智能化與智能電網(wǎng)上課講義

1、智能化與智能電網(wǎng)1. 概念與定義 智慧與智能 的概念：從感覺(jué)到記憶再到思維這一過(guò)程稱為“智慧” ，智慧的結(jié) 果產(chǎn)生了行為和語(yǔ)言， 將行為和語(yǔ)言的表達(dá)過(guò)程稱為 “能力”，兩者合稱“智能”。 將感覺(jué)、記憶、回憶、思維、語(yǔ)言、行為的整個(gè)過(guò)程稱為智能過(guò)程，它是智力和 能力的表現(xiàn)。它們分別又可以用“智商”和“能商”來(lái)描述其在個(gè)體中發(fā)揮智能 的程度。“情商”可以調(diào)整智商和能商的正確發(fā)揮，或控制二者恰到好處地發(fā)揮 它們的作用。 智能及智能的本質(zhì)是古今中外許多哲學(xué)家、 腦科學(xué)家一直在努力探索和研究的 問(wèn)題，但至今仍然沒(méi)有完全了解，以致智能的發(fā)生與物質(zhì)的本質(zhì)、宇宙的起源、 生命的本質(zhì)一起被列為自然界四大奧秘。一

2、般認(rèn)為，“智能”是指?jìng)€(gè)體對(duì)客觀事物進(jìn)行合理分析，判斷及有目的地行動(dòng)和 有效地處理周圍環(huán)境事宜的綜合能力 , 指人的智慧和行動(dòng)能力?！爸悄芑笔侵赣?現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 行業(yè)技術(shù)、 智能控制技術(shù)匯集而成的針 對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用。2. 智能的特征具有感知能力， 即具有能夠感知外部世界、 獲取外部信息的能力， 這是產(chǎn)生智 能活動(dòng)的前提條件和必要條件；具有記憶和思維能力， 即能夠存儲(chǔ)感知到的外部信息及由思維產(chǎn)生的知識(shí)， 同 時(shí)能夠利用已有的知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷、聯(lián)想、決策； 具有學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，即通過(guò)與環(huán)境的相互作用，不斷學(xué)習(xí)積累知識(shí)， 使自己能夠適應(yīng)環(huán)境變化

3、；具有行為決策能力，即對(duì)外界的刺激作出反應(yīng)，形成決策并傳達(dá)相應(yīng)的信息。 具有上述特點(diǎn)的系統(tǒng)則為 智能系統(tǒng)或智能化系統(tǒng) 。3. 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展， 其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高， 智能化的概念 開(kāi)始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面， 相繼出現(xiàn)了 智能住宅小區(qū) 、 智能醫(yī)院、智能電網(wǎng) 等等。智能電網(wǎng)一、定義智能電網(wǎng)( Smart Grid )：以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ) (中國(guó)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(jí)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(cè)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(duì)

4、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、滿足節(jié)能環(huán)保、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化 發(fā)展的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。二、智能電網(wǎng)的組成 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。其技術(shù)大致可分為四個(gè)部分： 高級(jí)量測(cè)體系、高級(jí)配電運(yùn)行、高級(jí)輸電運(yùn)行和高級(jí)資產(chǎn)管理。高級(jí)量測(cè)體系： 主要作用是授權(quán)給用戶， 使系統(tǒng)同負(fù)荷建立起聯(lián)系， 使用戶能 夠支持電網(wǎng)的運(yùn)行；高級(jí)配電運(yùn)行： 核心是在線實(shí)時(shí)決策指揮， 目標(biāo)是災(zāi)變防治， 實(shí)現(xiàn)大面積連鎖 故障的預(yù)防； 高級(jí)輸電運(yùn)行：主要作用是強(qiáng)調(diào)阻塞管理和降低大規(guī)模停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)； 高級(jí)資產(chǎn)管理： 是在系統(tǒng)中安

