智能电网的概念范文

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中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0031-01

1 智能电网概述

智能电网是新兴的技术和产业概念,到目前为止,各国不同机构对智能电网给与了各种不同的定义。例如,美国电科院(EPRI)认为智能电网是由多个自动化的输电和配电系统构成以协调、有效和可靠的方式运作。其拥有三大特点,一是电力市场和企业的需求能过快速的响应;二是实现安全可靠灵活的信息流是运用了现代通信技术,为用户提供可靠、经济的电力服务;三是具有快速诊断、消除故障的自愈功能。欧洲技术论坛对智能电网的定义是,智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体,利用高级感应、通信和控制技术,为客服的终端装置及设备提供发电、输电和配电一条龙服务,它实现了与客户的双向交换,从而提供更多信息选择、更大的能量 输出、更高的需要参与率及能源效率。

在我国对智能电网有所认识的是国家电网和南方电网。国家电网认为应以特高压为骨干的,且具有信息化、数字化、自动化、互动化等特点的,同时各级电网之间可以相互协调发展的为统一智能电网。而南方电网认为当前智能电网的定义还处在不断探索完善的过程中,但可以肯定的是,这个概念涵盖了提高电网科技含量,提高能源综合利用效率,提高点味甘供电可靠性,促进节能减排,促进新能源的利用,促进资源优化配置等内容,是一项社会联动的系统工程,最终实现电网效益和社会效益最大化。

因此,我们认为,智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的设备技术、控制方法、传感测量技术以及决策支持系统技术的应用从而来实现电网的安全可靠、经济高效的目标。

2 智能电网的主要功能

传统电网与智能电网相比较,它们之间的优点和特征都有所不同。从功能上来看,智能电网的主要功能包括:(1)鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实时电价信息和多样化用电方案,促使用户主动选择电能消费方式,并根据具体情况进行实时调整。(2)最大限度兼容各类分布式发电和储能,使分布式电源和集中式大型电源相互补充。(3)支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、实时电力交易等。(4)满足电能质量需要,提供多种的质量—价格方案。(5)优化电网运营。以电网的智能化和资产管理软件深度集成为基础,使电力资源和设备得到最有效的利用。(6)抵御外界攻击。具有快速恢复能力,能够识别外界恶意攻击并加以抵御,确保供电安全。

3 智能电网技术的发展现状

3.1 国外发展现状

智能电网将为新能源产业技术和传统的电网技术带来巨大地改变,这已成为全世界的共识,同时很多的国家都以建立智能电网为目标、行动路线和投资的计划。目前,智能电网研究较为成熟的主要是美国。为升级其日益老化的电网,在提升电网可靠性、安全性,并提高用电方效率,降低用电成本,美国于本世纪初较早提出了智能电网的概念。迄今,美国智能电网建设从理论研究到实践探索都积累了丰富的经验。

根据2009年的美国经济刺激法案,美国能源部确定了两个专项投资计划,分别为“智能电网投资拨款计划”及“智能电网示范计划”,投资额分别为33.75亿美元和6.15亿美元。受此推动,2010年美国的智能电网项目的数量大幅增长,总投资额超过100亿美元。与美国之前的智能电网建设工作相比较,美国近年来的智能电网项目呈现几个特点:第一,绝大多数项目都得到了政府新兴产业研究的资金支持。第二,用户侧和配网侧建设速度提速,并成为新的发展重点。第三,跨电力价值链环节综合集成项目成为主要的投资方向。第四,围绕电力价值链多个环节的并发建设成为重要的项目类型。

德国是欧洲智能电网技术发展的典型代表。德国不断加速新能源的应用范围,令其无孔不入。例如,德国提出的新能源计划是,在每个家庭的房顶上,都装上太阳能发电装置,再在庭院里建一个小型风能发电站,用它们来满足每个家庭对电和热的全部需求。德国人之所以敢这样做,是因为在德国,一张无所不能的智能电网正在铺开。这张网建立起来之后,新能源的利用率几乎可以达到100%。

