智能電網(wǎng)的理解精選(九篇)
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第1篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：電力工程技術(shù)；存在問題；管理應(yīng)用；建設(shè)；應(yīng)用
1 關(guān)于智能電網(wǎng)環(huán)節(jié)的剖析
隨著時代的發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)代化智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用過程中，其具備綠色環(huán)保的特點，這滿足了當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。通過對電網(wǎng)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(wǎng)建設(shè)具備比較強(qiáng)的架構(gòu)，正是這種良好的架構(gòu)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(wǎng)運作的干擾。在其應(yīng)用過程中，也可以進(jìn)行電網(wǎng)資源的優(yōu)化，確保電網(wǎng)的運作整合效率的提升。通過對電網(wǎng)自動化模式的應(yīng)用，就工作過程中產(chǎn)生的故障，展開探究分析，確保其診斷模式的應(yīng)用，實現(xiàn)有效的調(diào)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(wǎng)建設(shè)應(yīng)該綜合各方面的因素，將成本控制在最合適的范圍內(nèi)，不僅能確保能源的質(zhì)量，還能提高經(jīng)濟(jì)效益。交互性是指在能源的供應(yīng)中，建立起市場和用戶之間的交流模式，以根據(jù)用戶的具體需求，不斷優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量。
2 智能電網(wǎng)建設(shè)環(huán)節(jié)中電力工程技術(shù)模式的應(yīng)用
通過對電力工程模式智能電網(wǎng)建設(shè)環(huán)節(jié)的剖析，可以得知，通過對電力工程應(yīng)用工作環(huán)節(jié)的應(yīng)用，可以為智能電網(wǎng)設(shè)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(yīng)用直流電源的，通過對這宗電源模式的應(yīng)用，可以確保變電所工作設(shè)備的運作。通過對交流電源及其直流電源的應(yīng)用，更加滿足了當(dāng)代智能電網(wǎng)的應(yīng)用。在輸電過程中為了保證智能電網(wǎng)獲取良好的效益，通常需要進(jìn)行一些電力工程技術(shù)的應(yīng)用，比較常見的技術(shù)是無功補(bǔ)償技術(shù)將其諧波抑制技術(shù)，這兩種電力模式的應(yīng)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(jìn)行的。在我國輸電線路的建設(shè)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(shè)備的應(yīng)用，大大提高了電網(wǎng)輸送的穩(wěn)定性以及容量。這些裝置用在配電網(wǎng)中，能夠防止電網(wǎng)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(wǎng)的建設(shè)要求相符合，因此，能夠在智能電網(wǎng)建設(shè)中加以應(yīng)用。
在發(fā)電應(yīng)用模式中，通過對當(dāng)代的電力工程技術(shù)的更新，以滿足當(dāng)代電子設(shè)備的應(yīng)用需要，通過對電能的有效轉(zhuǎn)化，確保電力資源的控制，實現(xiàn)電能源消耗量的控制，這樣就方便日常機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用，促進(jìn)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(dǎo)體式的，實現(xiàn)其高壓模式的開展。通過對這些高壓變頻技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電力應(yīng)用的智能化，比如對電氣傳動技術(shù)、柔流輸電技術(shù)的應(yīng)用，從而進(jìn)行高效的超電壓輸電技術(shù)的應(yīng)用，以滿足當(dāng)下工作的需要。電能的質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)。該技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，需要建立在電能的質(zhì)量等級劃分以及評估方法體系的完善的基礎(chǔ)上，對供用電的接口所具備的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行分析，從而建立起用戶經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)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(wǎng)的建設(shè)往經(jīng)濟(jì)且優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。電能的質(zhì)量優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，具體涵蓋了直流有源濾波器相關(guān)技術(shù)、自適應(yīng)靜止無功補(bǔ)償技術(shù)、電氣化鐵道平衡供電技術(shù)。
通過對柔流輸電技術(shù)的應(yīng)用，可以保證新型能源的輸入，確保電網(wǎng)內(nèi)部資源的有效利用。當(dāng)然了，這也需要一定的技術(shù)做基礎(chǔ)，比如微電子應(yīng)用技術(shù)、電力技術(shù)及其通信技術(shù)等，從而實現(xiàn)對交流輸電的有效控制。這是我國智能電網(wǎng)建設(shè)的一個重要應(yīng)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(wǎng)建設(shè)應(yīng)用過程中，進(jìn)行交流輸電環(huán)節(jié)的控制，確保輸變電的應(yīng)用。隨著我國智能電網(wǎng)需求的不斷提升，電力工程應(yīng)用技術(shù)的更新是非常必要的，尤其是隨著技術(shù)的更新，實現(xiàn)電網(wǎng)各個參數(shù)的有效調(diào)節(jié)及其控制，進(jìn)行電網(wǎng)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(shù)。當(dāng)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(shù)能夠利用控制換流器，實現(xiàn)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(guān)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(jīng)濟(jì)性能。
在我國智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，通過對集中化的電場并網(wǎng)模式的應(yīng)用，可以實現(xiàn)電網(wǎng)領(lǐng)域的有效開發(fā)，以更好的明確電網(wǎng)運作的放線，實現(xiàn)良好的并網(wǎng)技術(shù)效益的提升。通過對上述幾個應(yīng)用模式的分析，可以實現(xiàn)我國電網(wǎng)能量轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步，實現(xiàn)對國外的先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)化優(yōu)勢的吸取，因為我國的該種技術(shù)依舊是欠完善的，不能實現(xiàn)其初級模式的有效開展，這需要做好電網(wǎng)建設(shè)環(huán)節(jié)的相關(guān)工作，比如對可再生能源的應(yīng)用，對并網(wǎng)技術(shù)模式的應(yīng)用，串聯(lián)補(bǔ)償中的工程應(yīng)用。伊馮500kv TCSC項目是國家發(fā)改委批準(zhǔn)的國家級科學(xué)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(shè)備，都是由中國獨立設(shè)計、發(fā)展、組裝和調(diào)試的。這個設(shè)備的成功運營表明中國已經(jīng)精通了適應(yīng)高寒地區(qū)的全套大容量可控串補(bǔ)的技術(shù)，并實現(xiàn)了HV TCSC的工業(yè)化應(yīng)用。
通過對并聯(lián)補(bǔ)償工程模式的應(yīng)用，可以實現(xiàn)電網(wǎng)運作效率的提升，其實現(xiàn)了無功補(bǔ)償?shù)男滦驮O(shè)備的應(yīng)用，該設(shè)備具備良好的裝機(jī)容量，能夠?qū)o功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。我國某些公司將無功補(bǔ)償設(shè)備運用到現(xiàn)實電網(wǎng)建設(shè)中，對于電力工作中的電力質(zhì)量的問題是非常有好處的。電力質(zhì)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(shù)等，這些是電網(wǎng)建設(shè)過程中的重要部分。通過對無功補(bǔ)償設(shè)備的應(yīng)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(shè)過程中，通過對常規(guī)電力技術(shù)模式的應(yīng)用，非常有利于電力質(zhì)量的提升的。北京大型航空公司的電力負(fù)載對電壓驟降和短期的電源中斷造成的短暫電力質(zhì)量問題很敏感。根據(jù)這家公司的實際情況，安置兩個常規(guī)的電力設(shè)備，通過常規(guī)的電力技術(shù)解決電力質(zhì)量問題。在成功運營后，這些設(shè)備有效地消除了電力質(zhì)量問題。通過對智能電網(wǎng)在我國建設(shè)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(wǎng)建設(shè)中的重要應(yīng)用，對在智能電網(wǎng)建設(shè)中的總體應(yīng)用、具體技術(shù)應(yīng)用以及關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。通過實例表明，電力工程技術(shù)的應(yīng)用，對于促進(jìn)智能化電網(wǎng)的建設(shè)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)以及提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。
第2篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng)；管理一體化；運營模式
中圖分類號TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0190-01
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的迅速提高，智能電網(wǎng)的運行及管理要求也不斷受到重視。智能電網(wǎng)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(chǔ)，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(yù)，提高能源利用效率，節(jié)省電力資源。智能電網(wǎng)把“智能互動”作為其主要特點和建設(shè)目的。因此，在提高智能電網(wǎng)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(cè)管理技術(shù)，達(dá)到智能電網(wǎng)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(wǎng)的一體化運營模式中存在的問題
1.1 管理設(shè)施陳舊，能源資源浪費
智能電網(wǎng)管理作為一種高科技手段，就是需要通過科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展不斷探求新的技術(shù)，及時更新陳舊的智能電網(wǎng)管理設(shè)施，有效地控制能源資源浪費嚴(yán)重現(xiàn)象，使電網(wǎng)工業(yè)能夠穩(wěn)定的運行下去。管理設(shè)施的陳舊不僅難以用最新智能科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)智能電網(wǎng)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(dāng)前大力宣傳能源節(jié)約的行動下，智能電網(wǎng)引起管理設(shè)施的陳舊，使得電能達(dá)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(wǎng)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(wǎng)更新得不到科學(xué)技術(shù)的有效支持
這主要是因為缺乏高技術(shù)智能電網(wǎng)管理人才。科學(xué)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(wǎng)也不例外。智能電網(wǎng)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(shù)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(xiàn)，不利于電力的有效地管理。
1.3 用戶缺乏對智能電網(wǎng)的認(rèn)識，不利于一體化運營的開展
至今，在國內(nèi)外還有很多人對智能電網(wǎng)理解不清楚，導(dǎo)致一體化難以實施運營。比如，一些用戶認(rèn)為像一些高端技術(shù)自己無論從經(jīng)濟(jì)還是能力上都無法使用，更沒有精力去響應(yīng)社會需求，于是就會對一切高技術(shù)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(jù)了一定得地位，導(dǎo)致在對一體化運營存在偏見，況且一切新事物的產(chǎn)生使用都會有一個接受使用階段。因此要重視對用戶進(jìn)行詳盡有效地宣傳，使其理解并接受使用智能電網(wǎng)。
