1.2 智能電網關鍵技術

1.2.1 智能化信息技術

智能化信息技術貫穿發電、輸電、變電、配電、用電、調度各環節，是智能電網建設的重要內容和堅強支撐。基于智能電網的信息技術具有三大特征：一是數字化程度更高，內含各種智能的傳感器、電力設備、控制系統、應用系統等，連接更多的設備，深化發電、輸電、變電、配電、用電和調度環節的數據采集、傳輸、存儲和利用;二是利用面向服務架構體系(Service to Oriented Architecture，SOA)整合相關業務數據和應用，建立統一的信息平臺，自動完成數據和應用的整合，實現全部業務系統的集成;三是深入應用生產管理、人力資源、電力營銷、調度管理等輔助決策數據，構建一個數據集中、業務整合、符合模型標準、應用可擴展的輔助分析系統，實現生產、營銷、調度、人財物等業務數據的集中存儲、統一管理、系統分析，形成智能決策，滿足跨業務系統的綜合查詢，為管理決策層提供有效的數據分析服務。

智能電網中的信息管理系統應主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全5個功能。

1.信息采集與處理

信息采集與處理主要包括詳盡的實時數據采集系統、分布式的數據采集和處理服務、智能電子設備資源的動態共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數據對時等。

2.信息分析

對經過采集、處理和集成后的信息進行業務分析，是開展電網相關業務的重要輔助工具。縱向包括“發電——輸電——配電——需求側”4級產業鏈業務分析和“國家——大區——省級——地縣”4級電網信息分析。橫向包括發電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關系管理、財務管理、人力資源管理等業務模塊分析。

3.信息集成

智能電網的信息系統在縱向上要實現產業鏈信息集成和電網信息集成，橫向上要實現各級電網企業內部業務的信息集成。

4.信息顯示

為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統((j1S)等視頻和音頻技術。

5.信息安全

智能電網必須明確各利益主體的保密程度和權限，并保護其資料和經濟利益.因此必須研究復雜大系統下的網絡生存、主動實時防護、安全存儲、網絡病毒防范、惡意攻擊防范、網絡信任體系和新的密碼等技術。

1.2.2 智能化通信技術

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎。一方面，智能電網的數據獲取、保護和控制都需要通信系統的支持：另一方面，建立以電網和通信緊密聯系的網絡是智能電網的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統使智能電網成為一個動態的實時信息和電力交換互動的大型基礎設施，可以提高電網供電的可靠性和資產的利用率.促進電力市場化改革，抵御電網受到的攻擊.從而提高電網自身的價值。以通信技術為基礎的智能電網通過連續不斷地自我監測和校正，并利用先進的信息技術，實現電網各系統的自愈功能。通信系統還可以監測各種擾動，并進行補償，重新分配潮流，避免事故的擴大。

適用于智能電網的通信技術需具備以下特征：①具備雙向性、實時性、可靠性特征，出于安全性考慮，理論上應是與公網隔離的電力通信專網：②具備技術先進性.能夠承載智能電網現有業務和未來擴展業務;③最好具備自主知識產權，具有面向電力智能電網業務的定制開發和業務升級能力。

例如，國網信息通信有限公司(簡稱通信公司)高度重視智能電網建沒工作，積極開展相關前期研究工作，并著力推進有關信息通信技術(ICT)的軟硬件產品研發.開展新一代電力信息通信(ICT)網絡模式研究.加快信息通信產業化發展。電力客戶用電信息采集系統是堅強智能電網的重要組成部分，通信公司積極參與其中與信息通信專業相關的研究，向國家電網公司提交了通信專題技術報告;同時，積極推進產業化進程，進一步完善了用電信息采集主站軟件平臺、基于電力線寬帶通信技術的采集器等產品。信通公司將智能電網客戶服務試點分別設立在北京蓮香同小區和阜成路95號院。其中，阜成路95號院試點以光纖人戶為主要特點，以機頂盒和電視機為展現手段，實現三表抄收和查詢、物業、配送、網絡增值等一系列特色服務，體現r電網與客戶之間實時交互響應和智能化特色，增強了電網綜合服務能力.滿足了互動營銷需求，提升了服務水平。

1.2.3 智能化量測技術

智能化量測技術也稱參數量測技術，是實現智能電網的手段，也是智能電網基本的組成部分，可以獲得相關數據并將其轉換成數據信息，捉供給智能電網的各個系統使用。智能化量測技術不但具有讀取和記錄多種參數功能，且能實現電力公司與用戶的雙向溝通。基于微處理器的智能表計可以計量每天不同時段電力的使用和電費、儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率，并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能由用戶可以自行根據費率政策，編制時間表，自動控制用戶內部電力使用的策略。

智能化量測技術為電力公司收集、整理和儲存包括功率因數、電能質量、相位關系( WAMS)、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數據，給電力系統運行人員和規劃人員提供更多的數據支持，且能夠為其他業務所用。

智能化量測技術可以評估電網設備的健康狀況和電網的完整性，未來的數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個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監測系統、保護和控制方案將集成數字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序，在這樣一個集成的分布式的保護系統中，保護元件能夠自適應地相互通信。這樣的靈活性和自適應能力極大地提高可靠性，因為即使部分系統出現了故障，其他帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統。

1.2.4 智能化設備技術

電力設備是電網中重要的基礎設施，智能電網將廣泛應用先進的設備技術，以提高輸配電系統的性能。智能電網中的設備將充分應用材料、超導、儲能、電力電子和微電子技術等方面的最新研究成果，以提高功率密度、供電可靠性、電能質量和電力生產的效率。通過采用新技術以及在電網與負荷特性之問尋求最佳的平衡點，來提高電能質量;通過應用和改造各種各樣的先進設備，如基于電力電子技術和新型導體技術的設備，來提高電網輸送容量和可靠性。配電系統中需要引進新的儲能設備和電源，同時應利用新的網絡結構，如微電網。

1.2.5  智能化控制技術

智能化控制技術是指智能電網中分析、診斷和預測電網狀態，并確定和采取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動的控制方法。智能化控制技術將優化輸電、配電和用戶側的控制方法，實現電網的有功功率和無功功率的合理分配。智能化控制技術的分析和診斷功能，將引進預沒的專家系統，在專家系統允許的范嗣內，采取自動控制措施，而且措施的執行將在秒一級水平上。這一自愈電網的特性將極大地提高電網的可靠性。先進的控制技術需要一個集成的高速通信系統以及對應的通信標準，以處理大量的數據。先進控制技術將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其他應用軟件。先進控制技術不僅給控制裝置提供動作信號，而且也為運行人員提供信息。

例如，2013年1月，華東部分地區出現大面積降雨或降雪，尤其是浙江寧波地區供電線路覆冰嚴重，造成多條線路相繼故障跳閘，電網安全運行受到嚴重威脅。在此次冰凍災害中，國電南瑞承擔的浙江智能電網調度技術支持系統在保障浙江電網安全運行方面發揮了重要作用，特別是作為“大運行”體系技術支撐系統核心業務之一的綜合智能分析與告警功能經受了實際運行的考驗，共在線識別500kV線路故障4起、220kV線路故障18起，其中500kV故障正確識別率為100‘%、220kV故障正確識別率為90%，為調度運行人員快速處理電網故障發揮了有效的支撐作用。

1.2.6智能化決策支持技術

智能化決策支持技術將復雜的電力系統數據轉化為系統運行人員可理解的信息，利用動畫技術、動態著色技術、虛擬現實技術以及其他數據展示技術，幫助系統運行人員認識、分析和處理緊急問題，使系統運行人員作出決策的時間從小時級縮短到分鐘級，甚至到秒級。