智能电网的关键技术及发展综述陈君

发表时间：2020-01-09T11:20:31.787Z 来源：《电力设备》2019年第19期作者：陈君张蔓娴白翠芝蒋雪梅

[导读] 摘要：将信息技术、自动化技术以及智能通信技术应用到现有的供电网络中，使其具备智能化特征的电力工程，便称为智能电网。

（云南信和科技有限公司云南省昆明市 650000）

摘要：将信息技术、自动化技术以及智能通信技术应用到现有的供电网络中，使其具备智能化特征的电力工程，便称为智能电网。智能电网的出现以及推广，极大地促进了电力能源的生产效率和使用效果，对于国民经济发展和人们生活水平提高，都有着积极作用。

关键词：智能电网；关键技术；发展展望

1简述

1.1智能电网概念的产生

作为现代化的新型电网，智能电网在物理电网的基础上，融合了先进的通信技术、计算机技术、自动化控制技术、传感测量技术等多种先进技术，集自动化控制、宽带通信和智能化分布等多种系统于一身，能够确保电网建设中的每个环节都能够实时互动，实现无缝连接，让电网运行更加安全可靠。早在2001年，意大利国家电力公司，通过对3000万台的智能电表进行改造与安装，建立了智能化计量网络，实现了峰谷平计量的功能。随后在2005年，加拿大Mark Campbell对电网进行了深入研究，发明出一种技术，能够降低建筑在高峰期的耗电量，其借助的是“群体行为”原理，对建筑中的电气设备进行协调。与此同时还发明了无线控制器，能够对有效连接建筑中的电气设备并进行控制，这是“智能电网”的表现之一，能够对电气设备进行智能化控制，进而实现能源的有效利用。在2006年，美国IBM公司和专门的研究机构共同研发了“智能电网”的解决方案。其从技术的角度出发，利用仪表、传感器以及数字控制和分析工具，对发电的运行状态进行监测，同时收集输配电以及供电等相关设备的运行数据，再借助网络系统对数据进行分析和挖掘，目的在于提升电网运行的安全可靠性，优化电力系统管理。这便是早期智能电网概念的起源。

1.2智能电网的主要特点

①坚强与自愈。

这是智能电网最为显著的特点之一，智能电网的自愈性主要表现在运行过程中，能够对运行状态进行实时监测，同时进行安全评估，具备强大的防控和预警能力，可以对故障进行自动检测与分析。在电力系统运行过程中，如果出现了大的故障和干扰，智能电网能够有效实现故障隔离，同时进行自我修复，避免大面积停电情况的发生，提高了电网运行的稳定性，有效抵御自然灾害以及人为造成的破坏，保证电力系统运行安全。

②兼容与整合

能够合理有序接入多种不同类型的电源，譬如分布式、集中式发电等，都能够在智能电网中实现无缝接入，以满足用户不同的需求。同时还能够加强与用户的交互性，能够为用户提供增值服务。除此之外，网络信息可以采用统一的平台和模型高度集成、共享和整合，实现标准化和精益化管理要求。

③经济与优化

智能电网能够推动电力运营的有效运行，进一步实现资源配置优化，提高能源利用率，降低电能损耗，通过对电能结构进行合理优化，可以在保证用户电能需求的基础上，减少投资以及维护的成本。

1.3我国智能电网发展现状

当前我国已经对智能电网相关技术有了很多的研究，其中输电技术已经步入了世界先列，对于配电智能化相关技术也在不断探索研究中。在2007年，我国华东电网为提高大型电网的运行稳定，开始着手研究交互式智能电网的相关项目，同时构建了集高级调度中心和智能电网试点相统一的信息平台。于2008年，华北电网展开对智能电网的建设研究，将重点放在智能化调度系统上，针对智能电网架设了专门的信息化结构，研发清洁能源技术，为我国的智能电网建设发展奠定基础。在2009年初，国电网公司立足于智能电网的研究现状，对国外先进的技术进行探索和学习，对我国特色的智能电网建设制定发展计划和技术框架，推出了一系列的研究课题。2013年5月，国家联合电网公司以及中国电力协会为此召开了专门会议，针对智能电网正式启动综合标准化试点工作。

2智能电网的关键技术

2.1建立坚强、灵活的电网结构

分析我国电网的现状，发现其一次结构还相对薄弱，所以在智能电网建设中，一定要提高电网结构的坚强、灵活性，这是保证可再生能源接入时，网架能够承受一定的冲击。鉴于我国电力能源分布不平衡以及电网布局不均的情况，要进一步对各级电网尤其是特高压电网规划的关键技术进行优化，这就需要加强对点对点或点对输电网、直流电网以及特高压电网等网络结构工程的建设工作。同时对主网架构的设计要随着电网规模的不断扩大而提高，还要为极端气候、突发事件给电网运行带来的影响做好相应措施，建立灵活的电网拓扑结构，增强电网运行的安全性。