2 關(guān)于實現(xiàn)智能電網(wǎng)的一體化運營模式的相關(guān)策略及具體運用
2.1 采用高新技術(shù)，提高需求側(cè)管理技術(shù)
管理采用高新技術(shù)，提高需求側(cè)管理技術(shù)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)一體化管理的有效途徑。一體化就是要實現(xiàn)智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)的一體化、供需的一體化、功能的一體化等對各方面進(jìn)行有效管理想喝就需要高端科學(xué)技術(shù)的運用，采集有效合理的電網(wǎng)信息，及時對電力使用信息作出反饋，從而改進(jìn)電力管理。就如在提高需求側(cè)管理技術(shù)的應(yīng)用上，要使用負(fù)荷管理，提倡用戶合理用電，改變不合理的用電方式，實現(xiàn)用戶的節(jié)電意識培養(yǎng)，從而實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
2.2 革新設(shè)備、培養(yǎng)人才以提高電網(wǎng)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(wǎng)能源的使用效率。只有不斷地革新技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)高素質(zhì)管理模式人才，才能有效的實行智能電網(wǎng)一體化運營。比如國家在智能電網(wǎng)設(shè)施管理和人才培養(yǎng)上應(yīng)加大投入，不斷研究更新最新設(shè)備，解除管理及維修人員的傳統(tǒng)舊觀念思想，對智能電網(wǎng)的一體化運營模式形成更好的認(rèn)識，才能有效的引導(dǎo)用戶加入智能電網(wǎng)運營行列，保障一體化有效運營。
2.3 大力宣傳智能電網(wǎng)管理一體化，加強(qiáng)人們的能源節(jié)約意識
大力宣傳智能電網(wǎng)管理一體化運營，使人們了解其優(yōu)點，是加強(qiáng)人們的能源節(jié)約意識的關(guān)鍵所在。往往對于一種新技術(shù)、新事物，人們都會經(jīng)歷一個逐步認(rèn)識了解甚至是排斥的過程，在逐步的認(rèn)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(wǎng)管理一體化運營是至關(guān)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(rèn)識了解到智能電網(wǎng)的優(yōu)勢。比如，國家也可以讓智能電網(wǎng)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(wǎng)的利益，并且認(rèn)識到其對環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的重要作用，這樣更有助于智能電網(wǎng)管理一體化運營模式在更多地區(qū)的普及。
3 結(jié)論
總而言之，智能電網(wǎng)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(jìn)的過程，在這個過程中應(yīng)該重視運用高科技，提高需求側(cè)管理技術(shù)；創(chuàng)新技術(shù)，革新設(shè)備，提高智能電網(wǎng)能源的使用效率；培養(yǎng)管理一體化運營技術(shù)人才，加強(qiáng)一體化管理運營模式等方面的改進(jìn)策略，使數(shù)據(jù)、維護(hù)、供需一體化更能做到能源潔凈、能源節(jié)約的效果，實現(xiàn)國家智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)人與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)工作人員要認(rèn)識到智能電網(wǎng)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(xiàn)
[1]龔國軍.智能電網(wǎng)：低碳時代的重要選擇――“2009?中國智能電網(wǎng)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(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);評價指標(biāo);主成分分析
引言：為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題、保障能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，近年來在全球范圍內(nèi)能源革命已悄然發(fā)生。這場能源消費變革以技術(shù)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(jié)構(gòu)、提高能源的利用效率、促進(jìn)節(jié)能降耗，實現(xiàn)能源利用的環(huán)保可持續(xù)利用模式最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
智能電網(wǎng)作為電力消費變革的關(guān)鍵點和著力點，為未來電網(wǎng)的發(fā)展指明了發(fā)展的方向。但是同時也應(yīng)意識到，智能電網(wǎng)的建設(shè)是一個龐大而且艱巨的系統(tǒng)工程，涉及智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、智能發(fā)電、智能輸電、智能配電及智能用電技術(shù)在內(nèi)的各項復(fù)雜技術(shù)的實踐，要實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化難度可想而知。鑒于智能電網(wǎng)規(guī)劃、發(fā)展、建設(shè)的重要性、長期性與復(fù)雜性，評價智能電網(wǎng)各階段的建設(shè)水平，辨別出不同區(qū)域電網(wǎng)智能化建設(shè)的差異情況，為智能電網(wǎng)長期規(guī)劃提供有益參考就顯得尤為重要。
目前，智能電網(wǎng)建設(shè)及智能技術(shù)創(chuàng)新等相關(guān)領(lǐng)域的研究已經(jīng)吸引了國內(nèi)外研究學(xué)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(wǎng)評估指標(biāo)體系的構(gòu)建方法[1-2]，對新能源和低碳等特定領(lǐng)域的智能化評價方法也進(jìn)行深入研究，建立智能電網(wǎng)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的低碳可持續(xù)發(fā)展的效益模型，并在國內(nèi)外智能電網(wǎng)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(wǎng)綜合評價體系的構(gòu)建思路及原則。
相較于智能電網(wǎng)評價指標(biāo)體系的研究進(jìn)展，對智能電網(wǎng)建設(shè)層面進(jìn)行綜合評價的研究相對缺乏，具體表現(xiàn)在缺乏有效的綜合評估方法實現(xiàn)與現(xiàn)有的評價指標(biāo)體系進(jìn)行完美契合，導(dǎo)致對智能電網(wǎng)發(fā)展總體水平的評估出現(xiàn)困難，現(xiàn)有的狀況僅僅是大量評價指標(biāo)數(shù)據(jù)的簡單羅列和堆砌，對智能電網(wǎng)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(quán)法和生產(chǎn)函數(shù)法等評價方法已被提出并成功應(yīng)用于智能電網(wǎng)整體評估，但是運用上述方法對智能電網(wǎng)建設(shè)階段進(jìn)行評估 還是略顯不足。
本文采用主成分分析與分析相結(jié)合的方法對智能電網(wǎng)建設(shè)評價指標(biāo)體系進(jìn)行簡化并重構(gòu)，將數(shù)目繁多的評價指標(biāo)劃分為若干大類，且彼此之間互不相關(guān)，最后生成綜合主成分評價指標(biāo)評估函數(shù)，依據(jù)綜合評價函數(shù)對評價對象給出量化結(jié)果，實現(xiàn)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(wǎng)建設(shè)的差異性和優(yōu)劣性，并可依據(jù)具體類別進(jìn)行排序比較，最后結(jié)合天津市5轄區(qū)智能電網(wǎng)建設(shè)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(xiàn)代多元統(tǒng)計分析學(xué)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(biāo)）轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標(biāo)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(biāo)問題，能反映系統(tǒng)信息量最大的綜合指標(biāo)為第一主成分，其次為第二主成分。
（一）主成分分析的數(shù)學(xué)解釋。設(shè)有n個樣本，每個樣本可用兩個指標(biāo)x10和x20表示，n個樣本是隨機(jī)分布的。將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，這樣可以消除隨機(jī)變量不同量綱引起的不可比性。如第個樣本的原始數(shù)據(jù)為x1k0和x2k0，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，其參數(shù)為：x= i=1，2;k=1，2，…，n。其中=x σ=（x-） 。 標(biāo)準(zhǔn)化以后的參數(shù)有以下性質(zhì)：x=0
x /（n-1）=1。即標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)并將其繪制在x1、x2構(gòu)成的坐標(biāo)系中，如圖1所示。可見，2個坐標(biāo)軸上的數(shù)據(jù)離散度均較大，即二維變量的數(shù)據(jù)方差較大。現(xiàn)將坐標(biāo)軸順時針轉(zhuǎn)過角度，原坐標(biāo)系變換為y1、y2，參見圖1。則有：Y===AX。x，y是新坐標(biāo)系下的量測數(shù)據(jù)矩陣。轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)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(biāo)。為進(jìn)行主成分分析，將坐標(biāo)變換成p個綜合變量y1，y2，…，yp，這p個變量形成新的坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸相互正交。所以，可得到以下變換關(guān)系式：
其矩陣表示形式為：Y=LX，式中L為正交變換矩陣。
轉(zhuǎn)換后的y坐標(biāo)系也是一個正交坐標(biāo)系，新坐標(biāo)系下，樣本點對不同的yi和yj軸的協(xié)方差為0，方差最大的為第一主成分。
圖1 100個數(shù)據(jù)變量分布
（二）主成分分析建模。假定x為已標(biāo)準(zhǔn)化的樣本數(shù)據(jù)矩陣，對于n個樣本，x矩陣可表示為：
定義樣本的相關(guān)矩陣為R，則
其中R矩陣中的元素rij與樣本的方差和協(xié)方差有關(guān)，即rij=xx。對于原始樣本來說，方差和協(xié)方差：Vij=（x-）（x-）/（n-1） i，j=1，2…，p。
相關(guān)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(guān)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(biāo)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(xiàn)率。相關(guān)矩陣R的特征向量為一個正交矩陣L，即
其中，對應(yīng)于λ1的特征向量為L1=（l11l12…l1p），其余依次類推。經(jīng)過坐標(biāo)變換后得到的新變量（或主成分）yp的表達(dá)式：
y1=L1x;y2=L1x;…;yp=Lpx。
定義主成分yj和 原有變量xi之間的相關(guān)系數(shù)為，稱為因子負(fù)荷量aji，它表示第j個主成分對原變量xi的貢獻(xiàn)程度，一般有正有負(fù)。如果取q個主成分，則對變量xi的總貢獻(xiàn)率
θi為各因子負(fù)荷量aji的平方和，即θi=a2ji=λl2ji。再依據(jù)以下公式分別求出各個主成分的方差貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率。即：ωi=λ/p p=λ/λ。 最后依據(jù)保留原始數(shù)據(jù)信息量（主成分累積方差貢獻(xiàn)率）的要求選取適量的主成分的個數(shù)。
綜上所述，可以得出應(yīng)用主成分分析法進(jìn)行系統(tǒng)評價的主要計算步驟，如下：（1）對數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。（2）計算樣本的相關(guān)矩陣∑。（3）求相關(guān)矩陣∑的特征值和特征向量。（4）根據(jù)系統(tǒng)要求的累積方差貢獻(xiàn)率確定主成分的個數(shù)。（5）確定主成分的線性方程式。（6）依據(jù)各個主成分的方差貢獻(xiàn)率得出綜合評價函數(shù)。 （7）依據(jù)綜合評價函數(shù)得出各個評價對象的得分，給出評價的結(jié)果。
二、基于主成分分析智能電網(wǎng)建設(shè)評價適用性分析
（1）依據(jù)完善的針對智能電網(wǎng)建設(shè)階段評價體系，可知共有n個評價指標(biāo)，對m個區(qū)域電網(wǎng)的智能化差異水平進(jìn)行衡量，得到原始評價數(shù)據(jù)矩陣Xm×n，與主成分分析模型中要求的原始數(shù)據(jù)矩陣相一致。（2）評價體系中的評價指標(biāo)之間一般不是孤立存在的，往往是相互關(guān)聯(lián)的。（3）需要對評價體系中個別評價指標(biāo)進(jìn)行簡單的預(yù)處理。（4）主成分評價的因子載荷矩陣
U隨評價指標(biāo)的數(shù)量的多寡而變化，對智能電網(wǎng)建設(shè)綜合評價指標(biāo)進(jìn)行精選，充分借鑒國內(nèi)外不同國家和地區(qū)對智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的評價指標(biāo)，能夠有效提高對特定區(qū)域電網(wǎng)智能化建設(shè)水平評價的真實性。
三、智能電網(wǎng)建設(shè)綜合評價流程
