智能电网研究分析范文

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关键词

智能电网配电智能配电网调度

中图分类号：TM421 文献标识码：A

一、引言

智能电网，即电网的智能化。智能电网需要建立有效集成的网络，并借助各种先进的传感和测量技术与控制方法，实现电网的安全、高效、可靠、经济、友好和安全运行。智能电网的主要特征有：具备自愈性、可以有效抵御攻击、允许各种不同发电形式的接入、提供满足用户需求的电能质量、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

二、智能电网发展的内涵与发展现状

智能电网是当今世界能源产业发展革命的最新动向，代表着电网未来的发展方向。目前，建设智能电网的必要性已经在世界范围内被广泛接受。各国对智能电网的基本认识是一致的，即电网应该“更坚强，更智能"。坚强是智能电网的基础，智能是坚强电网充分发挥作用的关键，两者相辅相成、协调统一。

智能配电网是统一坚强智能电网的重要组成部分，直接关系到我国电网的智能化是否能够实现。目前我国在大力推进和实施配电自动化项目，但由于我国各配电地区设备水平、配电自动化水平参差不齐，配电网较为薄弱，可再生能源接入对电网将有较大影响，还远未达到智能配电网所要求的鼓励用户参与电网互动、支持新型混合动力汽车、支持需求侧管理等要求，无法做到配电网优化运行、自愈控制，因此，加快配电网的智能化工作建设坚强智能配电网刻不容缓。:

三、智能电网调度自动化

在智能电网中，智能电网调度自动化系统顾名思义就是指电网实现智能化、自动化。它通过先进的传感方式、设备监测、控制方法等来运行支持系统技术；通过市场化、数字化、标准化、自动化、集成化等手段高度集成测量、监控、信息、调节等功能；并实现了通过电子终端创造出实时、高速、双向的共享信息模式，让其成为互动运转的全新模式，从而改变旧电网模式。

电力调度系统的发展调度系统是电网工作系统的一个重要组成部分，对整个系统工作起着重要的智慧和决策支持的作用。它主要经历了两个主要的发展阶段：经济型调度阶段和分析型调度阶段。经济型调度阶段在电网系统发展的初级阶段，其对故障的处理缺乏实时性和准确性。分析型调度阶段电网系统规模的发展和壮大，监测系统和数据采集系统得到了应用，这就为实现调动的自动化创造了有利条件。智能电网调度自动化系统的本质就是取代、兼容并有效利用能源，是网络、配电网、传感器、通信、电力电子等技术的合成。

四、智能电网调度自动化的特征

1、兼容性。

多种发电模式协调发展的新模式取代传统远距离集中发电模式的是智能电网调度自动化系统兼容性的表现。智能电网调度自动化系统的多种能源接入的功能，特别是清洁再生能源这一功能，建立了环保的电力系统，消除了电网扰动的危害，通过改善能源利用的效率来实现用户多选择的目的；通过接入多种多样的分布式电源来节约能源保护环境。

电网智能化调度系统兼容了包含集中式发电在内的很多不同类型的发电模式和电力储存模式，能够同时兼容分散式发电和集中发电模式，整合了可再生能源、燃料电池等新兴技术，为传统的电网输电方式分担了压力。

2、白愈性。电网安全可靠的操作主要表现。

自愈是智能配电网的重要特征和建成的重要标志。自愈性是指不需要或仅需要少数人为操作来完善电力网络中的不足，消除隐患。它主要表现在网络中不间断地进行自我检测，故障隔离，自动诊断，自我恢复等能力、尽量减少供电中断次数。

自愈是智能电网的一个突出特征，对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害，它都能自动做出反应并自行修复，且尽可能小地对系统正常运行产生影响。

3、集成性。

智能电网调度自动化系统在优化流程、整合信息、管理生产、调度自动化等行为上形成全面决策的统一化和规范化。在智能电网中通过对各个系统的集成，形成全面的辅助决策支持体系，支撑企业管理的规范化和精细化，不断提升电力企业的管理效率。

4、交互性。

交互性侧重点是在参与对象即用户上。智能电网调度自动化系统能够充分利用用户接口来最大限度地完成人机联系、互动、模拟，以此来实现资源的优化配置，完善电力系统的优化设计，促使供求关系的平衡。

尤其重要的是，智能电网需要能支持可再生能源的正确合理接入，适应分布式发电和微电网的接入，使需求侧管理的功能更加完善和提高，实现与用户的交互和高效互动。

5优化性。

成本的合理支付、资产的协调运行是智能电网调度自动化系统的优化性的集中体现。它通过分析整理区域分流状况、地区电源分布以及传输阻塞程度等情况来实现资产的合理运转，减小电网障碍，改善运行效率，进而从全局上完成网络运行，实现资产优化，减少能耗开销。

6经济性

智能电网实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化，设备的运行与检修安排合理，资产利用效率高，运行维护成本和投资成本地，支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置，电网损耗低，能源利用率高。

五、智能电网调度决策系统

智能型电网调度系统是一种高级的调度系统，可以对变电站的故障进行采集和上传，对稳态的信息和故障信息的数据进行综合，实现对信息的综合利用和对参数的控制，形成电网故障系统的分层结构，对实时的信息进行智能化的处理。

六、智能电网调度存在的问题

我国智能电网调度自动化系统的建设取得了丰硕的成果，但同时还存在不少缺陷。城乡加速了系统的建设，但是不完善的输电网使这一工程面临着严峻形势和巨大挑战。

智能电网调度自动化系统的研究与实施必须建立在国情的实际情况上：因地制宜地开发利用地域资源，制定多种发电模式并存的发电方法，高效利用能源，使用高度统一的电网建设技术标准作指导；在创新活动中制定新的计划与方案，不断提高与完善，进一步完善智能化通信技术，保证电网运行安全。

参考文献

[1] 孙志。智能电网的运用与发展[J].科技信息，2011(17)

[2] 白晓明.智能电网技术标准体系研究[D].中国电力科学研究院，2010,(4)

[3] 哲伦，美国智能电网计划[J].资源与人居环境,2011,(6)

[4] 陈章潮.城市电网规划与改造[M].北京：中国电力出版社，1998：48-53

[5] 刘伟，郭志忠。配电网安全性指标的研究[J].中国电机工程学报2003,23(8):85-90

[6] 杨洁.基于多Agent的智能电网调度决策支持系统研究[J].陕西电力，2011(4)

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【分类号】：TM73

前言：近年来，随着我国用电量的显著增加，智能配电网成为了人们研究的热点。由于配电自动化对于智能电网的重要作用，电力系统向着智能化与自动化发展，配电网逐步实现了自动化技术，对智能电网的发展发挥关键性作用。为了实现智能电网与配电自动化应用于实际生活中，两者的融合即产生了高级配电自动化技术，能够有效提高电力系统的运行效率和供电质量。

1. 智能配电网的概述

智能配电网是以高速的、集成的双向通信网络为基础，利用先进的传感技术、决策支持系统技术、设备方法和控制手段，形成一个完整的配电系统，实现电网的高效、经济、使用安全、环境友好的目标。智能配电网具有良好的自我修复能力、较高的安全系数、抵御攻击的优异特征，增强了与用户的互动性，是配电网的最优运行，达到了电网的经济高效，能够满足人们的用电需求和电能质量。智能配电网容许多种发电形式的介入，并且可以接入可再生能源进行发电，促进电力市场的发展，有利于资产的高效运行和优化。

2. 我国现阶段配电网的发展状况

2.1配电网的网架结构较薄弱

我国对配电网的投入较低，造成了配电网网架比较薄弱的问题，不合理的线路结构，使得网架的负荷能力也相对较弱，增加了电网局部限电、停电的风险，局部出现停、限电的风险也较大，配电网网架的联络性较低，存在单辐射的配电网线路，这些都限制了配电网的供电能力。

2.2缺乏对配电自动化的广泛应用

近年来，虽然我国智能配电网的发展有了一定的提升，但仍然缺乏对配电自动化的广泛应用。由于配电设备的门槛普遍较低，在实际应用和生产过程中，经常出现各种问题，造成了配电自动化的实用水平无法提高。同时，电力系统中具有远程通信功能的设备很少，有些地方只是局部区域应用了配电的自动化，应用范围较窄。

2.3储能技术仍处于起步阶段

发达国家的智能配电网技术较高，对先进的自动化技术研究深入，已经掌握了分布式发电技术，并将其用于城市供电系统。与欧美发达国家相比，我国在智能配电网及自动化技术研究方面存在很大的差距与不足，我国储能技术仍处于起步阶段，无法进行大规模的开发利用，限制了自动化技术在智能配电网的应用。

3. 智能配电网与配电自动化的关系

3.1自动化技术应用于智能配电领域

配电自动化技术是结合先进的通信技术、先进的信息技术和先进的通信技术为一体，集成配电网的运行状态、地理图形、电网结构等方面的信息，构建完整的配电自动系统，进而全方位监控电网，实现配电网管理的信息化、自动化。自动化技术在智能配电领域的应用，能够保障电网的供电质量，为用户提供优质的电能，实现了配电网的高效管理。配电自动化技术主要包括以下几方面内容：一是客户信息管理和自动抄表的用户自动化；二是由变电站自动化技术、馈线自动化技术和配电数据采集与监控技术组成的配电管理自动化技术；三是设备管理、规划设计管理及检修管理等方面的自动化功能。

3.2智能配电系统和配电自动化技术的比较

智能配电网与配电自动化之间有着广泛的共同性和密切的联系。智能配电网的运行需要配电自动化技术的支持。两者的主要技术手段都是现代信息技术、通信技术、计算机技术在配电网中的应用。与配电自动化相比，智能配电网具有革命性的改变。在配电系统方面，智能配电网有很大的优势，包含更完善、更丰富的电力技术，有机结合了多种高新技术，统筹规划，节省了运行成本，提升了配电系统的整体系能。此外，智能配电网支持分布式电源接入，提高了配电网的运行效率，具有更加完善的性能。更为重要的是，智能配电网实现了与用户之间的交流互动，突破了传统模式下电表制度的局限性，应用了高级测量体系，方便用户更加自由的选择用电时间段。

4. 智能配电网与配电自动化的融合

4.1高级配电自动化技术的含义

智能配电网的发展为配电自动化技术指明了方向，根据智能配电网的发展目标，合理规划配电自动化，将高级配电自动化技术应用于配电网的深度渗透、分布式电源接入等方面，完善了配电自动化的功能，进而充实智能配电网的技术内容。高级配电自动化技术代表了配电网革命性的管理方法，体现了配电自动化在智能配电网中的应用，为智能配电网建设提供技术基础。也就是说，智能配电网与配电自动化的融合，即产生了高级配电自动化技术，在电网系统的运行中有着举足轻重的作用。

4.2高级配电自动化技术的主要内容

高级配电自动化的主要内容包括IP通信网络、配电网测控系统、分布式电源控制与调度技术，以及企业集成总线这四个部分。

通信水平是影响配电自动化技术发展的重要因素，随着通信技术的不断进步，通信设备的成本随之降低，可以构建覆盖智能配电网中的所有节点的配电网广域IP 通信网。这种IP通信网络采用光纤网技术为主网干，采用载波、无线等方式为分支网，克服了传统自动化通信技术的局限性，使智能配电网保护、配电自动化技术都产生了革命性突破。

