什么是智能電網(wǎng)？智能電網(wǎng) “智能”在何處？

　　國家電網(wǎng)中國電力科學(xué)研究院：以物理電網(wǎng)為基礎(中國的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎)，將現代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以充分滿(mǎn)足用戶(hù)對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經(jīng)濟性、滿(mǎn)足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的，實(shí)現對用戶(hù)可靠、經(jīng)濟、清潔、互動(dòng)的電力供應和增值服務(wù)。

　　那么什么是智能電網(wǎng)？智能電網(wǎng)“智能”在何處？

　　什么是智能電網(wǎng)？

　　智能電網(wǎng)是指一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò )，其中的每一個(gè)用戶(hù)和節點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監控，并保證從發(fā)電廠(chǎng)到用戶(hù)端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。智能電網(wǎng)通過(guò)廣泛的應用分布式智能和寬帶通信，以及自動(dòng)控制系統的集成，保證市場(chǎng)交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無(wú)縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)。

　　智能電網(wǎng)有什么特點(diǎn)？

　　盡管各國根據自身的國情對智能電網(wǎng)建設有著(zhù)不同的重點(diǎn)和目標，但是智能電網(wǎng)建設的驅動(dòng)都是基于市場(chǎng)、安全、電能質(zhì)量和環(huán)境因素，其特征可歸結為：自愈、兼容、交互、協(xié)調、高效、優(yōu)質(zhì)、集成。

　　智能電網(wǎng)能帶來(lái)什么效益？

　　1.在電力系統方面：可以節約系統有效裝機容量；降低系統總發(fā)電燃料費用；提高電網(wǎng)設備利用效率，減少建設投資；提升電網(wǎng)輸送效率，降低線(xiàn)損。

　　2.在用電客戶(hù)方面：可以實(shí)現雙向互動(dòng)，提供便捷服務(wù)；提高終端能源利用效率，節約電量消費；提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量。

　　3.在節能與環(huán)境方面：可以提高能源利用效率，帶來(lái)節能減排效益；促進(jìn)清潔能源開(kāi)發(fā)，實(shí)現替代減排效益；提升土地資源整體利用率，節約土地占用。

　　4.其他方面：可以帶動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展，拉動(dòng)就業(yè)；保障能源供應安全；變輸煤為輸電，提高能源轉換效率，減少交通運輸壓力。

　　智能電網(wǎng)“智能”在何處？

　　一.用戶(hù)互動(dòng)，電網(wǎng)透明化。

　　對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，電力消費成為和手機話(huà)費一樣，可以選擇性的消費。用戶(hù)可以選擇不同的方案來(lái)購買(mǎi)電能、選擇用電。譬如用戶(hù)可以隨時(shí)查詢(xún)到，高峰時(shí)段電價(jià)高，那么我就盡量少用；低谷時(shí)段電價(jià)便宜，就配合智能化電器定或遠程控制，選擇在低電價(jià)的時(shí)段用電。

　　想要做到這一點(diǎn)，就需要供電公司和用戶(hù)建立的雙向實(shí)時(shí)的通信系統（網(wǎng)絡(luò )渠道），供電公司可以實(shí)時(shí)通知用戶(hù)其電力消費的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息等等，實(shí)現透明化。與此同時(shí)，用戶(hù)也可以根據這些信息制定合適的用電方案。我所在的城市，這種用電方案已經(jīng)逐漸成熟，可以通過(guò)選擇適合自己的用電方案，如同訂套餐一樣選擇用電。

　　二.智能設備，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)。

　　智能家電、智能控制設備等智能終端，將在智能電網(wǎng)中占據很重要的地位。通過(guò)在手機上安裝的用電APP，就能遠程遙控電熱水器、空調、冰箱、電熱水壺等電器，可以輕松實(shí)現在電價(jià)便宜的時(shí)候用電。

　　不妨設想一下好了，當冬天外出，回家之前通過(guò)APP提前打開(kāi)空調，開(kāi)門(mén)就能觸摸溫暖。想在早晨6點(diǎn)之前用半價(jià)電燒一壺水，但又不想那么早起床操作，可以借助APP定時(shí)功能，確保6點(diǎn)前自動(dòng)完成燒水……通過(guò)APP，還能如同查詢(xún)手機流量一樣，隨時(shí)了解某個(gè)電器設備在某一段時(shí)間內的耗電量，使用戶(hù)對于自己的用電賬本一目了然。

