智能電網的理解精選(九篇)

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第1篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：電力工程技術；存在問題；管理應用；建設；應用

1 關于智能電網環(huán)節(jié)的剖析

隨著時代的發(fā)展，智能電網建設應用面臨著更嚴峻的挑戰(zhàn)，在現代化智能電網建設應用過程中，其具備綠色環(huán)保的特點，這滿足了當下的經濟可持續(xù)發(fā)展的需要。通過對電網資源的有效利用，確保其對環(huán)境污染程度的降低，避免其受到不良的影響。我國智能電網建設具備比較強的架構，正是這種良好的架構才確保其面對惡劣天氣的承受能力，避免外界氣候條件對電網運作的干擾。在其應用過程中，也可以進行電網資源的優(yōu)化，確保電網的運作整合效率的提升。通過對電網自動化模式的應用，就工作過程中產生的故障，展開探究分析，確保其診斷模式的應用，實現有效的調節(jié)控制，保證故障問題的解決，保證功能的完善性。智能電網建設應該綜合各方面的因素，將成本控制在最合適的范圍內，不僅能確保能源的質量，還能提高經濟效益。交互性是指在能源的供應中，建立起市場和用戶之間的交流模式，以根據用戶的具體需求，不斷優(yōu)化服務質量。

2 智能電網建設環(huán)節(jié)中電力工程技術模式的應用

通過對電力工程模式智能電網建設環(huán)節(jié)的剖析，可以得知，通過對電力工程應用工作環(huán)節(jié)的應用，可以為智能電網設備提供一系列的電源。以滿足實際工作的需要，比如交流電源、直流電源等。在一些蓄電池充電模式中，通常都是應用直流電源的，通過對這宗電源模式的應用，可以確保變電所工作設備的運作。通過對交流電源及其直流電源的應用，更加滿足了當代智能電網的應用。在輸電過程中為了保證智能電網獲取良好的效益，通常需要進行一些電力工程技術的應用，比較常見的技術是無功補償技術將其諧波抑制技術，這兩種電力模式的應用，可以配合電力工程的新型裝置，滿足日常輸電工程的需要。有一些國家在一些輸電工程中由于線路比較長，或者是輸電的容量比較大時，一般都是通過直流電的輸電方式來進行的。在我國輸電線路的建設工作中，尤其是一些高壓直流電的輸電線路，通常都利用晶閘管變流裝置作為送電與受電兩端的整流閥和逆變閥裝置。這些設備的應用，大大提高了電網輸送的穩(wěn)定性以及容量。這些裝置用在配電網中，能夠防止電網突然間停電，或者電壓的突然降低和閃變，從而提高了供電的效果。這些功能和智能電網的建設要求相符合，因此，能夠在智能電網建設中加以應用。

在發(fā)電應用模式中，通過對當代的電力工程技術的更新，以滿足當代電子設備的應用需要，通過對電能的有效轉化，確保電力資源的控制，實現電能源消耗量的控制，這樣就方便日常機電設備的應用，促進綜合運行效益的提升。目前來說，我國一些供電所的功率元器件都是半導體式的，實現其高壓模式的開展。通過對這些高壓變頻技術的應用，實現電力應用的智能化，比如對電氣傳動技術、柔流輸電技術的應用，從而進行高效的超電壓輸電技術的應用，以滿足當下工作的需要。電能的質量優(yōu)化技術。該技術在智能電網建設中的應用，需要建立在電能的質量等級劃分以及評估方法體系的完善的基礎上，對供用電的接口所具備的經濟性能進行分析，從而建立起用戶經濟性以及技術等級這兩個評估體系，并借助法律法規(guī)的不斷完善，來促使智能電網的建設往經濟且優(yōu)質的方向發(fā)展。電能的質量優(yōu)化技術的應用，具體涵蓋了直流有源濾波器相關技術、自適應靜止無功補償技術、電氣化鐵道平衡供電技術。

通過對柔流輸電技術的應用，可以保證新型能源的輸入，確保電網內部資源的有效利用。當然了，這也需要一定的技術做基礎，比如微電子應用技術、電力技術及其通信技術等，從而實現對交流輸電的有效控制。這是我國智能電網建設的一個重要應用條件，為其提供一定的電壓，滿足日常輸變電的需要。在電網建設應用過程中，進行交流輸電環(huán)節(jié)的控制，確保輸變電的應用。隨著我國智能電網需求的不斷提升，電力工程應用技術的更新是非常必要的，尤其是隨著技術的更新，實現電網各個參數的有效調節(jié)及其控制，進行電網模式的正常運行降低其損耗程度，提升輸電線路的輸送能力。高壓直流輸電技術。當前的直流輸電系統(tǒng)中，很多環(huán)節(jié)都采用交流電，但是輸電過程是用直流電的。采用該技術能夠利用控制換流器，實現整流或者逆變的工作狀態(tài)。一些重量比較輕的直流輸電系統(tǒng)中，換流器一般是由一些可以關斷的元件組成的，它有利于提高輸送的穩(wěn)定性，且具有較高的經濟性能。

在我國智能電網建設過程中，通過對集中化的電場并網模式的應用，可以實現電網領域的有效開發(fā)，以更好的明確電網運作的放線，實現良好的并網技術效益的提升。通過對上述幾個應用模式的分析，可以實現我國電網能量轉化技術的進步，實現對國外的先進的能量轉化優(yōu)勢的吸取，因為我國的該種技術依舊是欠完善的，不能實現其初級模式的有效開展，這需要做好電網建設環(huán)節(jié)的相關工作，比如對可再生能源的應用，對并網技術模式的應用，串聯補償中的工程應用。伊馮500kv TCSC項目是國家發(fā)改委批準的國家級科學研究項目。該項目是由C-EPRI Science & Technology Co.，Ltd建立，將伊馮500kv TCSC項目的限定功率由1460000kW提高至2500000kW，用于該項目的TCSC設備，都是由中國獨立設計、發(fā)展、組裝和調試的。這個設備的成功運營表明中國已經精通了適應高寒地區(qū)的全套大容量可控串補的技術，并實現了HV TCSC的工業(yè)化應用。

通過對并聯補償工程模式的應用，可以實現電網運作效率的提升，其實現了無功補償的新型設備的應用，該設備具備良好的裝機容量，能夠對無功補償技術進行優(yōu)化。我國某些公司將無功補償設備運用到現實電網建設中，對于電力工作中的電力質量的問題是非常有好處的。電力質量問題涉及的方面是比較廣泛的，比如電壓波動模式、諧波技術等，這些是電網建設過程中的重要部分。通過對無功補償設備的應用，可以確保電力工程的安全運作，確保電力公司的綜合效益的提升。在電力建設過程中，通過對常規(guī)電力技術模式的應用，非常有利于電力質量的提升的。北京大型航空公司的電力負載對電壓驟降和短期的電源中斷造成的短暫電力質量問題很敏感。根據這家公司的實際情況，安置兩個常規(guī)的電力設備，通過常規(guī)的電力技術解決電力質量問題。在成功運營后，這些設備有效地消除了電力質量問題。通過對智能電網在我國建設中的發(fā)展趨勢及特點的分析，提出了電力工程在智能電網建設中的重要應用，對在智能電網建設中的總體應用、具體技術應用以及關鍵技術的應用進行了探討。通過實例表明，電力工程技術的應用，對于促進智能化電網的建設，優(yōu)化能源結構以及提高經濟效益具有重要作用。

第2篇：智能電網的理解范文

關鍵詞 智能電網；管理一體化；運營模式

中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0190-01

隨著社會經濟的不斷發(fā)展及科學技術的迅速提高，智能電網的運行及管理要求也不斷受到重視。智能電網的一體化運營模式觀念的形成是需要電力公司與用戶建立雙向了解基礎，電力公司為用戶提供電力，滿足用戶需求并不損害用戶利益，才能讓用戶用得放心，樹立良好的信譽，提高能源利用效率，節(jié)省電力資源。智能電網把“智能互動”作為其主要特點和建設目的。因此，在提高智能電網管理一體化運營模式的過程中，就需要電力公司和用戶的積極配合，通過需求側管理技術，達到智能電網成功實施其管理一體化的高端運營模式的目的。

1 智能電網的一體化運營模式中存在的問題

1.1 管理設施陳舊，能源資源浪費

智能電網管理作為一種高科技手段，就是需要通過科學技術的進步發(fā)展不斷探求新的技術，及時更新陳舊的智能電網管理設施，有效地控制能源資源浪費嚴重現象，使電網工業(yè)能夠穩(wěn)定的運行下去。管理設施的陳舊不僅難以用最新智能科學技術實現智能電網的一體化管理，而且容易造成電力資源的浪費，難以保障電力公司的穩(wěn)定有效運行。比如在當前大力宣傳能源節(jié)約的行動下，智能電網引起管理設施的陳舊，使得電能達不到合理利用，這樣不僅造成能源浪費，而且還會影響人們對智能電網的錯誤理解，使得管理一體化難以在人群中推行。

1.2 智能電網更新得不到科學技術的有效支持

這主要是因為缺乏高技術智能電網管理人才?？茖W的高速發(fā)展使得在各個方面對人才的需求都是大增，智能電網也不例外。智能電網引起管理人員堅守傳統(tǒng)的管理觀念，使得管理方法、管理技術得不到及時更新，一定程度上造成在實施管理一體化的過程中問題的出現，不利于電力的有效地管理。

1.3 用戶缺乏對智能電網的認識，不利于一體化運營的開展

至今，在國內外還有很多人對智能電網理解不清楚，導致一體化難以實施運營。比如，一些用戶認為像一些高端技術自己無論從經濟還是能力上都無法使用，更沒有精力去響應社會需求，于是就會對一切高技術置之不理。首先是家庭支付能力有限，再次，更重要的是傳統(tǒng)觀念占據了一定得地位，導致在對一體化運營存在偏見，況且一切新事物的產生使用都會有一個接受使用階段。因此要重視對用戶進行詳盡有效地宣傳，使其理解并接受使用智能電網。

2 關于實現智能電網的一體化運營模式的相關策略及具體運用

2.1 采用高新技術，提高需求側管理技術

管理采用高新技術，提高需求側管理技術是實現智能電網一體化管理的有效途徑。一體化就是要實現智能電網數據的一體化、供需的一體化、功能的一體化等對各方面進行有效管理想喝就需要高端科學技術的運用，采集有效合理的電網信息，及時對電力使用信息作出反饋，從而改進電力管理。就如在提高需求側管理技術的應用上，要使用負荷管理，提倡用戶合理用電，改變不合理的用電方式，實現用戶的節(jié)電意識培養(yǎng)，從而實現資源的優(yōu)化配置。