5、裝大量可以提供系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)備 （資產(chǎn)）“健康” 狀況的高級(jí)傳感器， 并把所收集到的實(shí)時(shí)信息與資源管理、 模擬與仿真等過(guò)程集 成，改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行和效率。三、主要特征智能電網(wǎng)包括六個(gè)方面的特征 自愈電網(wǎng)：“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統(tǒng)中隔離出來(lái)并且在很少 或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)， 從而幾乎不中斷 對(duì)用戶的供電服務(wù)。促進(jìn)參與：在智能電網(wǎng)中， 用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。 鼓勵(lì)和促進(jìn)用 戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。抵御攻擊：電網(wǎng)的安全性要求一個(gè)降低對(duì)電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊的脆弱性并快 速?gòu)墓╇娭袛嘀谢謴?fù)的全系統(tǒng)的解決方案。特殊優(yōu)勢(shì)

6、：智能電網(wǎng)將安全、 無(wú)縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系 統(tǒng)，簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程， 類似于“即插即用”，這一特征對(duì)電網(wǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 蓬勃發(fā)展： 在智能電網(wǎng)中， 先進(jìn)的設(shè)備和廣泛的通信系統(tǒng)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)支持市 場(chǎng)的運(yùn)作， 并為市場(chǎng)參與者提供了充分的數(shù)據(jù)， 因此電力市場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施及其技 術(shù)支持系統(tǒng)是電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵因素。優(yōu)化資產(chǎn)：智能電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)用最低的成本提供 所期望的功能。四、戰(zhàn)略框架 國(guó)家電網(wǎng)戰(zhàn)略框架為：一個(gè)目標(biāo)，兩條主線、三個(gè)階段、四個(gè)體系、五個(gè)內(nèi)涵和 六個(gè)環(huán)節(jié)。1. 一個(gè)目標(biāo) 構(gòu)建以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。2 .

7、兩條主線 技術(shù)上體現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化、構(gòu)建以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào) 發(fā)展的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。管理上體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。3 . 三個(gè)階段 統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)分三步走： 2009年至 2010 年為規(guī)劃試點(diǎn)階段：重點(diǎn)開(kāi)展電網(wǎng)智能化發(fā)展規(guī)劃工作，制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開(kāi)展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作；2011年至 2015 年為全面建設(shè)階段：加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形 成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系， 關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；2016年至 2020 年為引領(lǐng)提升階段：全面建成統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，使電網(wǎng)的資源 配置能力、安全水

8、平、運(yùn)行效率，以及電網(wǎng)與電源、用戶之間的互動(dòng)性顯著提高。4. 四個(gè)體系 電網(wǎng)基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。電網(wǎng)基礎(chǔ)體系是 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的物質(zhì)載體，是實(shí)現(xiàn)“堅(jiān)強(qiáng)”的重要基礎(chǔ)；技術(shù)支撐體系是指先進(jìn) 的通信、信息、控制等應(yīng)用技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)“智能”的技術(shù)保障；智能應(yīng)用體系是 保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，提供用戶增值服務(wù)的具體體現(xiàn)；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系 是指技術(shù)、管理方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以及試驗(yàn)、認(rèn)證、評(píng)估體系，是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智 能電網(wǎng)的制度依據(jù)。5. 五個(gè)內(nèi)涵 堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)。堅(jiān)強(qiáng)可靠是指具有堅(jiān)強(qiáng) 的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、 強(qiáng)大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應(yīng)； 經(jīng)濟(jì)高

9、效是指提高電 網(wǎng)運(yùn)行和輸送效率， 降低運(yùn)營(yíng)成本， 促進(jìn)能源資源和電力資產(chǎn)的高效利用； 清潔 環(huán)保是指促進(jìn)可再生能源發(fā)展與利用， 降低能源消耗和污染物排放， 提高清潔電 能在終端能源消費(fèi)中的比重；透明開(kāi)放是指電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享， 電網(wǎng)無(wú)歧視開(kāi)放； 友好互動(dòng)是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活調(diào)整， 友好兼容各類電 源和用戶接入與退出，促進(jìn)發(fā)電企業(yè)和用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)。六個(gè)環(huán)節(jié) 6.發(fā)電環(huán)節(jié)： 引導(dǎo)電源集約化發(fā)展， 協(xié)調(diào)推進(jìn)大規(guī)模能源基地的開(kāi)發(fā)； 強(qiáng)化網(wǎng)廠協(xié) 調(diào)，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平； 優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 促進(jìn)新型能源的大規(guī)模 科學(xué)利用。輸電環(huán)節(jié)： 加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、