高级配电自动化系统的组成部分为：配电网调度主站、智能电子设备、IP通信网络和局域分析控制子站。配电网广域测控系统是指主站、IP通信网络与智能电子设备中的数据采集、通信及管理，支持常规的测控体系功能，还具有良好的开放性，支持子站的应用和智能电子设备的数据交换，通过收集配电网的网络信息，及时传输故障信息与控制命令，提高了访问控制的安全性。

分布式电源控制与调度技术是指高级配电自动化技术的优化调度，支持分布式电源的“即插即用”，主要包含电压无功控制技术、广域保护技术、微网技术和虚拟发电厂技术。高级配电自动化技术采用面向微网的分布式智能技术，来控制微网连接主网或脱离主网，实现了微网的分布式电源与负荷的调控，确保配电网电压的稳定。虚拟发电厂技术实现了配电网中分布式电源的统一调度与优化利用，降低了智能配电网的峰值负荷，实现了配电网系统的供电可靠性。

为了解决供电企业的“自动化孤岛”问题，高级配电自动化技术采用IEC 61968和IEC 61970标准，建立配电网企业集成总线，因此，自动化信息可以及时交换与共享。企业集成总线包括中间件技术和公共信息模型两部分核心技术，易于实现应用软件在异构平台上的运行，进而完成了供电企业总线上的信息共享，具有广阔的应用前景。

5. 结语：

综上所述，我国配电网的发展水平还很低，主要表现为：配电网的网架结构较薄弱，缺乏对配电自动化的广泛应用，储能技术仍处于起步阶段。电力行业引进先进的科学技术，将自动化技术应用于智能配电领域，实现了智能配电网和配电自动化的融合，产生了高级配电自动化技术，完善了智能配电网系统，提高了电力系统的整体水平。

参考文献：

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1 引言

统一坚强智能电网，是以统一规划、统一标准、统一建设为原则，以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的国家电网。[1]智能电网已成为事关我国能源安全的重要发展战略。

智能电网建设将开启电网的一次重大革新，而信息化则是这次革新中不可或缺的重要内容和手段，信息化与电力工业的深度融合也将随着智能电网的建设体现得更加充分。大力推进信息化建设的发展是建设智能电网的具体途径。[2]

信息化作为提高企业管理效率和企业竞争力的有效工具已经成为电力行业迎战新的市场竞争的一个重要手段。运用信息技术改造传统电力企业，加快结构调整和产业升级，提高电力企业的核心竞争力具有重要的现实意义。[3]

2 研究现状

信息化支撑智能电网建设， 是将原有的、分别建设的各业务应用系统平滑的整合在一起，建立相互统一的基础业务应用系统和高效运行的层次化信息体系， 实现智能电网相关业务应用的互联、互通，从而促使整个智能电网成为一个有机结合、层次分明、完整高效的整体，支撑电力流、信息流、业务流三流合一， 满足业务变化和支持智能电网业务应用。[4]

目前国内电力企业和工程项目信息化管理水平正日趋成熟。电力企业在各个层面都进行了相当规模的信息化建设，取得了一定的成果，但类比国外企业和国内其它行业，信息化建设之路还任重道远。

在电力企业的管理层面，都构建了覆盖日常管理需要的MIS、SOA等管理系统，基本实现办公自动化。[5]通过信息化建设，实施信息化管理，方便了各级信息交流，提高了管理效率，使管理更加规范化和科学化，应用中取得了相当的成绩[6]；但另一方面相应问题也不容忽视，依然存在很多的问题和不足。

3 加强智能电网建设下信息化发展的对策与建议

信息化的最终目的就是使企业内部信息沟通顺畅，对外部市场反应快速准确，获取竞争优势。因此，本文在加强智能电网建设的背景下提出了致力于推进电力信息化发展的对策与建议。

3.1 构建一体化信息规划平台

一体化信息平台将逐步向信息传输、存储、处理、集成和展现能力的趋势发展，能够集中管理、按需分配信息资源，将服务器、网络和存储等基础设施以及软件平台作为服务，为业务应用构建资源虚拟、弹性伸缩、稳定可靠、管理高效的一体化运行环境、集成环境和展现环境。一体化信息平台架构图如图1所示。

在进行一体化信息平台规划时，需要进一步提升信息平台的信息传输、存储和处理能力，扩展信息平台的广度和深度，增强信息平台交互信息的方式和手段。

3.2 业务应用集成规划

统筹协调资产全寿命周期内的安全、效能和效益三者关系，实现资产的全过程、精益化管理；在确保电网安全的同时，提高电网资产质量和使用效率，降低全寿命周期成本。

在规划计划阶段，实现规划计划业务内部的数据贯通，完成电网规划、前期管理、投资计划间的数据集成；完成规划计划业务应用与电源管理、资产策略管理、资产项目管理、资产运维管理、分布式能源与负荷管理的应用集成。

在项目管理阶段，建立项目管理与电网规划、投资计划的集成关系，实现项目规划、计划与建设实施的信息贯通；建立项目管理与物资管理、生产管理、财务管理的集成，实现物资管理、项目管理、资产管理、设备管理之间的信息贯通和数据共享；建立项目管理应用与经济法律管理的集成，实现合同管理的协同；构建项目管理系统与设计、施工、监理等外部单位信息系统的协同关系，实现电网工程建设的内外部协同。

3.3 建立信息化保障体系

本文围绕信息化建设目标和任务，以积极主动的安全防护、全面实用的标准规范、集中统一的信息管控、稳定高效的信息运行、自主创新的技术研究、敬业优秀的人才队伍为目标，全面提升信息化保障能力，并且将信息化保障体系覆盖至新上划的农电、代管企业，提出了适用于智能电网建设的新型信息化保障体系。新型信息化保障体系架构如图4-2所示。

在信息安全方面，需要强化信息安全的技术和措施，适应云计算和物联网技术发展需求，适应智能电网在配电侧、用户侧的延伸和发展需求，适应智能电网的发展需求。

以代管企业、后上划企业安全接入为重点，构建信息安全主动防御体系；实现信息内网“无外联、强内控、强隔离、低风险、高可用”，信息外网“防攻击、防泄漏、防滥用”的安全防御体系，覆盖防护各层次、各环节、各对象，加强统一管控，实现主动防御、动态监测、持续感控、主动反应。全面提高安全检测、全局预警、整体防护、快速响应、恢复和反击能力，提升整体可控能力，防止信息泄漏和关键系统设备被非法操控，保障电网安全稳定运行。

按照“三集五大”管理要求，从信息网络标准、信息资源标准、信息应用标准、信息安全标准和管理运行标准五个方面，全面梳理、优化信息化标准体系，修订相关标准内容。

4 总结

智能电网是高速发展的信息技术与新能源变革相融合的产物。利用现代信息技术，不断深化电网各环节的数字化程度、信息集成水平和智能分析能力，从而提升电网企业的生产、经营、管理水平。信息化为智能电网的发展提供了明确的技术支撑来提高整个电网的安全。

本文研究了在智能电网建设背景下加强电力信息化发展的重要性，分析了该领域的研究现状，并在此基础上从构建一体化信息规划平台、业务应用集成规划和建立信息保障体系三个方面提出了致力于推进电力信息化发展的对策与建议。在新的发展形式下，加强电力信息化和智能电网的结合可以在很大程度上推进智能电网的建设蓬勃和健康发展。

[参考文献]

[1]辛建波.智能电网知识[J].江西电力，2009，33（3）：50.

[2]常康，薛峰，杨卫东.中国智能电网基本特征及其技术进展评述[J].电力系统自动化.2009，33（17）：10-14.

[3]瞿斌，陈永权，李存斌.省网企业信息化综合评价指标体系构建与方法研究[J].华北电力大学学报，2007，34（4）： 80-84.

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中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0322-01

引言

随着我国经济发展给技术创新提供极大的经济支撑后，智能配电网也得到了飞速发展，电网的范围也得到了不断的延伸，电网范围的延伸意味着要建立更多的配电设备，需要更长的输电线路的，而这些设备和线路一旦发生故障，轻则给所供电区域断电，重则引起电网波动，这就要求我们一旦发生故障，能够立即对发生故障的地方进行定位，防止出现更大的安全事故。

一方面， 给配电网进行故障定位可以有效并大幅缩短查找故障点的时间，节省大量查找故障点的的人力物力，另一方面，及时给故障定位有利于排查故障类型，解决故障，恢复供电，避免造成更大的经济损失。因此，进行配电网的故障定位方法分析研究是一项十分具有意义的研究课题。对于保证电力网络安全经济运行意义非凡。

1 基于智能配电网的定位方法

关于智能配电网故障定位的方法有很多，但总结起来，基本上可以分为两类：一种是利用重合器以及分段器等等一系列的自动化的开关设备，通过这些自动化开关设备之间的动作特性相互配合来达到故障的隔离以及定位的目的。另一种方法是通过在配电网末端设置以FTU（馈线终端装置）为代表的一系列反馈装置，利用网络通信的的方式可以随时与主站系统之间进行联系，通过在这种方式实现故障定位，这种方式也是目前应用最广的一种方式，取得的效果也十分明显。下面就对这两种方法分别进行详细描述。

1.1 基于智能开关的定位法

重合器是根据断路器和自动重合闸方法的技术特点结合而成，重合器能够实现自动控制以及设备保护的功能，能够根据预设的系统参数进行重合或者开关的动作，不需要利用通信设施，使用重合器进行故障定位的技术关键点在于如何给重合器设定一个合适的重合次数，给开关一个重合次数的限定，当发生了故障的时候，通过开关间的开闭的配合，实现将故障定位并隔离。

利用重合器与开关相互配合进行故障定位结构简单，优势也十分明显，成本低，不需要通信，对于经济不发达或者将设通信设施不方便的地区特别适合，但是这种方法的缺点也十分的明显，对于下同的稳态的运行参数不能检测，故障数据也不能提供，更加不能对故障进行精准的分析，而且因为要进行叫多次的重合动作，反应的时间比较长，效率非常低下，而且应为其原理的原因很可能扩大停电范围。

因为重合器会给电网系统带来二次震荡，所以仅仅利用重合器这种自动开关进行故障定位，并不能满足快速定位故障点并隔离的效果，所以这种方法并不适用于配电网短路故障。

1.2 基于FTU的故障定位模式

FTU（Feeder Terminal Unit）在配电网中已经得到了广泛的应用。FTU主要是采集并记录系统的一些关键电气量，比如故障发生前后的一些电压电流等运行参数，并且把这些反馈到通信主站，通信主站根据一定的规则进行计算处理就可以得到故障点的位置信息，这个就是基于FTU的故障定位的原理。FTU一般都在主馈线的分段开关处设置，在电网正常工作时，FTU收集并上传电压电流等电气参数，当发生故障时，就将故障信息上传到主站，由主站来进行分析定位，并实现故障隔离和供电服务服务。

利用FTU这种方法来进行故障点的定位，需要将FTU收集到的故障信息进行分析判断，之后才能够进行故障区域定位。而根据分析方法的不同，FTU定位方法可以分为矩阵法和人工智能发两种类型。

据蒸发是根据配电网的拓扑结构特点，结合图论这一理论基础，建立一个配电网的描述矩阵，描述矩阵能够对配电网的特性有一个准确的描述。不过由于配电网的结构比较复杂，怎么样进行拓扑结构的分析是解决任何进行故障定位的一大难点。与此同时，当通信主站接收到FTU上传的故障信息时就能够通过矩阵的分析计算对故障点进行定位。

