电气工程及其自动化视域下的坚强智能电网建设
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[摘 要]本文从坚强智能电网概念的提出，分析智能电网的先进性，坚强智能电网建设的内涵，我国坚强智能电网建设的内容等四个方面，以电气工程及其自动化的视角，论述了坚强智能电网的概念、先进性、内涵以及其建设的内容和要求。
[关键词]安全;可靠;优质;经济
[中图分类号]TM63 [文献标识码]A
随着社会生产力的不断提高和能源发展方式的不断转变，电能在能源体系中已跃居中心地位，成为能源发展战略的核心。在节能、环保、清洁、高效的能源发展理念下，保障电力能源安全、可靠、优质、经济地发展成为保障国民经济可持续发展的必然要求，因此必须重视和加快坚强智能电网建设步伐。
1 坚强智能电网概念的提出
智能电网即电网的智能化，也称 “电网2.0”，最早源自于美国，其核心含义是电网的数字化、信息化、自动化与互动化，虽然美国科学家从电网建设的总体目标和要求等方面对智能电网进行了概述，但迄今为止，国际上还没有关于智能电网的统一的确定的定义。
2009年5月，“特高压输电技术国际会议”在北京召开，来自21个国家和地区的代表参加会议，深入探讨了电网技术发展的新趋势。我国国家电网公司在研究美国能源部、欧洲技术论坛、中国科学院电工研究所、中国电力科学研究院等方面资料的基础上，在此次会议上提出了“坚强智能电网”这一概念，即：
以物理电网作为电能传输的基础，以互联的通信平台作为支撑，具备信息化、互动化和自动化的，包括发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、用电环节和电力调度环节的，覆盖特高压、超高压、高压等所有电压等级的，能实现“电力流、信息流、业务流”的一体化高度融合的现代化电力传输网络。
2 智能电网的先进性
智能电网与传统电网相比，将现代科学技术综合应于电网，先进的检测、控制、显示、指示和网络技术与电网技术高度集成，自动化程度更高，其先进性表现为：
一是提高电能供应的可靠性。电力系统可靠性包含安全性和裕度两方面。安全性指不因系统故障而失控或大面积停电。裕度指电力系统有足够大的容量，能保证电能的充裕供给。传感器技术、信息技术、自控技术与电网基础设施高度融合，可适时获取电网的全景信息，能发现或预见电网的故障，有效避免大范围停电;配电自动化、智能调度、抽水储能、厂网互联等技术的应用，有效地提高了电力运行控制的灵活性，保证电力供应的裕度。
二是提高电能的转换效率。电能的转换是指其他形式能与电能之间的相互转换。现今其他形式能转化为电能的方式有：水力发电、火力发电、风能发电、核能发电、太阳能发电、生物质能发电等。坚强的电网物理基础体系、技术支撑体系，智能应用体系、标准规范体系，使得智能电网能适应水能、太阳能、风能等各种清洁能源转化为电能与并网传输，有效提高其他形式能源转化为电能的效率。
三是提高电能的利用率。一方面智能电网可根据负荷变化，动态调整输配电变压设备的数量和容量;另一方面智能电网可自动提高负荷端功率因素，使无功功率就地平衡，降低无功负荷在电网中传输造成的线损，提高电能利用率;最后，智能电网可减少电能输送的层次，提高电压等级，减少线损率，提高电能的利用率。
四是提高电能的质量。电能质量对用电设备影响很大，电压波动、频率不稳定对精加工企业的影响尤为突出，因此提高电能质量是提供优质电能的重要内容。智能电网可通过系统内部的自动计算、检测、分析和控制设备提供的信息，调整接线方式、增减变压器台数、启停功率补偿器，减小系统阻抗，抑制电压波动和频率变化。
3 坚强智能电网建设的内涵
电能作为一种清洁的优质二次能源，是在当前科学技术条件下最容易实现与其他形式能之间相互转换化的能源形式。随着其在建筑业、工业、农业、国防、科学技术和人民生活等领域的广泛应用，电已成为人类生活密不可分的重要能源，电力工业也就成为世界各国国民经济的支柱，控制一个国家的经济命脉，成为各国经济发展战略的先进行业和重点。智能电网的出现使电能在其生产、传输、转化与应用过程中，测量、调度、控制等环节更为便捷，自动化程度显著提高，能顺利、方便地实现发电量用电量之间的动态平衡，具有其他形式能源不可替代的优良性能。
随着国际能源结构向多元化、清洁化方向发展，以清洁能源和智能电网为主要特征的电力能源正在全球迅速推进。为解决能源问题，在发展经济的同时减少对环境的破坏和影响，以合理的经济发展方式应对气候变化，保证为人民的生产和生活提供安全、可靠、优质、高效的电力供应，最大限度地满足我国经济社会发展对电力多样化的需求，我国《十三五电力发展规划》提出：“建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强智能电网”，开启了坚强智能电网建设的新征程。
4 我国坚强智能电网建设的内容
根据智能电网的概念可以看出，智能电网建设以提高电能生产、传输和应用等环节的安全性、可靠性、优质性、经济性能为目标，将现代科学技术（主要包括：电气测量技术、计算机网络技术、通信信息技术、控制工程技术等）与物理电网有机地高度集成，以实现电力能源的优化配置，最大限度地满足不同电力用户需求的，高度自动化的电能传输网络系统。依据自动化程度不同，智能电网一般部分或同时具备下列特征：能自动检测指示电网中电气设备的运行状态;能自动控制电网中电气设备的状态;能自动适应并实现电网系统自愈;能自动优化并调节电力生产与电力需求的平衡。智能电网系统包括智能发电网、智能输电网、智能变电站、智能配电网、智能用电网、智能交互终端等物理结构。坚强智能电网中“智能”主要表示测量体系、电力输送、配电运行和资产管理等方面的智能化。
我国坚强智能电网建设的内容可以从以下几方面来理解。一是智能电网建设的目标：以十三五电力发展规划为指导，建设三横三纵特高压骨干网架，实现各电压等级电网协调发展，形成有机统一的坚强智能电网体系。二是围绕技术和管理两条主线进行建设，技术上实现信息化、自动化、互动化，管理上体现集约化、集团化、标准化、精细化。三是形成四个体系：电网物理基础体系、智能应用体系、技术支撑体系和标准规范体系。四是覆盖六大环节，即发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、用电环节和电力调度环节。五是满足五个基本要求：电网物理基础坚强可靠，即具有坚强网架结构，强大的電能输送力，安全可靠的供应力;电力工业经济高效，即电网运行与输送效率高，运营成本低，能源与资产利用效率高;电源结构清洁环保，即提高清洁能源和可再生能源在电能消费终端中的占比;电网建设理念透明化，即实现发电端、电网和用电端之间的信息共享;运行调节友好互动，即能兼容各类用户和电源的接入和退出，促进电力用户和发电厂主动参与电网的运行调节。
5 结语
发展清洁能源，提高电力能源生产转化输送和利用效率，提高电能利用的灵活性和兼容性是电力能源发展的必由之路，电气工程技术人员务必认清形势，稳步推进电网发展向信息化自动化互动化方向发展，切实加强坚强智能电网建设。
[参考文献]
[1] 王伟，屠幼萍.高电压技术[M].北京：机械工业出版社，2015.
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