2.2 革新設備、培養(yǎng)人才以提高電網能源的使用效率

這種方法的目的就是要為用戶提供潔凈能源，提高電網能源的使用效率。只有不斷地革新技術設備，培養(yǎng)高素質管理模式人才，才能有效的實行智能電網一體化運營。比如國家在智能電網設施管理和人才培養(yǎng)上應加大投入，不斷研究更新最新設備，解除管理及維修人員的傳統(tǒng)舊觀念思想，對智能電網的一體化運營模式形成更好的認識，才能有效的引導用戶加入智能電網運營行列，保障一體化有效運營。

2.3 大力宣傳智能電網管理一體化，加強人們的能源節(jié)約意識

大力宣傳智能電網管理一體化運營，使人們了解其優(yōu)點，是加強人們的能源節(jié)約意識的關鍵所在。往往對于一種新技術、新事物，人們都會經歷一個逐步認識了解甚至是排斥的過程，在逐步的認識清楚之后，才會慢慢的接受并投入使用，所以大力宣傳智能電網管理一體化運營是至關重要的。因此，在這方面國家電力人員可以做好海報宣傳、實地宣傳等各種宣傳途徑，解除人們心中的疑慮，使其逐步認識了解到智能電網的優(yōu)勢。比如，國家也可以讓智能電網一體化管理模式在部分地區(qū)推行一段時期，使人們親身體會到智能電網的利益，并且認識到其對環(huán)境保護和能源節(jié)約的重要作用，這樣更有助于智能電網管理一體化運營模式在更多地區(qū)的普及。

3 結論

總而言之，智能電網一體化模式的推行與大力投入使用還需要一個慢慢理解與改進的過程，在這個過程中應該重視運用高科技，提高需求側管理技術；創(chuàng)新技術，革新設備，提高智能電網能源的使用效率；培養(yǎng)管理一體化運營技術人才，加強一體化管理運營模式等方面的改進策略，使數據、維護、供需一體化更能做到能源潔凈、能源節(jié)約的效果，實現國家智能電網的穩(wěn)定運行，實現人與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，相關工作人員要認識到智能電網一體化運營的積極作用，采取有效措施使其大力推行。

參考文獻

[1]龔國軍.智能電網：低碳時代的重要選擇――“2009?中國智能電網與信息化高層論壇”綜述[J].中國電力企業(yè)管理，2010(4).

第3篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：智能電網;評價指標;主成分分析

引言：為了應對日益嚴峻的環(huán)境問題、保障能源安全、促進經濟發(fā)展，近年來在全球范圍內能源革命已悄然發(fā)生。這場能源消費變革以技術創(chuàng)新為依托，以電力消費變革為突破口，旨在優(yōu)化能源結構、提高能源的利用效率、促進節(jié)能降耗，實現能源利用的環(huán)?？沙掷m(xù)利用模式最終實現經濟的可持續(xù)發(fā)展。

智能電網作為電力消費變革的關鍵點和著力點，為未來電網的發(fā)展指明了發(fā)展的方向。但是同時也應意識到，智能電網的建設是一個龐大而且艱巨的系統(tǒng)工程，涉及智能電網基礎技術、智能發(fā)電、智能輸電、智能配電及智能用電技術在內的各項復雜技術的實踐，要實現電網的智能化難度可想而知。鑒于智能電網規(guī)劃、發(fā)展、建設的重要性、長期性與復雜性，評價智能電網各階段的建設水平，辨別出不同區(qū)域電網智能化建設的差異情況，為智能電網長期規(guī)劃提供有益參考就顯得尤為重要。

目前，智能電網建設及智能技術創(chuàng)新等相關領域的研究已經吸引了國內外研究學者的研究興趣。研究成果也越來越豐富，較多的集中在，逐步探索出各類智能電網評估指標體系的構建方法[1-2]，對新能源和低碳等特定領域的智能化評價方法也進行深入研究，建立智能電網促進經濟的低碳可持續(xù)發(fā)展的效益模型，并在國內外智能電網評價體系對比分析的前提下，提出了適合我國國情的智能電網綜合評價體系的構建思路及原則。

相較于智能電網評價指標體系的研究進展，對智能電網建設層面進行綜合評價的研究相對缺乏，具體表現在缺乏有效的綜合評估方法實現與現有的評價指標體系進行完美契合，導致對智能電網發(fā)展總體水平的評估出現困難，現有的狀況僅僅是大量評價指標數據的簡單羅列和堆砌，對智能電網發(fā)展總體水平的評估的幫助甚微。雖然動態(tài)綜合評價法嫡權法和生產函數法等評價方法已被提出并成功應用于智能電網整體評估，但是運用上述方法對智能電網建設階段進行評估 還是略顯不足。

本文采用主成分分析與分析相結合的方法對智能電網建設評價指標體系進行簡化并重構，將數目繁多的評價指標劃分為若干大類，且彼此之間互不相關，最后生成綜合主成分評價指標評估函數，依據綜合評價函數對評價對象給出量化結果，實現對評價對象的比較和排序。該方法可以區(qū)分不同區(qū)域間智能電網建設的差異性和優(yōu)劣性，并可依據具體類別進行排序比較，最后結合天津市5轄區(qū)智能電網建設的實際情況給出算例，驗證此方法的可行性。

一、主成分分析

主成分分析（Principal Component Analysis， PCA）是現代多元統(tǒng)計分析學科中處理多變量、高維度系統(tǒng)最方便快捷的方法之一。主成分分析是一種把系統(tǒng)中的多個變量（指標）轉化為幾個綜合指標的統(tǒng)計分析方法，因而可將多變量的高緯空間問題簡化成低維的綜合指標問題，能反映系統(tǒng)信息量最大的綜合指標為第一主成分，其次為第二主成分。

（一）主成分分析的數學解釋。設有n個樣本，每個樣本可用兩個指標x10和x20表示，n個樣本是隨機分布的。將原始數據進行標準化處理，這樣可以消除隨機變量不同量綱引起的不可比性。如第個樣本的原始數據為x1k0和x2k0，經過標準化處理后，其參數為：x= i=1，2;k=1，2，…，n。其中=x σ=（x-） 。 標準化以后的參數有以下性質：x=0

x /（n-1）=1。即標準化之后的變量均值為0，方差為1。用二維變量x1、x2共量測100個數據并將其繪制在x1、x2構成的坐標系中，如圖1所示?？梢?，2個坐標軸上的數據離散度均較大，即二維變量的數據方差較大?，F將坐標軸順時針轉過角度，原坐標系變換為y1、y2，參見圖1。則有：Y===AX。x，y是新坐標系下的量測數據矩陣。轉換后的坐標系y1，y2是正交的，n個點在y1上的方差較大，在y2軸上分布較為集中。因此，二維空間的樣本點用y1表示，損失的信息較小，可將y1軸作為單一主成分軸，y1和y2正交，且方差較小，可作為第二主成分軸。

一般來說，每個樣本是p維的，略去樣本號k后，樣本可用p個變量（x1，x2，…，xp）表示p個指標。為進行主成分分析，將坐標變換成p個綜合變量y1，y2，…，yp，這p個變量形成新的坐標系，坐標軸相互正交。所以，可得到以下變換關系式：

其矩陣表示形式為：Y=LX，式中L為正交變換矩陣。

轉換后的y坐標系也是一個正交坐標系，新坐標系下，樣本點對不同的yi和yj軸的協方差為0，方差最大的為第一主成分。

圖1 100個數據變量分布

（二）主成分分析建模。假定x為已標準化的樣本數據矩陣，對于n個樣本，x矩陣可表示為：

定義樣本的相關矩陣為R，則

其中R矩陣中的元素rij與樣本的方差和協方差有關，即rij=xx。對于原始樣本來說，方差和協方差：Vij=（x-）（x-）/（n-1） i，j=1，2…，p。

相關矩陣的特征值可由下式求得

即R-λI=0

求出的個特征值滿足以下關系：

式中λj-第j個主成分軸方向的方差。由于λ1最大，故由λ1反映的綜合指標為第一主成分軸。一般取q個主成分，要求（λ1+λ2+…+λp）/p=0.6-0.8，也就是說，總方差的誤差在0.2～0.4之間，就能滿足要求。λs/p是q個主成分的的累積貢獻率。相關矩陣R的特征向量為一個正交矩陣L，即

其中，對應于λ1的特征向量為L1=（l11l12…l1p），其余依次類推。經過坐標變換后得到的新變量（或主成分）yp的表達式：

y1=L1x;y2=L1x;…;yp=Lpx。

定義主成分yj和 原有變量xi之間的相關系數為，稱為因子負荷量aji，它表示第j個主成分對原變量xi的貢獻程度，一般有正有負。如果取q個主成分，則對變量xi的總貢獻率

θi為各因子負荷量aji的平方和，即θi=a2ji=λl2ji。再依據以下公式分別求出各個主成分的方差貢獻率和累積貢獻率。即：ωi=λ/p p=λ/λ。 最后依據保留原始數據信息量（主成分累積方差貢獻率）的要求選取適量的主成分的個數。

綜上所述，可以得出應用主成分分析法進行系統(tǒng)評價的主要計算步驟，如下：（1）對數據樣本進行標準化處理。（2）計算樣本的相關矩陣∑。（3）求相關矩陣∑的特征值和特征向量。（4）根據系統(tǒng)要求的累積方差貢獻率確定主成分的個數。（5）確定主成分的線性方程式。（6）依據各個主成分的方差貢獻率得出綜合評價函數。 （7）依據綜合評價函數得出各個評價對象的得分，給出評價的結果。

二、基于主成分分析智能電網建設評價適用性分析

（1）依據完善的針對智能電網建設階段評價體系，可知共有n個評價指標，對m個區(qū)域電網的智能化差異水平進行衡量，得到原始評價數據矩陣Xm×n，與主成分分析模型中要求的原始數據矩陣相一致。（2）評價體系中的評價指標之間一般不是孤立存在的，往往是相互關聯的。（3）需要對評價體系中個別評價指標進行簡單的預處理。（4）主成分評價的因子載荷矩陣

U隨評價指標的數量的多寡而變化，對智能電網建設綜合評價指標進行精選，充分借鑒國內外不同國家和地區(qū)對智能電網發(fā)展建設的評價指標，能夠有效提高對特定區(qū)域電網智能化建設水平評價的真實性。

三、智能電網建設綜合評價流程

具體評價過程為：首先依據智能電網建設的特點選取適用的評價指標體系，對評價對象各自在選取的指標體系上的原始數據進行采集，接下來對搜集的原始數據進行標準化處理。緊接著對搜集的原始數據進行判定。評價結果可以具體分為兩類。第一也是為主要的結果，依據建立的主成分綜合評價指標函數對每個評價對象進行打分，依據評價對象的得分情況對評價對象進行量化分析。其二，依據得出的主成分因子載荷矩陣對原有的評價指標體系進行分析，將原評價指標進行歸類，并對所屬的類別進行具有實際現實含義的命名，使原有的指標體系變得更加清晰明了，容易理解。

四、算例分析

（一）原始數據。根據我國智能電網的建設要求和總體的發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略思路以及國家智能電網提出的“智能、高效、可靠、綠色”的發(fā)展建設目標，決定采用譚偉等在《智能電網低碳指標體系初探》中提出的評價指標體系，對天津市5個市轄區(qū)的智能電網在此評價指標體系上的原始數據進行采集，得表1.

