智能电网的主要特征范文

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中图分类号 TP315 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）111-0229-01

1 智能电网概念

目前，由于发展情况和关注重点不同，智能电网在世界范围内还没有统一的概念。我国国家电网公司目前非常重视智能输电网领域，以1000千伏和500千伏输电网为骨架，在国内建立了七横三纵的特高压主干电网。在中国，智能电网（smart power grids）主要体现在建立在集成、高速双向通信的现有网络基础上，通过运用先进的传感、测量、设备技术，先进的控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的安全、可靠、经济、高效、环境友好和使用安全的六大目标。智能电网的主要特征为自愈、稳定、包括用户、有效抵御攻击、提供满足21世纪用户需求质量的电能、容许多种发电形式接入等。智能电网的核心意义是实现电网的信息化、互动化和自动化。一般来说，一个完整的智能电网系统包括几个部分：能源输出单位（如发电厂、家庭微型发电装置等）、能源传输单位（智能变电站和输电网络）、能源使用单位（智能终端用电客户）。

2 智能电网的主要特征与发展的现实意义分析

2.1 智能电网的主要特征

1）智能电网是自愈型电网。所谓“自愈型电网”指的是在电网中运行着的有问题的元件可以被控制原件自动从系统中隔离出来，并在没有人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常的运行状态，以此做到不影响用户的供电需求。从本质上看，自愈就相当于智能电网具备了自身的“免疫系统”。这也是智能电网的最主要特征。随着电网自动化技术的不断发展，管理更加精益，效率更加优化，电网的自愈功能可以节省停电时间、减少人工管理费用、加强用户供电保障。

2）智能电网能提升电能质量。目前，由于需求不同，终端电力用户对电网的要求不断增高，如何加强电网企业的优质服务，提高电能质量是根本解决之道。电能质量主要包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。用电设备不断进行数字化探索，造成用户对电能质量的要求越来越高。电能质量问题可能导致生产线停产，从而对经济社会发展造成重大损失。因此提供满足用户需求的高质量电能是智能电网的又一个重要任务。智能电网最终会为不同用户提供不同质量的电能，收取不同的价格，同时将电能质量与价格关系写入电力服务合同中。

3）用户参与运行管理。在智能电网中，用户将会成为电力系统重要的一部分。电力企业和用户建立双向实时的信息互动，使用户参与到电力系统的运行和管理中是智能电网的又一重要特征。在智能电网的网络架构中，微电网和小范围电力系统的应用是极为重要和关键的一环，有效利用家庭电力系统是智能电网发展的主要课题，发展家庭电网管理，利用清洁能源，强化节能减排效果，是智能电网的发展目标。

4）可安全无缝对接联网电源。智能电网将可以容许不同类型的发电和储能系统接入网络系统，简化联网过程，类似于“即插即用”。能够实现这一目标对电网提出了更为严峻的挑战。未来改进后的互联标准将可以使多种的发电和储能系统简单接入。多种形式的分布式电源的接入不仅提高的电能质量和供电可靠性，而且减少了对外来电源的依赖，此种模式在应对战争时具有非常重要的作用。

2.2 建设智能电网的重要现实意义

1）优化能源结构，保障能源安全供应。通过建设智能电网，为集中和分散电源并存的清洁能源的发展提供更好的平台，一方面可以促进清洁能源快速发展，同时可以有效增加能源供应总量；建设智能电网还可以促进电动汽车行业的快速发展，改善生态环境，优化我国能源供应和消费结构，为社会提供更加安全、更加优质的能源供应，保障国家能源安全和可持续发展。

2）提高电网资源优化配置能力。我国资源与能源需求呈逆向分布，全国70%以上的煤炭、水电和风等资源分布在西北部经济欠发达地区，而近80%的能源需求却在中东部地区。未来能源生产中心不断西移和北移，跨区能源调运规模和距离不断加大，能源运输形势更为严峻。电网是科学合理能源资源利用体系的重要载体，为在更大范围内实现能源资源优化配置提供了平台。

3）提升系统的清洁能源接纳能力。加强智能电网建设，可以使电网具备接纳不同类型清洁能源的能力，从而促进清洁能源开发，为清洁能源的高效快速发展搭建良好的平台。清洁能源并入电网技术在我国发展较为缓慢，太阳能、风能、潮汐能、地热能在电网中占据的份额较少，未来，在资源极度匮乏的状况下，以上这些清洁能源的利用就显得尤为重要。

4）促进节能减排，推动低碳经济的发展。建设智能电网，能够使电能在终端用户得到更加高效合理的利用，引导国民建立新的能源消费理念和方式，从而适应低碳经济的发展要求。 目前，世界各国越来越重视对环境污染的治理力度，在以火力发电为主要的国内电力市场现状来看，发展智能电网是解决国内低碳经济发展的捷径。

3 结论

未来中国电网的最基本的发展思路和技术路线，将是以特、超高压电网为主干网架、各电压等级电网协调发展的电网为基础，同时将传统电力技术同先进信息、通信和控制技术融合，通过电网资源与社会资源的融合，进一步拓展电网功能及资源优化配置能力，大幅度提升电网的服务能力，实现多元化电源和不同特征的电力用户灵活接入和方便使用，实现更加经济、高效、快速、安全地发展，满足我国经济社会的全面、协调、可持续发展要求。

综上，构建以信息化、互动化、自动化为主要特征的自主创新、国际领先的中国特色坚强智能电网，是适应中国国情，满足未来各方面发展需求的战略性选择。

参考文献

[1]郑宏.谈国外智能电网研究对建设中国智能电网的影响[J].高科技与产业化，2009，10.

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一、智能电网的概念与特征

智能电网是指以能源开发利用为基础，实现发电、送电、售电已经用电网络等诸多环节的智能自动化，并且提高供电的质量和发电资源的利用率，完成安全供电和节约用电为目标的电力网络。智能电网与传统电网的网络体系完全不同，它可以将供电网络的功能模块化，将供电系统网络化，将分散的输电线路集中化，进而实现输电网络结构灵活变换，加强国家电网的服务质量。

二、智能电网的合理骨架结构和关键技术

（一）通信技术介绍。智能电网中的通信技术是开放的并且高度集成的通信系统。没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。

通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络―电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。

（二）智能调度技术的介绍。智能调度技术是采用数据集成技术，并且有效的整合并综合利用电力系统的动态。

智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统控制大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。

为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。

（三）分布式能源的介绍。对智能电网的改进的标准是为了实现各种发电系统和储能系统更容易接入。各种各样的不同容量的分布式发电（如风电、光伏发电）系统和储备能源的系统（如燃料电池、储能式混合动力交通工具）在所有的电压等级上都可以是想互联。分布式能源作为未来重要的能源将在能源供应总体中占据越来越重要的比重，根据发电能源的不同可以分为内燃发电机、微型涡轮发电机、风力发电机、光伏发电机、燃料发电机、生物智能发电机等，这些能源都有自己各自的特点，适合不同的应用范围。

1、内燃发电机。内燃发电机是传统的分布式能源发电装置，主要以柴油和汽油或者天然气为燃料。优点是使用比较方便，也相对容易控制，启动灵活，不会受到自然环境条件的限制，设备价格相对比较低。

2、太阳能光伏发电。太阳作为一种新型的能源是取之不尽用之不竭的，并且是一种全新的清洁能源，太阳能的利用方式主要有光电转换、光热转换和光化学转换等，但是在我国光热转化和光化学转换技术还不太成熟，因此在我国比较通用的是光伏发电。太阳能相比于其他的资源有着显著的优势，它清洁无污染、装置也比较简单，规模可以控制，所以在我国很多地区实现了光伏并网发电。

（四）通用信息管理系统的介绍。智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、显示、信息安全等几个功能。

1、信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。

2、信息分析。对经过采集处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括发电、输电、配电、需求四级产业链业务分析；横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、人力资源管理等业务模块分析。

3、信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统等视频和音频技术。

4、信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益。因此，必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。

三、结束语

智能电网有着高强度的兼容性，可以同时满足不同用户对电力供给的不同需求，而且可以合理有序的将分布式电源和微型电网融入自己的电网系统中。国内在智能电网的发展方面与其他国家有很大的不同，国际供电机构建设智能电网更多的是为了扩大输电供给的区域，而我国发展和建设智能电网其根本原因是为了建设节约型社会。我们专注于将他高压电网与智能电网有机融合，这样保证电网在任何时候的稳定运行。现在我国电网分配存在着极大的不合理，因此如何及时安全的实现全国范围的电能分配和输送，已经成为目前中国经济发展过重中不可回避的问题。

参考文献：

[1]王开宇，笃峻.智能变电站数据端维护技术方案探讨[J].江苏电机工程，2011，（03）：42-45.

