一、 智能电网的概念

　　智能电网的提出虽然是这一、二年的事，但有关智能电网的研究确开展了很久，数字化变电站、数字化配电网络、数字化的终端，加上基于IEC 61850标准通讯系统的研发，所有这一切就是智能电网的骨干框架。现阶段各国根据自已国家的特点对智能电网有着不一样的理解。世界三大电力运营网北美、欧盟委员会和中国也都有自已的标准。
美国电力科学研究院将智能电网的主要特征归纳为：

　　（1）电网将“自动复原”：复杂的电网监控系统将预测并即时应对系统问题以避免或减少断电和电压不稳等电力供应质量问题

　　（2）电网将在自然状态和计算机状态下更安全：新技术的配置将可以更好地识别和应对人为的和自然的侵害。

　　（3）电网将支持广泛的分散电源的使用：标准化了的电力和通讯的界面接点将使得用户可以接连燃料电池、可再生能源发电及其他分散的电源并以简单的“即插即用”的方式就能使用。

　　（4）电网将使得用户可以更好地控制自己的用电设备/装置，无论是家庭用户还是工商业用户。电网将与智能建筑物的能源管理系统相连以帮助用户管理其能源使用并减少能耗开销。

　　（5）电网将达到更高的输配量从而减少电力成本：电网的升级提高输电网的输送能力并使电流*化，这将减少损耗并将使*发电的电源得到zui大化的使用。同时可以更好地协调电力分配和当地负荷服务功能与地区间能源流动和通信传输量之间的关系

　　欧盟委员会将智能电网的特性概括为：一是灵活性（Flexible），满足用户多样化的电力需求；二是易接入性（Accessible），保证所有用户都可接入电网，尤其对于可再生能源和、清洁的本地发电；三是可靠性（Reliable），提高电力供应的可靠性与安全性； 四是经济性（Economic），通过改革及竞争调节实现zui有效的能源管理，提高电网的经济效益。

　　英国电力杂志《The Vision Paper（前景杂志）》明确提出了智能电网理念，即建立一种共享观念，使欧洲的电网能响应2 1世纪的各种挑战和机会，使之普遍有利于消费者，具体内容是：

　　——了解工业和受益者未来将面临的各种关键和准点

　　——对可能发生的事及将来必须研究开发的技术领域进行分析

　　——正在发展的，而且今后还在不断改进的政策，即市场自由化、可持续性、各种可再生能源创新

　　——由于市场的增长和主要燃料的短缺变得更不稳定的能源价格；

　　——与能源问题更紧密在一起的环境制约因素用能源更为灵活来保证响应管理的需求。

　　中国的专家认为，智能电网是以包括发电、输电、配电和用电各环节的电力系统为对象，通过研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机结合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统地优化电力生产、输送和使用。智能电网的主要特征为自愈、安全、经济、清洁, 能够提供适应未来经济社会发展需要的电力与服务。

　　自愈--实时掌控电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下, 快速隔离故障、自我恢复, 避免大面积停电的发生, 提升电网运行的可靠性。

　　安全--更好地对人为或自然引发的扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下, 保证人身、设备和电网的安全。

　　清洁--既能适应大电源的集中接入, 也能对分布式发电方式友好接入, 做到“即插即用”。支持风电、太阳能等可再生能源的大规模应用, 满足电力与自然环境、经济社会和谐发展的要求。

　　二、 中国智能电网发展方向

　　具体讲就是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用*的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、的坚强智能电网的战略发展目标

2009～2011年为*阶段，即研究试点阶段。

　　2012～2015年为第二阶段，即全面建设阶段。

　　2016～2020年为第三阶段，即完善提升阶段。

　　三、 智能电网的组成

　　智能电网的前提是“信息数字化”“通道网络化”。近年来随着电网公司数字化变电站建设速度加快，数字化产品运用范围、设备之间信息传输制定和基于IEC61850通信规约的推广、各种故障分析模块的建立都得到迅猛的发展。智能电网的概念的提出，会加速数字化变电站的进度，再加上通讯技术的日臻完善，这两个特征正好为“区域数字电网”（针对电网）和“数字化变电站”（针对变电站内）的发展提供了基础条件。

　　智能电网从功能和对象上分为智能变电（包括发电）网、智能配电网和智能营销网络。而智能变电网又是由单个的数字化变电站（点）、同电压等级的几个变电站（层）和几个供电区域联合（区域电网）组成。

　　四、 智能电网故障处理系统

　　故障信息处理系统就是利用电网中现有微机型保护装置和微机故障录波器的保护信息和故障信息的数据化采集，利用计算机网络具有高可靠性和资源共享的优点，将计算机网络技术和数据通信技术应用于电力系统，搜集各厂、站端的保护动作信息和故障录波信息，传送到调度端，建立既服务于继电保护专业，又服务于电网调度运行的继电保护运行与故障信息自动化管理系统（简称POFIS），以提高电网事故分析的快速性和准确性。

　　建立故障信息处理系统的目的是：

　　（l）及时处理事故，尽快恢复电网正常运行。电网发生事故时，调度中心可以通过故障信息处理系统迅速了解保护的动作情况，来判断系统故障情况，及时处理事故，尽快恢复电网正常运行，以减少事故损失。