表1 天津市5轄區(qū)智能電網建設評價指標值

（二）計算結果及分析。利用SPSS19.0對搜集來的數據進行分析處理，得到相關矩陣的主成分特征值及其方差貢獻率如表2所示。

由相關矩陣的特征向量可以寫出前2個主成分的表達式，再依據前兩個主成分的方差貢獻率可以得出綜合評價函數，評價結果見表3。

由表3可知，電網1和電網3的電網智能化綜合得分較高，電網2的電網智能化綜合得分處于中間位置，電網4和電網5的電網智能化水平已經落后于前3個地區(qū)，電網5無論是在第1、2主成分以及綜合主成分上排名均靠后。依據主成分載荷矩陣對原有的評價指標進行分析，對原有的指標進行歸類，加深對原有指標體系的理解。因子載荷矩陣見表4。

表4 被考察電網的主成分因子載荷矩陣

依據的判別標準，由第一主成分與原有的指標體系的因子載荷矩陣可將指標1至指標5歸為一類，指標6至指標9歸為另一類，不難發(fā)現，前5個指標反映智能電網發(fā)電側的建設水平，而接下來的4個指標則反映出智能電網輸配電側的建設情況。再結合表3中的5個不同地區(qū)的電網在第一和第二主成分的各自得分，以及5個電網在指標體系上采集的原始數據可以得出，對電網4和5在未來電網智能化發(fā)展的建議。電網4應在未來自己的電網智能化發(fā)展上大對電網“發(fā)電側”方面的投入力度，電網5則應在“發(fā)電側”和“用電側”兩端加大發(fā)展力度。

結語：（1）本文提出了可以利用“主成分分析方法”對智能電網建設水平進行綜合評價，該方法避免了諸如“專家打分法”之類的分析方法對指標進行認為賦權，客觀性大大提高，該方法依據指標內在的邏輯規(guī)律關系，建立量化的主成分綜合評價模型，在此基礎上對評價對象進行分析。（2）探索出依據主成分因子載荷矩陣對指標進行分析的方法，將眾多評價指標重新進行歸類，并給出評價對象在各個大類下的排序，重構評價指標體系。（3）本文設計了依據主成分分析的智能電網建設綜合評價方法，該方法不僅可以對評價對象進行比較分析，還可以進一步指明落后地區(qū)的劣勢，為落后地區(qū)的發(fā)展指明了方向。

第4篇：智能電網的理解范文

摘 要:本文通過對智能電網信息安全的分析,及對其技術的概述,探討了信息安全技術的發(fā)展方向。智能電網綜合了物聯網、信息計算、信息傳輸及處理技術,其運行安全對國民經濟建設有著至關重要的作用。因此,信息安全應為智能電網的安全運行保駕護航。

關鍵詞:智能電網 信息安全 網絡安全

中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0027-01

電力是關系到國家經濟發(fā)展、社會持續(xù)進步的命脈,是國民經濟建設的基礎行業(yè)。但隨著社會對電力需求的快速增長,電網運行安全成為人們日益關注的問題。在全球幾次大停電事故后,智能電網浮出水面,全世界開始致力于智能電網建設?，F階段世界各國對智能電網的理解不甚相同,但其共同點都是將先進的傳感測量、信息通信、分析決策、自動控制和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的現代化電網,其核心是集成、高速的雙向通信網絡和先進的信息通信。

與傳統(tǒng)電網相比,智能電網在信息交互上更具備互動性、開放性和復雜性,隨著系統(tǒng)間網絡交互增多、智能傳感器的廣泛應用,信息安全問題日益凸顯。

1 智能電網中信息安全現狀及基本要求

1.1 智能電網的發(fā)展

目前,世界各國都在積極規(guī)劃和推動智能電網建設,意大利建設了智能化的計量網絡,美國也建設了以智能計量為基礎的智能電網示范城市,日本在電網的智能化方面處于世界領先地位,歐洲多個國家以及電力企業(yè)也展開智能化信息技術的研發(fā)。

中國將智能電網定義為:以特高壓電網為骨干、以堅強電網為基礎,利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網。目前國網公司已制定了發(fā)展目標,并出臺了相關標準,供配電設備均向數字化、信息化、智能化發(fā)展,各大電力設備供應商也正在開展信息交互的研發(fā)以及接口標準的制定。

可以說,智能電網是電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,目前我們僅僅處于起步階段,未來的發(fā)展空間巨大,前景不可限量。

1.2 智能電網對信息安全的基本要求

智能電網中通常使用物聯網技術采集各電力設備的運行參數、狀態(tài)及環(huán)境信息,通過網絡傳輸到后臺控制系統(tǒng),再通過復雜的分析、決策、控制系統(tǒng)來進行監(jiān)控。在信息采集、處理和傳輸方面,信息安全經受著來自各方面的威脅,例如外部網絡的肆意破壞、信息參數的肆意篡改、病毒肆虐,以及后臺管理系統(tǒng)的自身漏洞等。因此,對于智能電網來說,應建設面向電網核心業(yè)務的安全防御體系,研發(fā)基礎信息網絡和重要系統(tǒng)的安全保障技術,開發(fā)復雜大系統(tǒng)下的實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范與新的密碼技術;同時,制定完整規(guī)范的智能電網信息安全體系,全面提升智能電網信息安全水平,保障核心業(yè)務系統(tǒng)及信息網絡安全,讓信息具備保密、完整、可用、真實、抗抵賴的基本屬性。

1.3 電力工業(yè)信息安全的現狀及形勢

目前,國家已把“面向核心應用的信息安全”列入發(fā)展綱要,而基于智能電網下的信息安全成為電力工業(yè)關注和研究的對象。

早在2003年美國就曾由于網絡和系統(tǒng)漏洞,主服務器突然收到大量警報導致系統(tǒng)崩潰,造成預警系統(tǒng)失靈,無法正確決策,最終導致大規(guī)模的停電事故。

過去的幾年中,我國多次發(fā)生因系統(tǒng)異常、木馬病毒傳播、軟件邏輯漏洞、惡意攻擊篡改等造成的系統(tǒng)故障和電網瓦解事件。我國由于長期以來信息化建設缺乏核心技術,對發(fā)達國家的設備和技術存在相當大的依賴性,因此我國的信息安全狀況更為嚴峻。

2 信息安全防護的主要技術及發(fā)展方向

2.1 智能電網下的信息采集安全

信息采集是信息工程的基礎,智能電網中的信息采集設備運用有線、無線傳感器采集信息,通過各種短距離總線傳輸,或者通過射頻識別技術進行信息識別。在智能電網發(fā)展的現階段,信息采集及傳輸仍以有線方式為主。

有線方式下的信息采集首先要保證數據的準確性,這有賴于物聯網中傳感器技術的發(fā)展,目前對于常規(guī)環(huán)境下的溫濕度、電流電壓、煙感紅外信息等技術已經相對比較成熟,傳感器的準確度也比較高,但對于特殊環(huán)境下,例如高溫、高電磁環(huán)境、高海拔環(huán)境下的傳感器準確度仍是應不斷研究解決的問題。

為保障信息安全,信息采集終端設備的所有數據的加解密均采用硬件方式實現。密鑰算法分為對稱和非對稱密鑰,非對稱密鑰的安全性更高。主站側應采用國家密碼管理局認可的密碼機實現數據加解密,采集終端和集中器采用硬件安全模塊實現,無論哪種方式均應同時集成對稱密鑰和非對稱密鑰算法。

2.2 智能電網下的信息處理安全

信息處理安全需解決智能電網中數據存儲、備份、訪問、授權等問題,保障信息的分析和使用安全。信息存儲分為本地和網絡存儲兩種方式,本地存儲可采用加密機制,需通過身份認證方可訪問數據。網絡存儲可通過認證、防火墻等處理方式。數據備份可按照機密安全等級設置不同的備份機制,支持同步、異步數據容災備份,在備份過程中保證數據的可用性、完整性。信息防御安全應能夠在系統(tǒng)核心實現防御拒絕服務攻擊,將算法實現在協議棧的最底層,降低整個運算代價。其技術包括攻擊識別、協議分析、主機識別、概率統(tǒng)計、反向探測、指紋識別等方式,其中常用的算法有流量梯度算法、參照物判斷法、TCP協議反向探測算法、UDP指紋識別算法等。

2.3 智能電網下的信息傳輸安全

信息傳輸安全主要保障傳輸中的數據信息安全。這一層需要解決智能電網使用的無線網絡、有線網絡和移動通信網絡的安全性。

目前已運行的設備大多數采用的是有線網絡,無線網絡作為示范和備用。有線網絡通常采用虛擬網技術,電力設備之間建立對等通信模式,通過GOOSE協議實現信息交互,以太網支持以虛擬網絡的方式實現網絡有效分隔,在不同的虛擬網上實現不同業(yè)務的信息交互,只需在交換機上設置基于端口虛擬網絡VLAN,在IED(Intelligent Electronic Device智能電子設備)上進行正確配置即可以有效防止黑客攻擊。IED內部應具有足夠的信息處理能力,能支持虛擬網標簽技術。

另外對于網絡通信中的攻擊問題,數據通信口應安裝入侵檢測系統(tǒng)IDS(Intrusion Detection Systems),以及時發(fā)現可能的攻擊。

3 結語

智能電網的發(fā)展剛剛起步,其信息安全技術也在探索階段,面臨著諸多的技術挑戰(zhàn)。其在未來發(fā)展中應與智能電網通信系統(tǒng)相互融合,針對智能電網的通信特點解決其安全防護問題。未來的智能電網終將依賴于信息安全防護技術,以實現基于物聯網技術的全網融合及信息決策。

參考文獻

[1] 裴慶祺,沈玉龍,馬建峰.無線傳感器網絡安全技術綜述[J].通信學報,2007(8).

