智能電網(wǎng)的“增量效益”與新變化

當前，發(fā)展智能電網(wǎng)已經(jīng)成為全球電力工業(yè)轉型升級的共同選擇，我國也已進(jìn)入了堅強智能電網(wǎng)的全面建設階段。

由于多種新技術(shù)、新對象和新機制的引入，智能電網(wǎng)對未來(lái)電網(wǎng)安全將產(chǎn)生重要影響。相比傳統電網(wǎng)的安全可靠性水平和特征，智能電網(wǎng)的影響可以歸納為“兩大增量效益，一大新變化”。

增量效益一：

提升大電網(wǎng)安全水平

避免大停電事故是電網(wǎng)安全問(wèn)題的核心，隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展，大停電事故的影響也愈發(fā)嚴重。通過(guò)智能電網(wǎng)技術(shù)，可從多個(gè)環(huán)節提升大電網(wǎng)的安全水平，并帶來(lái)諸多效益。

一是能夠實(shí)現安全關(guān)口前移，降低事故概率。與以往電力設備定期檢修和故障后被動(dòng)搶修有很大不同，智能電網(wǎng)注重提高對設備風(fēng)險的預防預控能力。通過(guò)建設輸變電狀態(tài)監測系統、智能變電站，整合關(guān)鍵區域的地理及氣候等信息系統，引入先進(jìn)的狀態(tài)檢修機制，智能電網(wǎng)能夠實(shí)時(shí)監控可能誘發(fā)系統故障的風(fēng)險因素，主動(dòng)排除安全隱患，從而夯實(shí)電網(wǎng)安全基礎，降低事故概率。

二是能夠大幅提高安全運行控制能力和精益化程度。智能電網(wǎng)通過(guò)整合能量管理系統(EMS)和先進(jìn)的廣域測量系統(WAMS)的數據，應用先進(jìn)信息通信與高性能計算技術(shù)，能夠實(shí)現系統實(shí)時(shí)監控、安全動(dòng)態(tài)評估、在線(xiàn)仿真決策等高級應用功能。相比傳統電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠監測到更多的系統動(dòng)態(tài)“細節”，從而能夠更快、更準確地處理系統故障，這不僅能夠有效降低系統發(fā)生連鎖故障的風(fēng)險，還有助于提高線(xiàn)路輸送能力和避免過(guò)切負荷等問(wèn)題。

三是能夠應對可再生能源快速發(fā)展帶來(lái)的安全壓力。風(fēng)電、太陽(yáng)能的間歇性特征以及大面積脫網(wǎng)風(fēng)險是影響未來(lái)電網(wǎng)安全運行的兩個(gè)突出問(wèn)題。相比傳統電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠更好應對可再生能源發(fā)展帶來(lái)的安全問(wèn)題。首先，通過(guò)推廣應用風(fēng)電與太陽(yáng)能功率預測技術(shù)、電網(wǎng)友好型并網(wǎng)技術(shù)等，有利于降低風(fēng)電與太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)生大面積脫網(wǎng)風(fēng)險，運行調節特性也將顯著(zhù)改觀(guān)。其次，通過(guò)實(shí)現多類(lèi)電源與大型儲能電站的聯(lián)合優(yōu)化調度，優(yōu)化系統運行方式，充分挖掘需求響應、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等用戶(hù)側的潛力，能夠大幅提高系統調峰能力，更好地滿(mǎn)足可再生能源發(fā)展需要。

增量效益二：

大幅提高配電網(wǎng)的

供電可靠性與電能質(zhì)量

我國電網(wǎng)“兩頭薄弱”問(wèn)題較為突出，尤其是中小城市和農村配電網(wǎng)的可靠性目前低于國際先進(jìn)水平，進(jìn)一步提升空間很大。智能電網(wǎng)在提高配電網(wǎng)可靠性與電能質(zhì)量方面將發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用。

一是能夠大幅度提高配電網(wǎng)的風(fēng)險防控與自愈能力。傳統配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低，故障后大多是由人工查找原因和恢復網(wǎng)絡(luò )，故障定位與恢復供電時(shí)間較長(cháng)。智能電網(wǎng)通過(guò)構建配電自動(dòng)化系統，一方面能夠對關(guān)鍵配電設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，在發(fā)現關(guān)鍵設備隱患時(shí)，主動(dòng)轉移負荷，隔離存在風(fēng)險的故障，不會(huì )影響供電;另一方面，配電自動(dòng)化系統通過(guò)整合地理信息，能夠實(shí)現故障的快速定位與隔離，處理故障效率有顯著(zhù)提升。

二是能夠提供更高質(zhì)量與更靈活的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)通過(guò)對電能質(zhì)量進(jìn)行在線(xiàn)監測和管理，能夠很大程度避免出現電壓、頻率不合格與諧波污染等問(wèn)題。進(jìn)一步通過(guò)引入定制電力技術(shù)和相應的市場(chǎng)定價(jià)機制，還能夠根據不同用戶(hù)對電能質(zhì)量的差異化需求，提供更靈活的電能質(zhì)量服務(wù)。

三是能夠利用分布式電源/儲能、微電網(wǎng)等新技術(shù)實(shí)現與大電網(wǎng)互補供電，取得更高的安全可靠性。智能電網(wǎng)將推動(dòng)分布式電源/儲能、微電網(wǎng)在配電側的發(fā)展和應用，用戶(hù)的電力供應來(lái)源更趨多元化，配電網(wǎng)也將獲得更多本地分布式電源的支撐。通過(guò)實(shí)現大電網(wǎng)與分布式電源/微電網(wǎng)的互為補充和友好互動(dòng)，一方面能夠為用戶(hù)提供更高的供電可靠性，另一方面也能在故障后幫助大電網(wǎng)更快的恢復供電。

新變化：

信息安全逐步成為

電網(wǎng)安全的重點(diǎn)防范領(lǐng)域

傳統電網(wǎng)模式下，電網(wǎng)的信息通信系統與外部互動(dòng)程度低，對于電網(wǎng)安全的影響較小。隨著(zhù)智能電網(wǎng)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計算等更多先進(jìn)信息通信技術(shù)將得到廣泛應用，系統運行控制的自動(dòng)化程度和互動(dòng)化程度都將顯著(zhù)提升，這都使得電網(wǎng)的信息安全問(wèn)題變得更為重要和突出。

目前智能電網(wǎng)的信息安全已經(jīng)引起各國高度重視。北美電力可靠性委員會(huì )(NERC)專(zhuān)門(mén)制定了用于關(guān)鍵基礎設施信息安全防護的CIP系列標準，并由美國聯(lián)邦監管委員會(huì )(FERC)于2009年批準成為強制性標準。作為美國智能電網(wǎng)標準體系的牽頭結構，美國國家標準和技術(shù)研究院(NIST)在2010年2月出臺了國家標準《智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )安全策略和要求》。2011年6月，英國政府也發(fā)布了《英國智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )安全》報告，強調了建立統一的智能電網(wǎng)信息安全的重要性。

總體來(lái)看，目前各國都十分關(guān)注智能電網(wǎng)信息安全問(wèn)題，加快了防護體系及標準規范的建設步伐。我國有必要超前考慮智能電網(wǎng)中的信息安全問(wèn)題，結合智能電網(wǎng)發(fā)展需要，提高信息安全技術(shù)支撐能力，完善相關(guān)管理制度，加快制訂我國的智能電網(wǎng)信息安全防護標準體系，避免由于信息安全問(wèn)題引發(fā)的大電網(wǎng)事故。