德国对智能电网有自己的认识,所谓建立智能网,也就是把所有能源产生的电量,都放在一张电网上进行传输,这张网就叫智能电网。但它又与普通电网不同,其最大的特点是,它应用了大量的IT技术,使其更像一张互联网,因此具有极强的互动性。

3.2 国内发展现状

在世界各国进行智能电网建设的同时,我国也在积极推进智能电网的发展。2009年5月21日,在2009特高压输电技术国际会议上,国家电网了“坚强智能电网”的研究成果,并了坚强智能电网计划(2010年至2020年),如表1所示。国家电网公司提出的坚强智能电网概念:坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有数字化、信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。

此外,国家电网还提出了“一特四大”的电网发展战略,即以大型能源基地为依托,建设由1000kW交流和±800kW直流构成的特高压电网,形成电力“高速公路”,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发,在全国范围内实现资源优化配置。同时,将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,将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有可充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、提高电力供应的安全性、可靠性和经济性、减小对环境的影响、保证电能质量和减少电网的电能损耗等多个优点实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

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1能源互联网是一个有歧义的概念

互联网(Internet)作为一个专业术语，指的是由无数计算机网络互联形成的覆盖全球的信息共享网络。将能源与互联网结合，构成“能源互联网”概念，这是美国经济学家杰里米˙里夫金在《第三次工业革命》一书中正式提出来的。里夫金说，历史上经济和社会的变革离不开能源革命和通信革命两大因素，正是它们的发生和结合引发了新一轮的工业革命。目前一场以可再生能源替代化石能源的革命正在兴起，通信领域在过去的25年里也出现了伟大的变革，即互联网革命，这就促使他将能源革命与互联网联系在一起。他认为可以通过互联网技术与可再生能源相融合，将全球的电力网变为能源共享网络，使亿万人能够在家中、办公室、工厂生产可再生能源并与他人分享。这个共享网络的工作原理类似于互联网，分散型可再生能源可以跨越国界自由流动，正如信息在互联网上自由流动一样，每个自行发电者都将成为遍布整个大陆的、没有界限的绿色电力网络中的节点。

这是最早也是最“正宗”的关于能源互联网的构想。毫无疑问这一构想符合能源革命的方向，也十分美好，但不能不指出的是其中存在着不可忽视的技术失误：能源共享网络(即电网)与互联网的工作原理不是类似而是截然不同，能源(电力)不可能像信息那样在全世界自由流动。事实上由于电网与互联网彼此的结构、功能、技术特性、传输方式和载体，以及运行所遵循的物理规律完全不同，电力在电网中传输受到的约束要比信息在互联网中传输受到的多得多、大得多，不仅有电压、频率、功率平衡、电能损耗、传输能力的约束，还有暂态、动态、热稳等各种安全稳定极限的限制，因此电力很难像信息那样可以在任意两个节点之间自由交互。那种认为只要电网不断扩大，实现全球电网互联就解决了电力从一点到任一点的输送问题，是一种误导或误解;即使在较远的将来，超导输电在电网中的应用与今天光纤在互联网中的应用一样普遍，并且采用直流电网为主干网架时，也不能完全做到。

此外，由于电力具有同质化、一次性消耗、不能重复“分享”的特点(信息则具有个性化、长期保存、可重复分享的特点)，也决定了电力并非都有必要像信息一样在任意两个节点间传输。世界上不存在没有界限、工作原理类似于互联网的能源共享网络，也没有不受约束可以在任何范围内自由传输的能源(电力)。但如果仅在一个局部区域，如一片社区或一座城市甚至更大范围内，遵照电网运行的客观规律并根据用电负荷的需求和特性，对各种分布式电源、储能装置、微电网、配电网以及主干网进行统筹规划建设，同时采用先进的信息和自动控制技术进行智能化协同调度管理，实现里夫金的构想则是可能的。