[2] 楊義先,李洋.智能電網的信息安全技術[J].中興通訊技術,2010(8).

[3] 陶士全,劉永生,馮文龍.智能電網信息安全及其防護技術[J].

第5篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：智能 電網 發(fā)展

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0125-02

近年來，隨著電網技術的不斷發(fā)展，智能化電網在世界范圍內形成廣泛共識，已經成為電網發(fā)展的必然方向。

所謂智能電網就是將先進的信息通信技術、傳感量測技術、自動控制技術、分析決策技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。

1 智能電網的主要特征

1.1 堅強

有較強的抗干擾能力，在電網受到大擾動、發(fā)生大故障或在自然災害、極端氣候條件下以及受到嚴重外力破壞時，仍能保證電網的安全穩(wěn)定運行，不發(fā)生大面積停電事故，保障對用戶的供電能力。

1.2 自愈

電網具備自診斷、自恢復能力，可進行實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析，能夠對影響電網安全的事件進行預警和預防控制，能夠實現故障隔離。

1.3 兼容

支持可再生能源、分布式電源以及微電源等多種電源方式的合理、有序接入，可滿足用戶的多種電力需求，并能與用戶進行交互和互動，提供對用戶的增值服務。

1.4 經濟

更有效的降低電網的運行成本、建設成本和網絡損耗，實現資源的優(yōu)化配置，提高能源利用效率。

1.5 集成

采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現電網信息的高度集成和共享，達到標準化、規(guī)范化和精益化管理。

1.6 優(yōu)化

電網資產利用小時數大幅提升，電網資產利用率顯著提高。

2 智能電網的先進性

現有電網智能化程度、協調控制能力不高，系統(tǒng)自愈及自恢復能力完全依賴于物理冗余，電源的接入與退出、電能量的傳輸等都缺乏較好的靈活性，對用戶的服務形式比較簡單。

與現有電網相比，智能電網具備信息流、電力流和業(yè)務流高度融合的特點，主要表現在以下方面。

（1）具有堅強的技術支撐體系和基礎建設體系，能夠支持多種電源方式的接入，能夠抵御大的干擾、故障和攻擊，滿足電網堅強這一基本要求。

（2）得益于電網技術、傳感技術、信息技術、自動控制技術的有機融合，可及時獲取電網的全景信息，實現故障預警、故障隔離以及自我恢復，從而避免大面積停電事故的發(fā)生。

（3）直流輸電、特高壓技術、網廠協調、配電自動化、智能調度、電動汽車、微電網、電力儲能等技術的廣泛應用，使得電網運行控制更加有效、靈活、經濟。

（4）通過現代通信技術、計算機技術和管理技術的綜合應用，實現電網信息的高度共享、集成，將極大程度的提高電網的運行水平和管理水平。

（5）建立與電力用戶的雙向互動服務模式，更好的服務于電力用戶。

3 智能電網對我國電網發(fā)展的重要意義

智能電網是電網發(fā)展的必然方向，我國建設智能電網的重要意義主要體現在以下方面。

3.1 資源優(yōu)化配置能力明顯提升

智能電網建成后，我國將形成“強交、強直”的特高壓輸電網絡，電力承載能力顯著加強，實現大水電、大煤電、大核電、大規(guī)?？稍偕茉吹目鐓^(qū)域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送，構造出結構堅強的國家電網，區(qū)域間電力交換能力明顯提升。

3.2 安全穩(wěn)定運行水平顯著提高

智能電網建成后，電網的安全穩(wěn)定性和供電可靠性將大幅提升，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發(fā)生，電網各級防線之間緊密協調，具備抵御突發(fā)性事件和嚴重故障的能力，減少停電損失，顯著提高供電可靠性。

3.3 對清潔能源的運行控制能力將顯著提升

結合大容量儲能技術的推廣應用，智能電網具備常規(guī)機組快速調節(jié)、低電壓穿越有功無功控制以及風電機組功率預測和動態(tài)建模等控制機制，將極大程度的促進清潔、可再生能源的發(fā)展。

3.4 實現電網調度高度智能化

實現電網調度在線預警、分析和決策，全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網調度技術支持系統(tǒng)。

3.5 滿足電動汽車行業(yè)的發(fā)展需要

為滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求，實現電動汽車與電網的有效互動，將形成完善的電動汽車充放電配套基礎設施網。

3.6 電網資產利用效率顯著提高

通過智能電網調度和需求側管理，可實現電網設施全壽命周期管理，電網資產利用率大幅提升。

3.7 為用戶提供優(yōu)質的電力服務

通過智能用電互動平臺，實現電力用戶與電網之間的便捷互動，完善需求側管理，為電力用戶提供更加優(yōu)質的服務。

4 智能電網在我國的實現方式

智能電網建設是一項高度復雜的系統(tǒng)工程，在我國的實現方式包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度、通信這七項基本方式。

4.1 智能發(fā)電

智能發(fā)電主要涉及常規(guī)能源、清潔能源和大容量儲能應用等技術領域。

（1）在常規(guī)能源方面，智能電網的研究領域主要涉及：大型能源基地機組群接入電網的協調控制系統(tǒng)及設備，常規(guī)電源網廠協調關鍵技術研究應用，機組和設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，水電、火電、核電機組優(yōu)化控制系統(tǒng)等。

（2）在清潔能源方面，智能電網的研究領域主要涉及：大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)研發(fā)，光伏電站、風電廠的仿真建模、并網運行控制和功率預測等先進技術的研究，可再生能源功率預測系統(tǒng)研發(fā)應用，可再生能源發(fā)電站綜合控制及可靠性評估系統(tǒng)及風光儲互補發(fā)電及接入系統(tǒng)研發(fā)等。

（3）在儲能應用方面，智能電網需結合各種儲能技術的特點，研制大容量儲能設備，尤其是要在化學電池儲能裝置以及抽水蓄能電站的智能調度運行控制系統(tǒng)等方面實現突破。

4.2 智能變電

智能變電主要是指智能化變電站的推廣應用，當前電網公司在智能變電站的研究和應用已積累了一部分經驗，需繼續(xù)摸索，不斷推進智能化變電站的實施應用。

4.3 智能配電

智能配電的發(fā)展目標是充分利用現代管理理念，采用先進的計算機、電力電子、數字控制，通信、信息和傳感器等技術，實現配電網“電子流、信息流、業(yè)務流”的高度融合，使配電網可靠性、運行效率、供電質量和主要技術裝備達到國際先進水平。

4.4 智能用電

構建智能用電服務體系，實現營銷管理的現代化運行和營銷業(yè)務的智能化應用；全面開展雙向互動用電服務，實現電網與用戶的雙向互動，提升用戶服務質量，滿足用戶多元化需求；推動智能用電領域技術創(chuàng)新，帶動相關產業(yè)發(fā)展；推動終端用戶用能模式的轉變，提升用電效率，提高電能在終端能源消費中的比重。

4.5 智能調度

智能調度是智能電網的重要組成部分，與其他環(huán)節(jié)緊密聯系，主要涉及如下技術領域。

（1）電網運行數據的精確測量與網絡傳輸技術領域。包括廣域測量技術、調度專用數據網絡相關技術。

（2）電網運行監(jiān)視全景化與可視化技術領域。指能夠從時間、空間、業(yè)務等多維度，實現調度生產全景監(jiān)視、智能告警、電網運行數據、分析結果的全面整合、共享和多角度可視化展示的相關技術。

（3）在線安全穩(wěn)定分析評估與輔助決策技術領域。

（4）調度決策技術領域。

（5）運行控制自動化技術領域。

（6）網廠協調技術領域。

4.6 通信信息

面向智能電網的通信網絡應是結構合理、安全可靠、綠色環(huán)保、經濟高興、覆蓋面全、具有時間同步和業(yè)務感知能力的下一代大容量、以光纖傳輸和光纖接入為主的高速通信網絡。主要表現為：支撐大電網安全穩(wěn)定運行，骨干傳輸網結構優(yōu)化、規(guī)模提升；支撐智能配用電，中低壓通信接入網延伸到戶、服務拓展；支撐企業(yè)信息化，通信網帶寬提升、垂直通貫；支撐通信資源優(yōu)化配置，通信網絡管理平臺標準統(tǒng)一、功能提升。

5 結語

為了落實國家能源戰(zhàn)略部署，推動低碳經濟發(fā)展，促進經濟發(fā)展方式轉變，國家電網公司提出了建設安全水平高、適應能力強、配置效率高、互動性能好、綜合效益優(yōu)的堅強智能電網的重大舉措，智能電網已逐漸成為社會共識。

智能電網的建設是一項高度復雜的系統(tǒng)工程，國家電網公司的每名員工，都很好的理解和掌握智能電網相關知識，以保障智能電網建設工作順利開展。

參考文獻

第6篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：智能電網 無線接入技術 運用分析

隨著社會經濟的不斷發(fā)展和進步，電網的覆蓋面積不斷增加，改善了人們的生活水平，提高了人們的生活質量。電力企業(yè)的持續(xù)供電能力和供電穩(wěn)定性，是影響電力企業(yè)市場競爭力的主要原因，為此，電力企業(yè)結合電網的基本情況，展開智能電網的建設，實現對電網內部的各個組分的監(jiān)控、管理和控制，進而推動電網的穩(wěn)定運行。