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1 简析用户系统的现状

由于受“重发输电，轻配用电”观念的影响，过去的用电系统建设相对较薄弱，自动化和信息化程度较低，没有办法实现电力企业和电力用户的双向信息交互，不能够满足智能用电对需方响应的要求。

20世纪90年代中期以来，国家网省公司开始对用电系统的标准化、信息化、自动化进行初步探索。黑龙江、浙江等省相继出台了关于低压集中抄表和现场管理终端系统等一系列标准和技术规范。且2006年以来，黑龙江、河北等省积累的新一代低压用户抄表系统的建设经验，也在一定程度上促进了智能用电的建设。

2 智展能用电建设技术路线

我国智能用电的建设是一个持续、渐进、丰富和完善的过程。在其技术研究的思路上必须坚持“全面、协调、可持续”的科学发展观。因此，智能用电的发展必须立足于当前的发展现状，又要兼顾未来的科学发展。

首先，智能用电技术研究应采取“产、学、研”相结合的方式。在吸收外国先进技术的同时还要展开科研攻关，及时解决智能用电所面临的关键技术难题。

其次，我国智能用电体系及框架研究要坚持“着眼未来、兼顾现实”的原则，在其新技术的研究过程中，应严格要求，客观真实的总结新技术的应用情况。

最后，坚持理论研究和实践相结合的原则。智能用电应当坚持按区域特点分阶段逐步推广，逐步总结、调整及完善。

3 智能用电下的新技术

3.1 智能电表技术

我们对智能电能表的要求是，在分布式电源双向供电模式下，可以双向独立计量；能及时记录用电异常事件；负荷曲线数据的保存和检索；应当对动态浮动电价的做出快速反应，且可以快速切换、电价实时结算；具备抄收和存储智能燃气表，智能水表的功能，具备自动管理、自动抄收气表和水表的功能；具备对居民家居参数的采集，实现对智能家居电器的有序，合理化和最经济用电管理；对计量误差进行自行修复，自行矫正，必须确保计量精度在表计生命周期内能够满足计量精度的要求；具备对自身硬件运行状况进行自我诊断，自我评估和自我修复的功能。

3.2 智能采集技术

智能采集终端是对大型用户专变、公变和低压居民用户用电信息进行自动采集的。主要有以下几点用途：

根据主站设置的超限定值，对采集的用电信息进行统计、分析，并分析其是否超限，再根据统计结果生成相应的事件记录。实时采集电力用户侧电能量信息，并计算出实时负荷、整点电量、月累计电量、已购电费（电量）、剩余电费（电量）等用电数据以及计量工况采集变压器、开关、电源分配箱等设备的数据，提供在线设备故障诊断和分析的服务，提高设备使用的安全性；实现用户定制模式下的个性化数据采集；能够进行用电效能分析，为客户提供经济、安全的电能。

3.3 高速通信技术

高速实时通信技术是指能够支撑智能电网的关键技术，当然，对智能用电也不例外。其主要特征如下：

主要的、大容量的光纤通信网络到台区及那些有条件的小区和居民家中，满足用电数据采集和交互信息传输；骨干、大容量光纤通信网络到台区和到有条件的小区和居民家中，满足用电数据采集和交互信息传输。公网通信（包括3G在内的新一代公网通信），以语音、数据、视频为基础的传输；在一些条件不具备的地区，考虑以电力线载波代替。

3.4 交互终端技术

智能交互终端是电力企业和电力用户之间的友好、可视的交互平台。智能交互终端可以对用户用电设备进行监测，及时发现客户用电装置的隐患，并且以“隐患整改通知书”等书面形式通知客户，切实履行告知义务，尽量避免出现事故，减少企业不必要的经济损失。终端具备可视化功能，能够满足电力企业和电力用户之间的可视化交互沟通。

3.5 需方响应技术

需方响应技术可以根据电力用户接受电力企业的用电信息，及时采取用电负荷变化的措施，以此来削峰填谷，减少负荷波动。其主要特征如下：

用户可以改变自己的用电方式并主动参与市场竞争，以此获得相应的经济利益，而不是像以往一样被动的按所定价格行事；可对参与市场的用户提供实时电价，同时可实现同实时电价相结合的自动负荷调整；能为系统调度、规划和运行提供精确的系统负荷信息，实现在新一代的智能设备和高级服务之间的信息共享。

4 智能用电未来技术展望

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中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0333-01

0 引言

到现在为止，智能电网还没有统一的概念，从美国、欧洲以及国内的研究来看，其主要意思就是要以现有物理电网为基础，通过利用现代先进的传感和测量技术、通讯和信息技术、计算机和网络技术、控制和设备等技术，以充分满足用户对电力的需求、优化资源配置、确保安全供电、适应电力市场发展、兼容分布式发电为目标，建设信息化、数字化、自动化和互动化的电网，实现对用户可靠、经济、高效、清洁、互动的电力供应和其它增值服务，其主要特征有自愈、交互、优化、兼容和集成。

1 我国智能电网发展现状

我国的各区域输电网之间的联系较弱，配电网经过几年的城乡改造后，自动化水平大有改善，电网基础设施总体上相对较好，国网公司、南网公司、各高校、企业和科研院所等都进性了大量的智能电网相关的研究和实践，这为我国坚强智能电网的建设奠定了良好的基础。

电科院在广域测量技术、FACTS 技术、数字化变电站、数字化电网、调度自动化、分布式发电及新能源、储能通信等方面为建设坚强智能电网做出了积极的贡献、提供了技术支撑。

国家电网公司组织开展的大电网安全关键技术研究、数字化电网关键技术研究、电力电子关键技术、特高压同步电网安全稳定运行关键技术研究等相关研究实践及“SG186”工程、电力通信建设、用户用电信息采集系统等都为建设我国智能电网奠定了坚实的基础。

华东电网公司以智能输电网相关技术为重点领域，首先开展了“规划技术体系完善研究、高级调度中心、统一数据平台和数字化变电站研究”，在我国智能电网建设上率先迈开了一步。我国华东电网WAMAP 系统，充分利用PMU的动态数据，面向调度运行，重点解决电网安全稳定性的在线监视、实时预警和在线辅助优化决策，率先在电网动态监视和控制领域取得了重大突破。PMU 在我国500kV 及以上所有的发电站、220kV部分变电站安装，广域测量技术已经大范围应用。

江苏大电网安全稳定实时预警及协调防御技术（EACCS）实现了电网精细化调度和智能化控制。华北电网的5E 工程，在可视化和运营管理辅助决策方面，对智能电网进行了有益的探索。初步统计，国网公司系统已有200多座数字化变电站投入运行，在数字化变电站研究和应用领域取得的成果，使在变电站一次设备、变电站通信网络等方面具备了一定建设智能电网的条件，对智能电网的发展将起到重大推动作用。

我国在电网自动化控制领域走在世界的前列，电力通信基本实现主干通道光纤化、数据传输网络化，我国电网的信息化水平已初步达到建设智能电网的要求。同时，我国用户侧管理、负荷管理控制系统等一系列应用在我国已取得一定成果，在江苏、上海等部分地区具有相当成熟的应用系统。无论从技术层面还是管理层面都积累了相当多的经验，但还未达到智能电网对用户大量参与电网互动的要求。

2 智能电网的建设

2.1 电网网架

智能电网的建设首先应该是坚强基础网架的建设，坚强的网架是提高供电可靠性的前提，也是坚强智能电网建设的基础。坚强电网网架，首先要求统一规划，各电压等级电网定位明确，在各自功能范围内发挥作用，实现各级电网协调发展；再者，就是电网合理“分层分区”，主电源直接接入特高压电网，避免电源过于集中，防止因负荷转移引起连锁反应。

2.2 智能发电

以国家能源发展为导向，在系统中接入较大比重的诸如太阳能、风能、大容量储能装置等分布式和可再生能源，重点解决分布式和可再生能源的并网规划、预测、监测、分析、运行、控制等问题，通过积极采用先进、高效的多元发电技术，使得系统运行的灵活性和发电效率大大提高，实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化；实现机网信息的双向交换，提高电网对发电侧的控制水平，提高发电装备综合使用和能源利用效率，促进节能降耗；强化电源支撑能力，优化机组运行方式，提升机网协调水平，实现可再生能源的有序接入，保障电力系统安全稳定运行，减少对环境和气候的影响，实现能源的可持续发展。

2.3 调度

调度是智能电网得以正常运行的基础之一，同时也是电力系统运行和控制自动化程度最高的部分。智能电网调度能够有效地提高调度人员进行决策分析的能力，提升电网运行的可靠性。

2.4 装备的智能化

在智能电网中，一次与二次、装备与电网、装置与系统更加融合，复合技术应用日益广泛。智能电网的装备不仅涵盖传统二次系统的测控、保护、安全稳定控制等装置，还将包括传统一次系统的智能电器、静止补偿装置、固态开关、优质低价和高容量的储能装置等。

2.5 智能变电站

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计功量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。与传统变电站相比，数字化变电站注重的是信息的标准化和传输的网络化，而传统变电站主要注重的是信息化的传输。

2.6 智能用电

智能用电依托坚强电网和现代化管理理念，利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术，实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高速便捷，构建电网与客户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。智能用电的主要特征是技术先进、经济高效、服务多样、灵活互动、友好开放。