必须承认作为一个翻译的汉语词组，能源互联网是一个有歧义的概念。这里的“互联网”如果看作是专业术语Internet，按词面理解的意思应当是“传输能源的Internet”，显然这在技术上不成立。如果将“互联网”看作是一个普通汉语名词而非Internet，则可认为能源互联网就是“能源的互联互通网络”。在此前提下还有两种不同的理解：一是认为各种能源，如水能、核能、风能、太阳能、天然气、煤炭转化为电能后都要汇入电网，因此电网是天然的能源互联网;二是认为真正的能源互联网应当是包括电网、油网、气网、热力网在内的综合能源网。尽管两种理解都讲得通，但不把“互联网”看作是Internet，显然不符合这个概念的本意。这种因语言表达规律差异而带来的困扰是客观存在的，因此通过认真讨论，统一认识十分必要。

2能源互联网的内涵与新能源革命思想

由于能源互联网的构想在技术上受到质疑，作为经济学家的杰里米˙里夫金后来解释说，提出能源互联网主要是源于哲学和经济学层面的思考，他承认能源互联网不是一种新的能源技术模式或体系，而只是一种新能源经济思想。这是一个十分重要的说明，可以说是正确认识能源互联网概念本质和内涵的一把钥匙，但遗憾的是里夫金的这个解释几乎被人们完全忽视了。

新能源经济思想实质上就是新能源革命思想。根据里夫金的论述以及世界各国能源革命的实践经验，它的要点可以概括如下：一、新一轮的能源革命是不可抗拒的历史潮流，能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源，阻止地球生态环境的恶化，实现能源以及人类的可持续发展。二、能源的生产和消费方式将融入互联网理念和现代信息技术，可再生能源的开发将以分布式为主，公众既是能源的消费者同时又是生产者，世界将迎来能源绿色化、分散化、多元化、民主化的新时代。三、具有集中、垂直、单向特点的传统电网将向相对分散、扁平和双向互动的新型电网转型，与此同时传统的电网公司也将由单一的自上而下的电力供给者，转变为包括能源信息在内的服务提供商，与用户双向共同管理能源的生产和消费。四、能源的绿色化需要经历一个化石能源与可再生能源并存的混合能源时期，要充分利用现代信息技术，采用智能化手段协调控制各类能源的开发和利用，优化能源配置，最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生产方式和能源民主化将为社会创造出数以百万甚至千万计的就业岗位，成为第三次工业革命和新经济的重要支柱。

不难看出新能源革命思想的精髓，就是通过在能源革命中融入互联网理念和现代信息技术，实现能源的绿色化、高效化和民主化，能源互联网概念正是这一思想的集中体现。因此，能源互联网的内涵可表述为“在规划建设中融入互联网理念和现代信息技术，实现低碳、绿色能源高效、分散、智能和民主化利用的输送和配置能量的网络”。建设能源互联网就是建设符合这一内涵要求的能源网络。

3智能电网是能源互联网的主要技术模式

智能电网(Smart Grid，或称智慧电网)是融入了互联网理念，以“绿色、高效”为目标，以双向互动和扁平化为主要特征，以现代信息和储能技术为支撑的新一代智能化电网。智能电网有狭义和广义之分，狭义的智能电网指以分布式电源为基础的低碳绿色小微电网，它们既可单独运行亦可与大电网联网运行。广义的智能电网指包括有集中式电源的整个区域性和全国性的低碳绿色电网。电网特有的功能以及智能电网在能源绿色化中不可替代的地位和作用，决定了智能电网是能源互联网的主要技术模式。事实上，杰里米˙里夫金在《第三次工业革命》一书中构想的“能源共享网络”，指的就是智能电网。

能源互联网与智能电网的关系是内涵与外延的关系，智能电网是能源互联网概念(内涵)的外延。它们之间也可以看作是宏观指导思想与具体技术模式的关系，能源互联网概念揭示能源和电网的发展方向，智能电网建设提供具体的技术方案。

