北极星智能电网在线讯:作者：聂光辉 (武汉工程大学电气信息学院)
摘要：国家电网公司确立了智能电网三步走的原则，2011年～2015年是全面建设阶段，能源“十二五”规划基本确立了智能电网建设的重要意义。本文主要通过对美国、欧盟智能电网的研究分析，并着重结合我国实际对我国智能电网的定义、发展驱动力以及关键技术进行研究分析，以期对我国智能电网建设中标准的制定、电力企业产品市场潜力发掘、未来技术的发展方向产生积极影响。
1智能电网的定义
1.1智能电网的起源
2000年开始，美国麻省理工学院、加州伯克利大学、加拿大麦吉尔大学开始了无线电传感器的研究。该研究的重点是国家安全和防控恐怖主义的袭击，其中“无线微尘项目”是该研究的第一个启动项目，致力于研究在有限的区域里，散布成千上万无线传感器件来实时采集数据，动态分析环境变化，及时作出预警和报警。这是世界上第一个体现智能电网研究内容的起始点。在发生极端事件时，应急管理是电网的一项重要功能。[1]它需要对电网故障进行判断、定位、重构和恢复等瞬间响应的自愈合特性，因此通过信息和网络建立对现场数据采集、监控、分析、管理等高效的决策支持系统便成为电网技术中一个新的技术方向。 从这个角度讲，智能电网的起源于对国家安全和反对恐怖主义的考虑。
1.2 智能电网的发展历程
2001年美国电科院(EPRI)最早提出“Intelligrid”(智能电网)，并开始研究;2003年美国电科院将未来电网定义为智能电网(IntelliGrid)。2009年5月21日，美国众议院能源和商业委员会通过《美国清洁能源和安全法案》，法案明确规定美国要发展智能电网，提高电力传输效率。
1998年至2002年实施的欧盟第5框架计划(EU’s Fifth Framework Programme，FP5)，开设了“欧洲电网中的可再生能源和分布式发电整合”专题，内含50多个项目，分为分布式发电、输电、储能、高温超导体和其他整合项目五大类。这些项目被认为是发展互动电网第一代构成元件和新结构的起点。2006年，欧盟理事会发布能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy),强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。[4]
1999年清华大学提出“数字电力系统”的概念，揭开了数字电网研究工作的序幕。2009年5月21日，在2009年特高压输电技术国际会议上，中国国家电网公司公布了建设以信息化、自动化、互动化为特征的“坚强智能电网”的研究成果。[3]
1.3 智能电网的内涵及其定义
智能电网是随着技术进步和业务需求逐步发展起来的, 不同的国家和组织都在以自己的方式研究和实践智能电网, 并各有侧重地在发电、输电、配电、用电等领域尝试各种技术，他们从不同的角度阐述了智能电网的定义和内涵。[5]到目前为止关于智能电网的内涵及其定义各国并没有统一的标准，中国也缺少大众化的统一描述。美国智能电网规划具备和电力用户互动、适应多种电源、支持新型电力市场、满足高质量电能需求、自愈能力和反外力破坏与攻击等特点[3]，主要是从国家安全和反对恐怖主义下的电网的应急管理来考量的，相比较而言欧盟对智能电网研究更加注重高灵活性、高可接入性、高可靠性和高经济性。2009年5月，我国首次提出智能电网发展目标，国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”期间表示：国家电网将立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。但是到目前为止，我国仍然没有就智能电网的标准形成统一，某些企业从商业的角度考虑，弱化了智能电网的内涵，模糊了智能电网的概念。
通过对大量的资料以及工程实例进行分析研究表明，本文将智能电网内涵阐述为：就是在安全的信息交互下，形成的以大电网供电为主、分布式电网可灵活接入或退出为辅的、高可靠性和高经济性的可统一管理和分级自主管理的、并能够和用户形成互动的、同时满足节能和多样性需求的电网网络。
2 我国智能电网的驱动力
2.1 国家能源的战略和我国能源的分布格局
随着我国经济的发展，人们对于能源紧缺意识逐步提高，发展清洁能源成了国家能源发展的重点，但是就目前我国的能源结构而言，一次能源消费中煤炭占70%左右，发电结构中燃煤发电量占80%左右，而我国煤炭能源多分布在西北部，用电大部分分布在沿海发达地区，这一格局短期内不会改变，以特高压供电为主的大电网长距离供电的格局短期内也不会改变。但是伴随着能源紧缺的以及能源消耗所带来的环境问题日益突出，国家已经开始大力发展光能、风能等清洁能源发电。清洁能源的发展要求加快建设智能电网[6]。随着清洁能源发电的发展步伐加快，必然引起清洁能源接入大电网的问题，由于清洁能源发电多存在不稳定性、不确定性，可控度不像常规煤炭发电技术那样成熟，这就决定了国家既要在现有的能源分布格局下发展特高压等大电网，又要从长远的角度考虑发展智能电网。