3 结语

总的来说，在我国经济迅速发展，电力需求日益增加的今天，智能电网作为一种新型电网，其具有高效、环保、安全、可靠以及互动等优点，智能电网的发展与新能源的利用是其发展的一个新的方向和趋势，这将极大的改善人们的生活水平与生活质量。

参考文献

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【关键词】电力系统 智能电网 通信技术

随着当前资源环境形势日益严峻、能源价格剧烈波动、用电负荷不断攀升、用户供电要求日趋严格，电力行业也因此而面临极大的挑战，推动电力系统建设，使之更为环保、安全、经济成为现阶段国内电力行业建设的一个首要目标。

智能电网的概念最早由欧美发达国家提出，其要求建设经济环保、安全友好以及灵活的智能电网，并就此启动了相关研究与示范。智能电网对于不同能源类型发电方式均能够适应，可协调太阳能、石油、风能、天然气、煤炭以及核能等不同发电方式，有利于降低电网损耗，提高运行可靠性，有效避免大规模停电事故。由此来看，智能电网已成为电力系统在未来的主要发展趋势。

1 智能电网定义与特征

智能电网以电力系统为对象（包括发电、输变电、配电、用户、电力调度以及信息等），研发探索电网控制技术、管理技术以及信息技术，实现三者有机结合，从而以智能交流方式覆盖发电到输电、用电各个环节，对电力生产、输送以及使用予以系统性优化。智能电网特征表现主要包括如下几点：

（1）交互。

（2）自愈。

（3）活跃市场。

（4）互动。

（5）对资产予以优化并保持高效运行。

（6）能够兼容储能与发电系统。

（7）供给优质电能。而要想实现智能电网，技术支撑极为关键。

2 智能电网通信技术

在智能电网建设中，具有实时、高速、集成以及双向特征的通信系统是必要前提和基础，智能电网无法在脱离上述通信系统的前提下实现自身特征，因为智能电网需要通过通信系统实现数据的采集、保护以及控制。所以建立通信系统意味着智能电网建设迈出了最初一步。与此同时，通信系统也必须像电网一样普及到终端用户，从而将电网与通信网有机互联，紧密联系，智能电网由此才能实现其既定目标，体现出主要特征。当前，通信系统的实时集成与高速双向特征使得智能电网成为具备电力以及实时信息交换互动的动态性基础设施，电网供电安全性与可靠性得到提升，同时资产利用率也相应提高，有利于促进电力市场发展繁荣。

智能电网以双向、高速通信系统为基础，进而实现持续性自我矫正与常规监测，从而能够发挥自愈的功能；其对于各类扰动能够给予实时监测，并根据实际情况进行补偿，或者对电流重新分配，确保电网安全运行。而在通信系统中，以智能表计、保护系统、智能电子设备（IEDs）、控制中心以及电力电子控制器等为主的各类技术的应用也在很大程度上提高了电网掌控能力，有利于提升供电服务水平。

智能电网技术领域重点体现在两个方面，首先是开放性通信架构，营造即插即用环境，从而为电网元件提供网络化通信环境；其次是统一技术标准，各类智能电子设备和电路传感器之间能够实现彼此无缝通信，从而使不同设备之间、设备与系统以及不同系统之间实现相互操作功能。就此点来看，电力公司与设备标准制定机构以及制造企业彼此深入合作，确保通信系统能够实现互联互通。

传统电力网络构成中，发电、输电、配电到终端用户之间均彼此独立，属于单一通信体系，一旦出现电力运行事故则无法及时通联信息，对各方面资源也难以做出有效调配。所以构建安全可靠、高速集成的双向通信网络成为智能电网运行的必要基础。

智能电网建设中，集成通信系统主要包括两个部分：

（1）主网通信，覆盖智能电网信息架构调度与控制中心、发电以及输电网络通信系统、管理平台等组成部分。其旨在推动全自动化控制这一目标的实现，重视可靠性较高、可控性传输路由以及高带宽，该部分管理层面相对简单且不会受到人为因素影响，变电站则形成多方向、多路互联模式，从而实现了N-M状态下的通信需求，通过网络固有的坚强性确保整个系统具有高度可靠性。

（2）终端用户侧与配电网通信，此种模式主要为高、中、低压配电网，如电器以及用户电表等各类通信系统，具有多样化的通信方式，例如电力线载波技术、光纤通信技术以及无线通信技术等等。

就电力通信技术发展层面而言，电力通信网络在智能电网主网架上仍然会采取高速率、宽带化、大容量、智能化以及分组化的发展趋势，并且以OPGW、ADSS以及OPPC在内的各类光缆通信为重点。而下一代光网络建设则多以IP扁平化集中控制网络结构为主，在多点对多点的基础上构建网状结构以及高速宽带模式的多重传输网络，控制中心工作可靠性得到提升。在光传送网络的发展下，数据网络和传输网络之间将不断深度融合，从而提高网络业务适应性，增加其承运成本以及优先级控制，基础传送网络固有利用效率也大大提升。与此同时，数据网也逐步演变向IPv6，并且在基础传输网络中引入电信级以太网。而就技术细节而言，网络安全技术将用户行为和业务流量统计性质相互结合，从而构建出高QoS、自适应型以及高效性网络系统。

3 结语

在智能电网建设与发展过程中，通信技术是其重要的基础；随着智能电网的不断发展完善，相信通信技术也将获取巨大发展空间，从而在智能电网建设中得到更为广泛的应用，为智能电网运转提供优良保障。但在实践过程中依然存在诸多问题需要我们去解决，例如基础平台的可扩展性、规范性以及兼容性不足等等。笔者就此探讨了智能电网及其电力系统通信技术，希望有所贡献。

参考文献

[1]包达志.基于电力通信专网的统一通信技术研究与应用[J].移动通信，2014（21）：74-80.

[2]孟凡军.电力系统智能电网的信息网络应用分析[J].中国信息化，2012（18）：35.

[3]张强，孙雨耕，杨挺等.无线传感器网络在智能电网中的应用[J].中国电力，2010，43（6）：31-36.

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中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）23-0095-01

随着世界能源危机的加剧，发展新型的智能电网已经成为世界各国关注的热点问题。2009年，我国提出建设“坚强智能电网”的战略规划，加强建设以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的信息化、自动化、互动化的一流电网，也给继电保护技术的发展提出了新的机遇和挑战。

1 智能电网主要特征及其技术支撑体系

智能电网（Smart Grid）与传统电网相比，更加灵活、自愈、清洁，它是高度自动化、信息化、电力潮流和信息量双向流动的电能供应系统。

1.1 智能电网的主要特征

与目前电网的功能相比较，智能电网具有以下特征：

①对外界干扰的快速自愈能力。传统电网在面对突发事件、自然灾害、恐怖袭击时相对脆弱，如2003年的美加大停电，由于网架结构、电网设备和调度、保护控制等方面的原因，从美国克利夫兰开始迅速蔓延为北美历史上最大范围的停电，造成了巨大的经济损失。智能电网具有快速自愈能力，传感器和智能设备可以自动预警，并具有持续监测和自我测试能力。

②较强的预测和抗干扰能力。传统电网在面对干扰时，可以动作于保护跳闸，智能电网则可以独立的识别系统干扰并进行检测分析，可以对干扰实现预测，并进行主动的预防性控制。

③电网能源结构更加优化。传统电网中，以一次不可再生能源为主，含有少量的分布式能源和储能形式，智能电网可以兼容所有的发电和储能形式，支持分布式电源的即插即用，大量清洁能源，包括风电、光伏、潮汐等将接入电网运行。

④透明而灵活的分时电价。传统电网中，电价相对不透明，不可以实现实时定价，用户不能积极参与电网的优化和运行，智能电网由于能够采集充分的电价信息，可以实现分时电价，方案相对灵活。

1.2 智能电网的技术体系

结合上文所述，可以将智能电网的支撑技术总结为六大系统：灵活的网络拓扑系统；高度集成的通信系统；发达的传感和测量系统；新型继电保护系统；快速故障诊断和排除系统；实时运行决策系统。

作为智能电网支撑技术的六大系统之一，继电保护技术领域因智能电网的发展而发生了深刻变革。特高压交直流输电、可再生能源并网、灵活多变的电网运行方式变化、大量电力电子元件应用等新的发展形势，催生了智能电网背景下的继电保护新技术发展。

2 智能电网背景下的继电保护新技术

2.1 适应超高压交直流混联

我国已经成为世界上交直流运行电压等级最高的国家，根据规划，2015年，“三华”同步电网将建设成为“三纵”、“三横”的网架结构，超高压交直流混联对继电保护提出了更高要求。

首先，随着电压等级的升高，在发生故障时，电网的非周期分量衰减逐渐变慢，暂态特性更加复杂，并带来巨大的谐波分量，给保护的互感器传变特性提出更高要求。应用于特高压的互感器要求具有更强的性能，并针对电网特性进行更好的滤波和直流分量处理。

其次，电网暂态特性日益复杂，给继电保护内部使用谐波判据的难度变大，例如，对变压器保护来说，传统的二次谐波制动和波形识别等判据可能失效，内部故障与励磁涌流的区分更加复杂。

