浅析智能电网结构组成及成熟模型

灵活、互动的电力市场是智能电网发展的最终体现。虽然目前三网融合的动静很大，但是，不能小看相对专有和封闭的电网系统，它的覆盖面，不亚于任何一家电信和广电运营商。

目前，智能电网建设已成为国家经济和能源政策的重要组成部分。中国电力行业面临的挑战是: 输电网安全运行风险严峻、配电网供电可靠性亟待提高、可再生能源的影响日趋显著、电网抗攻击能力需要增强，以及电力企业经营管理压力加大。要建成成熟的智能电网，还有一段距离。

传感器上的统一服务

智能电网通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，对信息进行整合分析，以此来降低成本，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化。国网公司定义其为统一的坚强智能电网，即以统一规划、统一标准、统一建设为原则，以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的国家电网。“统一”是前提，“坚强”是基础，“智能”是关键。

智能电网成熟模型

只有形成坚强的网络结构，才能充分发挥智能电网的功能和作用。

智能电网的特点可用以下几个词来概括: 自愈、互动、优化、兼容、集成。其关键技术包括发电技术、输配电技术和售用电技术。发电技术部分，目前有可再生能源发电技术，如太阳能、风电、地热、潮汐和生物质; 还有分布式发电和储能技术。除传统的供电服务业务外，智能电网也为电力企业拓展业务领域，为以服务创新带动业务转型提供了可能。依托智能电网基础架构，电力企业可在向用户提供供电服务的同时，开发出多种基于网络的增值服务。

不过，我国在智能电网建设方面还存在一些问题: 比如缺乏对用户负荷信息的及时跟踪; 配网自动化建设仍需进一步加强; 配电设备陈旧落后。另外，政府层面对智能电网的支持力度尚不明确，到目前为止，对智能电网所需关键技术进行的研究还只是企业行为，国家并没有给予政策扶持，也没有从国家层面制定智能电网的发展战略。

从发电到用电全过程智能

发电

发电环节的发展目标是: 以“一特四大”发展战略为导向，引导电源集约化发展，协调推进大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地的开发; 强化机网协调，提高电力系统安全运行水平; 实施节能发电调度，提高常规电源的利用效率; 优化电源结构和电网结构，促进大规模风电、光伏等新能源的科学合理利用。

相应的重点工程是建设风力发电技术研究中心和太阳能发电技术研究中心，加强抽水储能重点工程和大容量储能示范工程建设。还需开展钠硫电池、超导储能装置集成技术和成套技术的研究及试点工作，加快储能技术的产业化进程，开展兆瓦级和10兆瓦级储能系统在可再生能源柔性接入电网中的示范应用。

输电

线路环节的技术路线是全面掌握特高压交直流输电技术，形成特高压建设标准体系，加快特高压和各级电网建设; 开展分析评估诊断与决策技术研究，实现输电线路状态评估的智能化; 建立输电线路建设与运行的一体化信息平台，加快线路状态检修、全寿命周期管理和智能防灾技术研究应用; 加强灵活的交流输电技术研究。

重点工程是特高压后续交直流工程和跨区联网建设，同时开展特高压可控电抗器等关键技术研发并示范应用。这一过程中，需要全面实施线路状态检修和全寿命周期管理，实现基于航测和***定位等线路数字化、可视化设计。为了使寿命周期性能和指标达到最优，还需建立线路综合防灾和安全保障信息共享机制和技术平台，实现对线路影响较大的自然灾害信息的监测、分析、预报，提高线路综合防灾和安全变电保障能力。

变电

变电环节的重点是制定智能变电站及装备标准规范; 同时需建设智能电网全景信息采集系统，开展基础信息统一建模技术研究，构建区域、广域综合测控保护体系，研究各类电源及用户的接入、退出、保护及隔离技术。

