智能電網(wǎng)全方位介紹

智能電網(wǎng)目錄1 智能電網(wǎng)的概念和特點 11.1 概念 11.2 特點 12 智能電網(wǎng)的構(gòu)造與特性 22.1 智能電網(wǎng)構(gòu)造 22.2 智能電網(wǎng)特性 23 智能電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成 43.1 發(fā)電系統(tǒng) 43.2 輸電系統(tǒng) 63.3 配電系統(tǒng) 83.4 用電系統(tǒng) 94 智能電網(wǎng)的核心技術(shù) 134.1 通信技術(shù) 134.2 量測技術(shù) 144.3 設(shè)備技術(shù) 154.4 控制技術(shù) 154.5 支持技術(shù) 175 重視領(lǐng)域 195.1 智能規(guī)劃 195.2 智能操作 195.3 智能管理 196 總結(jié) 20智能電網(wǎng)的概念和特點概念智能電網(wǎng)是指一種完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每一種顧客和節(jié)點都得到實時監(jiān)控，并確保從發(fā)電廠到顧客端電器之間的每一點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，確保市場交易的實時進行和電網(wǎng)上各組員之間的無縫連接及實時互動。美國電力科學(xué)研究院對智能電網(wǎng)的定義為：運用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等核心設(shè)備的運行狀況進行全方面的實時監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行收集、整合，最后通過對數(shù)據(jù)的分析、挖掘，實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理。特點1．安全：更加好地對人為或自然發(fā)生的擾動作出辨識與反映。在遭遇自然災(zāi)害、人為破壞等不同狀況下確保人身、設(shè)備和電網(wǎng)的安全。2．經(jīng)濟：支持電力市場競爭的規(guī)定，優(yōu)化資源配備；提高設(shè)備傳輸容量和運用率，有效控制成本，實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟運行。3．清潔：既能適應(yīng)大電源的集中接入，也能對分布式發(fā)電方式和諧接入，做到“即插即用”。支持風(fēng)電、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用。4．優(yōu)質(zhì)：實現(xiàn)與客戶的智能互動，以和諧的方式、最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性滿足客戶的需求，向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。智能電網(wǎng)的構(gòu)造與特性智能電網(wǎng)構(gòu)造從廣義上來說，智能電網(wǎng)涉及能夠優(yōu)先使用清潔能源的智能調(diào)度系統(tǒng)、能夠動態(tài)定價的智能計量系統(tǒng)以及通過調(diào)節(jié)發(fā)電、用電設(shè)備功率優(yōu)化負(fù)荷平衡的智能技術(shù)系統(tǒng)。將來智能電網(wǎng)的基本構(gòu)造，電能不僅從集中式發(fā)電廠流向輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)直至顧客，同時電網(wǎng)中還遍及多個形式的新能源和清潔能源：太陽能、風(fēng)能、燃料電池、電動汽車等等；另外，高速、雙向的通信系統(tǒng)實現(xiàn)了控制中心與電網(wǎng)設(shè)備之間的信息交互，高級的分析工具和決策體系確保了智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和優(yōu)化運行。圖2.1中國特色智能電網(wǎng)總體示意圖智能電網(wǎng)特性智能電網(wǎng)涉及八個方面的重要特性，這些特性從功效上描述了電網(wǎng)的特性，而不是最后應(yīng)用的具體技術(shù)，它們形成了智能電網(wǎng)完整的景象。智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)：“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來并且在極少或不用人為干預(yù)的狀況下能夠使系統(tǒng)快速恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對顧客的供電服務(wù)。智能電網(wǎng)激勵和涉及顧客：在智能電網(wǎng)中，顧客將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。激勵和增進顧客參加電力系統(tǒng)的運行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特性。智能電網(wǎng)將抵抗攻擊：智能電網(wǎng)的設(shè)計和運行都將制止攻擊，最大程度地減少其后果和快速恢復(fù)供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時承受對電力系統(tǒng)的幾個部分的攻擊和在一段時間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。智能電網(wǎng)提供滿足21世紀(jì)顧客需求的電能質(zhì)量：智能電網(wǎng)將以不同的價格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，以滿足顧客對不同電能質(zhì)量水平的需求，同時要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價寫入電力服務(wù)的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件：通過其先進的控制辦法監(jiān)測電網(wǎng)的基本元件，從而快速診療并精確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。