第一篇：聚焦智能電網涉及的關鍵技術

聚焦智能電網涉及的關鍵技術

核心提示：1智能電網的技術概況智能電網是為了實現(xiàn)能源替代和兼容利用，它需要在創(chuàng)建開放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網的運行和管理。它主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網公司之間形成即時連接的網絡互動，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時

（real-time）、高速（high-speed）、雙向（two-way）的效果，整體性地提高電網的綜合效率。它可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應的高峰期之時，能夠在不同區(qū)域間進行及時調度

1智能電網的技術概況

智能電網是為了實現(xiàn)能源替代和兼容利用，它需要在創(chuàng)建開放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網的運行和管理。它主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網公司之間形成即時連接的網絡互動，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時（real-time）、高速（high-speed）、雙向（two-way）的效果，整體性地提高電網的綜合效率。它可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應的高峰期之時，能夠在不同區(qū)域間進行及時調度，平衡電力供應缺口，從而達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理；同時，智能電表也可以作為互聯(lián)網路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎，進行通信、運行寬帶業(yè)務或傳播電視信號。

2009年6月27～28日，第一屆智能電網研究論壇在天津大學召開。論壇共安排了十四個學術報告，從智能電網的基本理念、技術組成、設備需求等多個角度對我國智能電網的建設和發(fā)展進行了探討。天津大學余貽鑫院士的報告為―智能電網的原動力、技術組成和實施路線‖。報告中提出，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、需求側管理、分布式電源等是推進智能電網建設的原動力。智能電網是綜合應用通訊、高級傳感器、分布式計算等技術，提高輸配電網絡的安全性、可靠性和效率。

華中科技大學程時杰院士在―儲能技術及其在智能電網中的應用‖的報告中指出，在可再生能源發(fā)電所占比例較大的電力系統(tǒng)中，儲能技術的應用是解決如何保證系統(tǒng)正常運行這個難題的一條可行的途徑。并提出了智能電網對儲能系統(tǒng)的基本要求，即足夠大的儲能容量、足夠快的功率響應速度、足夠大的交換功率、足夠高的儲能效率、足夠小的放電周期、足夠長的使用壽命、足夠小的運行費用。

天津大學電氣與自動化工程學院院長王成山教授作了―分布式電源、微網、智能配電系統(tǒng)‖的報告，分別對分布式電源、微網和智能配電系統(tǒng)的關鍵技術、應用以及存在的問題進行了介紹，并分析了三者之間的關系。山東理工大學徐丙垠教授的―智能配電網中的配電自動化技術‖、加拿大卑詩省水電公司欒文鵬的―高級量測系統(tǒng)‖、國家電網需求側管理中心陳江華的―我國需求側管理實踐成效與展望‖、智能電網—遠景，技術與應用‖等，都從不同角度分析和探討了智能電網的技術特點、實現(xiàn)方式和發(fā)展前景。

2智能電網的關鍵技術

我國數(shù)字化電網建設涵蓋了發(fā)電、調度、輸變電、配電和用戶各個環(huán)節(jié)，包括：信息化平臺、調度自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)、柔性交流輸電，變電站自動化系統(tǒng)、微機繼電保護、配網自動化系統(tǒng)、用電管理采集系統(tǒng)等。實際上，目前我國數(shù)字化電網建設可以算是智能電網的雛形。

2.1參考量測技術

參數(shù)量測技術是智能電網基本的組成部件，先進的參數(shù)量測技術獲得數(shù)據(jù)并將其轉換成數(shù)據(jù)信息，以供智能電網的各個方面使用。它們評估電網設備的健康狀況和電網的完整性，進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶的溝通。

未來的智能電網將取消所有的電磁表計及其讀取系統(tǒng)，取而代之的是可以使電力公司與用戶進行雙向通信的智能固態(tài)表計。基于微處理器的智能表計將有更多的功能，除了可以計量每天不同時段電力的使用和電費外，還有儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率，并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能有用戶自行根據(jù)費率政策，編制時間表，自動控制用戶內部電力使用的策略。

對于電力公司來說，參數(shù)量測技術給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，包括功率因數(shù)、電能質量、相位關系（WAMS）、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和處理這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其他業(yè)務所用。

未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應地相互通信，這樣的靈活性和自適應能力極大地提高可靠性，因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其他的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。

2.2智能電網通信技術

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網的基礎，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網的特征都無法實現(xiàn)。因為智能電網的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網一

樣深入到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網絡—電網和通信網絡，只有這樣才能實現(xiàn)智能電網的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當這樣的通信系統(tǒng)建成后，它可以提高電網的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的攻擊，從而提高電網價值。

適用于智能電網的通信技術需具備以下特征：一是具備雙向性、實時性、可靠性特征，出于安全性考慮理論上應是與公網隔離的電力通信專網。二是具備技術先進性，能夠承載智能電網現(xiàn)有業(yè)務和未來擴展業(yè)務。三是最好具備自主知識產權，可具有面向電力智能電網業(yè)務的定制開發(fā)和業(yè)務升級能力。

作為國家電網公司從事骨干信息通信網絡建設、運行管理的直屬公司，國網信息通信有限公司高度重視智能電網建設工作，積極開展相關前期研究工作，并著力推進有關信息通信技術（ICT）的軟硬件產品研發(fā)，開展新一代電力信息通信（ICT）網絡模式研究,加快信息通信產業(yè)化發(fā)展。

電力客戶用電信息采集系統(tǒng)是智能電網的重要組成部分，信通公司積極參與其中與信息通信專業(yè)相關的研究，向國家電網公司提交了通信專題技術報告。同時，積極推進產業(yè)化進程，進一步完善了用電信息采集主站軟件平臺、基于電力線寬帶通信技術的采集器等產品。

智能電網客戶服務是智能電網用電環(huán)節(jié)的重要組成部分，是實現(xiàn)電網與客戶之間實時交互響應，增強電網綜合服務能力，滿足互動營銷需求，提升服務水平的重要手段。信通公司將智能電網客戶服務試

點分別設立在北京蓮香園小區(qū)和阜成路95號院。其中，阜成路95號院試點以光纖入戶為主要特點，以機頂盒和電視機為展現(xiàn)手段，實現(xiàn)三表抄收和查詢、物業(yè)、配送、網絡增值等一系列特色服務，體現(xiàn)出良好的交互性和智能化特色。

2.3信息管理系統(tǒng)

智能電網中的信息管理系統(tǒng)應主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全等五個功能。

（1）信息采集與處理。主要包括詳盡的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務、智能電子設備(intelligentelectronicdevice，IED)資源的動態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)對時等。（2）信息分析。對經過采集、處理和集成后的信息進行業(yè)務分析，是開展電網相關業(yè)務的重要輔助工具?？v向包括―發(fā)電–輸電–配

電–需求側‖四級產業(yè)鏈業(yè)務分析和―國家–大區(qū)–省級–地縣‖四級電網信息分析。橫向包括發(fā)電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優(yōu)化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關系管理、財務管理、人力資源管理等業(yè)務模塊分析。（3）信息集成。智能電網的信息系統(tǒng)在縱向上要實現(xiàn)產業(yè)鏈信息集成和電網信息集成，橫向上要實現(xiàn)各級電網企業(yè)內部業(yè)務的信息集成。（4）信息顯示。為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統(tǒng)(GIS)等視頻和音頻技術。（5）信息安全。智能電網必須明確各利益主體的保密程度和權限，并保護其資料和經濟利益。因此，必須研究復雜大系統(tǒng)下的網絡生存、主動實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范、網絡信任體系與新的密碼等技術。

2.4智能調度技術

智能調度是智能電網建設中的重要環(huán)節(jié)，智能電網調度技術支持系統(tǒng)則是智能調度研究與建設的核心，是全面提升調度系統(tǒng)駕馭大電網和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎。

