《面向智能电网的需求响应及其电价研究》—智能电网概论（二）

1.2 智能电网关键技术

1.2.1 智能化信息技术

智能化信息技术贯穿发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节，是智能电网建设的重要内容和坚强支撑。基于智能电网的信息技术具有三大特征：一是数字化程度更高，内含各种智能的传感器、电力设备、控制系统、应用系统等，连接更多的设备，深化发电、输电、变电、配电、用电和调度环节的数据采集、传输、存储和利用;二是利用面向服务架构体系(Service to Oriented Architecture，SOA)整合相关业务数据和应用，建立统一的信息平台，自动完成数据和应用的整合，实现全部业务系统的集成;三是深入应用生产管理、人力资源、电力营销、调度管理等辅助决策数据，构建一个数据集中、业务整合、符合模型标准、应用可扩展的辅助分析系统，实现生产、营销、调度、人财物等业务数据的集中存储、统一管理、系统分析，形成智能决策，满足跨业务系统的综合查询，为管理决策层提供有效的数据分析服务。

智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全5个功能。

1.信息采集与处理

信息采集与处理主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。

2.信息分析

对经过采集、处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括“发电——输电——配电——需求侧”4级产业链业务分析和“国家——大区——省级——地县”4级电网信息分析。横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、财务管理、人力资源管理等业务模块分析。

3.信息集成

智能电网的信息系统在纵向上要实现产业链信息集成和电网信息集成，横向上要实现各级电网企业内部业务的信息集成。

4.信息显示

为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统((j1S)等视频和音频技术。

5.信息安全

智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益.因此必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系和新的密码等技术。

1.2.2 智能化通信技术

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。一方面，智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的支持：另一方面，建立以电网和通信紧密联系的网络是智能电网的目标和主要特征。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基础设施，可以提高电网供电的可靠性和资产的利用率.促进电力市场化改革，抵御电网受到的攻击.从而提高电网自身的价值。以通信技术为基础的智能电网通过连续不断地自我监测和校正，并利用先进的信息技术，实现电网各系统的自愈功能。通信系统还可以监测各种扰动，并进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。

适用于智能电网的通信技术需具备以下特征：①具备双向性、实时性、可靠性特征，出于安全性考虑，理论上应是与公网隔离的电力通信专网：②具备技术先进性.能够承载智能电网现有业务和未来扩展业务;③最好具备自主知识产权，具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。

例如，国网信息通信有限公司(简称通信公司)高度重视智能电网建没工作，积极开展相关前期研究工作，并着力推进有关信息通信技术(ICT)的软硬件产品研发.开展新一代电力信息通信(ICT)网络模式研究.加快信息通信产业化发展。电力客户用电信息采集系统是坚强智能电网的重要组成部分，通信公司积极参与其中与信息通信专业相关的研究，向国家电网公司提交了通信专题技术报告;同时，积极推进产业化进程，进一步完善了用电信息采集主站软件平台、基于电力线宽带通信技术的采集器等产品。信通公司将智能电网客户服务试点分别设立在北京莲香同小区和阜成路95号院。其中，阜成路95号院试点以光纤人户为主要特点，以机顶盒和电视机为展现手段，实现三表抄收和查询、物业、配送、网络增值等一系列特色服务，体现r电网与客户之间实时交互响应和智能化特色，增强了电网综合服务能力.满足了互动营销需求，提升了服务水平。

1.2.3 智能化量测技术

智能化量测技术也称参数量测技术，是实现智能电网的手段，也是智能电网基本的组成部分，可以获得相关数据并将其转换成数据信息，捉供给智能电网的各个系统使用。智能化量测技术不但具有读取和记录多种参数功能，且能实现电力公司与用户的双向沟通。基于微处理器的智能表计可以计量每天不同时段电力的使用和电费、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。更高级的功能由用户可以自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。

智能化量测技术为电力公司收集、整理和储存包括功率因数、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，给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，且能够为其他业务所用。

智能化量测技术可以评估电网设备的健康状况和电网的完整性，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极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。

1.2.4 智能化设备技术

电力设备是电网中重要的基础设施，智能电网将广泛应用先进的设备技术，以提高输配电系统的性能。智能电网中的设备将充分应用材料、超导、储能、电力电子和微电子技术等方面的最新研究成果，以提高功率密度、供电可靠性、电能质量和电力生产的效率。通过采用新技术以及在电网与负荷特性之问寻求最佳的平衡点，来提高电能质量;通过应用和改造各种各样的先进设备，如基于电力电子技术和新型导体技术的设备，来提高电网输送容量和可靠性。配电系统中需要引进新的储能设备和电源，同时应利用新的网络结构，如微电网。

1.2.5  智能化控制技术

智能化控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测电网状态，并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的控制方法。智能化控制技术将优化输电、配电和用户侧的控制方法，实现电网的有功功率和无功功率的合理分配。智能化控制技术的分析和诊断功能，将引进预没的专家系统，在专家系统允许的范嗣内，采取自动控制措施，而且措施的执行将在秒一级水平上。这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。先进的控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其他应用软件。先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息。

例如，2013年1月，华东部分地区出现大面积降雨或降雪，尤其是浙江宁波地区供电线路覆冰严重，造成多条线路相继故障跳闸，电网安全运行受到严重威胁。在此次冰冻灾害中，国电南瑞承担的浙江智能电网调度技术支持系统在保障浙江电网安全运行方面发挥了重要作用，特别是作为“大运行”体系技术支撑系统核心业务之一的综合智能分析与告警功能经受了实际运行的考验，共在线识别500kV线路故障4起、220kV线路故障18起，其中500kV故障正确识别率为100‘%、220kV故障正确识别率为90%，为调度运行人员快速处理电网故障发挥了有效的支撑作用。

1.2.6智能化决策支持技术

智能化决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员可理解的信息，利用动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展示技术，帮助系统运行人员认识、分析和处理紧急问题，使系统运行人员作出决策的时间从小时级缩短到分钟级，甚至到秒级。