智能電網前景匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇智能電網前景范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：U665.12文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

近年來，在低碳經濟、綠色節能及可持續發展思想的推動下，如何進一步提高電網效率，積極應對環境挑戰，提高供電可靠性和電能質量，完善電力用戶服務，適應更加開放的能源及電力市場化環境需要，對未來電網的發展提出了更高的要求。智能電能表是用電中重要的組成部分，是實現雙向互動智能用電的“末端神經”。我國的智能電網技術與國外先進水平在技術上差距相對較小，加上屬于低碳經濟的重要組成部分，因此具有穩定的高增長前景。與國外相比，我國智能電能表功能完善、規范、階梯電價、負荷控制等功能相對領先，更能滿足我國智能電網發展需要。

智能電表的原理和優勢

（1）智能電表的構成和原理

電子式智能電表,是在電子式電表的基礎上,近年來開發面世的高科技產品,它的構成、工作原理與傳統的感應式電能表有著很大的差別。感應式電表主要是由鋁盤、電流電壓線圈、永磁鐵等元件構成，其工作原理主要是通過電流線圈與可動鉛盤中感應的渦流相互作用進行計量的。而電子式智能電表主要是由電子元器件構成，其工作原理是先通過對用戶供電電壓和電流的實時采樣，再采用專用的電能表集成電路，對采樣電壓和電流信號進行處理，并轉換成與電能成正比的脈沖輸出，最后通過單片機進行處理、控制，把脈沖顯示為用電量并輸出。通常我們把智能電表計量一度電時A/D轉換器所發出的脈沖個數稱之為脈沖常數，對于智能電表來說，這是一個比較重要的常數，因為A/D轉換器在單位時間內所發出脈沖數個的多少，將直接決定著該表計量的準確度。目前智能電表大多都采用一戶一個A/D轉換器的設計原則，但也有些廠家生產的多用戶集中式智能電表采用多戶共用一個A/D轉換器，這樣對電能的計量只能采用分時排隊來進行，勢必造成計量準確度的下降，這點在設計選型時應該注意。

（2）智能電表的優勢

由于采用了電子集成電路的設計，再加上具有遠傳通信功能，可以與電腦聯網并采用軟件進行控制，因此與感應式電表相比，智能電表不管在性能還是操作功能上都具有很大的優勢。

1)功耗：由于智能電表采用電子元件設計方式，因此一般每塊表的功耗僅有0·6w～0·7w左右，對于多用戶集中式的智能電表，其平均到每戶的功率則更小。而一般每只感應式電表的功耗為1·7w左右。

2)精度：就表的誤差范圍而言, 2·0級電子式電能表在5%～400%標定電流范圍內測量的誤差為±2%，而且目前普遍應用的都是精確等級為1·0級，誤差更小。感應式電表的誤差范圍則為+0·86%～-5·7%，而且由于機械磨損這種無法克服的缺陷，導致感應式電能表越走越慢，最終誤差越來越大。國家電網曾對感應式電表進行抽查，結果發現50%以上的感應式電表在用了5年以后，其誤差就超過了允許的范圍。

3)過載、工頻范圍：智能電表的過載倍數一般能達到6~8倍,有較寬的量程。目前8~10倍率的表成正為越來越多用戶的選擇,有的甚至可以達到20倍率的寬量程。工作頻率也較寬，在40HZ~1000HZ范圍。而感應式電表的過載倍數一般僅為4倍，且工作頻率范圍僅為45~55HZ之間。

4)功能：智能電表由于采用了電子表技術，可以通過相關的通信協議與計算機進行聯網，通過編程軟件實現對硬件的控制管理。因此智能電表不僅有體積小的特點，還具有了遠傳控制(遠程抄表、遠程斷送電)、復費率、識別惡性負載、反竊電、預付費用電等功能，而且可以通過對控制軟件中不同參數的修改，來滿足對控制功能的不同要求，而這些功能對于傳統的感應式電表來說都是很難或不可能實現的。

三、智能電表在智能電網中的定位

荷蘭能源服務網絡協會(ESNA)從功能劃分的角度確定了智能電表在智能電網中的定位。總體上，智能電表及高級計量體系的建立是智能電網的基礎，從功能的多少和智能化的程度將智能電網的建設以及智能計量系統的建設分為5個層次。隨著高級數據收集和需求響應能力的提高，智能計量系統能夠與廣大用戶一起在用電高峰時段，實現削峰填谷，以提高電網的安全性和經濟性。智能電網自動運行程度的提高、能源效率和節能降耗能力的提高、運行成本的控制都依賴于自動抄表系統(AMR)和高級電表架構(AMI)的建設和完善。

AMI通過智能電表終端和主站之間建立的強安全網絡架構實現電網公司和用戶的雙向計量和通信，這是實現分布式電源結構和推動電力市場靈活電價機制的前提條件。此外智能家庭的建設也是以智能電表的應用為基礎的。

四、智能電表的功能應用

（1）結算和賬務

通過智能電表能夠實現準確、實時的費用結算信息處理，簡化了過去賬務處理上的復雜流程。在電力市場環境下，調度人員能更及時、便捷地轉換能源零售

商，未來甚至能實現全自動切換。同時用戶也能獲得更加準確、及時的能耗信息和賬務信息。

（2）配網狀態估計

目前，配網側的潮流分布信息通常很不準確，主要是因為該信息是根據網絡模型、負載估計值以及變電站高壓側的測量信息綜合處理得到的。通過在用戶側

增加測量節點，將獲得更加準確的負載和網損信息，從而避免電力設備過負載和電能質量惡化。通過將大量測量數據進行整合，可實現未知狀態的預估和測量數

據準確性的校核。

（3）電能質量和供電可靠性監控

采用智能電表能實時監測電能質量和供電狀況，從而及時、準確地響應用戶投訴，并提前采取措施預防電能質量問題的發生。傳統的電能質量分析方式在實

時性和有效性上都存在差距。

（4）負荷分析、建模和預測

智能電表采集的水、氣、熱能耗數據可以用來進行負荷分析和預測。通過將上述信息與負荷特性、時間變化等進行綜合分析，可估算和預測出總的能耗和峰

值需求。這些信息將為用戶、能源零售商和配網調度人員提供便利，促進合理用電、節能降耗以及優化電網規劃和調度等。

（5）電力需求側響應

需求側響應意味著通過電價來控制用戶的負荷及分布式發電，它包括價格控制和負荷直接控制。價格控制大體上包括分時電價、實時電價和緊急峰值電價，

來分別滿足常規用電、短期用電和高峰時期用電的需求；直接負荷控制則通常由網絡調度員根據網絡狀況通過遠程命令來實現負載的接人和斷開。

（6）能效監控和管理

通過將智能電表提供的能耗信息反饋給用戶，能促使用戶減少能源消耗或者轉換能源利用方式。對于裝有分布式發電設備的家庭，還能為用戶提供合理的

發電和用電方案，實現用戶利益的最大化。

篇（2）

中圖分類號：TM76 文獻標識碼:A

目前，由于受低碳經濟、可持續發展以及綠色節能等的影響，那么就需要對電網的效率進行提高，而且還要對環境進行適應，把電能的質量以及供電的可靠性能夠在一定程度上進行提高，對電力用戶的服務進行完善，能夠對電力的市場需求以及開放的能源進行適應，同時對電網以后的發展要求更上一層。因此也就出現了智能電網這個話題，而且成為了電力行業探討以及研究的一個熱點。

1智能電網的概述

所謂的智能電網，其實就是電網能夠實現智能化，它主要就是在集成的以及高速雙向的通信網絡這個基礎上進行建立的，然后再經過比較先進的傳感、控制方法、測量技術、設備技術以及決策等來對系統的技術應用進行支持的，從而能夠把電網的經濟、可靠、高效、安全、使用安全以及環境友好等這樣的目標給實現出來。它的特征主要就是有自愈、抵御攻擊、提供優質的電能、激勵用戶、可以接入不同形式的發電、對資產進行優化與高效的運行。

其實因為各個國家的經濟發展水平不同以及電網的建設水平也不同，所以說智能電網的關注點以及建設的動機也就存在著一定的差異了。雖然各個國家對智能電網的建設動機以及關注點是不相同的，但是智能電網所要實現的目標都是一樣的，即電網的運行能夠經濟、可靠、高效、安全、使用安全以及環境友好等。其實用戶跟電網間的一個互動就是智能電網的一個基本特征。而智能電網之間的互動性主要就是靠智能電表來實現的，同時在建設智能電網的時候有著無可替代的地位。

