第頁智能電網(wǎng)學習材料智能電網(wǎng)概述

概念性內容：

1.電網(wǎng)是電力網(wǎng)的簡稱，通常是指聯(lián)系發(fā)電與用電，由輸電、變電、配電設備及相應的二次系統(tǒng)等組成的統(tǒng)一整體。現(xiàn)代電網(wǎng)是目前世界上結構最復雜、規(guī)模最大的人造系統(tǒng)和能量輸送網(wǎng)絡。

2.隨著世界經(jīng)濟的的發(fā)展，能源需求量的持續(xù)增長，環(huán)境保護問題的日益嚴峻，調整和優(yōu)化能源結構，應對全球氣候變化，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為人類社會普遍關注的焦點，更成為電力工業(yè)實現(xiàn)轉型發(fā)展的核心驅動力。再次背景下，只能電網(wǎng)成為全球電力工業(yè)應對未來挑戰(zhàn)的共同選擇。

第一節(jié)

1.電網(wǎng)的建設歷程，始終是求進步、謀發(fā)展的探索過程，始終是依

靠科技進步和技術創(chuàng)新迎接挑戰(zhàn)、實現(xiàn)超越的實踐過程。

2.電氣化成為社會現(xiàn)代化水平和文明進步的重要標志3.三大發(fā)明1866年西門子自勵式直流發(fā)電機1876貝爾電話1879愛迪生點燈開創(chuàng)了電氣化新紀元

4.2009年底。額定容量5000mw的±800kv云南-廣東特高壓直流輸電工程成功實現(xiàn)單極投產(chǎn)；額定容量6400mw的±800kv四川向家壩-上海特高壓直流輸電示范工程帶電調試成功；中國成為當今世界直流輸電電壓等級最高的國家。

5.人們開始重新審視電網(wǎng)的功能定位。除電力輸送等傳統(tǒng)功能外，電網(wǎng)更是資源優(yōu)化配置的載體，是現(xiàn)代綜合運輸體系和網(wǎng)絡經(jīng)濟的重要組成部分，電網(wǎng)的發(fā)展也因此面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。

6.（安全可靠和經(jīng)濟高效）。電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，一方面有利于提高資源優(yōu)化配置能力，有利于大規(guī)模可再生能源的接入和輸出；另一方面，電網(wǎng)運行與控制的復雜程度越來越高，發(fā)生大面積停電的風險也日益加大，對實現(xiàn)電能的安全傳輸和可靠供應提出重大挑戰(zhàn)，電網(wǎng)的堅強可靠成為普遍關注的焦點。

7.促進電力清潔生產(chǎn)，降低電力輸送損耗，全面優(yōu)化電力生產(chǎn)、輸送和消費全過程，成為電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。經(jīng)濟高效的電網(wǎng)必將極大的推動低碳電力、低碳能源、乃至低碳經(jīng)濟的發(fā)展。第二節(jié)

1.智能電網(wǎng)，是將先進的傳感器技術、信息通信技術、分析決策技術和自動控制技術與能源電力技術以及電網(wǎng)基礎設施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。

2.智能電網(wǎng)的智能化主要體現(xiàn)在：①可觀測

②可控制

③實時分析與決策④自適應和自愈

3.一般認為智能電網(wǎng)的特征。堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成和優(yōu)化。

4.發(fā)展智能電網(wǎng)的驅動力。解決能源安全與環(huán)保問題，應對氣候變化。

5.中國發(fā)展智能電網(wǎng)的驅動力。①充分滿足經(jīng)濟社會快速發(fā)展和電力負荷高速持續(xù)增長的需求②確保電力供應的安全性和可靠性③提高電力供應的經(jīng)濟型④大力發(fā)展可再生能源，調整優(yōu)化電源結構，提高電網(wǎng)接入可再生能源的能力和能源供應的安全性⑤提高電能質量，為用戶提供優(yōu)質電力和增值服務。⑥適應電力市場化的要求，玉華資源配置，提高電力企業(yè)的運作、管理水平和效益，增強電力企業(yè)的競爭力。

6.國網(wǎng)公司建設堅強智能電網(wǎng)理念。立足自主創(chuàng)新，建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng)。按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設”的原則和“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準”

7.堅強智能電網(wǎng)：是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展

的堅強網(wǎng)架為基礎，以信息通信平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。

8.“堅強”與“智能”是現(xiàn)代電網(wǎng)的兩個基本發(fā)展要求。“堅強”是

基礎，“智能”是關鍵。強調堅強網(wǎng)架與電網(wǎng)智能化的有機統(tǒng)一，是以整體性、系統(tǒng)性的方法來客觀描述現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的基本特征。

9.堅強智能電網(wǎng)是安全可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放和友

好互動的電網(wǎng)：1，安全可靠是指具有堅強的網(wǎng)架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應；經(jīng)濟高效是指提高電網(wǎng)運行和輸送效率，降低運營成本，促進能源資源和電力資產(chǎn)的高效利用；清潔環(huán)保是至促進清潔能源發(fā)展與利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清潔電能在終端能源消費中的比重；透明開放是指電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享，電網(wǎng)無歧視開放；宇豪互動是指實現(xiàn)電網(wǎng)運行方式的靈活調整，友好兼容各類電源盒用戶接入，促進發(fā)電企業(yè)和用戶主動參與電網(wǎng)運行調節(jié)