2.2可再生能源和分布式能源的接入技术

随着可再生能源紧缺、世界环境污染严重，全球开始将发展目光放在了可再生清洁能源上，我国也在积极探索清洁能源的发电项目，但这些项目多建设于偏远地区。我国地域广阔，可再生能源容易受到环境的影响，因此能源发电情况具有间歇性和波动性的特点，这不利于电网的稳定运行，无法解决可再生能源接入电网带来的间歇性和波动性，便会让当地的电网一直处于不稳定的状态，不能为电源的接入和传输提供保障，直接影响到各种分布式能源的大规模接入电网。为了更好的将可再生能源接入电网中，对电力数据进行高速、双向读取，必须要建立能源互联系统，该系统基于分布式可再生能源，包含储能装置、变流装置、智能能量管理以及智能终端等系统。其中对智能能量系统进行可视化操作，不仅能够实现常规的管理工作，还能够让可再生能源实现“即插即用”的功能，让并网与孤岛运行之间实现自主切换；储能装置则可以有效改善电能的质量，进一步提高系统的运行稳定；电力电子变压器则能够将能量进行控制和转换，让可再生能源的发电能够符合接入电网的要求，进一步实现绿色发电。

2.3实现开放、标准、集成的电子通信系统

要想更好地解决电力系统运行中数据信息的通信问题，应该在电网原来的通信方式基础上，充分借助先进的智能网络技术以及光传输技术等，进一步形成智能光纤信息通信。在智能电网中，其最终的目标是和用户终端形成连接，将生产的电能以多样化方式提供给用户。

智能电网文献综述

智能电网综述摘要：智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前，以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家，己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来，将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一，建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点，分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件，对一些现有的研究行进了分析和讨论。关键词：智能电网；智能化；信息化；节能减排； 1 智能电网的概念随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注，电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展，因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础，通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标，其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。目前，全世界智能电网的发展还处在起步阶段，没有一个共同的精确定义。对于智能电网，各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充

智能电网重点研究的十项关键技术教学提纲

北极星自动化网讯:在日前举办的中国智能电网高峰论坛上，中国电力科学院总工程师印永华介绍了中国电网新技术应用展望，印永华提到：电力系统是一个技术密集型的行业，新技术的应用与电力系统发展是密切相关的，也是推动电网发展的强大动力。我们国家现在的电网发展已经进入了一个新的发展阶段，建成了一个特高压的骨干网架，根据电网电压协调发展的坚强智能电网正在稳步推进。要实行电网智能话发展，存在很多技术性问题和挑战。中国电力科学院总工程师印永华要解决风电场大规模并网，给电力系统安全稳定性评估分析及对策等问题。解决变电站自动化调度中心自愈能力。分布式发电并网、需求式管理。攻克新型直流输电、大规模储能，超导电力等技术问题。在电力市场方面，要解决市场体系设计、电价机制设计、电力发展机制等问题。印永华同时讲到，目前我国智能电网研究主要关注以下十项关键技术上： 1.特高压交、直流输电技术（1）2011年12月份，特高压科技工程顺利投入运行，特高压交流输电技术顺利通过了500万千瓦的输电能力考验，具备了大电源在集体外送输电工程中往外运送的条件，我们一期工程最大只能输送240万千瓦左右的能力，经过扩建以后，增加了变压器，输送能力超过了500万千瓦12月8日12时~15时，工程在电网全接线运行方式下，稳定运行在500万千瓦水平，平均功率518.7万千瓦。其中14时12分~48分，进行了超500万千瓦功率运行实验，平均功率533.8万千瓦。（2）大容量特高压开关我国在国际上率先建立了63千安特高压开关的试验能力，并首次研制成功电力等级最高、电流开断能力最强的特高压开关，实现了世界高压开关试验和制造技术的重大突破。（3）特高压升压变压器能源基地大型发电机组通过特高压升压变压器直接接入电网，有利于提高电源送出通道输送能力，发挥特高压大容量书店的优势。特高压升压变压器属世界首次研制，国网公司组织三大变压器厂联合攻关，在世界上首次研制成功额定容量100万千伏安的双柱特高压变压器，代表了国际同类设备制造的最高水平。（4）特高压同塔双回输电技术特高压同塔双回路的走廊宽度与两个单回路相比，可以从140米下降至80米，结合后续特高压工程，对特高压同塔双回输电的关键技术进行了深入研究，功课了过电压绝缘配合、导线排列、雷电防护、潜供电流、杆塔设计等关键技术。目前，已在安徽淮南—上海特高压输电工程中得到应用。（5）特高压可控高抗技术采用可控高抗技术，能够动态补偿输电系统的柔性输电功率，调节系统电压，可以限制系统的高电压，提高系统的安全性。特高压可控高抗技术在世界上属于首次研制。目前已经全面突破系统集成等关键技术。（6）±1100kV特高压直流输电技术 ±1100kV特高压直流输电关键技术研究已经取得重大进展，技术规范已正式发布，为全面开展设备研制和成套设计和试验打下了坚实的基础。（7）特高压多段直流输电技术