2智能電表的特點和其功能

智能電表主要就是以電子式電表為發展基礎的。然后再對數字技術的不斷擴展，電子式電表也就有了預付費以及分時計費這些功能了。智能電表的核心就是一個智能芯片，集成了讀表器，該讀表器有著雙向信息的交流功能，還有一個數據庫以及操作管理系統，構建通信技術以及計算機技術等多系統進行交流的平臺，同時能把自動計費、電功率的計時計量以及即時的雙向通信與優化用電這些功能能夠實現出來。智能電表還支持浮動電價，智能電表是一個能夠編程的電表，其電能計量的準確度是能夠滿足的，而且能夠有更多的數據被測量以及被存儲，使其功能能夠更加的強大。智能電表還具有雙向通信的功能，因為其內部有通信的模塊，有著雙向通信的功能，利用雙向的數據中心以及通信網絡實現信息的交流。智能電表還可以對智能的家電進行控制，因為智能電表有著與智能家電進行通信控制的功能，主要是由智能電表對家電進行起停的控制，減少用電的高峰，對用電的低谷進行提高，從而能夠節約用電費，對電網的削峰填谷起到一定的作用。另外，智能電表還有著雙向計量的功能。

3在智能電網里面關于智能電表的應用

（一）對新能源的用電秩序進行優化

3.1運用智能電表能夠讓人們比較快的就利用到太陽能以及風電等這些新的能源。利用智能電表進行實時的數據采集以及量測，這樣預測到的負荷能夠比較的準確，而且對新能源的調度能夠進行指導和優化。由美國所開發出來的一個配電管理系統的平臺，主要就是把智能電表當作門戶站，而且是集分布式的發電優化、需求反應以及住宅節能的自動化等這些功能，讓主電網里面的新能源系統和配電系統能夠實現它們之間的協調及控制。

2.1對分布式的能源配置進行優化

當分布式的能源跟配電電網進行并網運行的時候，它們還是會出現許多問題的。供電企業主要就是對配電系統利用智能電表進行實時的監控、調節以及控制，把分布式電源的一個基本特性以及在跟電網進行運行的時候所出現的相互之間的影響給掌握好了，從而能夠把電能給終端的用戶輸送過去，而且所采用的輸配電的方式是最安全的，同時也是非常經濟的。這樣既能夠把電網運營的可靠性進行提高了，而且也把能源的利用率在一定程度上進行了提高。

3.1把預測負荷的準確度進行提高

智能電表的廣泛應用及推廣，一些大用戶能夠把近期的一個用電計劃利用智能電表上傳給供電公司，有的用戶是那種分布式的電源，這些用戶也可以把自己的用電計劃以及發電的數據利用智能電表上傳給供電公司。然后供電公司再把用戶所上傳的計劃用電的時間、順序以及容量當作是預測負荷的一個比較準確的信息，同時還對負荷預測的系統進行自動的干預。這樣既能夠把負荷預測的一個準確度進行提高，而且還能夠在一定程度上把電網的備用容量進行減少，從而能夠把電網的經濟效益給提高起來。

4.1對故障的分析提供一些有用的依據

一般供電公司對用戶的用電情況都是利用智能電表來進行實時監測的，這樣能夠對異常的狀態實行其在線的分析，自動的控制以及動態的跟蹤等，從而可以對供電的可靠性進行提高。如果發生了故障的話，可以利用智能電表對其用電記錄的異常進行查詢，提供一些非常可靠的數據給故障分析。

5.1智能化的一個需求側管理

一般智能電表基本上都是要采集很多電網的實時運行數據，同時對用電設備的情況、對能源的消耗進行智能化的控制和監測，這樣對用戶的負荷情況就能夠比較詳細的進行掌握了，然后再自動的編制用電的方案以及對其進行優化，接著自動的進行實施，對過程進行跟蹤，最后自動的去監測以及對效果進行評估，從而能夠實現需求側的智能化的管理目標。

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中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）31-0095-02

由于我國是發展中國家，將不斷地開發消耗能源和資源，為了實現我國資源節約型社會的建設目標，節約資源是我國可持續發展的重要之路。從2012年開始，開始在全國范圍內推廣階梯電價和分時供應這一舉措，為保護能源及合理的電力消耗等作用帶來的劃時代意義，同時是促進節能環保的一個重要的手段。目前，我國的智能電網建設飛速發展，同時引起智能電表越來越受到人們的關注，智能電表具有功能非常現代化，具有遠程抄表、遠程控制等功能，進一步提高了用電管理和服務水平，在其強大的功能上傳統的電能表是無法比擬的。因此，對智能電網應用智能電表的作用分析以及前景的展望是十分重

要的。

1 智能電網中的智能電表簡述

行業專家和學者提出了智能電表的概念即互聯網技術和集成電路和其他電子設備組成的計量應用。在現時期，我國對智能電表的理解仍然沒有達到與國際其他國家統一，各個國家基本都是根據智能電表具體特點而定義的，我國的智能電表的定義基本是：一種以微處理器為核心，具有存儲測量信息功能，并且能夠實時分析并且處理儀器的測量結果。國家電網對智能電表的概念做了如下總結：即從數據測量開始，數據經過處理，電子通信和其他結構單元，具有計量電能、數據信息處理、自動化的實時控制功能，并且具有信息交換功能，可以看出，我國對智能電表的定義充分地概括了其強大的功能及性能。目前，我國由于智能電表的發展應用和持續完善，它的功能比僅僅是單一的能量測量作用要大得多，結合目前國外和國內對智能電表的概述，現在，對智能電表進行更加全面系統的論述為：智能電表主要是為了適應智能電網發展需求，利用微處理、互聯網、電子通信等核心技術，通過數據檢測、處理和通信單元結構與電力數據測量，實現雙向電能計量，實時電能質量監測，多種計算費率時段以及遠程控制等綜合功能的智能型儀器儀表。

2 智能電表在電網中的作用分析

2.1 費用核算

由于智能電表可以實時和準確地進行計費信息處理，使能源成本的復雜過程更加簡單化，從而簡化了平常的會計處理過程。以此同時，電力市場在當前的經濟系統的背景下，工作人員通過智能電表的及時使用，快速地轉換能源，以后有很大的可能實現自動化的切換。同時，用戶可以利用智能電表的進行能耗數據和相關的計費信息分析，以更好地去節約能源，所以智能電表發揮作用是將工作流程簡單化，從而進一步促進電力公司與用戶的和諧

關系。

2.2 配電網絡實時狀態估測

由于受很多因素的影響使各個分銷網絡數據信息測試不夠準確，追究其根本原因是信息網絡模型建設，變電站的高壓側載荷估算值等綜合處理后的影響。使用戶端處增加測量點，可以減少負載數據損失和網絡信息更加及時，將準確和有效的方式進行計算傳遞，避免了超負荷的電力設備運行和降低電力質量的情況發生。以此同時，將這些數據進行整理，可以實現為止數據的估計測量，將對已得到數據的準確性進行監測。

2.3 電力需求側相應

電力需求相應主要包括以下兩個方面：價格調控和載荷控制，其實本質是對用戶用電負荷能力進行有效控制，以便更好地分布電力資源的目的。價格控制具體包含以下內容：限時定價、峰值電價和分時電價，這樣的方法將滿足不同人群和不同電力用戶的需求，短期消費需求高峰負荷控制是由網絡調度人員負責，根據實際網絡運行情況，通過遠程命令來訪問或斷開過載大，最終達到控制電力不超負荷工作。

2.4 管理作用

能源利用效率的監管和控制。智能電表可以為使用電能的用戶提供有關信息，幫助廣大用戶可以有效地降低能源消耗，使剩余能源應用到需要的地方。通過使用分布式發電設備的用戶，可以提出有效、合理的發電和用電建議，以更好地幫助用戶取得最大的利益。

用戶能源管理。隨著智能電表不斷提供的信息數據，在能源管理系統上創建用戶服務功能的板塊，針對不同類型的用戶提供不同的能源服務，達到最低消耗的能源控制目標，這樣一來會最大限度地減少能源損失，達到節約能源的作用。

智能電表的管理維護。這些措施主要包括以下內容：實施電表資產管理，定期反饋電表使用情況，電表數據庫的升級，安裝電表和使用管理制度，確保智能電表的信息和用戶信息正確地保存在指定的位置，并積極宣傳推廣。

