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時間：2024-01-12 14:47:38
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇智能電網(wǎng)的基本特點范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
一、前言
智能電網(wǎng)是目前全球電力工業(yè)發(fā)展領域重點關注的內(nèi)容，引領著電網(wǎng)的今后的發(fā)展方向，涉及從發(fā)電到用戶的整個能源轉(zhuǎn)換和輸送鏈，而智能電網(wǎng)的技術屬于新型的電力技術，具備更安全、可靠的性能和經(jīng)濟性，應用于全球先進國家的電網(wǎng)建設發(fā)展中。應用這項技術的智能電網(wǎng)，能夠有效有效降低電力傳輸環(huán)節(jié)發(fā)生線損的風險，維持電力運行系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。本文主要對當前智能電網(wǎng)的技術應用現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢進行相應的研究。
二、智能電網(wǎng)呈現(xiàn)出的基本功能特征
（一）自愈性特點
縱觀電力運行的整個系統(tǒng)，智能電網(wǎng)可以看做是屬于“自愈型”的電網(wǎng)，這主要是由于其本身具備較高的“免疫”和“自愈”功能，為維持電力運行系統(tǒng)的穩(wěn)定以及電力供應的安全性提供必要的技術保證，這也是智能電網(wǎng)重要的基本特征。這類型的電網(wǎng)能夠在系統(tǒng)運行的全程實現(xiàn)對自我的實時監(jiān)測，對系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)可能發(fā)生的故障進行預測，確保對電力故障的發(fā)生時刻做到“防患于未然”[1]。假如查找到潛在問題以及故障時，必須立即采取有效的處理對策，實現(xiàn)實時的監(jiān)督和控制?！白杂浴钡墓δ芴攸c在維持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定以及安全，確保電力行業(yè)電能提供的質(zhì)量保證具有積極的作用。
（二）兼容性特點
屬于智能電網(wǎng)的運行系統(tǒng)能夠支持多種形式發(fā)電能源的聯(lián)合使用，滿足分布式的發(fā)電形式以及微電網(wǎng)運行的并網(wǎng)要求，實現(xiàn)“即插即用”，具備較高的兼容性，能夠兼容不同類型的發(fā)電電源，和相應的存儲設備裝置，以適應電力用戶對多元化的電能需求。
（三）綠色環(huán)保性特點
智能電網(wǎng)具備綠色環(huán)保性的特點主要是體現(xiàn)在它能夠?qū)⒕嚯x較遠地域的綠色能源連續(xù)性地輸送至電力負荷的中性，為本地的電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)和環(huán)保的能源選擇。根據(jù)不同輸送形式和性質(zhì)，能夠為電力用戶提供潮汐能、太陽能等多樣化的綠色能源，以減少電力行業(yè)對客觀環(huán)境造成的危害。另外，這類型的電網(wǎng)還可將過多的綠色能源輸送至別的城市和地區(qū)，以緩解國內(nèi)能源供應緊張的局面。
（四）交互性特點
智能型的電網(wǎng)又被作“交互式的電網(wǎng)”，這主要受其呈現(xiàn)出的交互性特點所影響，它能夠?qū)崿F(xiàn)不同電力用戶同供電企業(yè)兩者間的雙向溝通，為更加高效和便捷地提供電力提供了必要的技術條件[2]。處于這類型的電網(wǎng)中，供電企業(yè)能夠按照不同電力用戶的多樣化需求以及系統(tǒng)的負荷程度協(xié)調(diào)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。另外，電力企業(yè)能夠按照本企業(yè)具體的電力需求，對電能進行有效的規(guī)劃與分配，降低高峰期對電力需要的內(nèi)部開支，以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
三、當前智能電網(wǎng)應用技術的現(xiàn)狀分析
（一）發(fā)電及儲能
電能的產(chǎn)生離不開對各種能源的開發(fā)和生產(chǎn)，在實現(xiàn)將能源系列轉(zhuǎn)化成電能的環(huán)節(jié)中，發(fā)電流程對外界環(huán)境構(gòu)成的危害是最為嚴重的，但是也正是該環(huán)節(jié)具備較廣的節(jié)能空間，這才為多樣化形式的電能連接至智能電網(wǎng)的重要原因。分布式的能源涵蓋發(fā)電與儲能兩大內(nèi)容，其中分布式的發(fā)電必須依賴的技術有風力、潮汐能以及太陽能等多種發(fā)電技術；相應的儲能裝置涵蓋機械裝置、超導材料以及蓄電池等儲能裝置[1-2]。當前應用較為廣泛地就是這類型得分布式電源，因為這類型的電源同電力負荷的中心位置較為接近，這樣能夠避免電網(wǎng)大范圍的擴展，以保障供電的質(zhì)量和安全，有助于降低溫室氣體對地球的大氣環(huán)境的傷害程度。由于我國疆域遼闊，不同的地理條件呈現(xiàn)出明顯的位置差異，多數(shù)的風能以及太陽能聚集于西部地區(qū)，并且呈現(xiàn)出分布較散的特點，且發(fā)電質(zhì)量易受天氣條件的直接影響，想要實現(xiàn)順利接入電網(wǎng)需要面臨長距離的建設，這對于智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展是較大的挑戰(zhàn)。
（二）特高壓的輸電
特高壓交流輸電是指1000千伏及以上的交流輸電，具有輸電容量大、距離遠、損耗低、占地少等突出優(yōu)勢，隨著電力系統(tǒng)與輸電規(guī)模的擴大，世界高新科學技術的應用發(fā)展，推動了對特高壓輸電技術的研究[3]。針對該項技術的最早研究始于上個世紀六十年代，主要研究的內(nèi)容有如何實現(xiàn)遠距離的電力輸送和不同大范圍的電網(wǎng)互聯(lián)等，前蘇聯(lián)、美國以及日本等多個國家，先后開展了基礎性的理論研究、實用技術的實踐研究以及設備研制，獲得顯著性的研究成果，并制造出一系列的特高壓輸電的專門設備[2-3]。
（三）電力電子
隨著電力系統(tǒng)的建設和發(fā)展的深入，要求更高的技術作為運行支撐，而電子技術在電力各個環(huán)節(jié)的應用則是恰好適應了電力系統(tǒng)發(fā)展對技術的需求。電力電子是新興應用在電力領域的一項電子技術，它主要是通過使用電力電子器件（如GTO及IGBT等）對電能進行變換和控制，進而實現(xiàn)對電能的優(yōu)化[1-3]。
（四）智能調(diào)度
推進智能電網(wǎng)的構(gòu)建與發(fā)展中，對智能調(diào)度運行系統(tǒng)的構(gòu)建是十分必要的，該系統(tǒng)在整個電網(wǎng)構(gòu)建中起著關鍵性的作用。該系統(tǒng)是當前運行電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中心的延伸，主要利用調(diào)度技術為支撐，以合力提高控制系統(tǒng)中心對整個電網(wǎng)的控制能力，以及提升對電網(wǎng)各項資源的整合與分配能力，為實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的高效化、規(guī)范化管理和調(diào)度奠定堅實的基礎。
四、智能電網(wǎng)今后的發(fā)展方向
智能電網(wǎng)在今后的發(fā)展方向和趨勢大致呈現(xiàn)出以下幾點：一是以MAS為前提條件的分布協(xié)調(diào)。以該項技術為基礎而構(gòu)建形成的Agnet系統(tǒng)擁有特殊的功能，能夠為構(gòu)建超規(guī)模、光分布以及強適應的綜合性系統(tǒng)指明新的研究方向，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對不同系統(tǒng)間的功能進行操作與連接，以高效利用和保護各項電網(wǎng)資源。二是分布式的能源系統(tǒng)，這涵蓋發(fā)電、儲能以及需求提供能源三大內(nèi)容，其中需求提供資源方面，主要是指該智能電網(wǎng)能實現(xiàn)對用戶需求資源的快速集成，以備不同情況下對電能需求的協(xié)調(diào)配置，然而達成該功能必須以DSB市場多元化的功能、軟件以及技術作為支撐條件[2-3]。三是開發(fā)便捷仿真決策的技術，為智能電網(wǎng)的運行、決策和調(diào)度等方面提供必要的信息支持。四是綜合決策的運行系統(tǒng)，主要為從大量繁雜信息中快捷地獲得能夠支撐決策的數(shù)據(jù)，為做出科學的綜合性決策提供依據(jù)。
五、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟社會步入轉(zhuǎn)型的新時期，電網(wǎng)的建設和發(fā)展也需要相應地提高到新的高度，為了加強電網(wǎng)運行系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠，必須依賴于推進智能電網(wǎng)技術的應用以及提高應用的層次和水平。針對實現(xiàn)智能電網(wǎng)更好更快的發(fā)展，智能電網(wǎng)多樣化的技術為此奠定了良好的技術基礎，為實現(xiàn)該目標提供了更大的可能性。
參考文獻
Abstract: in the current smart grid development, many projects are in planning and improving, including smart electricity is a major focus of smart grid research. This article describes how interactive design elements of the smart electricity system, how do residents in analysis in power system of household appliance manufacturers and bi-directional transfer of network interconnection and information, implementing dynamic electricity price intelligent, interactive family electricity and services.