10.信息化、自動化、互動化是堅強智能電網(wǎng)的基本技術特征：信息

化是堅強智能電網(wǎng)的基本途徑，體現(xiàn)為對實時和非實時信息的高度集成和挖掘能力；自動化是堅強電網(wǎng)發(fā)展水平的直觀體現(xiàn)，依靠高效的信息采集傳輸和集成應用，實現(xiàn)電網(wǎng)自動運行控制與管理水平提升；互動化是堅強智能電網(wǎng)的內在要求，通過信息的實時溝通與分析，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的良性互動和高效協(xié)調，提升用戶體驗，促進電能的安全、高效、環(huán)保應用

11.堅強智能電網(wǎng)的技術體系包括電網(wǎng)基礎體系、技術支撐體系、智

能應用體系和標準規(guī)范體系。電網(wǎng)基礎體系是電網(wǎng)系統(tǒng)的物質載體，是實現(xiàn)“堅強”的重要基礎；技術支撐體系是指先進的通信、信息、控制等應用技術，是實現(xiàn)“智能的基礎”；智能應用體系是保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、高效運行，最大效率地利用能源和社會資源，為用戶提供增值服務的具體體現(xiàn)；標準規(guī)范體系是指技術、管理方面的標準、規(guī)范，以及試驗、認證、評估體系，是建設堅強智能電網(wǎng)的制度保障。

12.國家電網(wǎng)公司堅強智能電網(wǎng)建設分為3個階段，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、

分步實施、試點先行、整體推進”的原則建設實施。第一階段：試點階段；第二階段：全面建設階段；第三階段：引領提升階段。

13.堅強智能電網(wǎng)的重要意義和主要作用概括為：

（1）具備強大的資源優(yōu)化配置能力；（2）具備良好的安全穩(wěn)定運行水平；

（3）適應并促進清潔能源發(fā)展；（4）實現(xiàn)高度智能化的電網(wǎng)調度；

（5）滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求；（6）實現(xiàn)電網(wǎng)資產(chǎn)高效利用和全壽命周期管理；（7）實現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動；（8）實現(xiàn)電網(wǎng)管理信息化和精益化；（9）發(fā)揮電網(wǎng)基礎設施的增值服務潛力。

第二章智能電網(wǎng)基礎技術

1.智能電網(wǎng)基礎技術主要包括。傳感與測量技術、電力電子技術、超導技術、電網(wǎng)仿真技術、可視化技術、控制決策技術以及信息通信技術。

2.傳感與量測技術將在智能電網(wǎng)中得到廣泛的應用。

傳感器。是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置。

光纖傳感器一般分為3類：（1）功能型光纖傳感器（2）非功能型光纖傳感器（3）拾光型光纖傳感器；與傳統(tǒng)傳感器相比優(yōu)點為：以光學測量為基礎，更穩(wěn)定、更可靠、更準確，不受電磁干擾、體積小、重量輕、可撓曲、靈敏度高、動態(tài)范圍大、電絕緣性能好、在易燃易爆、強腐蝕、強電磁場等惡劣環(huán)境中能夠穩(wěn)定工作。

智能傳感器技術的特點：（1）通過軟件技術可實現(xiàn)高精度的信息采集（2）具有一定的自動編程能力（3）功能多樣化

3.傳感器網(wǎng)絡的基本要素。傳感器、感知對象和觀察者。

4.rfid射頻識別。從20世紀90年代開始走向成熟的一種非接觸式自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。

5.實時通信技術：

通信系統(tǒng)的技術要求主要包括：

（1）支持保護和控制的高速、實時通信；（2）支持電力系統(tǒng)應用的寬帶網(wǎng)；（3）能夠處理應用發(fā)展所需的最高速率

（4）能夠訪問所有的地點，以支持監(jiān)控和保護功能；（5）在部分網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的情況下仍能連續(xù)工作。

6.廣域測量系統(tǒng)由。pmu（相量測量裝置）、主站（控制中心）和通信系統(tǒng)組成。其中pmu分為集中式（用于測量集中于單個集控室的廠站）和分布式（用于測量分布較為分散廠站）兩種，具有同步相量測量、時鐘同步、運行參數(shù)監(jiān)視、實時記錄數(shù)據(jù)及暫態(tài)過程監(jiān)錄等功能

主站接收、存儲、轉發(fā)、處理各子站的同步相量數(shù)據(jù)，根據(jù)子站的相量數(shù)據(jù)得到各子站對于參考站的功角差。在此基礎上，主站進行系統(tǒng)狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常擾動時能及時報警，并啟動各子站的錄波；另外，檢測系統(tǒng)可以通過實時通信接口與ems交換信息。

主站分為3個層結構。下層的數(shù)據(jù)通信主要功能是與pmu通信以及實時接收相量數(shù)據(jù)；中間層是實時數(shù)據(jù)庫，主要功能室存儲和管理測量數(shù)據(jù)；上層為動態(tài)信息應用層，提供量測數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)的接口。通信系統(tǒng)

廣域測量系統(tǒng)是按照分層分區(qū)原則進行信息傳遞的。

7.基于wams量測的電網(wǎng)動態(tài)測量及決策支持功能包括：（1）電網(wǎng)安全報警；（2）電網(wǎng)功角穩(wěn)定分析；（3）電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析；（4）電網(wǎng)擾動識別（5）風電廠運行監(jiān)視；（6）電網(wǎng)運行支持。

8.混合狀態(tài)估計

狀態(tài)估計為調度運行員提供了系統(tǒng)運行的實時狀態(tài)，其準確性在很大程度上決定了電網(wǎng)調度的可靠性。傳統(tǒng)的狀態(tài)估計是在rtu采集量上進行計算，魚魚pmu在數(shù)據(jù)測量的同步性及精度上的優(yōu)點，基于scada和wams的混合狀態(tài)估計性能得到了進一步提高。目前混合狀態(tài)估計主要包括以下兩種方法：（1）以scada數(shù)據(jù)為主的狀態(tài)估計;