具體評價過程為：首先依據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)的特點選取適用的評價指標(biāo)體系，對評價對象各自在選取的指標(biāo)體系上的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，接下來對搜集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。緊接著對搜集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行判定。評價結(jié)果可以具體分為兩類。第一也是為主要的結(jié)果，依據(jù)建立的主成分綜合評價指標(biāo)函數(shù)對每個評價對象進(jìn)行打分，依據(jù)評價對象的得分情況對評價對象進(jìn)行量化分析。其二，依據(jù)得出的主成分因子載荷矩陣對原有的評價指標(biāo)體系進(jìn)行分析，將原評價指標(biāo)進(jìn)行歸類，并對所屬的類別進(jìn)行具有實際現(xiàn)實含義的命名，使原有的指標(biāo)體系變得更加清晰明了，容易理解。
四、算例分析
（一）原始數(shù)據(jù)。根據(jù)我國智能電網(wǎng)的建設(shè)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(wǎng)提出的“智能、高效、可靠、綠色”的發(fā)展建設(shè)目標(biāo)，決定采用譚偉等在《智能電網(wǎng)低碳指標(biāo)體系初探》中提出的評價指標(biāo)體系，對天津市5個市轄區(qū)的智能電網(wǎng)在此評價指標(biāo)體系上的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得表1.
表1 天津市5轄區(qū)智能電網(wǎng)建設(shè)評價指標(biāo)值
（二）計算結(jié)果及分析。利用SPSS19.0對搜集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到相關(guān)矩陣的主成分特征值及其方差貢獻(xiàn)率如表2所示。
由相關(guān)矩陣的特征向量可以寫出前2個主成分的表達(dá)式，再依據(jù)前兩個主成分的方差貢獻(xiàn)率可以得出綜合評價函數(shù)，評價結(jié)果見表3。
由表3可知，電網(wǎng)1和電網(wǎng)3的電網(wǎng)智能化綜合得分較高，電網(wǎng)2的電網(wǎng)智能化綜合得分處于中間位置，電網(wǎng)4和電網(wǎng)5的電網(wǎng)智能化水平已經(jīng)落后于前3個地區(qū)，電網(wǎng)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(jù)主成分載荷矩陣對原有的評價指標(biāo)進(jìn)行分析，對原有的指標(biāo)進(jìn)行歸類，加深對原有指標(biāo)體系的理解。因子載荷矩陣見表4。
表4 被考察電網(wǎng)的主成分因子載荷矩陣
依據(jù)的判別標(biāo)準(zhǔn)，由第一主成分與原有的指標(biāo)體系的因子載荷矩陣可將指標(biāo)1至指標(biāo)5歸為一類，指標(biāo)6至指標(biāo)9歸為另一類，不難發(fā)現(xiàn)，前5個指標(biāo)反映智能電網(wǎng)發(fā)電側(cè)的建設(shè)水平，而接下來的4個指標(biāo)則反映出智能電網(wǎng)輸配電側(cè)的建設(shè)情況。再結(jié)合表3中的5個不同地區(qū)的電網(wǎng)在第一和第二主成分的各自得分，以及5個電網(wǎng)在指標(biāo)體系上采集的原始數(shù)據(jù)可以得出，對電網(wǎng)4和5在未來電網(wǎng)智能化發(fā)展的建議。電網(wǎng)4應(yīng)在未來自己的電網(wǎng)智能化發(fā)展上大對電網(wǎng)“發(fā)電側(cè)”方面的投入力度，電網(wǎng)5則應(yīng)在“發(fā)電側(cè)”和“用電側(cè)”兩端加大發(fā)展力度。
結(jié)語：（1）本文提出了可以利用“主成分分析方法”對智能電網(wǎng)建設(shè)水平進(jìn)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(biāo)進(jìn)行認(rèn)為賦權(quán)，客觀性大大提高，該方法依據(jù)指標(biāo)內(nèi)在的邏輯規(guī)律關(guān)系，建立量化的主成分綜合評價模型，在此基礎(chǔ)上對評價對象進(jìn)行分析。（2）探索出依據(jù)主成分因子載荷矩陣對指標(biāo)進(jìn)行分析的方法，將眾多評價指標(biāo)重新進(jìn)行歸類，并給出評價對象在各個大類下的排序，重構(gòu)評價指標(biāo)體系。（3）本文設(shè)計了依據(jù)主成分分析的智能電網(wǎng)建設(shè)綜合評價方法，該方法不僅可以對評價對象進(jìn)行比較分析，還可以進(jìn)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(wǎng)的理解范文
摘 要:本文通過對智能電網(wǎng)信息安全的分析,及對其技術(shù)的概述,探討了信息安全技術(shù)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)綜合了物聯(lián)網(wǎng)、信息計算、信息傳輸及處理技術(shù),其運行安全對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著至關(guān)重要的作用。因此,信息安全應(yīng)為智能電網(wǎng)的安全運行保駕護(hù)航。
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng) 信息安全 網(wǎng)絡(luò)安全
中圖分類號:TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0027-01
電力是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會持續(xù)進(jìn)步的命脈,是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)行業(yè)。但隨著社會對電力需求的快速增長,電網(wǎng)運行安全成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。在全球幾次大停電事故后,智能電網(wǎng)浮出水面,全世界開始致力于智能電網(wǎng)建設(shè)。現(xiàn)階段世界各國對智能電網(wǎng)的理解不甚相同,但其共同點都是將先進(jìn)的傳感測量、信息通信、分析決策、自動控制和能源電力技術(shù)相結(jié)合,并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的現(xiàn)代化電網(wǎng),其核心是集成、高速的雙向通信網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)的信息通信。
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)在信息交互上更具備互動性、開放性和復(fù)雜性,隨著系統(tǒng)間網(wǎng)絡(luò)交互增多、智能傳感器的廣泛應(yīng)用,信息安全問題日益凸顯。
1 智能電網(wǎng)中信息安全現(xiàn)狀及基本要求
1.1 智能電網(wǎng)的發(fā)展
目前,世界各國都在積極規(guī)劃和推動智能電網(wǎng)建設(shè),意大利建設(shè)了智能化的計量網(wǎng)絡(luò),美國也建設(shè)了以智能計量為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)示范城市,日本在電網(wǎng)的智能化方面處于世界領(lǐng)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(shù)的研發(fā)。
中國將智能電網(wǎng)定義為:以特高壓電網(wǎng)為骨干、以堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù),構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。目前國網(wǎng)公司已制定了發(fā)展目標(biāo),并出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),供配電設(shè)備均向數(shù)字化、信息化、智能化發(fā)展,各大電力設(shè)備供應(yīng)商也正在開展信息交互的研發(fā)以及接口標(biāo)準(zhǔn)的制定。
可以說,智能電網(wǎng)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(wǎng)對信息安全的基本要求
智能電網(wǎng)中通常使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集各電力設(shè)備的運行參數(shù)、狀態(tài)及環(huán)境信息,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_控制系統(tǒng),再通過復(fù)雜的分析、決策、控制系統(tǒng)來進(jìn)行監(jiān)控。在信息采集、處理和傳輸方面,信息安全經(jīng)受著來自各方面的威脅,例如外部網(wǎng)絡(luò)的肆意破壞、信息參數(shù)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(wǎng)來說,應(yīng)建設(shè)面向電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)的安全防御體系,研發(fā)基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)和重要系統(tǒng)的安全保障技術(shù),開發(fā)復(fù)雜大系統(tǒng)下的實時防護(hù)、安全存儲、網(wǎng)絡(luò)病毒防范、惡意攻擊防范與新的密碼技術(shù);同時,制定完整規(guī)范的智能電網(wǎng)信息安全體系,全面提升智能電網(wǎng)信息安全水平,保障核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)狀及形勢
目前,國家已把“面向核心應(yīng)用的信息安全”列入發(fā)展綱要,而基于智能電網(wǎng)下的信息安全成為電力工業(yè)關(guān)注和研究的對象。
早在2003年美國就曾由于網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)漏洞,主服務(wù)器突然收到大量警報導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰,造成預(yù)警系統(tǒng)失靈,無法正確決策,最終導(dǎo)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(wǎng)瓦解事件。我國由于長期以來信息化建設(shè)缺乏核心技術(shù),對發(fā)達(dá)國家的設(shè)備和技術(shù)存在相當(dāng)大的依賴性,因此我國的信息安全狀況更為嚴(yán)峻。
2 信息安全防護(hù)的主要技術(shù)及發(fā)展方向
2.1 智能電網(wǎng)下的信息采集安全
信息采集是信息工程的基礎(chǔ),智能電網(wǎng)中的信息采集設(shè)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(shù)進(jìn)行信息識別。在智能電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)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(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,這有賴于物聯(lián)網(wǎng)中傳感器技術(shù)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(shù)已經(jīng)相對比較成熟,傳感器的準(zhǔn)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(zhǔn)確度仍是應(yīng)不斷研究解決的問題。
為保障信息安全,信息采集終端設(shè)備的所有數(shù)據(jù)的加解密均采用硬件方式實現(xiàn)。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(cè)應(yīng)采用國家密碼管理局認(rèn)可的密碼機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)加解密,采集終端和集中器采用硬件安全模塊實現(xiàn),無論哪種方式均應(yīng)同時集成對稱密鑰和非對稱密鑰算法。
2.2 智能電網(wǎng)下的信息處理安全
信息處理安全需解決智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)存儲、備份、訪問、授權(quán)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(wǎng)絡(luò)存儲兩種方式,本地存儲可采用加密機(jī)制,需通過身份認(rèn)證方可訪問數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)存儲可通過認(rèn)證、防火墻等處理方式。數(shù)據(jù)備份可按照機(jī)密安全等級設(shè)置不同的備份機(jī)制,支持同步、異步數(shù)據(jù)容災(zāi)備份,在備份過程中保證數(shù)據(jù)的可用性、完整性。信息防御安全應(yīng)能夠在系統(tǒng)核心實現(xiàn)防御拒絕服務(wù)攻擊,將算法實現(xiàn)在協(xié)議棧的最底層,降低整個運算代價。其技術(shù)包括攻擊識別、協(xié)議分析、主機(jī)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(xié)議反向探測算法、UDP指紋識別算法等。
2.3 智能電網(wǎng)下的信息傳輸安全
信息傳輸安全主要保障傳輸中的數(shù)據(jù)信息安全。這一層需要解決智能電網(wǎng)使用的無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。
目前已運行的設(shè)備大多數(shù)采用的是有線網(wǎng)絡(luò),無線網(wǎng)絡(luò)作為示范和備用。有線網(wǎng)絡(luò)通常采用虛擬網(wǎng)技術(shù),電力設(shè)備之間建立對等通信模式,通過GOOSE協(xié)議實現(xiàn)信息交互,以太網(wǎng)支持以虛擬網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效分隔,在不同的虛擬網(wǎng)上實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的信息交互,只需在交換機(jī)上設(shè)置基于端口虛擬網(wǎng)絡(luò)VLAN,在IED(Intelligent Electronic Device智能電子設(shè)備)上進(jìn)行正確配置即可以有效防止黑客攻擊。IED內(nèi)部應(yīng)具有足夠的信息處理能力,能支持虛擬網(wǎng)標(biāo)簽技術(shù)。