Keywords: smart grid power system structure and characteristics
[中圖分類號] TM 771[文獻標識碼]A[文章編號]
一、智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)其含義就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡的前提基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，來達到和實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21 世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接人、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。在智能電網(wǎng)中，用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。鼓勵和促進用戶參與電力系統(tǒng)的運行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。從智能電網(wǎng)的角度來看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關系，確保系統(tǒng)的可靠性;從用戶的角度來看，電力消費是一種經(jīng)濟的選擇，通過參與電網(wǎng)的運行和管理，修正其使用和購買電力的方式，從而獲得實實在在的好處。在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和電力系統(tǒng)滿足其需求的能力的平衡來調(diào)整其消費。同時需求響應(DR)計劃將滿足用戶在能源購買中有更多選擇的基本需求，減少或轉(zhuǎn)移高峰電力需求的能力使電力公司盡量減少資本開支和營運開支，降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運營，同時也提供了大量的環(huán)境效益。
二、互動式居民智能用電系統(tǒng)構(gòu)成和特點
1.系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)由智能家電、家域網(wǎng)(HAN)、表計和通訊基礎設施(AMI)、表計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS)和后臺應用五大部分組成。其中，表計和通訊基礎設施(AMI)由智能電表、抄表局域網(wǎng)、集抄器、廣域網(wǎng)共同組成，與家域網(wǎng)(HAN)工程形成了本系統(tǒng)的網(wǎng)絡平臺。
2.系統(tǒng)特點
目前，市場上一些智能用電系統(tǒng)主要是機房電源智能分配器、路燈開關智能控制器等，主要用于專業(yè)領域的節(jié)能和自動化控制。智能家居系統(tǒng)國內(nèi)外已經(jīng)研究并開發(fā)多年，實現(xiàn)了家電的網(wǎng)絡化和集中控制。系統(tǒng)供電企業(yè)為了減員增效，前幾年也陸續(xù)開展低壓集中抄表系統(tǒng)的試點和建設，但由于低壓電力線載波受噪聲大和衰減快影響一次抄表成功率不高，廣域公網(wǎng)傳輸速率慢和租用費高等原因，沒有進行太大規(guī)模的應用。以上這些技術和應用，未解決電網(wǎng)與居民家電的網(wǎng)絡互聯(lián)和信息傳遞，電網(wǎng)企業(yè)也不能將電力供需平衡、峰谷電價以及欠費、停電等服務信息發(fā)送到居民客戶和家電，家電也不能根據(jù)電力供應和峰谷電價信息自動調(diào)節(jié)運行方式，實現(xiàn)互動智能用電和服務。但計算機、通信、計量等技術的發(fā)展和相關應用的推廣，為智能電網(wǎng)條件下的互動式智能用電系統(tǒng)的研究打下了很好的技術基礎。為配合智能電網(wǎng)的建設，互動式智能用電系統(tǒng)具有以下特點:
(I) 電網(wǎng)將動態(tài)電價和電力供需平衡信息直接對智能家電下達，智能家電據(jù)此進人相應的節(jié)能和限電模式運行，引導客戶改變用能方式，節(jié)約電費。(2)客戶通過安裝在家里的終端實時自動接收電網(wǎng)發(fā)送的停電通知、欠費信息和供需平衡信息、電壓合格率等電能質(zhì)量信息，享受到供電優(yōu)質(zhì)服務。(3)智能電表與智能終端、家電通過家庭區(qū)域網(wǎng)互聯(lián)后，集成到智能家居系統(tǒng)，客戶可以通過智能家居系統(tǒng)或者智能終端查看家電用電數(shù)據(jù)，表碼、用電量數(shù)據(jù)，所處的電價階梯。(4)電網(wǎng)可遠程采集電表數(shù)據(jù)和居民家電的用電信息，便于統(tǒng)計和掌握居民家庭用電規(guī)律和高峰負荷，便于進行負荷預測，制定電力供需平
__n__衡方案。(5)電網(wǎng)完成遠程抄表算費的同時，更能通過家電用電數(shù)據(jù)與電表數(shù)據(jù)的采集和對比，實現(xiàn)遠程防竊電功能。(6)實現(xiàn)遠程預購電功能，客戶通過電話、網(wǎng)站、手機充值后，電網(wǎng)后臺的服務平臺及時遠程對電表下達購電額度，余額不足自動通過電話、短信或智能終端進行催費。(7)遠程控制客戶的停送電，達到停電催費的目的。
三、典型的互動式居民智能用電系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.整體方案
(1)主站系統(tǒng)。采用分布式架構(gòu)，主站建設在地市公司或縣公司。(2)遠程信道。采用無線公網(wǎng)和公網(wǎng)有線寬帶相結(jié)合的方式，預留光纖專網(wǎng)接口。(3)本地信道。采用RS485 有線布置。(4)采集終端。低壓集抄城區(qū)以集中表箱配置RS485 接口電表為主，采用集中器、電表的二層結(jié)構(gòu)，通過無線寬帶VPN 接入或3G 無線公網(wǎng)調(diào)高傳輸速率和穩(wěn)定性。
2智能電網(wǎng)運行特點
智能電網(wǎng)在設計和運行過程中，利用高速雙向通信通道進行信息傳遞，并利用傳感器技術、測控技術等進行數(shù)據(jù)采集和指令的執(zhí)行?？偟膩碚f，智能電網(wǎng)運行特點如下。
2.1自愈功能
智能電網(wǎng)的自愈功能是指當電網(wǎng)在遭受突發(fā)事故破壞時，例如雷擊、地震、火災或其他自然災害以及人為破壞后，能夠在短時間內(nèi)對故障進行診斷、定位、隔離以及修復，以自身能力對電網(wǎng)進行保護，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全運行。自愈功能發(fā)揮作用的基礎是系統(tǒng)對電網(wǎng)實時狀態(tài)的監(jiān)控和掌握，能夠在盡可能少的人工干預下，進行備自投、故障隔離等操作，實現(xiàn)電網(wǎng)的自我恢復。
2.2較高的兼容性和集成性
智能電網(wǎng)的標志之一是較好的兼容性和較高的集成性。智能電網(wǎng)的兼容性首先表現(xiàn)在數(shù)據(jù)格式的兼容，能夠提供不同的數(shù)據(jù)格式的支持;其次，表現(xiàn)在設備的兼容性上，不同廠家、不同標準的設備能夠與智能電網(wǎng)進行互通和運行;智能電網(wǎng)的兼容性還表現(xiàn)在對于不同用戶的用電需求能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，滿足不同用戶的需求。高度集成的系統(tǒng)對于信息采集、處理以及信息安全的保障具有重要作用。
2.3安全性
智能電網(wǎng)的安全性除保證電網(wǎng)的供電安全外，還包括與變電站、客戶、終端設備之間的通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)信息安全，智能電網(wǎng)通信技術目前應用較為廣泛的是光纖通信，數(shù)據(jù)流量大，通信質(zhì)量有保障。
3智能電網(wǎng)信息及通信技術關鍵問題
當前，智能電網(wǎng)信息及通信技術的研究熱點，主要集中在通信技術、信息安全以及通信體系標準化建設等方面，這些關鍵技術的革新，將會給智能電網(wǎng)的建設及發(fā)展帶來飛速發(fā)展的契機。
3.1通信技術問題
通信技術及通信網(wǎng)絡，是智能電網(wǎng)信息輸送的動力源泉以及大動脈，對于智能電網(wǎng)終端信息采集、數(shù)據(jù)傳輸以及保護、網(wǎng)絡控制等意義重大。解決通信技術及通信網(wǎng)絡的建設問題，是發(fā)展智能電網(wǎng)的基礎保障。當前，以光纖通信為代表的信息通信技術是該領域的主流。
3.1.1光纖通信技術問題
光纖通信技術是以光纖作為信息傳遞的通道和載體，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通的技術。一般而言，光纖通信技術可以借助MPLS(Multi－ProtocolLabelSwitching，多協(xié)議標簽交換)技術將傳統(tǒng)光纖由2M帶寬擴容到100M，可有效降低成本。目前智能電網(wǎng)光纖通信技術的主要問題是在架設以及更換加掛時光纜型式的選擇。智能電網(wǎng)通常采用OPGW、OPPC、ADSS等光纜進行網(wǎng)絡建設。OPGW光纜在敷設時具有以下兩種優(yōu)勢:第一，OPGW光纜在敷設時與地線可復用架設，能夠減少工程量，降低成本。第二，OPGW光纜能夠?qū)⑿盘栐趥鬏斶^程中的損失控制到較小的程度，適用于智能電網(wǎng)長遠距離信息傳輸使用，以確保通信質(zhì)量。其主要缺點是易受雷擊，需附設防雷擊裝置以對其進行保護。而ADSS光纜相較于OPGW而言，在防雷擊方面具有明顯優(yōu)勢;且由于其采用低密度材料，在敷設時更加便于施工，對輸電線路影響更小;此外，該光纜敷設采用桿塔添加形式，維修和線路優(yōu)化工作便于展開。該光纜應用的主要缺點在于電腐蝕情況較為明顯。OPPC光纜目前主要在發(fā)達國家應用，其主要特點是能夠與相導線復合使用，借助相導線的高壓對光纜形成天然的保護，成為OPGW以及ADSS光纜敷設盲區(qū)的最佳替代品。三者相比，OPPC以及OPGW光纜主要適用于新建線路中，而ADSS光纜則主要用于老舊線路加掛時使用。
3.1.2電力通信技術問題
電力通信技術目前主要問題有兩種:第一，電力線纜本身的射頻干擾以及載波頻率過低，都對其尋找合適的替代品帶來較大難度，另外，新材料應用的技術難題也困擾著電力通信技術的發(fā)展。第二，互聯(lián)網(wǎng)通用的TCP/IP協(xié)議無法兼容與電力線通信，許多新技術難以得到應用。針對目前電力通信技術的主要問題，一方面可以從開發(fā)新型信息承載材料入手，解決電力線纜的使用弊端;另一方面，BPL標準開發(fā)的發(fā)展，將為未來電力線兼容互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議提供標準體制上的極大助力。
3.2信息安全技術問題
智能電網(wǎng)從自身分布式的系統(tǒng)以及終端獲取運行數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，因而，信息傳輸?shù)陌踩c否直接關系到電網(wǎng)運行的安全，甚至能夠影響國家戰(zhàn)略部署和社會安定。因此智能電網(wǎng)ICS/MCS系統(tǒng)的安全問題顯得愈發(fā)重要。ICS/MCS系統(tǒng)的安全問題主要包括物理安全、運行安全以及信息安全三個方面。而由于智能電網(wǎng)的數(shù)字化程度高，易遭受網(wǎng)絡惡意代碼的攻擊，對電網(wǎng)造成極大威脅，這類威脅主要分為主觀威脅和客觀威脅兩類?？陀^威脅主要來自電網(wǎng)內(nèi)部，包括自身電力設備及網(wǎng)絡設備的損壞或故障，由于工作人員的疏忽帶來的威脅也屬于客觀威脅;而主觀威脅則主要來自系統(tǒng)外部，主要包括商業(yè)間諜、犯罪分子以及網(wǎng)絡黑客的攻擊。智能電網(wǎng)信息安全防護的重點在于保證信息的完整性以及及時性，一旦信息完整性被破壞，無法及時進行傳遞，會造成整個電網(wǎng)運行的控制指令的錯誤甚至電網(wǎng)癱瘓。而傳統(tǒng)信息安全中所指的私密性在電網(wǎng)信息安全中反而處于較低的優(yōu)先級。為保證智能電網(wǎng)信息安全，需建立完整的信息安全方案，主要目的是:①設備接入控制:防止除系統(tǒng)許可的各類電氣設備、網(wǎng)絡設備等之外的設備接入系統(tǒng)。②數(shù)據(jù)信息認證:確認系統(tǒng)接收信息來源的合法性和信息完整性。主要技術手段可采用:第一，對終端各設備進行離線注冊并分別分配密鑰，并采用基于IBE策略的訪問控制及認證，確保終端設備接入的合法性。第二，采用基于HASH函數(shù)的信息完整性確認技術，確保系統(tǒng)接收到信息的完整性。