（2）以wams為主的狀態(tài)估計.9.廣域保護分為；（1）基于廣域測量技術的繼電保護；（2）一種智能緊急控制系統(tǒng)，它不是針對個別元件的故障，主要解決電力系統(tǒng)大范圍穩(wěn)定破壞、連鎖反應事故。第二類廣域保護主要分為：（1）基于電網(wǎng)事件監(jiān)測的廣域保護（2）基于電網(wǎng)動態(tài)響應的廣域保護。

10.根據(jù)任務環(huán)境、時間跨度及空間范圍等特點，廣域保護系統(tǒng)工作流程可以分為4個層次：

（1）任務和子任務。任務是控制系統(tǒng)接受的來自調度人員的最宏觀的命令，其內容包括保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；子任務是對任務的分解，通常包括保證電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定、動態(tài)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定等。

（2）行為。是廣域保護系統(tǒng)為了應付不斷變化的電網(wǎng)狀態(tài)而采取的一種控制序列，每個控制序列都需要完成一定的工作目標。常見的行為如提高某區(qū)域電網(wǎng)的頻率、電壓等；

（3）軌跡。是電力系統(tǒng)在廣域保護控制后的運動軌跡。規(guī)劃軌跡是電力系統(tǒng)在未來一點時間所期望經(jīng)過的軌跡。規(guī)劃軌跡的時間長度一般為幾百毫秒到幾秒鐘。

（4）控制。是由廣域保護系統(tǒng)產(chǎn)生的，由各個控制執(zhí)行機構執(zhí)行的最底層控制指令，如解列線路、控制機組出力等。

11.大電網(wǎng)失步保護的難點主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）大電網(wǎng)失步保護需要互相配合；

（2）基于局部測量的失步保護原理在大電網(wǎng)失步協(xié)調控制方面很困難12.電力電子技術：是使用電力電子期間對電能進行變換和控制的技術，是電力技術、電子技術和控制技術的融合。優(yōu)點：更快的響應速度、更好的可控性和更強的控制功能，為智能電網(wǎng)的快速、連續(xù)、靈活控制提供了有效的技術手段。

13.facts裝置：主要應用于超高壓輸電系統(tǒng)中，容量大多為百兆伏安級，因此其主電路設計對電力電子期間選型有如下要求：

（1）容量大

（2）開關頻率較低（3）損耗較低

（4）可方便的串并聯(lián)使用

14.功率器件串聯(lián)技術

為了提高半導體開關的阻斷電壓，功率器件可以串聯(lián)使用。只有在串聯(lián)器件處于理想的靜態(tài)和動態(tài)均壓時，才能最大程度地利用其耐壓能力。影響串聯(lián)器件電壓均衡分配的主要因素包括：

（1）串聯(lián)器件的開關特性不一致（2）串聯(lián)器件的開關漏電流不一致（3）串聯(lián)器件的回路雜散電感不一致

（4）串聯(lián)器件驅動電路的延時特性不一致15.功率器件并聯(lián)技術

功率器件并聯(lián)使用時的電流分配不均主要包括靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）電流不均和動態(tài)（瞬態(tài)）電流不均。靜態(tài)電流不均主要由器件的飽和壓降不一致引起，而動態(tài)電流不均則由并聯(lián)器件的開關特性不一致引起。電流不均將導致并聯(lián)器件發(fā)熱不均，甚至損壞器件。該技術要活的理想的均流效果，可以從以下方面著手：

（1）盡量選取特性一致的器件進行并聯(lián)（2）使用獨立的柵極電阻消除寄生振蕩

（3）選用同樣的驅動電路，盡可能降低驅動電路的輸出阻抗和賄賂寄生電感

（4）設計和安裝時盡可能使用電路布局對稱和引線最短，以減少寄生參數(shù)的影響

（5）將并聯(lián)器件置于相同散熱條件下，盡量減少模塊工作壞境溫度的差異。

16.冷卻散熱技術

散熱性能的好壞是影響大功率電力電子裝置可靠性的重要因素。大功率電力電子裝置的散熱設計包括散熱器的結構設計和冷卻介質的選擇。冷卻介質的選擇則應考慮體積、重量、可靠性以及輔助設備的能耗等。冷卻介質的選擇則應考慮電氣絕緣性、化學穩(wěn)定性、對材料的腐蝕性、對環(huán)境的影響和易燃性。目前大功率電力電子裝置常用的冷卻介質包括空氣、油和水。

17空氣冷卻方式：常用的空氣冷卻方式包括自然冷卻和強迫風冷兩種。自然冷卻通過空氣的自然對流及輻射作用將熱量帶走；強迫風冷式依靠流動空氣來散熱。優(yōu)缺點優(yōu)點缺點冷卻方式結構簡單、無噪聲、維護方便、可靠性高，非常實自然冷卻用于額定電路在20a以下散熱效率較低的器件或簡單裝置中的大電流器件散熱效率較高、傳熱系數(shù)噪聲大、容易吸入灰塵、是自冷方式的2-4倍可靠性相對降低、維護相強迫風冷對困難18.熱管式散熱方式：熱管是一種新型高效的傳熱元件，具有優(yōu)異的傳熱性能，傳熱效率高，沿軸向的等溫特性好，20世紀70年代得到重視，但由于用氟利昂作為冷卻介質，易對環(huán)境造成污染，盡在早期用于牽引變流器。

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變電站。是電力網(wǎng)絡的節(jié)點，它連接線路，輸送電能，負擔著變換電壓等級、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調整電壓等功能。變電站的智能化運行時實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基本環(huán)節(jié)之一。

