/中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)智能電網(wǎng)設(shè)備工作委員會(huì)（籌） 周彥倫 楊獎(jiǎng)利 /

智
——能智電能網(wǎng)電網(wǎng)A不BC神（秘一）

/中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)智能電網(wǎng)設(shè)備工作委員會(huì)（籌） 周彥倫 楊獎(jiǎng)利 /

目前，智能電網(wǎng)在全世界范圍內(nèi)如火如荼的興起，這也將是人類發(fā)展歷史上的重要進(jìn)步。我國作為最大的發(fā)展中國家以及能源消耗大國，也積極地拉開了智能電網(wǎng)發(fā)展、建設(shè)的大幕。但是，智能電網(wǎng)在世界范圍來講，屬于新生事物，范圍廣大的、每日工作和生活與電息息相關(guān)的人們，除了少數(shù)從事專業(yè)或相關(guān)工作人員外，大部分對(duì)智?能電網(wǎng)存在著這樣或那樣的疑惑。為了推動(dòng)我國智能電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展，贏得最廣大的各方力量的理解及支持，從現(xiàn)在開始，我們中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)智能電網(wǎng)設(shè)備工作委員會(huì)，將陸續(xù)與大家談?wù)勔恍?duì)智能電網(wǎng)粗淺的認(rèn)識(shí)，以期能夠“拋磚引玉”。

智能電網(wǎng)和人類歷史上任何重大的進(jìn)步一樣，也遵循事物發(fā)展的基本規(guī)律，也經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的基本過程。以前我們國內(nèi)談及電網(wǎng)，主要是指輸變電網(wǎng)絡(luò)再加之配電部分，即所謂傳統(tǒng)電網(wǎng)的范圍；而由于目的意義、職責(zé)功能等的不同，智能電網(wǎng)的范圍將最終涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電乃至于調(diào)度管理及通信等環(huán)節(jié)，根據(jù)客觀現(xiàn)實(shí)條件及目的要求的不同，在不同時(shí)期、不同地域各有不同的發(fā)展側(cè)重點(diǎn)，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，截至目前也沒有一個(gè)為大家共同接受或認(rèn)同的智能電網(wǎng)的概念。

我國電網(wǎng)公司前兩年實(shí)施的智能化改造建設(shè)工作還僅是涉及到傳統(tǒng)電網(wǎng)范圍內(nèi)的電站部分，就是使原輸變電網(wǎng)絡(luò)具有“當(dāng)前特定”的智能功能。首先，電網(wǎng)大的基本布局構(gòu)架形態(tài)還如原來一樣，由電站主要設(shè)備和輸電主線路構(gòu)成，電站主要設(shè)備還是電力變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線設(shè)備、繼電保護(hù)裝置及各種功率補(bǔ)償裝置等。所謂“智能”功能，只是一定意義上的相對(duì)的概念，就是使電網(wǎng)設(shè)備具有更強(qiáng)的邏輯判斷能力、更強(qiáng)的事件處理能力及更友好的互動(dòng)界面，最終體現(xiàn)為具有更高的安全可靠性及更高的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效率，從而達(dá)到整個(gè)社會(huì)效益的最大化，所以智能電網(wǎng)還不是智慧電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)的核心是智能變電站，智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成環(huán)保的“特定”設(shè)備，達(dá)到全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本過程，實(shí)現(xiàn)支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能。智能電網(wǎng)就是將各個(gè)分散的智能電站“有機(jī)”的聯(lián)系起來，從而使相關(guān)聯(lián)的電網(wǎng)具有智能化的功能。但智能電網(wǎng)不僅如此，它還可通過采用先進(jìn)的輸電技術(shù)來提高輸電效率。當(dāng)然，電網(wǎng)的智能化要求及目標(biāo)肯定與電站不同，但終極目的是一致的。

智能電站內(nèi)的主要設(shè)備，根據(jù)功能次序劃分為三個(gè)層次，即站控層、間隔層和過程層。站控層設(shè)備要實(shí)行對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、站域控制、電能計(jì)量系統(tǒng)、在線檢測(cè)系統(tǒng)、視頻安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)、等各子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一接入、統(tǒng)一儲(chǔ)存、統(tǒng)一處理分析等綜合管理。主要由后臺(tái)的各類計(jì)算機(jī)類產(chǎn)品構(gòu)成，相當(dāng)于人們的大腦中樞；間隔層主要是由一些智能電子設(shè)備（英語簡(jiǎn)稱IED，是英語 Intelligent Electronic Device的縮寫，如電子式互感器的合并單元等）組成，按照一定的規(guī)定（比如，監(jiān)測(cè)、控制或服務(wù)于同一臺(tái)主設(shè)備），把這些智能電子設(shè)備組成一個(gè)設(shè)備柜，稱為智能組件柜。間隔層的主要功能就是匯集、處理、分析來自主設(shè)備的各種狀態(tài)、性能、工況等信息，實(shí)現(xiàn)一定的判斷處理，或與后臺(tái)站控層設(shè)備進(jìn)行通信，若需要，將來自站控層的信息傳遞到主設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，獨(dú)立的間隔層設(shè)備將逐漸消失，它將歸集于一次主設(shè)備；過程層主要電力設(shè)備是：開關(guān)、變壓器、互感器、避雷器等一次設(shè)備，主要把電網(wǎng)參數(shù)信息、設(shè)備自身性能信息、電網(wǎng)及設(shè)備的狀態(tài)信息，乃至于主要電器設(shè)備的輔助設(shè)備的各種工作信息等進(jìn)行采集，并傳輸?shù)介g隔層。這些信息包括：電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)的電流、電壓、頻率，暫態(tài)的電流、電壓；開關(guān)設(shè)備溫度、溫升、局部放電、SF6絕緣氣體密度、SF6絕緣氣體微水含量、操動(dòng)機(jī)構(gòu)狀態(tài)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘線圈電流；變壓器油溫升、油色譜、油微水含量，變壓器鐵芯接地電流、有載開關(guān)控制、變壓器冷卻系統(tǒng)控制；避雷器泄露電流、阻性電流等等，不一而足。當(dāng)然，為了科學(xué)的管理維護(hù)各種設(shè)備，除了各種設(shè)備自設(shè)的各種智能功能外，還有設(shè)備的智能診斷、故障綜合分析系統(tǒng)；為保障電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的消防、保安等等其他輔助設(shè)備設(shè)施也要納入整個(gè)電站的智能化管理系統(tǒng)。