此外，高压交直流混联还带来许多新的特殊问题，例如超高压长线路的串联补偿和电容电流问题、同杆双回线路的零序互感和跨线故障问题、交直流互联暂态特性与计算误差问题、高压直流输电控制保护的特殊性问题等，都需要继电保护设备进行特殊处理。

2.2 考虑可再生能源并网

智能电网发展的一个突出特征，就是以风电、光伏、新型储能为代表的新能源的大规模接入。新能源具有清洁、高效、可再生的特点，然而，新能源由于来源不稳定、并网技术不成熟等原因，在接入电网时，可能给电能质量、电网运行、故障电流带来一定影响。

以风电为例，风电接入后给接入点下游电流保护带来助增电流，可能导致保护误动，给接入点上游带来的分支电流影响可能导致电流保护II段拒动，此外，当风机接入点相邻馈线故障时，还存在方向电流，可能导致保护反向误动。此外，风机的接入类型、工作状态、控制策略和故障类型不同，对故障电流产生的影响也不同，电网的潮流分布和短路电流特征更加复杂，有风电接入的继电保护装置必须考虑这些变化并在判据中加以优化，使得保护既能够适应单向潮流，又能够适应双向潮流的影响。

2.3 大量电力电子元件应用

随着智能电网建设的不断深入，大量电力电子元件应用也日益增多，如无功补偿器、可控串补、潮流控制器、换流器等，电力电子元件的应用有利于改进电能质量、提升控制策略的灵活性，但与此同时，也给电网运行特性带来了质的变化。

电力电子器件具有较高的开关频率，在系统中将产生大量的谐波，此外，FACTS元件在风能、光伏并网、直流输电等中的应用，还存在继电保护设备与电网控制策略协调的问题，继电保护装置设计时，必须考虑电力电子元件带来的谐波影响，尤其是直流线路中，行波保护作为直流线路的主保护，受到接线方式、波速和FACTS元件特性影响，依然存在行波信号不确定的问题。

2.4 定值配合式保护有待改进

智能电网背景下，灵活多变的网络拓扑和系统运行方式使得很多传统保护的缺点暴露，不再适应电网发展。目前，以光纤电流差动为代表的主保护依然是电力系统主流的保护方法，然而，很多传统的后备保护表现出了较大的局限性。主要体现在以下几个方面：

首先，后备保护与系统的整定和配合比较复杂，为了确保后备保护的可靠性，常常需要牺牲其选择性和灵敏性，导致后备保护的动作时间过长。其次，后备保护对系统运行方式变化的适应性较差，对于智能电网下运行方式的灵活变化带来的电网潮流改变，经常不能很好的区分，导致越级跳闸或拒动。

2.5 广域保护的发展和应用

广域保护是近年来继电保护技术的研究热点，它改变了传统继电保护仅能利用单端量和双端量的现状，能够通过高速、实时、准确的信息通信，采集多点和多类型信息，从而实现对保护的开放/闭锁，以及相关的逻辑判别，并动作于告警或跳闸。

广域保护具有集中式、IED分布式、站域集中和分布相配合的三种模式，由于对故障的检测更加全面，所以，广域保护能够更好的适应系统运行方式的变化，降低继电保护装置对定值整定的依赖，并有利于提升系统躲过负荷和振荡等异常情况的能力，由于广域保护采集的量相对较多，信息交互时间较长，所以保护的快速性很难达到主保护要求，但可以较好的承担后备保护的功能，或充当第二套主保护。

3 结 语

作为电网运行的第一道防线，继电保护和安全自动装置在智能电网发展背景下，也在不断探索与进步。新能源的开发利用、特高压交直流混联、电力电子元件应用成为智能电网的突出特征，智能电网背景下的继电保护技术，依然存在巨大的发展空间。

参考文献：

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Abstract: with the continuous development of society, the development of the power market, and the user to the electric power reliability and quality requirements of the rising, therefore, need to keep the speeding up of the intelligent power grid construction, to advance the power network operation, management efficiency. Electric power system construction of information as the base, communication the new technology will be electric power communication network for intelligent power grid construction to provide support and necessary guarantee. This paper introduces the definition, characteristics of intelligent power grid, the meaning of in a power system, and the intelligent power grid construction foundation, electric power communication is discussed in this paper.

Keywords: smart grid, electric power communication, is discussed

中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：

前言

近年来，我国电力行业正处于快速发展阶段，并紧密跟随着许多发达国家电网智能化的发展步伐，研究与实践并举，着力技术创新，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。

一、智能电网的含义、特征

1、含义： 智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

2、智能电网的主要特征

1）具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。

2）在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保电力信息安全的能力。

3）支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。

4）支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。

5）实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。

6）优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。

二、智能电网建设对于电力系统的意义：

1）减少有效装机容量。利用我国不同地区电力负荷特性差异大的特点，通过智能化的统一调度，获得错峰和调峰等联网效益；同时通过分时电价机制，引导用户低谷用电，减小高峰负荷，从而减少有效装机容量。

2）能有效地提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网强大的“自愈”功能，可以准确、迅速地隔离故障元件，并且在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态，从而提高系统供电的安全性和可靠性。

3）降低线损。以特高压输电技术为重要基础的坚强智能电网，将大大降低电能输送中的损失率；智能调度系统、灵活输电技术以及与用户的实时双向交互，都可以优化潮流分布，减少线损；

4）降低系统发电燃料费用。建设坚强智能电网，可以满足煤电基地的集约化开发，优化我国电源布局，从而降低燃料运输成本；

5）实现电网可持续发展。坚强智能电网建设可以促进电网技术创新，实现技术、设备、运行和管理等各个方面的提升，以适应电力市场需求，推动电网科学、可持续发展。

6）提高电网设备利用效率。

三、智能电网建设基础――电力通信

电力通信是电力行业密不可分的构成部分，其发挥的作用越来越重要，其通信网络建设主要体现在两方面：网络应用的拓展和网络基础的扩充。

2．1 电力通信接入网方式

智能电网要延伸到最终用户，为用户提供丰富多样的用电选项，并依靠通信技术做到互动。接入网的通信手段有以下三种：①利用电力线路，用PLC技术作为接入网。是电力特有的通信手段，应该具有应用基础和条件。② 部署电力专用的无线或有线数据网络。需要工程建设投入。在无线通信方式上采用公共频率还是专用频率涉及到频率资源申请，可采用先进的无线传感器技术；有线则可以考虑采用PON技术接入.③租借电信运营商的3G或后3G的无线数据高速链路。

2．2智能光纤通信网络

当前，随着IP数据量的飞速增长，光纤通信以TDM业务传输和集中网络管理采用的SDH技术为主，但在高效、快速、动态的IP数据特性前，在其发展道路上传输网络的控制管理能力一直是软肋，已不能满足要求了。因此，为了解决问题，在光传输组网技术上叠加以IP技术为基础的网络智能化技术，形成具有智能性的光网络――自动交换光网络，即智能光网络。智能光网络以软件为核心的，其优势集中表现在组网应用的动态、灵活、高效和智能方面。智能光网络为电力光网络带来优点可表现在以下两方面：（1）业务提供变化：具有自动发现功能，电路的自动配置充分降低维护难度，可大大缩短业务的提供时间；灵活提供不同的业务等级，满足目前迅速发展的差异化服务的需要。（2）网络结构变化：从传统的环网发展到MESH网状组网，MESH组网方式提高网络的生存性，提供多种保护和恢复方式，有效抵抗网络多点故障，可实现网络的无极扩展，提供端到端业务的保护，实现网络负载的自动均衡和优化。

2.3电力统一通信技术

智能电网应建立在高速的、全面集成的高速双向通信技术架构上，使智能电网变成一个动态的、交互的，用于实时信息和功率交换的超级架构的网络。采用通信系统的开放式架构，可以对网络智能传感器和控制装置、控制中心、保护系统和用户建立一个安全的“即插即用”的应用环境。因此提供一个可靠、稳定的通信保障，为智能电网提供物理支持，也日益突显出其重要性。在电力企业应用统一通信已经成为电力通信领域的大势所趋，利用电力通信的良好网络基础，采用最新的IP语音技术，将全部的语音呼叫和交换全部移植到统一的数据网络之上，从根本上解决了重复投资建设已经被证明为过时的传统TDM交换网络，真正实现了数据、语言两网合一，统一建设、管理、运行。

统一通信作为下一代网络(Next Generation Netw0rks，NGN)应用服务的核心技术正是将多种业务融合在一个基于IP的基础网络平台上，使得用户可以在任何时间、任何地点都可以快捷的应用多种通信模式和其他用户保持联系的一种解决方案。它是IP通信概念的扩展，通过使用SIP协议(sessi0n Initiation Protoco1)和包括移动解决方案，真正地实现了各类通信的统一和简化不受位置、时间或设备的影响。通过统一通信解决方案，用户可按照喜好随时进行彼此通信，并可使用任意设备通过任何媒体进行通信。