現(xiàn)有的調度自動化系統(tǒng)面臨著許多問題，包括非自動、信息的雜亂、控制過程不安全、集中式控制方法缺乏、事故決策困難等。為適應大電網、特高壓以及智能電網的建設運行管理要求，實現(xiàn)調度業(yè)務的科學決策、電網運行的高效管理、電網異常及事故的快速響應，必須對智能調度加以分析研究。

為加快推進智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計和應用功能規(guī)范編寫工作，國網電力科學研究院受國家電力調度中心委托，承擔智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計工作。2009年7月6日至18日，在國調中心帶領下，國網電科院工作組順利完成智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計，并討論確定智能電網調度技術支持系統(tǒng)功能規(guī)范體系，為一體化智能電網調度技術支持系統(tǒng)的快速有序建設提供指導。國網電科院工作組成員全程參與了智能電網調度技術支持系統(tǒng)基礎平臺和四大應用的總體設計，承擔并順利完成調度計劃應用、安全校核應用和調度管理應用的功能流程和總體設計。

2.5高級電力電子技術

電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換及控制的一種現(xiàn)代技術，節(jié)能效果可達10～40，可以減少機電設備的體積并能夠實現(xiàn)最佳工作效率

。目前，半導體功率元器件向高壓化、大容量化發(fā)展，電力電子產業(yè)出現(xiàn)了以SVC為代表的柔性交流輸電技術、以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術、以高壓變頻為代表的電氣傳動技術，以智能開關為代表的同步開斷技術，以及以靜止無功發(fā)生器、動態(tài)電壓恢復器為代表的用戶電力技術等。

柔性交流輸電技術是新能源、清潔能源的大規(guī)模接入電網系統(tǒng)的關鍵技術之一，將電力電子技術與現(xiàn)代控制技術相結合，通過對電力系統(tǒng)參數(shù)的連續(xù)調節(jié)控制，從而大幅降低輸電損耗、提高輸電線路輸送能力和保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。

高壓直流輸電技術對于遠距離輸電、高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。其中，輕型直流輸電系統(tǒng)采用GTO、IGBT等可關斷的器件組成換流器，使中型的直流輸電工程在較短輸送距離也具有競爭力。此外，可關斷器件組成的換流器，還可用于向海上石油平臺、海島等孤立小系統(tǒng)供電，未來還可用于城市配電系統(tǒng)，接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。輕型直流輸電系統(tǒng)更有助于解決清潔能源上網穩(wěn)定性問題。

高壓變頻技術最大的優(yōu)點是節(jié)電率一般可達30左右，但缺點是成本高，并產生高次諧波污染電網。同步開斷(智能開關)技術是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。目前，高壓開關大都是機械開關，開斷時間長、分散性大，難以實現(xiàn)準確的定相開斷。實現(xiàn)同步開斷的根本出路在于用電子開關取代機械開關。

2.6分布式能源接入技術

智能電網的核心在于構建具備智能判斷與自適應調節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網和分布式管理的智能化網絡系統(tǒng)，可對電網與用戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。

分布式電源（DER）的種類很多，包括小水電、風力發(fā)電、光伏電源、燃料電池和儲能裝置（如飛輪、超級電容器、超導磁能存儲、液流電池和鈉硫蓄電池等）。一般來說，其容量從1kW到10MW。配電網中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網擴展的需要，并提高了供電可靠性，因此得到廣泛采用。特別是有助于減輕溫室效應的分布式可再生能源，在許多國家政府政策上的大力支持下，迅速增長。目前，在北歐的幾個國家，DER已擁有30以上的發(fā)電量分額。在美國DER目前只占總容量的7，而預期到2020年時這一份額將達25。

大量的分布式電源并于中壓或低壓配電網上運行，徹底

改變了傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)單向潮流的特點，要求系統(tǒng)使用新的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。然而，通過高級的自動化系統(tǒng)把這些分布式電源無縫集成到電網中來并協(xié)調運行，將可帶來巨大的效益。除了節(jié)省對輸電網的投資外，它可提高全系統(tǒng)的可靠性和效率，提供對電網的緊急功率和峰荷電力支持，及其他一些輔助服務功能，如無功支持、電能質量改善等；同時，它也為系統(tǒng)運行提供了巨大的靈活性。如在風暴和冰雪天氣下，當大電網遭到嚴重破壞時，這些分布式電源可自行形成孤島或微網向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。

3智能電網的功能實現(xiàn)

目前，智能電網研究較為成熟的主要是美國，美國多個州已開始設計智能電網系統(tǒng)，GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產業(yè)龍頭都已投入智能電網業(yè)務。

美國能源部中國辦公室的MaitinSchoenbauer出席了2009年6月在天津大學召開的第一屆智能電網研究論壇，介紹了美國智能電網的有關情況。MartinSchoenbauer介紹了―美國能源部智能電網業(yè)務‖，美國能源部正在發(fā)起建立智能電網信息共享交流平臺和信息庫，資助智能電網技術研發(fā)項目，并指出清潔能源和智能電網將是中美能源領域合作的重要內容。

美國科羅拉多州的波爾得市是美國第一個智能電網城市。每戶家庭都安排了智能電表，人們可以很直觀地了解當時的電價，從而把一些事情，比如洗衣服、燙衣服等安排在電價低的時間段。電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風電和太陽能等清潔能源。同時，變電站可以收集到每家每戶的用電情況。一旦有問題出現(xiàn)，可以重新配備電力。

在美國西弗吉尼亞州，阿勒格尼電力公司(AlleghenyEnergy)的―超級電路‖項目(SuperCircuitproject)把先進的監(jiān)測、控制和保護技術結合在一起，從而增強供電線路的可靠性與安全性。該電網將整合生物柴油發(fā)電、能量儲存以及先進的計量基礎設施(智能儀表)和通信網絡，迅速地預測、確定并幫助解決網絡問題。

美國科羅拉多州科林斯堡（FortCollins）及該市擁有的公用事業(yè)公司支持多項清潔能源計劃。其中一項涉及在五個用戶區(qū)域內把太陽能和風能等近30種可再生能源結合在一起。該計劃與其他一些分布式供電系統(tǒng)共同支持該市一個稱為FortZED的零能耗區(qū)。

美國夏威夷大學(UniversityofHawaii)在研制一個配電管理系統(tǒng)平臺，它采用智能計量作為門戶站，綜合了需求反應、住宅節(jié)能自動化、分布式發(fā)電優(yōu)化管理、配電系統(tǒng)的儲存與負荷、允許配電系統(tǒng)與主電網中其他系統(tǒng)協(xié)調的各種控制手段。

美國伊利諾伊理工學院(IllinoisInstituteofTechnology)的―完美電力‖(PerfectPower)項目應用先進技術建設微型電網的原型，該微型電網能夠對主電網的變化作出反應，增強電網的可靠性，并降低電力需求

第二篇：智能電網提出背景及關鍵技術

智能電網提出背景及關鍵技術

一、智能電網概述

智能電網提出的技術與國家戰(zhàn)略背景：

“互聯(lián)網”的普及、電子信息技術及計算機軟件技術的飛速發(fā)展，大大推動了全球信息化進程?！暗厍虼濉?、“數(shù)字地球”等概念逐漸體現(xiàn)了人類信息交流的時空跨越，速度與效率的倍增。

“物聯(lián)網”應用趨勢，建立人與物、物與物之間的聯(lián)系，隨著新一代互聯(lián)網協(xié)議IPV6的部署，IP地址不再受限，為物聯(lián)網掃除了網絡容量的限制。