可是，僅僅是輸電網(wǎng)絡(luò)的智能化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，原因之一就是在電力系統(tǒng)中還有其他的環(huán)節(jié)。發(fā)電環(huán)節(jié)可以通過新技術(shù)以提高火電燃煤效率，水電水能利用效率，也可利用可再生清潔能源發(fā)電，減少化石能源消耗；輸電可采用一些新的輸電技術(shù)，減少線路損耗；用電環(huán)節(jié)可以通過采用智能控制調(diào)節(jié)或其他的技術(shù)，提高用電效率；還可以通過智能高效的管理，提高電網(wǎng)運(yùn)行管理效率和資產(chǎn)利用率，也可達(dá)到節(jié)能的目的。這只是從節(jié)能環(huán)保的角度來講的（因?yàn)槟茉磫栴}已是人類必須共同面對(duì)的問題了），智能電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制、吸納間歇性分布式電源接入，為人們提供方便、清潔、高質(zhì)量的能源也是智能電網(wǎng)的目的之一。

以上主要是從從事電能生產(chǎn)、輸送專業(yè)人員角度所見的智能電網(wǎng)，事實(shí)上，電能主要是用做為人類服務(wù)的，服務(wù)包括日常的居家生活以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其它產(chǎn)業(yè)活動(dòng)。在這大量的生產(chǎn)生活活動(dòng)中，高效節(jié)能電機(jī)電氣設(shè)備的使用、科學(xué)智能的用電管理、綠色低碳的生活理念，可使得為數(shù)眾多的普通民眾在智能電網(wǎng)時(shí)代既可有所作為，更可享受智能電網(wǎng)帶來的方便快捷、環(huán)保綠色的生活體驗(yàn)。作為智能用電的智能家居更接近大多數(shù)人的生活，比如智能樓宇、智能家電等，這些都會(huì)隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展會(huì)逐漸成為現(xiàn)實(shí)的。

當(dāng)然，上述智能電網(wǎng)諸多功能的實(shí)現(xiàn)，確實(shí)要用到大量的現(xiàn)代高新科學(xué)技術(shù)發(fā)展的成果，涉及到數(shù)十個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)等，從基本了解的角度出發(fā)，我們非專業(yè)人員也就沒有必要搞清楚它是什么、怎么工作等問題了。

大體上來說，智能電網(wǎng)應(yīng)具備以下幾個(gè)基本特征：一是自愈能力，就是在故障發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并隔離故障，防止電網(wǎng)大規(guī)模崩潰?；蛘邔?duì)故障趨勢(shì)發(fā)出預(yù)警，減少故障突發(fā)引起供電中斷；二是高可靠性，一方面提高設(shè)備質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，另一方面是加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估，提升災(zāi)害預(yù)警能力，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平；三是資產(chǎn)優(yōu)化管理及提高經(jīng)濟(jì)效益，采用先進(jìn)的處理手段實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的信息化管理，從而延長(zhǎng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間，提高設(shè)備資產(chǎn)利用效率，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效；四是與用戶友好互動(dòng)，用戶可以實(shí)時(shí)了解電價(jià)狀況和停電計(jì)劃，合理安排電器使用，電力公司了解用戶詳細(xì)用電信息，以提供更多的增值服務(wù)；五是兼容大量分布式電源的接入。未來各種小型發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備廣泛分布于用戶側(cè)，可在用電蜂谷時(shí)段起到削峰填谷，減少發(fā)電裝機(jī)容量的作用。

建設(shè)智能電網(wǎng)對(duì)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展和電網(wǎng)自身發(fā)展十分必要：一是可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，利于保障能源安全供應(yīng)；二是可以提升大范圍能源資源優(yōu)化配置能力；三是可提升電網(wǎng)對(duì)清潔能源的接納能力；四是滿足用戶多元化需求，提升和豐富電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和內(nèi)涵；五是可促進(jìn)節(jié)能減排，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；六是可促進(jìn)電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變；七是可提升電工行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和裝備升級(jí)；八是可為推動(dòng)智能城市的發(fā)展創(chuàng)造條件。

實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，從技術(shù)特征上要達(dá)到測(cè)量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動(dòng)化技術(shù)特征。目的是初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、檢修狀態(tài)化、運(yùn)維高效化的目標(biāo)。