3.3標準體系構(gòu)建問題
目前，對智能電網(wǎng)的繼續(xù)發(fā)展形成掣肘的主要問題之一便是標準體系遲遲未能完善。智能電網(wǎng)的建設牽涉到種類繁多的電氣設備、網(wǎng)絡設備，類型多樣，需要構(gòu)建一個統(tǒng)一的標準體系來確保各設備之間協(xié)調(diào)運行，形成這個標準體系的主要組成包括通信協(xié)議和標準。其中通信協(xié)議主要包括互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP通信協(xié)議，而通信標準除了包括BPL標準外，還包括BACnet、IECTC57、IEC61400－25、IEEE802和1588等。從電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、配電、送電和用電五大環(huán)節(jié)中，前三個環(huán)節(jié)目前在我國基本形成了比較完善的通信協(xié)議標準體系，以IEEE體系作為基本標準，對電網(wǎng)廣域時間進行同步，同時借助PTP等協(xié)議對發(fā)電控制系統(tǒng)進行精確調(diào)節(jié)。但是，在送用電環(huán)節(jié)，由于涉及到的用戶較多，用電設備種類覆蓋面積大，因此尚未與電氣生產(chǎn)商達成廣泛共識，形成統(tǒng)一的送用電標準體系，該項工程將會是未來智能電網(wǎng)發(fā)展的重點。
很早之前我國就多次出現(xiàn)電力緊張的問題,國家也加快了電力建設的速度。但是由于由于各種新能源的融入,現(xiàn)在的電網(wǎng)變得越來越復雜,為了提高電網(wǎng)的高效、可靠的運行和控制,電網(wǎng)引入了不同級別的智能手段,在電網(wǎng)安裝大量的傳感器和執(zhí)行元件以采集電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行與控制所需的智能信息。從此我國智能電網(wǎng)的產(chǎn)生。
1我國智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀
目前,我國輸電線路骨干網(wǎng)架是由220kV、330kV、500kV交流輸電線路與數(shù)條500kV直流輸電線路組成的。在全國范圍形成5個區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。其中,華東、華北、華中、東北4個區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的主網(wǎng)架是500kV直流輸電線路,西北電網(wǎng)以330kV網(wǎng)架為基礎,在2005年9月26日成功的建成了第一條750kV的官亭-蘭州東輸變電示范工程并投入運行。與此同時,北、中、南三大電網(wǎng)之間
可以局部地區(qū)相互連接。但是,由于我國地域縱深較大,各地區(qū)發(fā)達程度不一,市場經(jīng)濟體制不完善,地方保護主義,相關管理機制不合理,用電價格過高或過低等原因的制約,都會波及以上聯(lián)網(wǎng)的發(fā)揮。
2國外智能電網(wǎng)的發(fā)展狀況
2.1美國
2006年,美國IBM公司以及全球電力專業(yè)研究機構(gòu)、電力企業(yè)合作提出了“智能電網(wǎng)”解決方案。2008年4月,美國科羅拉多州波爾得市成為全美第一個建成智能電網(wǎng)的城市。2009年1月,美國政府了《經(jīng)濟復興計劃進度報告》,指出將陸續(xù)鋪設或更新約4800km輸電線路,并將為4萬多個美國家庭更換智能電表。坐落在科羅拉多州首府丹佛西北40km的小城波爾得(Boulder),已經(jīng)成為美國第一個智能電網(wǎng)城市。
2.2日本
日本結(jié)合自身國情,由美國開發(fā)的智能電網(wǎng)解決方案,并主要圍繞大范圍利用太陽能等新能源,保證電網(wǎng)工作穩(wěn)定,形成智能電網(wǎng)。日本政府與其電力公司合作,著手在孤島試驗構(gòu)建大范圍的智能電網(wǎng),主要驗證在電網(wǎng)中大范圍使用太陽能提供電力的條件下,怎樣統(tǒng)一控制剩余電力以及頻率波動、蓄電池等問題,其中,比較受關注的是關于可再生能源與電力系統(tǒng)相怎樣融合的“智能電網(wǎng)項目”。
2.3歐洲
歐洲的可再生能源有限,這要求建立跨區(qū)的能源交易和輸送體系來解決其戰(zhàn)略生存。目前,英、法、意等國均在快速促進智能電網(wǎng)的使用和革新,歐盟有關圓桌會議還進一步明確將依靠智能電網(wǎng)技術把北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能并入歐洲電網(wǎng),來完成可再生能源大范圍集成的跨越式發(fā)展。
3我國智能電網(wǎng)建設的基本原則
根據(jù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展對以后電網(wǎng)的需求,中國智能電網(wǎng)必須包括相面五個方面的基本內(nèi)涵:堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動。
堅強可靠的實體電網(wǎng)系統(tǒng)是我國堅強智能電網(wǎng)構(gòu)建的物理基礎,是完成國家宏觀能源戰(zhàn)略、實現(xiàn)優(yōu)化配置大范圍資源、確保國家能源安全的基石,并且也是防止多重故障、外力破壞、信息攻擊、防災抗災的基礎。
經(jīng)濟高效是對中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的基本要求。清潔環(huán)保是經(jīng)濟社會對中國堅強智能電網(wǎng)的基本訴求。
透明開放是中國堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展理念。這種理念即智能電網(wǎng)可以為市場化電力的搭建提供透明、開放的操作空間,以公開、透明的市場原則來為電源與用戶實施管理、提供服務。同時,還能夠滿足用戶多元化、個性化的需求,充分利用電網(wǎng)資源,以開放的形態(tài)為社會提供其他附加增值服務,并充分利用社會公共資源提升綜合資源利用率,從而大大提高電力行業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
友好互動是中國堅強智能電網(wǎng)的主要運行特征。
4目前我國智能電網(wǎng)的建設情況
2007年10月,華東電網(wǎng)有限公司正式進行智能電網(wǎng)可行性研究項目,在緊密跟蹤國外先進電力企業(yè)及研究機構(gòu)智能電網(wǎng)的研究成果,同時考慮華東電網(wǎng)的目前的條件以及將來發(fā)展的要求之下,提出了三個階段的發(fā)展目標和行動計劃。在2008年底,華北電網(wǎng)有限公司、山東電力集團公司、遼寧省電力公司、中國電力科學研究院等電力企業(yè)和研究機構(gòu)也開始相繼進行智能電網(wǎng)的研究工作。
中圖分類號：TN915.853-34文獻標識碼：A
文章編號：1004-373X(2011)01-0020-03
Application of WiMax-based 3G Technology in Smart Power Grid
HUANG Shuo
(Dept. of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)
Abstract： Smart power grid is required to achieve the instant transfer and wide share of information. To realize the purpose, a method of wireless access based on a new 3G standard-WiMax is introduced. The basic communication architecture of the grid is proposed in terms of the characteristics of smart grid. According to the architecture and features of WiMax, a corresponding WiMax communication program is put forward, which can facilitate the transfer and share of information through wireless access and hierarchical management mode, and drastically promote the automation and interaction of the grid. Examples of application of this method in electricity system are analyzed. The prospect and some anticipated problems are discussed.
Keywords： WiMax technology; 3G technology; smart power grid; power communication; broadband wireless access
0 引 言
智能電網(wǎng)這一名詞一經(jīng)提出就在社會上引起了極大地關注。智能電網(wǎng)［1］建立在集成的、高速的雙向通信網(wǎng)絡基礎上，通過先進的技術和設備實現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟、穩(wěn)定和高效使用。智能電網(wǎng)要求以完備的信息平臺為基礎，以信息化、互動化以及自動化為主要特征。由此可見，先進的通信方式對智能電網(wǎng)的實現(xiàn)起著關鍵性的作用。
傳統(tǒng)的電力通信系統(tǒng)因其在成本、實時性和可靠性等方面不能滿足智能電網(wǎng)的要求，所以亟需新的電力通信方式來進行更新，而如今迅猛發(fā)展的3G無線通信技術正可以滿足以上要求，為智能電網(wǎng)的發(fā)展奠定基礎。
當下，世界各國對智能電網(wǎng)的廣泛關注也為先進的無線通信技術與電網(wǎng)的結(jié)合提供了良好的機遇。美國能源部在美國電網(wǎng)改革綱領性文件《GRID 2003》中提出了建立一個電力通信一體化的21世紀現(xiàn)代化電網(wǎng)的目標；在2009年召開的特高壓國際會議上，國務院副總理張德江也表達了中國對于建設智能電網(wǎng)的強烈愿望;還有，國家電網(wǎng)公司公布了分階段建設堅強智能電網(wǎng)的方案。此時，把握住這一良好契機，對先進無線通信技術如何在智能電網(wǎng)通信中的運用進行分析與研究就顯得十分必要了。
1 3G技術應用于智能電網(wǎng)的可行性與必要性分析
1.1 智能電網(wǎng)的基本要求
智能電網(wǎng)作為一個新興的概念，在很多國家和地區(qū)都對它有不同的理解，就我們國家當今發(fā)展情況來看，我們所發(fā)展的智能電網(wǎng)應具有堅強、兼容、經(jīng)濟、互動等特征。
堅強
堅強性是針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸?shù)墓╇娦枨笏岢龅?，它要求電網(wǎng)在發(fā)生大的擾動或故障時，仍能盡量保證用戶的供電，減小大面積停電的可能性，并能及時發(fā)現(xiàn)、診斷并消除故障，使電網(wǎng)恢復原來的運行狀態(tài)(即自愈性)。
兼容
能允許新能源的合理接入，適應分布式發(fā)電機和微電網(wǎng)的接入，使需求側(cè)管理功能更加完善，滿足電力與自然環(huán)境、社會經(jīng)濟以及人類文明的和諧發(fā)展。
經(jīng)濟
通過信息采集與分析，實現(xiàn)規(guī)劃、建設、運行與維護等全生命周期環(huán)節(jié)的優(yōu)化，達到設備運行安排合理，資源利用率高，運行成本低等目標，支持電力市場的有效開展，實現(xiàn)資源的統(tǒng)籌規(guī)劃與合理配置。
互動