与矩阵法相比，人工智能算法有着容错率比较高的特点。因为FTU基本上都是位于条件十分恶劣的户外，很容易因为环境的影响而丢失上传的故障信息或者导致上传的信息出现畸变，人工智能算法的优点就是可以较好的排除这些错误的数据信息。人工智能算法的分类较多，大致上可以分为专家系统、蚁群算法、遗传算法、人工神经元网络、模糊理论等几种算法。

利用矩阵算法来进行故障定位，一般都是要求能够对电力系统网络的拓扑结构和特性掌握的比较清楚，可以根据这些东西形成矩阵，这就要求这个矩阵不仅能够对电力网络的拓扑结构进行描述，也对矩阵的的处理提出了更高的要求。一旦故障发生了，发图会将故障信息数据传送到信息主站，建立一个故障信息矩阵，利用矩阵分析计算得到故障点，这是这样做计算量十分大耗费的时间长，并且在有一定的几率出现判断失误；而人工智能算法的模型构建复杂，故障定位效率差。

以上提出的方法对于定位因为相间短路引起的故障在方法原理上都是可行的，缺点就是实施方案比较的复杂，有一定的即时难关需要攻关，并且要求要有较高的配电网自动化系统水平。

2 总结

通过对以上所有的方法今昔分析对比后可以发现：行波法的精度比较高，定位效果也在输电网络领域等到了验证，但是针对配电网，行波法还需要作进一步的研究；阻抗法原理清楚简单，特别是其中的单端测距法，只需要在一侧进行测量，实现方法简单，容易达到，但是却只能够作用于仅有单端测量条件的配电网；而根据配网自动化系统进行区段定位的方法虽然可以定位故障区段，但是测不出来准确的距离；因此，对于配电网短路故障而言，采取阻抗法进行故障定位即可，成本不是很高，也可以满足配电网故障定位的实际需求，比较合理。

但是，在带有多支分路的配电网系统中，由于无法解决伪故障点和伪故障分支这一难题，而且因为阻抗法的算法的问题，很容易出现有伪根或结果不收敛的情况，而且解方程的很容易被过渡电阻和系统运行方式干扰，无法排除伪故障点或伪故障分支。

因为这些是原理上的问题，在原理上很难解决。而故障指示器能够有效的检测短路故障，能够很好的应用于有多支分路的配电网络中，因此可以考虑将阻抗法与故障指示器结合起来使用，利用双方的优势取长补短。先是根据故障指示器指向的故障信息，再与各个分段开关处的FTU采集的信息相结合，这样就可以有效的进行区段故障定位与鼓掌分支的判断，再根据之前这些方法得到的信息，利用阻抗法对故障点进行精确定位。这样就可以解决伪故障点和伪故障分支的问题，而且当前只能配电网的迅速发展也为这些技术的实现做了有力的技术支撑。

综上所述，对于配电网短路故障，可采用阻抗法进行故障精确定位，同时依托智能配电网技术，考虑利用故障指示器来解决阻抗法的求解中出现的伪故障分支难题，这种方法能够得到良好的定位效果。

参考文献

[1] 马草原.配电网故障定位技术的研究.山东大学，2014

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随着电网信息技术的不断发展，电网信息系统的数据量不断增长，传统的分析处理技术已不能满足现有的电网数据分析需求。数据挖掘是一种决策支持过程，能够高度自动化地实现对海量数据的深入有效分析，揭示数据间的关联规律。随着技术的不断发展，数据挖掘技术已经被推广应用到了很多领域当中，将其应用在电网数据智能分析中，具有很高的实用性以及可靠性，有效提高了工作效率以及数据的精确度。

1 数据挖掘技术概述

1.1 概念

数据挖掘技术是一种新型的信息处理技术，它将数据的使用，由低层次的联机查询，提升到了一个新的高度，即分析预测、决策支持等高等应用。数据挖掘能够对数据进行微观、宏观的统计分析，并且对数据关系进行综合推理，寻找数据之间存在的关联性、发展趋势等。数据挖掘技术可以通过获得诸多的知识信息，对高级决策活动进行指导。

1.2 典型数据挖掘系统结构

根据数据挖掘的广义概念，其典型系统结构图如图1所示。

源数据信息存储库的主要作用是存储基础原始数据，通过数据清洗、整理、加载对数据进行处理，使之符合规定的要求。数据库服务器是按照用户的挖掘请求，提取有关的数据，供用户使用；数据挖掘引擎是数据挖掘的核心内容，由功能模块构成，可以执行分类、特征化、预测等任务；用户界面是用户与数据挖掘系统进行通信的桥梁，可以实现系统和用户之间的互动。

在知识发现的整个过程当中，数据挖掘是一个基本的步骤。要进行知识发现，就要从数据源当中寻找有关的数据，将其组织为适合挖掘的数据组织形式；再利用相应的算法，获得所需要的知识；最后，可以根据所得知识，对其进行评估，将有应用价值的信息加载到智能系统当中。

1.3 数据挖掘模式

数据挖掘模式的主要目的是发现知识。知识要通过某些模式被发现出来。数据挖掘系统当中，能够使用的知识表示模式有很多，通过分析知识表示模式及使用方法，可以更加直接的了解挖掘系统具有的特征。数据挖掘模式一般可以分为两种，即描述、预测。描述性挖掘能够刻画数据库中数据的特点，预测性挖掘主要根据已有数据，进行推断和预测。对数据挖掘模式进行分型，主要可以分为关联分析、概念描述、分类预测、孤立点分析、聚类分析等。

2 电网数据智能分析数据挖掘算法模型

按照电网的业务数据特点和数据挖掘需求，在进行数据分析时主要采用两种算法模型，即关联和预测。关联分析是在电网相关数据中，寻找分类属性和和决策属性之间存在的某种关联关系，从而方便在宏观上对电网数据进行把握。预测指根据已有的基础数据和数据之间的关联关系，对未来的发展趋势进行时序预测，从而有依据的制定如燃料计划、发电计划、供电计划等，达到科学安排电网建设、电源的目的。

关联算法模型是寻找数据间的关联规则，关联规则挖掘则是寻找常规方法难以发现的数据之间的关系规律；时序预测算法是通过对电网的用电量、负荷、发电量等关联因素及发展趋势的分析，进行预测研判，为电力系统扩建规划、发展速度、工业布局、电网资源分配等提供数据依据。按照预测期限的不同，预测可以分为长期、中期、短期、超短期等，还可以分为年度、月度、日、小时等预测。电网数据智能分析使用的预测模型图如图2所示，其中预测模型包括指数平滑分析模型和线性回归分析模型。指数平滑分析是指任一期的指数平滑值都是本期实际观察值与前一期指数平滑值的加权平均。线性回归分析模型是利用称为线性回归方程的最小平方函数对一个或多个数据变量因素之间关系进行建模的一种分析模型。在对电网数据进行分析使用单一预测算法的同时，也采用综合预测算法，即将两个以上的预测模型的测量值，进行适当的处理，将平均值当做最终的预测结果。

3 电网数据智能分析系统的体系结构

基于数据挖掘技术和挖掘算法模型，通过构建电网数据智能分析系统，能够对电网数据（包括用电量、发电量、用电负荷等）进行关联性分析、时序预测，数据使用多维数据库进行存储，有一定的参考价值，电网数据智能分析系统的体系结构图如图3所示。

（1）数据预处理。电网数据智能分析系统对电力资源信息、运行情况、发电用电信息等基础数据，通过数据预处理，进行清理和整理，提供高质量的有效数据。数据预处理的概化处理，即通过将基础数据由连续值分为离散值，为基础数据划分范围，减少属性值的数量，便于数据的挖掘和展示。

（2）多维数据模式数据仓库。通过建立多维数据模式数据仓库，从多角度多层次进行数据查询和分析，根据不同的数据需求建立起各类多维模型，例如将发电用电、负荷潮流信息分解建立成电压主题、电流主题、负荷主题等的数据模型，并组成数据集市开放给不同的上层分析使用。

（3）多维关联性分析。按照多维关联规则技术，按照电网运行特征，提炼出相关的记录数据，组合为新的数据记录表，寻找表中诱因值和结果值组成的字段，从而推导出分析因素的关联规则，分析客观因素对分析因素的影响；预测，主要使用时序预测模型，分析电网历史数据，预测其发展趋势。通过分析历史数据，寻找其存在的一般规律，使预测尽量的符合实际情况；

（4）可视化显示。是将挖掘的结果以图形的形式，展现给用户分析查看使用。

4 电网数据智能分析系统应用

随着信息技术在电力系统的广泛应用，要保证其在市场环境下能够安全运行，就要对电力系统中的数据进行有效分析。通过建立电网数据智能分析系统，从而为数据挖掘技术的应用提供条件。分析系统的具体应用可以总结为以下方面：

设备运行状态预测。通过对电网设备的运行状态进行监测，收集状态信息进行分析预测，以便及时发现并且解决问题，从而提高设备的可靠性，降低设备维护成本。

故障信息分析判断。电力系统处于运行状态时，如果系统出现问题，保护装置的动作信息就会把故障的有关信息传送给调度中心，调度员会根据以往的经验对问题进行分析、处理。通过将故障信息导入到电网数据智能分析系统中，建立故障数据挖掘算法，可以对故障的数据进行分析，提取故障特征，使之成为调度员对电力系统故障进行快速判断和处理的依据。

市场发展趋势研判。通过对电力用户的特征进行合理分析，将市场分为群组，分析用户的用电特征，能够有效预测短期内的市场需求，从而为市场发展趋势决策提供数据依据。

5 结语

数据挖掘技术目前仍在不断地发展，诸多研究机构都对其进行了探讨研究，已被广泛地应用在许多行业。数据挖掘在电力行业中的应用还需要进一步的不断探索和研究，使其能够更好地在电力系统业务发展中得到应用，提高电力系统的稳定运行水平。

参考文献

[1]剧树春，李刚.数据挖掘方法在智能电网中的应用[J].电子世界，2013（20）.

[2]朱晓峰，李玲娟，徐小龙，陈建新.关联规则挖掘技术及 其在智能电网中的应用[C].第十八届全国网络与数据通信学术会议，2011.

[3]晁进.基于数据挖掘技术的电网智能报警系统的研究[C].华北电力大学：电气工程；电力系统及其自动化，2011.

