首頁 > 優(yōu)秀范文 > 智能電網(wǎng)的理解
時(shí)間：2024-02-24 15:09:17
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇智能電網(wǎng)的理解范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
中圖分類號(hào)：TN915.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0154-01
近年來，隨著用電需求不斷提高，隨著互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)快速發(fā)展起來，有效提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率與質(zhì)量，有力的推動(dòng)了電力事業(yè)的發(fā)展。在這種背景下，傳統(tǒng)的電力營銷服務(wù)理念，服務(wù)方式已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際需求，因此，需要加強(qiáng)改革，實(shí)現(xiàn)電力營銷的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，智能化服務(wù)，只有這樣，才能與智能電網(wǎng)的發(fā)展相適應(yīng)，不斷提高電網(wǎng)企業(yè)的服務(wù)水平與市場(chǎng)競爭力。
1 智能電網(wǎng)形勢(shì)下的電力營銷服務(wù)中的不足之處
1.1 缺乏服務(wù)意識(shí)
隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力營銷在服務(wù)上也要與時(shí)俱進(jìn)，采用先進(jìn)的技術(shù)，開拓新的業(yè)務(wù)方向[1]。但是，從目前來看，電力營銷服務(wù)人員在應(yīng)用新技術(shù)，開拓新業(yè)務(wù)方面，認(rèn)識(shí)程度還不夠，缺乏積極性與主動(dòng)性，服務(wù)意識(shí)不強(qiáng)，還保持著傳統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步與發(fā)展。
1.2 服務(wù)效率較低
在智能電網(wǎng)發(fā)展背景下，電力營銷服務(wù)方面，需要不斷更新服務(wù)理念、服務(wù)方式、服務(wù)策略，甚至要更新相關(guān)硬件設(shè)施。但是，在這些方面的改革與投入都非常不足，嚴(yán)重影響了服務(wù)效率。
1.3 內(nèi)部協(xié)調(diào)與合作性不強(qiáng)
電力營銷服務(wù)工作一項(xiàng)系統(tǒng)化的服務(wù)項(xiàng)目，其內(nèi)部的組織、框架較為復(fù)雜，需要各個(gè)部門、各個(gè)單位進(jìn)行協(xié)調(diào)、合作，才能提高服務(wù)效率，提升服務(wù)水平。但是在電力營銷服務(wù)過程中，在組織機(jī)構(gòu)調(diào)整上過于扁平化，服務(wù)業(yè)務(wù)的專業(yè)化水平也不高，內(nèi)部協(xié)調(diào)、合作機(jī)制也較為寬泛，缺乏一定的嚴(yán)密性。隨著服務(wù)專業(yè)化分工的進(jìn)一步細(xì)化，原有的合作機(jī)制已經(jīng)無法滿足實(shí)際需要。因此，各個(gè)環(huán)節(jié)的電力營銷服務(wù)人員在協(xié)調(diào)、合作上不順暢，工作量增加的同時(shí)，協(xié)調(diào)人員的數(shù)量也在增加，協(xié)調(diào)過程更加繁冗，致使服務(wù)工作效率降低。
1.4 體驗(yàn)式服務(wù)拓展性不高
在電力營銷服務(wù)開發(fā)過程中，客戶體驗(yàn)式服務(wù)是一種新型的服務(wù)方式，有助于提高服務(wù)質(zhì)量。但是，目前來看，這種體驗(yàn)式服務(wù)拓展性并不高，沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)一步發(fā)展，還只是停留在查詢終端和自助繳費(fèi)終端方面，發(fā)揮的作用較為基礎(chǔ)，客戶沒有能夠體會(huì)到服務(wù)的整個(gè)過程。而在宣饔胩岣煞絞繳希還保持著原有的傳統(tǒng)方式，與客戶的溝通交流還只是局限于營業(yè)廳，體驗(yàn)式服務(wù)的效果不明顯。
2 智能電網(wǎng)形勢(shì)下的電力營銷優(yōu)質(zhì)服務(wù)策略分析
2.1 提高服務(wù)意識(shí)
在智能電網(wǎng)形勢(shì)下，對(duì)于電力營銷企業(yè)而言，創(chuàng)新是關(guān)鍵。首先，要主動(dòng)采用新的服務(wù)設(shè)備與技術(shù)，主動(dòng)對(duì)新型服務(wù)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高專業(yè)服務(wù)素質(zhì)，提高服務(wù)的技術(shù)水平。其次，要?jiǎng)?chuàng)新服務(wù)內(nèi)容，與社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要相適應(yīng)，大力開拓展綠色、低碳、環(huán)保、節(jié)能服務(wù)及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)，擴(kuò)大智能化服務(wù)的范圍。最后，要建立健全統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)機(jī)制，提高服務(wù)的效率與質(zhì)量，提高服務(wù)的規(guī)范化程度。
2.2 優(yōu)化服務(wù)渠道
首先，提高線上繳費(fèi)服務(wù)質(zhì)量。對(duì)電力營銷的繳費(fèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行重現(xiàn)整合，搭建線上服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)繳費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)。如：開通支付寶服務(wù)窗口，拓展微信公眾號(hào)，搭建網(wǎng)上營業(yè)廳等多種網(wǎng)上服務(wù)渠道，使電力客戶能夠快速準(zhǔn)確的對(duì)電量、電費(fèi)、電子賬單、等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢，同時(shí)能夠自助完成繳費(fèi)，此外，還要發(fā)展銀行卡代扣服務(wù)，方便客戶不受時(shí)間、空間限制，采取自己最方便的方式進(jìn)行繳費(fèi)，從而提高電力營銷服務(wù)的效率。其次，發(fā)展線上預(yù)約服務(wù)。通過實(shí)行線上預(yù)約服務(wù)，客戶可以通過微信、支付寶、電力APP、等電子服務(wù)渠道，在網(wǎng)上自覺進(jìn)行電力業(yè)務(wù)的月月申請(qǐng)。最后，提供信息訂閱服務(wù)。
2.3 強(qiáng)化客戶體驗(yàn)式服務(wù)
首先，建立不同的客戶體驗(yàn)區(qū)。根據(jù)電力營銷業(yè)務(wù)、電力客戶的不同設(shè)置不同的體驗(yàn)區(qū)。如：大客戶體驗(yàn)區(qū)，委派專業(yè)的大客戶負(fù)責(zé)人進(jìn)行專業(yè)接待，盡量采取一對(duì)一式專業(yè)服務(wù)?？蛻衾U費(fèi)體驗(yàn)區(qū)，由專業(yè)線上服務(wù)人員演示線上繳費(fèi)流程，引導(dǎo)電力客戶自覺的、正確的應(yīng)用線上繳費(fèi)方式，提高客戶對(duì)線上服務(wù)的認(rèn)識(shí)程度。智能家居體驗(yàn)區(qū)，主要是向客戶展示智能家居產(chǎn)品，為客戶演示產(chǎn)品的具體使用方法，突出產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。其次，強(qiáng)化個(gè)性化服務(wù)體驗(yàn)。對(duì)客戶信息資源進(jìn)行整合分析，根據(jù)客戶的不用需要，潛在需求，興趣愛好等，進(jìn)行個(gè)性化體驗(yàn)服務(wù)，以信息推送的方式，向客戶介紹服務(wù)的具體內(nèi)容，尋求新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化增值服務(wù)。從而既滿足客戶的實(shí)際利益，又能夠提高電力營銷的經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)語
一、配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景
工業(yè)企業(yè)是我國能源消費(fèi)的大戶，能源消費(fèi)量占全國能源消費(fèi)總量的70%左右。其中鋼鐵、有色、煤炭、電力、石油石化、化工、建材、紡織、造紙等九大重點(diǎn)耗能行業(yè)，其用電占整個(gè)工業(yè)用電的60%以上，但單位能耗平均卻比國外先進(jìn)水平高出40%。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷成熟，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)面臨全球化的市場(chǎng)競爭日益加劇，多數(shù)企業(yè)都面臨著利潤下滑的處境。而在工業(yè)企業(yè)的各項(xiàng)成本中，電費(fèi)已成為目前緊隨物料成本、人工成本之后的能源緊缺與環(huán)境第三或第四項(xiàng)最大的成本，但對(duì)大多數(shù)工業(yè)企業(yè)而言，電費(fèi)也是未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)成本，由于管理、工藝、技術(shù)等各方面原因，用電利用效率普遍偏低，節(jié)能潛力巨大，因此通過技術(shù)和管理手段降低電費(fèi)支出成本、拓展利潤空間已經(jīng)勢(shì)在必行。
二、工業(yè)用電能源浪費(fèi)癥狀分析及對(duì)策
1.癥狀分析
（1）負(fù)荷側(cè)運(yùn)行效率低。
（2）電力品質(zhì)低，電能質(zhì)量差。
（3）能源管理方式粗放。
2.對(duì)策
面對(duì)目前國內(nèi)在配網(wǎng)節(jié)電技術(shù)上普遍存在的突出問題，我公司秉承技術(shù)先進(jìn)、服務(wù)優(yōu)質(zhì)、運(yùn)營高效的節(jié)能理念，開發(fā)出WPZYJ配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合采用先進(jìn)的傳感量測(cè)技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)，對(duì)配電系統(tǒng)中的主要能耗設(shè)備和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的主要電力參量進(jìn)行采集，量身定制合理的節(jié)能方案并提供多種優(yōu)化節(jié)電設(shè)備，讓企業(yè)全面掌握全廠配電系統(tǒng)的整體能耗狀況，通過分析客戶的用電習(xí)慣與負(fù)荷分配、用電量與損耗統(tǒng)計(jì)、電費(fèi)開支統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、設(shè)備開停記錄等，幫助用戶發(fā)現(xiàn)能耗漏洞、節(jié)電空間、電能改善機(jī)會(huì)等，通過科學(xué)有效的管理和和先進(jìn)的控制分析策略及優(yōu)異的節(jié)能設(shè)備，使企業(yè)具備系統(tǒng)化、合理化、經(jīng)濟(jì)化、信息化的用電管理模式，提升系統(tǒng)能效管理層次，達(dá)到合理用電、經(jīng)濟(jì)用電、安全用電的目的。
三、配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念
1.系統(tǒng)節(jié)能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的節(jié)能增效
WPZYJ配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)正是從工業(yè)用電能源浪費(fèi)的典型癥狀入手，通過著重解決供配電系統(tǒng)運(yùn)行效率低、電力品質(zhì)低和電能質(zhì)量差、能源管理方式粗放三個(gè)層面的問題，最大限度地挖掘用電企業(yè)的節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)能效的最大化。徹底打破從最原始的行為節(jié)能到靠單一產(chǎn)品節(jié)能的模式，推行全面系統(tǒng)節(jié)能的概念，實(shí)現(xiàn)可行并持續(xù)的節(jié)能增效。
2. 3EM（EEEM）用戶側(cè)電效管理理論
集技術(shù)手段和管理方法合二為一的技術(shù)管理體系。它是由第三方機(jī)構(gòu)在不影響用戶用電水平和不降低用電舒適度的情況下，通過特定的手段達(dá)到使用戶降低電能消耗、優(yōu)化系統(tǒng)、保護(hù)設(shè)備的目的的一種管理理論，其典型特征是通過采用更先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備、工藝和管理手段，為用戶提供更好的服務(wù)而消耗更少的電能。
（1）加強(qiáng)管理。
以WPZYJ配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)構(gòu)建企業(yè)電力管理中心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、電能質(zhì)量分析、負(fù)荷及效率分析、節(jié)能優(yōu)化策略分析、電力報(bào)表、SOE等強(qiáng)大功能徹底解決能源管理方式粗放問題。采用企業(yè)電力管理中心對(duì)全廠用電系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化、可視化科學(xué)管理，通過對(duì)配電網(wǎng)的全方位監(jiān)控統(tǒng)計(jì)、分析診斷和調(diào)配，一般可以獲得5%～10%的電能效率提升。
（2）改善電力品質(zhì)。
增強(qiáng)企業(yè)配電網(wǎng)的適應(yīng)性和自動(dòng)化程度，跟隨電網(wǎng)和負(fù)荷的變化而自適應(yīng)調(diào)整，平衡三相電壓和電流、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓在設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)、治理諧波和浪涌等電力垃圾，盡量減少電力負(fù)效應(yīng)和損失，延長設(shè)備使用壽命，加強(qiáng)電力品質(zhì)的監(jiān)控和改善控制，一般可以獲得3%～8%的電能效率提升及更多的隱性效果和驚喜。
（3）提高負(fù)荷側(cè)的設(shè)備運(yùn)行效率。
萬洲電氣常年從事“電動(dòng)機(jī)控制與節(jié)能”和“電力系統(tǒng)自動(dòng)化和節(jié)能”這兩大技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，由我公司提供的線路節(jié)能、變壓器節(jié)能、電動(dòng)機(jī)節(jié)能、照明節(jié)能、電加熱設(shè)備節(jié)能等種類齊全的節(jié)能產(chǎn)品徹底解決企業(yè)電力管理中心通過數(shù)據(jù)匯總、分析出的配電系統(tǒng)運(yùn)行效率低、電力品質(zhì)低、電能質(zhì)量差的問題。通過提高負(fù)荷側(cè)的設(shè)備運(yùn)行效率一般可以獲得5%～20%的提升。