2．4数字化变电站

数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。随着计算机和现代数据通信技术的应用，使电力系统智能电子装置(1ED)的集成度越来越高，构建无缝的电力系统通信体系和电力系统综合自动化系统已成为可能。其关键技术是基于LAN／WAN的微机保护装置和控制设备通用平台的发展。微机保护装置功能强大、配置灵活、集成度高，可集成多种类型保护和辅助功能，因此，它是变电站自动化系统中主要的IED。但由于各生产厂家制造的微机保护设备都采用自己的通信协议，不同厂家的设备不能兼容，需要进行协议转换，增加了工程和培训费用，影响了电力系统综合自动化的发展。故而，必须建立电力系统的通用协议以取代各生产厂家的通信协议。数字化变电站被认为是智能电网的关键技术，该技术的采用，真正实现了“数据采集数字化、信息传递网络化、操作控制智能化”，数字化技术已经成为变电站技术的重要组成部分。数字化变电站中一次电气设备和二次电子装置均实现数字化通信，并具有全站统一的数据建模及数据通信平台，在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。因此，为坚强智能电网而构建的数字化变电站必须具备三个关键性特征:数字化的一次电气设备、网络化的二次装置和全站统一的标准平台。

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中图分类号：TM6文献标识码： A

引言

进入二十一世纪以来，化石燃料发电所带来的环境问题和气候变化日益引起国际国内的关注，化石燃料的日益减少促使人们考虑国家能源安全问题，而人们对电能可靠性、供电质量、用电量的要求却在不断增长。随着电力市场的不断发展，市场竞争鼓励发电厂增效节能，发展创新新技术。我国在2009特高压输电技术国际会议上的宣言，标志着智能电网已经开始进入实质性的全面启动阶段，智能电网已成为21世纪电力系统的发展趋势。发电厂是电力生产重要环节，传统的发电厂势必不能适应智能电网的发展需要。在未来智能电网中建设智能电厂，实现智能电网中发电环节的安全可靠、经济高效、清洁环保，实在是势在必行。

一、 未来智能电厂的主要特征

1.1运行更安全，更可靠

未来智能发电厂无论何时都可快速响应电网的需求，为电网提供合格的电能。在承受物理或网络的攻击时并不用付出太大的代价，受到的损坏更小，且能很快从损害中恢复。在受到损害时，未来智能电厂的设备具有“治愈”自己的功能，无需或仅需少量人为干预，就可以实现故障设备或故障元器件的隔离。设备自我检测、自我诊断、自我修复的能力很强，采用了智能传感与控制设备及高级控制方法，设备具有先进的预警功能，通过连续不断的评估从而分析和发现问题，有问题时采取正确的措施来消除它，需要时还可以快速修复某些故障部件，使其快速恢复到正常工作状态。许多对人来说太快或太大的问题，都可以妥善应对。

1.2更加经济高效，运行成本更低

未来智能电厂采用了新的发电技术和管理技术，比如先进储能手段的采用，可以极大提高设备运行效率，降低损耗。规划人员和电厂工程师有足够的知识指导电厂在最经济状态下运行，延长资产的使用寿命，实现状态检修，对工作队伍进行更有效的管理，减少电厂运行、检修、管理和资本费用，极大地提高资产利用、运行、检修、管理的效率。这样，随着运行、检修与资产费用减少，发电成本也将不断降低。

1.3环境更友好

未来智能电厂通过效率提升可以节省能源，提高能源使用效率，另外采用可再生能源并网发电，大幅减少化石能源（煤、石油等）的使用量，减少温室气体排放量，加强对排放物的治理，进行相应的技术革新和改造，减少对环境的负面影响。

未来智能电厂的关键技术设想

2.1 清洁煤发电技术

火力发电（尤指煤炭燃烧发电）一直是世界上最重要的电力来源，我国煤炭资源丰富，能源结构以煤为主，一次能源消费中煤炭占70%左右，发电结构中燃煤发电量占80%左右，均比世界平均水平高出40个百分点左右，即使在大力发展可再生能源的背景下，在我国发电量构成中，火电仍将占到70％－75％。由此带来的环境问题不容忽视。

在这种情况下，为了达到智能电网节能减排的目标，必须大力发展清洁煤发电技术，尽量降低煤炭燃烧造成污染、减少温室气体排放，将火力发电的不利因素降至最低。下面介绍两类有大规模应用潜力的清洁煤发电技术：整体煤气化联合循环机组（IGCC）和增压流化订燃烧联合循环机组（PFBC－CC）。

增压流化床是在较高压力下进行燃烧的一种燃煤发电技术，它具有热效率高、污染排放低、能组成蒸汽燃气联合循环等特点。增压流化床的燃烧效率可达99％，联合循环发电效率可达40％～42％。SOX、NOX和粉尘的排放量低，同时增压流化床非常适合老旧电厂设备改造时应用。

2.2可再生能源发电

开发利用清洁能源是世界能源发展的新趋势。清洁能源发展将带来一场能源革命。有发展潜力的可再生能源主要包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能等。国家将可再生能源的开发列为能源发展的优先领域，并将可再生能源开发的科学技术研究和产业化发展纳入国家科技发展和高技术产业发展规划。其它新能源发电技术还有如：潮汐能发电，燃料电池发电技术等。

2.3先进的电力电子技术

先进的电力电子技术可使发电机和电动机变频运行，提高电力系统的整体效率，提高电能质量，也可提高高压输电线路的输送能力。大部分新能源发电技术所发出的电能在频率和电压水平上均不能满足现有互联电网的要求，不能采用直接接入电网的方式，需要电力电子设备才能接入电网。对于一些发电形式为直流电的新能源发电方式如燃料电池、太阳能以及一些储能装置如超级电容器、钠硫电池等，由于其发电方式为直流电，因此通常需要经过逆变器接入交流电网。

2.4储能技术

储能技术是指将电能通过某种装置转换成其他便于存储的能量并高效存储起来，在需要时，可以将所储存的能量方便地转换成所需形式电量的一种技术。它包括两方面的内容，一是高效大容量存储能量的方法，二是快速高效的能量转换技术。在新能源发电技术快速发展的大背景下，如果能在风力发电、太阳能光伏发电或者太阳能热发电等新能源发电设备中都配备储能装置，第一可以解决新能源发电自身出力不可控的问题，通过储能元件对机组的出力曲线进行调整，减少出力变化对电网的冲击，第二也可在电力充沛时，储存电能，在负荷高峰期释放电能，可以有效地削峰填谷，减少系统备用需求，减少由火电厂调峰时反复时高时低响应调整带来的效率低下和产生更多污染。目前主要的电能储存形式有机械储能、电磁储能、电化学储能、相变储能等。

2.5人工智能得到广泛应用

未来智能发电厂中的智能设备或许能够理解人类语言，或者用人类语言同操作者对话，它具有“学习”能力，它能“意识”到自己及系统内部实际情况的详尽模式,它能分析出现的情况，能针对外界条件的变化适时调整自身，在一定范围内自行修改程序。总结经验来获得修改程序的原则，不依赖任何外部控制，完全自主地执行一定的任务。它们能根据环境的变化，调节自身的参数及处理紧急情况。

2.6先进的二次侧技术

先进的传感技术如光学传感器取代了传统的以电磁原理为基础的电磁式互感器。一种新的量测监控系统——广域测量系统逐步形成，因为数据精度高、采样速度快、技术先进将取代传统的SCADA远动功能。先进量测体系适用于远程监控、分时电价、需求侧管理及大量数据的处理和通信功能。统一的数据共享平台和自适应通信平台整合各类数据来源，形成统一的数据共享，支持多任务的合作协同、信息资源的实时在线互操作、动态处理。

三、未来智能发电厂的发展障碍

3.1新技术面临着投资大、技术不成熟、性能不稳定的问题

许多新技术受价格、技术和性能等的制约，目前尚不能全面应用。例如，太阳能发电的成本在过去25年已下降了10倍，但目前成本仍是入网电价的3~5倍。储能设备受价格、技术和性能的制约。电力电子器件的发展还需在理论及工艺上有所突破，有待提高现有器件的容量和性能，开发新的集成化、智能化、基于新材料的电力电子器件。影响光学互感器大规模应用的主要问题，一是测量精度受环境温度的影响；二是长期运行的可靠性问题。

3.2新能源接入对电网带来不利影响

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.139

在提倡绿色节能，实现又好又快发展，最大限度的开发电网系统的能源效率的时代号召下，智能电网应运而生。智能电网的发展也和国家安全，经济发展及环境的保护息息相关。目前，包括美国、欧盟为代表的不同国家和组织均将智能电网视为21世纪电力网络的发展方向，提出建设具有灵活、安全、清洁、经济、友好等特征的智能电网。

国内外相关的电力行业已经迈开了探索和建设智能电网的步伐，本着从实际出发，实事求是的原则，不同国家和地区采取了不同的实践方式，制定了适合本国的智能电网的发展蓝图。

1 智能电网概述

智能电网是什么？美国电科院是这样定义的：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有电网的运作；具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信构架，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠和经济的电力服务。可见，智能电网融合了信息、数字等多种前沿技术的输电和配电系统。