篇6

中图分类号： TM421 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

在现代化的电网建设中，智能配电网为我国电网的发展提供了一个很好的发展方向。智能配电网主要有可靠、高效、优质等特点，在国内外电力行业备受关注。而智能配电网的自愈控制技术是保证电网安全稳定运行的前提，保证优质的电力输出，是现代化智能电网的关键技术。因此，加强对智能配电网的自愈控制技术的研究是非常必要的。基于此，文中笔者就自愈控制技术进行了论述。

二、自愈控制技术体系架构

1、自愈控制目标

智能配电网自愈控制的目标是在含DG的配电网运行过程中及时发现、预防和隔离各种潜在故障和隐患，优化系统运行状态并有效应对系统内外发生的各种扰动，抵御外部严重故障冲击，具有在故障情况下维持系统连续运行、自主修复故障并快速恢复供电的能力，可通过减少配电网运行时的人为干预，降低扰动或故障对电网和用户的影响。配电网直接面向用户，其自愈能力的高低直接影响供电质量。

针对配电系统的不同运行状态，自愈控制的目标与控制策略完全不同，可分为正常运行状态、控制区域内部故障和控制区域外部故障3种情况。首先，在电网正常运行状态下，自愈控制的目标主要是在满足系统安全稳定约束的前提下，尽可能优化系统运行状态，充分利用系统中的可再生能源并降低损耗，提高资产利用效率；其次，在自愈控制区域内部发生故障时，自愈控制应快速切除故障并确定故障类型与故障位置，尽可能减少或消除非故障段停电范围与区域，在故障段则应当通过网络重构和快速抢修尽快恢复供电；最后，在控制区域外部发生不可逆转的严重故障时，应断开与外部电网的连接，依靠区域内的DG及储能装置，维持系统的自治运行，保证部分关键负荷的持续供电。智能配电网自愈控制目标是自愈策略与控制手段实施的基础，同时也是评价自愈控制实施效果的依据。

2、方案设计

智能配电网自愈控制技术实施方案是自愈控制策略的具体体现，直接决定了自愈控制的实施效果与代价。智能配电网自愈控制功能的实现主要包括以下3种方式。

（1）集中控制方式

主要依靠具有高级分析计算功能的系统主站来完成，它需要系统在发生故障后将量测信息发送到主站，通过分析计算确定故障类型、故障位置并形成控制决策，再下发到保护装置或智能终端执行，整个故障的处理过程依赖主站完成。由于集中控制需要主站与终端的大量数据通信，同时仅由主站进行分析决策，耗时较长，很难满足故障切除的快速性要求，因此，现阶段完全依靠集中控制方式实现自愈控制是不现实的。

（2）分散控制方式

主要依靠保护装置或智能终端的相互配合来实现。故障的清除与故障后的供电恢复完全依靠基于局部信息的保护装置或智能终端。分散控制方式的效率与可靠性较高，尽管保护装置或智能终端间存在一定的联系，但由于缺少主站的参与，基于局部信息的故障恢复过程缺乏全局性的整体协调能力，同时也不能适应频繁变化的网络结构与运行方式。未来，基于多的分布式计算技术的广泛应用可能会使分散控制方式得到推广。

（3）集中—分散协调控制方式

综合了集中控制与分散控制的优点，实现分级分布式协调控制。在故障清除阶段主要依靠保护装置（或智能终端）的配合实现，在故障恢复阶段依靠主站分析计算后下发的控制命令实现。集中—分散控制方式一方面保证了故障切除的快速性，另一方面具有全局的协调优化能力，可适应多变的网络结构与系统运行方式，是现阶段可行的自愈控制技术方案。

围绕自愈控制的目标，自愈控制技术的实现既要考虑实施区域的基础与条件，又将随着技术的进步进一步发展和完善。

3、实施基础与条件

自愈控制技术的实施以配电自动化为基础，需要满足以下基本条件：①配备各种智能化的开关设备和配电终端设备；②系统中拥有双电源或多电源以及DG和储能设备，具有灵活、可靠的网络拓扑结构；③可靠的通信网络及强大的信息处理能力；④拥有具有分析、计算、评估与预警等功能的智能化的主站系统。与传统配电自动化技术相比，自愈控制技术对主站系统的功能要求更高，能够满足DG的灵活接入要求。

目前，中国城市电网的配电自动化水平较高，具备较好的自愈控制实施基础与条件。但相对于城市电网，农村等偏远地区限于技术与经济水平，不完全具备自愈控制的实施条件。在自愈控制的研究与应用中，建议应以自愈控制目标为基础，考虑不同的技术经济水平，分阶段有计划地实施配电自动化升级与改造，以实现电网技术与运营的跨越式发展。

三、智能配电网的自愈控制关键技术

配电网自愈控制功能的实现依赖于配电系统快速仿真与模拟、保护装置的协调与自适应整定、与DG的协调控制、智能分析与决策、分布式计算等一系列技术的发展与应用，很大程度上决定着自愈控制功能的实现方式、效率与可靠性。其中，含DG的配电系统快速仿真与模拟是自愈控制功能实现的基础，它为配电网的网络重构提供计算方法和依

据。自愈控制研究应重点包括以下方面。

1、含DG、微网及储能装置的智能配电网建模与仿真技术

将重点关注各种配电系统元件模型及仿真建模方法和各种DG、储能元件、电力电子装置及控制器的仿真建模方法。研究基于公共信息模型的模型统一描述方法；研究含DG、微网及储能装置的智能配电网模型化简技术、多相潮流算法、电磁暂态仿真算法、稳定性仿真算法、动态等值技术以及快速仿真与模拟技术。

配电网元件类型的多样性和模型的适应性对智能配电网建模与仿真技术提出了挑战，其中元件类型主要包括配电线路、配电变压器、无功补偿设备以及各种形式的DG、储能装置等，各元件又可以给出分别用于稳态分析、暂态仿真及稳定性仿真的不同模型表达；同时，基于网络重构的故障恢复技术对智能配电网仿真、计算的快速性提出了要求。上述研究将为智能配电网分析设计、深层研究与工程应用提供必要的研究手段和工具。

2、含DG、微网及储能装置的智能配电网分析与试验技术

将重点关注含DG、微网及储能装置的智能配电网状态估计技术、参数辨识技术、网损分析技术、潮流优化技术、可靠性评估技术、电能质量分析与控制技术等。研究基于智能配电网自愈控制的DG及储能元件规划配置方法；研究含DG、微网及储能装置的智能配电网的动态模拟方法和数字—物理混合模拟方法与试验技术；研究基于硬件在环仿真的单元测试技术；研究智能配电网核心装备的现场测试技术。

智能配电网数据量测与信息采集的完备性有待提高，系统中很多DG、储能元件及相关控制器、变流器是作为整体提供给用户的，其中的运行参数，主要是控制参数往往很难获得，这给自愈控制的动态仿真带来了困难。此外，配电网的网络结构复杂、庞大且高度不对称，在分析、仿真、计算时很难保证底层数据的准确性和完整性，因此，自愈控制相关算法应具有良好的规模扩展性与容错能力。

上述研究将针对自愈控制技术方案，在主站层面提供一系列的配电网分析方法。在终端层面，提供自愈控制关键设备的试验测试技术。

3、在线智能分析与决策技术

重点关注基于预想事故的智能配电网自愈控制方案自动匹配技术，对于预想事故给出有效的控制与保护动作方案。研究基于预想事故的智能配电网自愈控制方案最佳匹配技术；研究智能配电网连锁故障演变的预防控制方法；研究智能配电网自愈控制的智能化学习技术；研究考虑多重分析结果的多目标智能决策技术。自愈控制决策的协调、冲突解决、在线风险评估与优化面向智能配电网的某一运行控制目标，考虑不同运行约束时可能给出多种不同甚至相互冲突的控制预案，因而要求自愈控制系统能够自动协调与解决控制决策的对立与冲突问题，在实施前能够对各种可行控制预案在线进行分析、比较、评价与优化，事先估计出可能的控制效果，并给出有效的后备控制方案。

该技术将为智能配电网“自我诊断”与“自我决策”提供智能化的分析方法与决策依据，实现系统在正常状态下的以运行优化和预防控制为目标的自愈控制。

4、含DG、微网及储能装置的智能配电网故障特性分析技术

将重点关注各种DG、储能装置在电网发生对称及不对称故障时的故障特性。研究外部故障时的微网故障特性；研究内部故障时的微网故障特性；研究含DG、微网及储能装置的智能配电网的故障特性；研究系统接地方式、负荷水平与负荷性质、DG与储能装置类型对智能配电网故障特性的影响。智能配电网故障特性受配电网接地方式、负荷水平与负荷性质、DG 与储能装置类型及容量的影响较大，快速、准确、可靠的智能配电网故障特征提取是进行智能配电网故障类型识别、故障定位、保护装置开发的基础。

上述研究重点分析并总结智能配电网的故障特征及规律，为智能配电网保护装置的研发奠定理论基础。

5、智能配电网保护装置控制保护技术

重点关注多电源闭环供电的配电网利用局域信息实现网络式保护。研究网络重构后网络式保护装置自适应的控制保护原理；研究基于局域信息的保护装置与基于全局信息的支撑平台的保护协调配合技术；研制智能配电网保护测控一体化终端；研制用于指示故障分支的故障指示装置。智能配电网在运行优化与故障恢复时的网络重构技术以及对DG即插即用的要求使得保护装置整定与配合的难度增加，自愈控制系统应当准确、及时地感知配电网网络拓扑变化及DG的投切，保护装置需要在第一时间完成在线自适应整定以及保护装置间的相互配合。

6、极端条件下关键负荷保障技术与大面积停电恢复技术

重点关注智能配电网内部严重故障被动解列技术。研究智能配电网外部严重故障主动解列技术；研究基于网络重构的智能配电网故障后局部供电恢复技术；研究智能配电网基于网络重构的电压控制技术。研究极端条件下智能配电网关键负荷保障技术，包括关键负荷保障的主动解列技术及智能配电网故障解列时负荷分配与功率平衡控制方法；研究极端条件下基于DG的智能配电网黑启动技术。DG特性及归属对自愈控制技术实施有一定影响。首先，光伏、风机等DG出力具有随机性与波动性，通常不容易完成调峰、调频等调度运行目标；其次，归属于用户的DG也不能保证其与电网运行目标的一致性；再次，难以保证各种DG能够做到可通信、可量测与可调度。这些都对基于DG实现严重故障条件下的配电网关键负荷保障与黑启动技术提出了挑战。

上述研究实现极端条件下关键负荷不间断供电能力，为故障状态下智能配电网自愈控制系统提供理论依据。

四、自愈控制的实现方法

配电网自愈控制的实现方法有：基于状态量比较的配电网自愈控制方法、基于智能微网和需求侧管理的配电网自愈控制方法、基于协调控制模式的配电网自愈控制方法。

基于状态量比较的配电网自愈控制方法首先定义了与电网电压、电流、频率和功率相关的状态函数，其次，定义电网在异常状态、警戒状态、紧急状态、恢复状态下的状态函数范围限值，再次，根据采集到的电网数据计算出状态函数的值，并与设定的限值相比较，确定电网的运行状态，根据不同的电网状态采取不同的控制手段，使配电网具有预防、自动恢复的能力，提高电网灵活应付极端灾害和紧急事故的能力。这种方法的模型过于简单，不能有效反映配电网的动态情况，没有考虑到实时预测、优化控制等重要因素，有一定的局限性。

对于微网系统，可以应用基于智能微网和需求侧管理的自愈控制方法。通过负荷需求侧管理控制器，建立储能系统、主交流系统、负荷之间的电气联系，对微网进行孤岛控制。这种方法的优点是能充分发挥微网在系统受到扰动或故障时对系统的支持作用，而在系统正常运行时能对系统进行持续的优化。但这种方法不适用于微网结构与控制有限的场合。

基于协调控制模式的配电网自愈方法的实质是对应于配电网的不同的运行工况采用不同的控制方法实现自愈，采用基于一体化协调控制模式，处理信号和产生控制策略具有自适应性，不需要外界干预，控制过程自动完成。通过对数据进行采集、处理，判别电网当前的状态，运用智能方法进行控制决策，协调保护装置、自动调节装置进行智能控制，协调异常情况与正常情况、紧急情况与非紧急情况下的电网控制，在一定时间内促使电网度过紧急情况，恢复供电，实现配电网的安全可靠、稳定、经济运行。这种方法对负荷波动等具有比较强的适应能力，具有较高的一体化、自治性、协调性、经济性、冗余性和可靠性。