　　三.測量升級，大數據時(shí)代。

　　上文里提到的老式機械電表，既不精確也容易被盜電。在智能電網(wǎng)時(shí)代，它們不僅僅將被數字化電表所取代，而且采集的時(shí)間間隔將大幅縮小。譬如目前常見(jiàn)的智能電表可能要15分鐘才采集一次數據，而理想狀態(tài)下的智能電網(wǎng)，采集數據的間隔可能短至1秒鐘，甚至更短。

　　同樣的，在輸電網(wǎng)，采集各種開(kāi)關(guān)信號量、遙測信息（電壓、電流、相位、相角、有功功率、無(wú)功功率乃至變壓器油溫等等），也將做到實(shí)時(shí)更新，刷新的速率也將達到至少每秒一次。這樣精確的數據量，將大大提高電網(wǎng)的可靠性，也可以有效進(jìn)行故障預判和快速調整。

　　大數據當然自有它的好處。通過(guò)大數據平臺搭配云計算技術(shù)，技術(shù)人員可實(shí)時(shí)觀(guān)察到全網(wǎng)范圍內的電能流動(dòng)狀態(tài)、電能負載熱區、設備故障高發(fā)區和客戶(hù)集中區等數據，實(shí)現更加智能化的電網(wǎng)。具體的新概念和新技術(shù)包括以下這些：

　　1.電網(wǎng)數據可視化

　　在智能電網(wǎng)中，通過(guò)分析包括調度、輸配電、發(fā)電和用戶(hù)信息等大數據（這些數據大都是實(shí)時(shí)并且高度信息化集成的），通過(guò)軟件實(shí)現實(shí)時(shí)可視化運算分析，可以全面完整地展示電網(wǎng)運行狀態(tài)中每一個(gè)細節，為管理層提供輔助決策支持和依據。

　　2.電網(wǎng)負載趨勢預測

　　不僅如此，通過(guò)大數據分析電網(wǎng)負載的歷史數據和實(shí)時(shí)數據，展示全網(wǎng)實(shí)時(shí)負載狀態(tài)，可以預測電網(wǎng)負載變化趨勢。并通過(guò)綜合性的管理，提高設備的使用率，降低電能損耗，使得電網(wǎng)運行更加經(jīng)濟和高效。

　　3.設備故障趨勢預測

　　通過(guò)大數據分析電網(wǎng)中故障設備的故障類(lèi)型、歷史狀態(tài)和運行參數之間的相關(guān)性，預測電網(wǎng)故障發(fā)生的規律，評估電網(wǎng)運行風(fēng)險，可以實(shí)現實(shí)時(shí)預警，讓技術(shù)人員提前做好設備維護和檢查工作。

　　4.電網(wǎng)實(shí)現自我修復

　　在智能電網(wǎng)中，將電網(wǎng)中的故障設備，以最快的速度從電網(wǎng)系統中隔離出來(lái)，并且在幾乎自動(dòng)化的狀態(tài)下（很少或不用人為干預）實(shí)現系統自我恢復到正常運行狀態(tài)，從而做到幾乎不中斷對用戶(hù)的供電服務(wù)。我們可以類(lèi)比一下人體的免疫系統，這和智能電網(wǎng)的自我修復很類(lèi)似。結合上兩條的預測，電網(wǎng)系統可以進(jìn)行持續自我預測，當發(fā)現已經(jīng)存在或可能出現的故障時(shí)，立即采取措施加以控制或糾正。

　　5.二次設備獨立通信

　　在現有的電網(wǎng)系統中，二次設備的通信往往要通過(guò)總線(xiàn)和專(zhuān)用通信設備來(lái)實(shí)現。這種設備用內部的話(huà)說(shuō)叫做”總控單元“（國外一般稱(chēng)為RTU）。而在智能電網(wǎng)中，監控、保護等二次設備都將配有自適應和自我交互信息的模塊，能夠自適應地相互通信。這種的靈活性和自適應能力，將極大地提高可靠性，就好比讓設備實(shí)現”自治“。如此一來(lái)，即使部分系統出現了故障，其他設備仍然能夠穩定工作。