一、無線接人技術概述

無線接入技術是實現無線通信的關鍵，主要是通過無線介質將終端和網絡節(jié)點進行連接，進而實現網絡間的信息傳遞功能，通常情況下，無線接入技術的應用，需要遵循相關協議。借由無線接入技術的應用，可以轉變傳統(tǒng)的信息傳遞方式，提高信息傳遞的質量與效率，尤其是智能電網中無線接入技術的應用?？梢赃M一步提高智能電網的運行安全，其中3.5GHz固定寬帶無線接入技術、LMDS技術、WLAN技術等不斷得到完善和應用，進一步推動了無線接人技術的發(fā)展和進步，為智能電網的發(fā)展提供基礎。

二、智能電網中的IsDN無線接人技術研究

1.ISDN簡述

ISDN是綜合業(yè)務數據網的簡稱.ISDN無線接入方式.實現數字交換和數字傳輸。為智能電網的通信網絡提供經濟、有效和準確的數據接人方式，使得智能電網的運行質量和運行效率得到提升。而且，ISDN無線接人方式，可以完成對語音、文字、數據甚至視頻的傳輸，主要是通過將這些影像資料進行數字化。由于ISDN主要是采用數字化的形式。使得ISDN成為一個具有全數字化的接人方式。將其應用到配電網中。可以將其與相關工作人員的智能終端進行數字連接，進而完成數據傳輸，通過ISDN無線接人方式，可以有效改善數據傳輸量、簡述數據失真情況，實現智能電網的發(fā)展和進步。

2.ISDN的優(yōu)勢與特性

ISDN具有高速的數據傳輸質量。而且具有多種復用通道，可以實現多種數據的傳輸，借由ISDN無線接入，使得數據傳輸的質量得到全面的提升，大大改善了數據傳輸過程中出現失真的情況，保障智能電網的安全。而且，智能電網中的ISDN終端具有可移動性。使得智能電網中的信息傳遞不受時間、地點和空間的限制，推動智能電網的穩(wěn)定運行。最為重要的是，ISDN接入方式的應用，可以有效降低智能電網通信網絡的構建成本。此外，ISDN的特性主要有：

（1）通信W絡中的所有信號都是建立在數字化的基礎上，也就可以理解為，信號是數字化的形式，并借由這種形式完成數據的交換。

（2）具有綜合能力，支持各類音頻、文字、圖像等綜合業(yè)務，并完成這部分信號的交換和傳輸。

（3）ISDN主要采用標準的入網接口，使得智能電網的運行質量和運行效果得到提升。

此外，ISDN網絡包括多個交換和信令功能、本地連接功能，為此需要分析ISDN網絡的結構模型。ISDN無線接人方式的應用，轉變了傳統(tǒng)的數據傳輸情況，使得智能電網中數據傳輸的比特誤碼特性比傳統(tǒng)線路傳輸的改善10倍以上。有效保障了智能電網的無線通信質量。使得智能電網的應變能力和控制水平得到進一步的完善。

第7篇：智能電網的理解范文

以電力為例，幾十年來，大多數人對電力并沒有太多的想法。然而，由于氣候變化、能源價格上漲和技術進步的綜合作用，具有高度環(huán)保意識的消費者越來越多，他們想要了解能源這類公用事業(yè)的情況，并越來越希望參與其中，在電力使用中發(fā)揮自身的作用。比如他們想要知道自己使用了多少能量，哪些使用可以被優(yōu)化，如何使用才能更環(huán)保等?？梢哉f，能源產業(yè)最令人興奮的方面之一就是消費者的作用日益增大。不僅在消費者層面如此，近年來，政府層面對氣候變化的影響也日益關注，各國政府也紛紛出臺相關措施。

目前，全球各地的公用事業(yè)部門都在面臨著來自多方面的壓力：比如要提高可靠性、效率、客戶滿意度和資產利用率，要減少停機，要避免新的基礎設施建設，以及要解決環(huán)境保護問題等。同時，越來越多的替代品不斷涌現（包括風電和太陽能發(fā)電等），電動汽車、能量存儲和微電網也已經出現。另外，顧客也開始想要參與管理自身的能源事務。所有這些，都帶來了額外的挑戰(zhàn)。

但是，現在隨著新技術的出現，智能電網已經成為可能，以上這些挑戰(zhàn)幾乎都可以迎刃而解。通過在智能電網中廣泛使用傳感器、測量儀表、數字控件和分析工具等，能源的雙向流動能夠被自動監(jiān)測和控制。對于公用事業(yè)部門（比如電力公司）而言，可以近乎實時地了解消費者的需求，并更有效地管理供應和需求，同時也可以優(yōu)化電網性能，防止發(fā)生斷電，做到更快的斷電恢復；而對于消費者而言，可以對家中各個網絡家電分別進行電量的使用管理，減少電力使用和相關費用，甚至改變他們的行為模式。同時，智能電網也可以將新的可再生能源――如太陽能和風能――納入其中，并且與本地的分布式電源或插電式電動汽車互動。

作為智慧城市發(fā)展中的重要組成部分，本文將闡述智能電網在能源使用中發(fā)揮的重要作用，并著重介紹國外智慧能源和智能電網解決方案及具體應用案例，以期為我國的智慧能源和智能電網發(fā)展提供借鑒作用。

智能電網概述

智能電網這一概念，實際上就是讓信息技術與電網聯姻。它能讓公用事業(yè)具有前所未有的整合和分解新負載與資產的能力。在有智能電網之前，公用事業(yè)部門不知道誰家的屋頂使用了太陽能，更不知道這一太陽能被用來做什么?？梢哉f，公用事業(yè)對此基本上是視而不見的。而現在隨著智能電網的出現，這一切都發(fā)生了改變。

智能電網可能會，或者是正在經歷三個循環(huán)演變階段：首先，自動化將改造行業(yè)的后端，例如輸電線路、發(fā)電站等；在第二個循環(huán)中，消費者與他們自身的能源使用之間、與公用事業(yè)之間的交互作用會發(fā)生改變；第三個循環(huán)可能帶有一定的推測性，即將會向第三方供應商開放公用事業(yè)領域。作為消費者，人們會開始看到更多的、更好的與公用事業(yè)消費――不管是電、氣還是水――相關的服務，雖然可能人們并沒有意識到這一點。

為了能讓消費者管理自己的消費，公用事業(yè)正在面臨著越來越大的精簡業(yè)務的壓力。例如，各用戶所使用的電表是能源使用信息的一個重要來源，但要收集其中的數據往往很困難，而且成本也比較高。不同于抄表員以月為周期查房抄表，智能電網中的智能電表系統(tǒng)使用儀表，將電表與網絡基礎設施相連，自動定期或按需求收集和傳送電表讀數。對企業(yè)而言，這就意味著大量節(jié)約；對消費者而言，就意味著更好的能源管理。使用智能電表系統(tǒng)，公用事業(yè)變得更加互聯，它將企業(yè)內的數據集成起來，從而大幅提高生產效率，降低高峰用電需求；它讓客戶更加有權、有能力節(jié)約用電。在手機和其他一些行業(yè)的技術進步已經讓設備尺寸縮減、成本降低。而有了智能電網，無疑也能讓人們以一個相對較低的價格來實現家中所有能源使用的可視化。

總體而言，智能電網就是在整個電網中增加了一個智慧層，以提高系統(tǒng)的可靠性和效率，改善供給和需求管理，優(yōu)化操作，精簡成本。

智能電網在能源使用中的作用

智能電網對風能的作用

風力發(fā)電是最清潔、最豐富的可再生能源形式之一。全球風能理事會（Global Wind Energy Council，GWEC）的2013年市場統(tǒng)計數據顯示，全球累積產能總量已經達到了31.8137萬兆瓦，在過去五年的增值高達20萬兆瓦。但是，目前全球的電力只有2.5%來自于風能。預計到2020年，這一比例將達到8-12%。

風力發(fā)電效率很高。數據顯示，風力發(fā)電廠生成的電力是其消耗的能源的17到39倍，與之相比，核電廠大概是16倍，燃煤電廠大概是11倍。今天，在全球沒有一個協調一致的努力來應對氣候變化的情況下，風能的成本競爭力成為其在市場上立足的最大優(yōu)勢。在巴西、南非、土耳其、墨西哥和其他一些地方，風能成功地獲得了政府的大力資助。

但是，風能是間歇性的，因此要使用風能，電網要面臨的挑戰(zhàn)是必須要可以不斷地調整它所能夠吸收的風能的數量，而其他能源，比如水電、天然氣和火電就不存在這一問題。也就是說，電網需要有額外的靈活性。例如，如果電網被設定可以接受20%的風能，那么當風力發(fā)電的水平下降時，電網運營商就必須及時、準確地做出響應，比如增加另一種電力能源（比如水電）的供電量，從而保證平穩(wěn)供電。要達到這種靈活性，電網就需要更智能，也就是要具備通過預測、建模和其他功能來識別發(fā)電損失的能力，具備在不影響用戶的情況下，在正確的時間和地點減少負載的能力。電網的穩(wěn)定性需要傳輸系統(tǒng)有即時精確的建模，需要電網元件有快速切換和操縱，從而來減少對系統(tǒng)整體的影響。雖然讓電網適應新的可替代能源與適應分布式發(fā)電是兩類不同的問題，但智能電網卻是達到這兩個目標的關鍵推動力。

在智能電網系統(tǒng)中，可以給風力發(fā)電廠的渦輪機安裝能夠傳送現場數據的傳感器，如渦輪輸出和溫度等，并將其傳送到中央存儲庫。憑借先進的分析計算，現場數據可以用來產生主動預警和工作狀況單等，并顯示在儀表板上，從而讓運營商對整個風力發(fā)電廠的運行狀況一目了然。反過來，整個電網系統(tǒng)也變得更高效、更可靠和更自適應，換句話說，就是更智慧。

由于缺乏全球性的氣候政策，目前風能部署的主要驅動力還是國家和區(qū)域政策。比如，美國斷斷續(xù)續(xù)的政策驅動著風能繁榮與蕭條的周期；中國支持將風能作為能源戰(zhàn)略的一個重要支柱驅動著風能市場的持續(xù)的增長；而在歐盟，關于2030年氣候和能源政策的爭論主導著風能前進。但不管怎樣，幾乎可以肯定，在未來五年，市場的增長將集中在亞洲、拉丁美洲和非洲，因為這些地方的需求正在迅速增加，而且有強勁的經濟增長，并且積極的智能電網建設。