智能電網(wǎng)將允許多個不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)的接入：從小到大多個不同容量的發(fā)電和儲能在全部的電壓等級上都能夠互聯(lián)，涉及分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池。智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(fā)展：智能電網(wǎng)通過市場上供應(yīng)和需求的互動，能夠最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，減少潮流阻塞，擴大市場，聚集更多的買家和賣家。智能電網(wǎng)優(yōu)化其資產(chǎn)應(yīng)用，使運行更加高效：智能電網(wǎng)將應(yīng)用最新技術(shù)以優(yōu)化其資產(chǎn)的應(yīng)用。智能電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,運用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不管是獨立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)重要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分構(gòu)成，它們重要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機械部件,因此,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術(shù)能夠用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計原理圖3.1獨立發(fā)電系統(tǒng)獨立發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件方陣、蓄電池組、控制器構(gòu)成，可為直流負(fù)載供電。如負(fù)載為交流型的，發(fā)電系統(tǒng)還涉及逆變器。圖3.2并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件方陣、并網(wǎng)逆變器及連接器構(gòu)成，可發(fā)電并把電能送上電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還可覺得負(fù)載供電。二、系統(tǒng)各部分功效（一）太陽能電池組件方針：由若干太陽能電池組件串聯(lián)或并聯(lián)而成，重要功效為運用太陽能進行發(fā)電。（二）蓄電池組：普通采用免維護鉛酸蓄電池作為儲能裝置，用來儲蓄太陽能光伏組件發(fā)出的電能。（三）控制器：用來充、放電和其它方面的自動控制。（四）逆變器：是將直流和交流互相轉(zhuǎn)換的設(shè)備。三、光伏系統(tǒng)監(jiān)控光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測、遠(yuǎn)傳是采用太陽能專用工控機、環(huán)境監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器和顯示裝置及與其配套的太陽能專用監(jiān)控軟件來檢測、遠(yuǎn)傳太陽輻射量、溫度、光伏組件直流輸入電壓、電流、逆變器輸入/輸出電壓及電流及輸出計量等。由于采集參數(shù)的多樣性和分散性，系統(tǒng)可分布式數(shù)據(jù)采集的構(gòu)造模式。所謂分布式數(shù)據(jù)采集，就是運用電量隔離變送器、溫度傳感器、太陽輻射測量儀等設(shè)備就近分散采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過智能數(shù)據(jù)采集模塊的串行數(shù)據(jù)總線技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測計算機進行集中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和解決。智能數(shù)據(jù)采集模塊中設(shè)有獨立的中央解決模塊，能夠在現(xiàn)場對采集的信號進行數(shù)字濾波和簡樸的數(shù)據(jù)解決，然后通過數(shù)據(jù)總線將解決后的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測計算機，監(jiān)測計算機負(fù)責(zé)將各個現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行匯總和解決。圖3.3光伏系統(tǒng)監(jiān)控示意圖輸電系統(tǒng)智能柔性交流輸電系統(tǒng)智能電網(wǎng)中的智能柔性交流輸電系統(tǒng)(flexibleACtransmissionsystem,FACTS)面臨裝置平臺有關(guān)性強和裝置間差別性很大的問題,為此,建立智能FACTS裝置的分層參考模型,如功率層、驅(qū)動層、實時層和應(yīng)用層,通過層與層間的電氣隔離和應(yīng)用隔離,使具體的智能FACTS裝置功效抽象成為軟、硬件相結(jié)合的服務(wù)元并含有原則定義的服務(wù);把智能FACTS中眾多服務(wù)元進行組織,建立面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架,即含有統(tǒng)一服務(wù)接口的非層次構(gòu)造,并定義響應(yīng)服務(wù)時服務(wù)元與服務(wù)接口間、服務(wù)元與服務(wù)元間關(guān)系,大大提高整個系統(tǒng)對服務(wù)進行組織、管理和調(diào)用的效率。面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架智能電網(wǎng)中的智能FACTS不再是眾多實體FACTS裝置,而是一種虛擬的服務(wù)元集合。