电网的新技术与发展

辛忠国 孟凡辉 曲朝辉 王伟

摘要：近年电网中新技术的采用是与电网的发展相适应的。最典型的新技术包括分布式电源、微电网、智能变电站、智能配电、物联网等。详细介绍了这些新技术的特点和作用。这些新技术有其各自的特点，但都对信息化水平要求很高，具有一定的共同性。

关键词： 智能电网；智能变电站；微电网。

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

0 引言近年来，电网规模的不断扩大，迫切要求运行管理水平和技术水平的不断提高，为新技术在电网中的应用带来了契机。分布式电源、微电网、新能源等区别于传统的集中式发电的新形式终端不断接入电网，电网内部也兴起了智能化的高潮，以智能变电站、智能配电为代表的一批智能化工程也已完工[1，2]。

信息技术的不断发展，为电网带来了诸多便利，云存储、无线互联、物联网等新技术为电网的进一步信息化和网络化提供了支持[3,4]。

只有对这些新技术更加了解，才能真正的发挥好这些新技术的作用，更好的为电网服务，为电力用户服务。本文便以这些新技术为研究对象，探讨这些新技术能够为电网带来的便利。

1 智能变电站与智能配电智能变电站与常规变电站的重要区别，是采用信息融合技术，从多种信息的获取、分析、共享、利用而有机结合。多信息技术的融合，可以从多信息的视角综合处理，从而得到各种信息的内在联系和规律，从而实现信息的优化。一般来说，智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外，其功能还应该体现:

①应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能；

②应具有对获取信息的处理能力；③应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。高压设备智能化是智能变电站的重要标志。大量传感器的采用，可以对关键设备的运行状况进行实时监控，而实现设备可观测、可控制和自动化。对一次设备智能化，可进行功能一体化设计，可以设计为以下三种：

①将传感器与高压设备或其部件进行一体化设计；

②将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计；

③将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现一、二次设备的融合。智能配电网则强调的是用户侧，都将安装上数字化仪表，实现双向通信和远程监控，支持实时的电价计量。这样需要的关键技术包括：

①大量电能计量设备的管理，更需要通过高级智能仪表，以及更为完善的实时通信，能够确保精确地掌握和预测状态信息。

②更为完善的用户侧管理DSM (Demand Side Management)。智能电表对用电量实行分时计价，实时计价，提倡用户在电价高时少用电，从而实现负荷的优化控制，削峰平谷，这样可以降低用户的用电成本，提高电能的利用效率，节省了电力系统的备用投入和为满足峰值需要所进行的投入，从而真正实现与用户互动。

③故障的快速检测功能。可以实现远程控制设备开断和闭合，能够快速切除故障，并能在消除故障后快速的恢复供电。

④电力系统健康状况评估。健康评估不再局限于对设备的评估，而是对整个系统的稳定性、安全性，可靠性的评估，从而全面提高设备的利用效率，进而降低运行和维护成本。

2 分布式能源与微电网技术分布式能源是指靠近用户侧安装的能源综合利用系统，包括分布式电源和分布式储能系统。其中的分布式电源，其发电形式多种多样，包括生物质能发电、风力发电、余热发电、光伏发电、小水电等，而分布式储能系统则在分布式电源的基础上增加了燃料电池、蓄电池等储能装置。分布式能源发展迅速，在北欧的部分国家，分布式发电装机容量已经超过其总装机容量的30％ 。分布式能源后，会对电网结构、功率流动、信息交换和控制方式产生巨大影响，为了应对这些问题，国内外从以下方面进行了解决。

（1）运行管理的优化。部分分布式电源具有间歇性的特点，典型的如太阳能和风能。有研究认为，应对间歇式发电的需求需要实时、精确的发电和负荷预报，从而优化分布式电源的调度和管理；分布式储能装置则能维持发电和负荷的动态平衡。实际中，如果能够合理的布置和分配电能，则分布式电源能够做到随时接入电网，而无需精确的负荷预测，这才是分布式储能装置能够起到的重要作用。

（2）分布式能源的接入标准和规划方案。基于现有的分布式电源接入标准IEEE1547系列，考虑不同类型、容量和数量的分布式电源接入电网后的影响，对相关标准进行完善和补充。同时，由于大量的分布式能源接入中低压配电网，电网结构不再是由发电、输电到配电的垂直辐射式，而是类似于因特网的信息传递模式，出现了能量双向流动的新布局，因此必须合理规划和设计分布式电源的类型、安装地点和容量等，有效发挥分布式能源和提高供电可靠性。

（3）适当的保护与控制技术。分布式能源的接入导致了潮流的双向流通，导致原有的配电网继电保护难以适应当前的需要。改造现有的保护系统，使之能迅速适应变化，符合系统运行方式和网络拓扑，缩小故障影响范围。

（4）微电网应当是对分布式电源接入电网的最终。微电网是指由分布式电源、储能装置和负荷共同构成的一个微型电力系统，能够实现控制、保护和管理的自治系统。其目的是保障微电网与大电网的独立性，微电网既可以与大电网并网运行，提高微电网与大电网的稳定性；也可以孤立运行，从而保障微电网的安全性和可靠性。微电网的关键技术包括：微电网与大电网的相互作用，特别是接口部分的协调；微电网内部电源、储能和负荷之间的协调，特别是孤网运行状况下的协调。

3 物联网技术物联网技术，是通过射频识别、红外感应器、激光扫描器、智能传感器等传感设备，按照约定的协议，将设备物品与通信网连接起来，实现信息共享，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理服务的一种通信网络。物联网应用于电力系统，可以形成具有数据存储能力、计算能力、联网能力、信息交换和自治协同能力的一体化智能监测装置；基于IEC标准的全站设备状态信息通讯模型和接口体系构架，输变电设备状态信息和自动化信息的集成关键技术，标准化全站设备状态采集和集成设备关键技术；输变电高压设备智能监测与诊断技术，输变电区域内多站的分层分布式状态监测、采集和一体化数据集成、存储、分析应用系统。将物联网技术应用在智能电网中，首先可以实现先进可靠、灵活接入，通过统一标准的通信信息传递，实现分布式智能信息的计算和控制。通过物联网的各种智能传感器把需要采取信息或执行信息的各种设备连接到一起，可对信息进行整合分析，达到统一运行管理维护的目的，从而使电网运行和管理达到最优。在配电网环节中采用，可以实现设备状态监测、预警与检修，关键设备的环境状态信息、运行状态信息监测，提供高可靠性和电能质量，降低损耗。在智能用电环节中采用，可适应未来不断发展变化的用电需求，保障电能质量更好的为用户服务。4 结语近年电网中新技术的采用是与电网的发展相适应的。分布式电源、微电网强调了电源及其接入对电网的影响，而智能变电站、智能配电则是基于电网自身发展要求的改革和创新，而无物联网则是信息产业发展对于电力系统的影响。这些新技术有其各自的特点，但都对信息化水平要求很高，具有一定的共同性。

辛忠国1961年9月19日出生 本科  生产管理工程师  现任 公主岭市农电有限公司经理

参考文献

【1】 张春喜 李朝阳 韩善起.农网智能化配电台区建设初探[J].农村电工，2012(2)：26-26.

【2】 丁道齐 祁维武.中国智能电网的实现：挑战、问题和行动[J].中国电力，2011，44(11)：1-7.

【3】 任英峰 乔海祥.几种分布式发电技术的比较分析[J].大众用电，2012(3)：18-19.

【4】 周孝信.新能源变革中电网和电网技术的发展前景[J].华电技术，2011，33(12)：1-3,27.