四、配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)可提供的服務(wù)
1.系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視和控制
在監(jiān)控界面中，顯示整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖，動(dòng)態(tài)刷新顯示各主接線圖上的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、是否有報(bào)警信息），并支持遠(yuǎn)程控制功能，系統(tǒng)畫面可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行組態(tài)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作（如合/分閘控制、電機(jī)的軟啟動(dòng)/停機(jī)等）可進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)操作和自動(dòng)控制操作兩種，并具有權(quán)限保護(hù)，防誤閉鎖功能。
2.故障報(bào)警和事件記錄
系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件，一旦發(fā)生事故，可以此作為分析事故原因的依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)事故追憶提供基礎(chǔ)資料。
提供多種故障報(bào)警方式，聲、光報(bào)警，語音文件報(bào)警，對(duì)故障的位置進(jìn)行著色處理，便于值班人員迅速排除故障。
3.節(jié)能產(chǎn)品的監(jiān)控
提供節(jié)能產(chǎn)品專業(yè)的監(jiān)控服務(wù)，為每個(gè)產(chǎn)品量身打造監(jiān)控操作界面，用戶能全面了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制和參數(shù)修改操作。設(shè)備控制方式有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種。
4.歷史數(shù)據(jù)管理
軟件對(duì)所有實(shí)時(shí)采樣的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等建立歷史數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自由定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時(shí)間段或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)，顯示并繪制曲線圖、柱形圖、餅圖。
5.報(bào)表管理
6.用戶權(quán)限管理
7.綜合優(yōu)化分析
（1）電能質(zhì)量分析。
（2）用電負(fù)荷分析。
（3）電量與電費(fèi)計(jì)量分析。
（4）用電數(shù)據(jù)綜合對(duì)比分析。
（5）節(jié)電效果分析。
8.遠(yuǎn)程在線服務(wù)功能
五、節(jié)能系統(tǒng)為客戶提供的具體解決方案
現(xiàn)抽舉目前最典型木業(yè)，根據(jù)其行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行分析并提供解決方案如下：
結(jié)合目前使用情況來看，根據(jù)各類行業(yè)及電網(wǎng)利用情況，使用WPZYJ系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)用電優(yōu)化和用電管理后可達(dá)到5%～30%的節(jié)電效果。萬洲電氣自主研發(fā)的WPZYJ系列配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)給用戶提供了自動(dòng)化的監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)用電質(zhì)量和重點(diǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)用電效率，可根據(jù)需要進(jìn)行各種報(bào)警的設(shè)置，關(guān)聯(lián)生產(chǎn)工藝，提升用電設(shè)備的使用效率，提高用電管理的水平，讓隱性的用電浪費(fèi)浮上水面，改善不正當(dāng)?shù)挠秒娏?xí)慣。作為專業(yè)的節(jié)能公司，在我們看來用戶之所以不能發(fā)現(xiàn)節(jié)電的潛力，是由于用戶沒有足夠的數(shù)據(jù)用來分析，從而發(fā)現(xiàn)問題，而WPZYJ系列配網(wǎng)智能優(yōu)化節(jié)電系統(tǒng)正是為了完成這一使命而誕生，為客戶構(gòu)建了一套規(guī)范有效的企業(yè)電能管理系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃俊.半導(dǎo)體變流技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.
[2]顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.
中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
要對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行治理，首先要確定電能質(zhì)量包括哪些因素？各個(gè)影響因素是怎么產(chǎn)生的？有什么危害？
1、電力諧波的來源
1.1、輸配電系統(tǒng)方面
因?yàn)樽儔浩骼锩娴蔫F心具有磁飽和性,而且變壓器的鐵心飽和后是非線性的,由于工作在磁通密度高的環(huán)境,更易產(chǎn)生諧波,所以產(chǎn)生的諧波危害頻率很大。
1.2、多種電器設(shè)備的裝置方面
在電子整流的設(shè)備中,電子整流設(shè)備,諧波晶閘管整流裝置采用的是移相控制,它從電網(wǎng)吸收缺角的正弦波,留給電網(wǎng)的也是缺角的正弦波,顯然留下的這部分缺角正弦波中含有大量的諧波。
2、電力諧波的危害性
2.1、電力諧波對(duì)輸電線路的影響
供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或晶體管繼電器予以檢測(cè)保護(hù),使得在故障情況下保證線路與設(shè)備的安全。但由于電磁式繼電器與感應(yīng)式繼電器對(duì)10% 以下含量高達(dá)40% 時(shí)又導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)作,因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護(hù)作用。晶體管繼電器雖然具有許多優(yōu)點(diǎn),但由于采用了整流取樣電路,容易受諧波影響,產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。這樣,諧波將嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)。
2.2、電力諧波對(duì)變壓器的影響。
諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場(chǎng)強(qiáng)度, 諧波電流的存在增加了銅損。對(duì)帶有非對(duì)稱性負(fù)荷的變壓器而言, 會(huì)大大增加勵(lì)磁電流的諧波分量。
2.3、電力諧波對(duì)電力電容器的影響。
當(dāng)電網(wǎng)存在諧波,含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時(shí),由于電容器對(duì)電力諧波阻抗很小,諧波電流疊加在電容器的基波上,不僅使電容器運(yùn)行電壓的有效值增大,而且可能使峰值電壓增大很多,使電容器在運(yùn)行中發(fā)生局部放電時(shí)電弧不能熄滅,對(duì)絕緣介質(zhì)更能起到加速老化的作用,從而縮短電容器的使用壽命,在諧波嚴(yán)重的情況下,還會(huì)引起電容器過負(fù)荷擊穿甚至爆炸。
2.4、對(duì)通訊系統(tǒng)工作產(chǎn)生干擾
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場(chǎng)耦合時(shí), 在鄰近電力線的通信線路中產(chǎn)生干擾電壓, 干擾通信系統(tǒng)的工作, 影通信線路通話的清晰度, 甚至在極端的情況下, 還會(huì)威脅通信設(shè)備人員的安全。
2.5、對(duì)公用電網(wǎng)的危害
2.5.1、波電流使輸電線路、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器產(chǎn)生附加損耗、溫度升高, 導(dǎo)致網(wǎng)損增大, 并使發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器振動(dòng)和噪聲增加。
2.5.2、使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線發(fā)生嚴(yán)重畸變, 不能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,導(dǎo)致用戶的異步電動(dòng)機(jī)大批損壞。
2.5.3、這些諧波中的較低次諧波諧振會(huì)使換向不穩(wěn)。
2.5.4、若電網(wǎng)諧波較大, 會(huì)延遲或阻礙消弧線圈的滅弧作用, 導(dǎo)致單相重合閘失敗, 或不能采用較短的自動(dòng)重合閘時(shí)間。
2.5.5諧波電流會(huì)對(duì)通信、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置產(chǎn)生干擾, 引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)等。
2.5.6、造成電容器的損壞。電力系統(tǒng)中的諧波對(duì)并聯(lián)補(bǔ)償電容器有較大影響:增加介質(zhì)損耗, 使電容器溫度升高, 導(dǎo)致電容器熱擊穿;引起或加劇介質(zhì)內(nèi)部的局部放電, 促使電容器損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)因諧波而損壞的電器設(shè)備中, 電容器占40%。
3、下面以某個(gè)定力用戶的具體應(yīng)用案例進(jìn)行剖析
某公司供配電系統(tǒng)共2只變壓器，總?cè)萘繛?4000KVA。用電設(shè)備為直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，變頻器大量運(yùn)用，用電過程中產(chǎn)生了大量的諧波，同時(shí)電流嚴(yán)重滯后于電壓，功率因數(shù)極低，對(duì)系統(tǒng)造成了不良后果，主要是：1．系統(tǒng)存在較嚴(yán)重的諧波電流、電壓，注入公共連接點(diǎn)后，污染了公用電網(wǎng)。同時(shí)給企業(yè)自身造成變壓器溫升過高，附加損耗增加、線損增加，影響公司內(nèi)部辦公系統(tǒng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行不正常，造成電能資源浪費(fèi)等問題，給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失； 2．無功沖擊較為嚴(yán)重，已造成35 KV母線電壓波動(dòng)、壓降較大； 3．大量的諧波和無功沖擊給供用電系統(tǒng)帶來了安全隱患。
電能質(zhì)量分析儀可自動(dòng)分析并提取來自電能質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)和暫態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)（如諧波、電壓波動(dòng)和閃變、三相不平衡度、暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓等指標(biāo)）、瞬時(shí)波形和RMS變化情況及持續(xù)時(shí)間、峰值大小等相關(guān)信息，以及來自其它自動(dòng)化系統(tǒng)與該事件相關(guān)的數(shù)據(jù)，形成關(guān)于電能質(zhì)量事件的完整斷面，供電能質(zhì)量分析計(jì)算、模型和參數(shù)校核等應(yīng)用功能使用。對(duì)畸變的電壓和波形進(jìn)行分類、識(shí)別電能質(zhì)量的事件、對(duì)引起電能質(zhì)量問題的各種干擾進(jìn)行分類、在模糊約束下建立評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)。通過電能質(zhì)量分類，正確認(rèn)識(shí)電能質(zhì)量現(xiàn)象時(shí)域、頻域及瞬態(tài)、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等方面的特性，并有針對(duì)性地提出治理方案。具體功能包括：
分析評(píng)估諧波源對(duì)各級(jí)系統(tǒng)的影響和濾波補(bǔ)償?shù)妊b置對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，為優(yōu)化供配電系統(tǒng)的運(yùn)行提供指導(dǎo)；
分析系統(tǒng)中的諧波和負(fù)序潮流、阻抗分布、系統(tǒng)狀態(tài)，評(píng)估診斷系統(tǒng)中的干擾源和系統(tǒng)安全隱患；
分析異常事件發(fā)生時(shí)的整個(gè)供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)狀況，查找故障源和事故原因；
實(shí)現(xiàn)諧波、負(fù)序傳遞計(jì)算和短路容量計(jì)算，可根據(jù)系統(tǒng)容量的變化對(duì)電能質(zhì)量各限值進(jìn)行調(diào)整，然后在諧波電流、諧波電壓、不對(duì)稱性、頻率和波動(dòng)性等五個(gè)方面對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全面評(píng)估。
根據(jù)該公司的顯示需求采用了我公司的電能質(zhì)量分析儀對(duì)用電質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、治理，為了讓用戶能夠直觀的看到應(yīng)用的效果和作用，在應(yīng)用前對(duì)對(duì)35KVM400V整流變進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)諧波測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下：
3.1、35KV整流變400V進(jìn)線處諧波數(shù)據(jù)：
H5H7H11H13THD備注
諧波電壓（%）4.30.41.40.24.8%
諧波電流（A）4.143.240.963.2428.4%
3.2、35KV整流變低壓測(cè)量數(shù)據(jù)：
H5H7H11H13THD
Y繞組諧波電壓（%）4.12.34.61.78.7%