智能电网中微电网优化调度综述剖析

智能电网中微电网优化调度综述智能电网是一种智能技术系统，它包括优先使用清洁能源、动态定价以及通过调整发电、用电设备功率优化负载平衡等特点。终端用户不仅能从电力公司直接购买用电，同时还可以从储能设备中获取新能源和清洁能源，例如太阳能、风能，燃料电池、电动汽车等。另一方面智能电网具备高速、双向的通信系统，供电端与用电端实现实时通信、并且系统能够保证电网安全、稳定和优化运行。具有坚强、自愈、兼容、优化等特征。微电网是一种新型的网络结构，是实现主动式配电网的一种有效的方式。由一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，可实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置，它们接在用户侧，具有成本低、电压低及污染低等特点。开发和延伸微电网能够促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，使传统电网向智能网络的过渡[1]。 1、微电网的组成及结构微电网是由多种分布式电源（既包含有非可再生能源发电的燃料电池、微型燃气轮机；又包含可再生能源发电的风力和光伏发电单元等），再加上控制装置、储能装置和用电负荷共同组成。微电网的组成结构十分灵活，可以满足某片区域的特殊供电需求。微电网不仅可以通过公共连接点（PCC）与大电网连接，采用并网运行模式；还可以在大电网电能质量下降或者电网故障而影响到微电网内负荷正常用电时，在公共连接节点（PCC）处与大电网断开，采用孤岛运行模式。典型的微电网结构如图1-1 所示。它是由热电联产源（CHP）如微型燃气轮机、燃料电池，非CHP源如风力发电机组、光伏电池组及储能装置等组成。微电源和储能设备通过微电源控制器（MC）连接到馈线A和C。微电网通过公共连接点（PCC）连接到配网中进行能量交换，双方互为备用，提高了供电的可靠性[2]。

智能电网技术与装备中国科学技术大学

“智能电网技术与装备”重点专项 2016年度项目申报指南、指南编制专家名单、形式审查条件要求一、“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目申报指南依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划智能电网技术与装备专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目，并发布本指南。本专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化，到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。本专项重点围绕大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互

联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。各申报单位统一按指南二级标题（如）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 大规模可再生能源并网消纳高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论（基础研究类）研究内容：面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行

我国坚强智能电网的综述

浅谈我国的坚强智能电网摘要：智能电网是21 世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势，我国也开始进入智能电网高速发展时代。建造坚强智能电网是我国电网发展的必然趋势，能够带动整个电力行业的优化，构成电网的发、输、配、送、用等重要组成部分，必然也要向智能化方向协调发展，最终实现电网的可持续发展。因此，对坚强智能电网的评价、研究是十分必要的。本文主要介绍了智能电网发展背景，阐述了对智能电网的认识，综述了我国智能电网的发展历史、和“三步走”、“一特四大”的坚强智能电网发展战略，以及对电网关键技术的要求，最后对我国智能电网的发展做出了展望。关键词：智能电网能源三步走一特四大正文：我国能源消费是以煤为主, 煤炭消费占一次性能源的70%左右, 清洁能源的比重相对较低, 面临着环保问题的严峻挑战，故而我国政府高度重视清洁能源发展。根据规划, 我国将在甘肃酒泉、江苏沿海和内蒙古等地建设若干个千万kW 级的风电基地, 打造“风电三峡工程”；在西北部地区发展大规模太阳能光伏发电；继续加快中东部地区核电开发和西部大型水电开发。我国的水能、风能、太阳能等可再生能源资源具有规模大、分布集中的特点, 需要走集中开发、规模外送、大范围消纳的发展道路。同时,风电、太阳能发电具有随机性和间歇性的特征, 水电具有明显的季节性特征，客观上要求电网大幅提高安全稳定水平，适应各类电源接入和送出的需要，发展核电同样也需要坚强电网的有力支撑。要满足以上需求，传统电网将面临极大挑战, 技术升级势在必行。另一方面, 2009 年1月,国家电网自主创新投产的特高压线路已经试运行成功, 这为下一步发展智能电网提供了坚实的基础。因此，国家电网公司结合我国的基本国情和特高压实践,提出了建设“坚强智能

智能电网综述性论文

智能电网技术综述摘要：日前全球资源环境压力的不断增大，随着电力市场化进程的不断加快以及用户对电力供出的越来越高的要求，国家安全、环保等各方面都对电网的建设和管理提出了更高的标准。智能电网是国际公认的解决21世纪能源问题的一个重大解决方案。电力与通讯是的双向化是智能电网的一大特色，灵活、清洁、安全、经济、友好等性能都是智能电网是未来电网的发展方向。欧美等发达国家纷纷投入大量的精力，力求在智能电网研究邻域有所斩获。而在中国，在政府及国家电网公司的政策引领推动下，智能电网研究正不断向着建设中国特色智能电网的目标稳步前进。关键词：智能电网，能源问题，传统电网，智能电网技术一、论文研究的背景及意义坚强智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，其技术大致可分为四个领域：高级智能电网智能电网量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。智能电网是物联网的重要应用。二、智能电网的内涵和特征目前对于智能电网尚未有统一的定义，但一致认为智能电网是一个中长期的目标和愿景（vision）。智能电网应以现代输配电网为物理基础，建立在集成和高速双向的通信网络平台上，综合应用先进的传感和测量、计算机、微电子、电力电子、控制以及智能决策等技术，利用电网实时全景信息，进行实时监控、灾变防护和用户互动，以实现可靠、安全、经济、优质、高效的电网运行和可持续发展。最终实现的智能电网应具有以下关键特征