智能電網對電動汽車的作用

一個世紀以前，以電力為動力的汽車多于以汽油為動力的汽車。但是，隨著對更長的行駛里程、更實惠的燃料來源以及更可靠的電力基礎設施的需求，使內燃機汽車很快主導了汽車運輸。現在，隨著能源價格的不斷上漲，駕駛員正在考慮擺脫汽油而回歸電力，并將它作為汽車動力的理想來源。這就是為什么世界各國都開始大力推廣電動汽車。

但是，電動汽車的推廣除了存在電池這一障礙之外，相關基礎設施的不完備也一直是個問題，因為公用事業(yè)部門根本不知道車輛要在何時、何地進行充電。現在，智能電網可以幫助公用事業(yè)部門更好地平衡供給和需求。當越來越多的電動汽車進入市場之時，這將變得更加重要，它可以通過信息技術基礎設施，實現電動汽車的無縫整合，讓它們能夠基于電網的實際運作情況來優(yōu)化充電。例如，可以用晚上的風發(fā)的電來為電動汽車過夜充電；電網甚至可以被配置成利用充電的汽車來幫助其穩(wěn)定頻率。未來，還將可以使用智能手機預約充電地點?？梢灶A測，隨著電池技術和智能電網的發(fā)展，在未來五到十年，電動汽車市場將會有巨大的增長，并且或許讓人們對交通運輸的看法發(fā)生根本性轉變。

美國伯靈頓市的智慧能源解決方案

在可持續(xù)發(fā)展方面，美國的伯靈頓市（Burlington）已經取得了長足的進步。但城市的一些努力，包括增加電動汽車的使用、更多地利用太陽能和風能來發(fā)電等，在發(fā)展的同時，也給城市帶來的新的挑戰(zhàn)。伯靈頓市希望通過充分利用城市已有的智能電網基礎設施和其他投資的優(yōu)勢，實現廣泛的溫室氣體減排，同時加強伯靈頓的經濟及其金融地位。

雖然伯靈頓市一直在為減少溫室氣體排放做出努力，但這些努力是分開、孤島式地解決各個排放來源，只有有限的整合，而且缺乏一致性。比如，溫室氣體數據是整合級的，也就是目前尚無可用的跨所有類別的可靠并翔實的數據。但是，要理解模式、趨勢和影響，并優(yōu)化能源結構以實現氣候目標，擁有這一級別的數據是先決條件。

另外，自2012年4月以來，市長重點關注的是金融穩(wěn)定和溫室氣體減排倡議的可行性。而目前伯靈頓需要的是有效地執(zhí)行溫室氣體減排倡議，并通過協調投資為公民提供更廣泛的環(huán)境效益。為此，就需要有一個集中的方法和計劃，協調政府、企業(yè)、教育和社區(qū)的能力，考慮資金和承受能力，加強地方經濟，并改善伯靈頓的財務狀況。

令人振奮的是，伯靈頓市有強大的高等教育機構，并有大批學生資源，而且有許多年輕人才具有軟件開發(fā)和綠色能源方面的技能。同時，在網絡服務和可再生能源等方面，伯靈頓市具有較強的創(chuàng)業(yè)精神，并有一定數量的初創(chuàng)公司，這無疑為綠色發(fā)展提供了條件。

為使伯靈頓成為綠色技術的代名詞，該市基于分布式溫室氣體減排技術，通過接受并傳達要將伯靈頓市建設成為可持續(xù)發(fā)展的領導城市的愿景，以確保配合并加強該市的關鍵舉措和創(chuàng)業(yè)精神。同時，城市為“伯靈頓――綠色科技城”創(chuàng)建了協調溝通計劃，要通過有效一致的消息，傳遞“伯靈頓――綠色科技城”這一愿景，并且讓伯靈頓社區(qū)參與到開放式的對話中來。為此，伯靈頓市決定在四個重點方面進行能源管理：

能源消費管理的總體方案（包括電、天然氣和水）方面，要利用智能電網：目前的能源使用是孤島式的，消費者缺乏相關的數據，對可再生能源的利用是間斷式的，用戶的取暖費相當高。為此，要充分利用城市的智能電網，例如通過提供統(tǒng)一的資源消費門戶，并與事件信息傳遞系統(tǒng)相結合，可以了解公民的選擇，并推動產生可付諸行動的見解，用于保護所有的重要資源。

交通方面，實現電動汽車（EV）共享：在2010年，該市51%的溫室氣體排放來自交通運輸，并且市內一直存在著嚴重的交通和停車問題，而與此同時，單人使用車輛相當普遍。為此，要帶頭建立一個大型電動汽車共享計劃，并將它集成到現有的公共交通運輸系統(tǒng)中，與附近的城市相連，幫助解決交通、停車和溫室氣體排放方面的挑戰(zhàn)，從而使伯靈頓市更具有吸引力。

生物能源方面，優(yōu)化Joseph C. McNeil發(fā)電站：目前，Joseph C. McNeil發(fā)電站的效率只有25%，并且要優(yōu)化的方案遲遲未決，而其對于生物能氣化的試產并不成功。為此，要求McNeil業(yè)主成立項目團隊，該團隊被充分授權，并能訪問所有需要的資源，從而能在12個月內向公司提出關于如何優(yōu)化使用發(fā)電廠的建議。

能源效率方面，促進能源效率執(zhí)行（energy efficiency execution，E3）：伯靈頓電力部的不動產房齡長，數量有限，空置率低（出租率高達57%）。為此，需要創(chuàng)造一個團隊，其成員包括受過培訓的社區(qū)和學生志愿者，他們積極鼓勵業(yè)主采用更高效的解決方案，尤其是那些與解決結構性能量損失相關的方案。具體的能源管理路線圖如下：

伯總之，就是要根據伯靈頓市的實際情況，發(fā)揮其優(yōu)勢，著眼于利用當地的人才儲備和豐富的可再生資源，使伯靈頓市實現其溫室氣體減排目標。這不僅能增加伯靈頓市的經濟實力，而且能通過展示綠色技術來用新的方法吸引游客，從而使城市更具吸引力。最終，伯靈頓市一定會成為綠色技術方面的領導者，成為一個集成、數據感知并且蓬勃發(fā)展的城市。

美國博爾德市的智能電網解決方案

美國的博爾德市（Boulder）一直致力于要成為綠色增長（對環(huán)境負責的增長）的領導者。在2007年，Xcel能源公司與博爾德市合作，啟動了智能電網城市（SmartGridCity，SGC）項目。博爾德市希望能夠利用SGC的能力來實現其積極的能源目標，并繼續(xù)在能源和環(huán)境領域保持領先地位。為此，必須首先對城市及其選民的需求和優(yōu)先事項有一個徹底的理解。

博爾德市的氣候行動計劃描述了四個關鍵目標：提供穩(wěn)定而有競爭力的價格，確?？煽啃?，增加可再生能源的貢獻，以及提高能源效率。但是，來自城市中的各個不同團體的選民――城市和理事會代表、企業(yè)、社區(qū)和環(huán)保團體、各界學術代表等――對氣候行動計劃的優(yōu)先排序是有差異的。此時，協調企業(yè)和消費者的不同意見特別重要，因為博爾德市大量的能源消耗來自于大型企業(yè)的消費者。

現有的SGC基礎設施對博爾德市具有重要的價值：高帶寬通信介質的部署、數以千計的傳感器、智能變壓器和智能電表改變了博爾德市的電網。SGC可以實現有效的雙向溝通、傳感和監(jiān)控性能、遠程控制、自動化以及近乎實時的報告。然而，雖然這些發(fā)展已經提高了傳輸的穩(wěn)定性，并降低了經營成本，但SGC項目無法提供直接的、明顯的客戶價值。SGC被標榜為能向客戶提供巨大的好處，包括家中實時的信息訪問、近乎實時的使用情況信息、電網和家庭設備之間的互操作性等，但現在的系統(tǒng)中卻并沒有這種功能。這種期望與現實的差距便是公用事業(yè)、城市和公民之間摩擦的來源之一。鑒于這些差距在技術、社會和監(jiān)管上的復雜性，若要同時解決很顯然并不明智。為找出需要優(yōu)先投資的領域，需要評估這些差距對城市能源目標的影響程度，同時也要評估實施和實現價值的難易程度及所需要的時間。

通過評估，城市確定先實施一些與其氣候行動目標相一致，但只需要少量資金的試點項目。另外，在項目開展過程中，科研院所的作用不可忽視，該地區(qū)的重點機構，如國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）和國家技術標準研究所（National Institute for Standards in Technology，NIST）等，能夠提供寶貴的專門知識和資源，以加快城市所選擇的重點項目的進度。

同時，城市決定提高插電式混合動力車（plug-in hybrid electric vehicle，PHEV）的普及率，發(fā)展太陽能電池和插電式混合動力電動汽車（Solar and plug-in hybrid electric vehicle，SPHEV）。而為了提高能源效率，城市開始廣泛地進行綠色基礎設施管理，同時關注中小型企業(yè)的能源效率，并為此進行有針對性的努力。通過這些措施，博爾德市正在一步步實現其能源目標。

智能電網在其他各國的具體應用案例

愛爾蘭

當愛爾蘭政府制定可再生能源要占發(fā)電量的40%的目標時，愛爾蘭的國家電力供應商ESB擬定了一份結合智能電表、先進的能源存儲選項和夜間電動汽車充電的應對計劃，以緩解高峰和低谷的用電需求。通過在電網管理中融入遙感、智能和自動化，ESB采取積極措施，防止或迅速解決網絡中斷，在歐洲贏得了最高的客戶滿意度。

ESB的觀點是，要做智能電網，不僅是要關注監(jiān)管機構和政府，也要關注普通消費者。如果不能讓走在大街上的普通消費者理解智能電網的愿景，智能電網的推廣就會有問題。事實上，ESB的智能電網解決方案不僅提高了電網的可靠性，縮短了停機恢復時間，而且確實給普通消費者帶來了可見的好處：在使用智能電表的家庭中，平均高峰電力消費減少了將近9%，客戶滿意度提高了15%。

以色列

以色列電力公司（Israel Electric Corporation，IEC）是以色列的主要電力供應商，其生產的電力占該國總電力的95%。高峰需求迫使渦輪發(fā)電機組必須滿負荷運行，所以意外停機時間就可能會造成災難性的后果。因此，讓機組保持在線并高效運行就變得至關重要。為此，以色列電力公司使用先進的軟件建模，對來自于每個渦輪發(fā)電機的數據進行聚類分析，從而創(chuàng)建出它們在啟動階段、平穩(wěn)運行階段和關閉狀態(tài)下的“正?！毙袨槟Ｐ?。根據為每個渦輪發(fā)電機建立的基線，公司可以比較它們的性能，并找出常見的問題。這種建模有助于有效地識別并減少每一臺設備的燃料費用――據統(tǒng)計，每臺渦輪發(fā)電機每年可節(jié)省7.5萬美元的成本。同時，該方案能夠改善設備維護效果，減少設備停機時間，從而大幅提高資源效率，獲得更高的客戶滿意度。

英國

Infinis是英國利用可再生能源發(fā)電的領先者之一，其位于143個地點的發(fā)電機組總裝機容量達到571兆瓦，包括123個沼氣廠、10個陸上風力發(fā)電廠和10個水力發(fā)電廠。為在英國的可再生能源生產中占據相當大的比重，Infinis必須平穩(wěn)經營分布在全國各地的這些發(fā)電廠，而要維護這一廣泛的基礎設施，是個非常復雜的問題。為此，Infinis將各站點的傳感器和警報系統(tǒng)集成在其資產管理解決方案中，創(chuàng)建了一個單一的事故管理系統(tǒng)（Incident Management System，IMS），可以自動生成維護作業(yè)單、幫助工程師診斷問題并更快地做出反應。

第8篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：智能配電網設計方法

Abstract: this paper introduces the structure of the intelligent distribution network, and discussed the intelligence of the distribution network communication system, terminal, scheduling support system and some parts of the design method.