　　（2）科学、准确地分析事故。电网事故发生后，调度中心能够通过故障信息处理系统提供的准确、完整的故障录波数据和保护动作记录，进行事故重演，分析电网事故发生、发展过程和保护动作行为，加快事故分析速度，并加深事故分析深度。

　　（3）事故数据存档。将有典型意义的故障录波数据归档管理，日积月累，可以提高专业人员的故障分析能力，同时借鉴事故分析经验对某些电网问题进行深入研究，并可与继电保护运行管理程序接口，以简化有关统计工作。

　　智能变电网络的故障处理同样秉承分层、分区、就地（主保护）优先、资源共享的原则。作为智能电网“点”这个层面的数字化的变电站只是相当于智能变电网络一个前沿阵地。它通过安装在每个设备上的数据采集系统实时收集电网的各种参数，当运行设备出现异常或运行参数发生突变时，通过站内光纤，一方面将异常量送到运行各个元件的微机保护装置，由元件保护根据设定参数进行判断，选择是否立刻动作，隔离故障点（即先由安装于现场的微机主保护0秒动作切除故障，由故障性质判断重合闸是否动作，并自动打印故障报告）；另一方面通过定时自动巡检监控系统中断自动巡检，改为对异常运行状态重点监控，并通过安装在云台上的红外成像系统对运行设备进行物理参数分析。所有采集到的数据都将汇集到变电站内故障信息处理子站，由故障信息处理子站系统对异常进行在线分析，并对上述动作情况做出评价。与此同时故障信息子站对异常的综合信息进行自我描述，并通过复用光纤与上一层既区域智能管理分析网络进行共享。数字化变电站的故障信息处理子站系统除能很好地完善变电站异常的分析和处理外，还能接受站内值班人员和区域智能层面调度人员的操作指令，并按指令完成不用人员干预的程序化操作，从而降低了由操作人员失误引起的误操作，大大降低了运行安全风险。

　　智能电网的区域信息处理中心，是智能变电网某个区域的核心部分，由电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统组成。区域智能电网分析系统将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。它能可靠地将经下一个层面自我描述后传来的故障信息进行分解，通过对短路电流，断路器实际位置，重合闸动动作情况进行暂态分析判断下一个层面保护装置动作的正确性，是否需要追加后备保护来进行调整方式；通过对系统潮流稳态分析选择提升调度部门对并网电厂管理水平。

　　而智能电网区域故障处理系统对数字化变电站实现的后备保护是基于广域保护的运用，既广域同步测量系统（WAMS）。它的出现为在保护中引入系统信息提供了可能。WAMS可以获取全网同步动态信息，并且高速数据传输可以保证主站的数据更新速度达到2O～50ms。保护能够利用系统中多点同步信息识别潮流转移造成的过负荷，在到达元件热稳定极限前不作用于断路器跳闸，对遏制连锁跳闸事故，延缓系统崩溃过程有重要意义。此外，引人WAMS信息也有利于解决复杂电网中后备保护配合关系难以整定，动作时间长的难题

　　五、 智能电网故障处理系统面临的困难

　　数字化变电站内的信息交换和智能网络间的资源共享，以及要想获得广域的信息，都必须依赖于通信系统，同时由于电力系统供电半径广大，需要保证所采集的信息是同一个时间断面的，因此还需要依赖于GPS同步时钟。继电保护是个需要高可靠性的系统，因此，通信系统的可靠性和GPS的安全性，严重影响广域保护的发展。

　　传统保护跳闸等应用通过控制电缆来实现，各种保护是自足并且可能在站内实现某种程度的备用（比如主变保护作为出线的后备，等等），一旦所有跳闸以及联络都通过通信来实现，那么通信设备的可靠性将可能成为全站安全的瓶颈。如果大量通过点对点直接电缆连接的方式来实现GOOSE通信，似乎又有违IEC61850初衷，达不到减少控制电缆降低系统复杂性之目的，有些数字化设备目前还只是研发阶段，特别是一些关键的数字化设备由于技术原因不能规模生产如0.2S电能表，这样也严重制约我国智能电网发展的速度。

　　六、 智能电网发展的前景

　　建立数字化变电站、建成智能电网是我国在建设特高压电网后的一项电网建设重要步骤。八十年代中期以来通过近二十年的超高压电网的建设，我国500KV输电网络形成规模，而与之相对应的是220KV系统在省际之间得以开环运行，降为配网。这样一方面减少了系统之间短路容路，提高了系安全运行的稳定性，另一方面降低了损耗，达到了节能减排的目的，降低生产成本。随着以特高压电网的建设为代表的、以智能电网为目标的坚强电网的建成，500KV也必然降为区域配电网络，因此各个网公司也把智能电网的规划、建设当成目前首要任务来完成。华东电网公司于2007年在国内开展了智能电网可行性研究，并设计2008—203年“三步走”的行动计划，在2008 年全面启动了以调度中心项目群为突破的*阶段工作，以整合提升调度系统、建设数字化变电站、完善电网规划体系、业统一信息平台为4条主线，力争到2010 年全面建成华东电网调度中心，使电网安全控制水平、经营管理水平得到全面提升