智能电网研究方向精选(十四篇)
发布时间：2024-01-16 16:13:45
序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇智能电网研究方向，期待它们能激发您的灵感。
篇1
1.引言
坚强智能电网建设具有建设规模庞大、投资多、周期长，建设成果影响重大等特点，是一个具有众多利益相关方的集合体，从理念上升为实践离不开各利益相关方的共同参与和推进。本文运用利益相关者理论，结合公司坚强智能电网发展规划及建设重点，分析各建设阶段利益相关方的特点，从而对各阶段利益相关方进行定位研究。
2.利益相关者理论
米切尔和伍德总结了自1963年以来的27种代表性概念，其中，最具代表性的就是以弗里曼为代表的广义利益相关者定义，认为“组织中的利益相关者是指任何能够影响公司目标的实现，或者受公司目标实现影响的团体或个人”[1]。
3.基于影响力/利益矩阵的分类方法
由Gardner等人提出的矩阵分析法为实现关系描述开辟了一个重要途径[2]。与其它方法相比，更加直观、具可操作性是这一方法的突出优点。影响力-利益矩阵图如图1所示：
4.我国智能电网利益相关方的识别及特征分析
4.1 我国智能电网利益相关方
根据我国国情和管理体制，建设坚强智能电网的利益相关方包括政府机构、电网公司、发电企业、终端用户、装备供应商、协会/科研机构以及金融机构。
4.2 影响力与利益关切点分析
为追求核心价值，各利益相关方结合业务领域，将价值导向细化为利益关切点，围绕其制定战略规划和实施部署。表1给出了我国坚强智能电网利益相关方的利益分析。
进一步梳理各利益相关方的影响力及具体表现，如表2所示。
将利益相关方利益关切点以及影响力水平一并进行比较，我们可以将利益相关方在影响力-利益矩阵中明确定位。这样的定位有便于利益相关者的分类管理，极富针对性、并能够制定出合理有效的管理策略。
5.结论与建议
本文分析了我国坚强智能电网建设的利益相关者的特点，应用改进影响力/利益矩阵，分阶段定位各利益相关者，并总结其各阶段的特点。我国智能电网利益相关方的相互作用，关系到我国智能电网的发展模式以及战略未来，对其相关方进行透彻分析，有助于我国政府针对各方特点以及协调关系，制定相关管理策略，助推我国智能电网愿景的实现。
参考文献：
篇2
【 关键词 】 智能电网；信息安全；信息安全技术架构
1 引言
2009年5月21日，国家电网公司首次公布中国版智能电网计划。名为“坚强智能电网”。有专家这样表示“在这个概念中，通信信息平台、信息化、自动化、互动化、信息流等都表明信息通信技术与电网发展密不可分。” 随着我国智能电网的建设，信息安全问题在电网调度自动化、继电保护和安全装置，发电厂控制自动化、变电站自动化、配网自动化，电力负荷装置、电力市场交易、电力用户信息采集、智能用电等多个领域都可能面临信息安全的威胁。可以说，信息安全已成为智能电网安全稳定运行和对社会可靠供电的重要基础，是电力企业生产、经营和管理的重要组成部分。工信部也曾明确强调，要高度重视智能电网信息安全。
中国电力科学研究院有关专家指出：“在电网信息化方面，我国与欧美等发达国家的情况较类似，但我国在电网体系监测等方面具有明显优势。”“智能电网的信息安全就是基础设施面临的威胁，涉及面很广，仅电力用户隐私保护技术就包括个体数据和知识隐藏技术等多种技术。”
2 智能电网信息安全技术的关键挑战
随着信息技术融入电力网，“信息网络”的安全直接关系到电力网的安全；智能电网的发展使电力系统的“信息网络”已从“大型的、封闭”的网络转换成“超大型的、半封闭”的网络。智能电网的边界，已经无法靠物理和人为手段来控制；必须采取专门的信息安全技术来保护。智能电网作为物联网时代最重要的应用之一，将会给人们的工作和生活方式带来极大的变革，但是智能电网的开放性和包容性也决定了它不可避免地存在信息安全隐患。和传统电力系统相比较，智能电网的失控不仅会造成信息和经济上的损失，更会危及到人身和社会安全。因此，智能电网的信息安全问题在智能电网部署的过程中必须充分考虑。
来自互联网安全威胁更复杂。随着智能电网综合信息网的信息化建设不断完善，面对来自互联网的安全威胁也加复杂，新的病毒、木马、DDoS攻击、APT攻击等层出不穷，这些新的威胁在综合信息网内部，以及电网调度自动化、继电保护和安全装置，发电厂控制自动化、变电站自动化、配网自动化，电力负荷装置、电力市场交易、电力用户信息采集、智能用电等多个领域不断产生，使得智能电网综合信息网面临外部的安全威胁更加严峻。
来自内部网络安全威胁更多。智能电网综合信息网承载电网日常办公，以及对外电力交易业务与应用平台，来自网络内部非法访问，网络资源滥用，病毒肆意扩散，应用与系统的漏洞等威胁已经严重影响正常业务与应用的运营。
综合信息网内部威胁主要体现在几个方面：一是内部网络终端接入点增多，成为主要的安全隐患及威胁来源，如何实现细粒度网络接入控制与访问控制；二是如何对办公网内部的敏感数据或者信息实现动态权限控制，持久保护数据安全；三是综合信息网内部的众多应用系统与业务平台存在不可预计的安全洞，来自内部蓄意/恶意攻击时有发生；四是信息安全制度与安全管理策略如何确保有效的执行，如何监控网络应用与优化流量，提高ICT网络资源使用效率，改善统一安全管理与运维。
3 智能电网中的网络安全体系架构
3.1 安全体系的规划范围
信息系统安全规划的范围应该是多方面的，涉及技术安全、规范管理、组织结构。技术安全是以往人们谈论比较多的话题，也是以往在安全规划中描述较重的地方，用的最多的是一些，如防火墙、入侵检测、漏洞扫描、防病毒、VPN、访问控制、备份恢复等安全产品。但是信息系统安全是一个动态发展的过程，过去依靠技术就可以解决的大部分安全问题，但是现在仅仅依赖于安全产品的堆积来应对迅速发展变化的各种攻击手段是不能持续有效的。
规范管理包括风险管理、安全策略、规章制度和安全教育。信息系统安全规划需要有规划的依据，这个依据就是企业的信息化战略规划，同时更需要有组织与人员结构的合理布局来保证。
3.2 安全保障体系的总体架构
网络信息安全涉及立法、技术、管理等许多方面， 包括网络信息系统本身的安全问题， 以及信息、数据的安全问题。信息安全也有物理的和逻辑的技术措施， 网络信息安全体系就是从实体安全、平台安全、数据安全、通信安全、应用安全、运行安全、管理安全等层面上进行综合的分析和管理。安全保障体系总体架构如图1所示。
3.3 安全保障体系层次
按照计算机网络系统体系结构，我们将安全保障体系分为七个层面。
3.3.1实体安全
实体安全包含机房安全、设施安全、动力安全、等方面。其中，机房安全涉及到：场地安全、机房环境/温度/湿度/电磁/噪声/防尘/静电/振动、建筑/防火/防雷/围墙/门禁；设施安全，如设备可靠性、通讯线路安全性、辐射控制与防泄露等；动力包括电源、空调等。实体安全的防护目标是防止有人通过破坏业务系统的外部物理特性以达到使系统停止服务的目的，或防止有人通过物理接触方式对系统进行入侵。要做到在信息安全事件发生前和发生后能够执行对设备物理接触行为的审核和追查。
3.3.2平台安全
平台安全包括：操作系统漏洞检测与修复（Unix系统、Windows系统、网络协议）；网络基础设施漏洞检测与修复（路由器、交换机、防火墙）；通用基础应用程序漏洞检测与修复（数据Web/ftp/mail/DNS/其它各种系统守护进程 ）；网络安全产品部署（防火墙、入侵检测、脆弱性扫描和防病毒产品）；整体网络系统平台安全综合测试、模拟入侵与安全优化。
3.3.3数据安全
数据安全包括介质与载体安全保护；数据访问控制（系统数据访问控制检查、标识与鉴别）；数据完整性；数据可用性；数据监控和审计；数据存储与备份安全。
3.3.4通信安全
既通信及线路安全。为保障系统之间通信的安全采取的措施有：通信线路和网络基础设施安全性测试与优化；安装网络加密设施；设置通信加密软件；设置身份鉴别机制；设置并测试安全通道；测试各项网络协议运行漏洞等方面。
3.3.5应用安全
