智能电网实现自愈——应对大面积停电

到目前为止，智能电网并没有一个确定的概念，各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各种的发展方向和技术路线，也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。

天津大学余贻鑫院士给出如下定义：智能电网是指一个完全自动化的供电网络，其中的每一个用户和节点都得到了实时监控，并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。通过广泛应用的分布式智能和宽带通信及自动控制系统的集成，它能保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动。

IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske的解释，智能电网有3个层面的含义：首先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控；然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合；最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。

从技术发展和应用的角度看，世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点：智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

尽管智能电网有待于规范概念和定义，但是区别于常规电网，智能电网在主要特征方面已形成如下初步共识，如图1-1所示。

图1-1 我国智能电网的特征

1.坚强

在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保电力信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。安全问题对智能电网来说是非常关键的，智能电网的设计者们必须计划一个专注的、周密的能同时对攻击有反应的系统。

对电网的物理攻击和信息攻击近几年一直在不断增加，不管发生哪种攻击，智能电网必须抵御两种不同的攻击，即

1）对电力系统的攻击，基础设施本身就是主要的攻击对象；

2）通过对电力系统的攻击，利用电力系统网络攻击其他基础设施系统，如电信、财政或者政府。

智能电网要能够抵御攻击，它必须能够：

1）通过掩藏、分散、消除或者减少单点故障来减少攻击的威胁；

2）通过保护关键资产免受物理和信息的攻击，以减少电网的弱点；(www.xing528.com)

3）通过恢复核心电力组件来尽量减小攻击的影响。

当然，政府应当选择地资助发展方向或者开发某种高级技术，以保证智能电网的安全。

2.自愈

智能电网应具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，及时发现、快速诊断和消除故障隐患的能力；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。在美国德克萨斯州休斯敦的一次模拟停电实验中，智能电网可在最短的时间内识别并恢复系统中最重要的部分，然后继续进行全面恢复。系统重新确定输电线路，从而保证在公用事业公司派出修理人员的同时，几乎不会中断为用户提供的服务。当出现极大规模的停电时，系统通过智能电网的自动恢复功能来实现自愈，快速恢复电力供应。具有自愈功能的智能电网能够实现三大目标：实时监测和快速反应、预测和隔离。

3.兼容

智能电网应支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并对用户提供增值服务。

智能电网在能源用户和电网之间将会出现可靠的广泛联系。建立这种联系将使用户了解能耗使用情况并做出选择，从而有利于自身和电力企业。基于市场的电力供给将对用户具有更大的吸引力。可以设想，实时电价的实施计划，可通过用户侧和电力企业之间的网关单元给用户提供更多的选择。这个网关提供负载控制功能，用户可以根据实时价格对用电行为进行预编程。为了经济刺激计划，用户会采用新型的智能设备，这样就能够进一步加强和扩展用户对电网的支持，用户和电力企业也将同时受益于电网高效运行而带来效益的自动化过程和项目。新的价格方案可方便用户选择和规划用电，在形成可接受的企业利润的同时，便于形成多样、成本合理的分布式能源。

4.经济

智能电网应支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。

5.集成

智能电网应实现电网信息的高度集成和共享，并采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。

6.优化

智能电网应能优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。