新型智能變電站特征。以數(shù)字化變電站技術為基礎，以設備智能化、信息標準化、控制智能化及互動技術為特征。

功能。不僅能自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等常規(guī)功能，還能在線檢測站內設備的運行狀態(tài)，之恩能夠評估設備的檢修周期，從而完成設備資產(chǎn)的全壽命周期管理；同時具備支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。

智能變電站的系統(tǒng)結構：（1）站控層（2）間隔層（3）過程層

7.智能高壓設備。是一次設備與智能組件的有機結合，具有測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化等特征。

構成：①高壓設備②傳感器或控制器（內置或外置）③智能組件。技術特征：

（1）測量數(shù)字化（2）控制網(wǎng)絡化（3）狀態(tài)可視化（4）功能一體化（5）信息互動化

8.智能斷路器的功能：①實現(xiàn)重合閘的智能操作②分、合閘相角控制9.智能變壓器的構成：變壓器本體、內置或外置于變壓器本體的傳感器和控制器。實現(xiàn)對變壓器進行測量、控制、計量、檢測和保護的智能組件。

10.電子式互感器（與傳統(tǒng)的電磁感應式電流互感器相比）具有一下優(yōu)點：

①高、低壓完全隔離，具有優(yōu)良的絕緣性；②不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題；③動態(tài)范圍大，頻率范圍寬，測量精度高；④抗電磁干擾性能好，低壓側無開路和短路危險

⑤互感器無油可以避免火災和爆炸等危險，體積小，重量輕⑥經(jīng)濟性好，電壓等級越高效益月明顯。

11.基于統(tǒng)一信息平臺的一體化監(jiān)控系統(tǒng)

（1）變電站的統(tǒng)一信息建模

（2）站內全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺（3）站內數(shù)據(jù)通信技術（4）站內時鐘同步技術（5）分析決策控制技術

智能電網(wǎng)的分析決策能力：（1）自治能力（2）實時建模能力（3）協(xié)調能力（4）操作自動化12.自適應繼電保護技術

目前幾點保護的自適應主要表現(xiàn)在以下方面：（1）自動在線計算與保護性能有關的系統(tǒng)參數(shù)（2）自動在線計算整定值和相關參數(shù)

（3）實時判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)，自適應調整保護動作方式自適應保護的技術特點包括：（1）保護性能最優(yōu)化（2）自適應計算實時化（3）使用簡便化

13.暫態(tài)保護技術特點：快速14.自協(xié)調區(qū)域繼電保護控制技術

基礎：區(qū)域內信息的共享

手段：區(qū)域內保護控制設備協(xié)同工作機制

借助區(qū)域內保護控制設備的智能整定和在線校核技術，提高區(qū)域內保護控制設備相互配合的性能

減少保護級差，達到切除故障，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行的目的。

15.繼電保護的智能整定和在線校核

在線整定第一步：實現(xiàn)實時的網(wǎng)絡拓撲在線整定第二部：實現(xiàn)實時的系統(tǒng)建模16.自適應重合閘主要方法：

（1）利用電弧的一些特性識別永久性與瞬時性故障。

（2）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術識別永久性故障和瞬時性故障的方法（3）利用故障暫態(tài)產(chǎn)生的高頻信號來判別瞬時性與永久性故障電子式互感器的應用為暫態(tài)高頻能量的提取提供了條件。

17.面向服務體系架構（soa）

服務室整個soa實現(xiàn)的核心，是soa的基本元素。面向服務要素：soa中一般有3種角色（1）服務注冊中心（2）服務提供者（3）服務請求者面向服務特征：

（1）服務間的互操作性（2）服務的松散耦合（3）服務的位置透明（4）服務的封裝（5）服務的重用

（6）服務是自治的功能實體

18.智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)體系結構

該系統(tǒng)在設計和研發(fā)上體現(xiàn)：（1）平臺標準化（2）功能集成化（3）應用智能化

系統(tǒng)整體框架分為：①應用類②應用③功能④服務基礎平臺的功能：

（1）建立應用開發(fā)環(huán)境（2）建立應用集成環(huán)境（3）建立應用運行環(huán)境

（4）建立應用維護環(huán)境19.電網(wǎng)實時監(jiān)控與智能告警

功能：

（1）電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控（2）電網(wǎng)運行動態(tài)監(jiān)控

（3）二次設備在線監(jiān)視與分析（4）在線擾動識別（5）低頻振蕩在線監(jiān)視（6）綜合智能警告20.電網(wǎng)自動控制：

分為：自動發(fā)電控制（agc）和自動電壓控制（avc）.21.網(wǎng)絡分析

網(wǎng)絡分析應用主要包括：（1）網(wǎng)絡拓撲分析（2）狀態(tài)估計（3）調度員潮流（4）靈敏度分析（5）靜態(tài)安全分析（6）可用輸電能力（7）短路電流計算

（8）在線外網(wǎng)等值等功能模塊

22.運行分析與評價實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的動態(tài)化進行評估。

23.調度預警與決策支持技術

關鍵技術：

1.支撐技術

（1）動態(tài)數(shù)據(jù)平臺（2）并行計算平臺

（3）歷史數(shù)據(jù)存儲與管理（4）可視化展示。

2.在線安全分析與決策技術（1）安全穩(wěn)定預警（2）調度輔助決策

（3）安全穩(wěn)定裕度在線計算（4）低頻振蕩檢測與分析（5）計劃校核

（6）大批量離線運行方式計算24.調度預警與決策技術發(fā)展趨勢：

（1）全景式電網(wǎng)運行分析評估

（2）全面準確的大電網(wǎng)在線分析與預警技術（3）統(tǒng)籌協(xié)調的大電網(wǎng)智能決策技術25.節(jié)能發(fā)電調度技術

智能電網(wǎng)節(jié)能發(fā)電調度的目標：

（1）建立先進完整的節(jié)能環(huán)保優(yōu)化調度理論體系和決策支持體系（2）實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保優(yōu)化調度模型和算法的技術突破