目前国内关于能源互联网的研究，绝大部分内容其实都属于智能电网建设的范畴，比如分布式能源接入电网、微电网的运行控制和互联、需求响应资源的整合利用、电动汽车充放电设施的建设运行、家庭用电智能化，以及能量(电力)路由器的研发建设等。这些内容或者以电网为基础、对象，或者本身就是电网的一个部分、一种设施，无论它们怎样融入信息技术，无论它们的信息与电力设施一体化程度有多高，目的都是为了使电网更好地实现绿色化、柔性化、智能化和高效化。

有一个情况值得深思，欧美不仅没有关于能源互联网的争论，实践中更是很少使用这一概念。比如美国还有一本以新能源革命为主题的书，叫《重塑能源：新能源世纪的商业解决方案》(中译本2014年6月出版)，作者是著名能源专家艾默里˙洛文斯。他在书中分析了美国到2050年可再生能源发电量达到电力总需求80%应采取的途径，肯定了智能电网在重塑能源和加速传统电力系统变革中的作用，却自始至终没有提到能源互联网这个概念。观察德国的情况也能发现，国内谈论的几乎所有能源互联网的东西，都包括在他们的智能电网建设中。

中国人曾经对智能电网(Smart Grid)也充满了热情，但似乎一夜之间这种热情都转向了能源互联网，究其原因是我国智能电网的建设出现了大的偏差。必须指出，智能电网建设是在新一轮能源革命的大背景下提出来的，因此它不是传统电网原有的自动化、智能化建设的简单延续和提高，而是传统电网走向绿色化、民主化的一场深刻变革。但由于目前我国的智能电网建设基本上以传统电网的智能化建设为主，导致很多人产生了误解。还有一个重要原因，就是智能电网的建设被交流特高压绑架了。多年来我国大部分地区电网的建设都是以交流特高压电网建设为中心，电网的建设工作基本上都要服从于和服务于这个中心，智能电网的建设也不列外。由于看不到智能电网建设在推动我国能源绿色化、民主化，提高能源利用率，促进分布式能源大发展中应当发挥的重要作用，因此无数以能源革命为己任的有志之士，自然将希望寄托在了能源互联网上，不惜重新回到源头，再次起航。其实这是本不应当出现的情况，既可叹亦可赞。

4第二种技术模式与“互联网+”表达式

智能电网是能源互联网的主要技术模式，但不是唯一模式。由于能源的绿色化不可能一蹴而就，特别是在我国，可再生能源与化石能源混合作用的时期可能会更长。为了提高各类能源的综合利用效率，促进能源向低碳化、绿色化方向更好更快发展，能源互联网无疑还有第二种技术模式，这就是智慧能源网。该网络是由输配电网、天然气网、冷热气网等构成的包含分布式能源转换和储存设施在内的综合能源网，通过统筹规划建设，利用现代信息技术和智能化控制技术进行协同调度管理，适时提供气、电、冷、热多品种能源，互助互补满足用户需求，实现能源的梯级利用和产能端与用能端的智能匹配，最大限度提高能源综合利用率。

智慧能源网与智能电网都是能源互联网的技术模式，但两者侧重点各有不同。智能电网以电力系统为研究对象，以绿色化为主要目标;智慧能源网则重点研究各类能源的相互转换以及各种能源网间的协同配合和优势互补等问题，主要目标是最大限度提高能源的利用率以及清洁能源的消费比例。在一个园区、一座城镇，或一个更大的区域里，能源互联网建设采用何种技术模式，需要因地制宜根据实际可利用的能源资源情况确定。可以肯定，随着可再生能源转换、利用、储存技术的进步，以及能源绿色化程度的不断提高，智能电网与智慧能源网将向着合二为一形成新型综合能源供给体系的方向发展。目前智慧能源网的建设以“泛能网”的形式，已经在一些地方取得了可喜的成绩和宝贵的经验。