諧波電流（A）40747831635.5%
D繞組諧波電壓（%）4.71.751.69.6%
諧波電流（A）33317832033.3%
3.3、功率和功率因數(shù)：
有功功率無功功率視在功率功率因數(shù)
1608 KW3190 KVAr3573 KVA0.45 PF
4、項(xiàng)目效果
針對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)我公司為客戶量身定做了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、治理解決方案，在項(xiàng)目實(shí)施完成投入運(yùn)行后，經(jīng)測(cè)量得到的記過如下：
4.1、注入公共連接點(diǎn)的諧波電壓、諧波電流已達(dá)到了GB/T 14549-93標(biāo)準(zhǔn)要求。
電壓總諧波畸變率分別為3.6%和2.5%，已在國標(biāo)范圍內(nèi)，各次電壓諧波均在國標(biāo)限值范圍內(nèi)。
約值S=1.732×U0×I0－1.732×U1×I1=804KVA
視在功率節(jié)省率：=24.5%
4.2、變壓器損耗節(jié)省值
4000KVA變壓器的短路有功損耗查數(shù)據(jù)手冊(cè)取Pk=50KVA
短路無功損耗取Qk=Uk*Se
取無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量λ=0.1，則節(jié)省的有功損耗為
PB=（S1/Se）2×（Pk+λQk）（S2/ Se）2×（Pk+λQk）
其中S1為補(bǔ)償前視在功率，S2為補(bǔ)償后視在功率
計(jì)算得PB=24KW
4.3、線路損耗
有功功率為P，平均功率因數(shù)為cosφ1=0.50,平均線損率為r
則在裝置投入前線損為
Ps1=Pr
投入后，功率因數(shù)提高到cosφ2 = 0.90，線損下降到Ps2，有功損耗下降值為
Ps=Ps1-Ps2
Ps=Prcosφ1/cosφ2
設(shè)λ1=tgφ1，λ2=tgφ2
又Q=Ptgφ
所以Cb=Ps/Qc=2cos2φ1tgφ2r
其平均降損當(dāng)量為
Cb=rcos2φ1（λ1+λ2）
r一般為2%，則
Ps/Qc = 0.02×0.5×0.5（1.732+0.4843）=1.11%
補(bǔ)償1920 KVAr，所以線損減少
1.11%×1920=21KW
4.4、諧波能量也源于基波，故濾除后也能節(jié)省可觀的能量，但難于精確計(jì)算。
4.5、有功總節(jié)約值：P=24+20=44KW
按每天24小時(shí)，每月30天，則日節(jié)電量：44*24=1056KWh
電費(fèi)以1元計(jì)，則日節(jié)電費(fèi)：1056KWh*1=1056元
可以看到通過該項(xiàng)目的質(zhì)量，電路中各種營銷電能質(zhì)量的因素得到了極大的改善，給各用電設(shè)備提供了更加潔凈的電力環(huán)境，保證精密設(shè)備安全工作，延長設(shè)備壽命，且具有良好的節(jié)電效果。本產(chǎn)品經(jīng)實(shí)踐證明對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、治理具有明顯的效果，通過諧波治理大大提高設(shè)備安全運(yùn)行和降低企業(yè)的用電量,提高企業(yè)的核心競爭力。
5．結(jié)語
該設(shè)備的應(yīng)用意義在于：1、對(duì)供電頻率偏差、供電電壓偏差、供電電壓波動(dòng)和閃變、供電三相電壓允許不平衡度、電網(wǎng)諧波 應(yīng)用小波變換測(cè)量分析非平穩(wěn)時(shí)變信號(hào)的諧波。2、測(cè)量分析各種用電設(shè)備在不同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。負(fù)荷波動(dòng)監(jiān)視：定時(shí)記錄和存儲(chǔ)電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數(shù)的變化趨勢(shì)。3、電力設(shè)備調(diào)整及運(yùn)行過程動(dòng)態(tài)監(jiān)視，幫助用戶解決電力設(shè)備調(diào)整及投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題。測(cè)試分析電力系統(tǒng)中斷路器動(dòng)作、變壓器過熱、電機(jī)燒毀、自動(dòng)裝置誤動(dòng)作等故障原因。4、測(cè)試分析電力系統(tǒng)中無功補(bǔ)償及濾波裝置動(dòng)態(tài)參數(shù)并對(duì)其功能和技術(shù)指標(biāo)作出定量評(píng)價(jià)。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭宏.變頻控制在熱力企業(yè)中的應(yīng)用[J].太原科技,2010,3:59～60。
1、引言
配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)為閉環(huán)，但運(yùn)行為開環(huán)。微電網(wǎng)中不穩(wěn)定微電源隨著自然界條件的變化而變化，這些微電源的加入會(huì)改變配電網(wǎng)的電壓與潮流。有時(shí)甚至可能形成病態(tài)潮流而不迭代不收斂，以至于使某些繼電保護(hù)設(shè)備無法正常的動(dòng)作。
若交流微電網(wǎng)的每個(gè)微電源進(jìn)入微電網(wǎng)的相序必須保持一致，否則會(huì)造成功率之間的抵消，但每個(gè)發(fā)出交流電的微電源并入微電網(wǎng)離的相對(duì)較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)方控制操作路徑較長，所以遠(yuǎn)方控制線路越多，ECS和DCS畫面越多，經(jīng)濟(jì)效益越差，就地控制需要時(shí)效性，這是在微電網(wǎng)里互相矛盾的一個(gè)問題。
直流微電網(wǎng)由于有存儲(chǔ)設(shè)備，可以儲(chǔ)存功率。若其中一個(gè)微電源故障時(shí)若直流電路只牽涉功率大小問題，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成太大的影響。
2、微電網(wǎng)換流器的設(shè)計(jì)
一般情況下?lián)Q流器有三部分組成：一種是DC/DC變換器，一種是DC/AC逆變器，另一種是AC/DC整流器。由于在直流微電網(wǎng)中，如微電網(wǎng)發(fā)電示意途中所示，DC/DC變換器的價(jià)值不大，而DC/AC逆變器和AC/DC整流器是重要的組成部分。
由于現(xiàn)階段已進(jìn)入了PWM的整流器階段。PWM整流器比原來相控整流器有很多優(yōu)點(diǎn)，其中之一就是可以雙向整流?？商幱贒C/AC逆變狀態(tài)和AC/DC整流狀態(tài)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率一般為1，只要風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓頻率在電網(wǎng)的許可范圍之內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)不承擔(dān)無功的調(diào)節(jié)，只發(fā)有功。異步雙饋風(fēng)機(jī)也只承擔(dān)電網(wǎng)能夠承受的無功。PWM整流器可以調(diào)節(jié)功率因數(shù)，因此用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的逆變調(diào)節(jié)中有特殊的優(yōu)勢(shì)。
微電網(wǎng)換流器逆變器設(shè)計(jì)和整流器設(shè)計(jì)因直流電容的作用不同而方向不同。換流器中直流電容的主要作用是穩(wěn)壓。且在負(fù)載側(cè)需要提供無功補(bǔ)償?shù)臅r(shí)，及時(shí)對(duì)電源發(fā)出的無功不夠的情況，提供一定的無功補(bǔ)償。使得換流后的電壓穩(wěn)定，所以一般放在負(fù)載側(cè)。而橋式換流電路的主回路一般為電壓型橋式驅(qū)動(dòng)電路，一般位于電源側(cè)。
逆變電源和整流電源的設(shè)計(jì)如下圖所示：
微電網(wǎng)的分布式電源一般接到饋線上，每一條饋線是一根單相電路，所以微電網(wǎng)電源逆變器和微電網(wǎng)整流器是都是單相。
在微電網(wǎng)微電網(wǎng)逆變器中三極管V1、V2不是同時(shí)導(dǎo)通，V3、V4也不是同時(shí)導(dǎo)通。電壓波形為正時(shí)，V1保持導(dǎo)通，V2保持關(guān)斷。電壓的正負(fù)情況跟V1相關(guān)，V1導(dǎo)通時(shí)，電壓波形為正，V2導(dǎo)通時(shí)，電壓波形為負(fù)。當(dāng)V1導(dǎo)通時(shí)，V3、V4不受V1的限制，可以交替導(dǎo)通。若負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流比電壓滯后。V1導(dǎo)通電壓為正，而電流先正后負(fù)。負(fù)載電流大于零且V4導(dǎo)通時(shí)，逆變器輸出電壓等于電容電壓。當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，VD3給負(fù)載續(xù)流，電壓輸出波形為零。當(dāng)V1和V4導(dǎo)通，負(fù)載電流小于零，負(fù)載電壓依然等于電容電壓。在V4導(dǎo)通期間，V3導(dǎo)通，V4截至，同V4導(dǎo)通，V3截至?xí)r也可以得到電容電壓和兩種狀態(tài)，但V3導(dǎo)通時(shí)時(shí)間順序上跟V4導(dǎo)通正好相反。而V2導(dǎo)通，V1關(guān)斷時(shí)，電壓波形為負(fù)，則跟V1導(dǎo)通，V2關(guān)斷情況，不僅是電壓是V1導(dǎo)通時(shí)候的負(fù)值，且時(shí)間順序上也正好相反。極少說電壓為容性負(fù)載，若用等效法計(jì)算，則整個(gè)微電網(wǎng)都應(yīng)呈現(xiàn)感性。
3、微電網(wǎng)直流潮流中儲(chǔ)能原件的設(shè)計(jì)
電池的種類有：燃料電池、蓄電池、普通電容器和超級(jí)電容器。微電網(wǎng)直流潮流中儲(chǔ)能原件可以選擇：蓄電池、普通電容器和超級(jí)電容器。
普通電容器的所能承載的電荷不如超級(jí)電容器的電量充足，不適合作為有功能源的儲(chǔ)能原件使用。一般被用作線路的無功補(bǔ)償，或者小型的用電器的能量供應(yīng)。
蓄電池中是用化學(xué)反應(yīng)原理使正負(fù)電荷分在電池的兩端。一般蓄電池中的離子選擇比較容易發(fā)生可逆反應(yīng)的離子。在蓄電池中一般使用的離子有：鋰離子和鎳氫離子。
蓄電池的化學(xué)離子一般都有一定的壽命，在化學(xué)反應(yīng)中會(huì)不斷的消耗活化離子的個(gè)數(shù)，當(dāng)活化離子的個(gè)數(shù)下降到一定程度時(shí)，電池組就報(bào)廢。且現(xiàn)在所使用的鋰離子需要一次性用完，鋰離子有記憶性，所以用鋰離子充當(dāng)?shù)慕怆x離子的蓄電池非常不適合用在直流微點(diǎn)網(wǎng)中。鎳氫離子雖然沒有記憶性，但活化分子也會(huì)隨著使用的次數(shù)而不斷的減少。
但蓄電池有比超級(jí)電容器不具有的優(yōu)點(diǎn)，超級(jí)電容器的電荷完全靠儲(chǔ)存在電極板上。電荷量雖然比普通電容器的電荷量要容納的多，但是沒有蓄電池這種非靜電的電化學(xué)反應(yīng)。一般都是靜電化學(xué)反應(yīng)，所以能量比蓄電池還是有一定的差距。
超級(jí)電容器中也有離子的存在，也就是有電介質(zhì)存在，這種電解質(zhì)不受溫度影響，但是受離子遷移速度和其離子被氧化的電壓幅值的限制，超級(jí)電容器的電壓不能超過電解液的離子被氧化的電壓幅值。
超級(jí)電容電極板跟普通電容器有很大的差別，普通電容器的電容極板是由金屬層組成，電荷直接在極板上。超級(jí)電容器的電極板是像燃料電池一樣的碳極板，電荷在碳極板上的多微孔里。
由基礎(chǔ)電容器的容量公式：，可以看出，當(dāng)超級(jí)電容器中離子的介電常數(shù)一定的情況下，電介質(zhì)之間的距離和電極板的的面積是決定超級(jí)電容器容量大小的關(guān)鍵因素。所以超級(jí)電容器的電極板通常情況下都會(huì)非常大。
超級(jí)電容器的離子遷移的速度決定了超級(jí)電容器的電阻率，當(dāng)離子的遷移速度比較大時(shí)，電阻率就會(huì)越小。
由于每個(gè)超級(jí)電容器的電壓受離子的氧化電壓影響，每個(gè)電容的電壓不是很大，需要串聯(lián)起來使用。
基于以上的分析，超級(jí)電容器的電路等效圖如前所示：
電力載波通訊（PLC）是電力系統(tǒng)特有的通信方式，是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點(diǎn)是不需要重新設(shè)置通信網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是電力載波通訊因?yàn)橛腥缦氯秉c(diǎn)，導(dǎo)致PLC技術(shù)應(yīng)用未能展開。
配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域內(nèi)傳輸；三相電力線間有很大信號(hào)損失以及較近距離不同相間可能會(huì)收到信號(hào)，所以一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；電力線存在固有的脈沖干擾，即市電50赫茲交流電周期過0點(diǎn)時(shí)所產(chǎn)生的脈沖，時(shí)間約2ms；電力負(fù)荷對(duì)載波信號(hào)造成衰減，負(fù)荷過重時(shí)線路阻抗可低至1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)傳輸距離的影響可能從幾千米削減到幾十米。
隨著家居智能系統(tǒng)的興起，給PLC應(yīng)用帶來了一個(gè)新的轉(zhuǎn)機(jī)。在目前的家居智能系統(tǒng)中，以PC機(jī)為核心的家居智能系統(tǒng)最受青睞。該系統(tǒng)理念就是，隨著PC電腦的普及，可以將家用電器及設(shè)施需要處理的數(shù)據(jù)交給PC機(jī)來完成，這樣就需要在家電與PC機(jī)間構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在使用的多是無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，但是在家居環(huán)境中，墻壁的阻隔作用對(duì)無線傳輸?shù)木嚯x和質(zhì)量影響較大，特別是在別墅和躍層住宅中這一影響更加明顯。設(shè)置專用網(wǎng)線除了增加成本外，家電也無法根據(jù)需要移動(dòng)位置。
PLC技術(shù)利用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，無疑成為了解決智能家居數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴淹緩?。同時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)僅在家居范圍內(nèi)傳輸，制約PLC應(yīng)用的幾個(gè)因素已不明顯，遠(yuǎn)程控制也能通過互聯(lián)網(wǎng)先聯(lián)接到PC機(jī)終端然后再控制家用設(shè)施的方式來實(shí)現(xiàn)。