通過數(shù)據(jù)與信息的雙向流動與即時傳輸，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的智能互動，把最穩(wěn)定、最經(jīng)濟的電能提供給用戶。同時，讓用戶也參與到電力市場的運營中來，更好地激勵電力市場的發(fā)展，使其滿足最廣大用戶的要求。
1.2 3G技術的特點與優(yōu)勢
根據(jù)以上所列智能電網(wǎng)的要求，新興無線通信技術――3G技術恰能夠使之得到滿足。3G技術［2］是┮恢知支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術，3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百Kbps以上。它的主要特點如下：
(1) 傳輸速度快，而且可以滿足移動性對高比特率可變速率的要求，快速移動下，數(shù)據(jù)傳輸速率達到1.44Kb/s。
(2) 提供了多種新業(yè)務與新技術，如寬帶業(yè)務、視頻業(yè)務等。
(3) 具有良好的兼容性與高度的靈活性，具有多功能、多環(huán)境適應能力以及多操作方式、多頻段運行能力。
(4) 語音與視頻質(zhì)量高，可保證語音及圖像的高保真?zhèn)鬏?。并且，?shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性能好。
(5) 采用根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務質(zhì)量和使用時間為收費參數(shù)，而不是以距離為收費參數(shù)的新收費機制。
基于以上所述，經(jīng)過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，3G技術的特點可以很好地滿足智能電網(wǎng)的要求，因此，將兩者進行合理的結(jié)合，可使智能電網(wǎng)的實現(xiàn)有可靠保障。
2 WiMax應用于智能電網(wǎng)的優(yōu)勢
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互聯(lián)接入)［3-5］是一種新興的3G標準。2007年10月19日，國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行無線通信全體會議，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過，WiMax正式被批準為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四個全球3G標準。
WiMax是基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50 km，峰值傳輸速率高達70 Mb/s。隨著技術標準的發(fā)展，WiMAX將逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務的移動化。
將WiMax在智能電網(wǎng)中應用，具有以下優(yōu)勢：
(1) 傳輸速率快，覆蓋范圍大。
WiMax可提供高速的無線寬帶接入，而且還具有移動通信能力，滿足了電網(wǎng)通信的即時性要求。此外，WiMax技術的傳輸距離長，達到了覆蓋范圍廣的效果，對偏遠地區(qū)電網(wǎng)的信息傳輸提供了保障。
(2) 靈活性強，可實現(xiàn)業(yè)務的多樣性。
WiMax系統(tǒng)具有豐富的業(yè)務接口，可使電網(wǎng)實現(xiàn)業(yè)務的多樣性。為適應不同業(yè)務的QoS保證機制，802.16MAC層設計了對無線鏈路進行高效管理的功能，通過對無線資源的使用進行調(diào)度并根據(jù)不同業(yè)務提供相應的QoS保證。
(3) 擴容便利，具有可升級性。
新增扇區(qū)簡易方便，靈活的通信通道規(guī)劃使容量達到最大化，并且允許運營商根據(jù)通信網(wǎng)絡的發(fā)展情況擴容或升級網(wǎng)絡。
3 WiMax技術應用于智能電網(wǎng)通信的設計方案及應用舉例
3.1 智能電網(wǎng)基本通信體系架構(gòu)
智能電網(wǎng)的信息流伴隨著能量的傳遞，涉及電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，電網(wǎng)信息流具有很明確的層次結(jié)構(gòu)，包括電網(wǎng)設備層、通信架構(gòu)層、數(shù)據(jù)存儲管理層和數(shù)據(jù)運用層。各層次信息體系是實現(xiàn)堅強智能電網(wǎng)的可靠保證。
在各層次信息體系基礎上，智能電網(wǎng)通信整體體系得以實現(xiàn)，該體系涉及電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，包括發(fā)電、輸電、配電以及用電等環(huán)節(jié)。綜合通信網(wǎng)絡運用于發(fā)電、輸電、配電環(huán)節(jié)，主要傳輸控制、保護等信息；用戶側(cè)則使用用戶端通信網(wǎng)絡，對用戶端的需求進行管理，并與發(fā)配電端進行信息交互。
3.2 基于WiMax的電網(wǎng)通信方案
電網(wǎng)通信系統(tǒng)主要服務于綜合信息網(wǎng)絡，同時也包括綜合信息網(wǎng)絡與用戶端網(wǎng)絡的信息交互。它主要分為中心控制層、控制終端以及用戶終端。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 電網(wǎng)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
與此結(jié)構(gòu)相適應的WiMax無線接入方案［6］，其在控制終端和配電終端均設置WiMax終端接入，WiMax終端接收配電終端信息，同時提供負荷控制、電網(wǎng)監(jiān)控等功能。在一定區(qū)域內(nèi)再設置一定數(shù)量的WiMax基站接入WiMax終端，構(gòu)成二級控制中心，WiMax基站通過電網(wǎng)通信接入電網(wǎng)控制中心，得到的數(shù)據(jù)通過智能電網(wǎng)綜合信息平臺對電網(wǎng)進行管理。
3.3 無線技術在智能電網(wǎng)中具體功能應用舉例
3.3.1 電網(wǎng)負荷管理
通過WiMax技術，使電網(wǎng)中的信息實現(xiàn)高度共享，在電能供給或負荷需求出現(xiàn)波動時，可以調(diào)動多方信息，加強信息的傳輸和流動，對電能進行統(tǒng)籌調(diào)配，從而得出最優(yōu)化的解決方案，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少對用戶的影響［7-8］。
3.3.2 電力線路巡檢
針對目前大容量、特高壓、長距離傳輸?shù)墓╇娦枨?，電力線路的巡檢工作將異常繁重，耗費大量的人力物力。利用WiMax技術的寬帶移動化，利用條碼掃描技術、RFID掃描技術等方法，巡檢人員可將線路信息即時傳送給控制中心，實現(xiàn)了先進的維護水平，使巡檢工作的效率得到較大提高。
3.3.3 電網(wǎng)視頻監(jiān)控
利用3G技術的視頻傳輸功能，實現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)控視頻實時傳輸，滿足電網(wǎng)檢測的要求。將3G移動視頻業(yè)務［9-10］與電力系統(tǒng)已有的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合，可以在有線寬帶不能覆蓋的區(qū)域安裝移動視頻監(jiān)測裝置，實現(xiàn)視頻監(jiān)控；同時，控制人員、維護人員可使用移動PC機實時了解運行狀況，對故障做出快速的反應。
4 結(jié) 語
針對無線城域網(wǎng)領域開發(fā)的WiMax技術，具備諸多用于智能電網(wǎng)的技術優(yōu)勢，是一種有效的綜合移動寬帶接入技術。電力行業(yè)有必要給予其足夠關注，抓住無線通信在智能電網(wǎng)中發(fā)展的機遇，做好WiMax技術組網(wǎng)的研究與推廣應用，為智能電網(wǎng)的實現(xiàn)提供可靠保證。
參 考 文 獻
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中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號：
1智能化農(nóng)村電網(wǎng)建設的必要性
國家電網(wǎng)的重要組成部分之一即是農(nóng)村電網(wǎng)，新時期的農(nóng)電工作新目標任務是建設以堅強、智能為特征的新型農(nóng)網(wǎng)，同時是實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)與各級電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的基本要求。加快建設農(nóng)網(wǎng)，推進農(nóng)電企業(yè)完成可持續(xù)發(fā)展，把農(nóng)網(wǎng)建設成智能化水平較高的供電網(wǎng)絡，使農(nóng)網(wǎng)更快、更好地為社會主義新農(nóng)村建設及新能源發(fā)展服務，是新時期農(nóng)電工作新的主要任務,也是實現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)與各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的必然要求。農(nóng)村電網(wǎng)的智能化建設對現(xiàn)階段農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展具有不可替代的作用。
大規(guī)模開發(fā)和利用太陽能、風能、生物能等清潔能源將由農(nóng)村智能電網(wǎng)建設提供堅強的保證，由于智能電網(wǎng)具有適應能力強、安全水平高等很多優(yōu)勢，可以使農(nóng)村新能源發(fā)電等各類間歇性、隨機性電能接入和消納需要得到滿足[1]。在我國農(nóng)村，農(nóng)村電網(wǎng)智能化升級一定要與當?shù)匦履茉窗l(fā)展的實際情況相結(jié)合，不能觀望不動，更不能盲目樂觀，應該適當超前，只有這樣，加快農(nóng)村智能電網(wǎng)的建設步伐才不是空話，農(nóng)村的下一個新經(jīng)濟建設才會提前來到。
2智能化農(nóng)村電網(wǎng)建設的路徑
（1）因地制宜，合理建設
建設農(nóng)村智能電網(wǎng)首先要因地制宜，根據(jù)本地電網(wǎng)的實際特點，應先做好當?shù)刂悄茈娋W(wǎng)的基礎建設工作。首先，農(nóng)村智能電網(wǎng)的基礎建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡上，其次農(nóng)村智能電網(wǎng)是通過領先的設備技術、決策支持系統(tǒng)技術、控制方法、以及傳感和測量技術的應用，來完成電網(wǎng)的使用安全可靠、經(jīng)濟、高效及環(huán)境友好的目標。利用這些發(fā)達的技術，可以大幅提高農(nóng)村電網(wǎng)運行的安全性及可靠性，可以把高質(zhì)量、穩(wěn)定的電能帶給我國的農(nóng)民用戶，為農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮不可估量的作用。
（2）重視規(guī)劃編制
農(nóng)村智能化電網(wǎng)的中長期發(fā)展與規(guī)劃編制工作是首當其沖要認真完成的。繼續(xù)從國家智能電網(wǎng)試點和相關科研技術攻關項目中不斷吸取成功經(jīng)驗，繼續(xù)穩(wěn)定的跟進上級電網(wǎng)的發(fā)展步伐，在構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)劃工作體系、推進生產(chǎn)管理集約化、支持清潔能源發(fā)展、促進調(diào)度管理一體化、加快電網(wǎng)建設標準化、強化人才支撐能力等很多方面下足功夫，不斷修訂發(fā)展規(guī)劃，持續(xù)扎實的推進智能電網(wǎng)建設，一步步完成和上級電網(wǎng)智能化、數(shù)字化的完整銜接 [2]。
（3）對技術工作進行梳理，發(fā)揮資源集約化的優(yōu)勢