Keywords: intelligent distribution network design method

中圖分類號： U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：

據介紹[1]，我國電力系統(tǒng)的損耗中，配電網的損耗占比最大，其中中低壓配電網的線損占50%以上；同時由配電網引起的供電可靠性低的因素中扣除缺電因素的停電時間達95%以上。因而，提高配電網的運行效率，對減少電力系統(tǒng)的損耗和改善供電可靠性具有重要意義。解決配電網效率低下的措施之一就是建設智能配電網。智能配電網是智能電網的一部分，另一部分則是智能輸電網。我國在建設智能輸電網上已經取得了很大成就，但是智能配電網的建設相對滯后，這就需要更多的關注和投入。真正意義上的智能配電網，包括全部智能電網目前還是一個“愿景”技術，也就是一個正在研究、測試和不斷發(fā)展中的技術，本文根據目前已經實現的一些技術探討一下智能配電網的設計方法。

1智能配電網的構成

智能配電網不應簡單理解為配電網的智能化設計或智能化應用，按照文獻[1,2,3]的介紹智能配電網由以下幾種新體系構成。

1.1配電數據通信網絡系統(tǒng)

這是基于覆蓋配電網中所有節(jié)點IP化的開放的、標準化的架構，集成了光纖、無線與載波等各種組網技術的數據雙向通信網絡和智能設備，可以徹底解決配電網的通信瓶頸問題并能夠支持未來的電力系統(tǒng)的技術發(fā)展。

1.2分布式電源并網系統(tǒng)

分布式電源是指小型的容量

1.3支持IDG的高級量測系統(tǒng)

該系統(tǒng)是使用高級（下一代）傳感器和智能電表對整個配電網在線監(jiān)測、電能質量測量的系統(tǒng)。智能電表是可以完成電能計量、負荷“非入侵”調查、實時電價、電價區(qū)間指示、電能質量監(jiān)控、雙向通信、用戶訪問、自診斷及警報、誤差軟件補償等重要功能的智能儀表系統(tǒng)。

1.4用戶入流體系

用戶入口體系（CP，customerporta1）使電網能夠和用戶進行雙向交流的體系，用戶可以使用體系查詢電表的計量值和電力公司的價格信息，根據市場或系統(tǒng)的要求調整用電量，電力公司可以通過該體系直接了解用戶需求并對配電網進行管理。

1.5新技術體系

⒈高級配電自動化技術(ADA)。使用“高級”這個詞匯是為了區(qū)分傳統(tǒng)的配電自動化。它的主要特點是支持DER的“即插即用”并采用IP技術，強調系統(tǒng)接口、數據模型與通信服務的標準化與開放性。

⒉柔性配電技術(DFACTS)。柔性配電技術是柔流輸電(FACTS）技術在配電網的延伸。智能配電網要保證很高的電能質量，能夠為用戶提供定制電力技術或定質電力，即用戶根據其負荷運行需要向電力公司提出供電質量的特殊要求，如要求供電完全不中斷，沒有電壓驟降、諧波、電壓波動的影響等，傳統(tǒng)供電技術不能滿足這些特殊要求，而DFACTS正是提供解決這些要求的技術。

⒊先進的保護控制技術。即廣域保護、自適應保護、配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網絡重構等技術。

⒋故障電流限制技術。即利用電力電子、高溫超導技術限制短路電流的技術。

⒌IUT系統(tǒng)。這是替代傳統(tǒng)變壓器的系統(tǒng)，由一個有效的前端、一個DC-DC轉換器和一個逆變器組成。它具有特殊的功能，如不含有危險的液體介質、模塊化、用戶可選擇服務（直流或400Hz）、容許從一條單相線路上傳遞三相功率等。

2智能配電網的設計方法

2.1配電通信網絡系統(tǒng)設計

2.1.1設計目標[4]

⒈利用經濟合理、先進成熟的通信技術，滿足智能配電網發(fā)展各階段對配電通信網絡的需求，支持各類業(yè)務靈活接入。

⒉為電力智能化系統(tǒng)或設備提供“即插即用”的配電通信保障。

⒊為電力用戶與分布式能源提供信息交互通信渠道。

2.1.2設計方法[5]

以EPON以太網無源光網絡的設計為例說明。

⒈設計原則：⑴信息點（ONU）按物理線路相關性分片區(qū)；⑵片區(qū)內采用總線型分光結構，最大不超過8級；⑶交接箱就近布設，分光器與交接箱同點部署；⑷環(huán)網線路采取“手拉手”形網絡拓撲，增強網絡健壯性。

⒉片區(qū)劃分方法。主要考慮地理相關性原則，沿主干及關鍵分支進行分區(qū)設計。

⒊光路設計。光纖沿一次線路鋪設，交接箱就近布設，充分利用原有“用電網”已經設置的交接箱。

⒋分光設計。配電網光路的分光設計是一種總線型結構，分光級數最大不超過8級。

⒌光路保護。以手拉手方式為主。ONU采用具有雙PON的ONU，在光路故障下可以自動切換；OLT采用不同變電站分開部署，確保一個OLT故障情況下可以正常通信；多個OLT之間采取RRPP技術實現環(huán)網，進一步提高可靠性。

⒍組網方式。在小規(guī)模組網下EPON網絡不需要考慮網絡層功能，大規(guī)模組網情況下需要EPON網絡承擔部分網絡層路由功能。綜合考慮整個系統(tǒng)采用分布式3層架構比較合適。

⒎安全防護部署。分為3個層次：⑴終端認證。通過對接入終端進行MAC認證及IP+MAC綁定，實現對終端的安全識別；通過限制用戶接入的速率等避免對上層網絡和系統(tǒng)流量的沖擊等。⑵業(yè)務隔離。通過端口隔離和網關的網段隔離，實現各終端間的業(yè)務隔離，避免相互干擾和控制；采用加密方式進行通信。⑷深度檢測與防御。在OLT設備處部署電力定制深度業(yè)務識別系統(tǒng)，對終端業(yè)務的合法性進行實時檢查，一旦發(fā)現非法操作或入侵操作立刻告警甚至切斷該業(yè)務。

2.2終端設計

終端的種類很多，下面以遠程監(jiān)控終端[6]的設計為例說明。

監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控終端、監(jiān)控中心服務器和GPRS網絡組成。監(jiān)控終端采用GPRS無線模塊作為其無線收發(fā)裝置，用于實現與GPRS網絡的連接。當該模塊與GPRS網絡連接成功之后，通過發(fā)送PDP上下文激活，由GGSN為其分配IP地址并與外部網絡建立連接。完成連接后進行數據傳輸。監(jiān)控終端采集現場數據，按照應用層協議組成數據包發(fā)送給監(jiān)控中心；同時也響應監(jiān)控中心的數據請求和控制指令等，兩者之間是透明串行數據傳輸。

第9篇：智能電網的理解范文

關鍵詞：計算機科學；智能電網；云計算；數字圖像處理；數據挖掘；人工智能 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）21-0047-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.023

1 概述

隨著信息技術的發(fā)展，人類逐漸步入信息化時代。在此過程中所引起的信息革命給許多傳統(tǒng)行業(yè)帶來了巨大的沖擊，信息化時代的四大特點――智能化、電子化、全球化、非群體化成為了許多行業(yè)變革的風向標。而信息化時代的代表性象征――計算機在各行各業(yè)中的必要性與日俱增，在電力行業(yè)中也不可避免。

而電力行業(yè)作為關乎國計民生的傳統(tǒng)行業(yè)，在信息化時代中也面臨著如何更高效地利用能源、如何更安全可靠地供電、如何更好地了解用戶需求等諸多方面的新挑戰(zhàn)，于是“智能電網”的概念應運而生。

2 智能電網

2.1 智能電網的概念

智能電網是將信息技術，如通信技術、傳感技術、計算機技術和控制技術等融入電力系統(tǒng)之中，使整個電力系統(tǒng)更加安全可控，成為高效智能的新型電網。由于各國的國情不同，因此各個國家對智能電網的具體要求也會有不同的側重點。因為我國還是一個發(fā)展中國家，與國外發(fā)達國家的電力工業(yè)已步入成熟期不同，我國在發(fā)展智能電網的同時，還需要加強骨干電網建設。因此除了要建設能夠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)展的堅強智能電網外，我國的智能電網建設還需要滿足以特高壓電網為骨干網架，各級電網高度協調發(fā)展。

2.2 智能電網的特點

智能電網一般包括有以下七個特點：

2.2.1 能量互聯網：智能電網要求實現供電方和用戶之間的交互，構建多向電力流，它主要由能量管理系統(tǒng)和配電管理系統(tǒng)組成。其中能量管理系統(tǒng)提供整個電網的實時狀態(tài)信息，并根據實時信息選擇最優(yōu)發(fā)電方案，減少輸電損耗，維護系統(tǒng)可靠性以確保供電穩(wěn)定；配電管理系統(tǒng)提供配電網絡的實時狀態(tài)信息，允許供電方遠程控制斷電的隔離與恢復，管理可再生能源發(fā)電。