2.5 遠程監控及非法用電檢測

通過智能電表的功能不僅可以實現遠程服務和隨時斷開過載，而且還對部分電力用戶進行強制監督，電力公司通過使用控制開關按鈕，遠程控制一個特定的過載，智能電表能隨時檢測打開電表箱，使電表的軟件更新升級，如果出現私自改線等現象，可以及時發現該情況，通過獲取大量的儀表數據進行比較分析，是能夠準確地檢測私自篡改線路的情況，此功能為各個用電用戶和電力公司挽回了大量的經濟損失。

3 智能電網中智能電表的應用前景展望

我國在快速發展的時期就已經在應用智能電表了，而且智能電表的應用規模也比較大。我國電力公司對于智能電表的投入力度也是比較大的，最開始智能電表的投資就達到了十億人民幣之多，這還僅僅只是開發和研究的第一階段。隨著我國對于智能電表的廣泛應用，我國也制定了智能電表相關的法律和法規，我國電力公司已經預測了在2015年左右，我國將會基本完成全面的智能電力管理模式。雖然目前來看，智能電表的各方面功能已經成熟，但長遠的眼光來看，改進的空間依然很大，具體包括以下兩個方面：

3.1 接口一體化

在未來的一段時間內，電能表的測試工作是一個非常復雜和耗時的工作，需要很大的人力和物力資源來協調工作，廣泛地推廣應用智能電表勢在必行，必要對目前的安裝檢測模式進行變革，最終實現智能化和自動化的監管。由于智能電表各種接口連接薄弱，在實際的檢測過程中是頻繁快速地切換工作，大大增加了測試的時間，而且占用太多的資源和管理成本，從而影響運營效率，導致過多的接口設置復雜，不能確保電氣設備的安全性和穩定性。因此，要加強智能電表接口一體是非常重要和有發展空間的，這也將成為后期發展研究和開發的一個重要課題。

3.2 功能設置模塊化

為了適應我國未來大規模的智能電網建設，滿足電力用戶不斷增長的要求，智能電表必須支持更新和寫入的功能和服務功能需求，模塊化的功能是目前最基本要素，不斷地對智能電表功能進行優化設置。在使用過程中，依照智能電網中智能電表的功能和需要解決問題方案進行遠程設置，使實際操作過程和修改所有功能作為一個獨立的程序，實現彼此獨立地避免彼此之間的干擾，這是確保智能電表運行的安全性和可靠性保障環節，從而不斷地增加智能電表，這樣即使電網規模的擴大了，用戶也并不需要更換智能電表。

參考文獻

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[2] 趙靖，潘俊民.基于STM32的具有諧波分析功能的智能電表設計[A].上海市電機工程學會、上海市電工技術學會第十一屆學術年會論文集[C].2011，（11）.

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隨著我國社會進步以及經濟發展，同時伴隨著資源壓力逐漸增加，我國居民以及企業生產等都給用電安全和可靠提出了更高的要求。這就要求我國建設更為安全、可靠和更具環保性的電力系統。智能電網這種起步于美國逐步開始在全球得以重視的新型電網系統也開始登陸我國，我國于2007年開始啟動對于智能電網的研究。

在智能電網中，對數據的采集以及保護等都需要建立完善的、高速的、雙向的通信系統。所以說智能電網的基礎之一就是集成通信，也是逐步實現智能電網建設的第一步。本文就分析現代通信技術在智能電網中的應用前景。有線通信技術在智能電網中的應用

在我國電力通信專用的網絡中有線通信可以分為電力線載波通信plc以及光纖通信兩種。第一種電力系統中較為傳統的一種通信方式，其以輸電線路為傳輸通道，其優點就是投資較少并且有較高的可靠性并且見效較快，這是之前電力系統通信的主要方式之一。但是其也有較為明顯的缺陷，就是受到了電力線強磁場的干擾所以其雜音電平較高。并且傳輸性能會受到電力線結構的強烈影響，并且線路故障會導致電線損耗增加。所以這種通信方式已經逐步被淘汰，被其他通信方式所取代。

第二種光纖通信，其優點就是傳輸頻帶寬并且通信容量較大，并且在傳輸中的損耗較低。這是因為光纖其原材料是石英，這就可以節省許多金屬材料，也更加利于資源利用。除此之外其還具有絕緣性較高以及抗電磁干擾型的能力較高、抗輻射性較強等優勢。這種通信方式目前在智能電網中使用較為普遍。無線通信技術在智能電網中的應用

目前在智能電網中應用到的現代通信無線技術有衛星通信以及短波通信以及無線局域網wlan等。

第一種衛星通信就是利用地球上的通信站之間來利用衛星作為中繼通信。衛星通信系統的組成部分包括了衛星以及地球站兩個部分。其特點就是通信范圍非常大，在衛星發射電波可以覆蓋到的范圍之內都可以進行通信。其次就是衛星通信還可以不受到任何災害環境的影響，同時還可以在多處接收，可以更為方便的實現多址通信。從這幾點優勢可以看出衛星通信更加適合遠距離的通信，而對于市內的電力通信來說目前還不適用。

微波通信技術就是以波長在0.1-1000mm之間電磁波的通信方式，這種通信方式的優勢就是可以不適用固體介質，只需要兩個點之間不存在障礙物就可以進行微波的傳送。同時，微波通信的好處還在于其抗災性較好，但是因為微波是經過空中傳送的所以很容易受到干擾。因為在同一個方向上，不可以使用多個同頻率來傳送微波所以微波通信必須要在有關部門管理下進行建設使用。

超短波通信技術就是使用1-10m之間的波長進行電磁波的傳送，跟微波通信較為類似。其提出的要求就是在波束方向上不可以有高樓阻擋，所以在城市中無法使超短波通信技術，一般都是在郊野地區作為遠距離通信的輔助載體進行使用。

短波通信，就是波長在10-50m之間，發射出的電波需要經過電離層反射才可以達到另一個終端設備，因為其通信距離較遠所以是遠程通信的主要技術手段。但是因為電離層的高度以及密度等會受到晝夜、日期以及氣候影響所以其穩定性較差，噪聲比較大。但是短波通信是遠程通信手段中唯——個不會受到網絡樞紐以及有緣中繼體影響的。但是其抗毀能力以及自主通信能力都是比其他通信方式更有優勢的，但是在城市電網中不適用，可以作為輔助手段在其他地區加以使用。

自由空間光通信技術，就是以激光光波為載波，利用大氣為傳輸介質。兩臺激光通信組成了一個大氣傳輸激光通信系統，其作用就是可以向對方發射出被調制的激光脈沖光信號來實現雙工通信。微波通信和空間光通信是一種互相補充的關系，但是因為其受到天氣因素影響較多所以穩定性較差。

無限局域網無法完全取代有線局域網絡，但是可以彌補目前有線網絡的不足來達到眼神網絡系統的目的。通常來說無線網絡可以覆蓋到的范圍都會視環境是否開放而定。通常無線局域網都會作為一個接入部分連接到傳輸網絡中。

最后就是3g無線通信技術，目前我國已經正式進入到3g時代，利用現在以及將來的3g商業運營商提供的蜂窩數據可以提供高性價比的服務，但是這種技術還處于起步階段，但是相信在政府的大力支持下一定會有巨大發展潛力。智能電網中現代通信技術應用問題

目前我國智能電網中應用現代通信技術的前景是非常廣闊的，但是還是存在很多問題需要我們去解決。

首先就是我國通信技術建設需要考慮到之后資源數量以及數據量的增加。隨著接入站點的不斷增加以及采集數據量的大量匯聚對于傳輸帶寬以及傳輸的可靠性等都提出了更高的要求。所以說在進行通信平臺建設的初期就需要考慮到這些因素，這樣才可以為之后網絡擴展以及維護工作。

其次就是對通信基礎平臺的建設不是獨立的，而是需要考慮到智能電網公司全面業務需求，所以說數字化的通信平臺建設應該全面考慮到技術、管理以及安全等各種因素，還需要考慮到技術進步以及投資效益來選擇最為適合的方向。

第三就是如果要形成一個集成的通信系統僅僅有載體是不夠的，還需要發展以及實施被供應商和其他主體所廣泛使用和接受的通信標準。目前我國在配電自動化等領域都已經建立了統一的通信標準，但是標準化工作還需要繼續進行。結語：通信技術作為實現智能電網建設的一個基礎隨著我國智能電網的大規模建設必然成為一種趨勢，擁有巨大的發展空間。但是仍然存在很多問題急需解決來讓現代通信技術更好的服務于智能電網。不論是有線通信技術還是無線通信技術，都各有優勢，也都各自存在缺陷，至于如何選擇具體技術則需要考慮技術安全性以及實用性。在這個發展過程中通信技術還存在很多發展空間需要我國通信技術部門對此多做研究。