2 智能电网特征

2.1 自愈性

智能电网的自愈是指能够实时掌握电网的运行状态，能够及时发现、诊断和消除故障，在尽量少的人工干预下，快速隔离故障，自我恢复，避免出现大面积停电，从而提高系统运行的稳定性。

2.2 互动性

在智能电网中，实现电网和批发零售电力厂商之间的平稳连接，从而完成电网和客户的智能互动。电能交易的方法和定价方式正逐步改变，供需双方在市场中的互动也愈加频繁，这就要求电网必须能够灵活支持各种电能的交易与往来。

2.3 可靠性

智能电网能够更好地应对包括自然和人为因素在内的各种干扰，在出现扰动后，能够迅速地采取一系列措施，使人身、电力设备以及电网的安全得到保障，最大限度的减少干扰带来的影响，并能快速恢复正常供电。

2.4 兼容性

智能电网的兼容性是指允许不同类型的电力系统友好接入，涵盖了分布式发电和集中式发电，可以解决日益增长的电力需求和环境保护这一时代主题的矛盾。集中式发电厂可实现远距离输送电能，分布式电厂可减少对其他能源的依赖性，满足社会和谐、友好发展的要求。

2.5 经济性

智能电网通过市场机制的运用，采取推动节能减排、供需互动等措施，实现对资源的合理规划、建设、投入运行和后期维护的良好管理，可提高发电的效率，降低网络损耗，来解决负荷率不高以及设备闲置等现存问题。可见，智能电网可有效提高资产的利用率，降低运行成本，减少投资，为更好实现经济性运行提供了可能。

3 现阶段我国智能电网的发展情况

近年来，我国已经迈开了智能电网发展的步伐。2007年，华东电网首当其冲开展了我国智能电网的研究，并提出了“三步走”的战略：2010年初步建成高级调度中心；2020年全面转型，建成具有初步智能特性的数字化电网；2030年将建成具有自愈能力的智能电网。2009年，国家电网公司首次公布了我国智能电网的发展计划。

但基于我国资源分布不均，电网基础设施较薄弱等因素的影响，我国智能电网的建设还处于发展不平衡的初级阶段。并存在以下问题：（1）对智能电网缺乏准确的定义，对其发展方向尚不明朗。（2）实现智能电网的许多关键技术还没有得到解决。（3）配电网自动化水平较低，许多新技术应用尚待提高（4）用电的营销模式目前仍以人工为主，相对落后（5）我国的调度系统不能满足当代能源建设以及特高压电网的需求。（6）我国电能具有电源和负荷相对较远的特点，故需采用大容量高电压的输电，这也意味着对输电线路的更高要求。

4 智能电网的发展趋势

随着经济社会的发展，由于智能电网将会使电能的利用更加安全、环保、高效，所以被越来越多的国家和地区所接受和认可。基于不同的国情和发展侧重点，其制定的发展战略也各具特色。

我国的智能电网应在总结西方发达国家的技术经验之上，结合我国的具体国情，从实际出发，积极推动智能化电网的研究和建设。目前，我国已将智能电网纳入国家的发展战略并推进实施，可以预见，我国智能化电网将步入快速发展阶段，正在迈向另一个新时代。

从社会发展的长远角度来看，新技术的出现和经济的发展是智能电网产生的先导条件。智能电网的发展是提升电力系统的安全性与可靠性的内在需求，发展智能电网是实现可持续发展的重要举措，智能电网的发展也能够调动市场经济的发展，实现相关电力企业利润的最大化。智能电网的发展势必会带动社会的巨变。

参考文献：

[1]王振.智能电网技术现状与发展趋势[J].企业科技与发展，2011（06）.

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中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

1特征

作为物理架构基础，智能输电网一次侧的状态参量获取、传输、使用数字化，网络控制与信息交互加强，具备自我检测与诊断，具备自适应能力。随着可再生能源的发展，智能输电网还应该配置风力发电、太阳能发电等分布式电源接口，配备大量新型 FACTS 装置，实现输电网的灵活潮流控制并提高输电能力。二次侧方面，智能输电网以信息化、网络化为主要特征。所有输电网一次侧设备，从输电线路到智能变压器、从智能变电站到智能开关，将通过传感器、光纤、通信设备等二次侧设备映射到一个统一的控制中心。控制中心具备在线分析、实时最优控制、提供决策支持等功能，并能够有效管理各一次设备，实现输电线路状态检修以及全寿命周期管理，图 1 为智能输电网结构图。

与传统输电网相比，智能输电网具有明显不同的特征，内涵更为丰富，详见表 1。

2 研究框架

智能输电网研究是一项综合性、复杂的系统工程，涵盖了多方面的技术，不同技术具有不同粒度，涵盖的实体对象以及所属领域都不尽相同。提出智能输电网研究框架，根据技术粒度以及所属领域等进行了分层阐述。由下至上，分为 4 层，技术所处层次越高，越宏观，覆盖面越广。

( 1) 材料层。主要是指为完成某一功能而涉及到的材料学、制造学、化学等基础科学，是其他所有技术的物理依托及实现基础，如光纤技术、超导材料技术、纳米材料技术、绝缘材料、导磁材料、半导体材料技术等。

( 2) 设备层。该层涵盖了所有输电设备以及变电设备，如输电设备中的输电线、杆塔、架空线以及变电设备中的变压器、电抗器、电容器、断路

器、接地开关、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、母线等一次设备和继电保护、监控和通信等二次设备。

( 3) 装备层。装备层是指涵盖多种设备、组件、装置、技术的面向某一专业领域的综合性技术，如特高压输变电装备涵盖特高压电网、直流输电、变压器、GIS、互感器、无功补偿装置等。

( 4) 方案层。方案层包括为解决实际问题而提出的一整套技术方法，是基于 1 种或多种装备或设备得以实现，侧重于技术实现的思路、方法或架构而不在于物理设备本身，如节能调度技术、安全预警技术、决策支持技术等。

3关键技术

3. 1 智能输电网关键技术识别

智能输电网关键技术识别应包含 3 步。第 1 步: 列出所有可能的关键技术，此过程应详尽规范，包含范围广。一切技术都应进行鉴定，看它是否是可能的关键技术。对于这些技术，确定其性质所需的信息也需要记录下来。第 2 步: 制作候选关键技术名单，建立独立审查专家小组进行此项工作。专家小组与项目办公室合作，解决可能的关键技术列表过程中存在的所有问题。专家小组也可以对最初的列表进行增减。第 3 步: 协调过程。本过程中，识别关键技术的任何问题都应得到解决。最终确定的关键技术需经项目管理机构同意，以便尽早解决可能存在的问题。

3. 2 智能输电网关键技术成熟度评级方法

对智能输电网关键技术成熟程度分级，是研发、应用各项新技术的必经阶段。一般在成熟度较低的关键技术方面投入较多的研发资源; 而投入试运行、运行的关键技术则需要较高的技术成熟度。技术成熟度评级方法始于 20 世纪 80 年代的NASA。技术成熟度级别从 1 级 ( 科学研究的最初阶段) 直到 9 级 ( 在系统中成功运用) 。同样，智能输电网技术成熟度也可借鉴此种方法。表 2 中是评估技术成熟度级别，同时也对成熟度不同等级进行了描述。

3. 3 智能输电网关键技术

根据智能输电网的技术研究框架，分别从材料层，设备层，装备层以及方案层 4 个层次总结了各个层次中的关键技术。

( 1) 材料层的关键技术。材料层包括了一系列技术，综合分为超导材料、变压器新材料和电力电子新材料 3 个方面。

超导电力磁储能装置具有超导磁体的低损耗和快速响应特性，不仅能用于调节峰值而且可以储存应急的备用电力，从而提高输电容量，提高系统稳定性，改善电能质量。超导变压器体积小、重量轻，具有良好的阻燃特性，并且由于超导线材技术和冷却技术的进步，特别是高温超导线材技术的应用，超导变压器的效率可比常规变压器高出0. 1% ～ 0. 5%〔13〕。超导电力电缆具有大容量、低损耗、结构紧凑等优点，有望在未来得到广泛应用。整体来说，超导材料还处于研发阶段，技术成熟度相对较低。目前，价格、失超问题以及低温技术是制约超导材料大规模应用的主要因素。

变压器新材料方面，以降低变压器损耗为目的的磁芯新材料如新型软磁材料、合金材料、铁粉芯等受到广泛重视。另外，硅油、油、NOMEX 绝缘纸等新型绝缘材料因具有经济、环保的特点，也得到了较为广泛的研究。电力电子器件是智能输电网实现对电能灵活、高效控制的有效手段〔20〕。硅材料的电力电子器件仍是当家器件，宽禁带的碳化硅电力电子器件是主要的发展方向。

( 2) 设备层关键技术。智能输电网设备层由变电站设备和输电设备组成。变电站设备中的关键技术包括智能开关、电子式互感器、智能变压器、可控电抗器等，其主要特征是实现数字化以提高设备可靠性以及系统的安全稳定水平。采用先进的状态监测技术手段及时获取输电线路和设备的运行状态和环境信息显得越来越重要和迫切，因此，输电设备关键技术主要包括数据采集装置、监测装置、数据传输装置等。

