未來能源系統(tǒng)智能電網(wǎng)的發(fā)展及趨勢(shì)

       隨著人類進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代，一直發(fā)展到至今，化石燃料一直占據(jù)著我們生產(chǎn)生活中的主要地位。但隨著環(huán)境問題的日益突出，人類對(duì)能源的需求越來越多的轉(zhuǎn)向清潔能源方面，逐漸加大了對(duì)電能的利用。智能電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模也逐漸在擴(kuò)大。

       智能電力系統(tǒng)是將先進(jìn)的傳感量測(cè)、信息通信、自動(dòng)控制、新型材料、先進(jìn)儲(chǔ)能等技術(shù)，與電力系統(tǒng)中發(fā)輸配變用和調(diào)度各環(huán)節(jié)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成，具備全方位、全過程、全要素的智能監(jiān)測(cè)、診斷、通信、控制、決策與自愈能力，能夠承載大規(guī)模可再生能源發(fā)電和分布式能源發(fā)電上網(wǎng)，具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力，高度電力信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的新型現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。

智能電力系統(tǒng)的基本特征智能電力系統(tǒng)的特征包括：可靠自愈、靈活互動(dòng)、清潔綠色、優(yōu)質(zhì)高效、信息集成、資產(chǎn)優(yōu)化。可靠自愈。自愈是智能電力系統(tǒng)的一個(gè)顯著特征，也是其可靠性的本質(zhì)要求。可靠自愈要求智能電力系統(tǒng)通過在線自我評(píng)估，預(yù)測(cè)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題，并在很少或不用人為干預(yù)的情況下將故障元件從系統(tǒng)中隔離出來使電網(wǎng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶不間斷的供電服務(wù)。

靈活互動(dòng)。一方面，智能電力系統(tǒng)可靈活支持可再生能源、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及電動(dòng)汽車等新型用戶等的大規(guī)模接入；另一方面，智能電力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行與電力市場(chǎng)、電力交易無縫銜接，促進(jìn)負(fù)荷側(cè)管理和用戶能效管理等措施落實(shí)，推動(dòng)電力資源的優(yōu)化配置。清潔綠色。智能電力系統(tǒng)能促進(jìn)可再生能源發(fā)展與利用，提高清潔電能在終端能源消費(fèi)中的比重，降低能源消耗，大大減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，促進(jìn)電力清潔綠色發(fā)展。

       優(yōu)質(zhì)高效。智能電力系統(tǒng)能夠以不同的價(jià)格水平提供不同等級(jí)的電能質(zhì)量，以滿足用戶差異化的需求；通過應(yīng)用超導(dǎo)材、儲(chǔ)能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)，減少由于閃電、開關(guān)涌流和諧波源引起等的擾動(dòng)；通過監(jiān)測(cè)和執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，限制用戶負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電力系統(tǒng)。通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并更好地調(diào)控發(fā)輸配電各環(huán)節(jié)，可以有效減少傳輸中的能量損耗，促進(jìn)發(fā)電廠高效發(fā)電。

       信息集成。包括監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量管理、配電管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、ERP等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，并要求在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)集成。通過不斷的流程優(yōu)化，信息整合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)管理、生產(chǎn)管理、調(diào)度自動(dòng)化與電力市場(chǎng)管理業(yè)務(wù)的集成，形成全面的輔助決策支持體系，支撐企業(yè)管理的規(guī)范化和精益化，不斷提升電力企業(yè)的管理效率。支持電力市場(chǎng)和電力交易的有效開展，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置、降低電網(wǎng)損耗、提高能源利用效率。

       資產(chǎn)優(yōu)化。電力系統(tǒng)是一個(gè)高科技、資產(chǎn)密集型的龐大系統(tǒng)，運(yùn)行設(shè)備種類繁多，數(shù)量巨大。智能電力系統(tǒng)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)；通過調(diào)整系統(tǒng)的控制裝置到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高運(yùn)行的效率；通過先進(jìn)的信息技術(shù)可以提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并能集成到現(xiàn)有的企業(yè)系統(tǒng)中，使系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用以及電網(wǎng)建設(shè)投資得到有效管理。

智能電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)可劃分以下三個(gè)層次：

       第一個(gè)層次：系統(tǒng)一次新技術(shù)和智能發(fā)電、用電基礎(chǔ)技術(shù)，包括可再生能源發(fā)電技術(shù)、特高壓技術(shù)、智能輸配電設(shè)備、大容量?jī)?chǔ)能、電動(dòng)汽車和智能用電技術(shù)與產(chǎn)品等；第二個(gè)層次：系統(tǒng)二次新技術(shù)，包括先進(jìn)的傳感、測(cè)量、通信技術(shù)，保護(hù)和自動(dòng)化技術(shù)等；第三個(gè)層次：電力調(diào)度、控制與管理技術(shù)，包括先進(jìn)的信息采集處理技術(shù)、先進(jìn)的系統(tǒng)控制技術(shù)、適應(yīng)電力市場(chǎng)和雙向互動(dòng)的新型系統(tǒng)運(yùn)行與管理技術(shù)等。

       智能電力系統(tǒng)發(fā)展的最高形式是具有多指標(biāo)、自趨優(yōu)運(yùn)行的能力，也是智能電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景目標(biāo)。多指標(biāo)就是指表征智能電力系統(tǒng)安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、高效、兼容、自愈、互動(dòng)等特征的指標(biāo)體現(xiàn)。自趨優(yōu)是指在合理規(guī)劃與建設(shè)的基礎(chǔ)上，依托完善統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施和先進(jìn)的傳感、信息、控制等技術(shù)，通過全面的自我監(jiān)測(cè)和信息共享，實(shí)現(xiàn)自我狀態(tài)的準(zhǔn)確認(rèn)知，并通過智能分析形成決策和綜合調(diào)控，使得電力系統(tǒng)狀態(tài)自動(dòng)自主趨向多指標(biāo)最優(yōu)。

       在綠色節(jié)能意識(shí)的驅(qū)動(dòng)下，智能電網(wǎng)成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。智能電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)自我修復(fù)，讓消費(fèi)者積極參與，能及時(shí)從襲擊和自然災(zāi)害復(fù)原，容納所有發(fā)電和能量?jī)?chǔ)存，能接納新產(chǎn)品，服務(wù)和市場(chǎng)，優(yōu)化資產(chǎn)利用和經(jīng)營(yíng)效率，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供電源質(zhì)量。2020年中國(guó)將建成以華北、華東、華中特高壓同步電網(wǎng)為中心，東北特高壓電網(wǎng)、西北750千伏電網(wǎng)為送端，聯(lián)結(jié)各大煤電基地、大水電基地、大核電基地、大可再生能源基地，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。華北、華東、華中特高壓同步電網(wǎng)形成“五縱六橫”主網(wǎng)架。