“智能電網”，電網設備的智能化、數(shù)字化與網絡化為電網的信息化、互動化與自動化創(chuàng)造了條件。

中國最新定義為：統(tǒng)一堅強智能電網，（統(tǒng)一是前提，含統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設；智能為感知、自律、自主、自愈、自學習、自適應、自調節(jié)、分析與決策，體現(xiàn)安全可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、靈活互動、友好開放）

智能電網歷程（大事記要）：

2003年美國電科院首先提出《智能電網研究框架》，能源部隨即發(fā)布2030智能電網計劃（Grid2030計劃-Itelligrid）。

2006年，歐盟智能電網論壇推出了《歐洲智能電網技術框架》-Smartgrid。2008年，華東電網公司和華北電網公司分別提出了建設智能電網的遠景和實施方案。

2009年1月，奧巴馬宣布全面啟動新能源與智能電網項目，全世界隨之掀起了一股智能電網熱潮。

2009年3月，國家電網公司首提“建設堅強智能電網”，拉開中國建設智能電網的序幕。

2009年4月17日美國白宮公布首批40多億智能電網資助計劃。

2009年4月下旬，國家電網公司組織三個智能電網考察團赴美國和歐洲考察，回國后開始組織編寫國家電網智能電網綜合研究報告。

2009年5月中旬，中國電科院建立智能電網研究中心。

2009年5月18日，美國商務部、能源部匯集業(yè)界主要機構與公司，討論并通過第一批16個智能電網行業(yè)標準，美國智能電網建設進入全面啟動階段。

2009年5月21日，國網公司提出“加快建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協(xié)調發(fā)展的統(tǒng)一堅強智能電網的目標”。

2009年6月，國家電網科技部組織智能配電和數(shù)字化變電站技術研討。下旬，國家電網總部成立“智能電網部”。

2009年7月，總投資25億元的全國首家智能電網產業(yè)園項目在揚州正式啟動，下旬，國家電網正式確認在上海世博園區(qū)建立智能電網綜合示范工程。

二、國家規(guī)劃與行業(yè)動態(tài)

中國在09年開始快速布局智能電網建設，有經濟與政治的綜合考量，一

方面為應對金融危機、推動新的經濟需求、刺激經濟發(fā)展；另一方面為發(fā)展低碳經濟、推動節(jié)能環(huán)保，加速弱電與強電的集約發(fā)展，形成新的技術制高點，使宏大統(tǒng)一的智能電網系統(tǒng)服務國計民生、提升國家綜合實力。意義重大、任務緊迫。

美國智能電網發(fā)展規(guī)劃的三個階段：

第一階段（~2010年）為關鍵技術研發(fā)和試點階段

第二階段（~2020年）為技術改進與市場推廣階段

第三階段（~2030年）全面建成智能電網

中國國家電網智能電網規(guī)劃的三個發(fā)展階段：

第一階段（~2011年）為研究標準制定與試點階段，重點在于建設特高壓網絡架構，開展智能變電站試點工程以及智能配電網等示范性工程；

第二階段（~2015年）為全面建設階段，主要完成特高壓網架建設，樞紐變電站實現(xiàn)智能化并初步建成智能調度中心，開展雙向互動和分布式能源試點；

第三階段（~2020年）為完善提升階段，其目標基本與歐美的最終目標相近。

美國準備用20年時間建設智能電網，而中國卻規(guī)劃10年時間建成，可見中國智能電網發(fā)展的決心與緊迫性。

自從智能電網提出以來，世界各國積極響應，特別是業(yè)內企業(yè)（甚至是業(yè)外的企業(yè)，也把研發(fā)力量投入到智能電網領域）更是認真對待、積極備戰(zhàn)。國網公司、電科院、西高所、上海電器所等牽頭組織各科研院所及龍頭企業(yè)研討制定相關標準及實施細則，其中西安交大王建華書記應兩院邀請?zhí)岢鲋悄茈娋W中長期戰(zhàn)略規(guī)劃及產業(yè)建議，各電力設備一二次企業(yè)積極解讀國家政策及行業(yè)技術標準，著手產品研發(fā)及技術儲備?？梢哉f智能電網是傳統(tǒng)電力產業(yè)的一次革命，是對二次企業(yè)的重新洗牌，引起了業(yè)內高度重視。

三、智能電網的主要組成和核心技術

智能電網是電網自動化技術的進一步發(fā)展和提升，涵蓋以下領域及相關技術。

（1）發(fā)電領域：主要包括大規(guī)模可再生能源、分布式能源、光伏發(fā)

電等電源的接入和協(xié)調運行技術。

（2）輸電領域：主要包括大電網規(guī)劃技術、電力電子技術、輸電線

路運行維護技術、輸電線路狀態(tài)檢修技術和設備全壽命周期管

理技術等。

（3）調度領域：主要包括大電網安全穩(wěn)定分析與控制技術、經濟運

行技術、綜合預警和輔助決策技術、安全防御技術等。

（4）變電領域：主要包括變電站信息采集技術、智能傳感技術、實

時監(jiān)測與狀態(tài)診斷技術、自適應保護技術、廣域保護技術、智

能電力設備技術等。

（5）配電領域：主要包括配電網安全經濟運行與控制、電能質量控

制、智能配電設備研究、大規(guī)模儲能、電動汽車變電站等技術。

（6）用電領域：主要包括高級量測技術、雙向互動營銷技術、用戶

儲能技術、用戶仿真技術等。

智能電網理想的構建形式：以數(shù)字化電力設備為基礎，由數(shù)字化電力設備構成的網絡節(jié)點，既控制能量流，同時也控制信息流，是強弱電技術相互融合的結合部。

數(shù)字化電力設備涉及的關鍵技術：智能傳感技術、智能診斷技術、智能操作操作、專用集成電路開發(fā)技術、電磁兼容技術、網絡化信息交互技術。

總之，智能化電力設備最終的技術要求將達到：測量數(shù)字化、控制網絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化及信息互動化。

四、企業(yè)難得的發(fā)展機遇

與美國用20年建設智能電網相比，中國規(guī)劃10年時間完成，對于一個發(fā)展中的大國家來說，決心之大、速度之快是歷史罕見的，可以預見我國將在財力、人力及物力等方面將有較大的投入以保證計劃的成功實施。根據(jù)規(guī)劃我國的智能電網全面建設階段將在2011年到2015年，也就是未來的6年內將是投資的密集階段，對廣大電力裝備生產、施工建設及二次系統(tǒng)集成企業(yè)將是一個很好的發(fā)展機遇。

第三篇：智能電網關鍵技術的研究

智能電網關鍵技術的研究

511883 王重陽

（清華大學電力工程學院廣州）

摘 要：本文對智能電網關鍵技術進行了具體闡述，主要是量測、通信、信息管理、調度、電力電子和分布式能源接入等方面。最后借助美國智能電網研究應用情況，對智能電網技術實現(xiàn)的功能進行了歸納和評述。

關鍵詞：智能電網；關鍵技術；電力；電子；發(fā)展引言

智能電網并不是一個全新概念，它是隨著技術發(fā)展和業(yè)務需要而逐步形成的，國內外相關研究機構很早就展開對智能電網領域的研究探索，各國政府和電網公司也開始將發(fā)展智能電網作為解決能源問題的良藥。智能電網卻無統(tǒng)一的定義，這個術語來自smart grid(可譯為靈巧電網)，也有人稱為intelligen t grid(智能電網).其實，智能電網不是一個特定的技術詞匯，也不是一個“新技術領域”，它只是對現(xiàn)代電網的概括性的描述，主要側重現(xiàn)代電網的兩個基本特征:(1)主要的電氣設備和電網的參數(shù)可以通過先進的雙向信息通信系統(tǒng)，實施 靈活控制，保證電網安全經濟運行;(2)供電方通過“智能配電設備”，向用戶提供可靠、優(yōu)質、個性化的電能供應，實施需求側管理，節(jié)約資源。智能電網發(fā)展研究簡介

世界經濟發(fā)展與人類生存環(huán)境面臨的形勢：

環(huán)境：全球氣候變化、自然災害頻發(fā)、污染嚴重、沙漠化、城市面臨挑戰(zhàn)、“高碳”經濟、溫室效應、冰川融化等;

能源：傳統(tǒng)能源的日益短缺、新能源、可再生能擁、國家能源安全、可持續(xù)發(fā)展造福子孫后代?