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中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0170-02

由于智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用日趨廣泛，這就對智能電網的安全穩定性具有較高要求，突出了智能電網的特殊性及重要性，保證用戶使用電能的安全穩定，優質可靠，還要堅持環境可持續發展戰略，又能更好的服務與人們的生產生活中，推動人類的進步，除科研人員不斷的研究和發掘其潛在價值外，還需要政府政策的有利支持。在國內外的學術和電力技術研究上，智能電網已經成為了重點討論對象，作為提升電力系統智能化水平的手段，除了能夠提高電力系統規劃利用率，更能為傳統電網的變革和突破起到重要的作用。筆者將在本文中對智能電網在電力技術及電力系統規劃中的現狀和問題及其發展前景進行深入研究。

1 智能電網的意義

智能電網是在科技文明不斷進步的推動作用下，產生的高效率電網系統。智能電網在電力系統中的應用大大提高了電能產量，幫助電力企業解決實際困難。智能電網對電力技術的提高起到了重要作用，智能系統通過計算機控制將電能生產、系統運行與維護控制合并在一個平臺上進行管理，減少了許多管理步驟，節省人員管理成本，保證電力系統在一個高效穩定的環境下發展。

利用智能電網的技術手段，可以將電力技術水平提高到一個新的臺階，對電力系統中存在的問題加以補充，對電力系統中出現的故障及時解決，提高能源利用率[1]。使我國電力系統發展與國際電力系統發展接軌。

陳舊的電力程序作為綜合性較強、較為復雜的電力系統代表，一直以來沿襲著統一分配的建筑規劃和使用分配形式，對涉及到電線、設施、用戶統一的管理方式確保電力程序的高質穩定。

2 智能電網的核心技術

2.1 發電儲能技術

發電儲能技術是智能電網核心技術中的一種，發電和儲能是智能電網中不可分割的兩個部分，是保證電能輸出和輸入的關鍵環節，作好發電儲能技術的研究工作，是保證電能正常運轉的前提條件[2]。智能電網能夠將發電技術和儲能技術完美的結合起來，保證發電過程中電能的高質穩定是智能電網介入后不可替代的結果，將生產出的電能有效的分配到千家萬戶是智能電網的又一個使命。電力系統使用智能電網進行管理后，結合風儲能、電磁儲能、超導儲能等技術手段，更加保障了能輸出的穩定。

2.2 穩定的輸配電技術

智能電網是較為靈活的網絡控制系統路徑，且在合理的監督管理和準入協議下，使得電能可以在為輸配電系統提供服務。智能電網相當于“綜合管理體系”，其普及應用將對提高電能的使用和控制起到積極的作用。使用智能電網可以減少污染，對整個電力系統的運行起著關鍵性作用[3]。有效管理輸配電間能源雙向路徑流動，確保自我檢測、自我診斷、自我保護、自我修復的配套識別系統參與電網管理。控制能源與原有電壓相互融合后，由智能電網統一穩定調控融合后接入的電壓安全穩定。

2.3 先進的智能調度技術和電子技術的使用

智能電網是一個綜合復雜的系統工程，不同的電力調度技術可以在不同的電力需求上發揮各自的優勢，將不同的儲能介質結合起來，揚長避短，發揮各自的作用，實現混合儲備能源的有機結合，并提供最大的能效利用率。通過數據電子技術的調控，實現能源的合理化分配，達到智能電網體系自行治理，自行調控，節約能源的優質高效供電技術。

3 智能電網在電力技術及電力系統中的應用

3.1 自動檢查

智能電網的普及與應用在當下的電力系統中的發展趨勢逐漸呈現，供電穩定的前提需要電力技術及電力系統作為支持，是電力企業不斷追求的工作重點和目標。自動檢查是通過互聯網信息平臺技術進行數據分析與篩選來完成的，人們通過互聯網信息通道，結合實時監測數據對電力系統進行控制和自動檢查，對電力系統中各個環節存在的問題和隱患做出及時應對和反饋，并將這些情況反饋給計算機終端。供電公司只需保證智能系統的穩定性，將自動檢查隱患能力大大提高。

3.2 自動尋找

智能電網利用互聯網技術對電力系統實施遠程監測，對電力系統中各個環節存在的問題和隱患做出及時應對和反饋，包括對供電線路故障的排查，并將這些情況反饋給計算機終端。在自動尋找的同時，對整個電力系統進行有效監控。為電力系統運營過程中的困難排查提供了技術支持，大大提高了智能電網在電力系統中第一時間解決問題的能力。

3.3 自動求解

智能電網能夠對較為復雜的問題進行自動分析，并在第一時間自動選擇最優方案傳輸到計算機，通過網絡銜接實現對電力系統管理的調控。實現智能化調度，提高了天電力系統自動化管理程度。運用特殊設備作為承接平臺，最終對整個電力系統運營情況同步監測[1]。利用智能電網對電力系統實施監測和管理，不僅可以提高電力系統運營管理質量，還可以節省人力成本，方便管理。

3.4 柔流輸電技術

利用智能電網及相應設備的配合使用，通過雙向路徑控制、電力能源調整、持續供電等多樣柔性組網技術，為電網提供較為靈活的交流、直流、交直流混合能源。保證用戶使用電能使用的安全穩定，優質可靠，更好的服務于人們的生產生活中去，推動人類的進步[4]。

采用柔流輸電就是修改電網輸電數據，保證輸送電壓的穩定；在智能電網質量優化方面，根據不同用戶的用電需要，在智能電網啟用過程中將電能分為不同的類別，并根據相應類別的特點進行不同的管理模式，使之提供的電源高質穩定，滿足不同生產生活需要，做到能源使用最大化。

3.5 高壓直流輸電技術

在智能電網管理中，通過高壓直流輸電技術可以提高電能轉換效果，例如在電網輸電部分，由于電網運作程序較為復雜，想要實現高質穩定輸送電能，利用高壓直流輸電技術保持電壓穩定，防止電網因受到干擾被破壞；在電網電源部分，無論直流電流還是交流電流，在變電時，要利用高頻變電設備控制電流的使用，經過電網電源的這一處理后，再重新分配到需要的用戶中；在電網發電部分，除傳統的發電方式外，可利用先進的設備對電網發電的方式進行改變，從而有效提高了電能產量，且完成了電流間的相互轉換，降低電能在轉換過程中的能量消耗，減少了因此給設備帶來的損失，提高電網發電的工作效率和工作質量。

4 結語

目前我國電力系統管理工作效率難以提升，質量、安全問題時有發生以及成本難以控制等問題，而為了解決這一問題，需要引進智能電網管理模式。利用智能電網保證電力系統安全穩定運行是電力行業必須面對的課題。智能電網已經成為了重點討論對象，作為提升電力系統智能化水平的手段，除了能夠提高電力系統規劃利用率，更能為傳統電網的變革和突破起到重要的作用。最終促使智能電網管理逐漸趨向于科學化和標準化。

參考文獻

[1]鐘兆欣.智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用探究[J].黑龍江科技信息，2016，05（31）：87.