应用安全包括业务软件的程序安全性测试（Bug分析）；业务交往的防抵赖；业务资源的访问控制验证；业务实体的身份鉴别检测；业务现场的备份与恢复机制检查；业务数据的唯一性/一致性/防冲突检测；业务数据的保密性；业务系统的可靠性；业务系统的可用性。
3.3.6运行安全
以网络安全系统工程方法论为依据，为运行安全提供的实施措施有应急处置机制和配套服务、网络系统安全性监测、网络安全产品运行监测、定期检查和评估、系统升级和补丁提供、跟踪最新安全漏洞及通报、灾难恢复机制与预防、系统改造管理、网络安全专业技术咨询服务。
3.3.7管理安全
管理是信息安全的重要手段，为管理安全设置的机制有人员管理、培训管理、应用系统管理、软件管理、设备管理、文档管理、数据管理、操作管理、运行管理、机房管理。通过管理安全实施，为以上各个方面建立安全策略，形成安全制度，并通过培训和促进措施，保障各项管理制度落到实处。
3.4 网络通信安全
网络通信安全的主要目标是实现重要网络和信息通信的主动控，采用较为先进的入侵防御系统（IPS）、网络边界保护、数据传输加密等技术，有效地对网络边界数据流的通信交换进行安全检测和访问控制，防范内网重要数据非法外泄和外部网络有害信息流入，实现网络数据通信安全。同时，实时中断、调整或隔离不正常或具有破坏性的网络数据传输或通信行为，及时识别入侵攻击模式，防患 网络通信安全风险于未然，全面提升智能电网网络通信的可控可信性与稳定性。
4 结束语
通过智能电网对信息安全的需求的探索，有效地开展信息安全关键技术的提升，并深化应用到坚强电网的安全建设中，从技术上不断深入，当电力的“信息网络”延伸后，使得内网的隔离变得非常困难；可能带来大量的非法接入和非法外联，造成更多网络安全隐患。
参考文献
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作者简介：
段军红（1973-），男，甘肃酒泉人，硕士研究生，高级工程师；主要研究方向和关注领域：电力信息化研究与管理。
崔阿军（1984-），男，甘肃平凉人，硕士研究生，工程师；主要研究方向和关注领域：电力信息通信安全技术研究。
张驯（1984-），男，江苏扬州人，本科，工程师；主要研究方向和关注领域：电力信息通信安全技术研究。
篇3
关键词 智能电网；概念；特征；关键技术；发展
中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0004-01
电网是关系到国民经济命脉的基础产业和公用事业。随着市场化改革推进，现代电网的发展已经迎来机遇与挑战并存的关键期。人们开始提出一种新的现代化电网，这种电网需要更加适应多种能源类型的发电方式以及高度市场化的电力交易。这就是现在研究很热的“智能电网”，智能电网将成为我国电力行业发展的必经之路。
本文通过描述智能电网在国内外的发展现状，对其概念及特征进行了具体说明，同时研究分析了智能电网的关键技术，并对我国智能电网未来的发展前景做出了展望。
1 智能电网的发展现状
1.1 国外发展情况
美国的电力科学研究院于2001年开始研究智能电网；2003年美国能源部“电网2030计划”，致力于电网现代化建设；2007年颁布《新能源法案》，美国电力企业积极展开试点研究。2009年奥巴马提出了智能电网计划重点，通过对现行电网系统进行升级换代，以提高能源的利用效率。
欧洲在2005年成立了“智能电网欧洲技术论坛”，并《欧洲未来电网的远景和策略》等报告，对智能电网建设和发展引起重视。欧洲的智能电网建设更加关注电网运行、可再生能源的接入，以及对需求侧的影响等研究。
日本高度重视电网的通信功能，东京电力公司的电网则被认为是世界上唯一接近智能电网的系统。日本主要倾向于微型电网研究与智能电网的有机结合。
1.2 国内发展情况
我国的坚强智能电网是以特高压建设为基础的。2000年，我国开始进行变电站综合自动化方面的改造，2008年，国家电网公司在特高压国际大会上，公布了分三个阶段推动坚强智能电网的建设：第一阶段规划试点（2009年-2010年），重点开展智能电网的发展规划工作，进行设备研制关键技术研发，以及各环节试点工作；第二阶段全面建设（2011年-2015年），加快建设特高压电网和城乡配电网，装备和关键技术实现重大突破和广泛应用；第三阶段引领提升（2016年-2020年），全面建成统一的坚强智能电网，装备和技术达到国际领先水平。
2 智能电网的概念及特征
2.1 智能电网的概念
国家电网公司提出的智能电网概念最具代表性：坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
2.2 智能电网的基本特征
1）安全可靠。在电网自身发生故障或人为破坏时、在非正常自然气候条件下电网仍能安全运行；具有抵御计算机病毒入侵、保障信息安全的能力。
2）自治自愈。具有在线实时的安全分析和评估能力，强大的预警控制能力，系统自动故障诊断和自我恢复的能力。
3）优化管理。采用高科技手段实现设备优化管理，延长设备运行寿命，提高资源的利用效率；降低投资成本和运行维护成本。
4）经济高效。实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高电力设备利用效率，使电网运行更加经济和高效。
5）友好互动。鼓励用户参与电力系统的运行和管理，实现与用户的高效互动，满足用户多样化的电力需求并提供增值服务，实现需求侧响应功能。
3 智能电网的关键技术
3.1 坚强灵活的网络拓扑
随着电网规模的扩大、互联大电网的形成，对主网架结构的规划设计要求也相应地提高了。系统在经历故障时，需把故障影响局限在最小范围内，并迅速恢复供电。只有灵活的电网结构才能应对突发灾害性事件对电网安全的影响。
3.2 标准集成的通信系统
智能电网的通信系统将集成各种通信技术，采用开放式的通信网架，具有高速、集成、兼容、双向的特质，可以动态响应实时信息与功率交互，使智能电网具有实时监视和分析系统当前状态的能力。
3.3 先进的电网设备技术
电网一次设备主要包括电源和储能技术、输配电技术、电力电子技术、高效能源材料技术4大类。具体包括高压、特高压直流输电和灵活交流输电技术等，是智能电网实现的物理
基础。
3.4 先进的控制技术
先进的控制方法用于智能电网中分析、诊断和预测系统状态，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。包括集中控制系统的协调、分布控制系统的自适应、事件启动的快速仿真、故障隔离的网络重构等。
3.5 先进的决策辅助系统
决策支持系统可识别和确定电网中的实时问题及发展趋势，然后运用知识库和科学推理方法进行分析，以提出解决问题和决策支持的方案。可用于需求侧管理系统和用户的需求响应。
4 未来智能电网的发展前景
未来坚强智能电网的建设有以下几个重点发展方向。
1）提高电网输送效率，保障供电安全可靠性，打造坚强可靠电网。
2）提高资源利用效率，提高电网运行输送能力，打造经济高效电网。
3）合理配置我国能源结构，促进可再生能源的发展与利用，打造绿色环保电网。
4）促进电网与用户交互运行，打造灵活互动电网。
5）实现信息透明同享，打造开放友好电网。
5 结束语
智能电网是经济和技术在电力能源上发展的必然趋势，也是现在世界能源领域研究的热点。中国特色的智能电网建设是一项高度复杂的系统工程，开展智能电网的研究和应用对我国社会经济发展具有重大意义。
参考文献
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作者简介
篇4
关键词：智能电网；继电保护；电力系统；电子式互感器；数字化变电站 文献标识码：A
中图分类号：TM77 文章编号：1009-2374（2016）21-0121-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.21.059