10、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)國(guó)家電 網(wǎng)；集成應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝；全面實(shí)施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周 期管理；廣泛采用靈活交流輸電技術(shù)， 提高線路輸送能力和電壓、 潮流控制的靈 活性，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。變電環(huán)節(jié)： 設(shè)備信息和運(yùn)行維護(hù)策略與電力調(diào)度全面互動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽 命周期綜合優(yōu)化管理； 樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能化變電站； 實(shí) 現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面采集和實(shí)時(shí)共享支撐電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制、 智能調(diào)節(jié)和各類高級(jí) 應(yīng)用，保障各級(jí)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。配電環(huán)節(jié)：建成高效、靈活、合理的配電網(wǎng)絡(luò)，具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化和可再 生能源接納能力， 緊急狀況時(shí)支撐主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行； 實(shí)

11、現(xiàn)集中分散儲(chǔ)能裝置 及分布式電源的兼容接入與統(tǒng)一控制； 供電可靠性和電能質(zhì)量顯著提高； 全面推 廣智能配電網(wǎng)示范工程應(yīng)用成果，主要技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。用電環(huán)節(jié)： 構(gòu)建智能用電服務(wù)體系， 實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷管理的現(xiàn)代化運(yùn)行和營(yíng)銷業(yè)務(wù)的智 能化應(yīng)用。 全面推廣應(yīng)用智能電能表、 智能用電管理終端等智能用電設(shè)備。 開(kāi)展 雙向互動(dòng)服務(wù)， 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)， 提升用戶服務(wù)質(zhì)量。 建設(shè)智能用電 小區(qū)和電動(dòng)汽車充放電站，推動(dòng)智能家電和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用， 改善終端用戶用能模式，提高用電效率。調(diào)度環(huán)節(jié)： 以服務(wù)特高壓大電網(wǎng)安全運(yùn)行為目標(biāo)， 開(kāi)發(fā)建設(shè)新一代智能調(diào)度技術(shù) 支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行信息全景化

12、、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、安全評(píng)估動(dòng)態(tài)化、調(diào)度決策 精細(xì)化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、網(wǎng)廠協(xié)調(diào)最優(yōu)化，形成一體化的智能調(diào)度體系，確保 電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠、靈活協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。五、關(guān)鍵技術(shù)1. 通信技術(shù) 建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒(méi)有這樣的通 信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無(wú)法實(shí)現(xiàn)， 因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、 保護(hù)和控 制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持， 因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第 一步。同時(shí)通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬(wàn)戶， 這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系 的網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)， 只有這樣才能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標(biāo)和主要特征。 高速、 雙向、實(shí)時(shí)、 集成的通信系統(tǒng)使智能

13、電網(wǎng)成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的、 實(shí)時(shí)信息和電力交換 互動(dòng)的大型的基礎(chǔ)設(shè)施。 當(dāng)這樣的通信系統(tǒng)建成后， 它可以提高電網(wǎng)的供電可靠 性和資產(chǎn)的利用率，繁榮電力市場(chǎng)，抵御電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價(jià)值。 高速雙向通信系統(tǒng)的建成， 智能電網(wǎng)通過(guò)連續(xù)不斷地自我監(jiān)測(cè)和校正， 應(yīng)用先進(jìn) 的信息技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)其最重要的特征自愈特征。 它還可以監(jiān)測(cè)各種擾動(dòng)， 進(jìn)高速 雙向通信系統(tǒng)使得各種不同的智避免事故的擴(kuò)大。重新分配潮流，行補(bǔ)償， 能電子設(shè)備（ IEDs）、智能表計(jì)、控制中心、電力電子控制器、保護(hù)系統(tǒng)以及用 戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信， 提高對(duì)電網(wǎng)的駕馭能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平。 在這一技術(shù)領(lǐng) 域主要有兩個(gè)方面的技術(shù)需要重點(diǎn)關(guān)注，