技術：需要智能電網幫助電力行業(yè)推動技術創(chuàng)新，實現(xiàn)技術轉型確保電力可靠供應.2.1 國外智能電網發(fā)展

早在2003年美國電力研究院（EPRI）就已經將未來電網定義為“智能電網”，同年6月，美國能源部輸配電辦公室發(fā)布的“Grid 2030：電力的下一個100年的國家設想”的報告描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設想，并確定了各項研發(fā)和試驗工作的分階段目標。2004年美國Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己對“智能電網”的理解。美國PJM（賓夕法尼亞—新澤西—馬里蘭互聯(lián)電網）公司在2006年底完成的戰(zhàn)略規(guī)劃將智能電網建設作為其發(fā)展愿景。2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)宣布成為全美第一個智能電網城市，家庭用戶可以和電網互動，了解實時電價，合理安排用電；同時電網還可以根據(jù)實際情況進行電力的實時調配，提高供電可靠性。

2001年意大利的電力公司就安裝和改造了3000萬臺智能電表，建立起了智能化計量網絡，歐洲其他國家也將智能網絡作為一項革命進行推廣。2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)明確強調歐洲已經進入一個新能源時代，而智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。

其他國家也紛紛啟動智能電網相關研究和建設規(guī)劃。日本政府計劃在與電力公司協(xié)商后，于2010年開始在孤島進行大規(guī)模的構建智能電網試驗；韓國計劃在2011年前建立一個“智能電網”綜合性試點項目，屆時能提高該國環(huán)保能源的能力；澳大利亞政府在最新的預

算案中已劃撥1億澳元用于智能電網建設。

2.2 國內智能電網發(fā)展

隨著我國經濟的快速發(fā)展，對電力的需求日益增強，而國內能源結構不合理、能源分布不均衡嚴重制約電力行業(yè)的發(fā)展。特高壓電網解決了遠距離、大容量輸電問題，在一定程度上解決了能源輸送問題，但“重電源輕電網”導致供電可靠性較低，同時網架結構薄弱則限制了新能源有效利用。為了解決這些問題，國內電網企業(yè)也開始尋求利用信息技術提高電網運營能力，而智能電網則是一個重要的研究方向。

2007年10月，華東電網正式啟動了以提升大電網安全穩(wěn)定運行能力為目的的智能互動電網可行性研究項目。2008年4月，在前期智能電網研究成果的基礎上，華東電網啟動高級調度中心項目群建設，該項目是智能電網建設藍圖“三步走”的第一階段“鞏固提升”的重點內容。

從2007年華北電網公司開始進行智能電網相關的研究和建設，致力于打造智能調度體系，為智能輸電網奠定基礎；建立企業(yè)級服務總線，搭建智能電網信息架構；超前研發(fā)清潔能源關鍵技術，做好可再生能源并網準備；結合客戶信息采集系統(tǒng)，試點建設智能供電網。2009年華北電網將在前期工作的基礎上，深度體會國網公司建設中國特色智能電網的概念、理論，結合華北特色大力建設智能電網，制定智能電網發(fā)展規(guī)劃和實施方案，繼續(xù)推進智能電網的研究和建設。

2009年初，國家電網公司啟動了“堅強智能電網體系研究報告”、“堅強智能電網綜合研究報告”和“智能電網關鍵技術研究框架”等重要課題的研究。通過積極探索國內外智能電網技術發(fā)展動態(tài)，分析中國堅強智能電網技術需求，調研中國智能電網建設已有技術基礎，揭示堅強智能電網的內涵與特征，制定了堅強智能電網總目標、技術框架體系與實施計劃等。2009年5月21日，在北京召開的“2009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網公司正式宣布將建設“堅強的智能電網”，并公布了規(guī)劃試點、全面建設、引領提升三階段的建設方案。隨后國家電網公司將智能電網技術作為2009年科技重點工作領域之一，研究方向的確定和研究框架項目的實施，將會使智能電網脫離概念炒作階段，正式進入規(guī)劃建設階段。智能電網關鍵技術

我國數(shù)字化電網建設涵蓋了發(fā)電、調度、輸變電、配電和用戶各個環(huán)節(jié)，包括：信息化平臺、調度自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)、柔性交流輸電，變電站自動化系統(tǒng)、微機繼電保護、配網自動化系統(tǒng)、用電管理采集系統(tǒng)等。實際上，目前我國數(shù)字化電網建設可以算是智能電網的雛形。

總之，智能化電力設備最終的技術要求將達到：測量數(shù)字化、控制網絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化及信息互動化。

3.1 參考量測技術

參數(shù)量測技術是智能電網基本的組成部件，先進的參數(shù)量測技術獲得數(shù)據(jù)并將其轉換成數(shù)據(jù)信息，以供智能電網的各個方面使用。它們評估電網設備的健康狀況和電網的完整性，進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶的溝通。

未來的智能電網將取消所有的電磁表計及其讀取系統(tǒng)，取而代之的是可以使電力公司與用戶進行雙向通信的智能固態(tài)表計?；谖⑻幚砥鞯闹悄鼙碛媽⒂懈嗟墓δ?，除了可以計量每天不同時段電力的使用和電費外，還有儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率，并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能有用戶自行根據(jù)費率政策，編制時間表，自動控制用戶內部電力使用的策略。

對于電力公司來說，參數(shù)量測技術給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支

持，包括功率因數(shù)、電能質量、相位關系（WAMS）、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和處理這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其他業(yè)務所用。

未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應地相互通信，這樣的靈活性和自適應能力極大地提高可靠性，因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其他的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。

3.2 智能電網通信技術

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網的基礎，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網的特征都無法實現(xiàn)。因為智能電網的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網一樣深入到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網絡—電網和通信網絡，只有這樣才能實現(xiàn)智能電網的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當這樣的通信系統(tǒng)建成后，它可以提高電網的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的攻擊，從而提高電網價值。

適用于智能電網的通信技術需具備以下特征：一是具備雙向性、實時性、可靠性特征，出于安全性考慮理論上應是與公網隔離的電力通信專網。二是具備技術先進性，能夠承載智能電網現(xiàn)有業(yè)務和未來擴展業(yè)務。三是最好具備自主知識產權，可具有面向電力智能電網業(yè)務的定制開發(fā)和業(yè)務升級能力。

作為國家電網公司從事骨干信息通信網絡建設、運行管理的直屬公司，國網信息通信有限公司高度重視智能電網建設工作，積極開展相關前期研究工作，并著力推進有關信息通信技術（ICT）的軟硬件產品研發(fā)，開展新一代電力信息通信（ICT）網絡模式研究,加快信息通信產業(yè)化發(fā)展。

電力客戶用電信息采集系統(tǒng)是智能電網的重要組成部分，信通公司積極參與其中與信息通信專業(yè)相關的研究，向國家電網公司提交了通信專題技術報告。同時，積極推進產業(yè)化進程，進一步完善了用電信息采集主站軟件平臺、基于電力線寬帶通信技術的采集器等產品。智能電網客戶服務是智能電網用電環(huán)節(jié)的重要組成部分，是實現(xiàn)電網與客戶之間實時交互響應，增強電網綜合服務能力，滿足互動營銷需求，提升服務水平的重要手段。信通公司將智能電網客戶服務試點分別設立在北京蓮香園小區(qū)和阜成路95號院。其中，阜成路95號院試點以光纖入戶為主要特點，以機頂盒和電視機為展現(xiàn)手段，實現(xiàn)三表抄收和查詢、物業(yè)、配送、網絡增值等一系列特色服務，體現(xiàn)出良好的交互性和智能化特色。