能源互联网的两种技术模式，在今天“互联网+”的时代可以采用类似的方式进行表示，使其更具时代色彩。其中智能电网可表示为“绿色电网+互联网”，智慧能源网可表示为“能源网+互联网”。这样表示的优点，一是概念明确，针对性强。每个表达式中的“互联网”一词除指Internet外，不可能再有别的解释。智能电网的表达式中，电网之前加“绿色”二字，点出了智能电网的本质所在，有助于人们在智能电网建设中把握正确的方向。智慧能源网的表达式中，直接使用“能源网”一词指明能源互联网第二种技术模式的基本特征，避免了不必要的误解。二是突出了研究对象的特点和难点。“绿色电网”与“能源网”都是网络，它们与互联网相加是两种网络的“融合”，无疑具有相当的复杂性，强调“网络”可提醒人们不能用处理一般“互联网+”的方法来解决其中的问题。

此外，需要说明的是之所以采用“+互联网”而不采用“互联网+”的表达方式，是因为当“互联网+”的对象亦为一种网络的时候，若将“互联网+”置前，容易使人将信息网络误解为是其中起主导作用的网络，从而可能导致在能源互联网的建设实践中主辅颠倒，走偏方向的情况发生。

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关键词： 智能电网；负荷调度；发电调度

Key words： intelligent grid；load dispatching；power generation scheduling

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）29-0061-02

1 智能电网的概念特征和目标

1.1 智能电网的概念 就目前来说智能电网的概念并没有一个比较统一的定义，大致上可以理解为智能电网是指一个供电系统基于网络已经完全自动化运行，它能够对每一个用电户和每一个节点都能够实现实时的监控，并且能够自动的控制整个电网中电流和信息的流动，实现自动控制系统的集成，使整个电网中各个成员的及时有效地互动，保障电力市场交易的进行，它的特征主要表现在：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成七大方面。现在各国根据自身基本国情的都对智能电网在运行和目标建设中各有侧重，但是统一的都是为了电力市场更好的发展，电能质量和电力运行的安全努力。基本上对于智能电网的概念可以从它的特征、目标来概括和理解。

1.2 智能电网的主要特征

1.2.1 数字信息化：全球经济快速发展，现代信息技术已经在电网系统中运用自如，比如说通信技术、电力电子技术、芯片技术等还包括数据集成、数字控制装置等技术手段，这些技术的应用是智能电网系统的主要特征表现，这些科学技术在电力装置中的应用表示着电网已经进入了数字信息化的时代。在目前的科学技术决定生产力的情况下，如何不断的创新发展科学技术，怎么样更好的在电力系统中应用创新技术实现更好的技术转移和技术建设，如何更好的集合技术研究和生产之间的合作体系，都对智能电网技术的快速稳定的发展有着不可估量的参考价值。

1.2.2 分布式智能化：现在智能电网系统中采用的是分布式智能化管理，分布式控制装置在地理分布和功能分散化管理上有着优越的表现，对于控制装置实现分析和安全控制都有着很好的作用，它们能够帮助电网实现自愈的功能，也能够帮助电网快速适应，尽快实现功能。其中值得研究的问题就是分布式智能建设的成本和效益、系统研究和设计方面的问题。

1.2.3 交互式能动性：在智能电网系统中对于参与者用户和商家之间的互动联系都有了加强的作用，用户可以根据自己的情况参与到电力负荷调度和控制管理工作中来，甚至可以细化到每个用电装置的使用中来。在互动性增强的同时在如何更好的管理参与者更好的发挥出效率这些问题就显现出来了，如何更好的从制度和安排上更能提高效率要针对研究，这也是对只能电网的市场化改革需求提出了要求。

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1引言

随着互联网技术以及无线传感技术的飞速发展，物联网技术成为新一代技术引擎，受到政府、科研单位越来越多重视，通过以物联网为主的信息技术与其他产业相互融合，实现经济可持续增长。而随着国家经济形势的发展，用电需求持续增加，如何优化能源结构以实现可持续发展成为电力工业研究的热点，智能电网凭借高效特性成为电力工业应对未来挑战的选择。物联网与智能电网作为目前高新技术产业，已经上升到国家战略，物联网技术凭借其强大的信息分析、处理能力，极大推动智能电网技术发展，因此，把物联网技术与智能电网技术深度融合，可以全方位提升智能电网信息感知深度，实现电网智能化管理。

