智能电网关键技术及核心标准概述
杨亮
（广东电网清远供电局广东清远511500）
完重点与难点，最后分析介绍了目前智能电网的国内外核心标准. 摘要：闻述了国内外对于智能电网的不同定叉以及智能电网区到于铃统电网的特点，重点详述了智能电网的关键技术组成及各项技术的研
关键调：智能电网关键技术组成核心标准
中图分类号：TM77 文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)07-0179-02
3、智能电网关键技术组成及研究重难点
1、引言
3.1高级量测体系（AMI）
人类能源发展面临的第一挑战，是以可再生能源逐步替代化石能 当前，节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点.源，创新能利用体系，以信息技术彻底改造现有的能源利用体系， 最大限度地提高电网体系能源效率，因此期望通过一个数字化信息网络系统，将能源开发、输送、存储、转换（发电）、输电、配电、供电、售 电、服务及蓄能等过程与能源终端用户的各种电气设备以及其它用能设施连接在一起，通过智能化控制实现精确供能，对应供能，互助 供能和互补供能，将能源利用效率和能源供应安全提高到全新水投资效益达到一种合理的状态.这就是智能电网的思想.智能电网， 平，将污染与温室气体排放降低到环境可接受程度，使用户成本和是经济和技术发展的必然结果.
AMI主要功能是使系统同负荷建立起联系，使用户参与电网运行，其技术组成和功能主要包括：
（1）智能仪表（SmartMeter），具有双向通信功能，支持远程设置、接通或断离，双向计量，定时或随机计量读取.同时，也可作为通 向用户室内网络的网关，起到用户端口（CustomerPortal）)的作用，提供给用户实时电价和用电信息，并实现对用户室内用电装置的负 荷控制，达到需求侧管理目的，与传统电能表相比，智能电能表除了基本计量功能外，还具备以下功能：1）右功电能和无功电能双向计 量，支持分布式能源用户的接人，2）具备阶梯电价，预付费及远程通能质量和环境参量，支持智能用电用能服务：4）具备异需用电状况 断电功能，支持智能需求侧管理，3）可以实时监测电网运行状态、电在线监测、诊断、报警及智能化处理功能，满足计量装置故障处理和在线监测的需求，5）配备专用安全加密模块，保障电能表信息安全 储存、运算和传输.
本文闸述了国内外对于智能电网的不同定义以及智能电网区别于传统电网的特点，重点详述了智能电网主要关键技术组成及研 究重难点，最后介绍分析了目前智能电网的国内外核心标准，以维读者.
统中每一个成员的实时控制和信息交换，使得系统的每一部分都 （2）通信网络.基于开放体系并高度集成的通信系统，实现对系从智能电表传到数据中心，是高级应用功能的技术基础. 可双向通信采取固定的双向通信网络，能把采集的数据信息实时地
2、智能电网的概念
2.1智能电网的含义
由于各国的社会发展、电网发展现状、资源分布等情况不同，不同地区智能电网发展的思路，路径和重点也各不相同，不同领域专 家的研究角度不同，对智能电网的研究方法、理解状况也存在一定的差别.因此，目前，智能电网尚未形成世界性的统一定义.
与AMI自动数据收集系统的配合使用，处理和储存电表的计量值. （3）计量数据管理系统（MDMS）.带有分析工具的数据库，通过
户户内可控的电器或装置（如可编程的温控器）连接起来，使得用户 （4）用户室内网（HAN），通过网关或用户人口把智能电表和用能根据电力公司的需要，积极参与需求响应或电力市场.
我国国家电网目前分别提出了智能电网和坚强智能电网的概念，智能电网：是将先进的传感量测技术，信息通信技术，分析决策 技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网.坚强智能电网：是以特高压电网 为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、 输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网.
3.2高级配电运行体系（ADOI）
ADOI的技术组成和功能主要包括：
（1)高级配电自动化（ADA）.智能电网实现自愈的基础，包含系统的监视与控制、配电系统管理功能和与用户的交互（如负荷管理、量测和实时定价）.通过与智能电网的其他组成部分的协同运行， ADA既可改善系统监视，无功与电压管理、降低网损和提高资产使用率，也可辅助优化人员调度和维修作业安排等.
