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智能电网研发概述 3 智能电网研发概述 现在智能电网 (Smart Grid)己经开始为许多国家，特别是像美国、欧洲等许多发达国家的政府作为改进能源依赖性和全球性暖化的重要战略。美国DOE评估，如果智能电网建成，美国电网的效率将提高5%，相当于消除了5300万辆汽车燃料排放的温室气体。 美国新任总统巴拉克·奥巴马在2009年1月8日回答国会议员时表示，将毫不延迟批准在下一个3年内加倍地增加替代能源生产的法案和促进智能电网的建设。 3.1关于智能电网发展的背景及发展阶段 在过去的50年电网已经不能适应现代化的挑战，： 来自于其它能源供应商或网络攻击对电网的安全威胁； 为了维持交流电网的稳定性，显著的增加了电网的复杂性； 为保证一天当中急剧上升的峰值负荷的需要，不得不增加足够的能量贮备，这同环保降低能源浪费的目标背道而驰； 对电力供应的高度需求，不允许供电中断； 数控设备的应用改变了电力负荷的特性，这与电力系统建设只适应“模拟经济”的初衷是不相容的 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 “数字经济”社会的到来对电力系统电能质量提出了更高的要求。据NERC的统计，美国电网由于电能质量和电网事故，每年的经济损失已从1970年的250亿美元增长至2001年的1180亿美元。 为了适应“数字经济”和安全的需要，美国早于1980年前后，就开始将智能电网技术应用到配电系统的电子控制、测量和监控中去。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 1980年，自动读表技术已经用于监视大用户的负荷，1990年已在所有电网中建设并完善了具有分时段计量功能的先进测量基础设施(Advanced Metering Infrastructure)。 智能仪表加上可靠的通信可以进行实时的监控，并可作为家庭对需求响应的网关(gateway)，即“感知装置”(aware devices)和“智能插座”(smart sockets)。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 2000年开始建设的全球规模最大、最具挑战性的意大利国家电力公司Telegestore自动抄表管理（AMM）系统工程，现已进入收尾阶段。截至到2005年底，应用低带宽电力线通信PLC(Power Line Communication)的Telegestore通信网络中已接入3000多万只家用低压智能电能表。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 最近Telegestore自动抄表管理（AMM）系统工程将应用宽带电力线BPL(Broader Bandwidth Power Line)通信或无线通信，如网状网络(Mesh Network)通信。网状网络是由各个对等连接的节点组成的新型无线网络，其特点是可以将无线宽带服务扩展到更广泛的区域。网状网络通信可以实现与每个家庭不同用途性质的设备，如水表、煤气表等计量仪表的可靠连接。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 智能电网技术应用于大电网的输电系统：最早是1990年在BPA (Bonneville Power Administration)电力系统应用智能传感器(Sensors)技术实现对广域电网电能质量异常的分析。传感器技术的成功应用是智能电网发展史上里程碑式的革命性转变。2000年世界上第1套广域(向量)测量系统WAMS(Wide Area Measurement System)装置在BPA投入运行是智能电网发展的一个高潮。自此以后，许多其它国家也紧紧跟踪这项技术。中国国家电网计划到2012年要建成一个完整的、覆盖全网的WAMS系统。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 WAMS系统的成就为更高级的智能输电网建立了坚强的基础。 DOE智能电网特别工作组和智能电网协作组关于建立智能输电网的技术方案中，将输电网控制系统的发展大致分为3个阶段： (1) 最早的继电保护系统及稍后的安全稳定控制系 统阶段； 这个阶段均按照本地区或局部信息进行分散型或局部型控制，动作速度快，可以快速切除故障元件，保持电网局部稳定性，但对连锁性事故无能为力。这个阶段的控制水平和技术适合于一般较小型规模的省级电力系统。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 (2) 20世纪中期发展起来的SCADA/EMS控制 系统； SCADA/EMS控制系统的信息来自由SCADA系统收集系统状态及模拟测量信息，动作相当慢，可对电网实施集中型或准全局型的控制，对连锁性事故处理同样无能为力，但可保留部分过程数据供事后分析用。SCADA/EMS控制系统和继电保护/安全稳定控制系统联合运用于一般中等规模的大区电网较为合适。 3.1 关于智能电网发展的背景及发展阶段 (3) 21世纪拟建的输电网新的智能控制系