智能电网关键技术

通信技术建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，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。同时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。下图显示了电网和通信网络的关系。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。高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其最重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备（IEDs）、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。传感器在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备（IEDs）以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作，才能实现通信系统的互联互通。量测技术参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。未来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力将极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。设备技术智能电网要广泛应用先进的设备技术，极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果，从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术：电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设

智能电网及其关键技术

科技讲座与创新实践课程论文论文题目智能电网及其关键技术班级电气13-4 学号姓名叶腾成绩

摘要：电网是经济社会发展的重要的基础设施，然而，近些年来，电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化。电网负荷快速的增长，大区电网互联初步形成，电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现，加之受全球气候变化的影响，极端气候环境对电网安全稳定工作提出了很多的新挑战。本文通过对智能电网的发展历史，应用前景，涉及的关键技术以及我国智能电网的发展进行分析，来解决电力系统中常见的一些问题。关键词：智能电网：特点：关键技术 1 智能电网的概念和特点及其发展历史智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到实时监控，并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信，以及自动控制系统的集成，保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点和目标，但是智能电网建设的驱动都是基于市场、安全、电能质量和环境因素，其特征可归结为：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。智能电网概念的发展有3个里程碑第一个就是2006年，美国IBM公司提出的"智能电网"解决方案。IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理-中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体

系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；三是提高能源利用效率。第三个是我国能源专家武建生提出的"互动电网"."互动电网"是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点，主要解决三个问

微电网文献综述

微电网文献综述摘要：微电网是发挥分布式电源效能的有效方式，具有巨大的社会与经济意义。本文从概述角度介绍了微电网规划设计和电力系统仿真软件DIgSILENT在微电网建模和仿真中的应用，论述了微电网系统的控制策略和经济运行，指出了微电网技术的发展前景。关键字：微电网；综述；DIgSILENT；控制策略引言分布式发电以其可靠、经济、环境友好、能源综合利用率高等优点越来越受到各国的重视和大力推广。然而，分布式发电技术自身存在诸多潜在弊端，如电源接入成本高、功率输出波动等，其规模化接入电网后会给电网运行控制带来一系列影响。为了协调大电网与分布式电源间的矛盾，智能微电网作为·种新型分布式能源组织形式应运而生，微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统。目前，随着我国微电网研究工作的不断深入，已经涉及了几乎所有技术方向，包括：①研究微电网(包括分布式电源)规划与设计，以使微电网能够更优的发挥其对配电网的正面作用，改善供电质量和可靠性；②研究微电源运行特性，为分布式电源的选择提供依据；③研究微电网运行控制与能量管理(包含储能技术)，以提高微电网运行效率并降低排放；④研究微电网并网问题，以减小微电网接入对配电网的扰动，发挥微电网提高供电可靠性的优势；⑤研究微电网孤岛运行；⑥研究微电网保护。一、微电网规划 1、智能微电网主要具有以下特点： (1)自治性：微电网是由分布式电源、负荷、储能单元构成的小型系统，运行方式灵活，可以独立自治运行，实现自我控制、保护与管理。 (2)互动性：微电网运行控制在采集分布式单元信息的基础上，实现了配电网、微电网、控制器间的互动通信。 (3)多元性：微电源构成多元化，有热电联产燃气轮机、柴油机等高效低污染电源及风力、光伏发电单元。负荷类型多元化，有敏感型、非敏感型，可控型、非可控型等。 2、微电网电压等级与容量的一般选取原则 3、微电网网架结构设计

智能电网大数据平台及其关键技术研究

智能电网大数据平台及其关键技术研究智能电网是大数据的重要技术应用领域之一。智能电网大数据结构复杂、种类繁多，具有分散性、多样性和复杂性等特征，这些特征给大数据处理带来极大的挑战。智能电网大数据平台是大数据挖掘的基础，通过智能电网大数据平台可实现智能电网全数据共享，为业务应用开发和运行提供支撑。引言智能电网是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网，见图1。它涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等各个环节，对电力市场中各利益方的需求和功能进行协调，在保证系统各部分高效运行、降低运营成本和环境影响的同时，尽可能提高系统的可靠性、自愈性和稳定性。随着智能电网的发展，电网在电力系统运行、设备状态监测、用电信息采集、营销业务系统等各个方面产生和沉淀了大量数据，充分挖掘这些数据的价值具有重要的意义。图1 智能电网示意图大数据是近年来受到广泛关注的新概念，一般是指无法在可容忍的时间内用传统的IT技术、软硬件工具和数学分析方法，对其进行感知、获取、管理、处理和分析的数据集合。智能电网被看作是大数据应用的重要技术领域之一。目前许多学者正在进行智能电网大数据研究，包括发展战略研究、大数据技术研究、应用研究等。