( 3) 装备层关键技术。装备层关键技术包括智能变电站技术与各种输电技术。智能变电站以先进的信息化、自动化和分析技术为基础，灵活、高效、可靠地完成对输电网的测量、控制、调节、保护、安稳等功能，实现提高电网安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平的目标。现阶段高压直流输电技术 ( HVDC) 和柔流输电技术( FACTS)作为输电关键技术在我国是必要的，而且技术上也是可行的。

( 4) 方案层 ( 系统层) 关键技术。安全预警与决策支持技术: 安全预警与决策支持技术能实时在线分析与决策，并进行递归跟踪，全面把握电网稳态、暂态、动态等多种运行状态和安全稳定水平，自动智能给出决策结果。通过评价当前运行状态下潜在问题以及预测未来状态下潜在问题，给出预警报告或预防策略。能源与公共事业企业资产管理: 通过使用新进的物联网技术，来实时掌握企业资产状况，进行设备的全寿命周期管理，有效地管理资源减少成本。

4 结 论

我国的智能电网建设应开展能源发展和应用与智能电网相结合的调研分析，参考国外的研究成果和建议，立足我国电网自身的特点和现有的信息、控制、管理系统发展水平，综合考虑未来相关技术的发展方向，建成符合我国能源战略和企业发展要求的智能电网，通过智能电网的各种关键技术的不断发展完善，实现智能电网的自愈、安全、交互、协调，兼容、高效，优质、集成，从而实现对电网运行的快速响应，提高整个系统的经济性，可靠性和安全性。

参 考 文 献

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1.1.1物联网概念

物联网是指利用射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)、传感器等技术将物体与互联网连接在一起的技术，物联网可以实现信息交流与通信，是互联网技术的深入应用［2］。物联网被视为互联网未来发展趋势之一，其中物联网中的每个物体都是有标识、属性的个体，利用智能接口，按照一定的通信协议连接到互联网中。

1.1.2物联网主要特征

1)标识与感知。物联网可通过RFID、传感器等技术标识物体，并能通过上述技术感知或捕获研究目标，采集该物体的相关信息。

2)信息处理。物联网获取的信息可以利用计算机进行大数据计算与分析，从而获取极具价值的信息，以供决策与控制。

3)信息交流。物联网与互联网技术一样，可以实现数据的实时共享，及时将系统信息数据通过网络传输到系统中心。

1.1.3物联网关键技术

物联网技术一般可分为感知层、网络层以及应用层三大环节，每一个环节都对应有关键技术。感知层关键技术包含RFID技术、二维码、传感器技术等，利用上述技术能够实现对物体的标识与感知［4］。网络层关键技术包含计算机技术、互联网技术、云计算技术、大数据处理技术等，是信息处理、数据管理的核心。应用层关键技术包含智能芯片等，是信息处理的应用执行层面。近年来，随着物联网技术的不断发展，出现了许多新型技术或多种技术融合的综合性技术，如PML开发技术、嵌入式技术、传感器网络技术、信息安全技术等，这些技术的应用显著提升了物联网的性能。

1.2智能电网介绍

1.2.1智能电网概念

所谓智能电网，其本质是电网的智能化发展，以物理电网为基本框架，充分结合测量技术、传感技术、信息化处理技术、决策系统技术、计算机技术、互联网技术等智能化技术而形成的综合性智能电网。智能电网的应用，将资源开发、电能应用、电网管理等各个环节实现了智能化集成，不仅实现各个环节的无缝连接，而且提升了电网的工作效率及可靠性，因此，具有极大的经济效益。

1.2.2智能电网主要特征

1)自愈性。智能电网具备自我修复能力，当电网中出现故障，可以容错重组，实现系统自愈。

2)激励性。智能电网可以激发用户参与到电网的运作过程中，从而提高电网的工作效率。

3)安全性。智能电网相比普通电网具备更高的安全性，尤其是在利用智能化技术下，电网的抵御能力更强，电网安全性更高。

4)兼容性。智能电网可以兼容各种形式的发电、供电、蓄电，因此电网的兼容性更好。

5)优化性。智能电网能够优化各种电网设备的运行，降低电网的运行成本，优化性能优越。

1.2.3智能电网关键技术

智能电网未来发展趋势，是集合了多种技术于一体的综合性智能化系统工程。智能电网所包含的关键技术主要有可处理大量数据的信息处理技术;高效、实时的通信技术;电网能源分布式接入技术;系统容错技术;传感器网络技术;智能规划技术等。

2物联网技术与智能电网技术融合

物联网技术与智能电网技术的融合是信息化技术发展的必然，也是电网发展的趋势。采用物联网技术的智能电网，能够在资源整合、通信提升、电力信息化等方面的发展提供重要的支撑。此外，物联网技术的应用，能够提高智能电网的自动化、智能化，对提高智能电网的管理，提高电网的工作效率，降低运行成本等方面具有重要意义。为了研究物联网技术与智能电网技术的融合，笔者分别从感知层、网络层、应用层三方面进行介绍。

2.1感知层

感知层包含了各种传感器、智能芯片等信息识别与采集设备，从而实现对物体属性、行为的监测，并能够获取物体的基本信息数据，通过网络技术、通信技术将数据传输到数据处理中心。在智能电网中，采用物联网技术可以对输电线路、电气设备等电网目标进行识别与监控，并通过光纤通信技术或无线通信技术将获取的数据传输到数据处理中心。

2.2网络层

网络层是利用互联网技术实现数据传输与共享的关键环节。在智能电网中，主要以光纤网络为主要的网络层，并以无线通信网络、无线宽带网络为辅助，将感知层获取的数据进行实时传输。在智能电网的应用过程中，为了保证系统的安全性，因此对数据的传输提出了更高的要求，智能电网的信息传输主要通过电网系统的内部网络，只有在特殊环境下，才可以部分依靠公共网络。此外，为了保证智能电网的应用，电力系统的通信网络应该以骨干光纤网络为主，这样不仅能够保证数据传输的实时性，而且能够提高数据的容量。以光纤网络为主，辅助以无线宽带网络、电力线载波网络、无线数字通信网络等通信技术，实现双向宽带通信的智能电网与物联网的融合。

2.3应用层

应用层是物联网对相关信息或处理结果进行应用的层面，在智能电网中，应用层主要是各种电力基础设施、电力资源的应用等方面。电力基础设备将为物联网技术提供重要的信息数据，同时也为物联网技术提供数据处理与计算的基础设施，保证各种数据、设备的接口资源，为物联网提供各种适应性极强的应用。此外，应用物联网技术后，智能电网的在智能计算、大数据处理、模式识别等技术方面有了更有效的解决方案，能够应用物联网技术实现智能化决策，对提升电网的管理水平具有重要意义。

3物联网在智能电网中应用展望

物联网技术在物体识别与感知、信息处理、控制与决策等方面的能力，能够对智能电网的发展提供极大的推动作用。以目前的发展趋势来看，物联网技术与智能电网技术的结合与应用将不断的深入与完善，尤其是在以下几方面的应用，将成为物联网技术、智能电网技术融合的重要方向。

1)输电线路可视化。利用物联网技术的远程识别与感知技术，能够对输电线路进行可视化监控，结合无线通信技术、全球定位技术等，对输电线路冰冻、震动、故障等问题进行实时在线远程监控，提高智能电网输电线路的感知能力，缩减解决故障的反应时间。

2)电力生产智能化。利用物联网技术，能够实现电力生产的智能化管理，尤其是将RFID技术、传感器网络技术应用到电力现场作业，能够对误操作、非法进入等安全事件进行远程监管，可以对电力生产设备进行智能化管理，减少电力生产的安全隐患，结合用电信息情况，智能规划生产计划。

3)用电信息智能采集。传统用电信息通过电表人工采集，实时性、准确性均难以保证。应用物联网技术，可以建立远程用电信息采集系统，并将采集的数据通过通信网络实时反馈到管理中心，可实现用电信息的实时管理，提高智能电网的智能化，适时进行调峰调频，提升用电效率。除此之外，物联网技术还能在电力设备管理、电力设施全寿命周期管理、用电巡检等方面提供重要的应用技术保障，能够有效提高电网的可靠性，提升客户服务满意度。

篇12

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

智能电网（Smart Grid）是当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是 21 世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。

尽管各国专家针对电力工业应致力于提高电网智能化水平及等级已经达成共识，但是，智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同，不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式来理解智能电网，对智能电网进行研究和实践，各国智能电网发展的思路、路径和重点也各不相同。因此智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。

我国电网专家认为，智能电网是以包括发电、输电、配电和用电各环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机结合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。

智能电网的主要特征为自愈、安全、经济、清洁，能够提供适应未来经济社会发展需要的优质电力与服务。

自愈－实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生，提升电网运行的可靠性。

安全－更好地对人为或自然引发的扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下，保证人身、设备和电网的安全。