篇（6）

很早之前我國就多次出現電力緊張的問題,國家也加快了電力建設的速度。但是由于由于各種新能源的融入,現在的電網變得越來越復雜,為了提高電網的高效、可靠的運行和控制,電網引入了不同級別的智能手段,在電網安裝大量的傳感器和執行元件以采集電網安全穩定運行與控制所需的智能信息。從此我國智能電網的產生。

1我國智能電網的現狀

目前,我國輸電線路骨干網架是由220kV、330kV、500kV交流輸電線路與數條500kV直流輸電線路組成的。在全國范圍形成5個區域電網和南方電網。其中,華東、華北、華中、東北4個區域電網和南方電網的主網架是500kV直流輸電線路,西北電網以330kV網架為基礎,在2005年9月26日成功的建成了第一條750kV的官亭-蘭州東輸變電示范工程并投入運行。與此同時,北、中、南三大電網之間

可以局部地區相互連接。但是,由于我國地域縱深較大,各地區發達程度不一,市場經濟體制不完善,地方保護主義,相關管理機制不合理,用電價格過高或過低等原因的制約,都會波及以上聯網的發揮。

2國外智能電網的發展狀況

2.1美國

2006年,美國IBM公司以及全球電力專業研究機構、電力企業合作提出了“智能電網”解決方案。2008年4月,美國科羅拉多州波爾得市成為全美第一個建成智能電網的城市。2009年1月,美國政府了《經濟復興計劃進度報告》,指出將陸續鋪設或更新約4800km輸電線路,并將為4萬多個美國家庭更換智能電表。坐落在科羅拉多州首府丹佛西北40km的小城波爾得(Boulder),已經成為美國第一個智能電網城市。

2.2日本

日本結合自身國情,由美國開發的智能電網解決方案,并主要圍繞大范圍利用太陽能等新能源,保證電網工作穩定,形成智能電網。日本政府與其電力公司合作,著手在孤島試驗構建大范圍的智能電網,主要驗證在電網中大范圍使用太陽能提供電力的條件下,怎樣統一控制剩余電力以及頻率波動、蓄電池等問題,其中,比較受關注的是關于可再生能源與電力系統相怎樣融合的“智能電網項目”。

2.3歐洲

歐洲的可再生能源有限,這要求建立跨區的能源交易和輸送體系來解決其戰略生存。目前,英、法、意等國均在快速促進智能電網的使用和革新,歐盟有關圓桌會議還進一步明確將依靠智能電網技術把北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能并入歐洲電網,來完成可再生能源大范圍集成的跨越式發展。

3我國智能電網建設的基本原則

根據我國經濟社會發展對以后電網的需求,中國智能電網必須包括相面五個方面的基本內涵:堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動。

堅強可靠的實體電網系統是我國堅強智能電網構建的物理基礎,是完成國家宏觀能源戰略、實現優化配置大范圍資源、確保國家能源安全的基石,并且也是防止多重故障、外力破壞、信息攻擊、防災抗災的基礎。

經濟高效是對中國堅強智能電網發展的基本要求。清潔環保是經濟社會對中國堅強智能電網的基本訴求。

透明開放是中國堅強智能電網的發展理念。這種理念即智能電網可以為市場化電力的搭建提供透明、開放的操作空間,以公開、透明的市場原則來為電源與用戶實施管理、提供服務。同時,還能夠滿足用戶多元化、個性化的需求,充分利用電網資源,以開放的形態為社會提供其他附加增值服務,并充分利用社會公共資源提升綜合資源利用率,從而大大提高電力行業和其它產業的核心競爭力。

友好互動是中國堅強智能電網的主要運行特征。

4目前我國智能電網的建設情況

2007年10月,華東電網有限公司正式進行智能電網可行性研究項目,在緊密跟蹤國外先進電力企業及研究機構智能電網的研究成果,同時考慮華東電網的目前的條件以及將來發展的要求之下,提出了三個階段的發展目標和行動計劃。在2008年底,華北電網有限公司、山東電力集團公司、遼寧省電力公司、中國電力科學研究院等電力企業和研究機構也開始相繼進行智能電網的研究工作。

篇（7）

中圖分類號：TM727

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）20-0019-03

1　智能電網下電能計量變革趨勢

電能計量是國家電力能源領域的一項重要技術和基礎管理，隨著我國經濟發展，電能計量工作在我國電力管理及電網完善過程中的重要性也越來越突出。它不僅是電力行業正式運行的先行官，而且是電力行業及與電力相關的民生建設項目正式運轉的技術基礎。

然而隨著經濟與社會的發展，電力行業的工作方式以及人民的生活方式都已經發生了深刻的變化，這些變化與發展對電能計量提出了新的要求。需量電價和分時電價的實施，電能質量監控和無功計量的應用，預付費、網上處理電費、接電和斷電等電子商務模式在電力生活中的發展，使得傳統感應式電能表和管理模式難以滿足要求，一個高度智能化、信息化的智能電網的構建已成為電力改革的當務之急。而智能電能計量系統作為智能電網構建的重要組成部分，也將成為電能計量未來發展和改革的趨勢。

在智能電網建設的大背景下，電能計量技術進步和設備更新的步伐也將會大大加快，一批采用智能技術的電能計量產品將會產生，舊有的電能計量裝置和檢定設備將逐漸被淘汰。長期以來存在的技術問題和產品缺陷會因此得到解決，電能計量的準確性、可靠性以及檢定技術水平將會大幅提高。此外，電能計量室內檢定、現場檢驗、量值傳遞、實驗室管理、資產物流及計量器具管理的全過程也將實現電子化、智能化，形成智能檢定系統和智能管理系統，從而從根本上杜絕了由于人工管理和手工操作可能產生的偏

差和漏洞，提高工作質量和工作效率。

2　智能電能計量系統的特點及帶來的影響

2.1　智能電網下電能計量系統的結構和功能特點

電能計量智能化的核心思想，就是基于電子信息技術、網絡通信技術和現代管理思想，構建起一套以數字信號傳輸、高度信息化、操控智能化為特點的智能化系統，實現從數據采集到數據分析存儲，再到信息反饋的全過程數字化和自動化。該系統將主要由智能電能表、智能互感器、高速通信網絡、信息分析處理中心以及相應的智能檢定、管理系統組成。智能電能表、互感器用以采集數字化計量信息，并將這些信息通過高速通信網絡上傳至信息分析處理中心，信息分析中心對接收的數據進行分析整理，再將之傳送給供電公司相關管理部門和用電客戶，并自動生成電量電費清單、故障處理指令以及各種統計分析報告。

智能電能計量系統實現了從數據采集到數據分析存儲，再到信息反饋的全過程的數字化和自動化，也就為實現智能電網的信息化和智能化提供強有力的數據和智能支撐。它通過安全智能的信息采集和測量技術，為智能電網提供準確實時、翔實可靠的數字化測量數據信息，同時可通過高度信息化的智能電能計量系統，搭建起一個連接用電客戶與供電公司交流的平臺，并從遍布整個電網系統的各個計量節點處獲取計量信息，有助于管理電網中數量眾多的發電廠、變電站、輸電線路和配變臺區，并及時有效地發現和解決電力使用過程中的問題，提升供電公司的服務質量，實現電網安全、高質量地運行。

2.2　智能電網下電能計量系統帶來的影響

智能電能計量系統實現了全封閉自動化的室內檢定，將電能表的現場檢驗實現遠程化、自動化控制實驗室環境，并且使得資產管理、物資配送和標準設備的管理更加規范和精細。這些作用從根本上改變了人工管理和操作存在的弊病，將可能出現的質量漏洞控制在最小的范圍內，有效地提高了工作效率和質量。

智能電網的不斷升級及新技術的誕生，加快了電能計量系統的技術改進和裝備更新。電能計量系統的不斷發展變革，使一批新穎的計量產品應運而生，老舊的電能計量設備不斷被淘汰，一些長期存在的技術問題和缺陷在升級過程中得到完善解決，最終會使計量的準確性、可靠性以及檢定技術水平得到提高。電能計量的智能化實現遠程自動抄表和設備實時監測，從根本上解決了傳統人工抄表模式的問題，使電能計量設備得到全方位改善。

3　智能電能計量發展變革存在的問題及改進

3.1　智能電能計量系統變革存在的問題

（1）電能計量智能化技術不成熟，缺少使用和維護的經驗。由于操作人員對于電能計量的使用缺少必要的培訓，對于技術的生疏經常會導致電能計量的失準，這其中測量準確度的溫度漂移和在長期運行過程中可靠性比較差的問題，仍需要進一步改進和完善。計量人員的技能素養和管理能力必須得到相應的提高，及時進行操作人員培訓不可或缺，計量人員要能夠輕松勝任智能電能計量系統的操作和維護。

（2）新型智能計量設備使用全新的檢定技術方法和新的改進標準，相應的全套改進案也要同步進行，智能化電能計量設備的制造標準和功能等都力求設備的完善和統一。此外，如何處理由于智能電網的建設大批更換下來的老舊計量設備，避免資源浪費，也是必須要重視的問題。

3.2　智能電能計量系統變革的改進

（1）關口計量的改進。關口計量要實現設備的生命周期全管理，并及時傳遞和反饋監督信息。這一改進有利于實現動態監督管理，從而促進關口計量監督的規范化和系統化。子系統實現關口計量設備的流程化、網絡化和信息化，其主要有流程管理、運行監督、庫存處理、查詢統計等功能。