14、 其一就是開(kāi)放的通信架構(gòu)， 它形成一個(gè) “即插即用” 的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信； 其二是統(tǒng)一的技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它能使所有的傳感器、智能電子設(shè)備（ IEDs）以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú) 縫的通信， 也就是信息在所有這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解， 實(shí)現(xiàn)設(shè) 備和設(shè)備之間、 設(shè)備和系統(tǒng)之間、 系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。 這就需要電力 公司、設(shè)備制造企業(yè)以及標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)進(jìn)行通力的合作， 才能實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的互 聯(lián)互通。2. 量測(cè)技術(shù) 參數(shù)量測(cè)技術(shù)是智能電網(wǎng)基本的組成部件， 先進(jìn)的參數(shù)量測(cè)技術(shù)獲得數(shù)據(jù)并將其 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息， 以供智能電網(wǎng)的各個(gè)方面使用。 它們?cè)u(píng)估電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況 和電

15、網(wǎng)的完整性， 進(jìn)行表計(jì)的讀取、 消除電費(fèi)估計(jì)以及防止竊電、 緩減電網(wǎng)阻塞 以及與用戶的溝通。未來(lái)的智能電網(wǎng)將取消所有的電磁表計(jì)及其讀取系統(tǒng)， 取而代之的是可以使電力 公司與用戶進(jìn)行雙向通信的智能固態(tài)表計(jì)。 基于微處理器的智能表計(jì)將有更多的 功能，除了可以計(jì)量每天不同時(shí)段電力的使用和電費(fèi)外， 還有儲(chǔ)存電力公司下達(dá) 的高峰電力價(jià)格信號(hào)及電費(fèi)費(fèi)率， 并通知用戶實(shí)施什么樣的費(fèi)率政策。 更高級(jí)的 功能有用戶自行根據(jù)費(fèi)率政策， 編制時(shí)間表，自動(dòng)控制用戶內(nèi)部電力使用的策略。 對(duì)于電力公司來(lái)說(shuō)， 參數(shù)量測(cè)技術(shù)給電力系統(tǒng)運(yùn)行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù) 據(jù)支持，包括功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系（ WAM）S、設(shè)備

16、健康狀況和能力、 表計(jì)的損壞、故障定位、變壓器和線路負(fù)荷、關(guān)鍵元件的溫度、停電確認(rèn)、電能 消費(fèi)和預(yù)測(cè)等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲(chǔ)存、分析和處理這些數(shù)據(jù)，為電力 公司的其他業(yè)務(wù)所用。未來(lái)的數(shù)字保護(hù)將嵌入計(jì)算機(jī)代理程序， 極大地提高可靠性。 計(jì)算機(jī)代理程序是 一個(gè)自治和交互的自適應(yīng)的軟件模塊。 廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 保護(hù)和控制方案將集成數(shù) 字保護(hù)、先進(jìn)的通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)代理程序。 在這樣一個(gè)集成的分布式的保護(hù) 系統(tǒng)中，保護(hù)元件能夠自適應(yīng)地相互通信， 這樣的靈活性和自適應(yīng)能力將極大地 提高可靠性， 因?yàn)榧词共糠窒到y(tǒng)出現(xiàn)了故障， 其他的帶有計(jì)算機(jī)代理程序的保護(hù) 元件仍然能夠保護(hù)系統(tǒng)。3. 設(shè)備技術(shù)智能電

17、網(wǎng)要廣泛應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)， 極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。 未來(lái)的智 能電網(wǎng)中的設(shè)備將充分應(yīng)用在材料、 超導(dǎo)、儲(chǔ)能、 電力電子和微電子技術(shù)方面的 最新研究成果，從而提高功率密度、供電可靠性和電能質(zhì)量以及電力生產(chǎn)的效率。 未來(lái)智能電網(wǎng)將主要應(yīng)用三個(gè)方面的先進(jìn)技術(shù)： 電力電子技術(shù)、 超導(dǎo)技術(shù)以通過(guò) 采用新技術(shù)和在電網(wǎng)和負(fù)荷特性之間尋求最佳的平衡點(diǎn)及大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)。 來(lái)提高電能質(zhì)量。 通過(guò)應(yīng)用和改造各種各樣的先進(jìn)設(shè)備， 如基于電力電子技術(shù)和 新型導(dǎo)體技術(shù)的設(shè)備， 來(lái)提高電網(wǎng)輸送容量和可靠性。 配電系統(tǒng)中要引進(jìn)許多新 的儲(chǔ)能設(shè)備和電源，同時(shí)要利用新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如微電網(wǎng)。經(jīng)濟(jì)的 FACTS（柔性交流輸電