依据国家电网公司的“十二五”规划纲要，未来的电网建设要以特高压电网建设为骨架，各级电网要协调发展，并且建设出的电网要具有高度自动化、智能化的特征。坚强智能电网将作为未来电网发展的主要方向。电网的智能化建设会大幅改变传统电力系统的形态，在建设智能电网的过程中，电力系统中大量应用了广域测量技术、控制交直流技术以及电子式互感器技术，这些技术的应用对电力系统的继电保护提出了更高要求，为使继电保护能更好地适应智能电网的建设，我们就必须充分了解智能电网的定义及特点。
1 智能电网的定义及特点
智能电网属于一种自动化程度特别高的供电网络，它的各个用户以及节点都处于实时监控状态，并且从电力输电端到用户端各个节点要能实现双向流动电流与信息。借助分布式智能、宽带通信技术与集成自动控制系统，智能电网可实现实时开展市场交易，无缝连接电网各成员，可有效增强供电企业与电力用户间的互动。
就技术角度而言，智能电网的实际含义大致包括3个层面：首先是借助传感器实时监控供电系统各环节的重要设备，如发电设备、输电设备、配电设备以及供电设备等；其次利用网络系统收集、整合得到的数据；最后通过分析、挖掘数据，实现科学优化管理整个电力系统。
智能电网的主要特征大致可分为以下五点：
1.1 自愈
由于智能电网可对电网实际运行状态实时掌控，这样有利于电网故障隐患的及时发现与快递消除；智能电网出现故障时，自我恢复能力比较好，这样可有效防止出现大面积停电现象。
1.2 安全可靠
智能电网具有一定的坚强性，它抵抗自然灾害、外力破坏以及计算机攻击的能力都比较强，它能很好地保障工作人员的人身安全以及电网设备安全，电网运行具有很强的自恢复能力。
1.3 经济高效
智能电网可对资源配置进行科学、合理优化，促使设备的实际传输容量与利用率达到最佳；智能电网可及时调度不同区域间的电能，有效弥补电力供应缺口；智能电网与电力市场竞争要求相吻合，可使电价实现动态浮动，系统优化电力系统运行。
1.4 兼容
智能电网对各类型设备具有很好的开放兼容性，可有效融合集中式大电源、分布式发电资源以及可再生能源，使它们更和谐地服务于社会生产。
1.5 与用户友好互动
智能电网可智能互动客户，给客户提供更可靠、更优质的电能，最大限度地满足客户需求，可使系统运行无缝衔接批发、零售电力市场，可借助市场交易，有效激励电力市场主体主动管理电网安全，更好地保障电力系统安全、稳定运行。
2 智能电网对继电保护的影响
智能电网主要是在现有电网的基础上，引入先进传感测量技术、通信技术、计算机技术、控制技术等，让供电企业的发、输、配、用各环节实现高度自动化。继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线，依据传统电网设计与配置的继电保护很难与智能电网相适应，智能电网的具体技术特点对当前继电保护的应用将产生重要影响。
2.1 数字化
数字化是智能电网的一个重要特征，就继电保护来说，其数字化主要包括两个方面：实际测量手段的数字化与信息传输方式的数字化，电子式互感器以及数字接口在继电保护中得到了广泛应用，模拟量电缆传输以及状态量电缆传输是传统变电站主要采用的传输方式，随着智能电网的发展，以光纤为媒介的网络数字传输将逐步取代以上两种传输方式。
光电转换原理是电子式互感器主要用到的测量原理，电子式互感器不但体积小，而且具有很好的绝缘性。传输频带宽，具有很好的暂态性是其给继电保护带来的主要优势，有效避免了传统互感器的测量误差以及暂态特性，能把电力系统的具体运行状态信号向二次侧很好的传输，随着我国逐步推进智能电网建设以及逐步推进智能化仪器、设备，电网运行中将不再使用传统互感器。
电子式互感器使用的是网络接口，其与智能断路器的连接借助的是网络保护装置，这样可使二次回路的接线大幅简化，设备维护更方便。
2.2 网络化
当前，按照IEC61850标准建设的数字化变电站越来越多，500kV全数字变电站也已经建成，变电站数字化建设正在如火如荼地开展，分布分层结构，数据建模采用的是统一的直接与对象面向的形式，数据可实现自描述以及抽象通信服务技术、特殊通信服务映射技术，这些都是各数字化变电站的主要特点。
数字化变电站的逐步网络化给继电保护带来了很多变革，如信息获取与信息发送，就信息获取而言，虽然“自扫门前雪”依然是继电保护主保护的首要功能，但基于网络数据传输具有共享性，这样全站设备的电气量信息都可以获取到，便于更好地保护系统。
2.3 广域化
近年来，在我国加速推进电网信息化进程的影响下，以PMU为基础的WAMS网络建设越来越普遍，很多地区还建成了专门用于继电保护信息传输的网络，这为智能电网的控制提供了便利，我们可借助WAMS网络提供的广域信息来促进继电保护后备保护性能的提高，让安全自动装置的实际性能逐步提高。
2.4 输电灵活化
输电效率高，易控制是智能电网的一个重要特点，一些灵活输电设备如可控串联补偿装置、无功补偿装置、STATCOM等必然会大量应用到智能电网中，加之交直流混合输电是我国电网的重要特征，这也大幅增加了电网中实际装置的非线性可控元件。大量应用了电子器件的智能电网出现故障暂态的过程必然会不同于只有同步发电机的传统电力系统。
复杂的电网暂态过程，与可灵活控制的电网运行使得电网具有了多变性，这对当前继电保护的保护能力提出了更高要求。
3 继电保护今后应重点研究的方向
3.1 借助数字化提高保护性能
随着互感器故障的减少、实际传输性能的提升，之前的很多互感器故障问题，如电流互感器的饱和、二次回路的断线、接地等，继电保护都不需再考虑。电气量信息传输的真实性也方便了保护转载性能的提升。如何对继电保护的辅助功能进行简化，借助数字化传感器促进继电保护整体性能的提升，是未来继电保护发展亟待解决的问题。
3.2 网络化将使继电保护的配置形态得到改变
以IEC61850网络为基础的变电站，使得传统继电保护获取与发送信号的媒介发生了改变，智能网络下的继电保护可借助共享在网络上的站内其他元件信息促进主保护性能的提升，可借助控制信号网络的共享使继电保护的配置得到简化。未来的继电保护科研也应重视这方面的研究。
3.3 应重视安全自动装置性能的提高
PMU与WAMS网络，可提供广域信息，这些信息十分有利于电力系统的防御与紧急控制。可借助这些网络，并且这些信息有助于后备保护敏感时间，有助于提升安全自动装置的性能，促进当前保护系统延时整定的改变，使它对系统故障的判断更及时，以便采取相应措施，有效避免出现大停电事故。
3.4 应重视研究继电保护的新原理与新技术
随着风能、太阳能的可接入电网，人们也越来越重视电网接入的安全性，在智能电网建设的影响下，调度方式可对传输方式以及潮流方向更快捷、更灵活地进行调整，这必然会使传统电网的故障暂态得到极大改变，在今后的继电保护研究中，我们必须重视研究与智能电网灵活控制相适应的继电保护的一些新原理、新技术。
4 结语
总之，电网智能化建设给电网带来了很多变革，未来电网将朝着智能化的方向发展。随着智能电网建设的逐步深入，一些新技术、新设备也开始大量应用于建设中，这必然会给继电保护专业带来革命性的变化，对此继电保护必须抓住机遇，迎接挑战，与智能电网的建设步伐跟进，要能适应电网的智能化发展，以便在技术上支持智能电网建设。
参考文献
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篇5
随着云计算的推进和发展，云平台的建设由基础设施向高端的软件服务延伸，作为一种平台，云平台允许开发者
>> 初探现代电网变电运行管理模式 大型企业云计算管理运营平台服务模式与技术架构分析 水库运行管理模式探讨 新常态下企业新型学徒制运行管理模式初探 黑龙江省科技基础条件平台构建及运行管理模式研究 关于电网变电运行管理模式的探讨 对变电运行管理模式的分析 智能电网变电运行管理模式探讨 医院建立高效运行管理模式的设想 通信电源系统运行管理模式探讨 试析电网变电运行管理模式创新 输电线路运行管理模式探讨 绿色生态建筑的运行管理模式 农业科技企业运行管理模式探讨 小城子灌区的运行管理模式探讨 智能电网的变电运行管理模式分析 电厂运行管理模式析论 变电运行管理模式创新之我见 电力变电运行管理模式创新探索 浅谈变电站运行管理模式优化 常见问题解答 当前所在位置：l[Z].2012（06）.
