
5.2.2 廣域測量系統（WAMS）
廣域測量系統是由基于全球定位系統（GPS）的同步相量測量裝置PMU 群及其通信系統組成。它可以動態地測量和計算電力系統的運行狀態相量和發電機功角。
5.2.3 電網設備的在線監測
該技術包括電氣量以及非電氣量的監測。采用先進的傳感器通過對以上各狀態量的監視，可完成電網設備的在線診斷，為實施電網設備的狀態檢修和管理提供必要的信息。
5.3 高級電力設施
高級電力設施在電網中起著非常重要的作用，可以實現更高輸電容量、更優系統穩定性和電能質量、增強電力效率和實時的系統診斷。高級電力設施主要包括：（1）電力電子裝置；（2）超導裝置；（3）分布式發電及儲能裝置；（4）電網友好型裝置等。
5.4 高級控制方法
現代控制理論、優化理論和人工智能技術在控制領域的綜合應用形成了先進的控制技術。高級控制方法是用來分析、診斷和預測智能電網狀況的裝置和算法，并決策和采取合適正確的動作去排除、緩解或者避免電力短缺和電能質量問題。
5.5 決策支持
很多情況下，給予管理人員思考的時間是很少的。管理人員需要實時的電力設備信息和工具來快速做出決定。決策支持系統可識別和確定電網中的實時問題及發展趨勢，然后運用知識庫和科學推理方法進行分析，以提出解決問題和決策支持的方案，并將相應的系統情況、多種選擇以及每種選擇的可行性等展示給運行人員。
6 結語
智能電網在世界范圍內尚屬于新生事物，不同國家具有不同的現實情況和關注焦點，因而發展的重點也有所不同。但智能電網在世界范圍內已成為電網發展的總趨勢，同傳統電網相比智能電網具有更寬廣的安全穩定分析與控制，可以利用的信息更多更準確。它可以保證電力系統高安全、高可靠、高質量、高效率和電力價格合理，提高國家的能源安全和環境保護。
我國智能電網的發展應立足于國情需要，制定一個適合中國國情的目標，以便少走彎路，盡快實現智能電網的目標。歐美國家將重點放在發展智能配電網上，而我國在重視ATO的同時，也應對AMI、ADO和AAM予以足夠的重視?？紤]到新能源發電的特點及其發展遠景, 我國也應該把新能源的利用作為我國智能電網發展的重心。
參 考 文 獻
[1]肖立業,林良真. 構建全國統一的新能源電網,推進我國智能電網的建設[J]. 電工電能新技術,2009,04:54-59.
[2]康重慶,陳啟鑫,夏清. 低碳電力技術的研究展望[J]. 電網技術,2009,02:1-7.
[3]Tony Flick, Justin Morehouse,徐霞,于愛民,劉韌譯[M].北京：國防工業出版社，2013：11-13.
[4]余貽鑫,欒文鵬.智能電網的基本理念[J].天津大學學報,2011,05:377-384.
[5]劉振亞.建設堅強智能現代電網[J].國企,2011,11:26-27.
[6]曲毅,魏震波,向月,劉俊勇,劉洋,李成鑫.智能電網配電自動化技術的發展[J].南方電網技術,2013,05:56-60.
[7]張粒子,黃仁輝.智能電網對電力市場發展模式的影響與展望[J].電力系統自動化,2010,08:5-8+71.
[8]劉振亞.建設堅強智能電網 推動能源安全高效清潔發展――在2013國際智能電網論壇上的主旨發言.國家電網,2013,10:22-27.
[9],劉成斌,姜濤,孔祥玉.智能電網下的電網安全性與穩定性[J].電網與清潔能源,2013,02:33-37+42.
[10]劉連永,陳鋒,季振東.基于智能電網的AMI系統[J].江蘇電機工程,2010,02:21-24.
[11]徐曉慧.智能電網導論[M].北京:中國電力出版社,2009:79-142.
[12]吳濤,吳伯華,王法靖.淺談智能電網中高級量測架構(AMI)的認識和啟示[J]. 華中電力,2010,06:4-7.
[13]黎鵬,徐劍,王學侖.智能型配電自動化建設實施方案研究[A].京津冀晉蒙魯電機工程(電力)學會第二十一屆學術交流會論文集[C],2011.
[14]余貽鑫,欒文鵬. 智能電網述評[J]. 中國電機工程學報,2009,34:1-8.
[15]余貽鑫.智能電網的技術組成和實現順序[J].南方電網技術,2009,02:1-5.
[16]翟子楠.構建智能電網的關鍵技術體系[J]. 電工電氣,2011,03:1-3+8.
[17]李乃湖,倪以信,孫舒捷,姚美齊.智能電網及其關鍵技術綜述[J].南方電網技術,2010,03:1-7
[18]劉文,楊慧霞,祝斌.智能電網技術標準體系研究綜述[J].電力系統保護與控制,2012,10:120-126.
[19]陳樹勇,宋書芳,李蘭欣,沈杰.智能電網技術綜述[J].電網技術,2009,08:1-7.
[20]鄭群,李耀峰.淺談智能電網的發展及關鍵技術[J].華章,2012,30:344.
[21]王思彤,周暉,袁瑞銘,易忠林.智能電表的概念及應用[J].電網技術,2010,04:17-23.
作者簡介
李昂（1994-），男，山東省菏澤市人?，F就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。
趙彥一（1993-），男，遼寧省鞍山市人。現就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。
劉博文（1992-），男，北京市人?，F就讀于四川大學大學電氣信息學院。專業為電氣工程及其自動化。