18、系統(tǒng)）裝置將利用比現(xiàn)有半導(dǎo)體器件更能控制的低 成本的電力半導(dǎo)體器件， 使得這些先進(jìn)的設(shè)備可以廣泛的推廣應(yīng)用。 分布式發(fā)電 將被廣泛地應(yīng)用，多臺(tái)機(jī)組間通過(guò)通信系統(tǒng)連接起來(lái)形成一個(gè)可調(diào)度的虛擬電廠。 超導(dǎo)技術(shù)將用于短路電流限制器、儲(chǔ)能、低損耗的旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及低損耗電纜中。 先進(jìn)的計(jì)量和通信技術(shù)將使得需求響應(yīng)的應(yīng)用成為可能。新型的儲(chǔ)能技術(shù)將被應(yīng)用為分布式能源或大型的集中式電廠。 大型發(fā)電廠和分布 式電源都有其不同的特性， 它們必須協(xié)調(diào)有機(jī)地結(jié)合， 以優(yōu)化成本， 提高效率和 可靠性，減少環(huán)境影響。4. 控制技術(shù)先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、 診斷和預(yù)測(cè)狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧?以消除、減輕和防止供

19、電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。 這些技術(shù)將提供對(duì) 輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法并且可以管理整個(gè)電網(wǎng)的有功和無(wú)功。 從某種程 度上說(shuō)，先進(jìn)控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其他四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域， 如先進(jìn)控制技 術(shù)監(jiān)測(cè)基本的元件（參數(shù)量測(cè)技術(shù)） ，提供及時(shí)和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)（集成通信技術(shù)； 先進(jìn)設(shè)備技術(shù)）并且對(duì)任何事件進(jìn)行快速的診斷（先進(jìn)決策技術(shù)） 。另外，先進(jìn) 控制技術(shù)支持市場(chǎng)報(bào)價(jià)技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。未來(lái)先進(jìn)控制技術(shù)的分析和診斷功能將引進(jìn)預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)， 在專家系統(tǒng)允許的 范圍內(nèi)， 采取自動(dòng)的控制行動(dòng)。 這樣所執(zhí)行的行動(dòng)將在秒一級(jí)水平上， 這一自愈 電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。 當(dāng)然先進(jìn)控制

20、技術(shù)需要一個(gè)集成的高速 通信系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的通信標(biāo)準(zhǔn)， 以處理大量的數(shù)據(jù)。 先進(jìn)控制技術(shù)將支持分布式 智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng)用軟件。（1）收集數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)電網(wǎng)元件 先進(jìn)控制技術(shù)將使用智能傳感器、 智能電子設(shè)備以及其他分析工具測(cè)量的系統(tǒng)和 用戶參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)情況， 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估， 這些數(shù)據(jù)都是 準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 對(duì)掌握電網(wǎng)整體的運(yùn)行狀況具有重要的意義， 同時(shí)還要利用向量測(cè) 量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)間信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。（2）分析數(shù)據(jù) 準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力為軟件分析工具提供了快速擴(kuò)展和進(jìn)步 的能力。狀態(tài)估計(jì)和應(yīng)急分析將在秒級(jí)而不是分鐘級(jí)水平上完成分

21、析， 這給先進(jìn) 控制技術(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行人員足夠的時(shí)間來(lái)響應(yīng)緊急問(wèn)題； 專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信 息用于快速?zèng)Q策；負(fù)荷預(yù)測(cè)將應(yīng)用這些準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及改進(jìn)的天氣預(yù)報(bào)技術(shù)來(lái)準(zhǔn) 確預(yù)測(cè)負(fù)荷； 概率風(fēng)險(xiǎn)分析將成為例行工作， 確定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、 系統(tǒng)壓 力較大期間以及不希望的供電中斷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)的水平； 電網(wǎng)建模和仿真使運(yùn)行人員 認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確的電網(wǎng)可能的場(chǎng)景。）診斷和解決問(wèn)題 3（ 正在發(fā)展的和由高速計(jì)算機(jī)處理的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使得專家診斷來(lái)確定現(xiàn)有的、 潛 在的問(wèn)題的解決方案， 并提交給系統(tǒng)運(yùn)行人員進(jìn)行判斷。 ）執(zhí)行自動(dòng)控制的行 動(dòng)（4 智能電網(wǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和高級(jí)分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問(wèn)題檢測(cè)和響 防止緊急問(wèn)題它還

