1.2 智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 智能化信息技術(shù)

智能化信息技術(shù)貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度各環(huán)節(jié)，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容和堅強支撐。基于智能電網(wǎng)的信息技術(shù)具有三大特征：一是數(shù)字化程度更高，內(nèi)含各種智能的傳感器、電力設(shè)備、控制系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)等，連接更多的設(shè)備，深化發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲和利用;二是利用面向服務(wù)架構(gòu)體系(Service to Oriented Architecture，SOA)整合相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和應(yīng)用，建立統(tǒng)一的信息平臺，自動完成數(shù)據(jù)和應(yīng)用的整合，實現(xiàn)全部業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成;三是深入應(yīng)用生產(chǎn)管理、人力資源、電力營銷、調(diào)度管理等輔助決策數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個數(shù)據(jù)集中、業(yè)務(wù)整合、符合模型標準、應(yīng)用可擴展的輔助分析系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)、營銷、調(diào)度、人財物等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中存儲、統(tǒng)一管理、系統(tǒng)分析，形成智能決策，滿足跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)的綜合查詢，為管理決策層提供有效的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

智能電網(wǎng)中的信息管理系統(tǒng)應(yīng)主要包括采集與處理、分析、集成、顯示、信息安全5個功能。

1.信息采集與處理

信息采集與處理主要包括詳盡的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式的數(shù)據(jù)采集和處理服務(wù)、智能電子設(shè)備資源的動態(tài)共享、大容量高速存取、冗余備用、精確數(shù)據(jù)對時等。

2.信息分析

對經(jīng)過采集、處理和集成后的信息進行業(yè)務(wù)分析，是開展電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)的重要輔助工具。縱向包括“發(fā)電——輸電——配電——需求側(cè)”4級產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)分析和“國家——大區(qū)——省級——地縣”4級電網(wǎng)信息分析。橫向包括發(fā)電計劃、停電管理、資產(chǎn)管理、維護管理、生產(chǎn)優(yōu)化、風險管理、市場運作、負荷管理、客戶關(guān)系管理、財務(wù)管理、人力資源管理等業(yè)務(wù)模塊分析。

3.信息集成

智能電網(wǎng)的信息系統(tǒng)在縱向上要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈信息集成和電網(wǎng)信息集成，橫向上要實現(xiàn)各級電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)的信息集成。

4.信息顯示

為各類型用戶提供個性化的可視化界面，需要合理運用平面顯示、三維動畫、語音識別、觸摸屏、地理信息系統(tǒng)((j1S)等視頻和音頻技術(shù)。

5.信息安全

智能電網(wǎng)必須明確各利益主體的保密程度和權(quán)限，并保護其資料和經(jīng)濟利益.因此必須研究復(fù)雜大系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)生存、主動實時防護、安全存儲、網(wǎng)絡(luò)病毒防范、惡意攻擊防范、網(wǎng)絡(luò)信任體系和新的密碼等技術(shù)。

1.2.2 智能化通信技術(shù)

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。一方面，智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要通信系統(tǒng)的支持：另一方面，建立以電網(wǎng)和通信緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一個動態(tài)的實時信息和電力交換互動的大型基礎(chǔ)設(shè)施，可以提高電網(wǎng)供電的可靠性和資產(chǎn)的利用率.促進電力市場化改革，抵御電網(wǎng)受到的攻擊.從而提高電網(wǎng)自身的價值。以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)通過連續(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正，并利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)各系統(tǒng)的自愈功能。通信系統(tǒng)還可以監(jiān)測各種擾動，并進行補償，重新分配潮流，避免事故的擴大。

適用于智能電網(wǎng)的通信技術(shù)需具備以下特征：①具備雙向性、實時性、可靠性特征，出于安全性考慮，理論上應(yīng)是與公網(wǎng)隔離的電力通信專網(wǎng)：②具備技術(shù)先進性.能夠承載智能電網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務(wù)和未來擴展業(yè)務(wù);③最好具備自主知識產(chǎn)權(quán)，具有面向電力智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的定制開發(fā)和業(yè)務(wù)升級能力。

例如，國網(wǎng)信息通信有限公司(簡稱通信公司)高度重視智能電網(wǎng)建沒工作，積極開展相關(guān)前期研究工作，并著力推進有關(guān)信息通信技術(shù)(ICT)的軟硬件產(chǎn)品研發(fā).開展新一代電力信息通信(ICT)網(wǎng)絡(luò)模式研究.加快信息通信產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。電力客戶用電信息采集系統(tǒng)是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分，通信公司積極參與其中與信息通信專業(yè)相關(guān)的研究，向國家電網(wǎng)公司提交了通信專題技術(shù)報告;同時，積極推進產(chǎn)業(yè)化進程，進一步完善了用電信息采集主站軟件平臺、基于電力線寬帶通信技術(shù)的采集器等產(chǎn)品。信通公司將智能電網(wǎng)客戶服務(wù)試點分別設(shè)立在北京蓮香同小區(qū)和阜成路95號院。其中，阜成路95號院試點以光纖人戶為主要特點，以機頂盒和電視機為展現(xiàn)手段，實現(xiàn)三表抄收和查詢、物業(yè)、配送、網(wǎng)絡(luò)增值等一系列特色服務(wù)，體現(xiàn)r電網(wǎng)與客戶之間實時交互響應(yīng)和智能化特色，增強了電網(wǎng)綜合服務(wù)能力.滿足了互動營銷需求，提升了服務(wù)水平。