另外對于網(wǎng)絡(luò)通信中的攻擊問題,數(shù)據(jù)通信口應(yīng)安裝入侵檢測系統(tǒng)IDS(Intrusion Detection Systems),以及時發(fā)現(xiàn)可能的攻擊。
3 結(jié)語
智能電網(wǎng)的發(fā)展剛剛起步,其信息安全技術(shù)也在探索階段,面臨著諸多的技術(shù)挑戰(zhàn)。其在未來發(fā)展中應(yīng)與智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)相互融合,針對智能電網(wǎng)的通信特點解決其安全防護(hù)問題。未來的智能電網(wǎng)終將依賴于信息安全防護(hù)技術(shù),以實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全網(wǎng)融合及信息決策。
參考文獻(xiàn)
[1] 裴慶祺,沈玉龍,馬建峰.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜述[J].通信學(xué)報,2007(8).
[2] 楊義先,李洋.智能電網(wǎng)的信息安全技術(shù)[J].中興通訊技術(shù),2010(8).
[3] 陶士全,劉永生,馮文龍.智能電網(wǎng)信息安全及其防護(hù)技術(shù)[J].
第5篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：智能 電網(wǎng) 發(fā)展
中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0125-02
近年來，隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)在世界范圍內(nèi)形成廣泛共識，已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然方向。
所謂智能電網(wǎng)就是將先進(jìn)的信息通信技術(shù)、傳感量測技術(shù)、自動控制技術(shù)、分析決策技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。
1 智能電網(wǎng)的主要特征
1.1 堅強(qiáng)
有較強(qiáng)的抗干擾能力，在電網(wǎng)受到大擾動、發(fā)生大故障或在自然災(zāi)害、極端氣候條件下以及受到嚴(yán)重外力破壞時，仍能保證電網(wǎng)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(wǎng)具備自診斷、自恢復(fù)能力，可進(jìn)行實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析，能夠?qū)τ绊戨娋W(wǎng)安全的事件進(jìn)行預(yù)警和預(yù)防控制，能夠?qū)崿F(xiàn)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(jìn)行交互和互動，提供對用戶的增值服務(wù)。
1.4 經(jīng)濟(jì)
更有效的降低電網(wǎng)的運行成本、建設(shè)成本和網(wǎng)絡(luò)損耗，實現(xiàn)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(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精益化管理。
1.6 優(yōu)化
電網(wǎng)資產(chǎn)利用小時數(shù)大幅提升，電網(wǎng)資產(chǎn)利用率顯著提高。
2 智能電網(wǎng)的先進(jìn)性
現(xiàn)有電網(wǎng)智能化程度、協(xié)調(diào)控制能力不高，系統(tǒng)自愈及自恢復(fù)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?shù)榷既狈^好的靈活性，對用戶的服務(wù)形式比較簡單。
與現(xiàn)有電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具備信息流、電力流和業(yè)務(wù)流高度融合的特點，主要表現(xiàn)在以下方面。
（1）具有堅強(qiáng)的技術(shù)支撐體系和基礎(chǔ)建設(shè)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(wǎng)堅強(qiáng)這一基本要求。
（2）得益于電網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)的有機(jī)融合，可及時獲取電網(wǎng)的全景信息，實現(xiàn)故障預(yù)警、故障隔離以及自我恢復(fù)，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(shù)、網(wǎng)廠協(xié)調(diào)、配電自動化、智能調(diào)度、電動汽車、微電網(wǎng)、電力儲能等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)運行控制更加有效、靈活、經(jīng)濟(jì)。
（4）通過現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和管理技術(shù)的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度共享、集成，將極大程度的提高電網(wǎng)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(wù)模式，更好的服務(wù)于電力用戶。
3 智能電網(wǎng)對我國電網(wǎng)發(fā)展的重要意義
智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然方向，我國建設(shè)智能電網(wǎng)的重要意義主要體現(xiàn)在以下方面。
3.1 資源優(yōu)化配置能力明顯提升
智能電網(wǎng)建成后，我國將形成“強(qiáng)交、強(qiáng)直”的特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，電力承載能力顯著加強(qiáng)，實現(xiàn)大水電、大煤電、大核電、大規(guī)模可再生能源的跨區(qū)域、遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、高效率輸送，構(gòu)造出結(jié)構(gòu)堅強(qiáng)的國家電網(wǎng)，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(wǎng)建成后，電網(wǎng)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(wǎng)各級防線之間緊密協(xié)調(diào)，具備抵御突發(fā)性事件和嚴(yán)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(jié)合大容量儲能技術(shù)的推廣應(yīng)用，智能電網(wǎng)具備常規(guī)機(jī)組快速調(diào)節(jié)、低電壓穿越有功無功控制以及風(fēng)電機(jī)組功率預(yù)測和動態(tài)建模等控制機(jī)制，將極大程度的促進(jìn)清潔、可再生能源的發(fā)展。
3.4 實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度高度智能化
實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度在線預(yù)警、分析和決策，全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)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(wù)要求，實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)的有效互動，將形成完善的電動汽車充放電配套基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)。
3.6 電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率顯著提高
通過智能電網(wǎng)調(diào)度和需求側(cè)管理，可實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施全壽命周期管理，電網(wǎng)資產(chǎn)利用率大幅提升。
3.7 為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)
通過智能用電互動平臺，實現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動，完善需求側(cè)管理，為電力用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
4 智能電網(wǎng)在我國的實現(xiàn)方式
智能電網(wǎng)建設(shè)是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在我國的實現(xiàn)方式包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)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(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域。
（1）在常規(guī)能源方面，智能電網(wǎng)的研究領(lǐng)域主要涉及：大型能源基地機(jī)組群接入電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及設(shè)備，常規(guī)電源網(wǎng)廠協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用，機(jī)組和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，水電、火電、核電機(jī)組優(yōu)化控制系統(tǒng)等。
（2）在清潔能源方面，智能電網(wǎng)的研究領(lǐng)域主要涉及：大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)研發(fā)，光伏電站、風(fēng)電廠的仿真建模、并網(wǎng)運行控制和功率預(yù)測等先進(jìn)技術(shù)的研究，可再生能源功率預(yù)測系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)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(fēng)光儲互補(bǔ)發(fā)電及接入系統(tǒng)研發(fā)等。
（3）在儲能應(yīng)用方面，智能電網(wǎng)需結(jié)合各種儲能技術(shù)的特點，研制大容量儲能設(shè)備，尤其是要在化學(xué)電池儲能裝置以及抽水蓄能電站的智能調(diào)度運行控制系統(tǒng)等方面實現(xiàn)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(yīng)用，當(dāng)前電網(wǎng)公司在智能變電站的研究和應(yīng)用已積累了一部分經(jīng)驗，需繼續(xù)摸索，不斷推進(jìn)智能化變電站的實施應(yīng)用。
4.3 智能配電
智能配電的發(fā)展目標(biāo)是充分利用現(xiàn)代管理理念，采用先進(jìn)的計算機(jī)、電力電子、數(shù)字控制，通信、信息和傳感器等技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)“電子流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度融合，使配電網(wǎng)可靠性、運行效率、供電質(zhì)量和主要技術(shù)裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平。
4.4 智能用電
構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，實現(xiàn)營銷管理的現(xiàn)代化運行和營銷業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用；全面開展雙向互動用電服務(wù)，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，提升用戶服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶多元化需求；推動智能用電領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；推動終端用戶用能模式的轉(zhuǎn)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(diào)度
智能調(diào)度是智能電網(wǎng)的重要組成部分，與其他環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，主要涉及如下技術(shù)領(lǐng)域。
（1）電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的精確測量與網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。包括廣域測量技術(shù)、調(diào)度專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)。
（2）電網(wǎng)運行監(jiān)視全景化與可視化技術(shù)領(lǐng)域。指能夠從時間、空間、業(yè)務(wù)等多維度，實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)全景監(jiān)視、智能告警、電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、分析結(jié)果的全面整合、共享和多角度可視化展示的相關(guān)技術(shù)。
（3）在線安全穩(wěn)定分析評估與輔助決策技術(shù)領(lǐng)域。
（4）調(diào)度決策技術(shù)領(lǐng)域。