22、可以降低已經(jīng)存在問(wèn)題的擴(kuò)展，應(yīng)的自動(dòng)控制行動(dòng)成為可能， 的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)置、狀態(tài)和潮流以防止預(yù)測(cè)問(wèn)題的發(fā)生。（5）為運(yùn)行人員提供信息和選擇先進(jìn)控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動(dòng)作信號(hào)， 而且也為運(yùn)行人 員提供信息。而且對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行人員也有很大的應(yīng)用控制系統(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅 對(duì)自身有用， 價(jià)值，而且這些數(shù)據(jù)輔助運(yùn)行人員進(jìn)行決策。六、主要應(yīng)用智能電網(wǎng)的主要應(yīng)用包括： 智能電網(wǎng)平臺(tái)：自動(dòng)收集電網(wǎng)中所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)電 網(wǎng)狀態(tài)信息 而現(xiàn)在全面查看電網(wǎng)狀態(tài)只是收集高壓電網(wǎng)和部分中壓電網(wǎng)的信息， 過(guò)去， 并能更好地管理可再正變得日益重要。管理人員能夠發(fā)現(xiàn)所有地區(qū)的電網(wǎng)損耗， 這也需生能源，它們通常能向以前未監(jiān)視過(guò)的

23、地區(qū)供電。管理系統(tǒng)日趨復(fù)雜， 大幅度減少斷電要用智能技術(shù)集成分散的決策機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理的優(yōu)化， 現(xiàn)象。電網(wǎng)監(jiān)控和管理：利用收集的信息實(shí)時(shí)控制電網(wǎng) 電力公司正在代價(jià)高昂的斷電現(xiàn)象即可減少。如果釆取措施快速隔離故障， 安裝傳感器以接近實(shí)時(shí)地（秒到毫秒級(jí)延遲）監(jiān)控電網(wǎng)，盡早地發(fā)現(xiàn)故障。這些 監(jiān)控系統(tǒng)將從起始的輸電網(wǎng)擴(kuò)展至配電網(wǎng)。 電網(wǎng)狀態(tài)信息被集成接入電力公司的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（ SCAD）A 系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)接近實(shí)時(shí)的電網(wǎng)電力自動(dòng)化控制。 集成維護(hù)：延長(zhǎng)資產(chǎn)生命周期 從中長(zhǎng)期來(lái)看， 收集信息能夠優(yōu)化電網(wǎng)資產(chǎn)的維護(hù)戰(zhàn)略。 由于使用、 年限和許多 其他因素的不同，資產(chǎn)狀況可能存在很大差異。 固定周期式的傳統(tǒng)維護(hù)策略不 再適用。管理人員能夠?qū)Y產(chǎn)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控， 關(guān)鍵問(wèn)題可被提早發(fā)現(xiàn)。 借助全新 通信技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員能夠獲得關(guān)鍵資產(chǎn)狀態(tài)信息，確保問(wèn)題得以及時(shí)解決。這一全新的維護(hù)方法能夠顯著地延長(zhǎng)資產(chǎn)使用壽命，避免發(fā)生代價(jià)高昂的中 斷事件。 智能計(jì)量：實(shí)時(shí)能耗監(jiān)控 由于受到產(chǎn)量、 燃料價(jià)格、 氣候條件和需求波動(dòng)等供需關(guān)系的影響， 當(dāng)今批發(fā)市 場(chǎng)的電力價(jià)格反復(fù)無(wú)常。一般來(lái)說(shuō)，晚間非高峰用電的價(jià)格比白天的價(jià)格低 50%。但是，消費(fèi)者通常 只是見(jiàn)到一個(gè)與時(shí)間周期無(wú)關(guān)的平穩(wěn)價(jià)格。 在能源法規(guī)制訂者的要求下， 一些