（3）2大規(guī)模多時段快速安全校核算法技術突破

（4）實現(xiàn)大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保優(yōu)化調度和分層協(xié)調優(yōu)化（5）促進可再生能源的開發(fā)應用

（6）挖掘電網(wǎng)輸送能力，實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置，保證大規(guī)模電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。

26.安全防御技術

安全防御系統(tǒng)的功能：（1）優(yōu)化調整及經(jīng)濟運行（2）發(fā)現(xiàn)、診斷、消除隱患

（3）及時警告故障、提供輔助決策方案

（4）通過全局優(yōu)化整定的控制策略和分布式控制裝置，應對極端災害安全防御關鍵技術：

（1）數(shù)據(jù)獲取與整合環(huán)節(jié)

（2）電網(wǎng)分析評估與優(yōu)化決策環(huán)節(jié)（3）控制實施環(huán)節(jié)

發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)對可靠性提出了更高的要求。一方面，由于風電、光伏發(fā)電等新能源的大量接入，電網(wǎng)發(fā)生事故的不確定性增加，需要提高停電風險管理能力。另一方面，電力市場環(huán)境使發(fā)電容量充裕性的動態(tài)行為更加復雜。電力的物理系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)間的作用是動態(tài)的，兩者緊密聯(lián)系、相互影響。因此建立經(jīng)濟系統(tǒng)穩(wěn)定性與物理系統(tǒng)穩(wěn)定性的綜合防御也是電網(wǎng)安全防御技術的重要發(fā)展方向。

27.輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術數(shù)據(jù)采集技術：

（1）導線溫度、弧垂監(jiān)測裝置（2）等值履冰厚度監(jiān)測裝置（3）微風振動監(jiān)測裝置（4）到線舞動監(jiān)測裝置（5）桿塔傾斜監(jiān)測裝置（6）絕緣子污穢監(jiān)測裝置（7）微氣象監(jiān)測裝置監(jiān)測裝置供電技術：

感應供電和太陽能供電數(shù)據(jù)傳輸技術：

（1）光纖專網(wǎng)（基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡）（2）光纖專網(wǎng)（基于工業(yè)以太網(wǎng)）

（3）無線專網(wǎng)高級配電自動化（包括運行自動化、

管理自動化）及支撐技術；

第五章智能配電網(wǎng)技術配電網(wǎng)定制電力技術

智能電網(wǎng)規(guī)劃

分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術

智能配電網(wǎng)（sdg）。是智能電網(wǎng)的重要組成部分。它以靈活、可靠、高效

的配電網(wǎng)網(wǎng)架結構和高可靠性、高安全性的通信網(wǎng)絡為基礎，支持靈活自適應的故障處理和自愈，可滿足高滲透率的分布式電源盒儲能元件接入的要求，滿足用戶提高電能質量的要求。

1.高級配電運行自動化。包括高級配電運行監(jiān)視與控制、自動故障隔離與配電網(wǎng)自愈等內容。是本地自動化、現(xiàn)場設備遠程監(jiān)控與成熟應用分析軟件的有效組合

主要內容：

（1）配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡（2）智能化用戶

（3）具有自愈能力的配電網(wǎng)絡（4）定制電力（5）智能主站系統(tǒng)（6）分布式電源并網(wǎng)2.高級配電運行監(jiān)視與控制

高級配電運行監(jiān)視與控制的功能：

（1）解決智能配電網(wǎng)的雙向潮流監(jiān)控問題（2）提高設備互操作能力（3）提升電力服務水平（4）提高電能質量

（5）實現(xiàn)電網(wǎng)運營成本的最小化高級配電運行監(jiān)視與控制的目標：

（1）在緊急狀態(tài)下，配電系統(tǒng)解列成若干個孤島，可以使用本地分布式電源對重要負荷持續(xù)供電

（2）通過控制分布式電源，輔助實施典雅與無功優(yōu)化。（3）通過實時電價，激勵用戶參與電力系統(tǒng)的削峰填谷

（4）在微電網(wǎng)范圍內有效解決電壓、諧波問題，避免間歇式電源對用戶電能質量的直接影響

（5）盡量就地平衡分布式發(fā)電電能，實現(xiàn)可再生能源優(yōu)化利用和降低配電網(wǎng)損耗

3.配電網(wǎng)風險評估

在配電網(wǎng)風險評估中引入概率風險評估，可以反映系統(tǒng)行為、負荷變化以及元件故障等方面的概率屬性。

4.配電網(wǎng)自愈

配電網(wǎng)自愈是指配電系統(tǒng)能夠及時檢測出系統(tǒng)故障或對系統(tǒng)不安全狀態(tài)進行預警，并進行相應的操作，使其不影響對用戶的正常供電或將其影響降至最小。

配電網(wǎng)的自愈有兩方面的含義：

（1）指系統(tǒng)故障后，自動隔離故障，自動回復供電

（2）系統(tǒng)出現(xiàn)不安全狀態(tài)后，通過自動調節(jié)使系統(tǒng)回復到正常狀態(tài)。配電網(wǎng)自愈研究的關鍵技術：