（5）運行控制自動化技術(shù)領(lǐng)域。
（6）網(wǎng)廠協(xié)調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
4.6 通信信息
面向智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高興、覆蓋面全、具有時間同步和業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)。主要表現(xiàn)為：支撐大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，骨干傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、規(guī)模提升；支撐智能配用電，中低壓通信接入網(wǎng)延伸到戶、服務(wù)拓展；支撐企業(yè)信息化，通信網(wǎng)帶寬提升、垂直通貫；支撐通信資源優(yōu)化配置，通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能提升。
5 結(jié)語
為了落實國家能源戰(zhàn)略部署，推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)安全水平高、適應(yīng)能力強(qiáng)、配置效率高、互動性能好、綜合效益優(yōu)的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重大舉措，智能電網(wǎng)已逐漸成為社會共識。
智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，國家電網(wǎng)公司的每名員工，都很好的理解和掌握智能電網(wǎng)相關(guān)知識，以保障智能電網(wǎng)建設(shè)工作順利開展。
參考文獻(xiàn)
第6篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 無線接入技術(shù) 運用分析
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電網(wǎng)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(zhì)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(jié)合電網(wǎng)的基本情況，展開智能電網(wǎng)的建設(shè)，實現(xiàn)對電網(wǎng)內(nèi)部的各個組分的監(jiān)控、管理和控制，進(jìn)而推動電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
一、無線接人技術(shù)概述
無線接入技術(shù)是實現(xiàn)無線通信的關(guān)鍵，主要是通過無線介質(zhì)將終端和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行連接，進(jìn)而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的信息傳遞功能，通常情況下，無線接入技術(shù)的應(yīng)用，需要遵循相關(guān)協(xié)議。借由無線接入技術(shù)的應(yīng)用，可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的信息傳遞方式，提高信息傳遞的質(zhì)量與效率，尤其是智能電網(wǎng)中無線接入技術(shù)的應(yīng)用。可以進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)的運行安全，其中3.5GHz固定寬帶無線接入技術(shù)、LMDS技術(shù)、WLAN技術(shù)等不斷得到完善和應(yīng)用，進(jìn)一步推動了無線接人技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供基礎(chǔ)。
二、智能電網(wǎng)中的IsDN無線接人技術(shù)研究
1.ISDN簡述
ISDN是綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)的簡稱.ISDN無線接入方式.實現(xiàn)數(shù)字交換和數(shù)字傳輸。為智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)提供經(jīng)濟(jì)、有效和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)接人方式，使得智能電網(wǎng)的運行質(zhì)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(shù)據(jù)甚至視頻的傳輸，主要是通過將這些影像資料進(jìn)行數(shù)字化。由于ISDN主要是采用數(shù)字化的形式。使得ISDN成為一個具有全數(shù)字化的接人方式。將其應(yīng)用到配電網(wǎng)中。可以將其與相關(guān)工作人員的智能終端進(jìn)行數(shù)字連接，進(jìn)而完成數(shù)據(jù)傳輸，通過ISDN無線接人方式，可以有效改善數(shù)據(jù)傳輸量、簡述數(shù)據(jù)失真情況，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展和進(jìn)步。
2.ISDN的優(yōu)勢與特性
ISDN具有高速的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。而且具有多種復(fù)用通道，可以實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的傳輸，借由ISDN無線接入，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量得到全面的提升，大大改善了數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)失真的情況，保障智能電網(wǎng)的安全。而且，智能電網(wǎng)中的ISDN終端具有可移動性。使得智能電網(wǎng)中的信息傳遞不受時間、地點和空間的限制，推動智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。最為重要的是，ISDN接入方式的應(yīng)用，可以有效降低智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成本。此外，ISDN的特性主要有：
（1）通信W絡(luò)中的所有信號都是建立在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，也就可以理解為，信號是數(shù)字化的形式，并借由這種形式完成數(shù)據(jù)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(wù)，并完成這部分信號的交換和傳輸。
（3）ISDN主要采用標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口，使得智能電網(wǎng)的運行質(zhì)量和運行效果得到提升。
此外，ISDN網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型。ISDN無線接人方式的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸情況，使得智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍卣`碼特性比傳統(tǒng)線路傳輸?shù)母纳?0倍以上。有效保障了智能電網(wǎng)的無線通信質(zhì)量。使得智能電網(wǎng)的應(yīng)變能力和控制水平得到進(jìn)一步的完善。
第7篇：智能電網(wǎng)的理解范文
以電力為例，幾十年來，大多數(shù)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(shù)進(jìn)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。可以說，能源產(chǎn)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(guān)注，各國政府也紛紛出臺相關(guān)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(chǎn)利用率，要減少停機(jī)，要避免新的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及要解決環(huán)境保護(hù)問題等。同時，越來越多的替代品不斷涌現(xiàn)（包括風(fēng)電和太陽能發(fā)電等），電動汽車、能量存儲和微電網(wǎng)也已經(jīng)出現(xiàn)。另外，顧客也開始想要參與管理自身的能源事務(wù)。所有這些，都帶來了額外的挑戰(zhàn)。
但是，現(xiàn)在隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，智能電網(wǎng)已經(jīng)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(wǎng)中廣泛使用傳感器、測量儀表、數(shù)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(yīng)和需求，同時也可以優(yōu)化電網(wǎng)性能，防止發(fā)生斷電，做到更快的斷電恢復(fù)；而對于消費者而言，可以對家中各個網(wǎng)絡(luò)家電分別進(jìn)行電量的使用管理，減少電力使用和相關(guān)費用，甚至改變他們的行為模式。同時，智能電網(wǎng)也可以將新的可再生能源――如太陽能和風(fēng)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(wǎng)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(wǎng)解決方案及具體應(yīng)用案例，以期為我國的智慧能源和智能電網(wǎng)發(fā)展提供借鑒作用。
智能電網(wǎng)概述
智能電網(wǎng)這一概念，實際上就是讓信息技術(shù)與電網(wǎng)聯(lián)姻。它能讓公用事業(yè)具有前所未有的整合和分解新負(fù)載與資產(chǎn)的能力。在有智能電網(wǎng)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。可以說，公用事業(yè)對此基本上是視而不見的。而現(xiàn)在隨著智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，這一切都發(fā)生了改變。
智能電網(wǎng)可能會，或者是正在經(jīng)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(yīng)商開放公用事業(yè)領(lǐng)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(guān)的服務(wù)，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(wù)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(shù)據(jù)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(wǎng)中的智能電表系統(tǒng)使用儀表，將電表與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施相連，自動定期或按需求收集和傳送電表讀數(shù)。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(lián)，它將企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)集成起來，從而大幅提高生產(chǎn)效率，降低高峰用電需求；它讓客戶更加有權(quán)、有能力節(jié)約用電。在手機(jī)和其他一些行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)讓設(shè)備尺寸縮減、成本降低。而有了智能電網(wǎng)，無疑也能讓人們以一個相對較低的價格來實現(xiàn)家中所有能源使用的可視化。
總體而言，智能電網(wǎng)就是在整個電網(wǎng)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(wǎng)在能源使用中的作用
智能電網(wǎng)對風(fēng)能的作用
風(fēng)力發(fā)電是最清潔、最豐富的可再生能源形式之一。全球風(fēng)能理事會（Global Wind Energy Council，GWEC）的2013年市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球累積產(chǎn)能總量已經(jīng)達(dá)到了31.8137萬兆瓦，在過去五年的增值高達(dá)20萬兆瓦。但是，目前全球的電力只有2.5%來自于風(fēng)能。預(yù)計到2020年，這一比例將達(dá)到8-12%。
風(fēng)力發(fā)電效率很高。數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)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(xié)調(diào)一致的努力來應(yīng)對氣候變化的情況下，風(fēng)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(fēng)能成功地獲得了政府的大力資助。
但是，風(fēng)能是間歇性的，因此要使用風(fēng)能，電網(wǎng)要面臨的挑戰(zhàn)是必須要可以不斷地調(diào)整它所能夠吸收的風(fēng)能的數(shù)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(wǎng)需要有額外的靈活性。例如，如果電網(wǎng)被設(shè)定可以接受20%的風(fēng)能，那么當(dāng)風(fēng)力發(fā)電的水平下降時，電網(wǎng)運營商就必須及時、準(zhǔn)確地做出響應(yīng)，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(dá)到這種靈活性，電網(wǎng)就需要更智能，也就是要具備通過預(yù)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(fù)載的能力。電網(wǎng)的穩(wěn)定性需要傳輸系統(tǒng)有即時精確的建模，需要電網(wǎng)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(wǎng)適應(yīng)新的可替代能源與適應(yīng)分布式發(fā)電是兩類不同的問題，但智能電網(wǎng)卻是達(dá)到這兩個目標(biāo)的關(guān)鍵推動力。