作者简介
陈鹏（1979-），男，博士学位，现为北京中科院软件中心有限公司总经理助理。
刘军娥（1986-），女，硕士学位，现为北京中科院软件中心有限公司软件工程师。主要研究方向为云计算、大数据。
李倩（1987-），女，硕士学位，现为北京中科院软件中心有限公司软件工程师。主要研究方向为云计算、大数据。
张莉（1969-），女，硕士学位，北京中科院软件中心有限公司IT服务部副总经理、技术总监，中国科学院大学硕士生导师。主要研究方向为软件架构、数据挖掘、产品数据管理、云计算。
篇6
本书提供了智能电网通信与网络发展所涉及的比较全面的内容，包括智能电网通信与网络研究中的最新理论、关键策略、协议、应用、部署以及实验。本书的20个章节涵盖了从智能电网通信与网络架构和模型到混合动力汽车与电网安全性的融合等内容，全书分为六部分：第一部分智能电网通信结构和模型，含第1-4章：1.讲述了智能电网的概念模型，智能电网基础设施及其重要性、安全和隐私问题，以及存在的问题与将来发展方向；2.网络控制中存在的经典问题，以及这些问题与创建一个新的智能电网能量分配构架模型时存在的挑战之间的关系；3.几种基于智能定价的、可以提高传统电网效率的需求管理方法；4.汽车到电网系统，重点讲述了可靠安全的通信与网络基础设施对于汽车到电网系统的重要性。第二部分智能电网物理数据通信、接入、检测和评估技术，包含第5-8章：5.不同的通讯与接入技术以及他们在智能电网中的应用；6.智能电网中出现的机器与机器通信实例；7.智能电网广域监控、控制和保护过程中快速、鲁棒的状态评估中存在的问题；8.分布式电网系统状态评估问题解决方法；第三部分智能电网和广域网，包含第9-10章：9.广域测量系统中网络构架和协议的性能评估；10.应用于不同智能电网的无线网络的通信服务质量（QoS）和流量需求。第四部分智能电网的传感器和执行器网络，包含第11-14章：11.无线传感器网络在智能电网中的潜在应用和面临的挑战；12.智能电网传感器网络的传感器技术和网络协议；13.智能电网中传感器和执行器网络设计存在的主要挑战；14.智能电网无线传感器网络实施及其性能评估。第五部分智能电网通信和网络的安全性，包含第15-19章：15.智能电网的网络攻击影响分析框架；16.智能电网的电力市场操纵的干扰及其解决方法；17.电力系统SCADA系统状态估计安全、攻击和保护方案；18.智能电网安全体系结构层次；19.安全智能电网的应用驱动设计方法。第六部分现场试验和部署，包含20章：20.近期的智能电网现场实验的案例，并总结了这些实验的经验教训。
本书为从事智能电网的研究人员提供了该领域重要信息，也为电力系统工程师优化智能电网通信系统提供重要的参考资料，是从事智能电网研究的研究人员以及电力系统工作的工程师们，以及相关专业在校研究生重要的参考书。
作者Ekram Hossain是加拿大曼尼托巴大学电气和计算机工程系的教授，他目前的研究方向是无线/移动通信网络、智能电网通信、认知和绿色无线电系统的设计，分析和优化。他曾获得多个奖项，包括2010年马尼托巴大学优异奖（研究及学术活动）和2011年IEEE通信学会Fred W.Ellersick论文奖。
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关键词：智能电网；电气二次；发展趋势
引 言
智能电网的最终目的之一，就是保证电网的每一个节点的数据均可以实现全网交换，且可以使得每一个节点都可以实现远程控制。在这种电网的部署模式下，在智能电网的架构过程中，最核心的部分是二次弱电控制的方式。二次弱电控制的最基本原理，是通过工业网络或者公共网络发送来的数据，使用5V系统VCC电路通过晶闸管控制系统中的二次电路。而因为二次电路的电压值变化较大，这也是变电二次设备发展的一个技改切入点。
1 总程化的控制终端
目前，一台PLC可以控制8～32门继电器，接受4～16门输入信号。也就是说，通过简单的编程，我们可以让PLC根据输入的相关信号来操作8～32们继电器。但因为PLC的结构较为简单，对于网络的支持能力较差，内部程序存储空间也较小，计算能力也难以适应较为复杂的智能电放分布式计算任务。所以，目前开关内曾被广泛用作综合保护器的PLC设备，正在被更先进的SEED架构或者ARM架构的SCM替代。目前的主流SCM，运行频率已经达到了1GHz以上，程序存储空间可以达到1GByte以上，甚至高端的SCM设备已经实现了多核心多线程计算，配置超过了21世纪初的个人电脑的配置。基于这些飞速发展的SCM设备，电网智能化的集中式控制终端也指日可待。
图1展示的控制终端虽然只能控制16台继电器，但实际上ARM11的强大数据计算能力，通过分时算法，可以控制至少4294967296路开关，而将这些开关全部拉合或者全部拉断，只需要4.926s的时间；通过同步控制原理，ARM11可以在一个时钟周期内操作32路开关的拉合或者拉断。
所以，本文推断，随着SCM等工业控制设备的发展，总程化的控制终端的智能化程度会变的越来越高。在云计算技术的支持下，开关的计算能力会得到显著的提高，运算在多核心动态时分窗口模式下的开关设备，在不久的将来会成为现实。
2 智能化水平的提高
开关是否能够被允许智能化的合闸的问题，一直是电力行业讨论较为激烈的领域。我们是否应该信任智能化设备的合闸。这种讨论，就好像上世纪人们讨论是否应该允许电话自动接通一样。事实上，人类在智能化发展的进程下，已经逐渐的向自动化设备妥协。
从最初的跌落式熔断器和终端的铅丝熔断器，到后来的电磁式继电保护，再到后来的综合保护系统以及智能化五防系统，最后到目前我们允许开关设备根据远程数据执行保护动作，这充分代表了智能化设备的可靠性已经被我们逐渐接受和认可。事实上，我们通过之前的尝试可以看出，智能化设备对于电路保护的可靠性和响应速度，远超过人工操作。
美国能源部《Grid2030》：一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。其中，这个完全自动化的电力传输网络的要求，应该是包括电网自动进行负载均衡和电力调度。电力调度人员和值班人员，从介入电网的运行，到智能电网建成以后完全处于一个侧面管理的地位，应该是科技发展的必然。
3 智能电网对于二次弱电控制的要求
3.1 全面的数据采集
二次弱电控制系统如果要实现智能化，就需要将神经网络布置到整个电力一次系统乃至重要的二次系统中，通过这些人工神经网络，海量的数据可以被采集和汇总，最终在硬件上形成一个规模化分布化的数据仓库系统，在逻辑上形成电力系统的大数据集。这个大数据集甚至可以与国家正在建设的其他大数据集实现联网，形成真正的智能城市的大数据。
3.2 安全的动作执行
在收集了海量的数据的同时，我们应该保证的是通过物联网过来的调度指令，可以直接被开关执行，且绝不可以发生任何形式的误动。动作执行的安全原则，与任何网络系统的安全原则是一致的，都包括“完整性、可靠性、可用性”三个方面。
（1）完整性
网络指令能否将指令完整的传输到控制终端，是决定指令安全性的最基本要素。如果不完整的指令被控制终端误读，就可能发生较为严重的误动。所以，我们在进行数据传输的过程中，不会使用单个字节对数据进行封装，而是采用冗余较大的字节数。一般情况下目前我们会采用4字节数据来表示开关的动作指令，这种模式下，因为在超过40亿种可能性里，只有不超过8个有效代码，所以，任何的传输误码命中有效代码的可能性都几乎为零。加上链路层和网络层的校验保护，我们可以基本保证数据的完整性。
（2）私密性
目前，我们的电网数据借用了大部分GSM及PSTN，所以，其私密性也是亟待解决的。电网数据属于国民经济的基础数据，如果被不法分子窃取，会给国家安全带来威胁。而目前来说，国家电网智能数据传输的专网建设，有两个研发方向。其一是使用光纤专网，沿着塔架底部挖槽铺设。其二是使用电力载波传输。而目前的研究方向来说，在高压线路上的电力载波传输的进度明显高于使用光纤专线的研究进度。未来的输电变电站之间的数据交换，很有可能是通过高压电电力载波进行的。
（3）可用性
数据的可用性是指传输到控制终端的数据，应该可以被控制终端读取。这主要是要求电信号的电压和波形必须符合要求，激光数据的频率和功率必须达标。
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【关键词】智能电网技术；现状；趋势
一、前言
智能电网是目前全球电力工业发展领域重点关注的内容，引领着电网的今后的发展方向，涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链，而智能电网的技术属于新型的电力技术，具备更安全、可靠的性能和经济性，应用于全球先进国家的电网建设发展中。应用这项技术的智能电网，能够有效有效降低电力传输环节发生线损的风险，维持电力运行系统的安全性和稳定性。本文主要对当前智能电网的技术应用现状以及今后的发展趋势进行相应的研究。
二、智能电网呈现出的基本功能特征
（一）自愈性特点
纵观电力运行的整个系统，智能电网可以看做是属于“自愈型”的电网，这主要是由于其本身具备较高的“免疫”和“自愈”功能，为维持电力运行系统的稳定以及电力供应的安全性提供必要的技术保证，这也是智能电网重要的基本特征。这类型的电网能够在系统运行的全程实现对自我的实时监测，对系统运行环节可能发生的故障进行预测，确保对电力故障的发生时刻做到“防患于未然”[1]。假如查找到潜在问题以及故障时，必须立即采取有效的处理对策，实现实时的监督和控制。“自愈性”的功能特点在维持电力系统运行的稳定以及安全，确保电力行业电能提供的质量保证具有积极的作用。