（1）非健全信息條件下的快速故障定位（2）隔離與回復供電優(yōu)化策略（3）分布式之恩能夠自愈控制技術

（4）嚴重故障情況下斷電快速自愈恢復技術

（5）含分布式電源的繼電保護與系統(tǒng)協(xié)調控制技術5.高級配電管理自動化

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2.兩大示范工程：工程概況起于山西晉東南變電站，經(jīng)河南南陽開關站，止于湖北荊門變電站。全線單回路架設，全長640km，跨越黃河河漢江。系統(tǒng)標稱電壓1000kv，最高運行電壓1100kv。工程于2006年底開工建設，2009年1月6日投入運行。建設規(guī)模工程包括5部分：（1）晉東南變電站（2）南陽開關站（3）荊門變電站（4）線路工程（5）系統(tǒng)通訊工程關鍵技術研究（1）確定了系統(tǒng)標準電壓（2）解決了過電壓深度控制難題（3）解決了潛供電流控制難題（4）建立了特高壓系統(tǒng)的絕緣配合方法（5）解決了污穢地區(qū)特高壓工程的外絕緣配置難題（6）解決了電壓提高帶來的電磁環(huán)境控制難題（7）具備了全面完整的特高壓試驗研究能力（8）掌握了特高壓系統(tǒng)的運行特性和控制規(guī)律（9）掌握了特高壓工程的運行檢修技術關鍵設備研制難點：（1）技術水平高（2）國產(chǎn)化水平高（3）研制時間段（4）商業(yè)化運行成果：（國產(chǎn)化的實現(xiàn)）（1）特高壓變壓器（2）特高壓并聯(lián)電抗器（3）特高壓gis/hgis（4）特高壓避雷器等設備（5）低壓電容器、電抗器（6）國內多家企業(yè)研制成功的控制保護系統(tǒng)晉東南-南陽-荊門1000kv特高壓交流試驗示范工程（10）建立了特高壓輸電技術標準體系起點為四川XX縣區(qū)復龍換流站，落地安慰XX省奉賢換流站，線路全長約為1907km，工程額定輸送功率6400mw，最大連續(xù)輸送功率7200mw。工程于2007年12月開工建設，2009年12月單極全線800kv帶電成功，2010年2月實現(xiàn)單極低端功率輸送，向家壩-上海±800kv特高壓直流輸電示范工程（1）復龍換流站（2）奉賢換流站（1）研究確定了特高壓直流工程額定電壓和主接線方式（2）提出了直流電壓序列的推薦方案（3）自主編制形成了特高壓直流設備全套技術規(guī)范（4）采用多換流站公用接地極，提出臨近交流線路桿塔入地電流影像解決措施，成功解決接地極選址難向家壩-上海±800kv特高壓直流輸電示范工程是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠、技術水平最先進的高壓直流輸電工程計劃于2010年6月底實現(xiàn)雙極全電壓送電投運。題，大大節(jié)約占地和工程投資（5）綜合應用符合外絕緣等技術，成功解決800kv戶外直流設備外絕緣和干事平波電抗器的支撐可靠性問題（6）開展權與仿真計算、復合間隙和見底體放電試驗，確定了800kv換流站閥廳、直流場間隙設計距離，提出了換流設備和直流系統(tǒng)絕緣配合方案（7）研究并推廣新材料、新工藝、新技術，開發(fā)管理信息平臺，實施線路工程數(shù)字化施工管理（8）研究解決了特高壓直流工程的電磁環(huán)境問題（9）平面布置優(yōu)化取得顯著效果3.上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程研究內容：

（1）風電場和光伏電站功率預測系統(tǒng)（2）風電場和光伏電站遠程控制系統(tǒng)（3）風電場無功監(jiān)測系統(tǒng)（4）風火聯(lián)調系統(tǒng)

（5）風光儲聯(lián)合控制系統(tǒng)

（6）電動汽車充放電站信息監(jiān)控系統(tǒng)（7）熱電冷三聯(lián)供機組信息顯示系統(tǒng)（8）信息遠程展示4.系統(tǒng)方案：

新能源接入綜合軟件系統(tǒng)模塊功能如下：（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

（2）外網(wǎng)數(shù)據(jù)處理模塊（3）采集與控制模塊（4）預測模塊

（5）調度實時數(shù)據(jù)平臺接口模塊（6）圖形用戶界面模塊

（7）國家電網(wǎng)館展示模塊5.配電自動化系統(tǒng)目標系統(tǒng)組成配電自動化系統(tǒng)在世博園全面建設（1）主站系統(tǒng)：①配電配電自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)對自動化主站系統(tǒng)園區(qū)10kv配電網(wǎng)的實施②世博園區(qū)調度狀態(tài)監(jiān)控。搶修指揮系統(tǒng)（2）現(xiàn)場監(jiān)控設備（3）通信方式：①10kv電纜屏蔽層載波通信方式是世博園區(qū)配電自動化系統(tǒng)的主要通信方式②光纖通信方式6.故障搶修管理系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

（1）保修管理（2）故障輔助分析

（3）搶修資源調派及工作管理（4）評價及優(yōu)化分析7.電能質量監(jiān)測運行方式系統(tǒng)構成軟件構成系統(tǒng)特點電能質量監(jiān)測管理系統(tǒng)通過設置主網(wǎng)、配電網(wǎng)、特需監(jiān)測區(qū)、綜合數(shù)據(jù)平臺、世博園區(qū)等多個監(jiān)測分區(qū)，建立了完整的電能質量數(shù)據(jù)庫，對電能質量進行綜合分析和處理由（1）監(jiān)測終端（2）通信系統(tǒng)（3）監(jiān)測主站（4）用戶端（1）監(jiān)測終端前置機軟件（2）綜合數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)采集軟件（3）智能電能表數(shù)據(jù)采集軟件（4）電能質量存儲、專業(yè)分析和統(tǒng)計軟件（5）數(shù)據(jù)管理和發(fā)布軟件（6）電能質量可視化展示軟件（7）電能質量評估軟件（1）監(jiān)測規(guī)模達（2）監(jiān)測分析指標齊全，展示方式新穎（3）建立了一套較完善的技術標準和工作標準體系（4）建成了電能質量實驗室（5）開展動態(tài)電能質量監(jiān)測和分析研究8.電動汽車充放電站9.其他的四個示范工程