在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，可以給風(fēng)力發(fā)電廠的渦輪機(jī)安裝能夠傳送現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(jìn)的分析計算，現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以用來產(chǎn)生主動預(yù)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(fēng)力發(fā)電廠的運行狀況一目了然。反過來，整個電網(wǎng)系統(tǒng)也變得更高效、更可靠和更自適應(yīng)，換句話說，就是更智慧。
由于缺乏全球性的氣候政策，目前風(fēng)能部署的主要驅(qū)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(qū)動著風(fēng)能繁榮與蕭條的周期；中國支持將風(fēng)能作為能源戰(zhàn)略的一個重要支柱驅(qū)動著風(fēng)能市場的持續(xù)的增長；而在歐盟，關(guān)于2030年氣候和能源政策的爭論主導(dǎo)著風(fēng)能前進(jìn)。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(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長，并且積極的智能電網(wǎng)建設(shè)。
智能電網(wǎng)對電動汽車的作用
一個世紀(jì)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(chǔ)設(shè)施的需求，使內(nèi)燃機(jī)汽車很快主導(dǎo)了汽車運輸。現(xiàn)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(guān)基礎(chǔ)設(shè)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(jìn)行充電。現(xiàn)在，智能電網(wǎng)可以幫助公用事業(yè)部門更好地平衡供給和需求。當(dāng)越來越多的電動汽車進(jìn)入市場之時，這將變得更加重要，它可以通過信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)電動汽車的無縫整合，讓它們能夠基于電網(wǎng)的實際運作情況來優(yōu)化充電。例如，可以用晚上的風(fēng)發(fā)的電來為電動汽車過夜充電；電網(wǎng)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(jī)預(yù)約充電地點。可以預(yù)測，隨著電池技術(shù)和智能電網(wǎng)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?shù)目捶òl(fā)生根本性轉(zhuǎn)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(jīng)取得了長足的進(jìn)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(fēng)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(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和其他投資的優(yōu)勢，實現(xiàn)廣泛的溫室氣體減排，同時加強(qiáng)伯靈頓的經(jīng)濟(jì)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。但是，要理解模式、趨勢和影響，并優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)氣候目標(biāo)，擁有這一級別的數(shù)據(jù)是先決條件。
另外，自2012年4月以來，市長重點關(guān)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(xié)調(diào)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(xié)調(diào)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(qiáng)地方經(jīng)濟(jì)，并改善伯靈頓的財務(wù)狀況。
令人振奮的是，伯靈頓市有強(qiáng)大的高等教育機(jī)構(gòu)，并有大批學(xué)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(wǎng)絡(luò)服務(wù)和可再生能源等方面，伯靈頓市具有較強(qiáng)的創(chuàng)業(yè)精神，并有一定數(shù)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(shù)的代名詞，該市基于分布式溫室氣體減排技術(shù)，通過接受并傳達(dá)要將伯靈頓市建設(shè)成為可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)導(dǎo)城市的愿景，以確保配合并加強(qiáng)該市的關(guān)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(xié)調(diào)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(jìn)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(wǎng)：目前的能源使用是孤島式的，消費者缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)，對可再生能源的利用是間斷式的，用戶的取暖費相當(dāng)高。為此，要充分利用城市的智能電網(wǎng)，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(jié)合，可以了解公民的選擇，并推動產(chǎn)生可付諸行動的見解，用于保護(hù)所有的重要資源。
交通方面，實現(xiàn)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(nèi)一直存在著嚴(yán)重的交通和停車問題，而與此同時，單人使用車輛相當(dāng)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(xiàn)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(chǎn)并不成功。為此，要求McNeil業(yè)主成立項目團(tuán)隊，該團(tuán)隊被充分授權(quán)，并能訪問所有需要的資源，從而能在12個月內(nèi)向公司提出關(guān)于如何優(yōu)化使用發(fā)電廠的建議。
能源效率方面，促進(jìn)能源效率執(zhí)行（energy efficiency execution，E3）：伯靈頓電力部的不動產(chǎn)房齡長，數(shù)量有限，空置率低（出租率高達(dá)57%）。為此，需要創(chuàng)造一個團(tuán)隊，其成員包括受過培訓(xùn)的社區(qū)和學(xué)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(jié)構(gòu)性能量損失相關(guān)的方案。具體的能源管理路線圖如下：
伯總之，就是要根據(jù)伯靈頓市的實際情況，發(fā)揮其優(yōu)勢，著眼于利用當(dāng)?shù)氐娜瞬艃浜拓S富的可再生資源，使伯靈頓市實現(xiàn)其溫室氣體減排目標(biāo)。這不僅能增加伯靈頓市的經(jīng)濟(jì)實力，而且能通過展示綠色技術(shù)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(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)者，成為一個集成、數(shù)據(jù)感知并且蓬勃發(fā)展的城市。
美國博爾德市的智能電網(wǎng)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(fù)責(zé)的增長）的領(lǐng)導(dǎo)者。在2007年，Xcel能源公司與博爾德市合作，啟動了智能電網(wǎng)城市（SmartGridCity，SGC）項目。博爾德市希望能夠利用SGC的能力來實現(xiàn)其積極的能源目標(biāo)，并繼續(xù)在能源和環(huán)境領(lǐng)域保持領(lǐng)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(guān)鍵目標(biāo)：提供穩(wěn)定而有競爭力的價格，確保可靠性，增加可再生能源的貢獻(xiàn)，以及提高能源效率。但是，來自城市中的各個不同團(tuán)體的選民――城市和理事會代表、企業(yè)、社區(qū)和環(huán)保團(tuán)體、各界學(xué)術(shù)代表等――對氣候行動計劃的優(yōu)先排序是有差異的。此時，協(xié)調(diào)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(xiàn)有的SGC基礎(chǔ)設(shè)施對博爾德市具有重要的價值：高帶寬通信介質(zhì)的部署、數(shù)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(wǎng)。SGC可以實現(xiàn)有效的雙向溝通、傳感和監(jiān)控性能、遠(yuǎn)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(jīng)提高了傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并降低了經(jīng)營成本，但SGC項目無法提供直接的、明顯的客戶價值。SGC被標(biāo)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(wǎng)和家庭設(shè)備之間的互操作性等，但現(xiàn)在的系統(tǒng)中卻并沒有這種功能。這種期望與現(xiàn)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(shù)、社會和監(jiān)管上的復(fù)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(lǐng)域，需要評估這些差距對城市能源目標(biāo)的影響程度，同時也要評估實施和實現(xiàn)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(biāo)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(jī)構(gòu)，如國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）和國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施管理，同時關(guān)注中小型企業(yè)的能源效率，并為此進(jìn)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(xiàn)其能源目標(biāo)。
智能電網(wǎng)在其他各國的具體應(yīng)用案例
愛爾蘭
當(dāng)愛爾蘭政府制定可再生能源要占發(fā)電量的40%的目標(biāo)時，愛爾蘭的國家電力供應(yīng)商ESB擬定了一份結(jié)合智能電表、先進(jìn)的能源存儲選項和夜間電動汽車充電的應(yīng)對計劃，以緩解高峰和低谷的用電需求。通過在電網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)，不僅是要關(guān)注監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政府，也要關(guān)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(wǎng)的愿景，智能電網(wǎng)的推廣就會有問題。事實上，ESB的智能電網(wǎng)解決方案不僅提高了電網(wǎng)的可靠性，縮短了停機(jī)恢復(fù)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(yīng)商，其生產(chǎn)的電力占該國總電力的95%。高峰需求迫使渦輪發(fā)電機(jī)組必須滿負(fù)荷運行，所以意外停機(jī)時間就可能會造成災(zāi)難性的后果。因此，讓機(jī)組保持在線并高效運行就變得至關(guān)重要。為此，以色列電力公司使用先進(jìn)的軟件建模，對來自于每個渦輪發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)閉狀態(tài)下的“正常”行為模型。根據(jù)為每個渦輪發(fā)電機(jī)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(shè)備的燃料費用――據(jù)統(tǒng)計，每臺渦輪發(fā)電機(jī)每年可節(jié)省7.5萬美元的成本。同時，該方案能夠改善設(shè)備維護(hù)效果，減少設(shè)備停機(jī)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(lǐng)先者之一，其位于143個地點的發(fā)電機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)到571兆瓦，包括123個沼氣廠、10個陸上風(fēng)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(chǎn)中占據(jù)相當(dāng)大的比重，Infinis必須平穩(wěn)經(jīng)營分布在全國各地的這些發(fā)電廠，而要維護(hù)這一廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施，是個非常復(fù)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(chǎn)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(hù)作業(yè)單、幫助工程師診斷問題并更快地做出反應(yīng)。
第8篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)設(shè)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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