2.2.2 降低損耗：智能電網能夠基于“能量互聯網”中的實時信息，根據用戶的需求來供電，通過電壓控制來降低電力損耗。同時還可以沿輸電線放置傳感器和電容器，通過無功負載控制來減少電力損耗。減少電力損耗的同時還會降低二氧化碳的排放量，使電網系統(tǒng)更加低碳環(huán)保。

2.2.3 融入可再生能源發(fā)電：目前可再生能源發(fā)電的最大缺點在于可變性過大，產電不穩(wěn)定。智能電網能夠通過儲電技術，在產電過剩時將多余電能存儲起來，在供不應求時再通過智能電網的自動化技術供能，進而解決可再生能源產電不穩(wěn)定的問題。

2.2.4 減少輸電阻塞：智能電網能夠檢測輸電線的實時度數，在可能發(fā)生輸電阻塞時，傳感器和控制器會及時地重新安排電力輸送線路，使得電力能夠最大限度地流過線路而不發(fā)生阻塞。

2.2.5 分布式發(fā)電：通過智能電網的雙向電力流，用戶自行通過太陽能、風能等可再生能源產生的電力可以出售給供電方，流入配電網絡中，使電網系統(tǒng)在用電高峰期可以為用戶提供更穩(wěn)定的供電服務。

2.2.6 自愈：智能電網能夠基于實時測量的概率風險評估確定最有可能失敗的設備、發(fā)電廠和線路，及時進行隔離和恢復，從而減少大面積用電故障的出現。同時，智能電網還能實時分析電網的整體健康水平，及時觸發(fā)可能導致電網故障發(fā)展的早期預警，并根據具體情況確定是否立即進行檢查或采取相應措施。

2.2.7 用戶需求管理：智能電網能夠通過智能電表實時通知用戶其電力消費成本、實時電價、電網的狀況、計劃停電信息等信息，使用戶可以根據這些信息制定自己的電力使用方案，繼而通過影響用戶需求來促進電力供求平衡。

2.3 智能電網的相關技術

智能電網的關鍵基礎技術主要包括集成的通信技術、先進的傳感和測量技術、先進的電網設備技術、先進的控制技術以及決策支持和可視化技術。

3 計算機科學在智能電網中的應用

在電網智能化的過程中，計算機是必不可少的。而計算機科學在智能電網中也有諸多應用，其中云計算、數字圖像處理、數據挖掘、人工智能和軟件工程這些計算機科學相關技術在智能電網中尤為重要。

3.1 云計算

云計算是分布式計算的一種特殊形式，根據美國國家標準與技術研究院的定義，云計算可以實現隨時隨地、便捷、按需地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源，資源可以快速供給和釋放，使管理的工作和服務提供者的介入降低至最少。

云計算技術能夠整合優(yōu)化電網系統(tǒng)中的各種異構資源，如電力系統(tǒng)中的監(jiān)控維護資源、配電管理資源和市場運營資源等。利用云計算支持廣泛企業(yè)計算和普適性強的特點，能夠構建更加高效的智能電網數據中心，實現基礎設施資源的自動化管理。例如利用Google的Borg能夠使大量服務器協調工作，繼而實現大規(guī)模系統(tǒng)的可靠性管理。

而智能電網信息系統(tǒng)所產生的大量數據，更需要通過云計算來實現分布式存儲和管理。利用云計算來實現海量數據的分布式存儲，可以通過冗余存儲和高可靠性軟件來提高數據的可靠性，并能較好地達到成本、可靠性和性能的最佳平衡。例如利用Google的GFS文件系統(tǒng)可以實現數據的冗余存儲，并大幅度降低主服務器的負擔，使系統(tǒng)IO高度并行工作，從而提高系統(tǒng)的整體性能。智能電網所產生的數據種類眾多，而云計算的數據管理技術能夠較好地滿足智能電網信息平臺數據種類繁多的海量服務請求，因此云計算能夠高效地管理智能電網信息平臺中的多元數據。例如，利用Google的BigTable，通過一個巨大的分布式多維數據表，將數據都作為對象，并通過關鍵字、列關鍵字和時間戳來進行索引，滿足各類數據的性能要求，進而實現多元數據的高效管理。

為了保證電網系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定，智能電網需要通過大規(guī)模的電力系統(tǒng)計算來監(jiān)控整個電網系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如暫態(tài)穩(wěn)定計算、故障計算、拓撲分析、數據挖掘與智能決策等，計算量極大，而云計算可以為智能電網提供高性能的并行計算與分析服務。例如利用Google的MapRduce，可實現針對大規(guī)模數據集的并行計算。

3.2 數字圖像處理

數字圖像處理是指通過計算機對圖像進行去噪、增強、復原、分割以及提取特征等處理，從而改善圖示信息，以便人們解釋或機器自動理解。

在智能電網系統(tǒng)所產生的海量數據中有不少的數據都是圖像數據，例如對輸電線路狀態(tài)的遠程監(jiān)測常常通過線路圖像/視頻監(jiān)控系統(tǒng)來實現。為了能夠實現對輸電線路狀態(tài)全天候全方位的實時監(jiān)控，采用智能化和自動化的手段來代替人工是必然的趨勢。但原始圖像中包含的噪聲太多了，價值密度低，難以用于智能識別。在這種情況下，可以通過數字圖像處理中的灰度變換、直方圖修正、小波包去噪、圖像銳化以及邊緣檢測等處理方式來增強圖像對比度，去除噪聲，加強圖像的輪廓特征，以便于特征的提取和識別，進而產生價值密度較高的特征數據集，為輸電線路狀態(tài)的智能識別過程做好圖像數據的預處理。

3.3 數據挖掘

數據挖掘是指從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際應用數據中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的，但又是潛在有用的信息和知識的過程。數據挖掘的方法包括分類、聚類、關聯分析、預測等。

由于智能電網系統(tǒng)中的數據具有數據量巨大、數據類型繁多、價值密度低以及處理速度快的特點，智能電網系統(tǒng)中的數據屬于無法在一定時間內用傳統(tǒng)數據庫軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的“大數據”，需要通過數據挖掘來提取其中隱含的有價值的信息，從而實現對整個電網系統(tǒng)多角度、多層次的精確感知。例如，通過對長期的、大量的用戶用電數據進行數據挖掘，對不同地區(qū)以及不同用戶進行分類，可以得到有助于優(yōu)化配電調度的信息，并能為電費定價調整提供參考；由于在當今社會中各行業(yè)的發(fā)展都離不開能源的使用，因此對用電數據進行挖掘甚至還可以歸納總結出各種指標增長率與社會用電情況的一般規(guī)律，便于政府了解和預測社會各行業(yè)發(fā)展狀況及用能情況，為政府決策提供參考。而通過對長期的、大量的電動汽車充電數據進行數據挖掘，可以為充電站的布點提供參考。通過對長期的、大量的可再生能源發(fā)電情況進行數據挖掘，有利于降低可再生能源產電不穩(wěn)定對供電網絡的影響，進而更好地融入可再生能源發(fā)電。此外，數據挖掘還有利于用戶能效的分析管理、業(yè)務拓展分析、供電輿情監(jiān)測預警分析、電力系統(tǒng)的故障預測和狀態(tài)檢修、短期電網負荷預測、城市電網規(guī)劃等。智能電網系統(tǒng)的數據特性表明了數據挖掘在智能電網中有著廣泛的應用。

3.4 人工智能

根據著名人工智能科學家Michael R.Genesereth和Nils J.Nilsson在1987年提出的定義，人工智能是研究智能行為的科學，它的最終目的是建立關于自然智能實體行為的理論和指導創(chuàng)造具有智能行為的人工制品。人工智能是一門研究如何將人的智能轉化為機器智能或者用機器來模擬或實現人的智能的學科。

數據挖掘在智能電網中有著廣泛的應用，而數據挖掘需要人工智能技術來提供數據分析的技術支持，因此人工智能在智能電網中也有著十分重要的應用。例如，通過構建人工神經網絡來對經過數字圖像處理所得的典型線路狀態(tài)的監(jiān)控圖像特征數據集進行訓練識別來實現輸電線路狀態(tài)的智能識別。除了故障診斷外，人工神經網絡還可應用于智能控制、繼電保護、優(yōu)化運算等

方面。

除了為數據挖掘提供數據分析的技術支持外，人工智能還可以通過人類專家提供的經驗和知識來構建相應的專家系統(tǒng)，如電網故障診斷和調度處理專家系統(tǒng)和操作票專家系統(tǒng)等，模擬人類專家解決問題的過程來進行決策，從而實現電網自動化和智能化。

而采用遺傳算法、粒子群算法等進化算法求解諸如發(fā)電廠和輸電線架設的規(guī)劃問題以及電力系統(tǒng)中各種控制參數的最優(yōu)解等問題或利用模糊集理論來處理電力系統(tǒng)中難以實現精確控制的復雜問題，也是人工智能在智能電網中的重要應用。

3.5 軟件工程

根據Fritz Bauer在NATO會議上給出的定義，軟件工程是建立和使用一套合理的工程原則，以便獲得經濟的軟件，這種軟件是可靠的，可以在實際機器上高效的

運行。

為了便于管理和使用，無論是供電管理方還是用戶方都會希望通過一個穩(wěn)定可靠，功能完備，并具有友好人機界面的軟件來方便操作。因此在建設智能電網的過程中勢必需要開發(fā)相應的軟件，軟件工程便應用于其中。尤其是對用戶端而言，在移動設備使用越來越廣泛的今天，開發(fā)相應的移動端的APP無疑能夠更好地促進用戶參與到交互過程中。一個針對用戶個體，能夠實時顯示如電力消費成本、實時電價、電網狀況、計劃停電信息等的智能電表提示信息，結合數字家庭技術，能夠遠程控制家電開關以便于用戶隨時隨地調整自己的用電情況，并整合線上業(yè)務申請、繳納電費等功能的APP能夠極大程度地減輕用戶的操作負擔，方便用戶的使用，使智能電網更加高效智能。

4 結語

計算機科學在智能電網中的廣泛應用使電力行業(yè)在信息化時代中能夠更好地應對各種新挑戰(zhàn)，為整個社會的發(fā)展帶來深遠的影響。

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