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(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度各環(huán)節(jié)，是智能電網建設的重要內容和堅強支撐?；谥悄茈娋W的信息技術具有三大特征：一是數(shù)字化程度更高，內含各種智能的傳感器、電力設備、控制系統(tǒng)、應用系統(tǒng)等，連接更多的設備，深化發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)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(yè)務數(shù)據(jù)和應用，建立統(tǒng)一的信息平臺，自動完成數(shù)據(jù)和應用的整合，實現(xiàn)全部業(yè)務系統(tǒng)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(shù)據(jù)，構建一個數(shù)據(jù)集中、業(yè)務整合、符合模型標準、應用可擴展的輔助分析系統(tǒng)，實現(xiàn)生產、營銷、調度、人財物等業(yè)務數(shù)據(jù)的集中存儲、統(tǒng)一管理、系統(tǒng)分析，形成智能決策，滿足跨業(yè)務系統(tǒng)的綜合查詢，為管理決策層提供有效的數(shù)據(jù)分析服務。

智能電網中的信息管理系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務、智能電子設備資源的動態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)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(yè)務分析，是開展電網相關業(yè)務的重要輔助工具?？v向包括“發(fā)電——輸電——配電——需求側”4級產業(yè)鏈業(yè)務分析和“國家——大區(qū)——省級——地縣”4級電網信息分析。橫向包括發(fā)電計劃、停電管理、資產管理、維護管理、生產優(yōu)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(yè)務模塊分析。

3.信息集成

智能電網的信息系統(tǒng)在縱向上要實現(xiàn)產業(yè)鏈信息集成和電網信息集成，橫向上要實現(xiàn)各級電網企業(yè)內部業(yè)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(tǒng)((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(tǒng)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(tǒng)是實現(xiàn)智能電網的基礎。一方面，智能電網的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要通信系統(tǒng)的支持：另一方面，建立以電網和通信緊密聯(lián)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(tǒng)使智能電網成為一個動態(tài)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(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正，并利用先進的信息技術，實現(xiàn)電網各系統(tǒng)的自愈功能。通信系統(tǒng)還可以監(jiān)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(xiàn)有業(yè)務和未來擴展業(yè)務;③最好具備自主知識產權，具有面向電力智能電網業(yè)務的定制開發(fā)和業(yè)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(fā).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(yè)化發(fā)展。電力客戶用電信息采集系統(tǒng)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(yè)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(yè)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(qū)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(xiàn)手段，實現(xiàn)三表抄收和查詢、物業(yè)、配送、網絡增值等一系列特色服務，體現(xiàn)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(shù)量測技術，是實現(xiàn)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(shù)據(jù)并將其轉換成數(shù)據(jù)信息，捉供給智能電網的各個系統(tǒng)使用。智能化量測技術不但具有讀取和記錄多種參數(shù)功能，且能實現(xiàn)電力公司與用戶的雙向溝通?；谖⑻幚砥鞯闹悄鼙碛嬁梢杂嬃棵刻觳煌瑫r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(jù)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(shù)、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(shù)據(jù)，給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，且能夠為其他業(yè)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(shù)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(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)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(tǒng)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(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)。

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(tǒng)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(tǒng)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(tài)，并確定和采取適當?shù)拇胧┮韵p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(yōu)化輸電、配電和用戶側的控制方法，實現(xiàn)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(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范嗣內，采取自動控制措施，而且措施的執(zhí)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(tǒng)以及對應的通信標準，以處理大量的數(shù)據(jù)。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(qū)出現(xiàn)大面積降雨或降雪，尤其是浙江寧波地區(qū)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(tǒng)在保障浙江電網安全運行方面發(fā)揮了重要作用，特別是作為“大運行”體系技術支撐系統(tǒng)核心業(yè)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(fā)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(tǒng)數(shù)據(jù)轉化為系統(tǒng)運行人員可理解的信息，利用動畫技術、動態(tài)著色技術、虛擬現(xiàn)實技術以及其他數(shù)據(jù)展示技術，幫助系統(tǒng)運行人員認識、分析和處理緊急問題，使系統(tǒng)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。