3.3 信息管理系統(tǒng)

智能電網中的信息管理系統(tǒng)應主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全等五個功能。

信息采集與處理。主要包括詳盡的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務、智能電子設備(intelligent electronic device，IED)資源的動態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)對時等。

信息分析。對經過采集、處理和集成后的信息進行業(yè)務分析，是開展電網相關業(yè)務的重要輔助工具?？v向包括“發(fā)電–輸電–配電–需求側”四級產業(yè)鏈業(yè)務分析和“國家–大區(qū)–省級–地縣”四級電網信息分析。橫向包括發(fā)電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優(yōu)化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關系管理、財務管理、人力資源管理等業(yè)務模塊分析。

信息集成。智能電網的信息系統(tǒng)在縱向上要實現(xiàn)產業(yè)鏈信息集成和電網信息集成，橫向上要實現(xiàn)各級電網企業(yè)內部業(yè)務的信息集成。

（4）信息顯示。為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統(tǒng)(GIS)等視頻和音頻技術。

（5）信息安全。智能電網必須明確各利益主體的保密程度和權限，并保護其資料和經濟利益。因此，必須研究復雜大系統(tǒng)下的網絡生存、主動實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范、網絡信任體系與新的密碼等技術。

3.4 智能調度技術

智能調度是智能電網建設中的重要環(huán)節(jié)，智能電網調度技術支持系統(tǒng)則是智能調度研究與建設的核心，是全面提升調度系統(tǒng)駕馭大電網和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎。

現(xiàn)有的調度自動化系統(tǒng)面臨著許多問題，包括非自動、信息的雜亂、控制過程不安全、集中式控制方法缺乏、事故決策困難等。為適應大電網、特高壓以及智能電網的建設運行管理要求，實現(xiàn)調度業(yè)務的科學決策、電網運行的高效管理、電網異常及事故的快速響應，必須對智能調度加以分析研究。

為加快推進智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計和應用功能規(guī)范編寫工作，國網電力科學研究院受國家電力調度中心委托，承擔智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計工作。2009年7月6日至18日，在國調中心帶領下，國網電科院工作組順利完成智能電網調度技術支持系統(tǒng)總體設計，并討論確定智能電網調度技術支持系統(tǒng)功能規(guī)范體系，為一體化智能電網調度技術支持系統(tǒng)的快速有序建設提供指導。國網電科院工作組成員全程參與了智能電網調度技術支持系統(tǒng)基礎平臺和四大應用的總體設計，承擔并順利完成調度計劃應用、安全校核應用和調度管理應用的功能流程和總體設計。

3.5 高級電力電子技術

電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換及控制的一種現(xiàn)代技術，節(jié)能效果可達10%～40%，可以減少機電設備的體積并能夠實現(xiàn)最佳工作效率。目前，半導體功率元器件向高壓化、大容量化發(fā)展，電力電子產業(yè)出現(xiàn)了以SVC為代表的柔性交流輸電技術、以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術、以高壓變頻為代表的電氣傳動技術，以智能開關為代表的同步開斷技術，以及以靜止無功發(fā)生器、動態(tài)電壓恢復器為代表的用戶電力技術等。

柔性交流輸電技術是新能源、清潔能源的大規(guī)模接入電網系統(tǒng)的關鍵技術之一，將電力電子技術與現(xiàn)代控制技術相結合，通過對電力系統(tǒng)參數(shù)的連續(xù)調節(jié)控制，從而大幅降低輸電損耗、提高輸電線路輸送能力和保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。

高壓直流輸電技術對于遠距離輸電、高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。其中，輕型直流輸電系統(tǒng)采用GTO、IGBT等可關斷的器件組成換流器，使中型的直流輸電工程在較短輸送距離也具有競爭力。此外，可關斷器件組成的換流器，還可用于向海上石油平臺、海島等孤立小系統(tǒng)供電，未來還可用于城市配電系統(tǒng)，接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。輕型直流輸電系統(tǒng)更有助于解決清潔能源上網穩(wěn)定性問題。

高壓變頻技術最大的優(yōu)點是節(jié)電率一般可達30%左右，但缺點是成本高，并產生高次諧波污染電網。同步開斷(智能開關)技術是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。目前，高壓開關大都是機械開關，開斷時間長、分散性大，難以實現(xiàn)準確的定相開斷。

實現(xiàn)同步開斷的根本出路在于用電子開關取代機械開關。

3.6 分布式能源接入技術

智能電網的核心在于構建具備智能判斷與自適應調節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網和分布式管理的智能化網絡系統(tǒng)，可對電網與用戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網運營的可靠性和能源利用效率。

分布式電源（DER）的種類很多，包括小水電、風力發(fā)電、光伏電源、燃料電池和儲能裝置（如飛輪、超級電容器、超導磁能存儲、液流電池和鈉硫蓄電池等）。一般來說，其容量從1kW到10MW。配電網中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網擴展的需要，并提高了供電可靠性，因此得到廣泛采用。特別是有助于減輕溫室效應的分布式可再生能源，在許多國家政府政策上的大力支持下，迅速增長。目前，在北歐的幾個國家，DER已擁有30%以上的發(fā)電量分額。在美國DER目前只占總容量的7%，而預期到2020年時這一份額將達25%。

大量的分布式電源并于中壓或低壓配電網上運行，徹底改變了傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)單向潮流的特點，要求系統(tǒng)使用新的保護方案、電壓控制和儀表來滿足雙向潮流的需要。然而，通過高級的自動化系統(tǒng)把這些分布式電源無縫集成到電網中來并協(xié)調運行，將可帶來巨大的效益。除了節(jié)省對輸電網的投資外，它可提高全系統(tǒng)的可靠性和效率，提供對電網的緊急功率和峰荷電力支持，及其他一些輔助服務功能，如無功支持、電能質量改善等；同時，它也為系統(tǒng)運行提供了巨大的靈活性。如在風暴和冰雪天氣下，當大電網遭到嚴重破壞時，這些分布式電源可自行形成孤島或微網向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。小結

本文對智能電網的發(fā)展過程及國內外現(xiàn)狀作了論述和分析，而且詳細論述了智能電網各項關鍵技術如調度、輸電、變電、配電、用電等領域，信息技術領域、數(shù)字化變電站技術等，提出了智能電網技術發(fā)展是一個漸進的過程。鑒于中國經濟和電力負荷的高速發(fā)展，能源和負荷分布不均，發(fā)展特高壓電網及其它各級電網是目前中國電網建設的重點，所以對此必須密切跟蹤和深入研究。

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第四篇：智能電網建設的關鍵技術及建議論文

【摘要】在能源問題日益嚴重的情況下，由于智能電網具有很多的優(yōu)點，逐漸成為我國電網發(fā)展的主流方向。智能電網建設需要始終堅持“更堅強、更智能”的原則，與當前國民經濟發(fā)展現(xiàn)狀相協(xié)調，逐漸緩解資源短缺和環(huán)境問題日益嚴重的壓力，從而在國民經濟建設中發(fā)揮更為重要的作用。在對智能電網進行構建的過程中，智能電網中的關鍵技術是其基礎。本文智能電網建設的關鍵技術做了詳細分析，并對更好的實現(xiàn)智能電網建設提出了一些建議。