智能电网大数据应用众多，涉及电网安全稳定运行、节能经济调度、供电可靠性、经济社会发展分析等诸多方面，进行智能电网大数据分析需要统一智能电网大数据，并且由于应用众多，对计算、存储、网络等性能提出了较高要求，因此需要构建面向智能电网应用的统一大数据处理平台。本文首先分析智能电网大数据特点以及业务应用需求，接着结合业务应用介绍大数据关键技术，进而提出智能电网大数据平台和应用框架。 1智能电网大数据概述 1.1智能电网大数据特点根据数据来源的不同，可以将智能电网大数据分为电力企业内部数据和电力企业外部数据。电力企业内部数据源主要包括广域量测系统(WAMS)、数据采集与监控系统(SCADA)、在线监测系统、用电信息采集系统、生产管理系统、能量管理系统、配电管理系统、客户服务系统、财务管理系统等;电力企业外部数据源包括气象信息系统、地理信息系统、互联网数据、公共服务部门数据、社会经济数据等。这些数据分散放置在不同地方，由不同单位/部门管理，具有分散放置、分布管理的特性。智能电网大数据结构复杂、种类繁多，除传统的结构化数据外，还包含大量的半结构化、非结构化数据，如客户服务中心信息系统的语音数据，设备在线监测系统中的视频数据与图像数据等。这些数据的采样频率与生命周期也各不同，从微秒级、分钟级、小时级，一直到年度级，见图2。图2 智能电网数据采用频率和生命周期 1.2大数据业务需求分析智能电网大数据业务应用根据对象不同可分为面向电力公司运行管理、面向电力用户服务、面向政府部门辅助决策等3类。面向电力公司运行管理类应用包括电力系统稳定性分析与控制、输变电设备故障诊断与状态检修、配电网运行状

新型电网_微电网_Microgrid_研究综述

第35卷第12期继电器Vol.35 No.12 2007年6月16日 RELAY June 16, 2007 新型电网-微电网（Microgrid）研究综述盛鹍1,2，孔力1，齐智平1，裴玮1,2, 吴汉3, 息鹏4 （1.中国科学院电工研究所，北京 100080; 2.中国科学院研究生院，北京 100080; 3.江西省赣东北供电公司,江西乐平 333300; 4.国家审计署驻长沙特派员办事处, 湖南长沙 410001）摘要：首先介绍了微电网的产生背景，并对微电网进行定义。其次，在对比了各国微电网的研究进展现状后，针对一个典型的微电网阐述了基本运行方式。接着介绍了微电网的电源和储能形式，并对微源的控制器特性即频率下垂曲线进行了简单的描述。微电网输配电系统也与传统电网有着明显的不同，由于低压线路参数的特殊性，需要对功率调节公式进行修正。微电网系统优化与稳定也是微电网的关键研究内容之一，初步给出了系统优化和稳定运行目标。最后，在依托电工所在新能源方面的既有成果上，提出了微电网的将来研究的重点和难点。关键词:微电网；分布式发电；微电源；储能；输配电系统；功率调节；系统优化和稳定 A survey on research of microgrid –a new power system SHENG Kun1,2，KONG Li1，QI Zhi-ping1， PEI Wei1,2 , WU Han3, XI Peng4（1.Institute of Electrical Engineering( Chinese Academy of Sciences), Beijing 100080,China; 2.Graduate school of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100080,China; 3.Gandongbei Power Supply Company,Leping 33300,China; 4.National Audit office of People’s Republic of China, Changsha 410001,China） Abstract: Microgrid is one type of future power systems put forward by foreign researchers, which has a special superiority on not only improving power quality and reliability but also relieving pressure of energy and environment. First, this paper introduces the background and definition of microgrid.Second, different countries’ achievements are compared, and basic running mode is represented for a typical microgrid. After energy resource and storing energy being classified, a frequency-droop character is described. Obviously different from classic transmission and distribution system, microgrid has its own feature. And power adjustment formulation has been amended. System optimization and stability is one of key research in microgrid, therefore series of goal is offered preliminarily. In the end, based on achievement by IEE in new energy, emphasis is put forward for future research in microgrid. This project is supported by National High Technology Research and Development of China(863 Programme) (No. 2006AA05Z246)． Key words: micorgrid； distributed generation； microsource； storing energy；transmission and distribution system； power adjustment；system optimization and stability 中图分类号： TM619 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2007)12-0075-07　 0 引言在过去几十年里，电力系统已发展成为集中发电、远距离输电的大型互联网络系统，通过复杂的功率潮流等各种控制器可对其连续调节，并对大多数干扰具有鲁棒性。但是近年来用电负荷的不断增加，而电网建设却没有同步发展，使得远距离输电线路的输送容量不断增大，受端电网对外来电力的依赖程度也不断提高，使得电网运行的稳定性和安全性下降。近年的各种大规模停电事故尤其是8.14美加大停电也暴露出目前电力系统的这个严重缺陷[1]。基金项目：国家863高技术基金项目（2006AA05Z246）鉴于上述问题，发达国家如德国、日本、美国甚至包括一些发展中国家开始研究并应用多种一次能源形式结合（液体燃料有煤油、汽油、柴油等，气体燃料有天然气、石油气、煤气、沼气、一切可燃废气等；动力源更是多样化，如水能、风能、太阳能等）、高效、经济的新型电力技术——分布式发电技术DG (Distributed Generation) [2～5]，即通过在配电网建立单独的发电单元对重要负荷进行供电，与此同时，通过PCU（power-conditioning unit）和外界电网进行能量交换；由其特点，也形象地被称作分散式发电（Dispersed Generation）或嵌入式发电（Embedded Generation）。随之出现了分布式储能技