此時系統(tǒng)中還需要一種服務(wù)接口,用于連接上層調(diào)度控制系統(tǒng)和FACTS裝置應(yīng)用層。面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架構(gòu)造如圖3.4所示。圖3.4面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架構(gòu)造圖3.4中,指向服務(wù)接口的實線箭頭表達(dá)把智能FACTS中全部服務(wù)元的服務(wù)狀態(tài)(涉及提供服務(wù)種類、服務(wù)與否可用等)注冊到服務(wù)接口。上層調(diào)度控制系統(tǒng)能夠通過服務(wù)接口查詢服務(wù)元的服務(wù)狀態(tài),合理選擇、組合一種或多個服務(wù)元提供服務(wù)。指向服務(wù)元的實線箭頭表達(dá)服務(wù)請求由上層調(diào)度控制系統(tǒng)發(fā)出,服務(wù)接口程序接受到服務(wù)請求后,將對應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用命令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的服務(wù)元。服務(wù)元間的虛線箭頭表達(dá)在上層調(diào)度控制系統(tǒng)授權(quán)允許的狀況下,服務(wù)元間能夠進行協(xié)作請求,如果此時被請求服務(wù)元能夠提供協(xié)作服務(wù),則能夠返回一種允許的協(xié)作響應(yīng),反之則為一種回絕的協(xié)作響應(yīng)。設(shè)立服務(wù)元間的協(xié)作關(guān)系,能夠優(yōu)化智能FACTS裝置的服務(wù),在非正常運行時進行緊急協(xié)調(diào)控制。對于某些混合FACTS裝置,能夠?qū)⑵鋭澐譃槎鄠€服務(wù)元,服務(wù)元間的協(xié)調(diào)控制通過服務(wù)元間的協(xié)作關(guān)系實現(xiàn),這種實現(xiàn)方式如4.5所示。圖3.5智能FACTS中的服務(wù)元在圖3.5中,流經(jīng)服務(wù)元的信息流規(guī)定其對電力流進行控制和協(xié)作請求,也涉及對服務(wù)狀態(tài)進行反饋和協(xié)作響應(yīng)。在這一系統(tǒng)中,構(gòu)成最小單位的服務(wù)元含有層次構(gòu)造,是服務(wù)的載體,通過面對服務(wù)的體系構(gòu)造進行組織、管理和調(diào)用?；诜?wù)元和面對服務(wù)體系構(gòu)造的智能FACTS構(gòu)架,含有服務(wù)執(zhí)行效率高、可靠性高的優(yōu)點。配電系統(tǒng)智能配電網(wǎng)（SmartDistributionAutomation）是智能電網(wǎng)(SmartGrid)中配電網(wǎng)部分的內(nèi)容。功效特性與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比,SDG含有下列功效特性。1)自愈能力；2)含有更高的安全性；3)提供更高的電能質(zhì)量；4)支持DER的大量接入；5)支持與顧客互動；6)對配電網(wǎng)及其設(shè)備進行可視化管理；7)更高的資產(chǎn)運用率；8)配電管理與用電管理的信息化。智能配電網(wǎng)的重要技術(shù)內(nèi)容：1)配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；2)先進的傳感測量技術(shù),如光學(xué)或電子互感器、架空線路與電纜溫度測量、電力設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測、電能質(zhì)量測量等技術(shù)；3)先進的保護控制技術(shù),涉及廣域保護、自適應(yīng)保護、配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等技術(shù)；4)高級配電自動化；5)高級量測體系(AdvancedMeteringArchitecture,AMA)是一種使用智能電表通過多個通信介質(zhì),按需或以設(shè)定的方式測量、收集并分析顧客用電數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；6)DER并網(wǎng)技術(shù),涉及DER在配電網(wǎng)的“即插即用”以及微網(wǎng)(MicroGrid)兩部分技術(shù)內(nèi)容；7)DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸,涉及電能質(zhì)量與動態(tài)潮流控制兩部分內(nèi)容；8)故障電流限制技術(shù),指運用電力電子、高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流的技術(shù)。用電系統(tǒng)智能用電系統(tǒng)由構(gòu)成1.系統(tǒng)主站；2.遠(yuǎn)程信道；3.智能電表；4.本地信道；5.互動終端；6.智能開關(guān)構(gòu)成。圖3.6智能用電系統(tǒng)構(gòu)成主站系統(tǒng)涉及：用電信息采集子系統(tǒng)；營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)；電力負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)；電價方略制訂、公布子系統(tǒng)構(gòu)成。電力公司通過對顧客用電信息的全方面自動采集、實時監(jiān)視，及時掌握顧客用電信息，全方面提高市場分析能力；大量顧客用電信息的采集和存儲，為營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)和負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)的正常運行提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。