【關鍵詞】智能電網；關鍵技術；建議

1引言

智能電網，即電網的智能化，也被形象地稱為“電網2.0”，是在集成、高速、雙向通信網絡基礎上，通過先進的分布式數(shù)據(jù)傳輸、計算和控制技術，實現(xiàn)電網的可靠、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全目標的電力傳輸網絡。電力能源是國家的支柱能源，在國民經濟建設中發(fā)揮著重要作用。隨著我國經濟社會的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的電力網絡及控制體系已經難以適應當前現(xiàn)實，智能電網已經成為我國電網建設的主流方向。

2智能配電網概述

對整個智能電網而言，智能配電網是關鍵的組成部分，智能配電網是指對先進控制技術、測量傳感技術、信息通信技術以及計算機網絡技術等進行有效融合，通過配電網高級自動化技術的運用，使這些先進技術在智能化的配電終端和開關設備上得以實現(xiàn)，并充分利用各種可視化軟件的高級應用功能以及電網架構雙向通信網絡的物理支持，對再生能源的分布式發(fā)電單元進行及時有效控制，以不斷激發(fā)電力用戶參與電網互動的積極性，從而在配電網運行時對其進行高效監(jiān)測、控制與保護。不斷優(yōu)化配電網性能，提高其可靠性與安全性，確保我國電力的穩(wěn)定供應，同時不斷完善相應的附加服務。

3智能電網建設的關鍵技術

3.1電網分析決策共性技術

電網的數(shù)字化進程將帶來海量的數(shù)據(jù)源，為電網的科學分析決策提供了數(shù)據(jù)基礎。前三個專題通過一系列標準規(guī)范、廣義的數(shù)據(jù)采集、信息集成和共享技術的研究，為電網的科學分析決策奠定了堅實的基礎。除此以外，還需要對電網的科學分析決策技術進行研究。本公司重點研究輸電網降耗數(shù)據(jù)挖掘技術、可視化數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術、智能預警和智能調度決策技術、配電網分析決策技術等。充分利用多元數(shù)據(jù)的潛在價值，揭示海量數(shù)據(jù)背后所蘊含的知識，一方面實現(xiàn)對整個電網生產流程的精細化管理和標準化建設，另一方面提高電網調度的智能化和科學決策水平，為構建堅強電網，提高電力系統(tǒng)運行的安全性和經濟性服務。

3.2分布式發(fā)電與智能微網技術

在我國能源結構中，煤炭、石油和天然氣等不可再生資源占據(jù)比例很大，社會的發(fā)展不能只依靠這些不可再生資源，這也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。為解決該問題，可在合理的控制方式下對微網實行并網運行，在兩種運行模式之間實現(xiàn)無縫轉換，使得主電不再是電網供電的唯一途徑。在電網并入DG后可有效激活電網的工作性能，而微網系統(tǒng)主要以DG作為物理基礎。

3.3電網信息辨識及重構技術

研究信息準確性辨識技術，研究基于PMU量測的線路在線參數(shù)辨識技術；研究信息完整性辨識技術，一方面解決由于通信問題和采集數(shù)據(jù)不完備引起的信息不完整的問題，另一方面研究量測數(shù)據(jù)時滯處理技術，通過動態(tài)、靜態(tài)和暫態(tài)信息的整合和互為補充以增強信息完備性；研究信息精簡性辨識技術，對錯誤和雜亂的信息進行充分的辨識；研究對過去、現(xiàn)在和未來三類數(shù)據(jù)的重構技術和外部模型和信息的接入重構技術。

3.4配電網自愈控制

由于配電網自愈控制十分復雜，只有充分運用先進的數(shù)學和控制理論才能確保智能配電網自愈控制的實現(xiàn)，應建立配電網自動判別算法，以提高系統(tǒng)故障擾動區(qū)、異常脆弱區(qū)、正常運行區(qū)以及檢修維護區(qū)的各項評價指標，如電能質量評價指標、性能穩(wěn)定指標、用戶服務評價指標、兼容評價指標、經濟評價指標等。對存在的安全隱患進行評估并預測后果，可確保配電網運行更加可靠，具有更強的自愈控制能力，使得供電系統(tǒng)更加靈活互動、清潔環(huán)保、安全可靠，收到較好的經濟效益。另外，為確保系統(tǒng)的自動檢測和識別功能，應在配電終端設備設置故障檢測，以滿足電磁兼容性和戶外工作環(huán)境的要求，除此以外，還應提供不間斷電源以更好的支持通信方式和通信協(xié)議。配電網系統(tǒng)的拓撲結構靈活性強且可靠性高，配電終端設備和開關設備都具有遙控功能。

3.5智能變電站

智能配電具體包括配電自動化系統(tǒng)、配電SCADA系統(tǒng)、配電GIS系統(tǒng)、配電工作管理系統(tǒng)、停電管理系統(tǒng)以及配網管理高級應用系統(tǒng)等等。智能電表應具有雙向通信計量、接通或開斷等功能，能夠為用戶提供實時電價和用電等信息，并實現(xiàn)室內用電裝置的負荷控制。供電企業(yè)在實時采集、有效監(jiān)測、全面分析用戶用電量及相關數(shù)據(jù)的基礎上，對電力能源使用實行統(tǒng)一管理，科學安排發(fā)電計劃，引導用戶合理用電，最終實現(xiàn)饋線自動化、變電站自動化、配電調度、配電工作管理以及配電網絡分析等功能。另外，可再生能源的研發(fā)以及大規(guī)模并網也會給智能電網建設帶來一定影響。智能電網技術還應包括輸送納入調度甚至參與系統(tǒng)調節(jié)，電力電子、超導、大容量儲能等先進的設備是提高輸配電系統(tǒng)性能的重要技術支持。當前，我國智能電網仍處于初期研究階段，需要相關部門及企業(yè)加大研發(fā)與建設力度，針對智能電網的特點及關鍵技術進行深入研究，為促進特高壓電網的建設和電力體制改革的不斷深化、國民經濟建設做出積極的貢獻。

4智能電網建設的發(fā)展策略

4.1提高智能電網的技術創(chuàng)新

智能電網需要采用很多先進的技術來建設，但是需要根據(jù)我國目前在該方面的技術水平和電網發(fā)展的情況作為建設的依據(jù)。近些年來，發(fā)達國家大力發(fā)展智能電網，為我國智能電網的建設提供了大力經驗，但是很多這些技術并不適用于我國的智能電網建設。所以，我國繼續(xù)加大對智能電網建設技術的研究，創(chuàng)造適合我國電網建設的新技術。加大智能電網創(chuàng)新力度，不僅能夠進一步促進我國電力行業(yè)的發(fā)展，而且還能夠提升我國電力行業(yè)的國際地位。雖然近些年來我國對電力行業(yè)的壟斷控制不斷減小，但是我國智能電網技術嚴重滯后，需要我們結合我國發(fā)展現(xiàn)狀來進行技術創(chuàng)新和開發(fā)核心技術。此外，我國在智能電網領域的高素質人才比較缺乏，這嚴重制約智能電網的發(fā)展，因此，我國需要重視人才的培養(yǎng)和引進，努力推動我國智能電網的發(fā)展。

4.2結合我國的實際制定智能電網目標

一般來說，智能電網的建設是一項涉及到多方面技術的復雜工程，需要考慮多方面因素，比如電網建設的地域因素和地區(qū)不同發(fā)展階段對電力的需求等因素。所以，對一個地區(qū)的智能電網建設需要分階段的開展，根據(jù)經濟水平的大小來制定不同階段的建設目標，這樣不僅能夠避免能源的浪費，而且可以使智能電網的建設與經濟水平發(fā)展相協(xié)調。由此看來，智能電網的建設需要考慮眾多因素，比如，電力用戶的需求和電力分布等，從盡量將智能電網的建設科學化、規(guī)范化。