调度

调度环节以服务特高压大电网安全运行为目标，开发建设新一代智能调度技术支持系统，实现运行信息全景化、数据传输网络化、安全评估动态化、调度决策精细化、运行控制自动化、机电协调最优化，形成一体化的智能调度体系，确保电网运行的安全可靠、灵活协调、优质高效和经济***。

智能电网的组成

为实现这一目标，我们需关注以下三项重点工程:

1. 智能调度技术支持系统的建设。省级以上的一体化智能调度体系可提高调度信息化、数字化、自动化、互动化水平。

2. 新能源接入和调控能力建设。实现大容量风电、光伏发电等新能源运行信息的采集、监视和预测，实现间歇性能源与常规电源的协调运行，保障大容量新能源的有效接纳。

3. 电力通信网络和调度数据网建设。覆盖各省网的五大自愈传输环网将得到重点建设，从而完善调度数据网络双平面。通信信息平台的重点工程是国家电网资源计划系统（SG-ERP）。

智能电网的四个层面

电网层面

拥有强大自愈和抗外界干扰的能力是智能电网发展的基础。系统对全网运行状态实时监测，利用监测数据进行连续的自分析、自诊断，及时发现电网故障隐患，并用自动控制手段将故障消灭在萌芽状态。这样的电网能及时监测到温度变化、电源接入等外界因素，从而采取智能手段积极应对。此外，面对冰雪、地震等极端自然灾害，电网应具有较高的抗攻击能力; 在系统发生停电后，电网能够快速反应，迅速、有序地恢复供电，最大程度降低停电影响。

一体化电网特点是全国实现广域的跨区交直流输配电一体化，让能量、数据、资金“三流”合一，达成电网与环境的自然相处。这就要求深入系统研究一体化电网的安全理论和分析方法，构建电网输电配电的智能调度平台以及构思电网一体化的虚拟运营平台。

***层面

清洁、***的能源结构是智能电网发展的内在要求。电网能够兼容集中式发电和分布式发电模式，支持风能、太阳能等清洁能源发电以及电网储能设备的接入，并通过合理完备的体制进行管理，实现微电网与特高压电网之间的相互补充和支援。

分布式发电（特别是太阳能）技术及其接入系统的研究包括分布式发电技术本身、接入后对系统的影响等方面。

管理层面

集团化、高效率的管理是智能电网发展的保障。统一的规范和平台有助于实现电网信息的整合，使电力生产和企业管理具备更加细致、高效的标准和流程，以及完善的考核评估体系。此外，管理者应合理把握工程项目建设规模和建设时序，提高电网建设的投资效益，实现电网的科学发展，有效地降低运维成本。

市场层面

灵活、互动的电力市场是智能电网发展的最终体现。为此，需为电力市场的实施提供开放的平台，支持电力交易的开展，并提供优质的服务。在开放的系统和共享的信息模式的基础上，用户和电网公司之间才能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。用户根据需要自主选择最优的供电方案，电力企业通过电价等方式，鼓励用户参与电网调节。最终希望能实现电力、电信、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。如何更好地市场化？我们的研究方向包括以下这些内容:

●  智能电表及其规范体系;

●  基于智能电表的高级计量管理体系;

●  动态电价研究;

●  用户管理与服务技术支持平台和双向互动平台;

●  智能电网示范小区;

●  逐步开展基于智能电网等附加服务研究;

●  用户友好理论体系，用户友好型电网的特点是有效利用各种清洁能源和用户参与互动的“人、器、网”;

●  智能营销高层软件。

总之，智能电网虽然已经称得上先进，也被许多人视为物联网的典型性应用，但它离真正的理想状态还有一定差距，不能固步自封！

延伸阅读一：国外电网发展状况

在电网发展基础方面，发达国家的电力需求趋于饱和，电网经过多年的快速发展，网架结构稳定、成熟，具备较为充裕的输配电供应能力。

美国的电网基础架构技术陈旧、存在稳定性问题; 电力市场电网瓶颈影响市场效率; 电网安全方面着重在抓防止大停电和恐怖袭击。电力行业从业人员年龄结构老化。美国主要是对陈旧老化的电力设施进行更新改造或依靠技术手段提高利用效率，关注电力网络基础架构的升级更新，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代。