為客戶提供服務(wù)個性化、方式多樣化、分析智能化以及高度集成化的全方位服務(wù)功效，涉及節(jié)能分析、用能咨詢、委托管理等；對公司采用流程驅(qū)動模式，實現(xiàn)營銷業(yè)務(wù)辦理自動化，重要涉及業(yè)擴報裝、抄表管理、電量電費、收費帳務(wù)、銀電聯(lián)網(wǎng)、電能計量、線損管理、購電管理、用電稽查、用電檢查、需求側(cè)管理。運用營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)存儲的大量顧客用電信息，采用數(shù)據(jù)倉庫、智能挖掘、聯(lián)機分析等技術(shù),以多維分析方式，精確地預(yù)測負(fù)荷，為公司制訂有針對性的電價方略服務(wù)。運用負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)對負(fù)荷預(yù)測的成果，綜合發(fā)電信息、輸送能力等有關(guān)信息，制訂出含有針對性的日電價方略，并公布到全部電力顧客，同時含有定時公布結(jié)算電量、電費和電量、電費清單等功效。遠(yuǎn)程信道配用電側(cè)通信手段的匱乏，是制約智能用電建設(shè)的重要瓶頸。要實現(xiàn)智能用電，必須解決配用電側(cè)通信信道問題?？紤]到各地經(jīng)濟發(fā)展水平的差別，智能用電的遠(yuǎn)程信道需要靈活配備。對于在運行的線路，電力公司應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟、技術(shù)、發(fā)展等因素，結(jié)合現(xiàn)階段可采用的技術(shù)綜合評定后，加緊建設(shè)，現(xiàn)階段可采用的技術(shù)重要有：光纖、無線電臺、電力線載波、公用信道等；對新建的配網(wǎng)線路電力公司能夠考慮采用OPPC技術(shù)在建設(shè)配電線路的同時，同時建設(shè)遠(yuǎn)程信道；電力公司還應(yīng)對可用于遠(yuǎn)程信道建設(shè)的新技術(shù)加大科研的力度。智能電表智能電表的功效設(shè)計必須考慮中國的國情，以及現(xiàn)在用電側(cè)的通信信道的實際狀況，智能電表的設(shè)計應(yīng)遵照下面三個原則：考慮分布式能源的接入；考慮通信信道的實際承受能力；考慮顧客互動的便捷。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效：計量功效；費率和時段功效；控制功效預(yù)付費功效；數(shù)據(jù)存儲功效；事件統(tǒng)計功效；顧客加密功效。本地信道及時將顧客關(guān)心的信息（具體內(nèi)容見互動終端）傳遞給顧客。現(xiàn)在可采用的本地信道重要有：小無線和電力線載波。小無線可采用Zigbee技術(shù)?；咏K端互動終端通過本地信道與智能電表通信，實時接受顧客關(guān)心的信息,并通過顯示屏告知顧客，接受的信息有：顧客現(xiàn)在執(zhí)行的日時段劃分方略；顧客現(xiàn)在執(zhí)行的具體電價；實時的電壓/電流/；顧客現(xiàn)在的碳排放量；顧客現(xiàn)在剩余的電費（對預(yù)付費顧客）；顧客定制的增值信息等。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效除了上述功效外，互動終端還應(yīng)當(dāng)是顧客用電范疇內(nèi)的全部電器的綜合控制中心?；咏K端含有鍵盤，方便顧客通過編程設(shè)定家用電器參入營銷互動的價格方略?；咏K端在此基礎(chǔ)上，還可通過本地信道按照顧客設(shè)定的編程方案，自動控制智能家電。在現(xiàn)階段，互動終端能夠通過本地信道采用控制智能開關(guān)的方式實現(xiàn)智能用電。智能開關(guān)在現(xiàn)階段，智能開關(guān)能夠通過本地信道接受互動終端的指令方式實現(xiàn)普通家電的智能用電。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效從發(fā)展的角度看，將來的智能開關(guān)不僅僅是普通開關(guān)與本地信道的融合，還應(yīng)當(dāng)與多個傳感器融合，智能開關(guān)本身就能夠?qū)崿F(xiàn)用電與控制的優(yōu)化并能為電力公司對多個用電設(shè)備的用能狀況提供更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖3.7智能用電系統(tǒng)信息流程圖智能電網(wǎng)的核心技術(shù)通信技術(shù)建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特性都無法實現(xiàn)，由于智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護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。同時通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)同樣進一步到千家萬戶，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)，只有這樣才干實現(xiàn)智能電網(wǎng)的目的和重要特性。下圖顯示了電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一種動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)這樣的通信系統(tǒng)建成后，它能夠提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的運用率，繁華電力市場，抵抗電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價值。高速雙向通信系統(tǒng)的建成，智能電網(wǎng)通過持續(xù)不停地自我監(jiān)測和校正，應(yīng)用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)其最重要的特性—自愈特性。它還能夠監(jiān)測多個擾動，進行賠償，重新分派潮流，避免事故的擴大。