充分發(fā)揮農(nóng)村電網(wǎng)建設傳統(tǒng)技術的優(yōu)勢，持續(xù)利用智能化電網(wǎng)的應用成果，來完成技術的不斷創(chuàng)新，依照國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)典型設計和建設標準化的要求，促進生產(chǎn)管理集約化，做到電網(wǎng)建設在發(fā)展中進步，在進步中發(fā)展[3]。充分發(fā)揮集約化的優(yōu)勢，認真完成智能化電能表的推廣應用和配套設施工程。智能電網(wǎng)的重要組成部分是利用電信息采集系統(tǒng)建設工程，是全社會體驗和感知智能電網(wǎng)建設主要成果的主要途徑之一，是用戶與智能電網(wǎng)實現(xiàn)互動的具體體現(xiàn)和關鍵環(huán)節(jié)，電網(wǎng)規(guī)劃、安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、優(yōu)質(zhì)服務工作中全面應用到了電信息采集成果，達到電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設，做到建有所成，真正提高運用效果。必需依照“因地制宜、經(jīng)濟合理，整體規(guī)劃、分步實施，標準統(tǒng)一、技術先進，”的建設基本原則才能實現(xiàn)。
（4）遵循“三統(tǒng)一”原則，突破重點、難點
國家電網(wǎng)公司“三統(tǒng)一”（統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一實施）原則必需嚴格遵守，充分利用電網(wǎng)智能化領域所取得的卓越成果，汲取智能化電網(wǎng)的關鍵技術，組織試點工程建設，持續(xù)推進低壓與中壓配電網(wǎng)絡系統(tǒng)一條龍技術的應用，因地制宜地做好配電網(wǎng)絡控制設備的選型、采購與招標，杜絕發(fā)生電網(wǎng)二次改造以免浪費資源，循序漸進地為在建工程提供更加智能化的設備。因地制宜的尋找智能電網(wǎng)建設的重中之重點，找出它們的突破口。要使智能電網(wǎng)建設步伐大大加快，必須解決了其本身智能電網(wǎng)建設的重點和難點，組織一切攻關力量，借助科研院所、高校的科研力量幫助解決問題，以提高科研成果的轉(zhuǎn)化能力。
（5）注重實效，善于創(chuàng)新
農(nóng)村智能化建設目標，首先要解決好農(nóng)網(wǎng)設備技術水平低下、網(wǎng)架不結(jié)實、通信系統(tǒng)不完備等最基本的問題。農(nóng)村智能電網(wǎng)建設最主要的是打好堅實的基礎，不要急功近利，一定要扎扎實實，基礎沒有打好，一切就等于空話。要此一步步滿足農(nóng)網(wǎng)智能化建設要求，就必需要求農(nóng)電企業(yè)盡自己最大能力地保護和發(fā)揮農(nóng)網(wǎng)已經(jīng)現(xiàn)有的先進和實用技術成果，去其糟粕取其精華，不斷的去完善、去創(chuàng)新。，
（6）借鑒較好的經(jīng)驗和做法
作為農(nóng)村智能電網(wǎng)建設試點浙江海鹽縣通元鎮(zhèn)韓家橋港社區(qū)已初見成效。海鹽縣供電局不會因為天氣惡劣出現(xiàn)用電緊張的狀況，因為他們利用風電、太陽能相互協(xié)調(diào)家用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)給用戶供電，這種相互協(xié)調(diào)家用并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能效果也極為顯著。同有也有部分地區(qū)把農(nóng)村智能電網(wǎng)客戶服務系統(tǒng)分為智能家庭網(wǎng)絡接入系統(tǒng)、自動抄表系統(tǒng)、綠色能源系統(tǒng)、居民服務增值系統(tǒng)、營銷自助式服務終端系統(tǒng)5個子系統(tǒng)。這樣，農(nóng)村智能化電網(wǎng)就基本能夠完成故障自動定位，可以根本解決以前人工查詢故障、恢復供電速度慢、一有故障便全線停電等出現(xiàn)的問題，農(nóng)村智能電網(wǎng)建設就可以取顯著的成效。
3結(jié)束語
農(nóng)村智能電網(wǎng)建設不僅能讓管理、調(diào)度、運行人員隨時掌握電網(wǎng)的運行情況，可以及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題同，更是帶來了更大、更好的經(jīng)濟效益和社會效應。大幅提高了農(nóng)村電網(wǎng)的技術含量，不但提高了電壓質(zhì)量，而且縮短了停電的時間，不但提高了供電優(yōu)質(zhì)的服務水平，而且提高了農(nóng)村供電可靠性，通過不斷地努力，農(nóng)村電網(wǎng)將達到集信息化、數(shù)字化、互動化、自動化于一身的的智能配電網(wǎng)，農(nóng)村智能化電網(wǎng)建設的前景將是一片光明。
參考文獻：
智能電網(wǎng)無可比擬的優(yōu)勢使它在電網(wǎng)發(fā)展過程中成為了必然趨勢，各項的優(yōu)勢為建設高性能的電網(wǎng)帶來了新設備以及新技術的不斷更新。它隨著智能電網(wǎng)不斷深入的研究也進入到了快速發(fā)展的新階段，智能電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展的基礎是由繼電保護裝置廣泛的應用范圍以及功能提供的。本文對二者相互之間的關系進行應用分析、探討，并提供有效參考價值。
1 繼電保護裝置技術
1.1 目前繼電保護裝置的現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，超高壓電壓和大聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，在發(fā)展過程中一項重要的研究課題就是繼電保護可靠性、選擇性、靈敏性以及快速性的有效提高?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是由電能產(chǎn)生、輸送、分配以及用電環(huán)節(jié)而組成的，這是經(jīng)過了許多電力技術人員的不斷實踐、研究并利用累積的大量經(jīng)驗而得到的。
1.2 繼電保護裝置的任務與基本特性
繼電保護是為了避免電力系統(tǒng)中元件發(fā)生異常或短路的現(xiàn)象，并利用這些情況來達到電氣量變化的保護措施。繼電保護在供電系統(tǒng)運行正常的時候，通過對各種電力設備進行完整的監(jiān)控來保證設備能夠安全正常的運行，在發(fā)生故障的時候能夠及時的切除故障部分來保證其他設備正常的工作，并在發(fā)生故障時候能夠及時的發(fā)出警報，使相關人員能夠及時對故障部分進行處理。值班人員能夠依據(jù)繼電保護在這過程提供的可靠運行依據(jù)來工作。
在運行過程中繼電保護裝置的基本特征十分明顯，包括可靠性、速動性、靈敏性以及選擇性等。如今技術水平愈發(fā)先進，智能電網(wǎng)運行過程中其繼電保護的多種性能也得到了進一步的強化，更具有有效性與合理性。
2 智能電網(wǎng)的相關認識
2.1 智能電網(wǎng)的含義
電網(wǎng)的智能化就是智能電網(wǎng)，它進行雙向信息處理的基礎是集成系統(tǒng)且高速通行的，采用電子傳感技術，統(tǒng)一收集、處理電網(wǎng)信息時其管理手段快捷有效，控制方法十分靈敏，使其運行時高速、安全。整個電網(wǎng)的信息化、互動化、數(shù)字化都屬于智能電網(wǎng)的范圍，利用先進技術使變電站網(wǎng)絡與多個設備的具體問題得以解決，電能供應達到高質(zhì)量、高性能的目標，將高起點、快發(fā)展的基礎提供給繼電保護。
2.2 繼電保護在智能電網(wǎng)中的發(fā)展
分布式發(fā)電與交互式供電都是智能電網(wǎng)的運行特點，這些特點也影響了繼電保護系統(tǒng)。如今信息化技術與數(shù)字化技術應用廣泛，智能電網(wǎng)中的繼電保護原理也十分完善，智能傳感器可實時監(jiān)控發(fā)電、輸電、供電和配電系統(tǒng)。整理、分析、審核全部監(jiān)控數(shù)據(jù)后可對設備的整體運行情況有所了解，起到保護作用。將新的方法與技術應用在智能電網(wǎng)中，可使繼電保護的相關軟件與整體配置適對于智能電網(wǎng)的新需求適應得更快。繼電保護技術因智能電網(wǎng)數(shù)字化特性而達到了信息傳輸方式與測量手段的數(shù)字化，因網(wǎng)絡化特性使有關信息達到了以智能數(shù)字信號進行網(wǎng)絡傳輸，繼電保護服務可以收集、處理廣域信息，其安全自動裝置性能得到提高。
3 智能電網(wǎng)中繼電保護技術的應用
如今出現(xiàn)了智能電網(wǎng)，因此繼電保護在電力系統(tǒng)領域的研究與發(fā)展應當受到重視，在建設智能電網(wǎng)時，很難掌握應用繼電保護的過程，其應用技術包括許多專業(yè)的優(yōu)勢，例如控制技術、電子技術、網(wǎng)絡技術、信息技術等，只有融合這些技術并進行一定的創(chuàng)新，才能使繼電保護裝置發(fā)展的更好。
在智能電網(wǎng)中應用繼電保護裝置首先應對其運行方式的靈活性與潮流流向的不確定性進行綜合考慮，完成電流保護原理與距離保護時需要實時調(diào)整，使定值的適應功能得到保證。另外以運行方式的變化為依據(jù)適當調(diào)整保護功能、保護范圍、保護裝置的定值。利用電網(wǎng)中散布的傳感器智能電網(wǎng)可以得到信息監(jiān)控輸線路的最及時的容量與溫度，對功率進行合理調(diào)整，使其與運營極限相接近，同時對輸電線路的負荷保護定制加以調(diào)整，進而對容量與溫度變化的影響可更加適應。另外繼電保護技術的發(fā)展在一定程度上是由智能電網(wǎng)數(shù)字化與信息化特性所推動的，繼電保護領域中應用了許多人工智能技術，例如模糊邏輯、遺產(chǎn)算法等，使大量麻煩的非線性問題得以解決。繼電保護系統(tǒng)中以電氣故障狀態(tài)的變化與電力系統(tǒng)運行方式為依據(jù)對保護定值、性能與特性等進行改變的技術就是自適應控制技術，是繼電保護中的一種新技術。應用該技在短時間內(nèi)使繼電保護技術對電力系統(tǒng)中的變化加以適應，使智能電網(wǎng)繼電保護的運行更加可靠，保護作用加強，經(jīng)濟效益得到提高。
4 智能電網(wǎng)中繼電保護技術發(fā)揮的作用
4.1 預保護功能
在智能電網(wǎng)的運行中注意其子系統(tǒng)的不平衡功率，以及控制系統(tǒng)的狀態(tài)，可以對可能發(fā)生的事故起到預防作用，進行事故預警和保護，達到智能電網(wǎng)的新需求。
4.2 使輸電斷面的安全性提高
在輸電線路中全面發(fā)展其過負荷保護措施，可對連鎖過載跳閘進行自動預防，避免停電事故大范圍發(fā)生，對電網(wǎng)的保護力度進行強化。現(xiàn)代技術的應用可使電網(wǎng)的運行安全得到最大程度的滿足，使繼電保護裝置在智能電網(wǎng)中發(fā)揮作用，提高輸電斷面的安全性。
4.3 使智能電網(wǎng)安全、有效運行
繼電保護技術中包含的體系十分完整，可以分析電力系統(tǒng)中的故障，明確繼電保護技術的原理與實現(xiàn)方法，設計繼電保護、保證其運行、完善維護技術，因此繼電保護技術的應用可以降低電氣元件的故障發(fā)生率，使智能電網(wǎng)保持正常運行。
4.4 雙重保護智能電網(wǎng)
電力領域中應用的信息技術與網(wǎng)絡技術因智能電網(wǎng)智能化特點的應用而得到有效促進，將智能傳感器在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中應用，可以做到智能化處理收集到的相關數(shù)據(jù)，繼電保護裝置在智能電網(wǎng)中一方面發(fā)揮其繼電保護的基本功能，另一方面還可以對出現(xiàn)的故障進行智能化診斷，使系統(tǒng)自我恢復，并在短時間內(nèi)實現(xiàn)隔離。
4.5 促進智能電網(wǎng)的發(fā)展
繼電保護技術的特點是全方面的，能夠與智能電網(wǎng)信息化、數(shù)字化的特點相呼應，并且在不斷發(fā)展中逐漸具備了自動整定技術、網(wǎng)絡化、數(shù)字化等特點，裝置性能也得到提高，使智能電網(wǎng)在傳輸電器量信息時更加便利。與互聯(lián)網(wǎng)相互連接的繼電保護系統(tǒng)使智能電網(wǎng)中的繼電保護裝置具備智能化特性。
5 結(jié)語
電網(wǎng)的最終發(fā)展方向就是智能電網(wǎng)，在其發(fā)展過程中繼電保護也會隨之發(fā)展，將先進的技術設備提供給智能電網(wǎng)。而且繼電保護技術在智能電網(wǎng)的推動下也會逐漸變得信息化、計算機化、網(wǎng)絡化和數(shù)據(jù)通信、測量、保護、控制一體化，在運行中更加穩(wěn)定、安全。對電力控制系統(tǒng)與電網(wǎng)故障中的繼電保護裝置的隔離功能進行強化，可以使電力系統(tǒng)發(fā)揮保護作用時更具可靠性、穩(wěn)定性與安全性，為建設智能電網(wǎng)打下牢固的基礎，使我國繼電保護的管理水平提高。