2物联网与智能电网概念

2．1物联网概念

国际电信联盟最先正式提出物联网(InternetofThings)的概念。该联盟认为，物联网是互联网应用的一种拓展，是物与物相连的互联网;而本质上，物联网是物理世界和网络信息世界融合的产物［1］。随后，欧洲联盟在《TheInternetofThingsin2020》中提出:物联网技术是通过RFID(射频识别技术)、传感器技术、智能定位技术等互联网传输手段，获得客观物体的相应信息，以方便对这些标识性个体信息在全球网络范围内实现智能化的识别管理［2］。

2．2智能电网概念

2008年，中美在可再生清洁能源会议上首次提出"SmartGrid"概念。2009年，国家电网公司在国内提出“坚强智能电网”的理论。该理论认为，坚强智能电网是以各级电网协调发展的坚强网架为基础，以特高压电网为骨干，以通信信息平台为支撑，具有自动化、信息化、互动化的特征，坚强智能电网涵盖了电网系统中发电、变电、输电、用电等各个环节，覆盖了所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，具备经济高效、清洁环保、坚强可靠、友好互动和透明开放内涵的现代电网［3－5］。

3物联网技术在智能电网中体系架构

通信技术是制约当前智能电网技术发展的关键，物联网作为智能电网的传输网络，在面向智能电网的体系架构上分为三层:感知层、传输层、应用层。具体结构如图1所示。通过将物联网技术植入智能电网平台，实现智能电网的智能输电、智能变电、智能配电、智能用电。

3．1面向智能电网的感知层

物联网面向智能电网的感知层主要包涵控制子层和通信延伸子层。在控制子层，主要通过智能传感器、Rubee、无线射频识别(RFID)芯片、智能采集设备、电子代码(EPC)等手段，对智能电网关键环节的电量信号、非电量信号进行采集。通信延伸子层则是通过WI－FI无线保真技术、无线自组织网络(Ad－hoc)、超宽带(UWB)、近场通信(NFC)、Zigbee等通信手段把物理实体链接到网络层和应用层［1，6］。物联网面向智能电网的感知层实际上是对"物"的识别技术。

3．2面向智能电网的传输层

以电力光纤网为主的传输层又称为网络层，该层属于中间层，用来接收来自感知层的信息，并在一定范围内通过电力通信网来传递这些数据信息。为了安全可靠、实时性的传递电网数据信息，电力系统需要构建局部电力通信网，并在大范围内依托公共电信网，以实现在全社会范围传递数据。无线传感器网络(WSN)凭借其设置灵活，可以与互联网进行无线或有线连接的优点［7］，成为构建电力通信网的一种新的发展趋势。无线传感器网络是分布式传感网络，由大量小型传感器节点构成，每个节点除了收集处理本地信息，还会对其他节点信息进行管理、融合。在无线传感器网络中，ZigBee技术是新兴的无线通信技术。凭借其近距离、低成本、低功耗、高容量、高安全、短时延的优点，ZigBee技术已开始应用于创建智能电网的局部电力通信网。在电力通信网中，感知层中的智能传感器对电网关键状态、信息进行采集，采集到的信息在本地节点进一步融合，随后，融合后数据在网络中传输，并由无线收发器完成数据的接收。具体结构如图2所示。物联网面向智能电网的应用层是以GIS(ge-ographicinformationsystem)数据、结构数据、非结构数据、实时数据等构成的电力综合信息平台为基础，搭建面向用户的各种电力应用平台。针对智能发电、智能输电、智能配电、智能调度、智能用电等不同的应用方向，有不同的应用内容。比如在智能输电环节中，通过对导线状态分析、气象条件分析、杆塔状态分析，实现对输电设备预警诊断和实时监控，以确保电力安全运行;在智能配电环节中，通过物联网技术对配电网小电流故障进行定位、有效隔离、重构，以实现配电自动化。在智能用电环节中，通过智能电表准确预测用户负荷需求，实现电网与用户的双向互动。在能量储存方面，引入电动汽车实现能量储存，并以Web为中心实现可互操作通信以及云计算。