4.3智能電網技術標準的制定需要有前瞻性

具有一套完整的智能電網建設技術規(guī)范，不僅可以降低工程成本，還可以減少事故隱患的發(fā)生。我國對于智能電網建設的技術規(guī)范起步比較晚，各方面還不太成熟，需要進一步完善。一般來說，智能電網建設的技術規(guī)范需要經過大量的實驗來嚴重其合理性。在不斷地實驗過程中，來發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而使智能電網的建設標準體系不斷完善。此外，在不斷完善智能電網建設的技術標準外，還有進一步發(fā)展電網設備的制造工藝技術，這樣可以保證智能電網具有良好的工作狀態(tài)。智能電網的建設整合了電力行業(yè)、通信技術、信息技術等行業(yè)，在大力發(fā)展智能電網建設的同時，也要逐步發(fā)展相關技術的研究，從而更好的促進智能電網的建設。

5結束語

由此可見，智能供電系統(tǒng)的逐漸完善和改革將帶領我國走進一個智能的電氣時代，它自身所具備的種種優(yōu)勢和潛能也是其蓬勃發(fā)展的源泉。在新的時代背景下，大力改進智能供電系統(tǒng)中存在的不足，使其真正的實現(xiàn)智能監(jiān)督并及時的解決電網輸送過程中出現(xiàn)的問題，正是每個國人所期盼的。

參考文獻

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第五篇：寬帶智能網及其關鍵技術

寬帶智能網及其關鍵技術

一、寬帶智能網研究的內容

未來的信息網絡將朝著寬帶化、個人化、智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的單一媒體的話音業(yè)務或數(shù)據(jù)業(yè)務已逐漸不能滿足人們的要求，人們希望能夠通過多媒體的方式進行信息交互。這些多媒體業(yè)務包括寬帶視頻會議、以及等。多媒體業(yè)務的特點是對要求較高，需要較高的帶寬，一般都涉及多用戶、多連接、多媒體。目前，實現(xiàn)多媒體業(yè)務的方式基本上是一種平臺，一種業(yè)務的資源很難為另一種業(yè)務所共用。所有這些造成多媒體業(yè)務使用成本高，業(yè)務的靈活性較差，所以盡管寬帶多媒體業(yè)務具有潛在的巨大市場，但是由于使用價格昂貴，普通用戶不敢使用，造成市場拉動缺乏，限制了它的發(fā)展。

寬帶智能網就是研究在以為基礎的寬帶網絡上利用智能網技術如何開發(fā)各種多媒體業(yè)務。寬帶智能網不是簡單地將多種業(yè)務集成，它的目的是要實現(xiàn)一個可編程的業(yè)務平臺，實現(xiàn)業(yè)務的靈活加載、擴展和新業(yè)務的增加。與以往的業(yè)務提供方式不同，寬帶智能網能夠在一個平臺上提供多種業(yè)務（寬帶智能網能支持的業(yè)務如表所示），實現(xiàn)不同業(yè)務之間的資源共用，這樣可以有效地降低多媒體業(yè)務的運營成本，使用戶更容易接受；寬帶智能網使得業(yè)務的擴展更加靈活，這樣能適應不斷增長和變化的客戶化需求。由此可見，寬帶智能網能有效地解決當前寬帶網絡提供多媒體業(yè)務的瓶頸問題。

表寬帶智能網能支持的多媒體業(yè)務

類型好范文版權所有

業(yè)務舉例

連接方式

會話型業(yè)務

可視電話

點到點

檢索型業(yè)務

視頻點播

多點到點

會議型業(yè)務

視頻會議遠程教學遠程醫(yī)療

點到多點或多點到多點

消息型業(yè)務

多媒體郵件

點到點

分配型業(yè)務

廣播式電視

點到多點

二、寬帶智能網的體系結構

⒈體系結構

如圖所示，給出與以為骨干交換機的寬帶網絡綜合的體系結構。

圖中，由交換機擴展而成，除了接續(xù)功能外，上有基本的呼叫狀態(tài)模型，它能向提供詳細的呼叫事件，這些呼叫事件作為點的形式出現(xiàn)。按照業(yè)務的需要，可以在基本呼叫狀態(tài)模型中設置需要上報的點。呼叫狀態(tài)模型監(jiān)視每個呼叫的狀態(tài)，將觸發(fā)的點事件上報給，使能夠實現(xiàn)對整個呼叫過程的監(jiān)控。

作為業(yè)務控制點，包括和功能實體。的主要功能是完成業(yè)務邏輯的執(zhí)行。對于每個業(yè)務，都有一個業(yè)務輪廓文件，用于記錄業(yè)務、用戶相關的信息。可通過監(jiān)測上報的呼叫事件對控制，從而達到控制呼叫過程的目的。業(yè)務過程中，可以通過進一步收集用戶信息，以確定業(yè)務邏輯如何進行。根據(jù)業(yè)務需要，能在網絡中尋找合適的來提供特殊資源。此外，還能實現(xiàn)計費等多種功能。通過協(xié)議與各個實體交互信息，協(xié)調各個功能實體。

有兩個功能：一是與用戶的交互，收集用戶信息，上報給；二是提供特殊資源，以適合不同的寬帶多媒體業(yè)務。提供的特殊資源有：視頻會議橋、導航菜單、協(xié)議轉換器等。是在傳統(tǒng)的智能外設基礎上引入寬帶的能力，包括寬帶連接、多媒體應用等。在寬帶環(huán)境下，功能大大增強，要求它包含一定的業(yè)務邏輯和處理能力，即在中也引入智能。

協(xié)議建立在信令之上，通過信令傳輸。它主要定義了中各個功能實體之間的相互作用的操作、參數(shù)和差錯等。支持寬帶網絡中新增加的能力，如多方呼叫提供，修改呼叫連接配置特征，協(xié)商連接特征，多方連接支持，第三方呼叫控制建立等。

有關和信令在其它文獻中有詳細的介紹，這里就不再贅述了。

⒉業(yè)務實現(xiàn)

在寬帶智能網的體系結構下，可同時支持多種多媒體業(yè)務。視頻會議是一種由多方用戶參與，會議過程中使用聲音、圖象和文本等多種媒體的復雜業(yè)務。作為一種具有代表性的業(yè)務，它的實現(xiàn)會為其它業(yè)務的實現(xiàn)有所啟發(fā)。下面介紹通過寬帶智能網實現(xiàn)視頻會議業(yè)務的方法。如圖所示，中有一個視頻會議的業(yè)務輪廓文件，可對整個業(yè)務過程進行控制。作為視頻會議的服務器提供視頻、音頻、數(shù)據(jù)的橋接功能。負責接續(xù)，各終端通過連接到上。會議的過程如下：）會議的準備階段

每個參加者都必須主動地撥入一個預先決定了號碼（包括會議標識）來建立連接。這個號碼是對外公布的，參加會議各方的地位平等。參加會議的各方通過撥號連接到上，進行注冊會議的聲明。通過信令上報信息給，在形成全局業(yè)務輪廓文件。會議業(yè)務的激活可以有兩種方式。一種是預先設置啟動會議的時間；一種是統(tǒng)計要求加入會議者是否到達預定的數(shù)量。當條件滿足時，按照業(yè)務邏輯命令向已經注冊的用戶一個接一個地發(fā)出呼叫，會議處于進行狀態(tài)。）會議進行過程

在會議注冊以后，若會議開始，首先發(fā)命令將上會議實例激活，將業(yè)務輪廓文件交給，根據(jù)業(yè)務輪廓文件初始化。會

議過程中，負責基本的會議功能控制，并能實現(xiàn)會議的高層管理，包括監(jiān)視會議和記錄用戶等。會議結束后，關閉會議實例。正常情況下應該由系統(tǒng)拆除連接，即拆除會議連接，整理信息（如與計費相關的呼叫、連接情況）上報給。