PLC作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，具有極大的便捷性，只要有電源插座的地方不用專設(shè)網(wǎng)線就可享受高速寬帶網(wǎng)絡(luò)接入，從而實(shí)現(xiàn)集數(shù)據(jù)、語音、視頻及電力于一體的“四網(wǎng)合一”。
電力載波在我國大概有數(shù)據(jù)傳輸（電力貓），多媒體傳輸（視頻音頻，IPTV等），指令傳輸（抄表系統(tǒng)及部分智能家居）等技術(shù)應(yīng)用。這些已不是新技術(shù)，但是在我國為什么沒有看到大規(guī)模的應(yīng)用呢？除了人們的接受需要時(shí)間外，還與國家電網(wǎng)的質(zhì)量以及電力載波系統(tǒng)的成本有較大關(guān)系。在遠(yuǎn)距離的情況下，由于國家電網(wǎng)質(zhì)量及載波芯片設(shè)計(jì)等原因，電力載波方式上網(wǎng)帶寬一般只能達(dá)到1-7M。并且我國普通寬帶大部分在4-8M左右，這樣用普通寬帶上網(wǎng)或跑IPTV其實(shí)就是一樣的效果?，F(xiàn)在我國的網(wǎng)絡(luò)電視IPTV也不超過3M，所以電力載波網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品與高帶寬產(chǎn)品對(duì)于用戶是一樣的。在帶寬輸入一樣的情況下對(duì)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性方面的要求非常重要，市場(chǎng)上流行的電力載波芯片和網(wǎng)絡(luò)終端產(chǎn)品已經(jīng)有了自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)環(huán)境的功能，使得電網(wǎng)環(huán)境的影響變的微乎其微。在QOS方面有8-16等級(jí)使信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定。所以電力載波產(chǎn)品有了穩(wěn)定性和可靠性的保證則非常適合音頻和流媒體的傳輸。另外，電力載波產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng)，2個(gè)終端的距離一般在200M左右。通過中繼功能可使幾個(gè)終端傳輸?shù)木嚯x加長到1公里以上，非常適合于電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、家庭局域通訊和各種監(jiān)控系統(tǒng)。
近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起，基于電力載波通訊技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)家居智能科技已由互聯(lián)網(wǎng)PC機(jī)終端逐步延伸至移動(dòng)智能終端，因其技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)組成與PC機(jī)終端又有所不同，使得這種家居智能系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上變得越來越復(fù)雜才能滿足需求。加之，在享受高速寬帶網(wǎng)絡(luò)PLC接入方式便捷性的同時(shí)，寬帶AP平臺(tái)的電力線損耗、電磁輻射污染以及分散的每個(gè)家居智能設(shè)施網(wǎng)絡(luò)功能的必要和繁復(fù)，無形中增加了這種家居智能實(shí)現(xiàn)方式的成本和健康安全隱患。
要解決上述問題，一種可行的方案就是：只將家居智能系統(tǒng)所需的控制和通訊數(shù)據(jù)通過電力載波各單元模塊直接調(diào)制到電力線上，利用電力線路傳輸至電力載波各種聯(lián)絡(luò)及控制終端和智能家居電力載波中央處理及網(wǎng)絡(luò)單元，經(jīng)過解調(diào)分析出相關(guān)信息用于電力載波控制和聯(lián)絡(luò)終端以及聯(lián)網(wǎng)用于PC機(jī)終端或移動(dòng)智能終端。此方式與文章前面談到的寬帶網(wǎng)絡(luò)最后一公里電力載波入戶方案的區(qū)別在于：電力線路是被用于傳輸已調(diào)制有用信息的載波信號(hào)而非寬帶網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸載體；好處在于：一般載波通訊只在有需要時(shí)（實(shí)時(shí)控制和通信）才會(huì)有信號(hào)輸出，沒有需要時(shí)只是普通的電力傳輸線。工程實(shí)踐時(shí)在電力線重點(diǎn)路徑使用屏蔽線可以最大限度的消除可能的電磁污染和人身安全隱患。再者，由于性能要求相對(duì)簡單和側(cè)重點(diǎn)的不同，承擔(dān)家居自動(dòng)化、智能化的功能集成和聯(lián)網(wǎng)通訊的中央處理、電網(wǎng)環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)單元模塊可以相應(yīng)的要求簡單和便于實(shí)現(xiàn)。
1 下面，我們就簡要來談?wù)劵ヂ?lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)家居智能化系統(tǒng)的另一種構(gòu)成及其運(yùn)行分析。
（1）家居智能電力載波開關(guān)模塊系列。此系列包括電力載波編碼發(fā)送及受控對(duì)象狀態(tài)檢測(cè)單元、電力載波接收解碼受控執(zhí)行及狀態(tài)回饋單元。控制方式為既可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配對(duì)使用，也可以多點(diǎn)混合分散控制使用，由此構(gòu)成從載波通訊、控制及狀態(tài)顯示等全面的電氣開關(guān)控制功能。又可以由智能家居中央處理單元集中聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)利用PC機(jī)終端或移動(dòng)智能終端來控制和進(jìn)行狀態(tài)顯示。按用途及負(fù)荷性質(zhì)可分為普通斷續(xù)開關(guān)模塊，調(diào)功、調(diào)壓、調(diào)頻開關(guān)模塊等。示例如圖1、圖2所示。
（2）家用電器電力載波接口單元模塊。我們?cè)囈袁F(xiàn)有的普通電視機(jī)與紅外遙控器之間的通訊聯(lián)系和控制為例，來簡要說明家電電力載波接口應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的可能性：先于電視機(jī)紅外接收電路處加裝一只電力載波接收電路，利用其接收經(jīng)過解調(diào)的控制信號(hào)去代替紅外接收頭實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)的控制；同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的紅外遙控器加裝電力載波發(fā)送單元模塊以替代原有的紅外發(fā)射電路或兩套控制方式互相轉(zhuǎn)換并行不悖。由于成功的將紅外遙控系統(tǒng)改造成載波遠(yuǎn)控及紅外遙控雙功能遙控系統(tǒng)，使用中不但增加了便利，還因?yàn)槠胀娨暰邆淞私邮针娏d波信號(hào)的能力，這樣，結(jié)合家居智能中央處理單元模塊強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)及載波編碼控制和解析能力，就可以很方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端實(shí)時(shí)操控電視機(jī)的功能。
據(jù)上，家電只要在內(nèi)部配備電力載波通信模塊，設(shè)計(jì)好程序，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)原有家電的改造。家電廠家結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)科技應(yīng)用電力載波通訊技術(shù)進(jìn)行家電智能化一體設(shè)計(jì)，便可輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和高度智能化。
（3）安防、消防電力載波單元。
（4）各種家居智能傳感及檢測(cè)載波單元。
（5）通用型家用電器電力載波接口。所謂通用型家用電器電力載波接口模塊與家用電器載波改造模塊類似，可替代各種專用模塊使用，和專用及一體化設(shè)計(jì)的家居各種載波單元模塊相比具有使用簡單，易于實(shí)現(xiàn)。中央單元解析信息量小，開發(fā)簡單，成本較低。缺點(diǎn)是功能簡單，自動(dòng)化、智能化程度低。
（6）智能家居電力載波中央處理、電網(wǎng)環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)單元。此模塊是智能家居系統(tǒng)的處理核心。承擔(dān)載波信號(hào)采集，編解碼和發(fā)送，安防、消防等狀態(tài)監(jiān)控任務(wù)，各種家居智能傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)。可實(shí)現(xiàn)多種方式的控制、數(shù)學(xué)建模以及運(yùn)算輸出，實(shí)現(xiàn)家居智能化設(shè)施的定時(shí)、記憶及自適應(yīng)等自動(dòng)控制功能，還可以通過其中的網(wǎng)絡(luò)單元接入互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)PC機(jī)終端或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端及其應(yīng)用實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控家居智能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。所以中央處理單元需要能實(shí)時(shí)處理多任務(wù)操作，以高效地驅(qū)動(dòng)模塊運(yùn)行。
由于電力載波家居智能自成系統(tǒng)，高度一體化，能否長距離高效運(yùn)行很大程度上處決于電網(wǎng)環(huán)境對(duì)載波傳輸?shù)挠绊?。此單元?nèi)集成的電網(wǎng)載波干擾抑制器能有效抑制家居智能系統(tǒng)相鄰干擾，高效利用載波頻率及編、解碼資源。
（7）家居智能電力載波各種聯(lián)絡(luò)及控制終端。
（8）互聯(lián)網(wǎng)PC機(jī)終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)智能終端及其應(yīng)用軟件。
基于電力載波技術(shù)的通訊控制系統(tǒng)，是家居智能化得以實(shí)現(xiàn)的一種新模式，是對(duì)傳統(tǒng)通訊控制系統(tǒng)的拓展。由于使用電力線作為載波信號(hào)的傳輸媒介，因此具有信息傳輸可靠，路由合理、可同時(shí)復(fù)用信號(hào)等特點(diǎn)。由于電力線和信號(hào)線合一，無須鋪設(shè)信號(hào)線，人們?cè)瓉硎褂煤途S護(hù)習(xí)慣都不受影響。由于家居智能系統(tǒng)的信息量相對(duì)較小，電力載波傳輸速度慢的缺點(diǎn)不突出。因此，電力載波通訊技術(shù)在家居智能化應(yīng)用特別是在中速率傳輸應(yīng)用方面，因其可靠性高、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，具有顯著應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)開發(fā)前景。
參考文獻(xiàn)
智能電網(wǎng)與需求響應(yīng)（簡稱DR）是當(dāng)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(jì)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(chǎng)共同發(fā)展、進(jìn)步、完善，并開始相輔相成地交融在一定的科學(xué)領(lǐng)域。智能電網(wǎng)作為當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，有著最先進(jìn)、最科學(xué)、最系統(tǒng)的技術(shù)，而DR在市場(chǎng)環(huán)境當(dāng)中的成長，已經(jīng)成為了智能電網(wǎng)的最佳應(yīng)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(xué)當(dāng)中提出的一種新的電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此在對(duì)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(jìn)技術(shù)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(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)能夠保證電網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)成員之間進(jìn)行有效的互動(dòng)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(wù)。
（二）智能電網(wǎng)的特點(diǎn)
1、高度智能化：當(dāng)電網(wǎng)當(dāng)中的部分系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，智能電網(wǎng)能通過一定的自我修復(fù)功能和安全分析功能對(duì)其他未受害地區(qū)的電網(wǎng)進(jìn)行繼續(xù)傳送，而不會(huì)導(dǎo)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(duì)集中式發(fā)電的模式能夠通過自我調(diào)節(jié)進(jìn)行有效的兼容，同時(shí)，對(duì)分布式發(fā)電模式也同樣能適應(yīng)。
3、強(qiáng)大的整合性：智能電網(wǎng)通過高端統(tǒng)一的電網(wǎng)平臺(tái)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行有效整合，并以最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性來激勵(lì)電力市場(chǎng)的安全管理，從而提升整個(gè)電力系統(tǒng)的可操控性。
二、智能電網(wǎng)與DR的關(guān)系
（一）DR的定義
簡單來說，DR就是電力需求響應(yīng)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(chǎng)的價(jià)格情況或者相關(guān)供電部門做出的誘導(dǎo)性方針來改變自身原本的用電習(xí)慣，從而避免在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)電價(jià)上漲或某段時(shí)間內(nèi)的用電量過大等問題。
（二）有關(guān)DR的智能電網(wǎng)技術(shù)
