超乎你想象！智能电网未曾说破的“秘密”？-北极星输配电网

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近年来，电力系统正面临着越来越多的挑战，其中包括全球气候变暖、能源安全需求压力和生态文明意识的提升，以及数字化社会对供电可靠性和电能质量的严格要求等。为此，我国已经开展了许多与“智能电网”开发和实践相关的研究。

从电网的角度来说，智能电网的原动力至少包含下述4个方面：

①实现事故扰动情况下大电网的安全稳定运行，降低大规模停电的风险和增强灾难性事件后的快速恢复能力；

②实现大量分布式电源(DER)的无缝接入和充分利用；

③高级市场化和需求侧管理；

④满足数字化社会对电网供电的高可靠性、高质量和高效率的要求。

从广义层面来看，由于智能电网的实施涉及许多技术和商业领域，智能电网的一个关键目标是催生新的技术和商业模式，从而实现产业革命。

智能电网涉及许多重要的理念，厘清这些理念有助于科学高效地实施智能电网工程。本文对其中的一些基本理念进行了阐述。

1智能电网最本质的技术特点

智能电网最本质的技术特点是：电力和信息的双向流动性，并由此建立起一个高度自动化和广泛分布的能量交换网络；把分布式计算、通信和互联网的优势引入电网，实现信息实时交换并达到设备层次上近乎瞬时的供需平衡。有如下四个方面的特点需要强调。

1.1灵活的网络拓扑结构和综合能源及通信系统体系结构(IECSA)

由于DER的广泛接入，电网(含输电网和配电网)每条支路的电力潮流都可能是双向的和时变的，因此，为了使智能电网的潜在效益最大化，配电网拓扑结构应该是灵活的、可重构的，应该使用柔性交直流输配电装置和以智能万用变压器(IUT)为代表的其他电力电子装置，其中智能万用变压器已被看成智能配电网的基石，在能源互联网的概念中它属于能量路由器。此外，电力所及之处均有可靠的双向通信网络。从底层的传感器和智能代理开始，能源网和信息通信网将高度融合。

1.2广泛的分布式电源(DER)

DER包括分布式发电、分布式储能和需求响应。其中，太阳能、风能和需求响应是按照自然地理学进行分布的。这里“需求响应”的定义是：在正常耗电模式下，终端用户用电情况能够随着零售电价的变化而变化，或当电力零售市场电价过高或电网系统可靠性受到损害时，用户会减小用电量。因此，如下观察结果值得注意。

(1)当DER发电接近电力负荷时，功率与能量可以就地消纳，因此它可以节省电网的投资、降低网损和电网的运维成本。加之传统电力价格逐年上升，太阳能光伏发电成本迅速下降，分布式储能成本也在不断下降，以燃气为主的分布式热电联产(CHP)系统的能源利用率将会高于80%。这一切预示着分布式发电成本与零售电价之间有望持平。而且分布式发电可以提高对用户供电的可靠性，增强电网的安全性。因此，世界上与智能电网的开发和实施相关的研究主要是关于分布式发电的。

事实上，天津大学所做的研究已经表明，在当今的中国，从社会总成本的角度看，实施“分布式光伏发电+有源配电网”计划(例如，给无储能系统的分布式光伏发电站局部接入有源配电网)比实施一个“大规模集中式可再生能源发电基地+长距离传输”计划(例如，将一个风电与火电结合的大规模发电基地通过±800kV超高压(UHV)、2000km长距离直流输电线接入到负荷中心的一个大容量电力系统)所花费的社会总成本要低。

因此，如何处理数以万计的分布式电力资源并应对其间歇性、多变性和不确定性，同时确保电网的可靠性、人身和设备安全及市场的活力是未来电网发展所面临的挑战。

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原标题：智能电网基本理念阐释

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