用思想實現(xiàn)視頻會議與傳統(tǒng)的方法不同，具有以下優(yōu)勢：）信息傳輸與業(yè)務控制相分離，當通信平臺演進時，采用方式

可以平滑過渡不會影響用戶接口，同時使得業(yè)務控制的管理和維護更加方便。）對網絡資源的動態(tài)分配可以大大提高資源利用率。）業(yè)務提供方式靈活，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的要求和網絡的變化進行調整。）面向公網為接入用戶提供業(yè)務，網絡建立后，可以在一種體系下提供多種業(yè)務，而不是為某一特定用戶，特定業(yè)務所設計。

三、國內外研究動態(tài)

當前，提供基于窄帶增值業(yè)務的智能網技術已有相當大的發(fā)展，但是對于提供寬帶多媒體業(yè)務的寬帶智能網技術尚不成熟。與寬帶網絡的綜合是當今電信界研究和討論的熱點，此項研究剛剛起步，在國外也未形成定論，還沒有成熟的產品出現(xiàn)。

⒈的標準化進程

年正式推出標準，定義了許多基于的智能業(yè)務；年推出標準，該標準主要研究智能網的網間互連網間業(yè)務，實現(xiàn)智能業(yè)務的漫游。目前正在積極研究和的標準，和主要研究內容包括網、與智能網綜合方面的研究。預計年初推出標準，而寬帶智能網作為的主要內容正在加緊研究中。

⒉國外研究情況

歐洲和北美各大電信組織，都在積極開展寬帶智能網的研究，其中影響比較大的有：的計劃、以及的（或）計劃。也成立了一個聯(lián)合工作組以研究智能網與寬帶網絡的一體化問題。

和計劃的目標是從現(xiàn)有的和寬帶網絡的體系結構出發(fā)，研究各自如何適應對方的體系結構，最終得到一個和綜合的統(tǒng)一功能結構。具體方法是從研究寬帶視頻會議、寬帶廣播電視、寬帶和寬帶虛擬專用網四個業(yè)務的實現(xiàn)方法入手，每個業(yè)務都按需求分析、靜態(tài)模型的動態(tài)模型建立過程進行研究。

計劃的目的是在平臺上實現(xiàn)并演示智能網與寬帶信令綜合。計劃側重于實現(xiàn)方面，它是采用智能網技術在歐洲跨國的寬帶網試驗床上實現(xiàn)寬帶視頻會議、寬帶和寬帶虛擬專用網等多媒體業(yè)務，推出了寬帶智能網的試驗網。計劃的目標是要定義、實現(xiàn)、演示在平臺上智能網與寬帶網絡的信令綜合，在跨越歐洲的網絡各國的主機平臺上提供寬帶業(yè)務。

⒊國內研究情況

北京郵電大學國家重點實驗室從年開始智能網的研究，于年底開發(fā)出嚴格遵照標準的智能網系統(tǒng)，經過一年多的實用化工作和產品更新，已升級為，并已在網上運行，可提供基于的多種話音增值業(yè)務。進而，于年開始對基于的移動智能網進行了研究與開發(fā)，目前，移動智能網的試驗網已經在廣東肇慶試運行成功，能提供包括預付費、移動等多種業(yè)務，下一步工作是完善系統(tǒng)和加速成果的產品化進程。

在國家自然科學基金重大課題的支持下，北京郵電大學于年啟動了寬帶智能網的研究。我們的試驗系統(tǒng)是基于北京郵電大學自行研制的交換機，對中國智能網相關功能實體、、等進行增強和改造，并研究寬帶網絡環(huán)境下的定義，支持視頻會議、等多種多媒體業(yè)務的提供。研究的主要內容包括：）研究寬帶多媒體新業(yè)務的業(yè)務規(guī)范的統(tǒng)一形式化描述方法及業(yè)務流程、信令系統(tǒng)。）研究統(tǒng)一功能結構模型的改進與完善。）研究支持寬帶多媒體新業(yè)務的基本呼叫狀態(tài)模型。）研究寬帶智能網下的、、的功能擴展。）研究與寬帶網絡綜合的演進途徑。

四、寬帶智能網的問題

作為一種新技術，寬帶智能網的發(fā)展也面臨著許多問題。主要概括如下：

超前沒有標準。把寬帶智能網放在的研究范圍，但是標準何時出臺還沒有期限。雖然沒有標準，我們也決不能消極等待，應該積極研究寬帶智能網技術，并向提交建議草案，影響標準的制定。的威脅。近幾年里，發(fā)展勢頭強勁，但是在近期內還不可能圓滿地解決多媒體業(yè)務的問題，而面向連接的信元交換方式能保證多媒體業(yè)務，并具有完整的信令協(xié)議，所以在骨干網方面有優(yōu)勢。的缺點是協(xié)議復雜，在實現(xiàn)上困難很多。為了克服協(xié)議復雜性的缺點，現(xiàn)在有關方面也正在提出輕型的協(xié)議。

缺少“殺手”應用（）。雖然寬帶智能網提供的視頻會議、等業(yè)務有一定的前景，但是由于使用價格昂貴，應用范圍主要是大公司或國家機關，所以還應該開發(fā)出能為廣大用戶所易于接受，樂于使用的多媒體業(yè)務，這對于刺激需求、帶動相關領域的研究都有重要意義。

寬帶智能網仍然是通過集中的提供業(yè)務，成為業(yè)務提供業(yè)務的瓶頸，這可能帶來可靠性以及性能等若干問題。所以如何提供一種分布的體系結構，對于的發(fā)展也很重要。

在過去的幾年里，我國通信網絡事業(yè)發(fā)展迅猛，取得了很大的成好范文版權所有績。經驗告訴我們，我們既應引進、吸收和借鑒國外的先進技術與經驗，同時也應結合中國的實際情況走一條適合我國的寬帶智能網發(fā)展的道路，并有所創(chuàng)新。我們認為：

中國的寬帶智能網應該發(fā)展而且必須發(fā)展，利用寬帶智能網提供多媒體業(yè)務具有巨大的潛在市場。如果不抓緊研究，我們又會在這一領域落后于國外水平?，F(xiàn)在國外也只是在作原型系統(tǒng)，還沒有產品出現(xiàn)。在國外產品占領中國市場之前，我們必須擁有自己的產品，并占領相當?shù)氖袌龇蓊~，以防止國外技術的壟斷。

在研究開發(fā)過程中，還應該緊跟標準和國外重大的研發(fā)計劃，保護技術上的領先。同時應密切注意新興技術對這一領域帶來的沖擊和影響。

穩(wěn)步發(fā)展寬帶網絡基礎設施。寬帶智能網需要寬帶網絡基礎設施的支撐，但是我國寬帶網絡基礎薄弱，究竟將來采用什么樣的技術組建寬帶網絡還需要論證，所以必須采取漸進的方式。因為寬帶網絡投入巨大，如果一擁而上，容易造成人力物力的浪費。

五、結語

智能網是一個通信網業(yè)務控制體系結構，它提供了一個開放的、分布的、與業(yè)務無關的可編程平臺。在定的功能模型框架范圍內，它可以提供與多種平臺的綜合，包括，移動網，和等多種通信平臺，并能擴展這些平臺的業(yè)務提供能力。并能擴展這些平臺的業(yè)務提供能力。

當今，多網綜合、多業(yè)務綜合的趨勢越來越明顯，寬帶智能網提供了一種新思路和方法解決網絡與業(yè)務的綜合瓶頸問題。多媒體業(yè)務作為下一個世紀的主導精力有著巨大的市場，我們必須加速加緊研究，寬帶智能網只是其中的一種解決方案，究竟好不好還有待于時間的檢驗。但是可以預見多媒體業(yè)務最終只有具有較低的成本、較大的靈活性，才能為廣大用戶所接受，寬帶智能網在這些方面具有獨到的優(yōu)勢。