什么是智能電網？智能電網 “智能”在何處？

　　國家電網中國電力科學研究院：以物理電網為基礎(中國的智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各電壓等級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網為基礎)，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環(huán)保約束、保證電能質量、適應電力市場化發(fā)展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。

　　那么什么是智能電網？智能電網“智能”在何處？

　　什么是智能電網？

　　智能電網是指一個完全自動化的供電網絡，其中的每一個用戶和節(jié)點都得到實時監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點上的電流和信息的雙向流動。智能電網通過廣泛的應用分布式智能和寬帶通信，以及自動控制系統(tǒng)的集成，保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時互動。

　　智能電網有什么特點？

　　盡管各國根據(jù)自身的國情對智能電網建設有著不同的重點和目標，但是智能電網建設的驅動都是基于市場、安全、電能質量和環(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、集成。

　　智能電網能帶來什么效益？

　　1.在電力系統(tǒng)方面：可以節(jié)約系統(tǒng)有效裝機容量；降低系統(tǒng)總發(fā)電燃料費用；提高電網設備利用效率，減少建設投資；提升電網輸送效率，降低線損。

　　2.在用電客戶方面：可以實現(xiàn)雙向互動，提供便捷服務；提高終端能源利用效率，節(jié)約電量消費；提高供電可靠性，改善電能質量。

　　3.在節(jié)能與環(huán)境方面：可以提高能源利用效率，帶來節(jié)能減排效益；促進清潔能源開發(fā)，實現(xiàn)替代減排效益；提升土地資源整體利用率，節(jié)約土地占用。

　　4.其他方面：可以帶動經濟發(fā)展，拉動就業(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“智能”在何處？

　　一.用戶互動，電網透明化。

　　對于用戶來說，電力消費成為和手機話費一樣，可以選擇性的消費。用戶可以選擇不同的方案來購買電能、選擇用電。譬如用戶可以隨時查詢到，高峰時段電價高，那么我就盡量少用；低谷時段電價便宜，就配合智能化電器定或遠程控制，選擇在低電價的時段用電。

　　想要做到這一點，就需要供電公司和用戶建立的雙向實時的通信系統(tǒng)（網絡渠道），供電公司可以實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價、電網的狀況、計劃停電信息以及其他一些服務的信息等等，實現(xiàn)透明化。與此同時，用戶也可以根據(jù)這些信息制定合適的用電方案。我所在的城市，這種用電方案已經逐漸成熟，可以通過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，實現(xiàn)物聯(lián)網。

　　智能家電、智能控制設備等智能終端，將在智能電網中占據(jù)很重要的地位。通過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，可以輕松實現(xiàn)在電價便宜的時候用電。

　　不妨設想一下好了，當冬天外出，回家之前通過APP提前打開空調，開門就能觸摸溫暖。想在早晨6點之前用半價電燒一壺水，但又不想那么早起床操作，可以借助APP定時功能，確保6點前自動完成燒水……通過APP，還能如同查詢手機流量一樣，隨時了解某個電器設備在某一段時間內的耗電量，使用戶對于自己的用電賬本一目了然。

　　三.測量升級，大數(shù)據(jù)時代。

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

　　同樣的，在輸電網，采集各種開關信號量、遙測信息（電壓、電流、相位、相角、有功功率、無功功率乃至變壓器油溫等等），也將做到實時更新，刷新的速率也將達到至少每秒一次。這樣精確的數(shù)據(jù)量，將大大提高電網的可靠性，也可以有效進行故障預判和快速調整。

　　大數(shù)據(jù)當然自有它的好處。通過大數(shù)據(jù)平臺搭配云計算技術，技術人員可實時觀察到全網范圍內的電能流動狀態(tài)、電能負載熱區(qū)、設備故障高發(fā)區(qū)和客戶集中區(qū)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更加智能化的電網。具體的新概念和新技術包括以下這些：

　　1.電網數(shù)據(jù)可視化

　　在智能電網中，通過分析包括調度、輸配電、發(fā)電和用戶信息等大數(shù)據(jù)（這些數(shù)據(jù)大都是實時并且高度信息化集成的），通過軟件實現(xiàn)實時可視化運算分析，可以全面完整地展示電網運行狀態(tài)中每一個細節(jié)，為管理層提供輔助決策支持和依據(jù)。

　　2.電網負載趨勢預測

　　不僅如此，通過大數(shù)據(jù)分析電網負載的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，展示全網實時負載狀態(tài)，可以預測電網負載變化趨勢。并通過綜合性的管理，提高設備的使用率，降低電能損耗，使得電網運行更加經濟和高效。

　　3.設備故障趨勢預測

　　通過大數(shù)據(jù)分析電網中故障設備的故障類型、歷史狀態(tài)和運行參數(shù)之間的相關性，預測電網故障發(fā)生的規(guī)律，評估電網運行風險，可以實現(xiàn)實時預警，讓技術人員提前做好設備維護和檢查工作。

　　4.電網實現(xiàn)自我修復

　　在智能電網中，將電網中的故障設備，以最快的速度從電網系統(tǒng)中隔離出來，并且在幾乎自動化的狀態(tài)下（很少或不用人為干預）實現(xiàn)系統(tǒng)自我恢復到正常運行狀態(tài)，從而做到幾乎不中斷對用戶的供電服務。我們可以類比一下人體的免疫系統(tǒng)，這和智能電網的自我修復很類似。結合上兩條的預測，電網系統(tǒng)可以進行持續(xù)自我預測，當發(fā)現(xiàn)已經存在或可能出現(xiàn)的故障時，立即采取措施加以控制或糾正。

　　5.二次設備獨立通信

　　在現(xiàn)有的電網系統(tǒng)中，二次設備的通信往往要通過總線和專用通信設備來實現(xiàn)。這種設備用內部的話說叫做”總控單元“（國外一般稱為RTU）。而在智能電網中，監(jiān)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，就好比讓設備實現(xiàn)”自治“。如此一來，即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其他設備仍然能夠穩(wěn)定工作。