4物联网技术在智能电网中关键应用

物联网技术在坚强智能电网中具有广阔的发展空间，建设坚强智能电网，不仅要对传统电网进行升级改造，而且要使用户、电网、电厂三者间互动，通过提高电网信息化水平，促进电网自动化、互动化、信息化建设。

4．1在智能配电巡检系统中的应用

在智能电网配电环节，配电设备数量众多、分布广泛，因此对配电设备巡检提出更多更高要求，基于GIS(地理信息系统)和RFID(射频识别技术)的智能配电巡检系统是物联网技术在智能电网中重要研究方向之一。将配电网中开关站、架空线路、配电室、分支箱、环网柜分成五个单元，每个单元安装若干电子标签，电子标签选择中频段无源只读式标签，该标签通过二进制编码对配电设备进行唯一标识。采集器(手持式智能终端)采集到配电设备RFID电子标签上设备履历、设备标识、设备台账及状态信息后，直接上传检查结果至服务器。智能配电巡检系统网络架构如图3所示。基于物联网RFID及GIS技术的智能巡检系统能够通过电子地图实现杆塔管理、利用GPS信号自动定位杆塔、可在地图上计算任意两点间实际距离、记录缺陷并实现无线数据同步。相较于传统的巡检系统，基于物联网技术的新型巡检系统能更有利于变电设备精细化管理、有效避免漏检、漏巡，提高了电网巡检系统的工作效率。

4．2在智能用电系统中的应用

基于物联网技术的智能电网，有效整合了电力资源，提高了电力信息化水平。而智能用电系统是坚强智能电网在用户侧的体现。目前，智能电网用户侧通常包括传统型居民用户、工业大用户、新型电动汽车充电系统等用户。传统用户、新型用户的具体需求由公共互联网传输至95598第2期王金鹏等:物联网技术在智能电网中应用研究35电力互动网站，而用户定制服务由电力主站通过电力通信网发送至用户侧。智能用电系统网络结构如图4所示。针对传统型用户，通过智能电表方便用户了解用电信息，用户根据分时电价信息，及时调整自己的用电模式。同时，电力公司可在线监测异常用电情况，实时监测电网状态，实现电网与用户双向交互。对于电动汽车充电系统等新型用户，首先在电动汽车电池中安装RFID电子标签，当电动汽车进入充电站，安装在充电站的采集器会首先检测电池电量情况，并及时反馈给调度中心，调度中心通过电力通信网将充电车位及行驶路线发送至车主，提供车主最优选择。物联网技术的应用使电动车充电系统更加高效。

5结论

随着电网规模不断扩大，以及用户对电力服务质量要求的逐渐提高，电网正面临前所未有的挑战。将物联网技术应用到电网的发电、输电、配电、用电、调度等环节，有利于电网进一步整合电力资源，提升电网监测、预警能力，从而改善电网的信息安全，同时也极大推动了电网的信息化建设、智能化建设，有利于实现电网可持续发展。

参考文献:

［1］何杰．输变电设备物联网关键技术研究［D］．长沙:湖南大学，2013．

［2］黄迪．物联网的应用和发展研究［D］．北京:北京邮电大学，2011．

［3］刘振亚．智能电网技术［M］．北京:中国电力出版社，2010．

［4］2009特高压输电技术国际会议情况介绍．

［5］柯斌．智能终端在智能变电站中的应用［D］．上海:上海交通大学，2011．

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由于智能电网本身的使用诉求存在着明显差异，因此针对智能电网的规划与建设不同地区也表现出截然不同的内容。从广义范围考虑，智能电网的概念主要是指通过物理电网建设来实现的对计算机通讯技术、测量传感技术以及新能源控制技术之间的完整融合，智能电网使用覆盖电能应用的发送、输入以及销售等众多环节，是对电能资源的有效整合，同时也是一体化智能电网技术在电力系统中的有效呈现。基于智能电网技术发展下的电力系统能够最大程度满足用户的电能使用需求，并且对于电力系统的稳定性和安全性也形成了有效的技术保障，是当前节能环保、电能服务以及资源优化配置功能在电力供应系统中的集中呈现。基于智能化电网使用背景之下的智能电网概念也得到了我国电力市场的普遍认可，无论是骨干网架构建还是各级电网之间的协调配合问题，均突出了信息通信及数字化电能资源配置对于电力市场发展的积极影响。