（二）兼容性特点
属于智能电网的运行系统能够支持多种形式发电能源的联合使用，满足分布式的发电形式以及微电网运行的并网要求，实现“即插即用”，具备较高的兼容性，能够兼容不同类型的发电电源，和相应的存储设备装置，以适应电力用户对多元化的电能需求。
（三）绿色环保性特点
智能电网具备绿色环保性的特点主要是体现在它能够将距离较远地域的绿色能源连续性地输送至电力负荷的中性，为本地的电力用户提供更加优质和环保的能源选择。根据不同输送形式和性质，能够为电力用户提供潮汐能、太阳能等多样化的绿色能源，以减少电力行业对客观环境造成的危害。另外，这类型的电网还可将过多的绿色能源输送至别的城市和地区，以缓解国内能源供应紧张的局面。
（四）交互性特点
智能型的电网又被作“交互式的电网”，这主要受其呈现出的交互性特点所影响，它能够实现不同电力用户同供电企业两者间的双向沟通，为更加高效和便捷地提供电力提供了必要的技术条件[2]。处于这类型的电网中，供电企业能够按照不同电力用户的多样化需求以及系统的负荷程度协调供电系统的稳定和平衡。另外，电力企业能够按照本企业具体的电力需求，对电能进行有效的规划与分配，降低高峰期对电力需要的内部开支，以提高企业的经济效益。
三、当前智能电网应用技术的现状分析
（一）发电及储能
电能的产生离不开对各种能源的开发和生产，在实现将能源系列转化成电能的环节中，发电流程对外界环境构成的危害是最为严重的，但是也正是该环节具备较广的节能空间，这才为多样化形式的电能连接至智能电网的重要原因。分布式的能源涵盖发电与储能两大内容，其中分布式的发电必须依赖的技术有风力、潮汐能以及太阳能等多种发电技术；相应的储能装置涵盖机械装置、超导材料以及蓄电池等储能装置[1-2]。当前应用较为广泛地就是这类型得分布式电源，因为这类型的电源同电力负荷的中心位置较为接近，这样能够避免电网大范围的扩展，以保障供电的质量和安全，有助于降低温室气体对地球的大气环境的伤害程度。由于我国疆域辽阔，不同的地理条件呈现出明显的位置差异，多数的风能以及太阳能聚集于西部地区，并且呈现出分布较散的特点，且发电质量易受天气条件的直接影响，想要实现顺利接入电网需要面临长距离的建设，这对于智能电网的建设和发展是较大的挑战。
（二）特高压的输电
特高压交流输电是指1000千伏及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势，随着电力系统与输电规模的扩大，世界高新科学技术的应用发展，推动了对特高压输电技术的研究[3]。针对该项技术的最早研究始于上个世纪六十年代，主要研究的内容有如何实现远距离的电力输送和不同大范围的电网互联等，前苏联、美国以及日本等多个国家，先后开展了基础性的理论研究、实用技术的实践研究以及设备研制，获得显著性的研究成果，并制造出一系列的特高压输电的专门设备[2-3]。
（三）电力电子
随着电力系统的建设和发展的深入，要求更高的技术作为运行支撑，而电子技术在电力各个环节的应用则是恰好适应了电力系统发展对技术的需求。电力电子是新兴应用在电力领域的一项电子技术，它主要是通过使用电力电子器件（如GTO及IGBT等）对电能进行变换和控制，进而实现对电能的优化[1-3]。
（四）智能调度
推进智能电网的构建与发展中，对智能调度运行系统的构建是十分必要的，该系统在整个电网构建中起着关键性的作用。该系统是当前运行电网调度控制系统中心的延伸，主要利用调度技术为支撑，以合力提高控制系统中心对整个电网的控制能力，以及提升对电网各项资源的整合与分配能力，为实现对电网系统的高效化、规范化管理和调度奠定坚实的基础。
四、智能电网今后的发展方向
智能电网在今后的发展方向和趋势大致呈现出以下几点：一是以MAS为前提条件的分布协调。以该项技术为基础而构建形成的Agnet系统拥有特殊的功能，能够为构建超规模、光分布以及强适应的综合性系统指明新的研究方向，该系统能够实现对不同系统间的功能进行操作与连接，以高效利用和保护各项电网资源。二是分布式的能源系统，这涵盖发电、储能以及需求提供能源三大内容，其中需求提供资源方面，主要是指该智能电网能实现对用户需求资源的快速集成，以备不同情况下对电能需求的协调配置，然而达成该功能必须以DSB市场多元化的功能、软件以及技术作为支撑条件[2-3]。三是开发便捷仿真决策的技术，为智能电网的运行、决策和调度等方面提供必要的信息支持。四是综合决策的运行系统，主要为从大量繁杂信息中快捷地获得能够支撑决策的数据，为做出科学的综合性决策提供依据。
五、结束语
随着我国经济社会步入转型的新时期，电网的建设和发展也需要相应地提高到新的高度，为了加强电网运行系统的稳定和可靠，必须依赖于推进智能电网技术的应用以及提高应用的层次和水平。针对实现智能电网更好更快的发展，智能电网多样化的技术为此奠定了良好的技术基础，为实现该目标提供了更大的可能性。
参考文献
[1]余东明.对智能电网技术现状与发展趋势探讨[J].科技视界，2013，5（31）：117-119.
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摘 要：近年来，人们对电能的需求趋向于更高的品质，传统的配电网已不能满足人们的需求，主动式配电网应运而生。本文阐述主动配电网的概念及特点，分析主动配电网发展的重要性等。
关键词：主动配电网 发展 意义
0 引言
目前，随着我国人口数量不断增长，我国经济的可持续发展受到环境污染和能源紧缺的束缚。电力行业要适应社会发展就必须要改变以往的配电模式。当前电力市场具有开放性，驱使着电网朝着高效、智能、灵活和可持续方向发展，以适应不断进步的技术需求。可持续性是未来电网发展趋势，主要表现为分布式电源尤其是可再生能源规模化的接入与应用。但是大量分布式电源的接入会对传统配电网造成很大的影响；主动配电网具有组合控制各种分布式能源的能力，提高配电网对可再生能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率，提高用电用户的用电质量和电网供电的可靠性，这是未来配电网发展的主要模式。
1 主动配电网的概念
主动配电网的内部具有分布式或分散式能源，也具有控制和运行能力，它能够综合控制分布式能源、能够利用灵活的网络技术，从而实现潮流的有效管理。
根据2008年国际大电网会议（CIGRE）的定义，主动配电网是能够利用先进的信息、通信及电力电子技术，主动管理分布式资源，自主协调控制发电、储能装置和响应负荷，并积极消纳可再生能源。主动配电系统可以实现发电、负荷以及配电网的协调优化控制，便于满足客户需求侧响应，其发展满足可再生能源并网消纳瓶颈的重大需求和符合国家的能源发展战略部署。
2 主动配电网与传统配电网的比较
主动配电网是由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电系统；而传统的配电网的运行、控制和管理模式都是被动的。传统配电网由大型发电厂生产的电能，流经输电网（高压），通过配电网（MV和LV）输送给用电用户，中低压（LV）配电网是电力系统的“被动”负荷，因此配电网被称为被动配电网。在中国，即使采用配电自动化，其核心控制思路依然是被动的，在无故障的情况下，一般不会进行自动控制。现有的配电网分析计算，无论损耗、电压和可靠性，都是基于最大负荷条件或平均负荷条件而做的分析计算。因此，传统配电系统不是为大量接入分布式能源而O计的，所以大量分布式能源（DER）接入配电网后可能会带来不良的影响。
3主动配电网发展的意义
近年来，我国新能源、电动汽车、分布式电源等快速发展，都对配电网规划建设、配电网运营管理提出了新要求。对于用电用户来说，接入主动配电网意味着提高了的供电可靠性和供电质量。分布式电源和电网供电可以互为备用电源，在故障时可以减少停电时间、缩小停电面积、提高终端能源的利用效率；对电网企业来说，主动配电网的投运将大大降低运营成本。主动配电网的高效运行可以提高电能传输效率并带来节能效益，多电源协同供电可有效解决地区输配电能力不足等问题，保证电网可靠、稳定的运行，而且还可以进行有效的移峰填谷，如精准的控制负荷，减少电力系统故障率等。主动配电网的投运还可以可解决可再生能源的消纳问题，它的投运将提高地区清洁能源和可再生能源的占有比率，实现可再生能源全部消纳，改善环境，并推动智能楼宇等一系列智能电网相关技术的建设和发展。我国目前风力发电、光伏发电等分布式电源在配电网中的比率日趋升高，这些波动性较大的且大规模间歇式能源给电网的稳定、安全带来较大影响，但是电网并不排斥这些分布式能源。主动配电网能够满足绿色可再生能源的充分利用以及实现配电网双向潮流灵活控制的主动配电网络，从根本上解决配电网高度兼容分布式能源的有效技术手段。
4 结语
分布式电源、高品质供电需求的出现改变了传统配电模式，产生一系列新的问题。快速发展的通信技术与现代配电网的紧密结合，产生了主动配电网。在能源紧缺、环境恶化的背景下，对主动配电网技术进行研究与应用将是未来电网的发展方向。
