智能电网概述
　　传统电网和智能电网在组成结构上的异同如 图1和图2所示。对比这两图可以发现，智能电 网的各组成部分在架构上比传统电网联系更为紧 密，且新增了一些辅助性组件如柔性交流输电 (FACTS)、输电线路实时动态增容系统（DTCR) 技术装置等，还增加了一些实时响应平台，以处 理各种突发事件。这使得智能电网在灵活性、可 靠性和交互性等方面大大优于原来的传统电网。
　　近年来，‘‘智能电网”这一新概念 逐渐受到国内外电力专家的青睐。智能 电网主要是运用先进的网络分析技术及 新的智能化技术手段，将电力企业的各 种设备、控制系统、生产任务及工作人 员有机地联系在一起，在一种“公共 信息模型”的基础上自动收集和存储 数据，对供电系统的运行及电力企业的 经营管理进行全面、深入的分析，客观 正确地优化其资产管理和供电服 务[1’2]。通俗的说，智能电网就是通过 智能传感器把各种设备、资产连接到一 起，形成一个统一的客户服务集成系 统，从而对各类数字化信息进行挖掘、 整合和分析，以此来降低成本，提高效 率，提高整个电网的可靠性，使运行和 管理达到最优化，从而让管理者清楚的 了解网络运行状况，更好的管理电力网络[&]。
　　目前智能电网已经成为电力行业和相 关科研机构的热议话题。据美国的爱迪生 电力研究所估计，为了改造智能电网，政 府对基础设施的改造将花费数千亿美元， 包括计算机、传感器和网络系统，这对IT 和网络公司来说是个巨大的新市场。目前 已有电气、IT、电信、互联网巨头以及一 些投资机构对此产生了浓厚兴趣，包括 GE、IBM、西门子、Google、Intel、高盛 等大公司及投资银行都通过各个渠道积极 介入该领域[4’5]。欧洲研究委员会2006年 1 月出版了《The Platform’s Vision Pape;》 一书，对“智能能源网”的相关问题进 行了概述[6]。2007年10月，我国华东电 网正式启动了智能电网的可行性研究项 目[7]。2008年5月，位于美国西部科罗 拉多州的波尔得（Boulder )成为全美第 一个智能电网城市[8]。遗憾的是，在智能 电网蓬勃发展的同时，至今尚没有一个智 能电网的准确定义。这引起了研究者们对 深入探寻智能电网的内涵与外延、组成结 构和核心支撑技术的极大兴趣。
　　现代电力电子技术是以功率处理为对 象，以实现高效率和高品质用电为目标， 通过采用电力半导体器件，并综合自动控 制、计算机（微处理器）技术和电磁技 术，实现电能的获取、传输、变换和利 用[F]。据估计，发达国家在用户最终使用 的电能中，有60%以上的电能至少经过 一次以上电力电子变流装置的处理。因 此，在智能电网的设计框架中，现代电力 电子技术无疑是一大关键支撑技术，将在 未来的智能电网建设中扮演着十分重要的角色。
　　2 簧能电网架构示意图
　　综合学术界现有的一些观点来看[w-15]，智能 电网主要具有以下七大特征：
　　1)自愈性。所谓“自愈性”是指无需或仅 需少量人为干预，实现电力网络中存在问题元器 件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用 户的供电中断。自愈是电网实现安全可靠运行的 主要功能。通过进行连续的评估自测，智能电网 可以检测、分析、响应甚至恢复电力元件或局部 网络的异常运行。
　　2)安全性。无论是功率流还是信息流系统 遭到外部攻击，如自然灾害、外力破坏和黑客攻 击等，智能电网均能有效抵御由此造成的对电力 系统本身及其相关领域造成的伤害，保证人员、
　　设备及电网的安全。
　　3)交互性。智能电网鼓励和包括末端的电 力用户，使之与电网进行自适应交互，并将其视 为智能电网的组成部分之一。从而可以促使电力 用户在智能电网中发挥更多积极作用。
　　4)经济性。也即智能电网对现有的电网资 产和设备进行整合、优化，提高它们的利用效率， 从整体上实现电网运行和扩容的优化，降低电网 的投资及运营成本。
　　5)优质高效。在高数字化程度和高科技的 主导经济模式下，电力用户能够得到优质高效的 电能，实现对电价的实时了解和对分时段用电的 合理选择。
　　6)清洁环保。既能适应大电源的集中接入 方式，也能适应分布式发电系统的‘‘即插即用” 方式，支持风能、太阳能、生物质能和地热能等 可再生能源的大规模应用，同时协调发电和储能 选择，将传统的火力、水力发电及核能发电在新 的能源结构中加以整合，尽可能降低对环境的污 染程度。
　　7)市场化程度高。智能电网所采用的信息 技术对原有的电力市场无疑有提升和促进的作用。 同时，由于智能电网引入了多方投资者和参与者， 涉及的行业领域及受益面相当广泛，将逐渐在资 本市场上形成“非零和博弈”的状况，从而推动 传统电力系统进一步向市场化方向转变。
　　加拿大电力系统专家Scott J. Anders在总结 San Diego市的智能电网建设经验中[16]，对目前电 网的现状和未来的智能电网进行了一番比较，如图3揭示了智能电网的一些关键性支撑技术。 总的说来，智能电网主要需要六大技术来实现其功 能[17]:①灵活的网络拓扑。②基于开放体系并高 度集成的通信系统。③传感、仪表与测量技术。④ 现代电力电子技术、超导和储能技术。⑤先进的系 统监控方法。⑥高水平的运行人员决策辅助系统。
　　现代电力电子技术在智能电网中的应用
　　智能化电网的核心技术是数字化电网、分布 式能源系统和信息化家电[5]。为此，各国已有一 些相关的技术储备。特别是现代电力电子技术的 长足发展，为智能电网的实现奠定了坚实基础。 现代电力电子技术与智能电网的建设密不可分， 具体表现在以下一些领域。
　　1.输配电领域
　　智能电网对电能质量和电网工作状况的稳定 有较高要求。众所周知，这些要求的实现需要电 力系统有无功补偿和谐波抑制技术的密切配合。 近年发展起来的FACTS技术主要是依靠电力电子 装置才得以实现的。而且许多更加新颖的电力电 子装置还在不断涌现，比如薄型交流变换器 (Thin AC Converter )、超导无功补偿装置Super- VAR等[18,9]。SuperVAR主体构成如图4所示。
　　另外，在长距离、大容量输电时越来越多的 国家倾向于采用直流输电方式，如我国的特高压 直流输电线路建设，其送电端的整流阀和受电端 的逆变阀一般都采用晶闸管变流装置。类似这种 基于电力电子技术的设备在输电网中的应用，可 提高电网的输送容量和可靠性。在配电网系统， 电力电子装置可用于防止电网瞬间停电、瞬时电 压跌落、电压闪变等，以改善供电效果，进行电 能质量控制。这些都与智能电网设计的预期功能 十分吻合。
　　2.电源领域
　　电力电子装置提供给负载的是各种直流电源、 恒频交流电源和变频交流电源。在智能电网中的 一些具体应用实例如表1所示。
　　3.智能家电领域
　　图5是各类型用户在智能电网中的接入示意 图。对智能电网来说，庞大的居民及办公用户使 用的大大小小的家用电器，无疑组成了一个巨大而分散的负荷。
　　智能家电技术实质上是集现代微电子技术、 电力电子技术、信息技术、精密机器加工技术和 传感技术等科学理论于一身的高自动化技术。比 如节能型空调、冰箱中的变频器，就是现代电力 电子技术应用于智能家电领域的典型例子。

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