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(chǔ)(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(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ))，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)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)。它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動的電力供應(yīng)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)是指一個完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每一個用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動。智能電網(wǎng)通過廣泛的應(yīng)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(shí)時進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實(shí)時互動。

　　智能電網(wǎng)有什么特點(diǎn)？

　　盡管各國根據(jù)自身的國情對智能電網(wǎng)建設(shè)有著不同的重點(diǎn)和目標(biāo)，但是智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動都是基于市場、安全、電能質(zhì)量和環(huán)境因素，其特征可歸結(jié)為：自愈、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效、優(yōu)質(zhì)、集成。

　　智能電網(wǎng)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(jī)容量；降低系統(tǒng)總發(fā)電燃料費(fèi)用；提高電網(wǎng)設(shè)備利用效率，減少建設(shè)投資；提升電網(wǎng)輸送效率，降低線損。

　　2.在用電客戶方面：可以實(shí)現(xiàn)雙向互動，提供便捷服務(wù)；提高終端能源利用效率，節(jié)約電量消費(fèi)；提高供電可靠性，改善電能質(zhì)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(jìn)清潔能源開發(fā)，實(shí)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(jīng)濟(jì)發(fā)展，拉動就業(yè)；保障能源供應(yīng)安全；變輸煤為輸電，提高能源轉(zhuǎn)換效率，減少交通運(yùn)輸壓力。

　　智能電網(wǎng)“智能”在何處？

　　一.用戶互動，電網(wǎng)透明化。

　　對于用戶來說，電力消費(fèi)成為和手機(jī)話費(fèi)一樣，可以選擇性的消費(fèi)。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(yuǎn)程控制，選擇在低電價的時段用電。

　　想要做到這一點(diǎn)，就需要供電公司和用戶建立的雙向?qū)崟r的通信系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)渠道），供電公司可以實(shí)時通知用戶其電力消費(fèi)的成本、實(shí)時電價、電網(wǎng)的狀況、計(jì)劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息等等，實(shí)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(jīng)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(shè)備，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。

　　智能家電、智能控制設(shè)備等智能終端，將在智能電網(wǎng)中占據(jù)很重要的地位。通過在手機(jī)上安裝的用電APP，就能遠(yuǎn)程遙控電熱水器、空調(diào)、冰箱、電熱水壺等電器，可以輕松實(shí)現(xiàn)在電價便宜的時候用電。

　　不妨設(shè)想一下好了，當(dāng)冬天外出，回家之前通過APP提前打開空調(diào)，開門就能觸摸溫暖。想在早晨6點(diǎn)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(diǎn)前自動完成燒水……通過APP，還能如同查詢手機(jī)流量一樣，隨時了解某個電器設(shè)備在某一段時間內(nèi)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(jī)械電表，既不精確也容易被盜電。在智能電網(wǎng)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(wǎng)，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(wǎng)，采集各種開關(guān)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(shí)時更新，刷新的速率也將達(dá)到至少每秒一次。這樣精確的數(shù)據(jù)量，將大大提高電網(wǎng)的可靠性，也可以有效進(jìn)行故障預(yù)判和快速調(diào)整。

　　大數(shù)據(jù)當(dāng)然自有它的好處。通過大數(shù)據(jù)平臺搭配云計(jì)算技術(shù)，技術(shù)人員可實(shí)時觀察到全網(wǎng)范圍內(nèi)的電能流動狀態(tài)、電能負(fù)載熱區(qū)、設(shè)備故障高發(fā)區(qū)和客戶集中區(qū)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)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(shù)據(jù)可視化

　　在智能電網(wǎng)中，通過分析包括調(diào)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(shí)時并且高度信息化集成的），通過軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時可視化運(yùn)算分析，可以全面完整地展示電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)中每一個細(xì)節(jié)，為管理層提供輔助決策支持和依據(jù)。

　　2.電網(wǎng)負(fù)載趨勢預(yù)測

　　不僅如此，通過大數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)，展示全網(wǎng)實(shí)時負(fù)載狀態(tài)，可以預(yù)測電網(wǎng)負(fù)載變化趨勢。并通過綜合性的管理，提高設(shè)備的使用率，降低電能損耗，使得電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。

　　3.設(shè)備故障趨勢預(yù)測

　　通過大數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)中故障設(shè)備的故障類型、歷史狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)之間的相關(guān)性，預(yù)測電網(wǎng)故障發(fā)生的規(guī)律，評估電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時預(yù)警，讓技術(shù)人員提前做好設(shè)備維護(hù)和檢查工作。

　　4.電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)

　　在智能電網(wǎng)中，將電網(wǎng)中的故障設(shè)備，以最快的速度從電網(wǎng)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(yù)）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而做到幾乎不中斷對用戶的供電服務(wù)。我們可以類比一下人體的免疫系統(tǒng)，這和智能電網(wǎng)的自我修復(fù)很類似。結(jié)合上兩條的預(yù)測，電網(wǎng)系統(tǒng)可以進(jìn)行持續(xù)自我預(yù)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)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(shè)備獨(dú)立通信

　　在現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)中，二次設(shè)備的通信往往要通過總線和專用通信設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)備用內(nèi)部的話說叫做”總控單元“（國外一般稱為RTU）。而在智能電網(wǎng)中，監(jiān)控、保護(hù)等二次設(shè)備都將配有自適應(yīng)和自我交互信息的模塊，能夠自適應(yīng)地相互通信。這種的靈活性和自適應(yīng)能力，將極大地提高可靠性，就好比讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)”自治“。如此一來，即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其他設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定工作。