未来能源系统 智能电网的发展及趋势

 随着人类进入工业化时代，一直发展到至今，化石燃料一直占据着我们生产生活中的主要地位。但随着环境问题的日益突出，人类对能源的需求越来越多的转向清洁能源方面，逐渐加大了对电能的利用。智能电力网络系统规模也逐渐在扩大。

智能电力系统是将先进的传感量测、信息通信、自动控制、新型材料、先进储能等技术，与电力系统中发输配变用和调度各环节基础设施高度集成，具备全方位、全过程、全要素的智能监测、诊断、通信、控制、决策与自愈能力，能够承载大规模可再生能源发电和分布式能源发电上网，具有多指标自趋优运行能力，高度电力信息化、自动化、互动化的新型现代化电力系统。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。

智能电力系统的基本特征智能电力系统的特征包括：可靠自愈、灵活互动、清洁绿色、优质高效、信息集成、资产优化。

可靠自愈。自愈是智能电力系统的一个显著特征，也是其可靠性的本质要求。可靠自愈要求智能电力系统通过在线自我评估，预测电网可能出现的问题，并在很少或不用人为干预的情况下将故障元件从系统中隔离出来使电网迅速恢复到正常运行状态，实现对用户不间断的供电服务。

灵活互动。一方面，智能电力系统可灵活支持可再生能源、分布式发电、微电网以及电动汽车等新型用户等的大规模接入;另一方面，智能电力系统可实现电网运行与电力市场、电力交易无缝衔接，促进负荷侧管理和用户能效管理等措施落实，推动电力资源的优化配置。

清洁绿色。智能电力系统能促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在终端能源消费中的比重，降低能源消耗，大大减少对环境的负面影响，促进电力清洁绿色发展。

优质高效。智能电力系统能够以不同的价格水平提供不同等级的电能质量，以满足用户差异化的需求;通过应用超导材、储能以及改善电能质量的电力电子技术，减少由于闪电、开关涌流和谐波源引起等的扰动;通过监测和执行相关的标准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电力系统。通过对系统运行状态的实时监测，并更好地调控发输配电各环节，可以有效减少传输中的能量损耗，促进发电厂高效发电。

信息集成。包括监视、控制、维护、能量管理、配电管理、市场运营、ERP等和其他各类信息系统之间的综合集成，并要求在此基础上实现业务集成。通过不断的流程优化，信息整合，实现电网企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的集成，形成全面的辅助决策支持体系，支撑企业管理的规范化和精益化，不断提升电力企业的管理效率。支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合理配置、降低电网损耗、提高能源利用效率。

资产优化。电力系统是一个高科技、资产密集型的庞大系统，运行设备种类繁多，数量巨大。智能电力系统通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测，以获取设备的运行状态，实现设备的状态检修，同时使设备运行在最佳状态;通过调整系统的控制装置到降低损耗和消除阻塞的状态，选择最小成本的能源输送系统，提高运行的效率;通过先进的信息技术可以提供大量的数据和资料，并能集成到现有的企业系统中，使系统运行和维护费用以及电网建设投资得到有效管理。

智能电力系统关键技术可划分以下三个层次：

第一个层次：系统一次新技术和智能发电、用电基础技术，包括可再生能源发电技术、特高压技术、智能输配电设备、大容量储能、电动汽车和智能用电技术与产品等;第二个层次：系统二次新技术，包括先进的传感、测量、通信技术，保护和自动化技术等;第三个层次：电力调度、控制与管理技术，包括先进的信息采集处理技术、先进的系统控制技术、适应电力市场和双向互动的新型系统运行与管理技术等。

智能电力系统发展的最高形式是具有多指标、自趋优运行的能力，也是智能电力系统的远景目标。多指标就是指表征智能电力系统安全、清洁、经济、高效、兼容、自愈、互动等特征的指标体现。自趋优是指在合理规划与建设的基础上，依托完善统一的基础设施和先进的传感、信息、控制等技术，通过全面的自我监测和信息共享，实现自我状态的准确认知，并通过智能分析形成决策和综合调控，使得电力系统状态自动自主趋向多指标最优。

在绿色节能意识的驱动下，智能电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域。智能电网是电力网络，是一个自我修复，让消费者积极参与，能及时从袭击和自然灾害复原，容纳所有发电和能量储存，能接纳新产品，服务和市场，优化资产利用和经营效率，为数字经济提供电源质量。2020年中国将建成以华北、华东、华中特高压同步电网为中心，东北特高压电网、西北750千伏电网为送端，联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地，各级电网协调发展的坚强智能电网。华北、华东、华中特高压同步电网形成“五纵六横”主网架。