主动配电网是智能配电网的一种高级阶段，其理论和实践才处于初始阶段，其规划、运行、控制以及市场交易等多领域都有很多的问题需要我们深入研究，由于分布式能源的比率不断提高，主动配电网孕育了一个全新的市场机遇，不仅电网公司而且电力用户以及能源供应企业都有机会从主动配电网的发展中获利。充分利用主动配电网的可控资源，实现主动配电网高电能品质、高运行可靠性、清洁能源的高比率的运行目标，为主网提供更多电能与备用服务。
参考文献：
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【关键词】智能电网 信息系统 体系结构
一、智能电网信息系统的概念
智能电网信息系统的具体概念，就是通过把以往的传统能源网络与现代的信息系统进行合理的融合而产生的一种新型的电力能源系统，这样一来，电力系统网络的可观察性能以及可操控性能都大大的得到加强。以往的电力能源网络系统中，电力能源的使用率非常低，互动能力也不高，同时对于安全稳定因素的分析也十分的困难。通过这种融合而成的智能电网信息系统可以全面解决上述问题，并且还能对电力能源实施全面实时的调控，对于电力能源的发电环节以及储能环节的使用和接入效果都有着较大的提升。
二、智能电网信息系统的发展现状
（一）智能电网信息系统在国际上的发展情况
美国一家能源公司在2008年在科罗拉多州进行智能电网的试运行，在运行的过程中为当地的居民明显降低了电力的费用，同时也使得当地用电更加方便和稳定。欧洲是在2005年正式建立的智能电网信息系统技术平台，目前经过设计与操作，欧洲基本上实现了对于电网系统的安全操作以及合理运营。在2008年，日本和韩国也分别提出了智能电网信息系统的计划内容。在我们国家，智能电网信息系统的具体发展计划是在2009年提出的，并且计划在2020年全面实现智能电网信息系统的建设。2010年我们国家已经在河北地区的一个小区进行了智能电网信息系统的实验。
（二）我们国家电网信息系统的缺陷
我们国家目前运行的电网信息系统存在的缺陷主要有：首先，我们国家目前运行的电网信息系统中的重要参数是随机时变的，不可以被观察，从而导致无法对电力系统进行有效的观测和调度。其次，输电线路在进行使用的过程中，由于需要提升其可靠性，导致可利用度非常的低。再次，对于输电过程中产生的故障问题无法通过信息的传输来及时进行反映，只能通过试探的方式来对故障进行解决。最后，无法对电力系统进行负荷的情况下进行互动，从而导致热备用浪费的情况发生。这些问题都可以通过智能网络信息系统的建立而得到妥善的解决。
三、构建智能电网信息系统体系的基础设备
（一）智能电网中的控制和量测设备
量测设备是构建智能电网信息系统的基础设备，在构建智能电网信息系统的过程中，对于传感器的部署和应用都离不开量测设备的使用。从目前的技术水平角度来观察，智能电网信息系统中的传感器量测系统主要是针对个人用户的量测以及智能电网运行以及维护的量测两个方面进行。其中针对个人用户的量测功能主要体现在通过个人用户的用电数据进行分析，进而给个人用户提供一些用电方面的建议。针对智能电网运行以及维护的量测功能主要体现在对于输配电线路以及电厂的信息方面。
智能电网能够成功构建的基础前提就是电力的控制设备能够顺利运行，其中功率和电压的参数对于电网系统十分重要，所以就需要对功率和电压的参数进行有效的控制和观测。这就需要运用一些智能设备来对其进行实现，从而成功的构建智能电网信息系统。
（二）智能电网信息系统中的通信网络系统
通过信息通信系统的帮助，可以把视频数据、语音数据以及图像数据进行有效的结合。在构建智能电网信息系统的过程中，通信网络系统对于智能电网信息系统的量测设备以及控制设备都具有非常重要的支持作用，所以说，通信网络系统对于智能电网信息系统来说，是必不可少的一个组成部分。对于个人用户的量测结果通常都是利用局域网的传播，进而进入无线网之中。然而智能电网信息系统把局域网又分为了家庭局域网以及领域局域网，目前来说，通过无线网络系统搭建出来的智能电网已经与个人用户的局域网建立了协议。从主干通信网络的角度上来看，智能电网信息系统有着几种不同的组网方法。一个是利用融合电力网络和信息网络的方式来对智能网络信息系统进行构建，意思就是说通信载体的自身已经成为电力网络中的一个组成部分。另一个是利用对智能电网信息网的构建以及对电力网络的分离来对智能电网信息系统进行实现，意思就是说通过获取另外的网络资源来对电力系统信息网络进行构建。
四、结束语
结合上文的阐述，从当前的形势观察，智能电网信息系统对于网络的传输速度以及对数据进行分析处理的效率和对数据进行储存的效果都有着非常高的需求。这些需求也就从侧面影响着对电网稳定运行进行控制的复杂程度。虽然智能电网在研究的过程中涉及到的研究领域非常多，但是智能电网在保证电力稳定安全运行方面以及为用户节省用电方面所提供的作用也是非常巨大的。所以说，智能电网已经成为电网系统未来进行发展的主要方向，为了能够保证智能电网信息系统的合理构建和顺利运行，应该更加积极的对支撑平台和应用体系以及基础设施进行研究和完善。
参考文献：
[1]刘佳.多网融合下的智能电网信息系统安全机制[J].计算机光盘软件与应用，2014，（21）.
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关键词：智能电网；高级量测体系；电能计量；智能化
中图分类号：TM933.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 02-0000-02
1 引言
智能电网已成为当今世界电力行业关注的热点，被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势，引领了电网未来发展的方向。我国在智能电网建设方面也制定了相应的发展规划，高级量测体系（advanced metering infrastructure，AMI）[1]作为智能电网的重要组成部分，它为智能电网的互动性提供了框架性基础，因而建设AMI系统是实现智能化电网的重要举措。
AMI是一个使用智能电表通过多种通信介质，按需或以设定的方式测量、收集并分析用户用电数据、能够提供开放式双向通信的系统，是智能电网的基础信息平台。建设AMI，将彻底改变从电力流向信息流单向流动的现状，实现用户和电力供应商的互动交流和实时的技术支持。用户和电力供应商的互动信息，能使用户及时了解电网负荷的使用情况和电价信息，选择用电时间合理利用电力资源，在电价政策的引导下减小电网负荷的峰谷差，达到削峰填谷的目的，从而使用户由被动电力消费者变为主动参与电网的运行者。目前，首当其冲的是在AMI体系指导下，智能化电能计量系统作为智能电网构建的重要组成部分，将朝着智能化、信息化、网络化方向发展。
2 电能表计量发展历程与功能
电能表作为电能传输和消耗的计量装置，在人民生活水平和工业生产日新月异的环境下，将起着举足轻重的作用。从1889年德国人布勒泰制成的世界上第一块感应式电能表开始，电能表计量系统由感应式向电子式的技术革新已走过了一百多年的历史，现正在往智能化电表方向发展。
2.1 感应式电能表计量。感应式电能表基本工作原理是：使得固定线圈在交变电流的作用下，将产生的磁场与金属铝圆盘中产生的感应电流相互作用，从而产生电磁转矩，通过该原理即可累积耗费的电能达到电能计量的目的[2]，如图1所示。
此种表计具有电磁兼容性好、维护简单、价格低廉和使用期限长等特点。历经百年经过不断的进行功能完善和缩小体积，以达到逐步满足电力工业市场的需要，致使它稳居电能计量工具的主导地位。无可否认的是，由于其内部电磁旋转元件容易老化致使感应式电能表的计量准确度达不到很高的标准而且功能也比较单一。
2.2 数字化电能表计量。传统的电磁感应式电能表在功能实现与计量精度上都远落后于工业社会的要求，因此随着微电子技术的迅猛发展，以微处理器芯片或专用的电能计量芯片为核心的数字化电能表孕育而生，它具有精度高、可靠性强和多功能等诸多特点，极大满足了现代电力市场的需求。
2.2.1 基于MCU/DSP的数字化电能表。基于MCU/DSP的数字化电能表[4]，如图2所示，首先对现场的大电压和大电流信号进行调理整形，然后将得到的数据经过A/D采样后，由MCU单片机进行软件计算，利用其内部的电能参量程序算法计算得出各电能参量，此种方案实现的数字化电能表在硬件配置上是相当灵活性的，可以按功能需求增添RS232、RS485和CAN总线等通信电路模块；增添LCD和LED等显示电路模块；使电能计量数据的本地显示和远程集抄表等功能易于实现，同时还能在服务器端方便的进行在线数据的分析。
在基于MCU的数字化电能表中，整个电能表装置的处理核心为MCU。在满足市场对功能需求的提前下，由于MCU方案在制造工艺与价格上具有相当大的优势，因而此种方案的电能表近年来在市面上应用较多，在硬件条件的限制下，要实现的功能越多，使用的算法运算越复杂，无颖会占用更多的MCU的硬件资源，因此实现的功能越多，电能表对有功电能计量的性能就可能越差，但由于对信号进行了数字化的处理，此类基于MCU/DSP的电能表与传统的电磁感应式电能表相比在测量精度和稳定误差等级上仍具有绝对的优势。
2.2.2 基于专用电能计量芯片的数字化电能表。基于专用电能计量芯片的数字化电能表的结构框图如图3所示。此类电能表装置的数据处理核心为电能计量芯片，通过硬件可获得有功电能和无功电能等电能参量[5]。将图2与图3比较可知，它只是将A/D转换器植入了电能芯片的片内，内部数据处理模块用了针对电能计量优化的DSP，此外还增加了一片微控制器，用于读取电能计量芯片寄存器中的数据和对数据进行上传，可见它也只是基于MCU电能表的一种变形。