高速雙向通信系統(tǒng)使得多個不同的智能電子設(shè)備（IEDs）、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統(tǒng)以及顧客進行網(wǎng)絡(luò)化的通信，提高對電網(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)域重要有兩個方面的技術(shù)需要重點關(guān)注，其一就是開放的通信架構(gòu)，它形成一種“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進行網(wǎng)絡(luò)化的通信；其二是統(tǒng)一的技術(shù)原則，它能使全部的傳感器、智能電子設(shè)備（IEDs）以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的通信，也就是信息在全部這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實現(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)之間的互操作功效。這就需要電力公司、設(shè)備制造公司以及原則制訂機構(gòu)進行通力的合作，才干實現(xiàn)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。量測技術(shù)參數(shù)量測技術(shù)是智能電網(wǎng)基本的構(gòu)成部件，先進的參數(shù)量測技術(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)的各個方面使用。它們評定電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性，進行表計的讀取、消除電費預(yù)計以及避免竊電、緩減電網(wǎng)阻塞以及與顧客的溝通。將來的智能電網(wǎng)將取消全部的電磁表計及其讀取系統(tǒng)，取而代之的是能夠使電力公司與顧客進行雙向通信的智能固態(tài)表計。基于微解決器的智能表計將有更多的功效，除了能夠計量每天不同時段電力的使用和電費外，尚有儲存電力公司下達(dá)的高峰電力價格信號及電費費率，并告知顧客實施什么樣的費率政策。更高級的功效有顧客自行根據(jù)費率政策，編制時間表，自動控制顧客內(nèi)部電力使用的方略。對于電力公司來說，參數(shù)量測技術(shù)給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，涉及功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系（WAMS）、設(shè)備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負(fù)荷、核心元件的溫度、停電確認(rèn)、電能消費和預(yù)測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和解決這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其它業(yè)務(wù)所用。將來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一種自治和交互的自適應(yīng)的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術(shù)以及計算機代理程序。在這樣一種集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應(yīng)地互相通信，這樣的靈活性和自適應(yīng)能力極大地提高可靠性，由于即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其它的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。設(shè)備技術(shù)智能電網(wǎng)要廣泛應(yīng)用先進的設(shè)備技術(shù)，極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。將來的智能電網(wǎng)中的設(shè)備將充足應(yīng)用在材料、超導(dǎo)、儲能、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。將來智能電網(wǎng)將重要應(yīng)用三個方面的先進技術(shù)：電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)以及大容量儲能技術(shù)。通過采用新技術(shù)和在電網(wǎng)和負(fù)荷特性之間謀求最佳的平衡點來提高電能質(zhì)量。通過應(yīng)用和改造多個各樣的先進設(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，來提高電網(wǎng)輸送容量和可靠性。配電系統(tǒng)中要引進許多新的儲能設(shè)備和電源，同時要運用新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，如微電網(wǎng)。經(jīng)濟的FACTS裝置將運用比現(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，使得這些先進的設(shè)備能夠廣泛的推廣應(yīng)用。分布式發(fā)電將被廣泛地應(yīng)用，多臺機組間通過通信系統(tǒng)連接起來形成一種可調(diào)度的虛擬電廠。超導(dǎo)技術(shù)將用于短路電流限制器、儲能、低損耗的旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及低損耗電纜中。先進的計量和通信技術(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)有機的結(jié)合，以優(yōu)化成本，提高效率和可靠性，減少環(huán)境影響。