參考文獻：
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）17-0002-02
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，對資源的需求也在日益增加。輸配電、信息化和數(shù)字化等現(xiàn)代技術的升級，為我國智能電網(wǎng)技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。2011年，江蘇省無錫的西涇變電站正式投入運營，成為我國的首座220千伏的智能變電站。西涇變電站的設計和建設對我國智能變電站的建設起到了良好的指導和示范作用。然而，我國智能電網(wǎng)仍然處在初級階段，如何安全、可靠地將其應用到現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)和居民生活領域中還需要進行一個長期地探討。
1 智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵
智能電網(wǎng)指的是電網(wǎng)的智能化運作過程?，F(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展進程中，各個國家都在結(jié)合自身電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，經(jīng)過屢次地研究和實踐，從而形成了具有本國特色的發(fā)展道路和技術路線?，F(xiàn)階段各種信息技術應用范圍在不斷擴大的背景下，智能化已經(jīng)逐漸成為電網(wǎng)發(fā)展的趨勢和潮流。
智能電網(wǎng)，也稱為知識型電網(wǎng)或現(xiàn)代電網(wǎng)，主要是通過先進的傳感量測技術和分析以及其他能源電力技術相結(jié)合，同時和電網(wǎng)基礎設備形成高度集成狀態(tài)。智能電網(wǎng)以電子終端作為信息模式構(gòu)建平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息資源的共享，達到電網(wǎng)的經(jīng)濟、高效、安全運行的目標?，F(xiàn)代化電網(wǎng)運行系統(tǒng)必須能夠從根本上促進國家能源的可持續(xù)發(fā)展以及資源的優(yōu)化配置。因此，我國在電網(wǎng)發(fā)展和建設過程中必須投入相關的技術，才能夠促進電網(wǎng)智能化的實現(xiàn)。
2 智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征及優(yōu)勢
相比于傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術，智能電網(wǎng)的發(fā)展具有獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢。
2.1 智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征
從我國現(xiàn)有的智能電網(wǎng)發(fā)展情況來看，智能電網(wǎng)的建設具有以下特點。
2.1.1 高效運行和管理
目前，電網(wǎng)在運行中往往會出現(xiàn)一些問題。例如電網(wǎng)需要被動地適應負荷，很多設備和輸電網(wǎng)的利用效率還有待提高。同時，由于許多配電網(wǎng)的使用年限較久，很多設備和運行還有待進一步優(yōu)化。智能電網(wǎng)在運行中能夠有效地解決這些問題。其在科學合理規(guī)劃基礎上，充分地發(fā)揮了信息技術管理系統(tǒng)和監(jiān)控技術的優(yōu)勢，提高了電網(wǎng)投資的效率，從而極大地增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
2.1.2 電力交易的便捷性
電力交易的便捷性要求電網(wǎng)能夠在每一個交易機制精確地進行處理。智能電網(wǎng)能夠有效地實現(xiàn)這一目標。首先，智能電網(wǎng)能夠營造一個公正、合理、有序的電力市場，并且能夠快速、及時地處理各種電力交易。其次，智能電網(wǎng)還能夠?qū)Ω鞣N業(yè)務進行快速、簡單地結(jié)算，提高電力系統(tǒng)的工作效率。然后，智能電網(wǎng)可以根據(jù)市場和用戶的要求，建立科學的響應機制和服務平臺。最后，智能電網(wǎng)還可以適時地實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化更新升級，以適應現(xiàn)代市場經(jīng)濟的發(fā)展。
2.1.3 電網(wǎng)極強的兼容性
傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡主要是以遠端集中式發(fā)電方式為主，智能電網(wǎng)則能夠?qū)Ω鞣N不同類型的電源及其裝置具有極強的包容性。由于電網(wǎng)涉及的行業(yè)領域非常廣泛，尤其是發(fā)電、環(huán)保以及制造等領域，對電網(wǎng)的要求更高。因此，智能電網(wǎng)以一個開放、兼容的網(wǎng)絡，促進電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的健康發(fā)展。
2.1.4 經(jīng)濟清潔
智能電網(wǎng)在電力市場和電力交易的有效執(zhí)行下，能夠極大地提高資源的利用效率。通過引進先進技術和設備，改善各種輸電設備和變電站的運行狀況。同時，智能電網(wǎng)還能夠積極地適應大型且集中式的多種電源設備共同介入。尤其是大型風力發(fā)電和太陽光等可再生能源。智能電網(wǎng)在電力生產(chǎn)過程中還能夠有效地減少對環(huán)境的破壞和污染以及抑制溫室氣體的排放，從而滿足能源可持續(xù)發(fā)展的要求。
2.2 智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢
目前，智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)配電結(jié)構(gòu)所不能支持的幾個基本功能。
1）智能電網(wǎng)能夠綜合地考慮各種電力調(diào)節(jié)設備和分布式電源以及用戶電量管理系統(tǒng)的特點，從而有效地優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)的整體性能。因此，智能電網(wǎng)不僅能夠保障電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，而且還能夠極大地提高電力能源的質(zhì)量。
2）智能電網(wǎng)還能夠支持一些比重較高的分布式電源，進而提高電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)的整體性和靈活性。通過集中發(fā)點和分散發(fā)電模式的結(jié)合，以及各種可再生能源的介入，使得整個電網(wǎng)與自然環(huán)境和諧發(fā)展。尤其是當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，智能電網(wǎng)能夠準確地對其進行定位，利用分布式電源進行局域性供電。
3）智能電網(wǎng)技術還能夠建立一個可靠的數(shù)據(jù)信息平臺。智能電網(wǎng)在采集數(shù)據(jù)信息時能夠?qū)﹄娫垂芾砀鱾€單元、故障錄波數(shù)據(jù)進行有效地整合。同時，智能電網(wǎng)還能夠通過在線決策系統(tǒng)實現(xiàn)主網(wǎng)的自治和自愈。
3 我國智能電網(wǎng)技術的研究分析
3.1 基于MAS的分布協(xié)調(diào)技術
MAS系統(tǒng)主要是包括MAS終端、 MAS服務器和MAS管理平臺三個方面。其中MAS終端主要是通過網(wǎng)絡為用戶提供多種多樣的服務。因此，在實際的智能電網(wǎng)建設中可以根據(jù)需要，自定義安裝客戶端。MAS服務器主要是用于用戶或者企業(yè)內(nèi)部。通過廣域網(wǎng)絡以及MAS服務管理平臺實現(xiàn)資訊的共享。MAS管理平臺則是指內(nèi)部網(wǎng)絡與各大子網(wǎng)絡進行交流，從而對信息數(shù)據(jù)有效地整合。
隨著各種智能電子設備的不斷發(fā)明與應用，智能電網(wǎng)也開始積極地探索。面向服務的體系結(jié)構(gòu)的應用顯示了無可比擬的優(yōu)越性。服務體系結(jié)構(gòu)通過充分地發(fā)揮業(yè)務、技術和管理三者的優(yōu)勢，對電力企業(yè)的應用建立三維模型，從而大大地增強了業(yè)務的高效性、技術的靈活性以及管理的有效性。MAS系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中具有很強的伸縮性，并且為電力系統(tǒng)實現(xiàn)相互操作留有足夠的空間，進而從根本上對用戶資源進行有效保護。因此，相對于傳統(tǒng)的電網(wǎng)控制系統(tǒng)，MAS的分布協(xié)調(diào)能夠廣泛地應用于智能電網(wǎng)的各個層級之間的分布協(xié)調(diào)控制。
3.2 電力設備相關技術
電力設備是電網(wǎng)運行的有效運作的基礎。電網(wǎng)系統(tǒng)運行中的電力設備主要包括輸電配電技術、高效能源材料技術以及電子電力技術等。
輸電配電技術主要是在電網(wǎng)的建設中不僅需要利用容量較大、距離遠、損耗低等輸電技術，而且還需要探討相關的分布功能技術以提高電網(wǎng)整體運行效率。因此，輸電配電技術側(cè)重于對微型電網(wǎng)、特高壓絕緣等方面。
高效能源材料技術主要是指在智能電網(wǎng)中發(fā)揮可再生能源的優(yōu)勢以及新型技術和工藝的特點，實現(xiàn)清潔、高效、可持續(xù)生產(chǎn)。智能電網(wǎng)的發(fā)展需要借助先進材料技術作為支撐，提高能源材料的利用效率。
電子電力技術是優(yōu)化智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的關鍵組成部分，因此需要引起高度重視。目前，電網(wǎng)建設中的電子電力技術主要包括具有耐高壓性的電流電力電子器件、動態(tài)電壓恢復器以及統(tǒng)一潮流控制器等。此外，智能電網(wǎng)作為一個信息化高度集中的系統(tǒng)，做好網(wǎng)絡安全和信息安全工作顯得尤為重要。因此，智能電網(wǎng)技術還包括地網(wǎng)絡安全和信息安全維護方面的技術。例如對安全數(shù)據(jù)和信息的存儲和備份功能；網(wǎng)絡病毒的維護和查殺功能；網(wǎng)絡系統(tǒng)生存性的及時防護等。
3.3 分布式能源的系統(tǒng)集成技術
智能電網(wǎng)中分布式能源主要是指分布式發(fā)電和分布式儲電以及需求響應資源。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)的電網(wǎng)發(fā)電具有很大的區(qū)別。智能配電網(wǎng)不需要親自參與發(fā)電。智能電網(wǎng)由許多的分布式電機組成，因此在運行中不僅可以和主網(wǎng)相互連接，而且還可以獨自運行。在實際電網(wǎng)運行中往往會由于技術因素和自然因素，小型的分布式發(fā)電機難以長期地穩(wěn)定運行。所以需要針對不同的問題，對微電網(wǎng)進行智能控制。
眾所周知，可再生能源具有不穩(wěn)定性。因此，分布式儲能能夠有效地克服這一缺陷。未來的智能電網(wǎng)發(fā)展需要在儲能技術方面進行積極地研究。例如化學電池盒超大容量的電容器以及燃料電池等，都具有高效和高密度的優(yōu)勢。分布式發(fā)電和蓄電池是組成分布式儲能的主要部分，因此需要電網(wǎng)從主網(wǎng)和本地微電源上獲取功率。因此，隨著電網(wǎng)的用戶數(shù)量不斷地增多，智能電網(wǎng)需要安裝相關的電能質(zhì)量調(diào)整器。智能電網(wǎng)的主要任務是實現(xiàn)需求響應資源的系統(tǒng)集成，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。因此，智能電網(wǎng)需要對各種輔助設備和供電合同以及現(xiàn)貨市場等進行研發(fā)和調(diào)查。