这类电能表的多功能化依赖于电能计量芯片的多功能化，要想实现更多、更复杂的计量功能，就必须使用更高一级的电能计量芯片，这无形中提高了电能表研制的成本，同时又降低了电能表电能参量计量的灵活性。
2.3 智能化电能计量。智能化电能计量系统要实现其功能可采用模块化设计方式，将整个计量体系分为两部分采集计量装置和综合通信装置[6]，如图4模块化的设计，可以降低设计系统的难度和升级成本，提高系统的可靠性，这也完全符合智能仪表在智能电网中发挥的作用。当其中一个装置出现问题时，可以隔离处理，不会影响另一装置的正常使用。采集计量部分可安装在变电站计量回路中，而综合通信部分则可位于控制室内，同时综合通信装置可通过串行口扩展模块接收多个采集计量装置传输来的数据。
采集计量装置主要功能是完成输入调理、采集计算、电光转换和向综合通信装置传输测量数据等功能。其中采集计算单元是整个采集计量装置的核心电路，能使整个装置同时具有高精度和易于扩展的能力，它将采样所得电压、电流采样值进行处理，获得电量、功率、功率因数等计量数据，并根据预先设定的时段完成分时有、无功电能计量和最大需量计量功能。
综合通信装置能为用户提供一个友好的界面，能处理用户提供的操作指令。它的主要功能是可以动态显示当前测量和需计算的电流、电压、功率、电能等数据；可以方便查询历史数据，并可通过SD卡下载数据或通过TCP/IP协议上传数据；用户可以对费率时间、需量周期和滑差时间、自动上传时间间隔、短信报警手机号码等参数进行设置；用户还可以对计量采集装置失压断相、计量采集装置故障、综合通信装置更改参数设定、短信报警等事件记录进行查询。
3 智能化计量系统优势与面临的问题
3.1 智能化计量系统优势。建立智能化的电能计量系统，首先可以为智能电网中管理的互动性、信息化、自动化提供强有力的数据支持；其次依赖其强大的数据信息网络可以使电能使用者及时了解最近一段时间的用电信息，适当调整用电量，尽量避开用电高峰期，而电能管理者可以根据电能使用者的科学性建议以及生活性需求进行适当的供电管理调整，通过培养一批高素质的电能计量工作人员，实现智能化的电能计量管理；再次可以推动电能计量领域的发展，加快电能计量技术以及电能计量设备的更新换代，有利于新技术和新工艺的不断完善；最后通过采用封闭的全自动监测流水线技术，有利于提高电能计量检定和电能计量运行的监测水平。
3.2 智能化计量系统发展中面临的问题。新型智能计量系统需要采用一种新型的测量方法，该方法的工作原理也是新型的理念，因而需制定新标准，标准和功能等都力求设备的完善和统一，而且新标准需得到国家相关部门的认证才有应用的市场；如何妥善处理淘汰的电能计量设备，实现旧物利用；电能计量智能化技术不成熟，缺少使用和维护的经验，需对操作人员进行专业的培训工作等问题在实际实现过程中也是需要充分考虑的。
4 结论
从电能计量系统的发展和研究来看，各种电子技术的发展、通信协议的不断完善及软件技术的不断更新，进一步奠定了计量系统向智能化方向发展的基础，通过在每家每户接入智能电表，并使各种智能仪器与通信网络相联，从而实现电网在控制中心的可视化与智能化调度，给电力行业的发展带来了质的飞跃。
参考文献：
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篇12
关键词：智能电网；分布式发电；电网规划
1 前言
现代社会对电力系统提出了新的任务：要求电网更高效、更洁净、零排量。智能电网能够满足这样的要求，它能满足用户对电力的需求，能优化资源配置，更好提高电力系统的可靠性和经济性，同时能满足保证电能质量和环保约束，适应新形式下电力市场化发展等任务。智能电网日益成为现代电力系统规划的主流。
2 智能电网的概念
智能电网在我国又称“坚强-智慧电网”。它是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网，它能够实现可观测（能够监测电网所有设备的状态）、可控制（能够控制电网所有设备的状态）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡（发电、输配电和用电之间的优化平衡），从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。
3 智能电网的关键技术
3.1 发电、输入配电与储能技术
在电能生产、输配、使用等这几个重要过程中，电能生产环节是整个电力系统中减少污染排量最主要的一步，智能电网更多地采用无污染可再生的风电、水电等多种新能源进行分布式发电。分布式发电技术生物质能发电技术、有风力发电技术和地热发电技术等。输配电技术发展流方向是特高压输电技术和高温超导输电技术，特高压输电技术可以实现大功率、长距离输送电能，极大地提高了电网输电能力，同时可实现远距离各大电网互相联接。
高温超导输电技术主要包括高温超导电缆的结构与输电方式和超导电气设备等，是智能电网的输配电发展方向，随着高温超导体材料技术的进步，这种新的输电技术比传统输电技术有环境污染少、电能损耗小等优点。
分布式储能装置有飞轮储能、电池储能、压缩气体储能、抽水蓄能等，超导储能等。智能电网更多使用新能源、洁净能源和可再生资源，能极大地改善环境，特别是减轻温室效应有积极作用，同时缓解了我国传统能源分布不平衡问题，所以该技术被广泛应用。
3.2 电网通信技术
智能电网的多种数据传递、保护和控制信号都需要大量信息流量，需要创建高速、双向、集成、实时的通信系统，是实现智能电网的基础。通信网络和电网一同分布到每家每户，这样就形成了两个紧密联系的网络-电力网络和通信网络，只有这样才能实现高速、双向、集成、实时的通信网络使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力信息交换互动的大型公共基础设施。当这样的通信网络建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的各种攻击，从而提高电网稳定性。这样的通信系统是迈向智能电网的关键之一。
3.3 固态表针量测技术
智能电网不再使用现有电网中的读取系统及其电磁表计，取代它们的是可以使用户与电力生产单位之间进行双向通信的智能固态表计系统。基于微处理器的智能表计系统有更丰富的功能，如可以计量每天不同时段电能的使用量和电费，还可储存电力部门下达的高峰电力价格信息及电费费率，并通知用户实施何种费率政策。更先进的功能有用户根据费率政策，编制优质的用电计划，自动控制用户内部电力使用的策略。
电力参数量测技术是智能电网中最基础的组成部件，高级的电力参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息流，以供智能电网的各个系统调用。根据各种数据信息评估电网设备的健康状况和电网的发展趋势，进行智能固态表计系统的读取、防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户及时沟通。
4 智能电网在电力系统规划中的发展前景
4.1 当前电网规划存在的问题
我国存在着电源与电网发展不协调、不平衡的问题。我国各大电网互联输电能力不完善，电网之间的互济与跨电网补偿能力还有待优化改进。由于各种因素，目前我国要实现大容量、远距离输送电能还较难满足需求。所以国内电力系统的电网规划很重要。
4.2 智能电网在电力系统规划中的优势
智能电网的显著优点是能够利用洁净的、新型的、可再生的资源进行间歇性发电，实现保护环境、减少资源损耗，对于当今时代所提倡的发展低碳经济，建设美丽中国有积极作用，符合可持续发展。智能电网实现智能化、优化调度，进行有效管理，用最低的成本提供符合期望的功能。在未来电网的发展中，有望实现智能电网与电信网络、电视网络的深度融合，具有美好的发展前景。
智能电网对国内电力系统的规划提供了新的思路，电网规划需要更加注重电网的动态运行特点，电网规划需要注重用户侧的特性，电网规划需要更加注重资源战略计划的发展。
4.3 我国智能电网规划应用
驱动我国发展智能电网的主要因素是国民经济的持续快速发展，而我国能源分布不平衡，火电、水电、风能等能源基地与负荷中心相距甚远，这就使得我国以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网建设成为发展智能电网的物质基础。智能电网规划在输电领域多项研究应用已达到国际先进水平，在配用电领域，智能化应用研究也正在积极探索。明确提出：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网；通过电力流、信息流、业务流的高度一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。
5 结束语
智能电网是电网规划发展中一种新前景，建设中国特色的坚强-智慧电网，规划中国新型的智能电网发展战略，是我国当前电网规划的奋斗目标，也是发展前景。
参考文献
[1]蔡丹君，胡婧.智能电网的三个关键词[J].国家电网，2009，（9）：42-43.
[2]赵志芳.现阶段我国输配电价总水平管制模式探究[J].华东电力，2011年05期.