智能电网技术及其发展前景

南京师范大学中北学院题目：智能电网技术及其应用班级：881350 学号：15 姓名：梁津铖专业：电气工程及自动化专业方向：指导教师：包宇庆设计时间：2016.12

智能电网技术及发展前景摘要：日前全球资源环境压力的不断增大，随着电力市场化进程的不断加快以及用户对电力供出的越来越高的要求，国家安全、环保等各方面都对电网的建设和管理提出了更高的标准。智能电网是国际公认的解决21世纪能源问题的一个重大解决方案。电力与通讯是的双向化是智能电网的一大特色，灵活、清洁、安全、经济、友好等性能都是智能电网是未来电网的发展方向。欧美等发达国家纷纷投入大量的精力，力求在智能电网研究邻域有所斩获。而在中国，在政府及国家电网公司的政策引领推动下，智能电网研究正不断向着建设中国特色智能电网的目标稳步前进。关键词：智能电网，能源问题，传统电网，国家战略一、研究的背景及意义坚强智能电网的发展在全世界还处于起步阶段，没有一个共同的精确定义，其技术大致可分为四个领域：高级智能电网智能电网量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。高级量测体系主要作用是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行；高级配电运行核心是在线实时决策指挥，目标是灾变防治，实现大面积连锁故障的预防；高级输电运行主要作用是强调阻塞管理和降低大规模停运的风险；高级资产管理是在系统中安装大量可以提供系统参数和设备（资产）“健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，改进电网的运行和效率。智能电网是物联网的重要应用。二、智能电网的概述 2.1 智能电网概念智能电网是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、决策分析技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。 2.2 智能电网的特征 1）稳定可靠：智能电网抗干扰性强，由于自身结构的稳定性，可以很好的

智能电网关键技术的分析与探讨的毕业设计论文

电力毕业设计(论文) 题目智能电网关键技术的分析与探讨

智能电网关键技术的分析与探讨摘要 21世纪电力供应面临环境压力、购电能力、安全可靠和高效利用等重大挑战。以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。智能电网已成为近年来国内外有关未来电网发展趋势的热门话题。文章简要分析了智能电网研究背景情况，智能电网的概念、特性以及国内外发展现状。重点研究了智能数字变电站、分布式能源和可再生能源接入相关技术。其中数字变电站部分首先分析研究了数字变电站的系统结构，主要研究了数字电流互感器的原理和特性及发展的新方向，然后设计了以罗氏线圈为电流传感头的数字采集系统。分布式能源部分首先研究了分布式发电技术，包括太阳能发电技术和风能发电技术。然后分析了几种储能技术，重点分析了超导储能和超级电容器储能技术的原理，接着分析了并网的问题和解决方法，最后对智能电网的发展前景进行了展望，并总结了其技术优势和存在的问题。关键词：智能电网数字变电站分布式能源可再生能源微网

THE ANALYSIS AND DISCUSSION OF SMART GRID’S KEY TECHNOLOGY Abstract In the 21th century electricity supply is facing with great challenges such as environmental pressures, the capacity of electricity purchase ,safety ,reliability and efficient use.Different countries and organizations such as US and UE put forward to built a flexible clean safe economical power grid and make smart grid the future power grid’s direction. Smart grid has become a hot topic of the development trend of power grid at home and abroad . The paper briefly analyze the research background of smart grid its concept features and current development status. It focuses on the intelligent digital substation technology and the link technology distributed energy and renewable energy .The first part analyze and research the digital substation system’s architecture .It mainly research digital current transformer’s principle features and the new development direction .Then it designs a digital acquisition system which make Rogowiski circle as the current sending head. The second part studies distributed generation technology including soar power generation and wind power generation technology. Then it analyze several energy storage technologies focusing on the analysis of the super conducting energy storage and super capacitor energy storage principles . Then it discusses the problem and solution of linking to the power grid. Finally it draws the development of smart grid’ prospect and summarizes its technical advantages and problems. Key words: smart grid; digital substation; distributed energy resource; renewable energy resource; micro-network