五、结语

综上所述，配电网是保证供电质量的中心环节，智能化是未来配电网的发展方向。自愈是建成智能配电网的重要特征之一，能够实现自愈的配电网才是智能化的配电网。配电网的自愈功能在于提高供电可靠性，提供优质的电力。结合我国实际对智能配电网自愈能力进行研究和应用具有重要的意义。

参考文献：

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中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）01-0032-05

0 引 言

智能电网是当今世界电力系统发展的重大变革，也是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。2003年，美国“未来能源联盟”首次提出智能电网的概念。同年，美国能源部了“Grid　2030”设想[1]，将美国的未来电力系统描述为一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。2005年，欧洲技术论坛（ETP）提出了“Smart　Grid”概念[2]，计划通过智能电网的建设，向所有用户提供高度可靠、经济有效的电能，充分开发利用大型集中发电机和小型分布式电源，提高电网公司运营效率，降低电能价格，加强与客户的互动，应对来自市场、安全和电能质量、环境等方面的压力。

国内也高度重视智能电网建设。2010年6月7日，总书记在两院院士大会上的讲话中提出，要“构建覆盖城乡的智能、高效、可靠的电网体系”。国家科技部于2009年11月24日的《关于加快我国智能电网技术发展的报告》中提出了明确的目标和任务。国家电网公司于2009年5月了“坚强智能电网”愿景及建设路线图。南方电网有限责任公司在2010年7月提出了“建设一个覆盖城乡的智能、高效、可靠的绿色电网”的目标。2011年2月，陕西省地方电力（集团）有限公司作为专业的配电网公司，联合清华大学提出了建设“多指标自趋优”智能配电网的目标。

智能电网涉及能源、环境、社会、经济和管理等多个学科，由于其具备系统工程和创新技术的特点，目前智能电网的研究趋向发散，对智能电网的认识多从企业自身出发，尚未收敛到智能电网本质的研究，影响和干扰了对智能电网发展方向的研判。本文在分析国内外智能电网相关研究的基础上，结合实践应用，溯源了智能电网的本质——智能，提出了智能电网分代标准，建立了智能电网分代模型，探讨了智能电网分代的社会经济意义。

1 国外智能电网分代研究状况

分代研究在计算机和战斗机等领域已经取得了共识。计算机按照所采用的电子元件，历经了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机，现在正在研发信息获取、存储、处理、通信与人工智能相结合的第五代计算机。20世纪40年代中期，以喷气式发动机为动力的战斗机出现后，按时代和技术水平，战斗机历经三代，目前正在研制第四代战斗机。

由于智能电网尚未大规模应用，与计算机、作战飞机等其他领域分代研究更注重“回头看”的方法不同，智能电网分代更注重“向前看”，这个特点导致智能电网分层次、分步骤、分阶段的研究异彩纷呈，莫衷一是。国外智能电网分代的相关研究综述如下。

1.1 智能电网演进模型

2010年1月，加拿大学者Hassan　Farhangi从功能和投资回报率（ROI）两个维度，提出了如图1所示的智能电网的演进模型[3]。他认为，由于化石燃料的成本猛增，电力公司无法扩大发电能力以满足用户对电能不断上升的需求，只有从配电网着手，加强需求侧管理，才能保障电力公司拥有较高的ROI水平。模型表示，智能电网最初的投资用来满足计量设备由机电式到单向自动抄表（AMR）的功能转变，AMR具有节约人力以及时间成本的优势，但是由于其只具有单向通信能力，无法支持电力公司依据从电表获取数据采取调控措施。高级计量架构（AMI）能够提供双向的通信系统，旨在为电力公司提供实时的能耗数据，允许客户以价格为基础，对能源使用做出选择。智能电网演进的最终目标是分布式控制与微网相结合的互联电网。

1.2 智能电网持续发展理论

2011年7月，美国GridNet公司执行副总裁兼首席战略官Andres　Carvallo和能源与IT行业学者John　Cooper合作出版了“The　Advanced　Smart　Grid　—　Edge　Power　Driving　Sustainability”一书，提出了智能电网持续发展理论[4]。书中认为第一代智能电网（Smart　Grid　1.0）实现了发电厂到终端计量设备的电流与信息流的传输，典型的第一代智能电网是美国科罗拉多州博尔德市智能电网的建设。下一代智能电网（Smart　Grid　2.0）将是一个集成的、先进的智能电网体系，从战略上进行顶层设计，在组织、运行、系统集成与建模等多个维度进行柔性规划，下一代智能电网的一些技术已经在美国奥斯汀市智能电网研究项目Pecan　Street中浮现。书中对第三代智能电网（Smart　Grid　3.0）进行了展望，并将其定义为一个基于互联网络的重新设计的能源系统。

1.3 智能电网层次理论

IBM高级电力专家Martin　Hauske认为智能电网的基本概念有3个主要元素：首先是广泛连接资产与设备的传感器；其次是数据的搜集与整合体系；最后是依据数据进行相关分析，以优化运行和管理的能力。与之对应，智能电网也就有三个层面的含义[5]：首先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控；然后将获得的数据通过网络系统进行收集、整合；最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。因此，智能电网可以被认为是通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，通过对信息进行整合分析，从而降低成本，提高效率和可靠性，促进管理和运行达到最优化。

1.4 智能电网成熟度模型

智能电网成熟度模型是IBM、美国生产力和质量中心（APQC）及全球智能电网联盟（GIUNC）合作研究的成果[6]。智能电网的成熟度分为5个阶段：第1阶段，只有对智能电网的设想，主要工作是对技术的试验和评价，以及建立业务模型；第2阶段，企业在至少一个智能电网的重要业务领域进行投资和实施；第3阶段，企业对智能电网的组成部分进行重新配置，实现业务领域整合或产业链升级；第4阶段，实现企业范围的跨业务综合观测及综合控制，力争形成新的经济或商业模式；第5阶段，企业有能力在新的业务、运行、环境等机会出现时，充分利用并发展壮大。

综观国外的相关研究，智能电网演进模型以计量系统为主线，没有加入交易环节，同时忽视了人工智能在电网中的应用。智能电网持续发展理论有对智能电网分代以及各代相应功能的描述，但是缺乏对智能电网本质的分析，特别是对三代智能电网核心的描述。智能电网层次理论以传感器为基础，触及到智能电网的基本，但是数据收集与整合体系等没有体现人这一重要因素的参与，理论阐述不够全面。智能电网成熟度模型实质上是智能电网的推进步骤。因此，上述研究都没有涉及智能电网的本质。

2 智能电网的本质——智能

对国外智能电网的研究和实践进行分析，能够为国内的相关研究带来启示和借鉴。从人类认识事物的基本方法来看，对智能电网进行分代研究，必然要从智能电网的本质着手。智能电网可以认为是人工智能在传统电网中的应用，而人工智能又起源于人类智能，因此，必须从人类智能出发，探求智能电网的本质——智能。

2.1 人类智能的发展阶段

人类智能经历了从初级到高级、从简单到复杂的演化过程。这种过程只在个体的前十几年表现得尤为突出，正是这一过程决定了每个人一生智能水平的高低，也决定了人类群体智能水平的多样性。

1983年，美国学者Howard　Gardner提出多元智能理论，将智能分为语言智能、数学逻辑智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际智能、自我认知智能、自然认知智能等8个方面。瑞士心理学家Jean　Piaget从时间维度对人类智能演化规律做出经典总结，提出了人类智能发展理论[7]，将个体从出生到青年时期的智能发展水平分为感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段。

虽然多元智能理论并不着眼于各个智能在个体层面的发展顺序，但是结合Jean　Piaget的认知发展理论，同时根据Howard　Gardner对每种智能概念的描述，可以对智能的8个组成部分以发展为时序，在多元维度上进行归类。在感知运动阶段，空间智能和音乐智能是人类智能重点发展的部分；到了前运算阶段，语言智能和身体运动智能在儿童身上表现较为明显；数学逻辑能力和自我认知能力在具体运算阶段得到了迅速发展；最后，从青少年阶段开始，终其一生，对自然的认知，人际交往能力随着阅历的丰富、经验的积累而日趋成熟。

2.2 人工智能是对人类智能的模拟、延伸和扩展

人类智能的演进规律遵循着Jean　Piaget的人类智能发展理论，这些研究成果也深刻地影响着另一个与之紧密相关的学科，即以计算机为基础的人工智能的研究。人工智能最初被定义为“让机器的行为看起来就像人所表现出的智能行为一样”，到后期逐渐演变为让机器拥有自己的思维。对比人类智能发展的历程，人工智能的演进呈现出与之相似的路径。

（1） 人工智能发展的初级阶段是对人类智能的模拟。通过传感器远程传送信号，需要操作者通过计算机终端控制机器执行动作，这类似于人类智能的感知运动阶段，具体的应用如排爆机器人、勘探机器人等。

（2） 人工智能发展的中级阶段是对人类智能的延伸。着眼于通过程序算法实现机器的逻辑运算和自我认知能力，类似于人类智能的前运算和具体运算阶段。智能机器人通过处理器分析传感器收集的信息，在无人操控的状态下执行动作。有些智能机器人还能通过对人类语言的识别和模拟实现与人类的语言交流，如日本的ASIMO智能机器人，可以通过“脑—机”系统达到人类思维直接控制机器人的效果。

（3） 人工智能的更高阶段，智能将成为一种系统层面的应用。人工智能体现出自我思维和机器情感等人类特有的能力，通过自我思维产生对外部环境的认识，通过机器感情与外部环境产生更为复杂的交互，这些能力使得人工智能发生了从模拟、延伸到扩展人类智能的突破。

2.3 智能电网是人工智能在传统电网中的应用

智能电网建立在电力电子技术、传感与测量技术、控制仿真决策技术、信息与通信技术、人工智能技术等基础技术之上，以实现发电、储能、输电、配电、用电等环节的智能化为目的。其中，人工智能技术在推动智能电网发展中起着重要作用。

（1） 人工智能的应用能够推动整个电力系统的发展。传统电网存在大量非线性的、模糊的、不确定、不精确、不完全真值的问题，人工智能技术应用的目的就是解决上述问题。基于人工智能的电网故障检测与诊断、具有灵活自愈功能的配电自动化等技术的应用表明，在期望能取得低代价的解决方法和鲁棒性方面，人工智能的应用显著改善了传统电网对不确定、高度非线性环境的适应能力。

（2） 人工智能技术的应用体现了智能电网的本质。智能电网的本质是智能，现代人工智能技术是对人类智能的模拟，因而人工智能的应用是电网“智能化”的根本体现，人工智能技术应用使智能电网回归到了它的本质——智能。从这种意义上说，人工智能技术是否应用是评价一个电网是不是智能电网的基本依据。

（3） 人工智能技术在电网中的应用程度体现了智能电网区别于传统电网的特征。传统电网未能完整地体现人工智能“感知、思维、行为”三要素，导致人的参与程度较低，传统电网始终徘徊在由工业化主导的阶段，在信息化与工业化融合时，遇到了重重困难。智能电网中，人工智能技术的广泛应用将使得电网逐步具有模拟人类智能的能力，从而减少人的参与程度。