4 結(jié)束語
綜上所述，電網(wǎng)是我國現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的基礎，對國民經(jīng)濟各大領域的協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極意義。智能電網(wǎng)技術的發(fā)展將成為我國發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的有效途徑。發(fā)展智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當今各個國家共同探討和關心的話題。因此，我國在智能電網(wǎng)技術研究方面還有待于提高，從而為增強我國的綜合國力奠定基礎。
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A
目前，宜春政府已經(jīng)高度認識到電網(wǎng)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活水平提高的緊密聯(lián)系，意識到加快推進電網(wǎng)建設與改造勢在必行。江西省電力公司與宜春市政府共同推進宜春電網(wǎng)發(fā)展，“十二五”期間，省電力公司規(guī)劃投資55億元用于宜春電網(wǎng)建設，宜春政府加大對電網(wǎng)建設支持力度，將電網(wǎng)工程納入重點工程管理，協(xié)調(diào)解決宜春電網(wǎng)規(guī)劃、建設過程中的重大問題。
一、110kV智能變電站技術概述
智能變電站由先進、集成、環(huán)保設備組成，將信息共享標準化、通訊平臺網(wǎng)絡化、全站信息數(shù)字化作為基本要求，具有自動測量、采集、控制、計算信息等功能，還可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時控制、自動調(diào)節(jié)、互動協(xié)同、在線分析等高級功能，其技術特點如下：
1高度可靠性
高度可靠性是電網(wǎng)設計中的應用智能變電站技術的最基本要求。不僅要求變電站本身及其設備具有高度可靠性，還要求變電站具備自我診斷和治愈功能，并能夠提前防范設備故障，在故障發(fā)生時迅速做出反應，有效減少故障造成的供電損失。
2 強大的交互性
智能變電站技術要為智能電網(wǎng)提供準確、可靠、完整、實時信息。為了滿足電網(wǎng)的控制和運行需要，智能變電站要及時采集數(shù)據(jù)信息并實現(xiàn)全站共享，與電網(wǎng)的高級應用程序互動，為智能電網(wǎng)運行的安全可靠經(jīng)濟提供基本保障。
3高度集成
智能變電站技術與計算機技術、現(xiàn)代通信技術、電力電子技術和傳感測量技術等進行高度融合，兼容虛擬電廠和微網(wǎng)技術，能夠簡化智能變電站的數(shù)據(jù)采集方式，形成統(tǒng)一的信息支持平臺。
4低碳、環(huán)保
智能變電站采用光纖替代傳統(tǒng)電纜，站內(nèi)設備應用功耗低、高度集成的電子元件，由電子互感器替代傳統(tǒng)充油互感器，不僅減少資源消耗，降低建設成本，而且減少了輻射、噪聲、電磁干擾和污染，凈化了電磁環(huán)境，優(yōu)化了變電站性能。
二、110kV智能變電站技術在宜春電網(wǎng)設計中的應用
1 110kV智能變電站設計要點
1.1智能化升級一次設備。宜春電網(wǎng)設計中對變電站進行智能化設計，是電網(wǎng)建設節(jié)能降耗的有效技術措施。在進行變電站一次設備的智能化設計時，需要滿足數(shù)學化、可視化、交互性和一體化的要求。智能化升級一次設備時，需要在主要變電器中設置智能終端機器配套合并單元。分布在主變線間隔、出線間隔內(nèi)安裝智能終端。建立對全站和核心設備的后臺監(jiān)測系統(tǒng)，進行跟蹤監(jiān)測，能夠獲取運行數(shù)據(jù)，并進行分析和匯總，提供相應的檢修和調(diào)整方案。采用一對一方式將過程層設備與間隔層設備連接，結(jié)合設備的自我描述和檢測功能，通過信息模型和通信協(xié)議，與主站控制層進行信息的互動交流。
1.2網(wǎng)絡化布局二次設備。網(wǎng)絡化布局二次設備即通過通信協(xié)議和光纖對系統(tǒng)進行分布式控制，代替總線方式，提高了信息傳輸?shù)呢S富性和標準化程度，有效保證對變電站實行的全景式監(jiān)控。根據(jù)協(xié)議標準，智能變電站中由主站控制層、過程層和間隔層構(gòu)成其自動化系統(tǒng)，形成分布分層的開放系統(tǒng)。智能化升級主站控制層，建立管控中心，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站的集中和遠程控制。每一分層設備利用智能終端能夠掃描并上傳數(shù)據(jù)信息，從而完成對所有設備的自動控制管理；在間隔層的數(shù)字接口位置配置專門的保護性控制和監(jiān)測設備，能夠管理間隔層設備的運行。同時，執(zhí)行全站統(tǒng)一的通信協(xié)議，對設備運行狀態(tài)進行自我檢測和描述。此外，該層設備也具備基本的分析和傳輸數(shù)據(jù)功能；對過程層設備進行設計時，同樣通過統(tǒng)一通信協(xié)議，能夠完成獨立自檢，二次設備能夠接收合并器采集信息；其保護裝置能夠利用智能終端與總線接口實現(xiàn)一對一通信。
2 110kV智能變電站技術在電網(wǎng)設計中的具體應用
2.1硬件集成技術。科學技術的發(fā)展促進了描述硬件語言的出現(xiàn)，使硬件系統(tǒng)設計具備自動化、集成化、模型化特點，實現(xiàn)了有針對性的功能模塊設計，固化智能設備的邏輯處理過程，將過去軟件實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化為硬件功能。這種設計為邏輯處理的準確、可靠和時效性提供了保證，能夠解決傳遞信息過程中的問題，同時促使設備集成化，有效節(jié)省投資，此外，模塊化設計也有利于檢修、升級、更換智能設備。
2.2軟件構(gòu)件技術。軟件構(gòu)件技術的實質(zhì)是對一組代碼在不同粒度進行組合并封裝，實現(xiàn)多功能特定服務，進一步向用戶提供接口。與對象技術相比，構(gòu)件技術具備高度的抽象性。構(gòu)件技術是彈性靈活軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)基礎，也是設計嵌入式軟件集成功能的重要手段。其應用依賴于軟件結(jié)構(gòu)的可靠。在電網(wǎng)設計中應用軟件構(gòu)件技術，可以減少變電站開發(fā)和集成功能軟件活動中的重復勞動，提高軟件質(zhì)量和效率，減少開發(fā)成本；此外也增強了系統(tǒng)功能操作的交互性，保證變電站中系統(tǒng)功能的靈活分布，有效提高系統(tǒng)自愈性和可靠性。
2.3信息優(yōu)先傳輸和就地儲存技術。信息系統(tǒng)的高度集成和信息平臺的統(tǒng)一提高了智能變電站的經(jīng)濟性和擴展性，為信息共享、動態(tài)分配、擴展提高了良好平臺。信息的分級優(yōu)先傳輸和就地儲存技術，保證信息傳輸及時、準確、高效；就地儲存非關鍵信息，能夠降低傳輸網(wǎng)絡的負荷，并為設計決策提供可靠信息依據(jù)。在宜春電網(wǎng)設計中，必須確保電力系統(tǒng)中信息的安全，對信息采取必要的防護措施。分層管理信息技術能夠分析并評估電力信息，并根據(jù)信息等級設計不同的安全策略，增強了信息系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，最大限度保證電網(wǎng)信息的權限和安全。
結(jié)語
綜上所述，智能變電站是電網(wǎng)建設和改造中轉(zhuǎn)換和控制能源的核心平臺，110kV智能變電站技術不僅能為電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定提供數(shù)據(jù)基礎，也為智能電網(wǎng)的高效和自愈提供了技術支持。針對目前阻礙宜春城網(wǎng)建設和改造的突出矛盾，在電網(wǎng)設計中應用110kV智能變電站技術，能夠促進宜春電網(wǎng)建設和改造的規(guī)范化，為國家電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供支持。
參考文獻
智能電網(wǎng)與需求響應（簡稱DR）是當今電力行業(yè)極為感興趣而且重視的研究內(nèi)容。作為21世紀有著重大科技改革的智能電網(wǎng)，在不知不覺中正與DR競爭市場共同發(fā)展、進步、完善，并開始相輔相成地交融在一定的科學領域。智能電網(wǎng)作為當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，有著最先進、最科學、最系統(tǒng)的技術，而DR在市場環(huán)境當中的成長，已經(jīng)成為了智能電網(wǎng)的最佳應用選擇之一.并逐步成為智能電網(wǎng)的主流選擇。
一、智能電網(wǎng)概論
（一）智能電網(wǎng)的基本含義
由于智能電網(wǎng)是電力科學當中提出的一種新的電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此在對其定義方面還存著一定爭議。但從智能電網(wǎng)安全可靠、先進技術的角度來看，智能電網(wǎng)通過廣泛的寬帶通信并憑借智能模式控制的自動化系統(tǒng)已經(jīng)能夠保證電網(wǎng)系統(tǒng)中的各個成員之間進行有效的互動與使用，并能夠完成傳統(tǒng)電網(wǎng)難以完成的高質(zhì)量任務。
（二）智能電網(wǎng)的特點
1、高度智能化：當電網(wǎng)當中的部分系統(tǒng)發(fā)生故障時，智能電網(wǎng)能通過一定的自我修復功能和安全分析功能對其他未受害地區(qū)的電網(wǎng)進行繼續(xù)傳送，而不會導致其他用戶的供電質(zhì)量受到影響。
2、良好的兼容性：智能電網(wǎng)不僅對集中式發(fā)電的模式能夠通過自我調(diào)節(jié)進行有效的兼容，同時，對分布式發(fā)電模式也同樣能適應。
3、強大的整合性：智能電網(wǎng)通過高端統(tǒng)一的電網(wǎng)平臺對整個電力系統(tǒng)進行有效整合，并以最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性來激勵電力市場的安全管理，從而提升整個電力系統(tǒng)的可操控性。
二、智能電網(wǎng)與DR的關系
（一）DR的定義
簡單來說，DR就是電力需求響應的簡稱。DR作為需求側(cè)管理的解決方案之一，可以讓電力用戶根據(jù)市場的價格情況或者相關供電部門做出的誘導性方針來改變自身原本的用電習慣，從而避免在短時間內(nèi)出現(xiàn)電價上漲或某段時間內(nèi)的用電量過大等問題。
（二）有關DR的智能電網(wǎng)技術
智能電網(wǎng)技術一方面可以讓DR項目變得更加容易實施和推廣，另一方面還能讓電力用戶選擇最佳用電方案來提升用電效率?！爸悄茈姳怼弊鳛橹悄茈娋W(wǎng)技術當中重要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅改善了傳統(tǒng)電表的可操作性低、容易發(fā)生故障等諸多問題，還在原有基礎上結(jié)合DR項目，使用戶可以更加了解自己的用電情況，改變一些不好的用電習慣。另外，雙向通信、用戶門戶、家域網(wǎng)、計量數(shù)據(jù)管理、客戶服務的改進都是與DR密切相關的智能電網(wǎng)技術。他們同智能電表一樣從根本上改變了電力用戶的用電習慣，形成了更為科學、系統(tǒng)的用電環(huán)境。
（三）智能電網(wǎng)與DR合作的意義
通過智能電網(wǎng)與DR的相互合作，不僅可以使電力用戶更為直接有效地參與到DR項目中來，還能讓用戶本身更加直觀地理解DR項目與智能電網(wǎng)之間的關系，從而選擇更合理的用電方式以降低自身的用電成本。另外，通過智能電網(wǎng)的尖端技術，可以在一定程度上刺激電力市場的發(fā)展，并借助DR資源，尋找到更為科學的新型運作模式，大大優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)體系。
三、智能電網(wǎng)與DR的未來發(fā)展
（一）智能電網(wǎng)的研究方向