欧洲各国家间电网互联存在问题，而且不同国家的运行模式不同，因此欧洲国家关注可再生能源和分布式能源的发展，并带动整个行业发展模式的转变，进而满足风能、太阳能和生物质能等可再生能源快速发展的需要。

延伸阅读二：三问智能电网

问题一: 如何确保中国特大互联电网的安全稳定运行？

答: 智能传感器和PMU等量测装置可以加强对特高压电网的监测; 高级仿真工具能够提供预防性的分析、风险评估和决策支持，以应对特高压、三华联网等复杂的运行环境。另外，智能控制设备有助于解决大电网的稳定问题。

问题二: 在电网经过多年外延式发展的巨大资产规模下，如何提高投资效率、运行效率和经营效率，实现向集约化和精益化的发展方式转变？

答: 基于大规模传感器部署的状态监测可以给生产和运行人员提供更多的信息帮助优化生产和运行方式，降低成本; 输电动态限额等技术能够提高对电网资产的优化利用; 通过提高资产的利用效率，延长资产寿命，降低投资成本。

问题三: 作为关系中国国家能源安全与国民经济命脉的全球最大的公用事业企业，如何更好地服务客户、服务社会、履行社会责任？

答: 可再生能源的分析技术能够减少随机性对调度计划的影响，从而推动可再生能源发展; 电力企业可以提供创新型的能源服务产品，在创造社会效益的同时，也有助于提升电力企业的社会形象和提升企业社会责任感。

联联看

***主席进一步明确物联网建设的具体内容

6月7日，中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会在北京人民大会堂隆重开幕。中共中央***、国家主席、中央******出席会议并发表重要讲话。其中关于物联网的部分如下: “要积极发展智能宽带无线网络、先进传感和显示、先进可靠软件技术，建设由传感网络、通信设施、网络超算、智能软件构成的智能基础设施，按照可靠、低成本信息化的要求，构建泛在的信息网络体系，使基于数据和知识的产业成为重要新兴支柱产业，推进国民经济和社会信息化。”

***还谈到,应大力发展信息网络科学技术。要抓住新一代信息网络技术发展的机遇，创新信息产业技术，以信息化带动工业化，发展和普及互联网技术，加快发展物联网技术。同时应重视网络计算和信息存储技术开发，加快相关基础设施建设，积极研发和建设新一代互联网，改变我国信息资源行业分隔、核心技术受制于人的局面，促进信息共享，保障信息安全。

中国物联网标准联合工作组在北京成立

6月8日，中国物联网标准联合工作组在北京成立，以推进物联网技术的研究和标准的制定。联合工作组由全国11个部门及下属的工业和信息化部电子标签标准工作组、全国信标委传感器网络标准工作组、全国智标委等19家相关标准化组织自愿联合组成。联合工作组在成立倡议书中表示，要倾全国之力，联合推进中国的物联网标准体系建设。

目前在物联网技术领域，国内已成立或正在筹备成立的相关标准工作组仅专注于各自的技术领域，但标准制定过程各自独立进行，相互之间缺乏沟通和协调。倡议书明确指出，我国物联网发展尚处初创阶段，无论国标的自主制定，还是核心技术产品的研发和产业化以及规模化应用示范都还处于起步阶段。标准的缺失与核心技术产品的产业配套能力弱仍是制约我国物联网大规模应用的一个问题。

工业和信息化部电子标签标准工作组组长张琪担任联合工作组的组长，负责协调各标准组的工作。张琪表示，物联网标准工作涉及方方面面，需要在原有工作的基础上整合相关资源，进行跨部门、跨地区合作，加强协调，联合推进。张琪最后表示，在物联网标准联合工作组内，没有领导与被领导之分，各成员工作组间需要相互支持、相互配合，同时欢迎更多相关组织以观察员的身份参与联合工作组工作。