（2）不斷完善標準裝備器。電能計量裝備器是指包括電能表、TA、TV及計量箱等在內的電能計量設備。其審批和考核都要一定的流程，要實現電能計量裝備資產的動態管理，也就是對各種計量器具裝備進行專業的臺賬管理，裝備的編寫、修改、查詢、刪除都要有具體功能體現。

（3）質量監管。首先，現場檢校。現場檢校包括電能表和互感器的現場檢校。在實際工作中，對于高中電能計量設備的檢校相當重要，這樣有利于提高電能計量的質量。其次，將信息管理實現標準化。標準設備資產管理用于登記所屬設備的資產，包括各種參數和技術數據及標準化設備的歷史記錄等。最后，監管統計報表。這項監管工作主要是針對電能計量裝備的統計數據、標準清單、流轉登記表、分類賬目等進行的全局管理。當然，這其中還包括很多年度、季度清單，工作流程計劃表等，從而進一步實現信息管理。

（4）注重計量人員培養。培養計量人員是不可或缺的，這就要求對計量人員的培訓、考試以及成績等進行統計和比對，將計量人員的考核結果與年終評比結合起來，以對計量人員做出綜合評估。利用電能計量系統，可以輕松地實現對計量人員的統計，計量人員的各類信息都可以在信息管理中體現出來，這在監督的過程中也有利于對人員的培養。

4　結語

電能計量技術的變革不斷深入，進一步奠定了電能計量在計量工作中的重要地位。不斷深化的電能計量技術將推動電能計量手段和管理模式更新換代，進一步對計量統計工作作出貢獻，提高經濟工作的質量和效率。智能電能計量系統的改進建設，有利于提升操作和管理水平，提高計量統計的準確性和可靠性，這項變革是電能計量領域的機遇和挑戰。只有做好充分準備，才能以全新姿態迎接電能計量智能化時代的來臨。

參考文獻

[1]　陸祖良．電能表計量現狀和問題討論[J]．中國計量，2009，（1）．

篇（8）

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0095-01

隨著世界能源危機的加劇，發展新型的智能電網已經成為世界各國關注的熱點問題。2009年，我國提出建設“堅強智能電網”的戰略規劃，加強建設以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的信息化、自動化、互動化的一流電網，也給繼電保護技術的發展提出了新的機遇和挑戰。

1 智能電網主要特征及其技術支撐體系

智能電網（Smart Grid）與傳統電網相比，更加靈活、自愈、清潔，它是高度自動化、信息化、電力潮流和信息量雙向流動的電能供應系統。

1.1 智能電網的主要特征

與目前電網的功能相比較，智能電網具有以下特征：

①對外界干擾的快速自愈能力。傳統電網在面對突發事件、自然災害、恐怖襲擊時相對脆弱，如2003年的美加大停電，由于網架結構、電網設備和調度、保護控制等方面的原因，從美國克利夫蘭開始迅速蔓延為北美歷史上最大范圍的停電，造成了巨大的經濟損失。智能電網具有快速自愈能力，傳感器和智能設備可以自動預警，并具有持續監測和自我測試能力。

②較強的預測和抗干擾能力。傳統電網在面對干擾時，可以動作于保護跳閘，智能電網則可以獨立的識別系統干擾并進行檢測分析，可以對干擾實現預測，并進行主動的預防性控制。

③電網能源結構更加優化。傳統電網中，以一次不可再生能源為主，含有少量的分布式能源和儲能形式，智能電網可以兼容所有的發電和儲能形式，支持分布式電源的即插即用，大量清潔能源，包括風電、光伏、潮汐等將接入電網運行。

④透明而靈活的分時電價。傳統電網中，電價相對不透明，不可以實現實時定價，用戶不能積極參與電網的優化和運行，智能電網由于能夠采集充分的電價信息，可以實現分時電價，方案相對靈活。

1.2 智能電網的技術體系

結合上文所述，可以將智能電網的支撐技術總結為六大系統：靈活的網絡拓撲系統；高度集成的通信系統；發達的傳感和測量系統；新型繼電保護系統；快速故障診斷和排除系統；實時運行決策系統。

作為智能電網支撐技術的六大系統之一，繼電保護技術領域因智能電網的發展而發生了深刻變革。特高壓交直流輸電、可再生能源并網、靈活多變的電網運行方式變化、大量電力電子元件應用等新的發展形勢，催生了智能電網背景下的繼電保護新技術發展。

2 智能電網背景下的繼電保護新技術

2.1 適應超高壓交直流混聯

我國已經成為世界上交直流運行電壓等級最高的國家，根據規劃，2015年，“三華”同步電網將建設成為“三縱”、“三橫”的網架結構，超高壓交直流混聯對繼電保護提出了更高要求。

首先，隨著電壓等級的升高，在發生故障時，電網的非周期分量衰減逐漸變慢，暫態特性更加復雜，并帶來巨大的諧波分量，給保護的互感器傳變特性提出更高要求。應用于特高壓的互感器要求具有更強的性能，并針對電網特性進行更好的濾波和直流分量處理。

其次，電網暫態特性日益復雜，給繼電保護內部使用諧波判據的難度變大，例如，對變壓器保護來說，傳統的二次諧波制動和波形識別等判據可能失效，內部故障與勵磁涌流的區分更加復雜。

此外，高壓交直流混聯還帶來許多新的特殊問題，例如超高壓長線路的串聯補償和電容電流問題、同桿雙回線路的零序互感和跨線故障問題、交直流互聯暫態特性與計算誤差問題、高壓直流輸電控制保護的特殊性問題等，都需要繼電保護設備進行特殊處理。

2.2 考慮可再生能源并網

智能電網發展的一個突出特征，就是以風電、光伏、新型儲能為代表的新能源的大規模接入。新能源具有清潔、高效、可再生的特點，然而，新能源由于來源不穩定、并網技術不成熟等原因，在接入電網時，可能給電能質量、電網運行、故障電流帶來一定影響。

以風電為例，風電接入后給接入點下游電流保護帶來助增電流，可能導致保護誤動，給接入點上游帶來的分支電流影響可能導致電流保護II段拒動，此外，當風機接入點相鄰饋線故障時，還存在方向電流，可能導致保護反向誤動。此外，風機的接入類型、工作狀態、控制策略和故障類型不同，對故障電流產生的影響也不同，電網的潮流分布和短路電流特征更加復雜，有風電接入的繼電保護裝置必須考慮這些變化并在判據中加以優化，使得保護既能夠適應單向潮流，又能夠適應雙向潮流的影響。

2.3 大量電力電子元件應用

隨著智能電網建設的不斷深入，大量電力電子元件應用也日益增多，如無功補償器、可控串補、潮流控制器、換流器等，電力電子元件的應用有利于改進電能質量、提升控制策略的靈活性，但與此同時，也給電網運行特性帶來了質的變化。

電力電子器件具有較高的開關頻率，在系統中將產生大量的諧波，此外，FACTS元件在風能、光伏并網、直流輸電等中的應用，還存在繼電保護設備與電網控制策略協調的問題，繼電保護裝置設計時，必須考慮電力電子元件帶來的諧波影響，尤其是直流線路中，行波保護作為直流線路的主保護，受到接線方式、波速和FACTS元件特性影響，依然存在行波信號不確定的問題。

2.4 定值配合式保護有待改進

智能電網背景下，靈活多變的網絡拓撲和系統運行方式使得很多傳統保護的缺點暴露，不再適應電網發展。目前，以光纖電流差動為代表的主保護依然是電力系統主流的保護方法，然而，很多傳統的后備保護表現出了較大的局限性。主要體現在以下幾個方面：

首先，后備保護與系統的整定和配合比較復雜，為了確保后備保護的可靠性，常常需要犧牲其選擇性和靈敏性，導致后備保護的動作時間過長。其次，后備保護對系統運行方式變化的適應性較差，對于智能電網下運行方式的靈活變化帶來的電網潮流改變，經常不能很好的區分，導致越級跳閘或拒動。

2.5 廣域保護的發展和應用

廣域保護是近年來繼電保護技術的研究熱點，它改變了傳統繼電保護僅能利用單端量和雙端量的現狀，能夠通過高速、實時、準確的信息通信，采集多點和多類型信息，從而實現對保護的開放/閉鎖，以及相關的邏輯判別，并動作于告警或跳閘。

廣域保護具有集中式、IED分布式、站域集中和分布相配合的三種模式，由于對故障的檢測更加全面，所以，廣域保護能夠更好的適應系統運行方式的變化，降低繼電保護裝置對定值整定的依賴，并有利于提升系統躲過負荷和振蕩等異常情況的能力，由于廣域保護采集的量相對較多，信息交互時間較長，所以保護的快速性很難達到主保護要求，但可以較好的承擔后備保護的功能，或充當第二套主保護。