虽然智能电网尚未形成世界性的统一定义，但从本国资源分布和需求人手，以经济发展和电力发展的实际状况为基础，是当前各 国开展智能电网建设的基本原则.
（2）配电快速仿真与模拟（FastSimulationand Modeling，FSM），是ADO的核心软件，其中包括风险评估、自愈控制与优化 等高级软件系统，为智能电网提供数学支持和预测能力，以期达到改善电网的稳定性、安全性，可靠性和运行效率的目的.配电快速仿 真与模拟（DFSM）需要支持4个主要的自愈功能：1)网络重构：2）电压与无功控制，3）故障定位、隔离和恢复供电：4）当系统拓扑结构 发生变化时继保再整定.上述主要功能相互联系，致使DFSM变得很复杂.
2.2智能电网的特点
同传统电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合等显著特征，其主要特点为：
（1)座强.在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故，在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行，具有确保电力信息安全的能力.
（2）自愈.具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大恢复的能力. 的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断，故障隔离和系统自我
（3）新型电力电子装置.电力电子技术和产品是未来配电系统的主要组成部分，包括多功能固态开关、智能电子装置（IEDs）和配 网用的柔性输电系统装置（如SVC.DStat）等，目前，基于使用硅开关装置的多种控制器已可在市场上买到，但都为独立控制的.未来电网将使用新的系统控制逻辑，使它们协同运行，以便实现多重 电力电子装置的集成控制，实现电网最大的可用传输.在智能电力线圈式变压器，它是基于电力电子技术（由多级逆变器组成）的变压 电子装置中，值得一提的是智能万用变压器（IUT）.不同于传统的器.作为美国EPRIADA项目中的一个基础性装置，IUT已接近市 场化.同传统变压器相比，IUT提供了很多附加功能和益处：1)可向
和微电网的接人，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多 （3）兼容.支持可再生能源的有序，合理接人，适应分布式电源样化的电力需求并提供对用户的增值服务.
（4）经济.支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率.
（5）集成.实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理.
（6）优化.优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本.
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用户提供可选择的服务项目，如直流或400Hz的电力，由单相到三 相的转换，调压，谐波过滤，下陷校正，2）改善系统运行效益.
小水电、风力发电、光伏电源、微型透平、燃料电池和储能装置（如飞 （4）分布式电源（DER）运行和并网，分布式电源种类很多，包括轮、超级电容器、超导磁能存储和钠硫蓄电池等）.一般来说，其容量 从1kW到10MW不等，配电网中的DER由于靠近负荷中心，降低了对电网扩展的需要，并提高了供电可靠性，因此得到广泛采用.
（5）微网（Microgrid）运行，微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置，相关负荷和监控、保护装置汇集面成的小型发配电部电网井网运行，也可孤立运行，是智能电网的重要组成部分.将分 系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可与外布式发电供能系统以微网的形式接人到大电网并网运行，与大电网 互为支持，是发挥分布式发电功能系统效能的最有效方式.
点和难点为：1）电动汽车与电网间能量转换控制、2）电动汽车和充 （6）电动汽车充放电技术.目前，电动汽车充放电技术的研究重对配电网运行影响等电动汽车充放电关键技术：③包括充放电设备 电设施与电网间通信、双向计量计费、柔性充电控制、充电网络运行及系统研发等.
（7）运行管理系统（带有高级传感器）.
（8）高级保护与控制.