智能電網(wǎng)技術(shù)一方面可以讓DR項(xiàng)目變得更加容易實(shí)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。“智能電表”作為智能電網(wǎng)技術(shù)當(dāng)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(chǔ)上結(jié)合DR項(xiàng)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(xí)慣。另外，雙向通信、用戶門戶、家域網(wǎng)、計(jì)量數(shù)據(jù)管理、客戶服務(wù)的改進(jìn)都是與DR密切相關(guān)的智能電網(wǎng)技術(shù)。他們同智能電表一樣從根本上改變了電力用戶的用電習(xí)慣，形成了更為科學(xué)、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(xiàng)目中來，還能讓用戶本身更加直觀地理解DR項(xiàng)目與智能電網(wǎng)之間的關(guān)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(shù)，可以在一定程度上刺激電力市場(chǎng)的發(fā)展，并借助DR資源，尋找到更為科學(xué)的新型運(yùn)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(shù)方面還有待進(jìn)一步提高。雖然在個(gè)別發(fā)達(dá)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(xiàng)目的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，但依舊需要更多實(shí)踐性的探索。根據(jù)國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們可以先從分布式能源的接入點(diǎn)這一塊進(jìn)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(jìn)一步探索、研究“多網(wǎng)合一”的關(guān)鍵技術(shù)。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(jì)運(yùn)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(yuǎn)。
（二）DR項(xiàng)目的未來構(gòu)想
DR項(xiàng)目作為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系中不可或缺的一項(xiàng)重要元素，關(guān)系著智能電網(wǎng)的整體優(yōu)化，因此，對(duì)DR項(xiàng)目的改善需要政府部門、供電方通力合作，并進(jìn)一步加大力度來完善相關(guān)政策體系，使DR項(xiàng)目能夠做到有法可依，避免用電管理的混亂。另外，由于DR項(xiàng)目與智能電網(wǎng)的實(shí)施或許會(huì)減少電力部門的收入，因此為了鼓勵(lì)相關(guān)部門的投入積極性，政府在條件允許的情況下應(yīng)該加大資金投入量，切實(shí)保證電力部門的正常運(yùn)行。
（三）智能電網(wǎng)與DR合作設(shè)想
智能電網(wǎng)要充分利用DR項(xiàng)目的能動(dòng)性大力宣傳智能電網(wǎng)的互動(dòng)性、高效性、科學(xué)性，使大家對(duì)智能電網(wǎng)能有一個(gè)正確的理解和認(rèn)識(shí)。另外，相關(guān)部門要有意開展一些宣傳教育活動(dòng)，使智能電網(wǎng)與DR項(xiàng)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(shù)與市場(chǎng)運(yùn)作手段方面進(jìn)一步加深相互的了解，使兩者能夠?qū)⒅悄芑娋W(wǎng)進(jìn)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(jìn)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(chǔ)上，加強(qiáng)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(chǔ)，并結(jié)合國內(nèi)外成功的優(yōu)秀方案來建設(shè)出具有中國特色的智能電網(wǎng)，并同時(shí)促進(jìn)DR項(xiàng)目的實(shí)施，讓企業(yè)參與到市場(chǎng)運(yùn)作的實(shí)踐中來，努力實(shí)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(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）104-0192-02
當(dāng)前我國電力事業(yè)飛速發(fā)展，來源于多個(gè)方面的力量都成為電力事業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)。這其中不僅僅包括了相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域中多項(xiàng)電力技術(shù)的層出不同和逐漸成熟，相關(guān)其他技術(shù)，諸如監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及人工智能等也都成為推動(dòng)智能電網(wǎng)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域的重要助力；與此同時(shí)，更為重要的是，對(duì)于我國的供電系統(tǒng)而言，更大的覆蓋地域范圍以及在電力生產(chǎn)和輸送過程中所產(chǎn)生的龐雜設(shè)備，都從客觀上要求著實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的管理。在這樣的背景之下，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
1 智能電網(wǎng)的概念
智能電網(wǎng)（Smart Power Grids），即電網(wǎng)的智能化，美國能源部曾經(jīng)定義其為：“一個(gè)完全自動(dòng)化的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠監(jiān)視和控制每個(gè)用戶和電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，保證從電廠到終端用戶整個(gè)輸配電過程中所有節(jié)點(diǎn)之間的信息和電能的雙向流動(dòng)。”歐洲技術(shù)論壇則將這一概念描述為“一個(gè)可整合所有連接到電網(wǎng)用戶所有行為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全的電力。”在國內(nèi)，相對(duì)權(quán)威的定義方式當(dāng)屬中國科學(xué)院電工研究所的定義，該組織將智能電網(wǎng)表述為“以包括各種發(fā)電設(shè)備、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)化與智能控制技術(shù)等與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)?！?/p>
電工研究所的定義中可以明確看出智能電網(wǎng)的若干特征。首先在于其可觀測(cè)性，即能夠有效獲取到電網(wǎng)工作過程中參與工作的電氣設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及相關(guān)的線路工作數(shù)據(jù)；其次在于其可控性，即能夠針對(duì)電網(wǎng)中的設(shè)備展開必要的調(diào)節(jié)；其三則是自動(dòng)化，重點(diǎn)關(guān)注整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)綜合平衡和優(yōu)化，以及對(duì)于突發(fā)狀況的調(diào)整和自愈等，除此以外，自動(dòng)告警以及必要的趨勢(shì)預(yù)測(cè)等功能也會(huì)隨著相應(yīng)的計(jì)算技術(shù)的逐步成熟而納入到智能電網(wǎng)的相關(guān)職能屬性中來。
2 智能電網(wǎng)的核心技術(shù)討論
從技術(shù)角度看，參與到智能電網(wǎng)中的骨干技術(shù)主要包括空間信息技術(shù)、云計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及作為基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫以及安全技術(shù)幾個(gè)方面。
其中空間信息技術(shù)主要包括GIS、GPS技術(shù)系統(tǒng)，能夠?yàn)橹悄芫W(wǎng)絡(luò)提供足夠的數(shù)據(jù)支持，并且?guī)椭洳杉降臄?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)邏輯化。我國電力供給網(wǎng)絡(luò)龐大，枝節(jié)繁雜，如果不綜合當(dāng)?shù)氐牡乩頂?shù)據(jù)進(jìn)行考慮，就很難理解網(wǎng)絡(luò)中反饋的數(shù)據(jù)含義。并且相應(yīng)的地理數(shù)據(jù)庫和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，還能夠幫助智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障的更為精準(zhǔn)定位，在根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)加強(qiáng)預(yù)測(cè)方面也有著突出貢獻(xiàn)。對(duì)于云計(jì)算而言，當(dāng)前智能電網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜，微環(huán)境龐雜，并且很多故障如果不能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)處理就會(huì)造成更大供電損失。因此分布式的數(shù)據(jù)處理環(huán)境已經(jīng)成為發(fā)展的必然。在此基礎(chǔ)上，云計(jì)算為智能電網(wǎng)的計(jì)算在資源上提供了更多可能，尤其是對(duì)于運(yùn)行和監(jiān)控以及數(shù)據(jù)深入處理的智能云技術(shù)，對(duì)改善數(shù)據(jù)擁堵，提升智能電網(wǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)吞吐量都有著極大幫助。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于當(dāng)前的智能電網(wǎng)而言仍然處于不斷滲透的過程中，這種技術(shù)能夠以人的思維方式使計(jì)算機(jī)理解更多知識(shí)。作為一種能夠賦予計(jì)算機(jī)思考能力的技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟程度，直接關(guān)系著智能電網(wǎng)的智能成熟程度，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越發(fā)達(dá)，智能電網(wǎng)就越能將地理信息與電網(wǎng)工作信息進(jìn)行綜合考慮，就越能發(fā)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)中存在的問題。而從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的角度看，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和安全問題已經(jīng)相對(duì)成熟，當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集技術(shù)成為了發(fā)展的重點(diǎn)。更發(fā)達(dá)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，對(duì)于電網(wǎng)中的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所面臨的環(huán)境數(shù)據(jù)都能夠有效吸收，而更為豐富的數(shù)據(jù)必然會(huì)提供更為堅(jiān)實(shí)的決策基礎(chǔ)，最終提供更為準(zhǔn)確的決策支持，對(duì)于自動(dòng)化的精準(zhǔn)施行也會(huì)有所幫助。
3 智能電網(wǎng)的應(yīng)用特征與結(jié)論
智能電網(wǎng)在應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)電網(wǎng)有著本質(zhì)區(qū)別。這種以人工智能和高度自動(dòng)化作為突出特征的信息化技術(shù)和供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的產(chǎn)物，從電力的產(chǎn)生到配送以及消費(fèi)，各個(gè)環(huán)節(jié)都有著更優(yōu)的表現(xiàn)。
對(duì)于電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)而言，我國幅員遼闊，對(duì)于電力的需求也一直呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，因此對(duì)于電力的生產(chǎn)而言，當(dāng)前也多采用了多種途徑進(jìn)行開展。無論是常規(guī)的水力發(fā)電或者核電站，還是當(dāng)前較新的風(fēng)力發(fā)電站，都存在有獨(dú)屬于其自身的工作特征和產(chǎn)電量。智能電網(wǎng)的參與，能夠幫助在穩(wěn)定發(fā)電廠運(yùn)行以及調(diào)節(jié)供電能力等方面有著調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)，甚至整個(gè)系統(tǒng)中的穩(wěn)定供電。
而對(duì)于電力的配給角度，更大的配給范圍和更長的輸電線路，以及在輸電過程中所面對(duì)更為難多難以確定的環(huán)境因素，都會(huì)成為配電過程中的安全隱患，單純是系統(tǒng)內(nèi)線損一項(xiàng)，都會(huì)對(duì)配電效果造成不容忽視的影響。智能電網(wǎng)的參與能夠更為精確的確定線路中可能存在的問題，并且對(duì)于變電系統(tǒng)的維護(hù)也能夠達(dá)到更高的水平。
從電力消費(fèi)環(huán)境看，智能電網(wǎng)獲取了大量的電力消費(fèi)數(shù)據(jù)，這樣就可能會(huì)從兩個(gè)角度影響電力的消費(fèi)。其一在于幫助各個(gè)消費(fèi)主體形成正確的消費(fèi)觀念和方式方法，在行業(yè)內(nèi)部橫向?qū)Ρ鹊幕A(chǔ)上有的放矢的采取相應(yīng)的宣傳，可以達(dá)到節(jié)能和優(yōu)化電力資源使用的目的。另一個(gè)方面對(duì)于電力消費(fèi)狀況的深入清晰了解，還能夠幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力供給網(wǎng)站發(fā)展規(guī)劃的更多認(rèn)識(shí)，對(duì)于理智發(fā)展有著重要幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]馬其燕，秦立軍.智能電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r及其實(shí)現(xiàn)建議[J].電力需求側(cè)管理，2010（3）.