3 結 語

作為電網運行的第一道防線，繼電保護和安全自動裝置在智能電網發展背景下，也在不斷探索與進步。新能源的開發利用、特高壓交直流混聯、電力電子元件應用成為智能電網的突出特征，智能電網背景下的繼電保護技術，依然存在巨大的發展空間。

參考文獻：

篇（9）

摘 要：高速鐵路由于其運行速度快、運輸容量大，是我國近幾年重點發展的交通運輸方式之一。然而高速鐵路的接入將對電網造成一定程度的影響，為此對高速電氣化鐵路牽引站接入電網的電能質量環境進行分析具有重要的意義。首先詳細闡述了相關電能質量標準，高速鐵路牽引供電方式及負荷特征，然后詳細研究了高速鐵路負荷接入電網的電能質量環境，得出了高速鐵路負荷接入電網的電能質量環境具有大量的諧波、非線性、沖擊性與波動性等重要結論。

關鍵詞 ：高速鐵路；電能質量標準；牽引供電方式；負荷特征；諧波；非線性；沖擊性；波動性

中圖分類號：TM701 文獻標識碼：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．11．047

收稿日期：2015－04－21

1 三相不平衡特性

三相電壓不平衡度在電能質量國標中的描述公式為：

εU=U1/U2×100% （1）

式中：U1—正序電壓的平方根號植，kV；U2—負序電壓的平方根號植，kV。

現如今，中國電氣化鐵路的牽引站一般向電力機車提供50 Hz功率，且采用單相交流供電方式。電力系統運行中的電流三相交流制，三相交流電要求電流A、B、C三相以及電壓A、B、C三相對稱。且為了保證電壓電流的三相對稱性，則要求接入A、B、C三相的負載平衡，即要求有效值匹配、f同步、δ角之差為120°，正相A的δ角大干B項120°，B項大干C相120°。在我國的三相交流電力網架中，當三相負荷達到上述均衡時，三相交流網絡中的電流和電圧（電流和電圧均為相量）成正弦曲線呈現。

因不接地系統的高鐵負荷不會產生零序分量，只有正序分量以及負序分量，因此單相供電方式是高鐵負荷產生三相電圧不平衡的根本原因。

我國高速鐵路供電系統將三相電源轉化為單相電源后供給電力牽引機車。由于高速鐵路電力機車是一種大功率的單相負荷，而一般采用的牽引變壓器為不平衡供電方式，因此高速鐵路機車在運行時會產生很大的負序電流，會對電力系統產生一系列的危害。

負序電流對電力系統的影響可以分為兩大方面，即對一次設備的影響和二次設備的影響：

（1）負序對電力系統一次設備的影響。對發電機而言，在定子回路中有不平衡負荷時，將產生負序電流，負序電流經過定子繞組時，形成負序旋轉磁場。負序旋轉磁場會由于電磁感應及電磁力的作用在發電機相關部件形成附加電流和感應渦流、附加力矩，引起發電機出力減小、局部過熱、破壞轉子部件的機械強度，溫度升高影響絕緣。對電動機而言，由于電動機的負序阻抗很小，電動機兩端加以很小的負序電壓就會引起很大的負序電流，導致電動機繞組銅損增大，引起局部過熱而燒毀。此外，負序電流還會在定子繞組中產生與正序磁場相反的反向旋轉磁場，使轉子鐵芯疊片中產生渦流，增大轉子鐵損、發熱增加，并且反向旋轉磁場會產生轉子制動力使其出力減小。對變壓器而言，不平衡電流的存在降低了變壓器的額定出力，變壓器的有效利用率降低。負序電流還會增加渦流損耗、引起變壓器漏磁增加和局部過熱等問題。負序電流的存在使線路的輸送能力大為降低，并且增加了輸電線路上的損耗。

（2）負序對電力系統二次設備的影響。對二次設備的影響主要是負序分量對繼電保護裝置的影響。以負序電流濾過器為啟動元件的繼電保護和自動裝置，如發電機的負序電流保護裝置、變壓器的復合電壓啟動過電流保護裝置、相差高頻保護裝置以及故障錄波器等，當受到電氣化鐵路產生的大量負序流注入時，引起保護裝置誤動作，引發電力系統供電故障。此外，負序電流還會影響一些對電能質量要求較為嚴格的工業企業，比如IT產業、微電子芯片制造業等，負序電流的存在可能導致設備運行異常，產生不合格的產品或者錯誤數據，造成巨大的經濟損失。

2 諧波及非線性

2.1 諧波的概念

對于周期為的非正弦電流（或者電壓）i（ωt），可分解為傅立葉級數：

其中，n為自然數，a0為直流分量，an為第n次諧波的幅值，nω為第n次諧波角頻率，

為第n次諧波的初相角。n＝1的分量成為基波，n＞1的分量成為諧波。

總電流有效值的定義：

Irms：總電流有效值，In：亦為有效值。

諧波含量的定義：

諧波電流含有量等于各次諧波電流有效值平方和的根值，IH：電流的諧波含量，

關于某一次諧波百分占比：

第n次諧波電流含有率表征各次諧波的比重，I1：基波電流有效值。

電流諧波總畸變率：

IH：電流諧波含量，I1：基波電流有效值。

非正弦電路的有功功率：

Un：第n次諧波電壓有效值， In：第n次諧波電流有效值，φn：第n次諧波電壓與第n次諧波電流之間的相位差。

非正弦電路的視在功率：

非正弦電路的無功功率：

φn：某一次電壓及電流相間相位之差值。

非正弦電路的畸變功率：

S：視在功率，P：有功功率，Qf：無功功率，

Qf描述系統里擁有相同頻率，電壓和電流存在無功量差值大小；D表示所占比例大小。

2.2 諧波的危害

對電網影響：由企業使用大范圍大功率變頻器、中央空調、節能燈具、UPS等交直流轉換電力電子儀器。由這些儀器使用而逆向送出高次諧波逆流匯流至高壓供電網絡，因供電網絡固有的等效阻抗，流經的諧波電流會產生巨大的電壓降，使得供電網遠電源端電壓降過大，往往拉低配電系統壓降值，達不到終端企業和單位對電能質量需求；同時大量諧波電流進入電力系統，諧波電流擾動往往會使繼電保護裝置在無故障的情況下誤動作，造成非計劃大面積停電事故，這對供電部門和用戶而言都將是巨大的損失。對生產設備的影響：諧波電流流入到生產設備，會嚴重威脅到設備的使用安全和壽命，因諧波導致過低的供電電壓，電機無法正常順利啟動，其啟動電流值會大大超越正常啟動電流，致使電機線圈發熱極為嚴重，進而燒毀電機。對電容器的影響：在配電系統里，電容本體會受到諧波產生的各種危害。對線路影響：主要有能夠對通道線路可靠性構成干擾威脅。

2.3 典型交直交電力機車各次諧波含有量

交－直－交型傳送型的動車諧诐頻譜比較長，且含有的諧波次數都不高。已知CRH2型列車組的奇次諧诐電流值都不大干2％。本次諧波計算依據典型交直交機車諧波電流含量和近期牽引變接入系統方案進行初步的諧波分析評估，待鐵路部門提供詳細的運行圖和諧波特诐性測試結果后再進行校核。機車各次諧波含量參見表1。

交-直-交電流變化類型的牽引動車的諧波分布特點如下：

（1）采用脈沖寬度調制的整流器，交－直－交型牽引列車與采用晶閘管技術整流的交－直型牽引列車相比，其注入系統的奇次諧诐電流僅為交－直型牽引列車的1/3～1/4，然而當諧波頻率f＞1 500 Hz時，機車運行時注入電網的諧波明顯增加。當頻率較高時，難以通過濾波器有效濾除，這無疑成為電力系統中弱化諧波危害的難點之一。

（2）四象限整流器會產生直流分量以及頻率較高的諧波分量。二次諧波分量將使三相異步電動機電流產生脈動，特別是當逆變器輸出頻率與諧波頻率相近時，將使異步電動機產生嚴重的三相電壓不平衡。

（3）諧波電流劇烈波動，其幅值取決于饋線電流大小，且具有日周期性。

2.4 非線性

由于電力機車的整流裝置大量采用大功率電力電子器件，因此電鐵負荷屬于典型的電子開關負荷，其屬性不是均勻線性變化的，將導致電壓電流波形發生波形的畸變，造成大量諧波分量注入電網網架。當前諧波的注入已成為電鐵負荷接入供電網絡的一個重要電能質量指標。