（4） 未来智能电网的发展中，人工智能是推动智能电网跃进发展的革命性力量。未来智能电网将是一个具有自预测、自诊断、自愈、自组织和自管理特性的电网。智能电网的跃进发展将主要依靠电网的自学习能力，人的干预将退居其次。人工智能的应用，使得电网的自学习成为可能。在可以预见的将来，除了人工智能技术，其他技术均无法有效增强电网的自学习能力。

3 智能电网分代原则、标准与模型

以上分析了智能电网的本质，以下在智能电网的本质基础上提出智能电网分代的原则、标准以及智能电网分代模型。

3.1 智能电网分代原则

智能电网分代必须遵循以下原则：

（1） 惟一性原则：下一代和上一代的智能电网必须按照智能电网的本质进行划分。

（2） 革命性原则：下一代智能电网必须在整体，而不是局部取得标志性进展和突破。

（3） 连续性原则：下一代智能电网发展的关键要素必须蕴含在上一代智能电网的发展过程中。

3.2 智能电网分代标准

智能电网的本质是智能。人工智能是人类智能应用于传统电网的纽带，人工智能将人类智能的8个方面归纳为“感知、行为、思维”3个要素，上述3个要素也是智能电网分代的标准。

感知是客观事物通过感觉器官在大脑中的直接反映。在多元智能的8个方面中，感知体现语言智能、空间智能、音乐智能。感知在人工智能技术中的体现有语音识别、机器视觉等。

行为是器官对外界刺激所产生的反应。行为体现身体运动智能，行为在人工智能技术中的体现有机器人学、智能控制等。

思维是主体处理信息及意识的活动。思维体现数学逻辑智能、人际智能、自我认知智能、自然认知智能，思维在人工智能技术中的体现有知识系统、专家系统、神经网络、进化计算等。

3.3 智能电网分代模型

智能电网发展的各阶段均须具备人工智能3个要素的全部或部分，不具备3个要素的电网属于传统电网。依据3个要素在传统电网中渗透与融合的深度和广度，建立智能电网分代模型如图2所示。

图2中将智能电网划分为具有以下特征的三代智能电网：

（1） 第一代智能电网：自感知智能电网（Self-sensing　Smart　Grid）。第一代智能电网在传统电网的基础上具备自主感知能力，是人工智能在电网中应用的初级阶段。智能电网关键设备能够自主感知电属性（负荷等）和电相关属性（温度等）的变化，需要人参与进行决策并采取行动，第一代智能电网只具备简单的自主决策和初级的自主行为能力。典型的自感知智能电网设备及系统如电子式及光学式互感器、智能环网柜、智能在线监测系统、智能终端等。

（2） 第二代智能电网：自适应智能电网（Adaptive　Smart　Grid）。第二代智能电网在第一代智能电网自主感知能力的基础上，具备一定的自主决策能力和自主行为能力，是人工智能在电网中应用的中级阶段，较少需要人参与就能根据感知结果进行决策并采取行动。这种感知、决策和行为是独立的，即只在单一设备或系统局部的感知域内进行决策并根据决策结果驱动单一设备或系统局部采取行动，以达到局部最优。典型的自适应智能电网应用系统如智能调度系统、智能自愈系统等。

（3） 第三代智能电网：自趋优智能电网（Self-approximate-optimization　Smart　Grid）。第三代智能电网在第二代智能电网自主决策和自主行为能力的基础上，是人工智能在电网中应用的高级阶段，更少需要或不需要人参与就能根据感知结果进行决策并采取行动。这种感知、决策和行为是系统的、全局的，即在整个系统感知域（或子集）内进行决策并根据决策结果驱动相关（部分或全部）设备采取行动，使得电网自身状态趋向最优。目前，已经提出来的自趋优智能电网如智能广域机器人（Smart　Wide　Area　Robot，Smart-WAR）[8]。

4 智能电网分代的社会经济意义

技术创新与人类解放之间的历史发展进程表明，人的劳动方式在逐渐变化，技术创新使人在生产劳动中逐渐从事必躬亲的执行者演变成监督者、命令者，这种角色的演变，反映出技术创新在人的实践过程中所具备的强大能动作用。智能电网作为当前电网行业最重要的技术创新形式，同样发挥着着解放人类劳动的作用，亦即电网运行中人的参与程度不断减弱。

第一代智能电网通过技术创新实现自我感知，不但极大地拓展了认知的深度和广度，而且还使人的身体在一定程度上获得了解放。

第二代智能电网通过技术创新实现自我行为，将会极大地减轻人的劳动强度，甚至取代了劳动者在电网运行过程中仅有的操作、监督和控制工作，使人得以在很大程度上从体力劳动中解放出来。

第三代智能电网通过技术创新实现自我思维，“电脑”开始代替“人脑”控制电网运行，机器人劳动取代人的劳动，使人的活动逐渐从电网运行中淡出，这将使人的思维劳动强度得以极大的减轻。

以智能电网建设为标志的技术创新为电力产业提升运行管理水平，开发新产品和服务，以及延伸整个产业链奠定了坚实的技术基础。随着技术手段的革新与经营管理模式的转变，电力产业尤其是电网企业的供给可能性边界将极大扩展，不仅能够满足目前存在的潜在需求，而且还能在未来引领和创造新的需求，在供需双方良性互动的作用下，电力产业将不断优化升级，产业整体影响力和竞争力都会获得显著的提升。

5 结 语

智能电网分代是一个全新的课题，但是分代研究在计算机等其他领域并不鲜见，对这些领域进行分代的目的是通过研究“上一代是什么”来推测“下一代是什么”，因此有必要通过分代研究来预测和引导智能电网的发展方向。与其他领域分代研究更注重“回头看”的方法不同，智能电网尚未大规模应用，分代更注重“向前看”，正是人类智能与人工智能的发展规律，奠定了我们“向前看”的基础。未来，伴随智能电网的深入推进，实践应用总结出的成果和经验，将有助于深化对智能电网本质的认识，理论的可行性与实践的迫切要求，也必将对智能电网分代研究起到促进作用。

参 考 文 献

[1]　US　Department　of　Energy.　Grid　2030：　A　national　vision　for　electricity's　second　100　years[R].USA：　US　Department　of　Energy　Initiative，　2003.

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[3] FARHANGI　Hassan.　The　path　of　the　smart　grid　[J].　IEEE　Power　and　Energy　Magazine，　2010，　8（1）：　18-28.

[4] CARVALLO　Andres，　COOPER　John.　The　advanced　smart　grid：　edge　power　driving　sustainability　[M].　Boston：　Artech　House　Publishers，　2011.

[5]　IBM论坛2009.　点亮智慧的地球[EB/OL].　[2012-09-25].　http：///cn/forum2009/wisdom.shtml.

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关键词：智能电网 新技术 研究

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0001-02

1 中国智能电网技术的发展

智能电网的引进始于2006年前后，之后才广泛在国内传播，各大电网公司也开始了大力研究和发展。华东电网开始试点工作，对智能电网展开可行性分析，开启建立了统一的信息交互平台和调度系统。到了2008年，华北电网开始了主体信息构建系统的建设工作，发展调度系统的有效分析。随着科学技术的发展，我国计划在2020年落成全国智能电网搭建，构建智能信息平台。根据我国资源节约型、环境友好型社会建设指示，该计划的实施要绿色清洁，对于电力充分利用，改变我国资源浪费的现状，使电网建设得到广泛提升。在“十二五”期间，我国在智能电网的建设上计划投入10.5亿元人民币，扩大智能电网的研究宽度和深度。

近年来，我国在特高压电流传输、交流电超远程传输等智能电网的相关领域均已实现重大突破，成绩较为瞩目。“十二五”做出重要指示，将智能电网建设作为重要的发展对象，希望在新能源建设上取得重大突破。智能电网的未来发展，是关乎国家社会和民生的大问题，能够促进我国服务、旅游、制造等行业的发展，加快我国社会主义国家建设的步伐。2016年7月，在新疆举行了智能电网暨电力技术设备展，展现了智能电网迈入新阶段的坚定步伐。

2 智能电网新技术简介

智能电网俗称“电网2.0”，具体来说就是运用新兴现代化科学技术，使电网智能化。智能电网通过高端智能设备的使用，结合高效的集成设计和控制技术，实现电网双向通信，达到更高效、节能、经济和实用性的有效结合。智能电网满足了不同情况下的用电量，保障了用户的用电安全。还能对用电数据进行高效的分析和监测，传递用电信息，防止因为故障使电网崩溃情况的发生，保证了电网的安全和系统正常运转。智能电网运用传感等新技术，很大程度上减少了能源的消耗，降低了运行成本，使电网更加多元化和兼容化。

3 智能电网新技术的应用

3.1 发电领域

智能电网新技术出现的核心意义是优化现有电网技术，促进电网行业的发展。在发电领域，需要重建电网能源利用结构，充分利用可再生资源和新能源，满足人们日益增长的能源需求，减少能源消耗，改善发电站能源转化率，为人们提供更好的服务。智能电网将新型能源引入使用后，应该对能源转化方式深入探讨，对已有的电力传输技术要不断优化提高，发电站老旧设备要及时更新换代，提高电站的电容量和转化量。对于发电传输过程中的故障要不断总结分析，防止同类故障再次发生，维护系统正常运转，使发电领域的经济效益不断提高。

3.2 配电领域

在配电领域，智能电网新技术能使其原本功能更好展现，提高储能技术。储能技术能提高电网的稳定性，优化配置问题，即使在用电高峰也能正常运转。若将此技术在汽车上善加运用，汽车对汽油的消耗量将大大降低，也就有效控制了汽车尾气的排放，减少了对大气环境的污染，节约运行成本。智能电网不仅加大了配电储能数量，还改善了电能质量，使电网系统更加安全稳定，用户服务更加优质。智能电网新技术的运用，使得电网装置能够感知系统负荷能力，根据传感器传回来的信号变化做出改变，适应动态范围内的配电工作，提高运行性能。同时，智能电网新技术的运用，要合理规范，视实际情况而定。

3.3 输电领域

传感和测量等智能电网新技术在输电领域得到广泛运用，系统设备的测量和分析更加准确，拓宽了同步向量测量装置（PUM）的使用，新技术的研发，优化了信息利用。在输电领域的管理中，可以根据自身需要，调整控制系统和电子监控，对电网各部分流过的电流和两端的电压合理监控，实现全面的控制，提高输电系统的安全性。目前，各大电力公司都在进行技术革新和结构优化，如华北电网在输电领域建设了动态电子监控，研发出运行更加优化的输电控制系统。

3.4 用户领域

智能电网新技术的出现，就是为了满足用户的各种需求，提提供更优化的服务，减少用电高峰供电不足给用户带来的困扰。2006年，国家电网提出了搭建“SG186”的一体化企业级信息集成平台，实现全部电网系统的纵向贯通和横向集成。随后我国部分城市开始试点运行，建立了智能化服务平台，试点过程中将遇到的问题及时更正，然后全国推广。在用户服务上，要全面采集用户信息，建立用户信息交流平台，为未来更优秀的服务平台搭建提供事实依据。

3.5 控制系统

科研人员和单位通过全方位的分析考察，对电网系统的安全体系进行可行性分析调研，结合有关的科学技术，搭建了智能控制系统，摆脱了原有技术的限制，实现控制系统研发的革新。华北电网将在线分析、能源管理和动态监测系统相结合，实现了更高端全面的防御控制系统平台搭建，使智能电网的控制更加流畅和稳定。

3.6 电网标准

根据我国社会发展国情，国家电力科学院曾安排专家进行实地考察和分析研究，制定了符合我国社会要求的电网标准。我国国情复杂，疆域辽阔，地貌多变，该标准能根据各地区需求不均匀的状况进行合理安排，实现了电网标准的智能化建设。

4 结语

在社会发展的新时期，智能电网新技术的应用，减少了运行故障的维修成本和运行成本，提高了能源转换和使用率，满足了社会各界不断增长的能源需要，有效解决了能源危机问题。但是，随着社会发展进程不断加快，能源需求还将不断增加，全国电力需求分配不均等问题还等待我们完善和解决，相信在未来的发展中，智能电网新技术将不断提高，电网行业也将蓬勃发展。

参考文献

[1] 林青山.浅谈智能电网背景下的继电保护新技术[J].低碳世界，2014（19）：79-80.