據(jù)介紹[1]，我國電力系統(tǒng)的損耗中，配電網(wǎng)的損耗占比最大，其中中低壓配電網(wǎng)的線損占50%以上；同時由配電網(wǎng)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(dá)95%以上。因而，提高配電網(wǎng)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(wǎng)效率低下的措施之一就是建設(shè)智能配電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的一部分，另一部分則是智能輸電網(wǎng)。我國在建設(shè)智能輸電網(wǎng)上已經(jīng)取得了很大成就，但是智能配電網(wǎng)的建設(shè)相對滯后，這就需要更多的關(guān)注和投入。真正意義上的智能配電網(wǎng)，包括全部智能電網(wǎng)目前還是一個“愿景”技術(shù)，也就是一個正在研究、測試和不斷發(fā)展中的技術(shù)，本文根據(jù)目前已經(jīng)實現(xiàn)的一些技術(shù)探討一下智能配電網(wǎng)的設(shè)計方法。
1智能配電網(wǎng)的構(gòu)成
智能配電網(wǎng)不應(yīng)簡單理解為配電網(wǎng)的智能化設(shè)計或智能化應(yīng)用，按照文獻(xiàn)[1,2,3]的介紹智能配電網(wǎng)由以下幾種新體系構(gòu)成。
1.1配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
這是基于覆蓋配電網(wǎng)中所有節(jié)點IP化的開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)，集成了光纖、無線與載波等各種組網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)雙向通信網(wǎng)絡(luò)和智能設(shè)備，可以徹底解決配電網(wǎng)的通信瓶頸問題并能夠支持未來的電力系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展。
1.2分布式電源并網(wǎng)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(wǎng)在線監(jiān)測、電能質(zhì)量測量的系統(tǒng)。智能電表是可以完成電能計量、負(fù)荷“非入侵”調(diào)查、實時電價、電價區(qū)間指示、電能質(zhì)量監(jiān)控、雙向通信、用戶訪問、自診斷及警報、誤差軟件補(bǔ)償?shù)戎匾δ艿闹悄軆x表系統(tǒng)。
1.4用戶入流體系
用戶入口體系（CP，customerporta1）使電網(wǎng)能夠和用戶進(jìn)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(jù)市場或系統(tǒng)的要求調(diào)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(wǎng)進(jìn)行管理。
1.5新技術(shù)體系
⒈高級配電自動化技術(shù)(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(shù)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)模型與通信服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化與開放性。
⒉柔性配電技術(shù)(DFACTS)。柔性配電技術(shù)是柔流輸電(FACTS）技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸。智能配電網(wǎng)要保證很高的電能質(zhì)量，能夠為用戶提供定制電力技術(shù)或定質(zhì)電力，即用戶根據(jù)其負(fù)荷運行需要向電力公司提出供電質(zhì)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(shù)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(shù)。
⒊先進(jìn)的保護(hù)控制技術(shù)。即廣域保護(hù)、自適應(yīng)保護(hù)、配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等技術(shù)。
⒋故障電流限制技術(shù)。即利用電力電子、高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流的技術(shù)。
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(zhuǎn)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(zhì)、模塊化、用戶可選擇服務(wù)（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(wǎng)的設(shè)計方法
2.1配電通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計
2.1.1設(shè)計目標(biāo)[4]
⒈利用經(jīng)濟(jì)合理、先進(jìn)成熟的通信技術(shù)，滿足智能配電網(wǎng)發(fā)展各階段對配電通信網(wǎng)絡(luò)的需求，支持各類業(yè)務(wù)靈活接入。
⒉為電力智能化系統(tǒng)或設(shè)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(shè)計方法[5]
以EPON以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計為例說明。
⒈設(shè)計原則：⑴信息點（ONU）按物理線路相關(guān)性分片區(qū)；⑵片區(qū)內(nèi)采用總線型分光結(jié)構(gòu)，最大不超過8級；⑶交接箱就近布設(shè)，分光器與交接箱同點部署；⑷環(huán)網(wǎng)線路采取“手拉手”形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌鰪?qiáng)網(wǎng)絡(luò)健壯性。
⒉片區(qū)劃分方法。主要考慮地理相關(guān)性原則，沿主干及關(guān)鍵分支進(jìn)行分區(qū)設(shè)計。
⒊光路設(shè)計。光纖沿一次線路鋪設(shè)，交接箱就近布設(shè)，充分利用原有“用電網(wǎng)”已經(jīng)設(shè)置的交接箱。
⒋分光設(shè)計。配電網(wǎng)光路的分光設(shè)計是一種總線型結(jié)構(gòu)，分光級數(shù)最大不超過8級。
⒌光路保護(hù)。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(shù)實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)，進(jìn)一步提高可靠性。
⒍組網(wǎng)方式。在小規(guī)模組網(wǎng)下EPON網(wǎng)絡(luò)不需要考慮網(wǎng)絡(luò)層功能，大規(guī)模組網(wǎng)情況下需要EPON網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)部分網(wǎng)絡(luò)層路由功能。綜合考慮整個系統(tǒng)采用分布式3層架構(gòu)比較合適。
⒎安全防護(hù)部署。分為3個層次：⑴終端認(rèn)證。通過對接入終端進(jìn)行MAC認(rèn)證及IP+MAC綁定，實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)流量的沖擊等。⑵業(yè)務(wù)隔離。通過端口隔離和網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)段隔離，實現(xiàn)各終端間的業(yè)務(wù)隔離，避免相互干擾和控制；采用加密方式進(jìn)行通信。⑷深度檢測與防御。在OLT設(shè)備處部署電力定制深度業(yè)務(wù)識別系統(tǒng)，對終端業(yè)務(wù)的合法性進(jìn)行實時檢查，一旦發(fā)現(xiàn)非法操作或入侵操作立刻告警甚至切斷該業(yè)務(wù)。
2.2終端設(shè)計
終端的種類很多，下面以遠(yuǎn)程監(jiān)控終端[6]的設(shè)計為例說明。
監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控終端、監(jiān)控中心服務(wù)器和GPRS網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)與GPRS網(wǎng)絡(luò)的連接。當(dāng)該模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)建立連接。完成連接后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。監(jiān)控終端采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，按照應(yīng)用層協(xié)議組成數(shù)據(jù)包發(fā)送給監(jiān)控中心；同時也響應(yīng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)請求和控制指令等，兩者之間是透明串行數(shù)據(jù)傳輸。
第9篇：智能電網(wǎng)的理解范文
關(guān)鍵詞：計算機(jī)科學(xué)；智能電網(wǎng)；云計算；數(shù)字圖像處理；數(shù)據(jù)挖掘；人工智能 文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)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(fēng)向標(biāo)。而信息化時代的代表性象征――計算機(jī)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(guān)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(wǎng)”的概念應(yīng)運而生。
2 智能電網(wǎng)
2.1 智能電網(wǎng)的概念
智能電網(wǎng)是將信息技術(shù)，如通信技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)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(wǎng)。由于各國的國情不同，因此各個國家對智能電網(wǎng)的具體要求也會有不同的側(cè)重點。因為我國還是一個發(fā)展中國家，與國外發(fā)達(dá)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(wǎng)的同時，還需要加強(qiáng)骨干電網(wǎng)建設(shè)。因此除了要建設(shè)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(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，滿足環(huán)保約束，保證電能質(zhì)量，適應(yīng)電力市場化發(fā)展的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)外，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)還需要滿足以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)高度協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.2 智能電網(wǎng)的特點
智能電網(wǎng)一般包括有以下七個特點：
2.2.1 能量互聯(lián)網(wǎng)：智能電網(wǎng)要求實現(xiàn)供電方和用戶之間的交互，構(gòu)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(wǎng)的實時狀態(tài)信息，并根據(jù)實時信息選擇最優(yōu)發(fā)電方案，減少輸電損耗，維護(hù)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(wǎng)絡(luò)的實時狀態(tài)信息，允許供電方遠(yuǎn)程控制斷電的隔離與恢復(fù)，管理可再生能源發(fā)電。
2.2.2 降低損耗：智能電網(wǎng)能夠基于“能量互聯(lián)網(wǎng)”中的實時信息，根據(jù)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(fù)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(wǎng)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(chǎn)電不穩(wěn)定。智能電網(wǎng)能夠通過儲電技術(shù)，在產(chǎn)電過剩時將多余電能存儲起來，在供不應(yīng)求時再通過智能電網(wǎng)的自動化技術(shù)供能，進(jìn)而解決可再生能源產(chǎn)電不穩(wěn)定的問題。
2.2.4 減少輸電阻塞：智能電網(wǎng)能夠檢測輸電線的實時度數(shù)，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(wǎng)的雙向電力流，用戶自行通過太陽能、風(fēng)能等可再生能源產(chǎn)生的電力可以出售給供電方，流入配電網(wǎng)絡(luò)中，使電網(wǎng)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(wù)。
2.2.6 自愈：智能電網(wǎng)能夠基于實時測量的概率風(fēng)險評估確定最有可能失敗的設(shè)備、發(fā)電廠和線路，及時進(jìn)行隔離和恢復(fù)，從而減少大面積用電故障的出現(xiàn)。同時，智能電網(wǎng)還能實時分析電網(wǎng)的整體健康水平，及時觸發(fā)可能導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預(yù)警，并根據(jù)具體情況確定是否立即進(jìn)行檢查或采取相應(yīng)措施。
2.2.7 用戶需求管理：智能電網(wǎng)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(wǎng)的狀況、計劃停電信息等信息，使用戶可以根據(jù)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(jìn)電力供求平衡。
2.3 智能電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)