由于我國在智能電網(wǎng)方面還沒有比較成熟的系統(tǒng)法規(guī)，因此在智能電網(wǎng)技術方面還有待進一步提高。雖然在個別發(fā)達地區(qū)已經(jīng)采用了智能電網(wǎng)模式，并在一定程度上結(jié)合了DR項目的發(fā)展經(jīng)驗，但依舊需要更多實踐性的探索。根據(jù)國外的先進經(jīng)驗，我們可以先從分布式能源的接入點這一塊進行深入研究，并找到適合我國電力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的智能電網(wǎng)體系，從而進一步探索、研究“多網(wǎng)合一”的關鍵技術。智能電網(wǎng)的最終目的是希望能夠在輸配用電的安全性與經(jīng)濟運行的持久性方面做出本質(zhì)上的提高，而我國的智能電網(wǎng)研究才剛剛起步，未來的發(fā)展路程任重而道遠。
（二）DR項目的未來構(gòu)想
DR項目作為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系中不可或缺的一項重要元素，關系著智能電網(wǎng)的整體優(yōu)化，因此，對DR項目的改善需要政府部門、供電方通力合作，并進一步加大力度來完善相關政策體系，使DR項目能夠做到有法可依，避免用電管理的混亂。另外，由于DR項目與智能電網(wǎng)的實施或許會減少電力部門的收入，因此為了鼓勵相關部門的投入積極性，政府在條件允許的情況下應該加大資金投入量，切實保證電力部門的正常運行。
（三）智能電網(wǎng)與DR合作設想
智能電網(wǎng)要充分利用DR項目的能動性大力宣傳智能電網(wǎng)的互動性、高效性、科學性，使大家對智能電網(wǎng)能有一個正確的理解和認識。另外，相關部門要有意開展一些宣傳教育活動，使智能電網(wǎng)與DR項目能夠深入到群眾中去，讓群眾感受到兩者合作能夠帶來的好處。其次，智能電網(wǎng)與DR內(nèi)部要通力合作，相輔相成，在智能化技術與市場運作手段方面進一步加深相互的了解，使兩者能夠?qū)⒅悄芑娋W(wǎng)進行更大范圍的普及。
四、結(jié)束語
綜上所述，智能電網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為全世界電力行業(yè)共同進步的需要，其智能化的手段與全新的管理模式都將給世界帶來新一輪的電力變革。從DR的視角來看，我國需要在傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎上，加強統(tǒng)籌兼顧的思想，改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的單一性，優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)的操作手段，改善電力結(jié)構(gòu)基礎，并結(jié)合國內(nèi)外成功的優(yōu)秀方案來建設出具有中國特色的智能電網(wǎng)，并同時促進DR項目的實施，讓企業(yè)參與到市場運作的實踐中來，努力實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化操作，從而保證智能電網(wǎng)高速的發(fā)展。
中圖分類號：TN828 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）34-0050-02
1 概述
4G通信是第四代移動通信總體的稱呼，其自身在通信過程中顯示出的通信質(zhì)量明顯高于3G通信，在傳播過程中體現(xiàn)出了更加快速的傳播速率，圖像在經(jīng)過4G網(wǎng)絡技術傳播之后收到的視頻和圖像能夠更加清晰，4G通信技術已經(jīng)被廣泛應用于直播和視頻通話等服務中。各種新型技術已經(jīng)開始應用到電網(wǎng)智能化發(fā)展中，并取得了良好的成果，以4G通信技術在電網(wǎng)智能化發(fā)展過程中的應用為例，現(xiàn)今4G通信技術在我國電網(wǎng)中的運用還處于實踐的初級階段，應用尚停留在傳統(tǒng)電力通信技術的功能范疇，不能充分體現(xiàn)4G通信的技術優(yōu)越性，現(xiàn)今的4G通信技術較先前的3G技術以及電網(wǎng)傳統(tǒng)運用的通信方式都有很大程度的提高。本文分析了4G通信技術的應用和我國電網(wǎng)智能化發(fā)展的現(xiàn)狀，就4G通信技術在電力系統(tǒng)中的應用展開了討論，為今后4G通信技術在我國電力系統(tǒng)中普及指明了方向。
2 4G通信技術的特點
4G通信技術的最主要特征是開放式高速移動傳輸，擁有傳播速度快和傳播方便的特點，在各個領域中都展示出了自身的重要價值，特別是在對圖片和視頻進行傳輸?shù)倪^程中，能夠保證視頻以及圖片在傳輸之后不失真，4G通信過程中對音頻以外的信息的處理也能夠在語音環(huán)境下快速完成；4G通信技術在信息傳輸?shù)倪^程中還展示出了自身的定位查找功能，為遠程監(jiān)控以及實地監(jiān)測提供了良好的網(wǎng)絡條件，在對地震的預測過程中也能夠發(fā)揮出自身的重要作用。
4G通信技術的另一個基本特點是無縫互聯(lián)，是以IP為基礎實現(xiàn)核心網(wǎng)功能的重要體現(xiàn)，其供段IP和到端IP在全過程的服務都能夠得到核心網(wǎng)的滿足。若單從無縫互聯(lián)的特點來看，其自身擁有開放的結(jié)構(gòu)，各種空中接口都能夠和核心網(wǎng)相連接；能夠?qū)⑿畔⒀杆俜蛛x，使傳輸過程、業(yè)務的處理以及控制和管理都能夠以獨立的方式進行。
隨著4G功能不斷得到完善，其通信容量顯著擴大，其傳播速度不斷提升，并且整體信息服務質(zhì)量也得到強化，我國4G通信技術中在OFMD、MIMO以及核心網(wǎng)和智能天線等核心技術上緊跟世界潮流，部分技術還走到了業(yè)界領先，但是，也應該清醒地看到，我國4G網(wǎng)絡還有很多技術不夠成熟，現(xiàn)今我國的4G技術仍處于發(fā)展初級階段，其自身還有相當大的發(fā)展空間。
3 4G通信技術在電網(wǎng)建設過程中的重要意義
現(xiàn)今，世界各國都在建設具有本國特色的智能電網(wǎng)。我國的國家電網(wǎng)也在建設的過程中制定出了具體的規(guī)劃方案，目前，我國電網(wǎng)智能化發(fā)展逐漸加快了發(fā)展速度，進入到了一個新的發(fā)展階段。對信號的感知、對指令的傳達以及交互是4G通信技術在電網(wǎng)實際運行過程中的主要作用，電網(wǎng)在網(wǎng)站過程中若能夠得到4G通信技術的支持，發(fā)展將變得更加迅速，智能電網(wǎng)也能夠因為4G通信技術的運用變得更智能化，從某一方面來講，4G通信技術在整個電網(wǎng)中是以“中樞神經(jīng)”的身份存在。4G通信技術能夠促使電網(wǎng)在發(fā)展的過程中，將更多待建設的電網(wǎng)建設在電網(wǎng)領域中展開建設。在電網(wǎng)中應用4G通信技術之后，使先前電網(wǎng)復雜的接入方式變得更加簡單，在加入過程中也能夠有更加靈活的接入方式。現(xiàn)今我國電網(wǎng)正朝著智能化電網(wǎng)發(fā)展，也是我國電網(wǎng)發(fā)展的基本目標，近幾年在電力通訊的深入研究中，4G通信技術在電網(wǎng)中的應用是其中主要研究項目之一。從電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，在電網(wǎng)智能化發(fā)展的過程中接入現(xiàn)代通訊技術是電網(wǎng)智能化發(fā)展的重要保障。
4 4G通信技術在智能化電網(wǎng)發(fā)展過程中的實際應用
4.1 電力通信在我國電網(wǎng)中的發(fā)展
在我國電網(wǎng)電力通信發(fā)展的初期，電力載波以及微波通信是應用最為普遍的電力通信方式，這兩種方式自身都有規(guī)模小的特點，在實際應用過程中使用的專業(yè)技術也比較簡單。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對電力的需求也有了更高的要求，促使電網(wǎng)在不斷發(fā)展的過程中必然擴大自身的規(guī)模，使整個電力系統(tǒng)對信息傳輸全過程的要求也更高，先前那種電話指揮系統(tǒng)運營的方式已經(jīng)不能滿足智能化電網(wǎng)的迫切需求。為了滿足電網(wǎng)智能化發(fā)展的基本要求，電力通信需要更完善的通信系統(tǒng)來滿足發(fā)展過程中的迫切需要。
隨著現(xiàn)今智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力通信在整個發(fā)展過程中歷經(jīng)了從電纜傳輸發(fā)展到光纖傳輸階段，隨著現(xiàn)今不斷發(fā)展的計算機技術和網(wǎng)絡技術，電力通信在智能電網(wǎng)中已經(jīng)成了必不可少的“神經(jīng)系統(tǒng)”，也是現(xiàn)今智能電網(wǎng)行業(yè)交流過程中必然會使用到的重要基礎，電力通信在電力系統(tǒng)中起到了至關重要的作用。
4.2 4G通信在智能電網(wǎng)的應用展望
4.2.1 4G通信在配網(wǎng)自動化領域的應用。配網(wǎng)自動化的特點是點多面廣、網(wǎng)絡擴展、變動頻繁。目前采用的主要通信方式有兩種：一是電力線載波，雖然成本低廉、建設方便，但存在信號翻越變壓器困難、信號易受環(huán)境干擾、不穩(wěn)定等致命缺點。二是光纖通信，分ADSS光纜和OPPC光纜（相線復合光纜），雖然這種方式信號傳輸質(zhì)量很高，但建設維護困難，尤其網(wǎng)絡調(diào)整頻繁對運行影響很大。4G通信很好地避免了上述缺點，安裝維護方便，不受網(wǎng)絡調(diào)整影響，成本相對低廉，還保持了高速、高質(zhì)量優(yōu)點，必將在配網(wǎng)自動化領域得到廣泛應用。
4.2.2 4G通信在風電場的應用。風能作為清潔能源，在全世界都受到廣泛關注，在我國，風能發(fā)電更是方興未艾，但是，作為高山風電場，其通信解決方案一直是個難題。首先，傳統(tǒng)的載波通信受通信速度、質(zhì)量限制，已基本退出服務；其次，光纖通信如果采用OPGW光纜，則無法解決重覆冰融冰問題，如果采用ADSS光纜，除了無法解決重覆冰融冰問題，還面臨風“舞動”困難，如果采用地埋，則因山高林密，施工、維護十分困難，而且建設成本驚人。因此，擺脫了帶寬束縛的4G通信在風電場的應用應該是一個不錯的選擇。
4.2.3 4G通信在智能變電站站內(nèi)通信領域的應用。智能變電站因站內(nèi)通信普遍采用網(wǎng)絡通信方式，為確保傳輸質(zhì)量，避免相互干擾，目前普遍采用光纖通信方式，該方式需要在站內(nèi)狹小的場地里，敷設大量短距離光纖，初步統(tǒng)計，一個220kV變電站站內(nèi)光纜超過1000芯，龐大的施工、維護工作量讓建設運維人員苦不堪言。解決了傳輸帶寬與加密傳輸問題的4G通信勢必能在此領域發(fā)揮良好的
作用。
4.2.4 4G通信在遠程稽查領域的應用。目前的安全管控主要通過專人現(xiàn)場稽查方式，效果雖然很好，但是受限于人力物力，不可能每個現(xiàn)場都能稽查管控到位，尤其對于一些地處偏僻的現(xiàn)場，管控難度相當大，采用4G通信實現(xiàn)遠程視屏稽查將是一個不錯的解決辦法，只需要在現(xiàn)場配備便攜式音視頻采集裝置，本部設置監(jiān)控主站，安排少人值班或者開通網(wǎng)上查詢功能，幾名專職或者兼職管理人員就能對所有現(xiàn)場實施有效稽查管控，效率大大提高。
5 結(jié)語
本文對4G網(wǎng)絡在智能化電網(wǎng)中的應用，僅僅參照傳統(tǒng)電力通信技術功能領域作了應用展望，4G通信作為跨代式通信技術，對其更多新功能并未全面分析，對應用中存在的問題，因尚缺乏實際應用案例，而沒有深入討論?？偠灾?G通信技術在電網(wǎng)中應用，是電網(wǎng)智能化發(fā)展中必然面臨的新趨勢，現(xiàn)今存在與電網(wǎng)發(fā)展過程中的諸多問題在實踐過程中都能夠通過4G網(wǎng)絡的應用得到良好的解決，應用中也不可避免會遇到很多新問題，因此對4G通信技術在我國電網(wǎng)中應用的深入研究，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展以及社會的發(fā)展都有重要的意義，4G通信技術在電力系統(tǒng)中的應用必定會成為今后電力系統(tǒng)通信發(fā)展的重要方向。文章主要分析了4G通信技術的應用和我國電網(wǎng)智能化發(fā)展的現(xiàn)狀，就4G通信技術在電力系統(tǒng)中的應用展開了討論，以期起到拋磚引玉的作用，讓我們共同期待4G通信技術在不久的將來成為智能電網(wǎng)核心支撐技術。
參考文獻
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