[2]陳樹勇，宋書芳，李蘭歇，等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（8）.
[3]張廣鑫.智能電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r及其功能特點(diǎn)[J].廣播電視信息，2010（5）：92-94.
1能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)有歧義的概念
互聯(lián)網(wǎng)(Internet)作為一個(gè)專業(yè)術(shù)語，指的是由無數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)形成的覆蓋全球的信息共享網(wǎng)絡(luò)。將能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，構(gòu)成“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念，這是美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中正式提出來的。里夫金說，歷史上經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的變革離不開能源革命和通信革命兩大因素，正是它們的發(fā)生和結(jié)合引發(fā)了新一輪的工業(yè)革命。目前一場(chǎng)以可再生能源替代化石能源的革命正在興起，通信領(lǐng)域在過去的25年里也出現(xiàn)了偉大的變革，即互聯(lián)網(wǎng)革命，這就促使他將能源革命與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起。他認(rèn)為可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相融合，將全球的電力網(wǎng)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)絡(luò)，使億萬人能夠在家中、辦公室、工廠生產(chǎn)可再生能源并與他人分享。這個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)的工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)，分散型可再生能源可以跨越國界自由流動(dòng)，正如信息在互聯(lián)網(wǎng)上自由流動(dòng)一樣，每個(gè)自行發(fā)電者都將成為遍布整個(gè)大陸的、沒有界限的綠色電力網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
這是最早也是最“正宗”的關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想。毫無疑問這一構(gòu)想符合能源革命的方向，也十分美好，但不能不指出的是其中存在著不可忽視的技術(shù)失誤：能源共享網(wǎng)絡(luò)(即電網(wǎng))與互聯(lián)網(wǎng)的工作原理不是類似而是截然不同，能源(電力)不可能像信息那樣在全世界自由流動(dòng)。事實(shí)上由于電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)彼此的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特性、傳輸方式和載體，以及運(yùn)行所遵循的物理規(guī)律完全不同，電力在電網(wǎng)中傳輸受到的約束要比信息在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸受到的多得多、大得多，不僅有電壓、頻率、功率平衡、電能損耗、傳輸能力的約束，還有暫態(tài)、動(dòng)態(tài)、熱穩(wěn)等各種安全穩(wěn)定極限的限制，因此電力很難像信息那樣可以在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間自由交互。那種認(rèn)為只要電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)全球電網(wǎng)互聯(lián)就解決了電力從一點(diǎn)到任一點(diǎn)的輸送問題，是一種誤導(dǎo)或誤解;即使在較遠(yuǎn)的將來，超導(dǎo)輸電在電網(wǎng)中的應(yīng)用與今天光纖在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用一樣普遍，并且采用直流電網(wǎng)為主干網(wǎng)架時(shí)，也不能完全做到。
此外，由于電力具有同質(zhì)化、一次性消耗、不能重復(fù)“分享”的特點(diǎn)(信息則具有個(gè)性化、長期保存、可重復(fù)分享的特點(diǎn))，也決定了電力并非都有必要像信息一樣在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸。世界上不存在沒有界限、工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)的能源共享網(wǎng)絡(luò)，也沒有不受約束可以在任何范圍內(nèi)自由傳輸?shù)哪茉?電力)。但如果僅在一個(gè)局部區(qū)域，如一片社區(qū)或一座城市甚至更大范圍內(nèi)，遵照電網(wǎng)運(yùn)行的客觀規(guī)律并根據(jù)用電負(fù)荷的需求和特性，對(duì)各種分布式電源、儲(chǔ)能裝置、微電網(wǎng)、配電網(wǎng)以及主干網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，同時(shí)采用先進(jìn)的信息和自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行智能化協(xié)同調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)里夫金的構(gòu)想則是可能的。
必須承認(rèn)作為一個(gè)翻譯的漢語詞組，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)有歧義的概念。這里的“互聯(lián)網(wǎng)”如果看作是專業(yè)術(shù)語Internet，按詞面理解的意思應(yīng)當(dāng)是“傳輸能源的Internet”，顯然這在技術(shù)上不成立。如果將“互聯(lián)網(wǎng)”看作是一個(gè)普通漢語名詞而非Internet，則可認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)就是“能源的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)”。在此前提下還有兩種不同的理解：一是認(rèn)為各種能源，如水能、核能、風(fēng)能、太陽能、天然氣、煤炭轉(zhuǎn)化為電能后都要匯入電網(wǎng)，因此電網(wǎng)是天然的能源互聯(lián)網(wǎng);二是認(rèn)為真正的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是包括電網(wǎng)、油網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)。盡管兩種理解都講得通，但不把“互聯(lián)網(wǎng)”看作是Internet，顯然不符合這個(gè)概念的本意。這種因語言表達(dá)規(guī)律差異而帶來的困擾是客觀存在的，因此通過認(rèn)真討論，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)十分必要。
2能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與新能源革命思想
由于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想在技術(shù)上受到質(zhì)疑，作為經(jīng)濟(jì)學(xué)家的杰里米˙里夫金后來解釋說，提出能源互聯(lián)網(wǎng)主要是源于哲學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)層面的思考，他承認(rèn)能源互聯(lián)網(wǎng)不是一種新的能源技術(shù)模式或體系，而只是一種新能源經(jīng)濟(jì)思想。這是一個(gè)十分重要的說明，可以說是正確認(rèn)識(shí)能源互聯(lián)網(wǎng)概念本質(zhì)和內(nèi)涵的一把鑰匙，但遺憾的是里夫金的這個(gè)解釋幾乎被人們完全忽視了。
新能源經(jīng)濟(jì)思想實(shí)質(zhì)上就是新能源革命思想。根據(jù)里夫金的論述以及世界各國能源革命的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，它的要點(diǎn)可以概括如下：一、新一輪的能源革命是不可抗拒的歷史潮流，能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源，阻止地球生態(tài)環(huán)境的惡化，實(shí)現(xiàn)能源以及人類的可持續(xù)發(fā)展。二、能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式將融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，可再生能源的開發(fā)將以分布式為主，公眾既是能源的消費(fèi)者同時(shí)又是生產(chǎn)者，世界將迎來能源綠色化、分散化、多元化、民主化的新時(shí)代。三、具有集中、垂直、單向特點(diǎn)的傳統(tǒng)電網(wǎng)將向相對(duì)分散、扁平和雙向互動(dòng)的新型電網(wǎng)轉(zhuǎn)型，與此同時(shí)傳統(tǒng)的電網(wǎng)公司也將由單一的自上而下的電力供給者，轉(zhuǎn)變?yōu)榘茉葱畔⒃趦?nèi)的服務(wù)提供商，與用戶雙向共同管理能源的生產(chǎn)和消費(fèi)。四、能源的綠色化需要經(jīng)歷一個(gè)化石能源與可再生能源并存的混合能源時(shí)期，要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，采用智能化手段協(xié)調(diào)控制各類能源的開發(fā)和利用，優(yōu)化能源配置，最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生產(chǎn)方式和能源民主化將為社會(huì)創(chuàng)造出數(shù)以百萬甚至千萬計(jì)的就業(yè)崗位，成為第三次工業(yè)革命和新經(jīng)濟(jì)的重要支柱。
不難看出新能源革命思想的精髓，就是通過在能源革命中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的綠色化、高效化和民主化，能源互聯(lián)網(wǎng)概念正是這一思想的集中體現(xiàn)。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可表述為“在規(guī)劃建設(shè)中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送和配置能量的網(wǎng)絡(luò)”。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)就是建設(shè)符合這一內(nèi)涵要求的能源網(wǎng)絡(luò)。
3智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式
智能電網(wǎng)(Smart Grid，或稱智慧電網(wǎng))是融入了互聯(lián)網(wǎng)理念，以“綠色、高效”為目標(biāo)，以雙向互動(dòng)和扁平化為主要特征，以現(xiàn)代信息和儲(chǔ)能技術(shù)為支撐的新一代智能化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)有狹義和廣義之分，狹義的智能電網(wǎng)指以分布式電源為基礎(chǔ)的低碳綠色小微電網(wǎng)，它們既可單獨(dú)運(yùn)行亦可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。廣義的智能電網(wǎng)指包括有集中式電源的整個(gè)區(qū)域性和全國性的低碳綠色電網(wǎng)。電網(wǎng)特有的功能以及智能電網(wǎng)在能源綠色化中不可替代的地位和作用，決定了智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式。事實(shí)上，杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中構(gòu)想的“能源共享網(wǎng)絡(luò)”，指的就是智能電網(wǎng)。
能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的關(guān)系是內(nèi)涵與外延的關(guān)系，智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)概念(內(nèi)涵)的外延。它們之間也可以看作是宏觀指導(dǎo)思想與具體技術(shù)模式的關(guān)系，能源互聯(lián)網(wǎng)概念揭示能源和電網(wǎng)的發(fā)展方向，智能電網(wǎng)建設(shè)提供具體的技術(shù)方案。
目前國內(nèi)關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，絕大部分內(nèi)容其實(shí)都屬于智能電網(wǎng)建設(shè)的范疇，比如分布式能源接入電網(wǎng)、微電網(wǎng)的運(yùn)行控制和互聯(lián)、需求響應(yīng)資源的整合利用、電動(dòng)汽車充放電設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行、家庭用電智能化，以及能量(電力)路由器的研發(fā)建設(shè)等。這些內(nèi)容或者以電網(wǎng)為基礎(chǔ)、對(duì)象，或者本身就是電網(wǎng)的一個(gè)部分、一種設(shè)施，無論它們?cè)鯓尤谌胄畔⒓夹g(shù)，無論它們的信息與電力設(shè)施一體化程度有多高，目的都是為了使電網(wǎng)更好地實(shí)現(xiàn)綠色化、柔性化、智能化和高效化。
有一個(gè)情況值得深思，歐美不僅沒有關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的爭論，實(shí)踐中更是很少使用這一概念。比如美國還有一本以新能源革命為主題的書，叫《重塑能源：新能源世紀(jì)的商業(yè)解決方案》(中譯本2014年6月出版)，作者是著名能源專家艾默里˙洛文斯。他在書中分析了美國到2050年可再生能源發(fā)電量達(dá)到電力總需求80%應(yīng)采取的途徑，肯定了智能電網(wǎng)在重塑能源和加速傳統(tǒng)電力系統(tǒng)變革中的作用，卻自始至終沒有提到能源互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念。觀察德國的情況也能發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)談?wù)摰膸缀跛心茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的東西，都包括在他們的智能電網(wǎng)建設(shè)中。
中國人曾經(jīng)對(duì)智能電網(wǎng)(Smart Grid)也充滿了熱情，但似乎一夜之間這種熱情都轉(zhuǎn)向了能源互聯(lián)網(wǎng)，究其原因是我國智能電網(wǎng)的建設(shè)出現(xiàn)了大的偏差。必須指出，智能電網(wǎng)建設(shè)是在新一輪能源革命的大背景下提出來的，因此它不是傳統(tǒng)電網(wǎng)原有的自動(dòng)化、智能化建設(shè)的簡單延續(xù)和提高，而是傳統(tǒng)電網(wǎng)走向綠色化、民主化的一場(chǎng)深刻變革。但由于目前我國的智能電網(wǎng)建設(shè)基本上以傳統(tǒng)電網(wǎng)的智能化建設(shè)為主，導(dǎo)致很多人產(chǎn)生了誤解。還有一個(gè)重要原因，就是智能電網(wǎng)的建設(shè)被交流特高壓綁架了。多年來我國大部分地區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)都是以交流特高壓電網(wǎng)建設(shè)為中心，電網(wǎng)的建設(shè)工作基本上都要服從于和服務(wù)于這個(gè)中心，智能電網(wǎng)的建設(shè)也不列外。由于看不到智能電網(wǎng)建設(shè)在推動(dòng)我國能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進(jìn)分布式能源大發(fā)展中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的重要作用，因此無數(shù)以能源革命為己任的有志之士，自然將希望寄托在了能源互聯(lián)網(wǎng)上，不惜重新回到源頭，再次起航。其實(shí)這是本不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的情況，既可嘆亦可贊。
4第二種技術(shù)模式與“互聯(lián)網(wǎng)+”表達(dá)式
智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式，但不是唯一模式。由于能源的綠色化不可能一蹴而就，特別是在我國，可再生能源與化石能源混合作用的時(shí)期可能會(huì)更長。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進(jìn)能源向低碳化、綠色化方向更好更快發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)無疑還有第二種技術(shù)模式，這就是智慧能源網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)是由輸配電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、冷熱氣網(wǎng)等構(gòu)成的包含分布式能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存設(shè)施在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)，通過統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和智能化控制技術(shù)進(jìn)行協(xié)同調(diào)度管理，適時(shí)提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補(bǔ)滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用和產(chǎn)能端與用能端的智能匹配，最大限度提高能源綜合利用率。