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【关键词】云计算 电力系统 智能调度
1 引言
云计算作为一项技术，世界多个机构都对其进行深刻研究和广泛应用[1]。普遍认为，云计算是一种基于Internet的大规模分布式的计算模式，它和传统的计算模式相比，它的主要特点有：可以整合大规模异构的计算资源；虚拟化与服务；易于动态扩展；这些决定了它有很好的经济效益故而在电力系统中有广阔的应用前景。
2 体系架构
2.1 电力系统仿真云计算中心体系架构
依据云计算自身特点和新的理论研究，我们将电力系统中云计算的仿真架构分为基础设施云层、数据管理层、仿真服务云层，各个层为其上一层提供服务。
基础设施云层包括基础软件和硬件。基础软件包括操作系统、分布式管理软件、虚拟化管理软件和云计算开发与测试工具等。硬件包括海量存储系统、大规模计算机群和高速通信网络。基础设施云层是实现其他云层的基础和必要条件。数据管理云层管理点网民模型数据，其功能有数据维护、日志和版本的管理。数据的核对、编辑、拼接等都属于数据维护；日志管理记录下来用户的数据变化与执行的操作，用于追责和查询历史；版本管理保存原始版本，在特定时候恢复原有版本从而保证数据的准确性。仿真服务云层凭借大规模的计算机群，为电力系统需要提供服务。通过协同软件实现对不同地方多个用户大规模电网的协同数据管理和联合计算操作，合作完成付咱的工作任务，还可以通过线上方式为用户解决问题提供服务。
2.2 电力系统云计算平台的系统架构
电力系统云计算平台的系统架构如图1所示。从系统架构的角度看，云计算平台主要由物理计算设备层、物理存储设备层、计算逻辑层、数据管理层、负荷分配层和Web层组成。其中，物理计算设备层和物理存储设备层构成了云平台的硬件部分，后面4层组成了云计算平台的软件部分。云计算平台的核心部件是负荷分配层。它有4项主要功能：a.将需存储的数据分为多个部分，并分配相应的存储设备；b将用户的任务分成多个部分确定各分任务的执行设备；c.依据数据读取请求，调用数据管理层读取数据，然后整合反馈给用户；d.将计算逻辑层得出的计算结果整合后，再输出。
3 云计算在电力系统中的服务模式
调度系统是智能电网的核心部分，面向多区域协通计算成为其主流的运算方式，这就要求不断改进技术设备并且探索更加优化的技术思路[2-4]。对于如何在调度系统中应用的云计算模式目前还处于探究阶段[5]。虽说如此，但是从智能电网调度技术上的投入和发展，可以看出云计算的研究应用将深入且广泛[6]。
在2节叙述的体系架构之上，根据其特点设计了业务云架构，图2所示。包含模型云、数据云、计算云、搜索云、计划云、调度云。其中模型云是涵盖调度各业务电网模型信息的一体化云服务；数据云结合不同类型的数据库提供数据服务；协同各种计算服务构成了计算云；基于模型云和数据云及搜索引擎构成搜索云服务；调度所需的参数准备、数据准备、状态通知及安全校核等服务由计划云提供；上述所有云构成了调度云，将各类资源统一整合成一个可以按需管理的资源池，提供存储计算等各项服务。
4 结语
本文通过两个侧面展现了云计算在电力系统中体系架构，分析了各种其功能。云计算以其本身显著的优越性应用于电力系统调度中有效地规避了原有技术存在的风险，并且高效的分配系统资源使电力生产经济安全。今后云计算技术必将有更深层次的研究和更广领域的应用。
参考文献
[1]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2011.
[2]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化，2009.
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[5]王德文，宋亚奇，朱永利.基于云计算的智能电网信息平台[J].电力系统自动化，2010（22）.
[6]陈小潮.云计算在智能电网调度技术支持系统中的应用研究[J].华东电力，2010（06）.
作者简介
郭云龙（1988-），男，河北省保定人，硕士研究生，主要研究方向为计算机技术、网络信息安全。
程晓荣（1963-），女，河北省邯郸人，教授，博士，主要研究方向为计算机网络应用、网络信息安全。
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关键词：智能电网；电力系统；低碳经济；低碳电力；电力资源；节能减排
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0044-02
1 低碳电力系统概况
低碳电力系统事实上是一次能源向二次能源的转化，随着全球气候变暖和生态环境问题的日益突出，低碳生活的呼声越来越高，在电力系统发展低碳电力也成为电力工作者面临的重要任务。我国是能源消耗大国，长期以来以煤炭为主要能源，火电的碳排放量大，对空气和生态的影响很大。对于我国来说，发展优质清洁能源，节能减排，降低碳排放量，实现低碳目标是一个长期艰巨的任务，还需要从一次能源着手，对再生能源和清洁能源进行相应分析。在社会生产活动中，环境保护部门应当根据我国国情制定相应的环境保护政策，出台国家标准，明确责任，并将重点放在可再生能源和低碳能源开发利用上，从政策上支持新能源的开发利用，以最大化地实现电力企业效益。低碳电力的概念对于以火力发电为主的国家电网来说是一种全新的尝试，在实际分析中，必须保证在适时和适度的原则下进行。低碳电力的核心是低碳发电技术，在综合考虑上述因素后，还应该对低碳发电技术进行分析。我国一直以煤炭为主要能源，为了使低碳电力系统更好地发展，有必要对能源结构进行优化并提高能源利用率。从长远来看，低碳电力是一种真正实现清洁开发且高效的电力发展技术，在能源日益紧张的今天，为我们提供了一条电力经济与环境保护协调发展的道路。
2 智能电网优势
最近30多年来我国经济发展始终保持高速增长，社会生活水平不断提高，人民群众的生活有了大幅改善，对能源的需求也越来越大，尤其是电力消耗随着经济的发展步步攀升。在全球能源日益紧张的今天，对能源的需求不断扩大。基于这种现状和不同区域能源消费需求，电力系统提出了智能电网的概念。所谓智能电网，不仅在应用技术上实现了自动化和智能化，对于电力资源的优化配置也有着相应的目标功能。电网相应功能的实现，对于节能减排的环境方针起到了促进作用，在一定程度上不仅能减少碳排放量，也能提高电力能源的利用率，从而真正达到多元化的能源供应目标，满足现代社会日益增长的能源需求。智能电网建设具有划时代的意义，电网改造是一项巨大的系统工程，涉及面广，覆盖区域面积巨大，就目前来看，智能电网在发电、输电、配电和用电等不同环节都有一定作用。智能电网是在现代电子技术和计算机技术的基础
上产生的，其在输配电接入环节发挥着重要作用。
我国的电网改造计划在智能化电网的发展上起到了巨大的推动作用。智能电网技术对于我国这样一个人口大国来说是十分必要的。智能电网技术的应用在一定程度上也能为实现电力资源优化配置和提高电网调度创造技术条件，最大程度地满足人民群众的供电需求，并为社会提供优质、稳定的电力服务。除此以外，智能电网的应用还可以减少电力工程中对电机和输电线路的投资。
电力系统进行企业改造后，电力调度同电力营销之间关系密切。智能电网技术的应用，可以通过与用户的互动营销模式对用电市场的结构模式进行优化组合，从而减少峰谷差和电网投资。在对电网的日常管理上，智能电网技术可以实现自动化控制和智能化管理，真正地实现电网和用户互动，大幅提高电力公司的营销服务水准，开拓电力营销业务范围，使用电效率有效提高。智能电网技术应用时间还很短，很多技术还有待完善，在实际应用过程中，可以先对常规能源的稳定性进行深入分析，优化能源结构，调整能源地域分布不均衡带来的供求矛盾，以更好实现高效、节能、环保需求。目前来看，我国的智能电网技术还不够成熟，与国际先进的智能电力技术之间还存在很大的差距，目前还不能更好地满足社会对电力智能化发展的需求，还需要广大电力工作者和科技人员对智能化电力技术进行进一步研究，尽快缩小与世界先进的智能化电力技术的差距，更好地满足电网管理和社会用电需求，响应国家节能减排号召，降低用户的能源成本，提高电力能源的使用效率。
3 低碳电力系统问题及解决问题策略
从电网的发展趋势来看，电网向低碳电力系统转变已经成为时展必然趋势。而要想更好实现低碳电力系统，必须先解决电力系统电侧碳化问题，从而真正地保证输配电工作正常进行。电力系统向低碳化转变过程中，还面临着很多困难，既有技术上的难题，也有能源结构分布不均衡带来的
挑战。
电力输配系统在智能电网技术的冲击之下发生了翻天覆地的变化，智能电网在信息化时代以其独特的优势成为电力系统发展的必由之路。作为现代电力系统中的重要环节，智能电网技术在电力系统安全运行过程中有着重要的保护作用。尤其是在继电保护中，信息化的智能电网使以往的继电保护性能得到大幅度的提升，通过网络传输继电保护信息，第一时间获悉相关电器元部件的故障信息并在网络上实现信息的充分共享，对网络继电保护配置的简化可以通过共享控制信号来实现。
同时也应该加快智能电网建设，以更好地实现电能供应和需求互动。在智能电网建设中可以通过智能计量装置来满足用户用电需求，最大限度地减少用户电费支出，降低用户电费成本；可以通过智能电表供应波动，以减少供应过程中间歇性发电和电力波动所带来的影响，从而提高电力系统供电的可靠性；也可以通过智能电网提高电网运输能力和电力运行稳定性，从而提高电力企业效率，最大限度地实现其效益。
4 结语
低碳电力是电力行业未来的发展方向，智能电网技术的出现使低碳电力得以快速实现，智能电网的出现对我国的国家能源安全提供了可行的技术保障，在全球能源日益紧张和气候环境不断恶化的情况下，智能电网无疑为人类高消耗的现代生活方式在一定程度上起到了缓解作用。随着时代的发展，智能电网在低碳电力系统中将会更好地发挥作用，以促进低碳电力可持续发展。
参考文献
[1] 鞠平，秦川，黄桦，吴峰，金宇清.面向智能电网的建模研究展望[J].电力系统自动化，2012，（11）.
