智能电网的效率与稳定性的介绍

1.通信技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，从而形成两张紧密联系的网络——电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。

高速双向通信系统的建成，使得智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其最重要的特征——自愈。它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备（IEDs）、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。

在这一技术领域主要有两个方面的技术：其一是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信；其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备（IEDs）以及应用系统之间实现无缝通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力合作，才能实现通信系统的互联互通。

2.量测技术

参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们能评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计，防止窃电、缓减电网阻塞以及实现与用户的沟通。

智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还可以储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策编制时间表，自动控制内部电力使用的策略。

对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供了更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。

广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序，计算机代理程序是一个自治和交互的自适应软件模块。在一个集成的分布式保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力将极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。

3.控制技术

控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法，并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度上说，先进控制技术紧密依靠并服务于其他关键技术领域，如通信技术、量测技术、设备等，提供及时和适当的响应，并且对任何事件进行快速的诊断。另外，先进控制技术支持市场报价技术，并提高资产的管理水平。

控制技术的分析和诊断功能引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动，这样所执行的行动将在秒级水平上，这一自愈电网的特性极大地提高了电网的可靠性。当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理大量数据。先进控制技术支持分布式智能代理软件、分析工具以及其他应用软件。(www.xing528.com)

（1）收集数据和监测电网元件 控制技术使用智能传感器、智能电子设备、分析工具以及电网元件，对整个系统的状态进行数据收集，这些数据都是准确的实时数据，可以反映电网整体的运行状况，同时，利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，实现电网早期预警。

（2）分析数据 具有强大的计算机软件分析工具对准实时数据进行分析，在秒级时间精度完成数据分析。

（3）诊断和解决问题 运行人员得到分析信息后，有足够的时间来响应紧急问题；专家系统将分析信息用于快速决策；负荷预测将应用分析信息来准确预测负荷；概率风险用分析信息来确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险水平；电网建模和仿真采用分析信息来建立准确的电网场景。

（4）修改系统设置 智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流，以防止预测问题的发生。

4.电力电子技术

电力电子技术是以电力、电能为研究对象的电子技术，它研究各种电力电子半导体器件，以及由这些电力电子器件构成的各式各样的电路或装置，实现对电能的变换和控制，是横跨电力、电子和控制三个领域的一门新兴工程技术。电能分直流（DC）和交流（AC）两类，DC有电压、电流、极性三个要素，AC有电压、电流、频率、相位四个要素，实际应用中常常要进行变换。这些变换有四种基本类型：AC→DC、DC→AC、AC→AC、DC→DC。

AC→DC，即交流电转换为直流电，称为整流，实现的装置称为整流器，应用场合有充电、电镀、电解、直流电动机等。

DC→AC，即直流电转换为交流电，称为逆变，实现的装置称为逆变器，可以是恒频，也可以是变频，应用场合有太阳能光伏电站、中频感应加热等。

AC→AC，即将交流的有关参数进行转换，如交流调压、变频等，应用场合有调压器、交流电动机的调压、调速等。

DC→DC，即将直流的有关参数进行转换，如将恒定直流变成断续脉冲状态，称为斩波器。

电能转换的控制方式主要有相位控制、通断控制及脉冲宽度调制（PWM）。电力电子技术在智能电网中的作用，主要是提高和改善电能质量。电网用户使用的设备常使电网无功损耗增加、电压跌落瞬时停电、大量非线性故障负载使用、电网出现各次有害谐波波形，使电网发生严重畸变。采用电力电子器件构成的各种控制器和补偿器可有效地提高和改善电能质量。电力电子技术包括器件及其应用，装置依赖于器件，新的器件出现能开拓许多新的应用领域，做出新的装置，应用中出现的问题又对器件提出新的要求，推动新器件的研制。