智慧能源網(wǎng)與智能電網(wǎng)都是能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)模式，但兩者側(cè)重點(diǎn)各有不同。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為研究對(duì)象，以綠色化為主要目標(biāo);智慧能源網(wǎng)則重點(diǎn)研究各類能源的相互轉(zhuǎn)換以及各種能源網(wǎng)間的協(xié)同配合和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)等問題，主要目標(biāo)是最大限度提高能源的利用率以及清潔能源的消費(fèi)比例。在一個(gè)園區(qū)、一座城鎮(zhèn)，或一個(gè)更大的區(qū)域里，能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)采用何種技術(shù)模式，需要因地制宜根據(jù)實(shí)際可利用的能源資源情況確定?？梢钥隙?，隨著可再生能源轉(zhuǎn)換、利用、儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)步，以及能源綠色化程度的不斷提高，智能電網(wǎng)與智慧能源網(wǎng)將向著合二為一形成新型綜合能源供給體系的方向發(fā)展。目前智慧能源網(wǎng)的建設(shè)以“泛能網(wǎng)”的形式，已經(jīng)在一些地方取得了可喜的成績和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
能源互聯(lián)網(wǎng)的兩種技術(shù)模式，在今天“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代可以采用類似的方式進(jìn)行表示，使其更具時(shí)代色彩。其中智能電網(wǎng)可表示為“綠色電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”，智慧能源網(wǎng)可表示為“能源網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”。這樣表示的優(yōu)點(diǎn)，一是概念明確，針對(duì)性強(qiáng)。每個(gè)表達(dá)式中的“互聯(lián)網(wǎng)”一詞除指Internet外，不可能再有別的解釋。智能電網(wǎng)的表達(dá)式中，電網(wǎng)之前加“綠色”二字，點(diǎn)出了智能電網(wǎng)的本質(zhì)所在，有助于人們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)建設(shè)中把握正確的方向。智慧能源網(wǎng)的表達(dá)式中，直接使用“能源網(wǎng)”一詞指明能源互聯(lián)網(wǎng)第二種技術(shù)模式的基本特征，避免了不必要的誤解。二是突出了研究對(duì)象的特點(diǎn)和難點(diǎn)。“綠色電網(wǎng)”與“能源網(wǎng)”都是網(wǎng)絡(luò)，它們與互聯(lián)網(wǎng)相加是兩種網(wǎng)絡(luò)的“融合”，無疑具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)絡(luò)”可提醒人們不能用處理一般“互聯(lián)網(wǎng)+”的方法來解決其中的問題。
此外，需要說明的是之所以采用“+互聯(lián)網(wǎng)”而不采用“互聯(lián)網(wǎng)+”的表達(dá)方式，是因?yàn)楫?dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的對(duì)象亦為一種網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，若將“互聯(lián)網(wǎng)+”置前，容易使人將信息網(wǎng)絡(luò)誤解為是其中起主導(dǎo)作用的網(wǎng)絡(luò)，從而可能導(dǎo)致在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)實(shí)踐中主輔顛倒，走偏方向的情況發(fā)生。
正是認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)電網(wǎng)不能良好滿足未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,國內(nèi)電力產(chǎn)業(yè)提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)。智能電網(wǎng)要求在發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)應(yīng)用大量的新技術(shù)整合電網(wǎng)的各種信息,進(jìn)行深入分析和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)更完整和深入的洞察,實(shí)現(xiàn)整個(gè)智能電網(wǎng)“生態(tài)系統(tǒng)”更好地實(shí)時(shí)決策。電力用戶可以自己選擇和決定更有效的用電方式,電力公司可以決定如何更好地管理電力和均衡負(fù)載。
當(dāng)前國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還面臨著投資無序過熱、碳排放管理粗放以及來自傳統(tǒng)電網(wǎng)的限制等挑戰(zhàn)。由于像太陽能、風(fēng)能這些新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性,只有加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè),提升電網(wǎng)對(duì)不同類型新能源的適應(yīng)能力,才能為新能源的高效利用提供更為廣闊的平臺(tái)。
IBM工商企業(yè)部能源與公用事業(yè)部總監(jiān)鄭軍先生指出:“充足的電力供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保證。如果將智慧融入其中,中國的電力行業(yè)一定可以獲得快速而持續(xù)的發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)健增長提供動(dòng)力。”
日前,IBM公司了“智慧的電力”戰(zhàn)略以及系列解決方案。在會(huì)上,IBM詳細(xì)介紹了“智慧的電力”戰(zhàn)略,并針對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)和新能源接入提出了具體的解決方案?！爸腔鄣碾娏Α笔荌BM“智慧的城市”戰(zhàn)略的重要組成部分,致力于為城市的發(fā)展提供動(dòng)力。
方案有效與否靠實(shí)踐來檢驗(yàn)
中圖分類號(hào)：TM76；TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）23-0010-01
引言
首先，原來的預(yù)測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)不能為用戶在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間提供期望的電力，但輸配電、發(fā)電、信息化、數(shù)字化等技術(shù)的進(jìn)步為解決這一問題提供了相應(yīng)的支持；其次，環(huán)境問題的提出和能源的地緣依賴性限制了經(jīng)濟(jì)增長規(guī)模，當(dāng)今電網(wǎng)需要應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的資源和環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)大范圍的資源優(yōu)化配置，提高全天候供電運(yùn)行能力，滿足能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，適應(yīng)電力體制改革?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)面臨的主要挑戰(zhàn)如下所示。
a）全球暖化、能源壓力和生態(tài)文明意識(shí)的提升。
b）能源供應(yīng)商和客戶之間的隱私問題。
c）網(wǎng)絡(luò)攻擊的安全威脅。
d）國家采用替電能源的目標(biāo)。
e）間歇供應(yīng)時(shí)保持穩(wěn)定的電力更加復(fù)雜。
f）減少高峰用電需求過程中浪費(fèi)的能量，從而確保足夠的儲(chǔ)備。
為解決這些挑戰(zhàn)，北美和歐洲已經(jīng)形成了相應(yīng)的研究群體，開展“智能電網(wǎng)”的研究和實(shí)踐，我國也已開始相關(guān)研究。智能電網(wǎng)（Smart Grid）也叫知識(shí)型電網(wǎng)（Intelligrid）或者現(xiàn)代電網(wǎng)（Modern Grid），是有機(jī)融合了信息、通信、控制等多種前沿技術(shù)的輸配電系統(tǒng)；其發(fā)展目標(biāo)是建設(shè)節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠、穩(wěn)定的現(xiàn)代化電網(wǎng)。
一、智能電網(wǎng)的概念與特征
智能電網(wǎng)又稱為“電網(wǎng)2.0"，也就是應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。智能電網(wǎng)是通過使用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、傳感和測(cè)量技術(shù)、控制方法、控制系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、智能技術(shù)等一切可以結(jié)合的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，對(duì)高速、集成的雙向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化、更新，提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、高效性、節(jié)能性，實(shí)現(xiàn)安全使用、保護(hù)環(huán)境等目標(biāo)。其主要特征簡單概括為：滿足用戶對(duì)電能數(shù)量和質(zhì)量的需求，自我管理與自我恢復(fù)，優(yōu)質(zhì)電能質(zhì)量，保證接入安全，雙向電力服務(wù)，兼容與開放，經(jīng)濟(jì)高效。
二、我國目前智能電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r
直到2006-2007年，智能電網(wǎng)的概念才從國外引進(jìn)到中國，在國內(nèi)大范圍傳播。在2007年。華東電網(wǎng)公司進(jìn)行了智能電網(wǎng)在中國的可行性研究，之后又對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行了試點(diǎn)工程，啟動(dòng)了統(tǒng)一信息平臺(tái)和高級(jí)調(diào)度中心等工程。2008年，華北電網(wǎng)公司把部分精力放在如何有效建設(shè)智能調(diào)度體系，進(jìn)行研究和建設(shè)有關(guān)智能電網(wǎng)的主體一電網(wǎng)信息構(gòu)架。2009年，國家電網(wǎng)首次提出“堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)”計(jì)劃，并于2010年4月公示《綠色發(fā)展白皮書》，計(jì)劃在2020年在全國范圍基本完成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，建設(shè)綠色能源的配置平臺(tái)。這個(gè)計(jì)劃要求在大規(guī)模電力輸送過程中，輸送清潔能源，提升電力系統(tǒng)的建設(shè)情況，提高能源利用效率，擴(kuò)大電力的利用范圍，減少空氣污染，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。
我國在863計(jì)劃中首次在國家層面提出對(duì)智能電網(wǎng)開展相關(guān)研究，計(jì)劃在“十二五，，期問投資10.5億元對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行專項(xiàng)研究。這項(xiàng)研究包括二十幾個(gè)課題，研究內(nèi)容主要是風(fēng)電接入原有電網(wǎng)、太陽能發(fā)電技術(shù)、輸變電設(shè)備、電力利用新技術(shù)等，每一個(gè)課題都將會(huì)落實(shí)一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)行試驗(yàn)，如果成功將會(huì)在適當(dāng)調(diào)整后進(jìn)行全國范圍的推廣。
三、商業(yè)管理
智能電網(wǎng)的發(fā)展并不需要更換現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)，這一過程從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮是不現(xiàn)實(shí)的。相反，發(fā)展智能電網(wǎng)可以加強(qiáng)現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)和功能，同時(shí)盡可能地利用原來的物理基礎(chǔ)設(shè)施。智能電網(wǎng)的幾個(gè)功能如下所示。
a）需要具有自愈能力。
b）具有高可靠性。
c）資產(chǎn)優(yōu)化管理。
d）經(jīng)濟(jì)高效。
e）與用戶友好互動(dòng)。
f）兼容大量分布式電源的接入。
智能電網(wǎng)技術(shù)從根本上改變了電力市場(chǎng)運(yùn)行模式，出現(xiàn)一些新的市場(chǎng)成員，如能源零售商和貿(mào)易商、分布式發(fā)電運(yùn)營商等。
四、關(guān)鍵的技術(shù)問題
智能電網(wǎng)的技術(shù)組成有多種，其包括分布式發(fā)電、量測(cè)技術(shù)等。這里主要討論通信和控制技術(shù)，提出多層通信結(jié)構(gòu)模式。
4.1 通信結(jié)構(gòu)與技術(shù)
智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)中的數(shù)據(jù)獲取與傳輸、保護(hù)和控制都是一個(gè)雙向?qū)崟r(shí)的過程。這一技術(shù)領(lǐng)域主要關(guān)注三個(gè)問題：首先，是開放的通信架構(gòu)，它形成一個(gè)“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)各個(gè)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信；其次，統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它主要是保證傳感器、智能電子設(shè)備以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無縫通信，也就是信息在所有這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能；最后，通信過程中會(huì)遇到亂序和時(shí)延問題，在建立模型和實(shí)際過程中要根據(jù)具體情況來分析。下面根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，提出一個(gè)多層通信結(jié)構(gòu)。
智能電網(wǎng)一般在大范圍內(nèi)布設(shè)，因此其通信設(shè)施必須覆蓋整個(gè)區(qū)域，下面（圖1）給出其通信設(shè)施的一個(gè)多層結(jié)構(gòu)。
智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、配電，使用過程中都存在數(shù)據(jù)流。多種技術(shù)將用來設(shè)計(jì)通信結(jié)構(gòu)，以便為控制中心提供足夠的信息量。通信網(wǎng)絡(luò)的多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要問題是子網(wǎng)絡(luò)間的互操作性。智能設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在未來將出現(xiàn)爆炸式增長，這會(huì)給智能電網(wǎng)的通信設(shè)施相當(dāng)大的負(fù)荷。大量的實(shí)時(shí)和已有數(shù)據(jù)出現(xiàn)在智能電網(wǎng)中，并且一天內(nèi)不同時(shí)段數(shù)據(jù)量變化很大，因此通信交通要適應(yīng)數(shù)據(jù)的快速變化能力。高峰時(shí)段，數(shù)據(jù)通信需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更可靠的服務(wù)。由于數(shù)據(jù)傳輸延遲、帶寬、可靠性和安全性等區(qū)別，不同類別的數(shù)據(jù)具有不同的服務(wù)優(yōu)先級(jí)。
4.2 控制技術(shù)
智能電網(wǎng)控制技術(shù)體系融合了先進(jìn)控制與設(shè)備制造技術(shù)、信息與通信技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)等眾多技術(shù)（圖2），其中信息與通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)控制功能的“中樞神經(jīng)”，電力電子與儲(chǔ)能技術(shù)則扮演智能電網(wǎng)控制的“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”，而標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)評(píng)估則構(gòu)成智能電網(wǎng)控制得以順利實(shí)施的制度與管理層面的“保障”。
五、結(jié)論
電網(wǎng)智能化是全球電網(wǎng)未來發(fā)展的必由之路，其中尚未解決的問題還有很多，如多智能體技術(shù)如何在智能網(wǎng)中得以應(yīng)用，分布式估計(jì)和預(yù)測(cè)問題等，下一步的研究重點(diǎn)為智能電網(wǎng)中的通信和控制問題以及分布式優(yōu)化問題。我國應(yīng)大力發(fā)展分布式儲(chǔ)能技術(shù)和分布式智能電網(wǎng)，打造具有中國特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉東堯.智能電網(wǎng)技術(shù)[A].云南電網(wǎng)公司、云南省電機(jī)工程學(xué)會(huì).2010年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C].云南電網(wǎng)公司、云南省電機(jī)工程學(xué)會(huì)：2010：8.