包括：①儲能系統(tǒng)②智能變電站③用電信息采集系統(tǒng)④智能小區(qū)/樓宇等。示范工程類別作用儲能系統(tǒng)削峰填谷智能變電站采集信息數(shù)字化、構建實時、可靠、完整的共享信息平臺，提升現(xiàn)有設備和功能的技術水平用電信息采集系統(tǒng)用電信息的實時、全面和準確采集，滿足各專業(yè)對用電信息的需求，實現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)與用戶之間基本的雙向互動，為開展其他增值服務奠定基礎智能小區(qū)/樓宇雙向互動服務、增強用戶體驗、信息與能源的一體化服務、構建新型用戶關系、提高全社會能源利用水平10.用電信息采集系統(tǒng)工程作用技術方案采集要求應用部署模通信信采集終計劃與目標式道端用電信息采集系統(tǒng)的建設，姜維核子能電網(wǎng)用電服務提供有力的技術支撐要求對所有用戶實時系統(tǒng)覆蓋、用電信息采集和付費控制采集對象包括所有電力用戶，要求覆蓋率達到100%，能支持多信道和多采集終端類型，也可用來采集分布式發(fā)電上網(wǎng)關口和變電站關口等各類計量點。分為集中式和分布式，集中式：按“一個平臺、兩級應用”的原則在省電力公司建設全省統(tǒng)一的用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺。分布式：采用“分布采集，匯總應用”。該方案分一級主站和二級主站兩個層次分級管理。用于用戶數(shù)量特（1）遠程信道（2）本地信道（1）專用變壓器采集終端（2）集中抄表終端（3）分布式能源監(jiān)控終端（4）儲能接入終端計劃：3個階段（1）規(guī)劃試點階段（2）全面建設階段（3）引領提升階段目標：（1）一體化平臺智能用電服務（2）用電異常監(jiān)測（3）用電信息共享（4）營銷業(yè)務支撐用電信息采集系統(tǒng)工程11.風光儲輸聯(lián)合示范工程：背景：隨著風電的跨越式發(fā)展，需要建風光儲輸聯(lián)合示范工程，引導國內新

能源并網(wǎng)的研究，即使制定相關標準，確保我國新能源發(fā)電的健康發(fā)展。同時，有必要對風光儲輸聯(lián)合示范工程的建設，對風光互補系統(tǒng)進行研究。（風：風力發(fā)電；光：光伏發(fā)電）

工程核心。智能指揮調度指揮調度系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備①風電單獨②光伏單獨③風電+儲能④光伏+儲能⑤風電+光伏+儲能聯(lián)合送出等多種組態(tài)的運行方式。

12.智能變電站試點工程

預期目標：

（1）全站信息數(shù)字化（2）通信平臺網(wǎng)絡化（3）信息共享標準化（4）高級應用互動化（5）相關標準的制定13.智能電網(wǎng)應用展望

物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用：（1）設備狀態(tài)檢測（2）電力生產(chǎn)管理

（3）電力資產(chǎn)全壽命周期管理（4）智能用電14.智能電網(wǎng)與智能城市

智能城市概念。是把基于感應器的物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)整合起來，通過快速計算分拆處理，對人員、設備和基礎設施，特別是交通、能源、商業(yè)、安全以及醫(yī)療等公共荒野進行實施管理和控制的城市發(fā)展類型。其基本要素是智能化，智能電網(wǎng)是智能城市的基礎設施。

智能電網(wǎng)建設對智能城市發(fā)展的作用：（1）提供安全、可靠、優(yōu)質的能源保障（2）為智能城市低碳發(fā)展提供重要支撐（3）為智能城市提供經(jīng)濟、便捷的服務

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8.高級量測體系組網(wǎng)技術：分為遠程組網(wǎng)技術和用戶接入組網(wǎng)技術

遠程組網(wǎng)技術，主要方式有：①光纖專網(wǎng)②中壓電力線載波③無線寬帶專網(wǎng)④無線窄帶專網(wǎng)⑤無線公網(wǎng)優(yōu)勢缺點帶寬高、容量大、覆蓋范建設成本高光纖專網(wǎng)圍廣，可靠性、實時性、安全性都很高無需布線，成本低，安全頻帶限制、傳輸寬帶和實性好時性較低難以滿足視頻中壓電力線載波業(yè)務和雙向營銷互動業(yè)務帶寬高系統(tǒng)容量大，擴展無線寬帶業(yè)務的無線頻無線寬帶專網(wǎng)性好，實時性較好譜資源分配政策導向尚不明朗無線窄帶專網(wǎng)建設成本低帶寬容量有限建設成本低技術上無法支持高寬帶無線公網(wǎng)和控制類業(yè)務9，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作用：用于獲取、處理和存儲測量、計量值，并具有分析工具以便和其他信息系統(tǒng)交互使用的計算機管理系統(tǒng)。

10.用電信息采集

用電信息采集系統(tǒng)是對電力用戶的用電信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，實現(xiàn)用電信息的自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質量監(jiān)測、用電分析和管理等功能。