交－直－交電力機車由幾個主要部件構成，其中包括車輛裝載變壓器、變流系統、用于電力機車的牽動型電動機等，其變流系統由電壓型四個象限組合的脈沖整流儀、直流轉換器和逆變器構成。已知接觸網中電流為25 kV的單相工頻交流，而機車的運行需要直流電供給，則可通過加裝整流器得到。同理可知逆變器的作用，即是把直流逆變成三相交流，且交流電的U和f都是可以調節的，以驅動異步牽動型電動機。直流環節主要由二次諧波濾波器、支撐電容和過電壓保護回路構成，用以維持中間直流電壓恒定。

3 高鐵列車的再生制動功能

列車運行時需要從電網汲取功率，是將電能轉換為機車前進的動能的能量守恒轉化過程。然后再生制動過程即是正常運行過程能量轉換的反過程，即機車前行中產生的動能轉變為電能的過程。這部分電能可以直接輸送到電網中去，為其他符合提供電能，或者使用儲備裝置先儲存起來，以供不時之需。再生制動的開發可以充分利用電網供給的能量，當列車在剎車減速的過程中利用再生制動功能實現耗能的最大優化，實現能源利用率以及經濟性最優化。

目前我國高鐵機車基本使用交型牽動電動機、交－直－交轉化變動方式、絕緣柵雙極型晶體管牽導換流器等較成熟的技術。可逆變狀態是牽引機車的再生制動的理論基礎。

機車在制動過程中形成的功率以受電弓為接觸媒介反饋至與電力系統相連的接觸網絡中。這部分功率首先儲存在接觸網其中一個供電臂中，當另一輛列車通過時即釋放儲存的電能，或者以一定的電壓電流大小反饋至電網網架中。再生制動技術的使用能夠避免對輪兩鐵道踩面或機車減速盤造成消耗損害。

4 沖擊性與波動性

高鐵電氣化鐵路具有高速運行、電壓電流幅值振蕩明顯且振動頻度高等特點，屬于最具代表性的日波動型用電客戶。機車在行駛過程中有加速、制動等各種工況，同時受牽引重量、機車類型、線路坡度、曲率、風阻、追蹤間隔時間，以及牽動引導變電站中功率配給方案等多種因素影響。綜上所述，牽引負荷呈現出顯著不確定性波動屬性。

高鐵負荷的列車功率呈現明顯的不對稱性、波動性和沖擊性，且隨時間無規則變化。

參考文獻

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篇（10）

1 前言

現代社會對電力系統提出了新的任務：要求電網更高效、更潔凈、零排量。智能電網能夠滿足這樣的要求，它能滿足用戶對電力的需求，能優化資源配置，更好提高電力系統的可靠性和經濟性，同時能滿足保證電能質量和環保約束，適應新形式下電力市場化發展等任務。智能電網日益成為現代電力系統規劃的主流。

2 智能電網的概念

智能電網在我國又稱“堅強-智慧電網”。它是以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網，它能夠實現可觀測（能夠監測電網所有設備的狀態）、可控制（能夠控制電網所有設備的狀態）、完全自動化（可自適應并實現自愈）和系統綜合優化平衡（發電、輸配電和用電之間的優化平衡），從而使電力系統更加清潔、高效、安全、可靠。

3 智能電網的關鍵技術

3.1 發電、輸入配電與儲能技術

在電能生產、輸配、使用等這幾個重要過程中，電能生產環節是整個電力系統中減少污染排量最主要的一步，智能電網更多地采用無污染可再生的風電、水電等多種新能源進行分布式發電。分布式發電技術生物質能發電技術、有風力發電技術和地熱發電技術等。輸配電技術發展流方向是特高壓輸電技術和高溫超導輸電技術，特高壓輸電技術可以實現大功率、長距離輸送電能，極大地提高了電網輸電能力，同時可實現遠距離各大電網互相聯接。

高溫超導輸電技術主要包括高溫超導電纜的結構與輸電方式和超導電氣設備等，是智能電網的輸配電發展方向，隨著高溫超導體材料技術的進步，這種新的輸電技術比傳統輸電技術有環境污染少、電能損耗小等優點。

分布式儲能裝置有飛輪儲能、電池儲能、壓縮氣體儲能、抽水蓄能等，超導儲能等。智能電網更多使用新能源、潔凈能源和可再生資源，能極大地改善環境，特別是減輕溫室效應有積極作用，同時緩解了我國傳統能源分布不平衡問題，所以該技術被廣泛應用。

3.2 電網通信技術

智能電網的多種數據傳遞、保護和控制信號都需要大量信息流量，需要創建高速、雙向、集成、實時的通信系統，是實現智能電網的基礎。通信網絡和電網一同分布到每家每戶，這樣就形成了兩個緊密聯系的網絡-電力網絡和通信網絡，只有這樣才能實現高速、雙向、集成、實時的通信網絡使智能電網成為一個動態的、實時信息和電力信息交換互動的大型公共基礎設施。當這樣的通信網絡建成后，它可以提高電網的供電可靠性和資產利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的各種攻擊，從而提高電網穩定性。這樣的通信系統是邁向智能電網的關鍵之一。

3.3 固態表針量測技術

智能電網不再使用現有電網中的讀取系統及其電磁表計，取代它們的是可以使用戶與電力生產單位之間進行雙向通信的智能固態表計系統。基于微處理器的智能表計系統有更豐富的功能，如可以計量每天不同時段電能的使用量和電費，還可儲存電力部門下達的高峰電力價格信息及電費費率，并通知用戶實施何種費率政策。更先進的功能有用戶根據費率政策，編制優質的用電計劃，自動控制用戶內部電力使用的策略。

電力參數量測技術是智能電網中最基礎的組成部件，高級的電力參數量測技術獲得數據并將其轉換成數據信息流，以供智能電網的各個系統調用。根據各種數據信息評估電網設備的健康狀況和電網的發展趨勢，進行智能固態表計系統的讀取、防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶及時溝通。

4 智能電網在電力系統規劃中的發展前景

4.1 當前電網規劃存在的問題

我國存在著電源與電網發展不協調、不平衡的問題。我國各大電網互聯輸電能力不完善，電網之間的互濟與跨電網補償能力還有待優化改進。由于各種因素，目前我國要實現大容量、遠距離輸送電能還較難滿足需求。所以國內電力系統的電網規劃很重要。

4.2 智能電網在電力系統規劃中的優勢

智能電網的顯著優點是能夠利用潔凈的、新型的、可再生的資源進行間歇性發電，實現保護環境、減少資源損耗，對于當今時代所提倡的發展低碳經濟，建設美麗中國有積極作用，符合可持續發展。智能電網實現智能化、優化調度，進行有效管理，用最低的成本提供符合期望的功能。在未來電網的發展中，有望實現智能電網與電信網絡、電視網絡的深度融合，具有美好的發展前景。

智能電網對國內電力系統的規劃提供了新的思路，電網規劃需要更加注重電網的動態運行特點，電網規劃需要注重用戶側的特性，電網規劃需要更加注重資源戰略計劃的發展。

4.3 我國智能電網規劃應用

驅動我國發展智能電網的主要因素是國民經濟的持續快速發展，而我國能源分布不平衡，火電、水電、風能等能源基地與負荷中心相距甚遠，這就使得我國以特高壓電網為骨干網架、各電壓等級電網協調發展的堅強電網建設成為發展智能電網的物質基礎。智能電網規劃在輸電領域多項研究應用已達到國際先進水平，在配用電領域，智能化應用研究也正在積極探索。明確提出：以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的通信、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、數字化、互動化為特征的國際領先、自主創新、中國特色的堅強智能電網；通過電力流、信息流、業務流的高度一體化融合，實現多元化電源和不同特征電力用戶的靈活接入和方便使用，極大提高電網的資源優化配置能力，大幅提升電網的服務能力，帶動電力行業及其他產業的技術升級，滿足我國經濟社會全面、協調、可持續發展要求。

5 結束語

智能電網是電網規劃發展中一種新前景，建設中國特色的堅強-智慧電網，規劃中國新型的智能電網發展戰略，是我國當前電網規劃的奮斗目標，也是發展前景。

參考文獻

[1]蔡丹君，胡婧.智能電網的三個關鍵詞[J].國家電網，2009，（9）：42-43.