背景
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來，通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等技術(shù)在電網(wǎng)中得到廣泛深入的應(yīng)用，并與傳統(tǒng)電力技術(shù)有機(jī)融合，極大地提升了電網(wǎng)的智能化水平。傳感器技術(shù)與信息技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，為系統(tǒng)狀態(tài)分析和輔助決策提供了技術(shù)支持，使電網(wǎng)自愈成為可能。調(diào)度技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和柔性輸電技術(shù)的成熟發(fā)展，為可再生能源和分布式電源的開發(fā)利用提供了基本保障。通信網(wǎng)絡(luò)的完善和用戶信息采集技術(shù)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)了電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)。隨著各種新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、應(yīng)用并與物理電網(wǎng)高度集成，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
1.智能調(diào)度的概念及發(fā)展歷程
智能調(diào)度是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容，是智能輸電網(wǎng)的神經(jīng)中樞，是維系電力生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)，是保障智能電網(wǎng)運(yùn)行和發(fā)展的重要手段。電網(wǎng)的快速發(fā)展要求電網(wǎng)運(yùn)行更加智能化，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型的電網(wǎng)調(diào)度模式已經(jīng)不能適應(yīng)新的要求，必須結(jié)合科技信息技術(shù)的進(jìn)步，打造電網(wǎng)調(diào)度的智能化。
智能電網(wǎng)調(diào)度服務(wù)于以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)的輸電網(wǎng)，滿足特大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，為大電網(wǎng)可靠運(yùn)行提供技術(shù)支撐：智能調(diào)度服務(wù)于智能的輸電網(wǎng)，它能夠敏銳地對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)先感知電網(wǎng)的狀態(tài)，達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)最小化，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)控制實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自愈：智能調(diào)度服務(wù)于靈活的能源接入，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，支持電網(wǎng)靈活接入各種可再生能源與分布式能源，促進(jìn)節(jié)能減排，服務(wù)和諧社會(huì)。
國內(nèi)對(duì)智能調(diào)度進(jìn)行了許多有益的研究和探索。狹義上的智能調(diào)度是指輔助調(diào)度員值班的調(diào)度輔助決策功能，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于部分調(diào)度中心。廣義上的智能調(diào)度涵蓋了調(diào)度中心全專業(yè)的智能化，通過智能化的手段服務(wù)于堅(jiān)強(qiáng)的輸電網(wǎng)。
2.智能調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)
智能調(diào)度的建設(shè)體現(xiàn)了智能電網(wǎng)安全可靠、高效經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保、友好開放等多方面特征，需要開展多方面的關(guān)鍵技術(shù)研究。其中，一體化智能應(yīng)用支撐關(guān)鍵技術(shù)包括一體化模型管理技術(shù)、海量信息處理技術(shù)、可視化展現(xiàn)技術(shù)、地理信息接入技術(shù)等。這些關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)了智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)可靠的特征，為大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。一體化調(diào)度計(jì)劃運(yùn)作平臺(tái)和大型可再生及分布式能源接入控制技術(shù)體現(xiàn)了智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與靈活性，服務(wù)于資源的大規(guī)模優(yōu)化配置，服務(wù)于國家節(jié)能減排政策，為靈活的大規(guī)?？稍偕c分布式能源的接入提供技術(shù)支撐。一體化調(diào)度管理技術(shù)體現(xiàn)了智能化調(diào)度中心高效和規(guī)范運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.一體化智能應(yīng)用支撐方面
在智能調(diào)度建設(shè)過程中，需要研究一體化智能應(yīng)用支撐方面的關(guān)鍵技術(shù)。
（1）研究一體化模型與數(shù)據(jù)管理技術(shù)，為智能調(diào)度提供完整、一致、準(zhǔn)確、及時(shí)、可靠的一體化模型與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，滿足“橫向集成、縱向貫通”和智能調(diào)度新型業(yè)務(wù)需要。
（2）研究海量信息存儲(chǔ)管理與應(yīng)用技術(shù)，解決特高壓互聯(lián)后，大電網(wǎng)在空間、時(shí)間域的海量信息處理、存儲(chǔ)、讀取速度問題，研究穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動(dòng)態(tài)海量精確時(shí)標(biāo)量測(cè)的存儲(chǔ)、擬合讀取與使用方法，為智能化應(yīng)用提供更為精確有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
（3）研究智能可視化展示技術(shù)，它是智能化調(diào)度的主要人機(jī)展示方式，可視化的對(duì)象將不再局限于傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行信息，使用者不再局限于調(diào)度員，可視化是調(diào)度中心全專業(yè)的人機(jī)界面。
（4）研究地理信息接入技術(shù)，為提升智能電網(wǎng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力、研究外部災(zāi)害下調(diào)度防御、分布式能源的接入與展示提供基于地理信息圖的展示方法。
4.智能調(diào)度的實(shí)踐
4.1美國電力科學(xué)研究院智能控制中心
美國電力科學(xué)研究院提出的智能輸電網(wǎng)由智能控制中心、智能變電站、智能一次輸電網(wǎng)組成。作為智能輸電網(wǎng)神經(jīng)中樞的智能控制中心的特點(diǎn)是：①監(jiān)視及可視化，采用基于相量測(cè)量單元（PMU）的狀態(tài)測(cè)量采集替代傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)終端單元（RTU）的數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)。狀態(tài)測(cè)量結(jié)果在地理信息系統(tǒng)（GIS）中混合顯示，實(shí)現(xiàn)真正的可視化；②評(píng)估分析，智能控制中心的在線分析實(shí)現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)更新，在線考慮系統(tǒng)未來的運(yùn)行狀態(tài)，使真正的中短期控制成為可能；③控制性，通過最優(yōu)協(xié)調(diào)分布在系統(tǒng)中的多種控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)控制中心的對(duì)電網(wǎng)的可控性；④良好的交互性，包括與變化的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的交互，以及與配電網(wǎng)內(nèi)靈活接入的新能源的交互。
4.2國網(wǎng)電力科學(xué)研究院大停電防御框架
國網(wǎng)電力科學(xué)研究院提出了時(shí)空協(xié)調(diào)的大停電防御框架，該框架將SCADA系統(tǒng)、EMS擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)范疇的DscADA／DEMS，采集和處理廣域的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，通過擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則（EEAC）算法實(shí)現(xiàn)在線的穩(wěn)定量化分析以及預(yù)決策，通過在線預(yù)算、實(shí)時(shí)匹配的策略實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制的自適應(yīng)優(yōu)化及協(xié)調(diào)。
4.3三維協(xié)調(diào)的電網(wǎng)EMS
清華大學(xué)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室提出了三維協(xié)調(diào)的新一代EMS。該系統(tǒng)能夠適應(yīng)電網(wǎng)在空間、時(shí)間和目標(biāo)3個(gè)維度上的特點(diǎn)進(jìn)行多方面協(xié)調(diào)的綜合預(yù)警和智能輔助決策，是基于全局優(yōu)化的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)包括：基于3維分解協(xié)調(diào)的體系設(shè)計(jì)；電網(wǎng)模型重建綜合分析、預(yù)警、決策；無功電壓優(yōu)化閉環(huán)控制：有功優(yōu)化閉環(huán)控制；基于多智能和計(jì)算機(jī)集群的支撐平臺(tái)。
5.關(guān)于智能電網(wǎng)調(diào)度控制的思考
本文認(rèn)為未來智能調(diào)度控制系統(tǒng)的“智能”至少應(yīng)體現(xiàn)在這5個(gè)方面：
5.1EMS性能的提升。這包括提高監(jiān)控范圍和質(zhì)量提升控制中心分析處理能力，具備防控大規(guī)模級(jí)聯(lián)事故的強(qiáng)抗擾動(dòng)能力，事故時(shí)具備快速自愈能力；
5.2靈活。大量可再生能源發(fā)電將逐步接入電網(wǎng)，可再生能源的特性（如風(fēng)電的間歇性和隨機(jī)性）要求調(diào)度控制具備更加靈活的調(diào)控手段和應(yīng)對(duì)措施；
5.3兼容性強(qiáng)。體現(xiàn)在這兩個(gè)方面一是有效容納大量分布式發(fā)電的接入，實(shí)現(xiàn)集中式發(fā)電與分布式發(fā)電并存下的系統(tǒng)合理調(diào)度；二是具備電力市場(chǎng)實(shí)施過程中不同階段的適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)環(huán)境下多種運(yùn)行模式的無縫兼容和即插即用；
5.4優(yōu)化能力。從全局角度加強(qiáng)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用在安全和經(jīng)濟(jì)間取得最佳平衡，通過優(yōu)化的運(yùn)行調(diào)度，挖掘現(xiàn)有發(fā)輸電設(shè)備潛力提高資源利用效率；
