智能电网中电力设备及其技术发展分析

近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，发展智能电网已在世界范围内形成共识。由于智能电网尚处于起步阶段，国际上对其还没有达成统一而明确的定义。从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点，智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。作为一个完整的电力系统，智能电网涵盖发、输、变、配和用全流程，各个环节中涉及大量的电力设备和关键技术。智能电力设备，从狭义上来说，是具有信息获取或传输，并能进行逻辑判断的电力设备，而广义上，则可以认为是适应和支持智能电网新特点的有电力设备。实际上，就智能电网相关的各种硬件设施，比如高度的电力设备自动化，各国一直都在进行相关的建设。智能电网具有系统整合的特点和趋势，将涉及到的各个单元或是部件整合成一个能智能化工作的系统，如智能配电系统，数字化变电站用户电价互动系统等，这些系统中已经包含多种智能单元和部件，整合后的系统可能同时包含多个当前电力系统一、二次设备。

本文简要分析和介绍了支持智能电网的各项新设备(新技术)包含各种新型能源发电和接入设备，超导、复合材料传输设备，储能设备，新型电力电子设备，信息量测和传输设备，以及诸如智能电表、智能终端和智能管理终端等。其中部分技术和设备在智能电网概念提出之前就已经出现，但作为智能电网建设的重要组成或实现智能电网的重要手段，在本文中也进行了相应介绍。

国内外智能电网的侧重区别

智能电网中电力设备及其技术发展的驱动可以用“环境决定侧重力度决定速度”来概括。后半句表明政府意图对智能电网发展的决策和重视程度决定智能电网和各项技术的速度，而前面半句，则表明智能电网的发展应与国情相适应，智能电力设备技术的发展也与智能电网的侧重相匹配。

美国智能电网环境的特点是分布式发电比重快速上升与完全竞争性的电力市场，因此注重用户侧和配电智能设备，相关技术开发和应用也着重这两部分。在美国“grid2030“智能电网规划中，美国智能电网的电力设备主要围绕如智能电表、智能终端、智能配电网设备以及超导和储能等方面。欧洲国家智能电网建设主要是促进并满足风能、太阳能和生物质能等可再生能源的快速发展，把可再生能源、分布式电源的接入以及碳的零排放等环保问题作为重点，因此优先发展新能源接入与控制相关设备及技术。日本和韩国将智能变电站、配电网的自愈控制相关设备，以及大规模太阳能等新能源开发的保护与控制设备作为研究重点。由于我国能源与用电负荷分布的情况以及网、售合并的垄断性电力环境，导致智能电网规划侧重长距离、高电压输变电的发展，但同时智能用电双向互动、分布式电源，即插即用，接入的需求及电力市场化改革，也极大推动配用电设备的发展，如智能电表及双向通信网络的广泛建设。

智能电力设备发展现状

智能电网作为一个整体，无论侧重点在哪个部分，都需要众多先进的智能电力设备的支持。

发电方面

智能电网在发电方面涉及的电气设备包括各种可再生能源能量转换设备，安全、可靠并网接入设备以及储能设备。

各种新能源和分布式发电技术设备，如微型燃气轮机、燃料电池(微透平、太阳能光伏发电(太阳板)、风力发电(风机)、生物质能发电设备、海洋能发电设备和地热发电设备等。

智能保护与控制类设备如数字型保护继电器、智能分接头变换器、动态分布式电力控制设备等。

各种大容量储能及高效能量转换装置，如蓄电池储能、超级电容器、超导储能、飞轮储能以及燃料电池高容量储氢、高效二次电池等设备。