经济－支持电力市场竞争的要求，优化配置资源；提高设备传输容量和利用率，有效控制成本，实现电网经济运行。

清洁－既能适应大电源的集中接入，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”。支持风电、太阳能等可再生能源的大规模应用，满足电力与自然环境、经济社会和谐发展的要求。

优质－实现与用户的智能互动，以友好的方式、最佳的电能质量和供电可靠性满足用户的需求，向用户提供优质服务。

由以上不同国家对智能电网的理解，概括地讲，智能电网指的是电力系统综合传统的和前沿的电力工程、复杂的感应和监控技术、信息技术和通讯技术以提高电网运行效率并支持客户端广泛的附加服务的新型电网。

智能电网在广义上包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。

2009 年 8 月 25 日，国网智能电网部在西安召开了《智能电网用输变电设备技术研讨会》，会上智能电网部介绍了国网对智能电网的思考、规划。

表 1

2 智能设备的定义和特征

智能变电站 smart substation 是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

根据国家电网公司建设坚强智能电网的战略布局和试点建设智能变电站的具体要求，2009 年 11月 20 日，国网智能电网部与中国电科院、各网省公司、顾问集团公司、西电集团、平开、沈变等在北京召开了《智能高压一次设备技术导则》送审稿审查会。

该导则就高压设备智能化的技术特征、硬件结构、基本技术要求和应用原则进行了简明阐述，适用于 110kV（包括 66kV）级以上电压等级智能变电站的建设和改造，也可供高压设备制造商及国内其他相关企业参考。

智能设备是由高压设备、传感器、控制器和智能组件组成的一个有机整体，具有状态可视化、测量数字化、控制网络化、功能一体化和信息互动化的主要特征。

智能组件是承担宿主设备相关测量、控制、计量、检测、保护等全部或部分功能的智能电子装置集合，是高压设备智能化的核心部件。智能组件通过网络连接至系统层，实现与站内其他设备和调度系统的信息交互。

智能设备由高压设备和智能组件组成。高压设备与智能组件之间通过传感器和控制器组成一个有机整体。智能组件可以集成测量、控制、计量、检测、保护等全部或部分功能。

3 智能设备的实现方式

基于以上定义，现阶段智能设备的实现，可以按照以下三种方式实现。

方式一：独立的运行的电力功能元件+外置的一个或多个智能综合组件

方式二：电力功能元件+内嵌的包含状态监测单元的智能综合组件+外置的一个或多个智能综合组件

方式三：电力功能元件+内嵌的智能综合组件

其中方案三最符合对智能设备的定义。但是，目前通过一次设备本身实现智能化控制盒传输技术尚未达到实际应用水平，经过对国内一次设备制造厂调研，部分制造厂是采用与二次设备制造厂合作开发具备方案一和方案二中要求的只能综合组件，符合方案三要求的只能综合组件仍然处于研发阶段，未能投入运行，缺少运行经验。

方案一较常规变电站已经具有很多显著的优点。但是，在实现智能化的过程中仍然存在一些问题需要改进或解决。突出的就是智能终端无法实现在线监测功能，缺少在线监测功能就无法实现状态检测。基于目前各企业的设备智能化制造现状，现阶段智能变电站多采用方式二的形式实现。

4 高压设备智能化现状

4.1变压器智能化

变压器油色谱在线监测系统是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断。其监测和诊断具有很高的灵敏度和可靠性，可以准确判断油纸绝缘设备的绝缘状况，并能区分放电类型与过热类型、油过热与油-绝缘纸过热等。此套系统由油样循环采样单元、油气分离单元、数据采集单元、控制处理单元等主要单元组成。此类技术已经较为成熟。目前，越来越多的厂家通过在变压器本体内置入成熟的传感器，如油位、油温、油压传感器，光纤测温传感器，油气传感器，微水探测器，组合式局放传感器，铁芯夹件振动传感器，铁芯接地电流及局放传感器等，实现对变压器实时运行状态的监测及诊断。具体有绕组热点温度，变压器局部放电，套管的功率因数和电容，冷却装置的状态，变压器油的湿度、温度、酸度；绝缘纸的湿度和迁移情况，结构件的夹紧力，铁心接地电流，储油柜的油位等，温度负荷，漏电流值，温度负荷趋势，油温、油位、风扇状态、油泵状态等。

总体而言，变压器状态监测功能方面已经一定突破，实现了将各自独立的监控系统集成为一个系统，可以实现对变压器所有主要部件进行监控；但变压器智能化的核心――专家诊断系统，还需要积累大量运行数据，挖掘设备运行特性，研究诊断方法开发分析系统，从而实现设备状态诊断智能化。另外，考虑到传感器的使用寿命，尤其内置传感器，对于主设备本体运行的影响，监测量的选择以及传感器布点方面仍有待研究。

4.2开关设备、GIS设备智能化

高压开关电器的智能化，是光在线检测与电量检测、传感器技术及其应用、数字信息技术、变电站自动化技术的有效结合，标志着高压开关制造技术在高新技术领域的新发展。开发智能化一次设备必须同时具备一次设备的生产能力和二次设备的开发能力，此外，还应具备强大的网络技术能力。即在开关设计之初，就已经考虑把智能传感器、控制设备融入开关，结构更加紧凑、设计更加合理、绝缘更加可靠。现阶段，主要采用智能单元作为替代方案在工程中实际应用。

首先是采用先进传感器技术监测开关的内部状况，包括检测电流、电压、温度、气压、密度、开关关合位置、操动机构能量等全方位的状态信息，以及开关设备绝缘性能、导电性能、机械性能等方面的诊断信息，准确掌握开关设备的状态，防止内部事故发生。其次在间隔之间以及间隔与变电站控制计算机之间的通信联络使用了串行光纤技术，所有一次回路与二次回路之间的连接均通过串行光纤总线接到控制箱中，完全淘汰了传统的硬导线连接方式。使用光纤通信总线和PISA（传感器和执行器处理接口）技术简化了设备之间的连接，并解决了电磁干扰问题：控制柜内电子器件的自动控制和自监视功能提高了GIS的自动化程度。

国内的几大厂家，包括南瑞集团、南自科技发展有限公司、许继电气股份有限公司等厂家在21世纪才陆续开始进行该方面的研究，其生产的监测设备的稳定性和实用可靠性与国外相比尚有差距，需要提高产品的技术含量和质量。不断研究应用先进的电子技术、传感器技术、通信技术、数据库管理等技术不仅对运行中的高压断路器进行实时机械、绝缘等方面在线监测集成（包括SF6气体状态监测、断路器机械特性的在线监测、断路器机构状态的监测、局放状态监测）、而且对研究应用的运行参数和开关设备内部状态在线监测数据进行多参量综合状态分析整合，才能真正实现高压设备实时健康状态结果的传输。

4.3互感器智能化

互感器属于最早实现智能化的设备，其智能化在国内外均有实际运行的工程实例，在国内则处于产品试用推广阶段。互感器的智能化的主要方式主要是电子式互感器与测量单元MU组成。

电子式互感器是实现变电站运行实时信息数字化的主要设备之一，在电网动态观测、提高继电保护可靠性等方面具有重要作用。与传统的电磁式互感器相比，数字式互感器有许多优点，特别是可以提供模拟输出或数字输出，适应了电力计量，保护数字化、微机化、自动化和变电站智能信号至智能化一次设备。

MU作为电子式互感器、智能化一次设备、传统互感器与智能化二次保护、测控和计量设备的中间连接环节，其主要功能是接收一次设备的信号，并对采样的数据进行汇总，根据二次接入设备的要求，输出相同或不同的数值和开关信号，同时可接收二次设备的命令输出至智能化一次设备

4.4避雷器的智能化

避雷器的智能化研究相对较为缓慢，国内涉及到避雷器智能化的工作主要放在有用的雷电流信号提取上。避雷器在线监测系统实现了避雷器的全电流、泄漏电流值以及计数器动作次数的在线监测功能。主要是捕获及分析泄漏电流，通过优化传感器及分析算法，来去除干扰，减小误差，优化对MOA状态的判断。目前并已经投入使用。

5结论

高压智能设备主要采用在线监测设备实时监测设备状态,即实现设备状态可视化；通过一次设备中内嵌的智能组件，可将运行状态实时数字化传输至外置的智能综合单元，以实现对电气设备的监测、测量、控制及检测。

随着我国智能电网、特别是智能高压设备研究的深入和试点应用的经验总结，会针对高压设备智能化越来越详细的技术规范和技术要求，包括智能化适用原则、各类接口、数据建模、互换性、互操作性、可扩展性、可靠性设计、信息管理、信息互动、通信与信息安全、状态可视化(可靠性状态、控制状态、运行状态和负载能力状态)等关键技术，各级电网设计和运行单位应及时采用符合最新标准要求的智能高压设备。除此之外，对于智能高压设备的出厂试验检测、电磁兼容试验、环境适应能力试验、调试、现场交接试验等都要给出相应的标准。

目前国内厂家已有阶段性成熟的设备产品，作为工程技术人员，在工程策划阶段就应清晰了解并有计划地推进高压智能设备的应用。

参考文献：