智能电网的概念及特点

智能电网的概念及特点

由于发展环境和驱动因素不同，不同国家和地区、不同研究机构的专家从各自的角度对智能电网进行了自己的解读。到目前为止，智能电网还没有一个统一的定义。

美国能源部Grid2030研究计划的定义是：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。

美国电科院IntelliGrid的定义是：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。

欧洲技术论坛SmartGrid的定义是：一个可整合所有连接到电网用户（发电机或/和电力用户）所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全电能。

IBM的定义：智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系，实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视，利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。

中国电科院的定义是：智能电网即以物理电网（输、配电基础设施）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，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。

图10.1　智能电网示意图

资料来源：IEC国际电工委员会

根据目前的资料和初步研究，智能电网概念的核心内涵大概可以简单理解为：利用数字技术提高电力系统的效率、可靠性和安全性。一般来说，智能电网主要具有以下几个功能特点：

第一，安全可靠。无论是物理系统还是信息系统遭到外部攻击，智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害，一旦发生中断，也能很快恢复运行。

第二，双向交互。电网在运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电力系统的完整组成部分之一，可以促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行和环境保护等多方面的收益。

第三，兼容各类发电资源和储能设施。传统电力网络主要是面向远端集中式发电的，通过在电源互联领域引入类似于计算机中的“即插即用”技术（尤其是分布式发电资源），电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型电源甚至是储能装置。

第四，自愈。利用先进的传感系统和自动控制系统，侦测电网中存在的问题，无需或仅需少量人为干预，实现对电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续的评估自测，智能电网可以检测、分析、响应甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。

第五，协调电力交易市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接，有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，电力系统管理能力的提升将促进电力市场竞争效率的提高。

第六，优化能源配置。引入最先进的信息和监控技术优化设备和资源的使用效益，可以提高单个资产的利用效率，从整体上实现网络运行和扩容的优化，降低它的运行维护成本和投资。

第七，高质量供电。在数字化、高科技占主导的经济模式下，电力用户的电能质量能够得到有效保障，并根据用户需求实现电能质量的差别定价。

第八，集成信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理（EMS）、配电管理（DMS）、市场运营（MOS）、企业资源规划（ERP）等和其他各类信息系统之间的综合集成，并实现在此基础上的业务集成。