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中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0237-01

1 前言

由于智能电网逐渐成为配电网络的发展主力，智能电网调度技术支持系统也随之受到人们的关注，电网调度是智能电网的重要环节，它采用了先进的技术并广泛运用于电力行业当中。智能电网能够对电能进行智能分配，从而实现电网资源的优化配置，有效地提高了资源的利用率。

2 智能电网的概念

智能电网即电网的智能化，它是一种利用新能源及先进的技术设备，将通信技术、信息技术以及计算机技术等设施集成起来而形成的新型电网，使电网也能变得经济、安全、可靠，并且保障了电网的稳定有效运行。智能电网调度是建设智能电网的关键，它在保证智能输出电网的同时，还要维系电力生产的整个过程，并为高压电网的安全稳定运行提供有力保障。

3 智能电网中电网调度的技术探究

与传统电网调度不同，智能电网调度表现出了智能电网安全可靠、清洁环保、高效经济等特征，而智能电网不仅要保证配电与发电之间的平衡，而且还要保障电网运行的高效稳定。因此智能电网调度系统必须对配电站、电气设备运行以及发电系统等进行监控，并且避免电压受任何外界作用力的影响，于是还需要对智能电网调度的许多关键技术进行研究。

3.1 智能电网调度的特大电网在线预警和安全防御技术

随着各地特大电网的普及，各地间的电网联系也越来越频繁，电网的运行方式也越来越复杂化，电网管理处于由局部管理向全局控制转化的关键时期，因此整个电网的运行管理必然会更加难以控制。由于智能电网是基于智能决策和应对动态在线预警系统的控制执行，形成了具有自动感知、自动诊断、自动预防和自动愈合的智能安全监控技术以及在线预警能力，在线预警技术和安全防御技术形成了具有中国特色的智能电网[1]。这种技术不仅能够实现对电网的安全和稳定进行智能监控及实时预警，还能指导智能电网运行操作和处理紧急事故，有效地提高特大电网的风险监控和安全运行能力。通过对恶劣环境下电网运行的风险评估研究，提升了电网的抵御和运行能力。

特大电网调度运行监控技术为了建立智能电网的安全防御系统，将通过迅捷、精确量测感知，自动适应智能决策技术，从而实现特大电网的自动优化调度。在提高电网输电容量的同时，还降低了运行的成本，实现了特大电网运行监控、维护和建设的生态节能功效。智能调度的监控技术还能在电网警戒状态下及时发现事故安全隐患，最大避免安全事故的发生，也降低了特大电网运行的风险。当电网处于故障的状态，应立即启动智能决策技术，从而防止系统故障扩大化，最大程度减小事故所带来的损失和产生的影响，再对故障进行清除和隔离，采取行动，避免因故障而造成大范围停电。

3.2 智能电网调度的一体化智能应用支撑关键技术

智能电网调度的一体化智能应用支撑关键技术的内容非常丰富，包括一体化模型管理技术、可视化展示技术、海量信息处理技术等。这些关键技术是智能化电网调度应用功能的建设基础。

其中，一体化模型管理技术能够为智能分析和决策应用提供一体化模型与数据基础，解决因模型或数据不完整而导致的问题，满足智能调度的需要。不仅如此，一体化模型管理技术还能够整合其他类型的模型，达到模型的有效配置。

不同于传统的2D图形监视模式的事故信息由事故画面展现出来，智能可视化展示技术呈现的是智能化调度的人机展示方式，其电网分析结果以及电网辅助决策结构都已达到了可视化的水平。智能可视化技术建立了智能可视化的支撑平台，它不仅颠覆了传统的调度员监视模式，实现了智能可视化的监视、预警和分析，还可以在电网正常运行中进行全方位的可视化预警。若电网在运行过程中发生了安全事故，智能可视化展示技术会立即进行可视化事故定位，将事故的发生状况直观地展示出来。当然事故不可避免的发生之后，还可以进行可视化事故恢复方案，将事故带来的损失和影响降到最低[2]。

建设智能电网调度，要求基础信息自动化，因为完整、及时、准确可靠的基础信息能够为智能调度的监视、控制和预警提供有力的数据支撑，而海量信息储存系统可以为智能电网提供开放、齐全的信息管理和高效的技术支撑。海量信息处理技术不仅解决了特大电网在空间地域不同或时间差异时的海量信息处理、读取问题，而且为电网智能化提供了更加精准有效的基础数据。

3.3 智能电网调度的电力资源优化技术

社会主义和谐社会为我们提供了生态环保型生活环境，因此电力资源的生态运用就变得十分重要。电力资源优化技术不仅能在节能节电管理方面适应市场的需求，还可以达到节约资源、节能发电的目标，同时保证了电网稳定运行。智能电网调度技术通过研究和运行可再生能源的电力系统和控制技术，在智能电网调度技术支持平台上实现可再生能源的智能电网调度控制。电力模型系统的统一管理，形成了电力系统的标准化和模式化，从而更好的节约了电源。电力资源优化技术不仅可以对电网运行中的常见问题进行运算预警，还能限制电网中的电流和电压，从而有效地降低电源的损失[3]。

4 结论

随着科学技术的加速发展，智能电网调度技术也随之得到优化和完善，不仅满足了现代化的发展需要，还促进了经济和能源的优化配置。由于智能电网调度技术能使电网系统更加自动化、信息化和统一化，这就要求在智能电网的建设过程中必须要建立健全智能电网调度系统，从而提高智能电网调度特大电网的能力，而智能电网的一体化智能应用及管理也促使电网能够更加安全可靠、清洁环保、高效经济地运行。

参考文献

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电网，作为现代经济发展重要的基础性保障，不断地提高其能源优化、能源供应可靠性，是满足现代生产和生活对现地需求日益增加要求的必要手段。随着我国电力企业的市场化建设，智能电网也开始进入人们的视野，为提高传统电网的供电效率和绿色环保创造了新的发展环境。

一、智能电网的技术概述

智能电网概念首先由美国电力科学研究院在2001年首先提出，并在2003年启动了智能电网的研究和建设。我国在2009年提出了坚强智能电网的发展计划，同年即启动了相关的标准编制、研究计划、专项技术研究和试点工作，我国的智能电网以建设特高压电网和实现各大电网之间的协调发展为重点。根据我国国家电网对智能电网的定义，智能电网是指以特高压为电网主干、各级电网协调发展为基础，利用信息、通信和控制现代化技术，实现电网的自动化、信息化和互动化的电网技术。智能电网较于传统的电网技术相比，具有自愈性、交互性、智能性、兼容性和优化性等多个特点。

二、智能电网研究关键技术构成

1、智能通信技术。智能通信技术是智能电网的管家技术之一，是实现智能电网其他技术的基础。双向、高速和实时的信息通信技术，可以实现对电网运行状态进行实时的监测，提供可供研究和分析的数据，对电网不断的进行修正和调整，实现电力能源的高效利用，提高供电的质量和可靠性；通信技术实现了供电企业和电力用户之间的双向沟通，实现供需平衡；信息通信技术对电网损耗和故障进行监视和控制，是智能电网实现自愈的基础。

2、智能传感和控制技术。智能传感和控制技术是实现智能电网远程监测和控制的基础，主要表现在智能电表、在线设备监测和广域测量系统。智能电表可以实现对用户实时电价、用电情况的监测，还可以实现自动抄表。电网设备在线监测系统，包括电流、电压、功率和功率因数，电气设备的温度、压力、气体和流量等进行监测。电网在线监测，是在高敏度的传感器的基础上进行的，主要有电压器监测、断路器监测和线路容量监测。广域测量系统，是指在全球定位系统和通信系统的基础上，对电网实现动态的的运行状态测量，并结合通信系统传输数据到控制中心进行分析，做出预防和控制。

3、智能化决策系统。现代电网对电网调度人员的决策有着严格的要求，智能化的电网可以将将传统的复杂电力数据转化为易于识别的动画技术、虚拟现实技术、动态着色技术等，帮助系统控制人员可以及时的对问题进行分析和进行决策，减小电力故障带来的损失。智能化的决策系统利用现代计算机技术实现的操作界面的可视化、人性化，节约了决策的时间和提高的决策的准确性。

4、分布式能源接入技术。分布式能源接入技术，是智能电网的关键技术之一，它可以帮助智能电网实现对风力发电、染料发电、光伏发电和小水电等发电方式的集成入网运行，不仅节约了输电网建设的成本，而且对于提高可再生能源的利用率，应对电网高峰负荷，提高电网的安全和可靠性，具有重要的意义。智能电网在中低压输配电网上接入分布式电源，彻底改变的传统的电网单相潮流现象，实现的双向的、多分布的能源接入。

三、智能电网的关键技术实现方式

1、高级量测系统（AMI）。高级量测系统的主要技术构成为智能电能表、通信网络、用户服务和计量数据管理系统、远程服务等。智能电表可以实现对用户的用电情况进行实时和定时的信息收集，如用电量、电流电压、用电功率等信息，将传统的单纯的电能表转换为智能电网的传感器；通信网络，采用光纤等建设双向的通信网络，既能够实现对终端检测设备监测数据传达到数据中心进行处理，也可以实现控制中心对远程设备的指令下达，远程控制；计量数据管理系统，即具有数据处理功能的数据库，对智能电表等收集的信息数据进行计算和处理；用户服务，可以实时的方便用户啊进行用电情况和实时电价的查询，根据用户的用电结构推荐最佳的用电模式。

2、智能配电运行系统。智能配电运行系统是智能电网实现自愈功能的基础，主要包含有配电自动化、保护与控制、智能电力电子装置和配电快速模拟等系统。为了实现智能电网的自愈性，电网首先需要具有实时监控、系统状态分析和灵活的配电网络拓扑等功能。快速仿真和模拟系统是智能配电系统的核心，它对智能电网的状态进行监控和预测，进行风险评估、自愈控制也配电优化等作用。配电自动化是电网实现自愈功能的基础，智能电网由于采用分布式的电源，导致配电网的潮流可能是双向的，配电自动化系统既是专门运用与双向的电力交换系统，对信息、电力电子等进行分布式计算和仿真技术。

3、智能输电运行技术。输电运行技术旨在解决输电阻塞和降低大规模的停运故障风险。系统主要的技术包括变电站自动化、广域测量系统、地理信息系统、高速信息处理技术和模拟仿真的可视化技术等，只能输电运行技术对于提高电力系统的市场化运作、改善电网模型，提高电网运行的区域可靠性。