1.2.3 智能化量測技術(shù)

智能化量測技術(shù)也稱參數(shù)量測技術(shù)，是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的手段，也是智能電網(wǎng)基本的組成部分，可以獲得相關(guān)數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，捉供給智能電網(wǎng)的各個系統(tǒng)使用。智能化量測技術(shù)不但具有讀取和記錄多種參數(shù)功能，且能實現(xiàn)電力公司與用戶的雙向溝通。基于微處理器的智能表計可以計量每天不同時段電力的使用和電費、儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率，并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能由用戶可以自行根據(jù)費率政策，編制時間表，自動控制用戶內(nèi)部電力使用的策略。

智能化量測技術(shù)為電力公司收集、整理和儲存包括功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系( WAMS)、設(shè)備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關(guān)鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預(yù)測等數(shù)據(jù)，給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，且能夠為其他業(yè)務(wù)所用。

智能化量測技術(shù)可以評估電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性，未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序，極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應(yīng)的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術(shù)以及計算機代理程序，在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中，保護元件能夠自適應(yīng)地相互通信。這樣的靈活性和自適應(yīng)能力極大地提高可靠性，因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其他帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。

1.2.4 智能化設(shè)備技術(shù)

電力設(shè)備是電網(wǎng)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，智能電網(wǎng)將廣泛應(yīng)用先進的設(shè)備技術(shù)，以提高輸配電系統(tǒng)的性能。智能電網(wǎng)中的設(shè)備將充分應(yīng)用材料、超導(dǎo)、儲能、電力電子和微電子技術(shù)等方面的最新研究成果，以提高功率密度、供電可靠性、電能質(zhì)量和電力生產(chǎn)的效率。通過采用新技術(shù)以及在電網(wǎng)與負荷特性之問尋求最佳的平衡點，來提高電能質(zhì)量;通過應(yīng)用和改造各種各樣的先進設(shè)備，如基于電力電子技術(shù)和新型導(dǎo)體技術(shù)的設(shè)備，來提高電網(wǎng)輸送容量和可靠性。配電系統(tǒng)中需要引進新的儲能設(shè)備和電源，同時應(yīng)利用新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如微電網(wǎng)。

1.2.5  智能化控制技術(shù)

智能化控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測電網(wǎng)狀態(tài)，并確定和采取適當?shù)拇胧┮韵p輕和防止供電中斷和電能質(zhì)量擾動的控制方法。智能化控制技術(shù)將優(yōu)化輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法，實現(xiàn)電網(wǎng)的有功功率和無功功率的合理分配。智能化控制技術(shù)的分析和診斷功能，將引進預(yù)沒的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范嗣內(nèi)，采取自動控制措施，而且措施的執(zhí)行將在秒一級水平上。這一自愈電網(wǎng)的特性將極大地提高電網(wǎng)的可靠性。先進的控制技術(shù)需要一個集成的高速通信系統(tǒng)以及對應(yīng)的通信標準，以處理大量的數(shù)據(jù)。先進控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其他應(yīng)用軟件。先進控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動作信號，而且也為運行人員提供信息。

例如，2013年1月，華東部分地區(qū)出現(xiàn)大面積降雨或降雪，尤其是浙江寧波地區(qū)供電線路覆冰嚴重，造成多條線路相繼故障跳閘，電網(wǎng)安全運行受到嚴重威脅。在此次冰凍災(zāi)害中，國電南瑞承擔的浙江智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)在保障浙江電網(wǎng)安全運行方面發(fā)揮了重要作用，特別是作為“大運行”體系技術(shù)支撐系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)之一的綜合智能分析與告警功能經(jīng)受了實際運行的考驗，共在線識別500kV線路故障4起、220kV線路故障18起，其中500kV故障正確識別率為100‘%、220kV故障正確識別率為90%，為調(diào)度運行人員快速處理電網(wǎng)故障發(fā)揮了有效的支撐作用。

1.2.6智能化決策支持技術(shù)

智能化決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運行人員可理解的信息，利用動畫技術(shù)、動態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及其他數(shù)據(jù)展示技術(shù)，幫助系統(tǒng)運行人員認識、分析和處理緊急問題，使系統(tǒng)運行人員作出決策的時間從小時級縮短到分鐘級，甚至到秒級。