1.2智能电网建设与电力市场发展之间的关系

1.2.1电力市场发展与智能电网建设之间表现出相互影响的内在关系。

这是由于电力市场受到智能电网的影响是最为直接的，在选择权开放化之后用户便可针对不同的供电方式来进一步达到优化用电的目的。此外，关于电力市场执行制度的革新对于现有市场经济运行也起到了积极的导向意义，通过价格驱动来实现对电力市场主体行为的有效控制与管理，这是双向互动价值在电力系统中的突出体现。

1.2.2智能电网一定程度上加快了电力市场的发展进程。

智能电网在电力系统中的运用作为一种全新的技术成为了支撑电力市场模式改革的重要技术力量，而智能电网的出现也为电力市场信息流和电力流的获取提供了更加便捷的途径。此外，智能电网在电力企业中的渗透也使得传统的供电方式发生了显著的改变，无论是供电系统还是电能使用都显得更加灵活和多样化，这就更加突出了电力市场发展对于电力产品的积极引导作用，是现阶段促进电力交易便捷化和精细化发展的重要举措。

2智能电网建设对于电力市场发展的影响

从当前智能电网建设对于电力市场基本运行结构以及系统运作方式的影响分析，基于智能电网建设所带来的电力市场发展已然成为现阶段电力系统运营发展变革的必要趋势，这对电力市场化格局的形成有着积极的促进意义。随着智能电网建设的全面展开，应积极争取政府广泛支持，出台相关扶持政策。

2.1能源配置方式的变革

智能电网在新能源领域的广泛应用必将促进化石类能源消耗和使用频率的减少，在积极促进新能源使用的同时也实现了网络手段辅助下针对电网能源输送的优化处理。不难分析，随着当前电力系统储能技术的日臻成熟，更加实用化的能源资源利用势必将突出智能电网的配置与使用优势，进而最大程度促进电力企业能源资源的相互整合。对于用户来说，用电需求的满足可以通过智能电网的网络终端来实现，这就使得企业用户实现了日常用电的正常供给。

2.2电力系统运行方式及供需关系的改变

从智能电网的物理平台建设角度分析，分布范围的扩大也使得用户用电的传统运作模式发生了变化，这一电力系统运行方式的变化势必将导致电能领域供需关系的革新，无论是智能电网中的集成双向通信技术还是电力传输技术都进一步促进了日常用电问题的有效解决。智能电网中电力系统实时价格的公布不仅成为融洽电力市场各领域关系的重要保障，同时对于电力系统运行模式也产生了重大变革，这也是当前电力领域孤岛运行模式形成的主要原因。这一模式当中，智能电网被划分为大小不一的孤岛，并通过可再生能源的协调与控制来实现多余电量的远程输送，这对缓解电网使用压力以及保障电力系统稳定运行有着重要的促进作用。一旦电网遭遇故障，那其中的独立运行系统便会自动解列，保障孤岛电网的持续运行。

2.3完善电力市场建设与发展机制

对于电力市场发展而言，智能电网的出现对于电力系统变革提供了必要的技术支撑，而其中针对电力市场拓展而形成的执行机制建设问题就成为了完善电力企业直流输电以及设备更新的必要手段。智能电网中所使用的自动控制系统在尽可能控制电网损耗的同时也更加突出了电网系统本身的灵活性，这对控制电能交易成本极为有利。基于智能电网建设发展而来的智能电表随着网络技术的应用逐渐普及，这不仅使得用户能够实时获取必要的电力信息，增强了电力用户与电力企业之间的信息互动，同时对于电力市场透明化信息机制的构建也有着极其重要的影响。