篇11

前言

在我国经济与社会快速发展的今天，如何平衡发电与用电，提高“经济调度”已经成为我国电力行业共同关注的问题，而如何较好的实现电网中负荷的预测，正是这一问题的解决要点，为此文章就面向云计算的智能电网负荷预测平台模型进行了具体研究，希望能够以此推动我国电力事业的相关发展。

1 智能电网负荷预测与云计算概述

1.1 智能电网负荷预测

在智能电网的负荷预测中，其本身具备着需要综合考虑气象、经济、社会、分布式电源、需求侧管理、储能对负荷管理要求的特点。而想要智能电网负荷预测较好的开展自身工作，就需要保证这一负荷预测工作能够在关注负荷的同时，对电能消耗的原因进行重点关注，结合这一系列要求，就能够了解到智能电网负荷预测工作具备的需要考虑多维多级预测结果之间协调优化，以此保证预测精度的特点[1]。

1.2 云计算

云计算本质上属于一个类似电网一样的云网，这就使得云计算与智能电网有着天然的联系。随着我国经济与社会的不断发展，可以预见我国未来的电网规模将达到不敢想象的程度，而为了能够保证未来的电网能够得到较好的管理，就必须在今天逐步实现多节点、多任务、多目标、多层次、多策略、实时性的电网云计算管理平台，而文章所研究的就面向云计算的智能电网负荷预测平台只是这一追求的起点。

2 智能电网负荷预测云模型

文章基于面向云计算的智能电网负荷预测平台建立系统负荷预测系统、母线负荷预测系统、典型用户负荷预测系统、分布式负荷预测系统。如图1所示的云计算智能电网负荷预测平台模型，这样就能够较好的实现时效性较高的负荷预测工作，而这一工作对于我国电网未来发展中可能出现的“超-超短期负荷预测”需求也能够予以较好的满足[2]。

3 面向云平台的负荷预测

3.1 云平台基础化负荷分析

在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，基础化负荷分析是这一平台的基础，其本身能够随着智能化设备投入的不断增多，更为细化的实现自身的负荷分析，这就使得整个面向云计算的智能电网负荷预测平台能够更好的实现负荷预测工作。为了实现自身基础化负荷分析的细化，我们需要实现地区负荷分行业滚动分析、淘汰负荷比重分析、紧密结合实时气象要素、进行空调负荷分析、考虑企业生产计划等因素，这样才能够保证面向云计算的智能电网负荷预测平台真正较为准确的实现自身功能[3]。

3.2 面向云平台负荷分析的负荷预测

在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，这一平台能够提供较为细化的负荷预测，行业负荷预测、母线负荷预测、典型大用户负荷预测（如水泥厂、糖厂等）、生物质能与余热发电预测、光伏发电功率预测等都属于面向云计算的智能电网负荷预测平台所能够实现的功能，介于篇幅原因，文章对行业负荷预测与典型大用户负荷预测这两种较为具有代表性特点的功能进行详细解读。在行业负荷预测中，面向云计算的智能电网负荷预测平台能够根据采集到的各行业数据进行偏向商业的实时气象要素负荷预测；而在典型大用户负荷预测中，预测平台需要在了解大型企业的生产计划后，结合历史数据与概率算法，对这类用户进行负荷预测，例如在进行水泥厂的负荷预测中，负荷预测平台就能够通过掌握水泥厂的生产计划，归纳出一套有针对性的负荷预测算法[4]。

3.3 云平台多维多级协调负荷预测优化

在以往的智能电网负荷预测工作中，各预测结果不平衡的现象极为普遍，所以在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，其本身将智能电网预测分为点、线、面、体多维多级进行负荷预测，这就较好的解决了以往负荷预测工作中存在的预测结果不平衡现象。其中点、线、面、体主要代表的是典型用户、母线负荷预测、传统的地区系统负荷预测以及省网及全网负荷预测。

3.4 云平台多维多级协调预测优化模型

为了较好的保证面向云计算的智能电网负荷预测平台能够较好的满足我国智能电网的负荷预测需要，我们还需要运用基本协调模型理论建立云平台多维多级协调预测优化模型，实现多级负荷预测协调。

4 算例分析

为了更好的验证面向云计算的智能电网负荷预测平台所具备的应用效果，文章就云计算的负荷预测计算进行了仿真算例分析，在这一仿真实验中选择了Hadoop平台，将这一平台接入局域网中并为每台计算机分配一个固定IP地址，这样就算是完成了云计算平台的硬件部署。在这一仿真平台面对负荷预测计算请求时，会自动选取不同数量的节点完成这一计算，而为了验证这一计算的准确性，文章将这一计算结果与单机服务器进行了对比，表1为这一单机计算与云计算结果对比，清楚的发现采用云计算进行的负荷预测具备着较强的优势性，主要体现在耗费时间与计算精度方面，这种优势能够较为直观的说明文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台具备的可行性与先进性[5]。

5 结束语

在文章进行的面向云计算的智能电网负荷预测平台模型研究中，对这一平台模型的实现进行了较为详细的论述，并结合仿真算例分析较为直观的验证了这一智能电网负荷预测平台所具备的实用性与可行性，由此可以看出这一平台在我国智能电网中所能够发挥的重要作用。在我国当下的电力系统中，云计算与电力负荷预测的结合才刚刚开始，而随着我国智能电网的普及，基于云计算的电网负荷预测平台同样会在未来广泛的应用于我国电力系统中。

参考文献

[1]曾鸣，杨雍琦，刘敦楠，等.能源互联网“源-网-荷-储”协调优化运营模式及关键技术[J].电网技术，2016，01：114-124.

[2]罗滇生，王新坤.面向云计算的智能电网负荷预测平台架构研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2016，02：101-108.

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中图分陈类号：P9；M7T33T 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0215-01

智能配电网的应用和发展，改变了目前和未来电力系统的面貌，全球各国都开始重视电网的功能，我国也采取了一系列的措施，以促进智能电网的进一步发展和应用。智能电网包括两种主要类型，一种是智能输出电网；另外一种则是智能配电网。其中，配电在电力系统中属于最后一个环节，关系着用户的用电质量。加强智能配网技术的研究、促进智能配网的完善，是我国目前的研究重点。

一、智能配网技术研究和应用现状

经分析可发现，当前，智能配电网技术的自愈性、安全可靠性以及兼容性等，都在不断提升，不仅为用户提供了更加优质的服务，而且更好地促进了我国社会的和谐发展以及经济的进步。下文主要对智能配网的关键技术展开论述。

（一）配电网自愈控制

配电网的自愈控制时指的是通过对数学以及控制理论的应用，建立完善的自动判别算法以及服务指标体系，通过对电网运行状态进行评估和预测，制定出科学合理的处理和控制方案，优化电网的运行和自愈，从而提升供电的可靠性和高效性，实现系统运行的灵活性和开放性。而配电网自动控制的实现要满足多个条件，其中包括智能化的开关设备和供电终端设备、多电源、灵活的拓扑结构以及优质的通信网络。

（二）分布式发电与智能微网技术

在我国的资源消耗结构中，石油、煤炭等不可再生资源依然占据着主要结构，这种现实对于我国经济、自然以及社会的可持续发展很不利，也不符合我国智能配网技术的发展。因此开发和发展可再生资源（包括风能、生物能、太阳能等）成为缓解和有效解决这一问题的途径。而微网技术则实现了可再生资源发电与储能技术的结合，促进了电网的发展，满足了用户的需求。

（三）高级量测系统

高级量测系统在数据通信、测量点的自登记和注册、公司清算系统与停电系统和其他系统之间内部联系等方面具有重要的应用，有效地提升了电网运行效率，实现了资源的优化配置。

（四）配电网快速仿真与模拟技术

该技术有效的实现了配电网的自愈，其通过对数学分析技术和先进的预测技术的应用，对配电网的运行状态和潜在事件进行估计和预测，并根据相关运行问题提供决策建议和服务。

二、智能配网技术研究面临的问题

（一）智能电网综合规划问题

我国大部分智能电网对于配电网自身以及其自动化的规划是独立进行的，而实现配电网自动化则需要配电网的一次网络的匹配性，因此对智能电网进行综合规划中需要对配电网自身以及配电网的自动化进行统一考虑。

（二） 配电网自动化建设模式

配电网自身的建设规模非常庞大，尤其是我国需要电网覆盖面积广大，工作量更是非常之大，因此在进行配电网自动化建设中，需要分阶段展开，建设完成一部分之后，就应该保证这一部分的应用价值，并产生良好的效果，更好的服务于社会。此外，在配电网自动化建设过程，还应该注重阶段化的成果分析，逐步推进电网的建设、运行和调度，在实现方式选择过程，可以考虑实时与离线数据相结合这种方法。

（三）配网技术的智能化实现

我国智能电玩建设并不完善，受限于技术研究水平以及我国区域发展特点，仅仅对部分区域实现了实时监控，并且缺乏分析和决策能力。此外，在智能电网可靠性上还有待提升，需要在完善的同时，提升配网的社会效益和经济效益。

（四）分布式能源建设

目前我国智能配网分布式能源建设方面缺乏详细的规划，难以实现有效的推广，并且缺乏具有示范性的工程项目。

三、智能配网技术发展建议

智能配电网技术的完善和发展对于网络技术的稳定性和可靠性、提升信息技术的应用具有重要的意义。我国不仅要积极引进新的技术，而且要加大配网技术的相关研究，针对其中存在的问题，采取完善化措施，从而实现智能配网系统有效性的提升。

（一）提高智能配网的自动化水平

智能配网技术自动化水平的提升，需要从配电系统的快速模拟和优化措施方面着手，对配电网的运行状态进行估计和监视，对其应用效果进行评估和优化，形成定期和不定期集合的预测仿真机制，提升智能配网系统的性能，降低其运行的风险性。

（二）重视智能配电终端关键技术的应用

智能配电终端关键技术包括对各种先进传感技术的引用，对各种提升系统安全性、降低能耗性等特性开关设备的应用，以及对调控电压以及潮流控制器的应用，从而从各方面提升智能配电系统的稳定性和可靠性。

（三）促进分布性电源的建设

促进分布性电源建设应该从多个方面进行入手，首先，充分利用和发挥可再生能源的作用，例如风电等，从而拓展智能电网系统运行中可选择资源的范围，满足用户用电的多种需求，这也符合社会可持续发展以及与自然和谐相处的要求；其次，提升分布式资源的接纳程度，有效的节约能源消耗，提升资源的利用效率；再者，在风电开发的基础上促进农村的电气化建设，提升智能配网技术的覆盖程度。最后，采取有效措施，提升电网的抗灾能力。

四、结束语

智能配电网是我国电网建设的重要组成部分，对于我国社会发展具有重要的意义和价值。我国应该根据我国智能配电网存在的问题，采取有效的措施，提高智能配网的自动化水平，重视智能配电终端关键技术的应用，促进分布性电源的建设，推进我国智能电网蓝图的实现。

参考文献

[1] 夏清，贾曦，陈新宇，董旭柱，饶宏，段卫国，刘怡，吴俊阳.智能电网的产业发展战略和政策建议[J].电力科学与技术学报.2012（03）

[2] 邓玲慧，王志新，沈剑鸣，邹建龙.智能配电技术及其应用[J].电网与清洁能源.2012（03）

[3] 李建芳，盛万兴，孟晓丽，宋晓辉.智能配电网技术框架研究[J].能源技术经济.2011（03）

姓名：殷玉萍

出生年月：1975-02

性别：女

民族：汉

籍贯：山西省太原市

研究方向：控制理论与控制工程