智能电网技术与装备重点专项2020年度项目申报指南建议

附件4 “智能电网技术与装备”重点专项 2020年度项目申报指南建议（征求意见稿）为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等提出的任务，国家重点研发计划启动实施“智能电网技术与装备”重点专项。根据本专项实施方案部署以及国家科技需求发展趋势，现发布2020年度项目申报指南。 1.泛在电力物联网关键技术研究内容：重点针对泛在电力物联网关键技术及典型应用开展研究，具体包括：泛在电力物联网体系架构；高频局部放电传感器、超声波局部放电传感器、MEMS微纳振动传感器、变压器内部环境多参量光学传感器等新型传感技术，电力多参量物联终端技术；通信与计算融合的异构网络和高可靠超多跳安全自组织网络技术；海量异构物联终端智能管控及平台支撑技术；泛在电力物联网电力设备故障智能感知与诊断、源网荷储泛在资源的自主智能调控、综合能源的自治协同与多元服务技术及应用。

考核指标：完成泛在电力物联网体系架构与安全防护架构系列标准不少于10个；高频局部放电传感器最大传输阻抗不小于18mV/mA，超声波局部放电传感器在0~200kHz频带范围内峰值灵敏度不低于80dB(V/(m/s))，自取能MEMS 微纳振动传感器灵敏度不低于100mV/g，变压器内部环境多参量光学传感器乙炔检测下限达到1μL/L,物联终端支持40种以上工业互联网协议，处理时延不超过10ms；高可靠超多跳定向自组网节点设备支持宽带业务传输不少于50跳、自组网节点数不少于1000个；泛在电力物联网支撑平台可支持亿级设备接入和千万级并行连接、PB级数据共享与管理；电力业务场景典型应用不少于3种；电力设备设施故障综合诊断准确率不低于85%，在万级计算节点规模下调度策略计算时间小于30s，提供30种以上面向各类主体的能源增值服务。 2.数字电网关键技术研究内容：面向数字电网建设的重大需求，针对数字电网中信息采集、传输及应用中的关键技术开展研究。具体包括：电力专用边缘计算芯片的同/异构混合多核架构和芯片级嵌入式安全计算硬件引擎技术；基于全自主CPU的数字电网边缘计算与控制装置及多业务协同技术；融合5G的智能电网控制类业务安全可信接入与可靠保障技术；基于数字孪生的海量多源异构数据中台建模与融合关键技术；基于深度学