智能電網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)主要包括集成的通信技術(shù)、先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制技術(shù)以及決策支持和可視化技術(shù)。
3 計算機(jī)科學(xué)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
在電網(wǎng)智能化的過程中，計算機(jī)是必不可少的。而計算機(jī)科學(xué)在智能電網(wǎng)中也有諸多應(yīng)用，其中云計算、數(shù)字圖像處理、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能和軟件工程這些計算機(jī)科學(xué)相關(guān)技術(shù)在智能電網(wǎng)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(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的定義，云計算可以實現(xiàn)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(wù)提供者的介入降低至最少。
云計算技術(shù)能夠整合優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)中的各種異構(gòu)資源，如電力系統(tǒng)中的監(jiān)控維護(hù)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(qiáng)的特點，能夠構(gòu)建更加高效的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的自動化管理。例如利用Google的Borg能夠使大量服務(wù)器協(xié)調(diào)工作，繼而實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠性管理。
而智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，更需要通過云計算來實現(xiàn)分布式存儲和管理。利用云計算來實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的可靠性，并能較好地達(dá)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(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余存儲，并大幅度降低主服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，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(wǎng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)種類眾多，而云計算的數(shù)據(jù)管理技術(shù)能夠較好地滿足智能電網(wǎng)信息平臺數(shù)據(jù)種類繁多的海量服務(wù)請求，因此云計算能夠高效地管理智能電網(wǎng)信息平臺中的多元數(shù)據(jù)。例如，利用Google的BigTable，通過一個巨大的分布式多維數(shù)據(jù)表，將數(shù)據(jù)都作為對象，并通過關(guān)鍵字、列關(guān)鍵字和時間戳來進(jìn)行索引，滿足各類數(shù)據(jù)的性能要求，進(jìn)而實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的高效管理。
為了保證電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定，智能電網(wǎng)需要通過大規(guī)模的電力系統(tǒng)計算來監(jiān)控整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如暫態(tài)穩(wěn)定計算、故障計算、拓?fù)浞治觥?shù)據(jù)挖掘與智能決策等，計算量極大，而云計算可以為智能電網(wǎng)提供高性能的并行計算與分析服務(wù)。例如利用Google的MapRduce，可實現(xiàn)針對大規(guī)模數(shù)據(jù)集的并行計算。
3.2 數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理是指通過計算機(jī)對圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)、復(fù)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(jī)器自動理解。
在智能電網(wǎng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)中有不少的數(shù)據(jù)都是圖像數(shù)據(jù)，例如對輸電線路狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測常常通過線路圖像/視頻監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)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(qiáng)圖像對比度，去除噪聲，加強(qiáng)圖像的輪廓特征，以便于特征的提取和識別，進(jìn)而產(chǎn)生價值密度較高的特征數(shù)據(jù)集，為輸電線路狀態(tài)的智能識別過程做好圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理。
3.3 數(shù)據(jù)挖掘
數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)挖掘的方法包括分類、聚類、關(guān)聯(lián)分析、預(yù)測等。
由于智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量巨大、數(shù)據(jù)類型繁多、價值密度低以及處理速度快的特點，智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)屬于無法在一定時間內(nèi)用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對其內(nèi)容進(jìn)行抓取、管理和處理的“大數(shù)據(jù)”，需要通過數(shù)據(jù)挖掘來提取其中隱含的有價值的信息，從而實現(xiàn)對整個電網(wǎng)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(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，對不同地區(qū)以及不同用戶進(jìn)行分類，可以得到有助于優(yōu)化配電調(diào)度的信息，并能為電費定價調(diào)整提供參考；由于在當(dāng)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(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘甚至還可以歸納總結(jié)出各種指標(biāo)增長率與社會用電情況的一般規(guī)律，便于政府了解和預(yù)測社會各行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r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(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)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(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，有利于降低可再生能源產(chǎn)電不穩(wěn)定對供電網(wǎng)絡(luò)的影響，進(jìn)而更好地融入可再生能源發(fā)電。此外，數(shù)據(jù)挖掘還有利于用戶能效的分析管理、業(yè)務(wù)拓展分析、供電輿情監(jiān)測預(yù)警分析、電力系統(tǒng)的故障預(yù)測和狀態(tài)檢修、短期電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測、城市電網(wǎng)規(guī)劃等。智能電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特性表明了數(shù)據(jù)挖掘在智能電網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。
3.4 人工智能
根據(jù)著名人工智能科學(xué)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(xué)，它的最終目的是建立關(guān)于自然智能實體行為的理論和指導(dǎo)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(zhuǎn)化為機(jī)器智能或者用機(jī)器來模擬或?qū)崿F(xiàn)人的智能的學(xué)科。
數(shù)據(jù)挖掘在智能電網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用，而數(shù)據(jù)挖掘需要人工智能技術(shù)來提供數(shù)據(jù)分析的技術(shù)支持，因此人工智能在智能電網(wǎng)中也有著十分重要的應(yīng)用。例如，通過構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對經(jīng)過數(shù)字圖像處理所得的典型線路狀態(tài)的監(jiān)控圖像特征數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練識別來實現(xiàn)輸電線路狀態(tài)的智能識別。除了故障診斷外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可應(yīng)用于智能控制、繼電保護(hù)、優(yōu)化運算等
方面。
除了為數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)分析的技術(shù)支持外，人工智能還可以通過人類專家提供的經(jīng)驗和知識來構(gòu)建相應(yīng)的專家系統(tǒng)，如電網(wǎng)故障診斷和調(diào)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(jìn)行決策，從而實現(xiàn)電網(wǎng)自動化和智能化。
而采用遺傳算法、粒子群算法等進(jìn)化算法求解諸如發(fā)電廠和輸電線架設(shè)的規(guī)劃問題以及電力系統(tǒng)中各種控制參數(shù)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(xiàn)精確控制的復(fù)雜問題，也是人工智能在智能電網(wǎng)中的重要應(yīng)用。
3.5 軟件工程
根據(jù)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(jīng)濟(jì)的軟件，這種軟件是可靠的，可以在實際機(jī)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(jī)界面的軟件來方便操作。因此在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中勢必需要開發(fā)相應(yīng)的軟件，軟件工程便應(yīng)用于其中。尤其是對用戶端而言，在移動設(shè)備使用越來越廣泛的今天，開發(fā)相應(yīng)的移動端的APP無疑能夠更好地促進(jìn)用戶參與到交互過程中。一個針對用戶個體，能夠?qū)崟r顯示如電力消費成本、實時電價、電網(wǎng)狀況、計劃停電信息等的智能電表提示信息，結(jié)合數(shù)字家庭技術(shù)，能夠遠(yuǎn)程控制家電開關(guān)以便于用戶隨時隨地調(diào)整自己的用電情況，并整合線上業(yè)務(wù)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(fù)擔(dān)，方便用戶的使用，使智能電網(wǎng)更加高效智能。
4 結(jié)語
計算機(jī)科學(xué)在智能電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用使電力行業(yè)在信息化時代中能夠更好地應(yīng)對各種新挑戰(zhàn)，為整個社會的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。
參考文獻(xiàn)
[1] 肖世杰.構(gòu)建中國智能電網(wǎng)技術(shù)思考[J].電力系統(tǒng)自動化，2009，33（9）.
[2] 李乃湖，倪以信，孫舒捷，等.智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，4（3）.
[3] 楊德昌，李勇，C.Rehtanz，等.中國式智能電網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展規(guī)劃研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（20）.
[4] 王德文，宋亞奇，朱永利.基于云計算的智能電網(wǎng)信息平臺[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34（22）.
[5] 彭小圣，鄧迪元，程時杰，等.面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2015，35（3）.
[6] 宋亞奇，周國亮，朱永利.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理技術(shù)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（4）.
[7] 張東霞，苗新，劉麗萍，等.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2015，35（1）.
[8] 金華，王民，昝濤，等.基于數(shù)字圖像處理的輸電線路狀態(tài)智能識別技術(shù)[J].微計算機(jī)信息，2012，28（4）.
[9] 韓禎祥，文福拴，張琦.人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2000，24（2）.
[10] 楊勇.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2001，13（1）.