控制技術(shù)先進的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診療和預(yù)測狀態(tài)并擬定和采用適宜的方法以消除、減輕和避免供電中斷和電能質(zhì)量擾動的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對輸電、配電和顧客側(cè)的控制辦法并且能夠管理整個電網(wǎng)的有功和無功。從某種程度上說，先進控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其它四個核心技術(shù)領(lǐng)域，如先進控制技術(shù)監(jiān)測基本的元件（參數(shù)量測技術(shù)），提供及時和適宜的響應(yīng)（集成通信技術(shù)；先進設(shè)備技術(shù)）并且對任何事件進行快速的診療（先進決策技術(shù)）。另外，先進控制技術(shù)支持市場報價技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。將來先進控制技術(shù)的分析和診療功效將引進預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范疇內(nèi)，采用自動的控制行動。這樣所執(zhí)行的行動將在秒一級水平上，這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。固然先進控制技術(shù)需要一種集成的高速通信系統(tǒng)以及對應(yīng)的通信原則，以解決大量的數(shù)據(jù)。先進控制技術(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)測電網(wǎng)元件先進控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設(shè)備以及其它分析工具測量的系統(tǒng)和顧客參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)狀況，對整個系統(tǒng)的狀態(tài)進行評定，這些數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)，對掌握電網(wǎng)整體的運行狀況含有重要的意義，同時還要運用向量測量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時間信號，來實現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。（2）分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)以及強大的計算機解決能力為軟件分析工具提供了快速擴展和進步的能力。狀態(tài)預(yù)計和應(yīng)急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完畢分析，這給先進控制技術(shù)和系統(tǒng)運行人員足夠的時間來響應(yīng)緊急問題；專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速決策；負(fù)荷預(yù)測將應(yīng)用這些準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)以及改善的天氣預(yù)報技術(shù)來精確預(yù)測負(fù)荷；概率風(fēng)險分析將成為例行工作，擬定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、系統(tǒng)壓力較大期間以及不但愿的供電中斷時的風(fēng)險的水平；電網(wǎng)建模和仿真使運行人員認(rèn)識精確的電網(wǎng)可能的場景。（3）診療和解決問題由高速計算機解決的準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)使得專家診療來擬定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統(tǒng)運行人員進行判斷。（4）執(zhí)行自動控制的行動智能電網(wǎng)通過實時通信系統(tǒng)和高級分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問題檢測和響應(yīng)的自動控制行動稱為可能，它還能夠減少已經(jīng)存在問題的擴展，避免緊急問題的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)立、狀態(tài)和潮流以避免預(yù)測問題的發(fā)生。（5）為運行人員提供信息和選擇先進控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動作信號，并且也為運行人員提供信息?？刂葡到y(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅對本身有用，并且對系統(tǒng)運行人員也有很大的應(yīng)用價值，并且這些數(shù)據(jù)輔助運行人員進行決策。支持技術(shù)決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運行人員一目了然的可理解的信息，因此動畫技術(shù)、動態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及其它數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來協(xié)助系統(tǒng)運行人員認(rèn)識、分析和解決緊急問題。在許多狀況下，系統(tǒng)運行人員做出決策的時間從小時縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一種廣闊的、無縫的、實時的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，以使電網(wǎng)運行人員和管理者能夠快速的做出決策。（1）可視化—決策支持技術(shù)運用大量的數(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時間段和按技術(shù)分類的最核心的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運行人員，可視化技術(shù)將