11.用電信息采集系統(tǒng)與高級量測體系之間的關系：

（1）在信息采集方面兩者有相似性（2）職稱的業(yè)務有較大差異

（3）實現(xiàn)控制的方式和范圍有較大差異（4）支撐典型業(yè)務的通信技術有差異

（5）從業(yè)務層面看，用電信息采集系統(tǒng)是一套支撐性技術系統(tǒng)；高級兩側體系采用開放的構架、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，支持實現(xiàn)更大范圍的信息資源整合，便于構建同意的信息平臺

12.用電信息采集系統(tǒng)構架：

在邏輯上分為。①主站層②通信信道層③采集設備層3個層次。

（1）主站層：分為營銷采集業(yè)務應用；前置采集憑條；數(shù)據(jù)庫管理3部分（2）通信信道層是連接主站和采集設備的紐帶（3）采集設備層是用電信息采集系統(tǒng)的信息底層，負責收集和提供整個系

統(tǒng)的原始用電信息。

又從物理上可根據(jù)部署位置分為：主站、通信信道、現(xiàn)場終端3部分13.智能電能表技術

智能電能表由①計量與數(shù)據(jù)處理、存儲單元②通信單元③接口單元組成。14隨著之恩能夠電網(wǎng)研究的深入和發(fā)展，用電信息采集主站軟件的關鍵技術包括以下內容：

（1）高效采集監(jiān)控

（2）標準化數(shù)據(jù)管理（3）數(shù)據(jù)可視化展示（4）多維度信息挖掘（5）雙向互動應用15.智能家居

智能家居，又稱智能住宅，是通過光纖復合電纜入戶等先進技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結合在一起，既可以在家庭內部實現(xiàn)資源共享和通信，又可以通過家庭智能網(wǎng)關與家庭外部網(wǎng)絡進行信息交換。其主要目的是為人們提供一個集系統(tǒng)、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。

主要特征：

（1）實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)企業(yè)的互動（2）優(yōu)化人們的生活方式（3）支持遠程繳費

（4）遠程家居監(jiān)控與互動

（5）為優(yōu)質服務提供了更加便捷的條件

（6）支持“三網(wǎng)融合”業(yè)務，享受完善的智能化服務。16主要技術

1.互動用電服務技術

（1）供用電信息服務（2）家電互動控制（3）家庭用電管理（4）自助繳費服務2.智能社區(qū)支撐服務

（1）小區(qū)物業(yè)安防服務（2）公用事業(yè)信息服務（3）商業(yè)信息服務

17.智能家居用電服務系統(tǒng)

智能家居用電服務系統(tǒng)是對居民用戶用電情況進行監(jiān)測、分析和控制的支持平臺，也是實現(xiàn)有序用電管理和能效服務智能化的重要途徑。

18.智能家居用電服務系統(tǒng)組成

（1）主站系統(tǒng)（2）通信信道

（3）家庭智能交互終端（4）智能用電設備19.智能家居關鍵設備

（1）系統(tǒng)主站

（2）家庭智能交互終端（3）智能用電設備20.智能小區(qū)

主要由之恩能夠話監(jiān)控服務系統(tǒng)和相應的服務對象組成，其系統(tǒng)構成如下：（1）小區(qū)主站軟件

（2）終端設備：①用電信息采集終端②分布式電源③儲能裝置（3）通信信道：①遠程信道②本地信道

（4）用電信息采集系統(tǒng)：①主站②通信信道③集中器④采集終端⑤智能電

能表

（5）雙向互動服務

（6）電動汽車充電控制系統(tǒng)（7）分布式電源管理系統(tǒng)（8）小區(qū)配電自動化系統(tǒng)21.主要技術

智能小區(qū)的主要技術包括。①用電服務②增值服務兩部分。

22.電動汽車充放電技術

目前，電動汽車充放電技術主要有：①單向無序電能供給模式②單向有序電能供給模式③雙向有序電能轉換模式分類（名稱）概念單向無序v0g：電動汽車接入電網(wǎng)即充電tc模式：電動汽車在給定的時刻開始充電單向有序v1g模式：電動汽車的充電受電網(wǎng)控制，電動汽車與電網(wǎng)進行實時通信，可在電網(wǎng)允許時刻進行充電。v2g：電動汽車與電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)通信，并受其控制，實現(xiàn)電動汽車與電雙向有序網(wǎng)間的能量轉換（充、放電）。此種方式下，電動汽車可以作為電能的存儲設備、備用電源設備來使用。

23.電動汽車充放電設備及管理系統(tǒng)電動汽車充放電是智能電網(wǎng)與用戶雙向互動的重要組成部分，主要內涵為：電能互動及信息互動，電動汽車與電網(wǎng)間進行實時的信息交換，內容包括：①車輛能量狀態(tài)②電網(wǎng)運行狀態(tài)③電網(wǎng)電價及輔助服務計費信息等。

24.電動汽車充放電設備：

（1）交流充電樁（2）直流充放電機

25.交流充放電樁的主要功能：

（1）與充放電管理系統(tǒng)通信功能

（2）具備手動設置定電量、定時間、自動充放電等功能

（3）具備遠程接受充放電管理系統(tǒng)控制，自動進行充放電的功能（4）嵌入安裝雙向計量表計，具備雙向計量計費功能（5）具備人機交互功能

（6）具備完善的安全防護功能

（7）能夠判斷充放電連接器、充放電電纜是否正確連接（8）具備阻燃功能26.電動汽車充放電管理系統(tǒng)

一方面能夠通過充放電設備與電動汽車通信；另一方面與智能電網(wǎng)相關系統(tǒng)通信，綜合電動汽車與電網(wǎng)的實時