微电网研究综述

2014年5月（上） [摘要]微电网是分布式发电、负荷、储能装置及控制装置构成的一个单一可控的独立发电系统，是我国电网建设中一种新型的网络结构。是应对目前能源、资源问题的有效途径。国内学术及研究机构对微网的研究主要集中在微电网的经济性运行、微电网的核心技术研究、微电网的优化调度以及并网运行等领域。各研究表明：从经济性层面看：微电网发展符合国家节能减排政策、提高发电效率；从技术层面看：微电网仍面临并网输电时需要克服新能源中风能、太阳能等发电的不稳定性难题；尽管如此，成熟的微电网不仅可以提高电力系统的可靠性和稳定性，而且有助于减轻当今越来越严重的雾霾问题。 [关键词]微电网；经济运行；核心技术；优化调度；并网运行微电网研究综述赵磊曾芬钰王霜（上海电力学院，上海市200090）一、微电网的经济性运行众所周知，微电网的研究及发展归根结底是为了解决目前全球性能源资源紧张，环境污染日益严重的问题。因而，微网发展经济性问题就成为发展微电网需要解决的首要问题。贺鹏，艾欣（2012）分别从微电网的成本及经济性等方面阐述了微电网与传统电网在经济方面的区别，目前典型的经济调度模型是美国CERTS 提出的分布式电源用户侧模型（DER-CAM ）。微电网的建设势必将会引起人们对微电网的成本及收益的思考。璟杨海晶，王等（2013）通过实验，以“金太阳工程”项目为案例验证微电网的收益能力，微电网后期发电成本会以每年6%至10%的趋势下降。所以前期应主要通过财政补助来实现微电网成本回收，充分鼓励用户利用新能源。[1] 茆美琴，孙树娟，苏建徽等（2011）提出了将电动汽车加入微电网的设想，电动汽车在接入微电网时具有两方面作用：1）充电时可作为是负载；2）也可作为电源对微电网进行供电。电动汽车不仅减少了微电网投资费用，而且提高了供电的可靠性。[2] 只有当微电网的建设深入到寻常百姓及社会普通住宅区中，才会实现微网的节能、高效、等作用。ToruKobayakawa （2013）以印度Sagar 岛的微电网数据为基础，分别从村民的家庭里成员的教育背景、家庭收入水平、购买煤油支出等方面进行分析论证：影响微电网建设的原因主要是初装费用或税费太高，其次才是微电网的链接质量问题。这可为我国微电网的投资建设区域提供一个大体依据。微电网在经济方面存在着巨大的发展潜力。虽然微电网的建设存在着前期投资较大、居民接受情况等一系列问题，但微电网发展的趋势是不变的，尤其是微网在节能减排、提高用电效率等方面存在着的巨大优势。二、微电网的核心技术研究从微电网整体来看，刘文，杨慧霞等（2012）指出，目前微电网的关键技术主要包括：新能源的接入、电力设施、控制技术、储能技术等方面。在实验基础上李瑞生（2013）得到更深一层的结论：微电网并离网与运行控制等技术是当前微电网发展的关键技术。[3]另一方面，张章，宋海峰（2011）指出储能是实现微电网可靠运行的重要手段。目前，从技术成熟度来看，铅酸蓄电池是目前最佳选择。在并网技术方面，杜秀丽，黄琦等（2009）认为并网逆变器可以通过无功补偿和谐波抑制等方式改善电能质量。理想并网逆变器应具备:传送无功功率、传送有功功率和谐波抑制3种工作模式。[4]并网逆变器在并网运行时起到了关键作用，保证了电力系统的稳定运行。以上微电网运行的关键技术不外乎在于：储能技术、并网运行、电能质量等几个问题。其中储能技术到目前为止国内的研究已经取得了重大突破，在并网运行方面的相关技术也日趋成熟，在优化调度方面国内外的相关研究也越来越多。三、微电网的优化调度随着对微电网研究的深入，由于微电网中的分布式电源特性各异、种类繁多。如何在配电网中确定合理的分布式电源结构，有效利用各种类型电源，成为迫切需要解决的问题。微电网是一个多对象、多目标的联合体，在微网优化运行方面郗宏伟（2013）研究了基于微分免疫算法的微电网优化运行方法，指出微电网优化运行是一个非线性、多目标的问题。从需求侧方面，周晓燕、刘天琪等（2013）基于实际风光资源和微电网运行成本数据，采用模糊评价函数并以河北承德风力发展基地全年发电量数据为算例得出结论：在满足负荷需求和分布式电源出力限制的前提下，提高了全网经济性和安全性。[5] 不同的控制策略、优化目标都决定了微电网的优化结果。白峪豪（2012）采用主网供电、供热方式，在基于状态迁移的粒子群优化方法下得到结论：合理配置分布式电源可以有效地削峰填谷，与传统电网相比微电网供电带来了明显的环境效益。[6]陈健，王成山，赵波等（2013）采用改进型非劣排序遗传算法寻求最优配置方案得出：对于环境保护要求较高的地区，可适当提高环境成本的权重系数；对于注重经济效益的地区，可加大成本的权重系数。总的来说，通过不同的目标和要求，设置不同的权重系数，这对微电网优化会更有效、合理。[7] 微电网优化调度的关键就是在各种分布式电源之间实现最优化配置，而实现最优化调度中的关键就是建立最优化数学模型。在采用经济类分析时容易产生较大误差，但方法更容易掌握。而遗传算法的分析结果更加准确。所以，在只是分析大体趋势时最好采用经济学分析方法，相应的，在对分析结果要求准确时最好采用遗传算法及微分算法。四、微电网的并网运行微电网有孤岛运行与并网运行两种方式。相对于孤岛模式，并网运行时微电源可以始终运行在最大功率点处，电源逆变器输出电能必须满足电网电压幅值、频率和相位一致。微电源并网发电既能最大限度合理地利用新能源，又能解决用户不断增长的用电需求。微电网与大电网并网之后，二者之间相互影响。魏于萍（2013）认为微电网技术能够解决传统分布式电源的分散接入、单独并网所带来的整体不受控问题，有利于提升电网可控性。有利于在孤岛运行与并网运行之间平滑切换。[8]除去并网和孤岛两种运行模式外，李富生，李瑞生，周逢权等（2013）指出还应有微电网过渡阶段。过渡阶段包括由并网转离网的解列过渡阶段、由离网转并网过渡状态和停运过渡状态。同时还提出：微电网的并网运行的主要功能是实现经济优化调度、配电网联合调度、间歇性分布式发电预测、负荷预测。[9] 至此为止，关于微电网的核心技术以及其控制并网的相关技术指标都已得到大致地总结，其中并网稳定运行与控制成为微电网的核心甚至影响着了微电网的发展。微电网的发展更加利于中国未来电力系统发展和超高压电网的建设需求。五、微电网面临的问题和发展前景当今，微电网已经成为世界各国争相发展的新兴电网结构，美国、日本等国家已经形成了一系列严谨的理论与模型结构。武星，殷晓刚，王景等（2013）指出在中国，微电网的发展与可再生能源的发展密不可分。但目前还有许多问题丞待解决：首先，缺乏相关（下转第235页） 230

智能电网的关键技术及发展综述 陈君