3.3高级输变电运行体系（ATTOI）
AMI，ADOI和AAMI的密切配合实现输电系统的（运行和资产管 ATTOI强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，ATTOI同理）优化.输电网是电网的骨干，ATTOI在智能电网中的重要性勿 容质疑，其技术组成和功能如下：
（1）变电站自动化，（2）输电的地理信息系统，（3）广域量测系统，（4）高速信息处理，5）高级保护与控制：6）模拟，仿真和可视化工其：（7高级的 输电网络元件，如电力电子（灵活交流输电，固态开关等）先进的导体和超导装置（8先进的区城电网运行，如提高系统安全性，适应市场化和
表1IEC推荐的5项智能电网核心标准
按心标准 主题，ISC/TR62367 涉及开软莱构-50 适用范遇，能量管理系统，食地管理系版 公其信息模CIBC-61970 国，能量管理系统：配电管 Inforation-Mode}运用理系统，配电自动化，分布 式发电，高级量测体系.开电站自动化. 适用芯图：能量管理系统；I8C61850/ 配电管理系统：配电自动 化：分东式发电：高级量测4 I8C-61968 配电管. 体系.18C623514/ 网络安全
表2IEEE公布的5项智能电网新标准
4 新标.1IEEB-C37.118.12011电力系统同步相测量标准.-c7 118 .2-2011 电力系抗同步相数据为特移的标准. 规定了使用IEE-标准所用的标I-C37.228-2011 准配置文件IEEB-C07. 以时间序列款据文件（C0ARE）命名的通用略式标准10000011 小型水力发电站的控制指雨 (-100-~5-W)
式的发电模型以及受配电网络和有源电力用户影响的负荷模型）. 改善电力规划和设计的规范与标准（特别注意电网模型的改进，如集中
3.4高级资产管理体系（AAM1）
AMIADOI和ATOI同AAMI的集成将大大改进电网的运行和效率.实现AAMI需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备 （资产）健康”状况的高级传感器，并把所收集到的实时信息同如下过程集成：
（1）优化资产使用的运行，（2）输，配电网规划，（3）基于条件（如可靠性水平）的维修：（4）工程设计与建造：（5）顾客服务，（6）工作与资源管理；（7）模拟与仿真.
4、智能电网核心标准
智能电网，因其区别于传统电网的诸多要求与特点以及各项新技术的开发利用，现有的技术标准已无法满足其全部要求，建立一个系 统，完善，开放并拥有自主知识产权的智能电网技术标准体系以有效规范智能电网规划，设计，建设，运行，设备制造等各领域、各环节的实践， 保障、促进智能电网和相关新兴产业有序、健康发展具有重大意义.
4.1国际电工委员会（IEC）
IEC的标准化管理委员会（SMB）组织成立了智能电网国际战略工作组（SG3）”，由SG3工作组牵头开展智能电网技术标准体系的 研究.IECSG3确定了与智能电网密切相关的17个技术委员会/学准，其中5项标准作为智能电网应用的核心标准（见表1）. 术委员会，明确了100余项智能电网的相关标准及智能电网应用标
4.2美国国家标准及技术研究所（NIST）
NIST的前身是美国国家标准局（National Bureauof作，现主要研究智能电网的标准体系和制定智能电网标准. Standardis，NBS)，负责美国全国计量、标准的研究、开发和管理工
互操作性标准框架及路线图（2.0版本），框架2.0版本计划将美国老化 2011年底，NIST发布了&美国国家标准与技术研究院智能电网可的电力系统转向为可互操作性智能电网系统，在2010年1月发布的1.0版本中，NIST制定了应用在智能电网方面的75个标准，而本次的2.0 版本框架又增加了22个标准、规格和指导方针.对1.0版本进行的改进及新增加的标准包括：关于SGIP本身角色的内容，充分闸述了智能电网 架构情况，保证智能电网网络安全的一系列进展，包括一项风险管理栏架，可以为众多安全措施等提供指导，美国进行信息与智能电网标准协 调的努力情况，及世界各地其他地区采取的相类似的努力情况等.
4.3电气和电子工程师协会（IEEE）
2009年03月发布了P2030指南”，标志着IEEE正式启动了智能以及I个修改后的标准开发项目，IEEE标准协会（IEEEStandards 电网标准化工作.2012年3月12日，IEEE公布了智能电网5项新标准Association）现有100多项现行的及正在制定中的智能电网标准.
IEEE标准协会新批准的智能电网标准（如表2所示），包括：
5、结语
进一步推动电力工业的改革与进步，将为我国发电工业，电网工业、电 智能电网是经济和技术发展的必然结果，智能电网的发展必将在未来的几十年为促进我国的就业，控动国民经济增长、保护生态环 器工业、信息技术工业、电子技术，通信技术提供新的经济增长点，将境，改善能源结构、提高人民群众的生活水平作出积极的贡献.
参考文献
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作者简介
杨亮：女，浙江余姚人，硕士.
