電力信息化專題報(bào)告：智能電網(wǎng)的前生后世1智能電網(wǎng)的前生后世供需關(guān)系持續(xù)失衡，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生電網(wǎng)的智能化升級(jí)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”的必經(jīng)之路。全球資源環(huán)境壓力增大，能源需求增加，電力市場(chǎng)化進(jìn)程加深，用戶對(duì)電能的可靠性和質(zhì)量要求也不斷提升。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、科技和信息化水平的提高，依靠現(xiàn)代信息、通信和控制技術(shù)，提高電網(wǎng)智能化水平，適應(yīng)未來可持續(xù)發(fā)展要求是世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)將進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)全景信息（完整的、準(zhǔn)確的、具有精準(zhǔn)時(shí)間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化的電力流信息以及業(yè)務(wù)流信息等）的獲取能力，以堅(jiān)強(qiáng)可靠、通暢的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺(tái)為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過程為需求，整合系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運(yùn)營的信息，通過加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷優(yōu)化，為電網(wǎng)整體運(yùn)行和管理人員提供全面、精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持，以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案，最大限度地實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)營與管理?，F(xiàn)階段從我國智能電網(wǎng)的建設(shè)特征和目標(biāo)看，我國智能電網(wǎng)的建設(shè)主要由以下六個(gè)部分構(gòu)成：靈活的分布式電源：智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)之一便是兼容性，既支持大電源的集中式接入，也能接入更多分布式的清潔能源，如光伏發(fā)電、風(fēng)電、水電等。分布式電源的并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)配電網(wǎng)的潮流控制提出了新的要求，智能電網(wǎng)將提供新的保護(hù)方案、電壓控制技術(shù)和儀表來滿足雙向潮流的需要。同時(shí)，當(dāng)大電網(wǎng)遭到嚴(yán)重破壞時(shí)，分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應(yīng)急供電。堅(jiān)強(qiáng)的骨干網(wǎng)架：國家電網(wǎng)提出全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是符合我國國情的智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)。高級(jí)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)：與輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)的靈活性、自動(dòng)化分析和控制水平還不足。更高級(jí)的配電自動(dòng)化將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的管理以及電價(jià)實(shí)時(shí)定價(jià)?？赏ㄐ诺碾娏υO(shè)備：在目前的電網(wǎng)設(shè)備中，大部分設(shè)備間的信息傳輸基本上都是單向方式。而未來智能電網(wǎng)將會(huì)形成全新的通信和交互機(jī)制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互。實(shí)時(shí)的電網(wǎng)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)：完善的智能電網(wǎng)需要建立涵蓋從發(fā)電、輸電網(wǎng)到配網(wǎng)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地（秒級(jí)到毫秒級(jí)延遲）全面查看電網(wǎng)狀態(tài)，監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行，通過建立電力傳感器系統(tǒng)和更新電力體系的自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決預(yù)測(cè)、檢測(cè)和修復(fù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)營問題?；?dòng)的終端解決方案：智能電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的其中一個(gè)特點(diǎn)便是“互動(dòng)”。與終端用戶進(jìn)行互動(dòng)的最基本要求便是：電網(wǎng)企業(yè)能實(shí)時(shí)采集和跟蹤客戶端的用電信息、進(jìn)行負(fù)荷的控制、分析并采取最經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定的供電方案、同時(shí)終端設(shè)備能夠?qū)?shí)時(shí)電價(jià)和電量等信息傳導(dǎo)給用戶。全球智能電網(wǎng)發(fā)展歷程：厚積十載，當(dāng)下薄發(fā)基于全球視野，自21世紀(jì)以來，不同國家和地區(qū)均針對(duì)電網(wǎng)發(fā)展模式展開了一系列的研究與實(shí)踐。例如，美國智能電網(wǎng)建設(shè)主要關(guān)注加快電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級(jí)更新、最大限度利用信息技術(shù)、提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平，但普遍存在對(duì)電網(wǎng)建設(shè)投入不足、電網(wǎng)設(shè)備陳舊及穩(wěn)定性問題。歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電源布點(diǎn)、電源類型臻于完善，負(fù)荷發(fā)展趨于平穩(wěn)，電網(wǎng)新增建設(shè)規(guī)模有限，因?yàn)閷?huì)更加關(guān)注可再生能源和分布式電源的接入。傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)階段（1819~1998年）。傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)可以劃分為2個(gè)階段:①早期電力工業(yè)發(fā)展階段(1819~1882年)，這階段發(fā)明了發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器及其他設(shè)備，形成了電力技術(shù)和電力工業(yè)。②傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)大發(fā)展階段的電力工業(yè)階段(1882~1998年)，這一階段隨著電子技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，電力工業(yè)自動(dòng)化迅速向前發(fā)展。以大機(jī)組、大電廠、高電壓、大電網(wǎng)、高度自動(dòng)化為特點(diǎn)的現(xiàn)代化電力工業(yè)在不同的國家已經(jīng)形成或正在形成。智能電網(wǎng)技術(shù)的萌芽階段（1998~2006年）。美國電科院于1998年提出了復(fù)雜交互式系統(tǒng)的概念，在2002年又提出了“聰明的電網(wǎng)”概念。美國能源部于2004年開啟智能電網(wǎng)工程項(xiàng)目，2005年其下屬的美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了現(xiàn)代電網(wǎng)項(xiàng)目。在2007年12月，美國前總統(tǒng)布什簽署了《能源獨(dú)立和安全法案》，該法案第十三章名為智能電網(wǎng)，其內(nèi)容涉及通過高新技術(shù)提升電力網(wǎng)的安全性、可靠性，支持可再生能源的接入和分布式發(fā)電，并通過智能技術(shù)提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平等，為美國智能電網(wǎng)的研究建設(shè)提供了可靠的保障。智能電網(wǎng)技術(shù)的興起與發(fā)展階段（2006年至今）。2006年后，智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展邁入新的時(shí)代，世界著名的IBM、Google、Intel、Siemens、Duke等紛紛提出自己的智能電網(wǎng)解決方案，具有代表性的是IBM與ABB、GE、SBC等設(shè)備制造商聯(lián)合提出了智能電網(wǎng)解決方案。而國家電網(wǎng)于2009年正式提出智能電網(wǎng)相關(guān)規(guī)劃，意圖達(dá)到信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化三方的共同迭代升級(jí)，從而構(gòu)建世界一流智能電網(wǎng)。具體分為三個(gè)階段：2009-2010年為規(guī)劃試點(diǎn)階段，2010-2015年為全面建設(shè)階段，2016-2020年為引領(lǐng)提升階段。過去十年我國城鄉(xiāng)電壓合格率、年戶均停電時(shí)間均得到明顯改善。堅(jiān)固穩(wěn)定是國內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)第一需求不同國家的智能電網(wǎng)建設(shè)方向因國情而異。英國、法國、德國等國家著重發(fā)展泛歐州電網(wǎng)互聯(lián)；意大利著重發(fā)展智能表計(jì)及互動(dòng)化的配電網(wǎng)；丹麥則著重發(fā)展風(fēng)力發(fā)電及其控制技術(shù)；日本智能電網(wǎng)的核心是建設(shè)與太陽能發(fā)電大規(guī)模推廣開發(fā)相適應(yīng)的電網(wǎng)，解決國土面積狹小、能源資源短缺與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾；韓國的智能電網(wǎng)研究重點(diǎn)放在智能綠色城市建設(shè)上;澳大利亞智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)是發(fā)展可再生能源和提高能源利用效率，主要工作集中在智能表計(jì)的實(shí)施及其相關(guān)的需求側(cè)管理方面。對(duì)于歐洲來說，能源效率是關(guān)鍵，智能電網(wǎng)是推廣低碳技術(shù)和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)脫碳化的一個(gè)平臺(tái)。對(duì)拉丁美洲而言，建造智能電網(wǎng)的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)力在于抑制竊電行為。而對(duì)我國而言，智能電網(wǎng)更大的意義在于打造一個(gè)能夠與巨大電力需求相匹配的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)。近年來全社會(huì)用電量穩(wěn)步提升，但用電高峰時(shí)段的電力供需缺口仍然存在。頻繁限電一方面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生阻力，也無法將供需問題根源性解決。因此當(dāng)下電網(wǎng)發(fā)電與調(diào)配的效率迭代刻不容緩。一方面，我國需要不斷提高可再生資源發(fā)電的消納能力，確保其出力水平；另一方面，針對(duì)新能源并網(wǎng)所帶來的巨大波動(dòng)，電網(wǎng)側(cè)同樣需要在調(diào)度和配網(wǎng)等領(lǐng)域建立堅(jiān)強(qiáng)穩(wěn)固的體系。智能電網(wǎng)建設(shè)有助發(fā)輸配用電快速發(fā)展智能電網(wǎng)的發(fā)展將強(qiáng)有力的支撐來自發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用電側(cè)帶來持續(xù)的設(shè)備和技術(shù)的更新迭代的發(fā)展需求。發(fā)電側(cè)：能適應(yīng)并促進(jìn)清潔能源的發(fā)展。電網(wǎng)將具備風(fēng)電機(jī)組功率預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)建模、低電壓穿越和有功無功控制，以及常規(guī)機(jī)組快速調(diào)節(jié)等控制機(jī)制，結(jié)合大容量儲(chǔ)能技術(shù)的推廣應(yīng)用，對(duì)清潔能源并網(wǎng)的運(yùn)行控制能力將顯著提升，使清潔能源成為更加經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的能源供給方式。輸電側(cè)：具備更高的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。電網(wǎng)各級(jí)防線之間緊密協(xié)調(diào)，具備抵御突發(fā)性事件和嚴(yán)重故障的能力，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發(fā)生，顯著提高供電可靠性，減少停電損失。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)在線智能分析、預(yù)警和決策，以及各類新型發(fā)輸電技術(shù)設(shè)備的高效調(diào)控和交直流混合電網(wǎng)的精益化控制。配電側(cè)：具備強(qiáng)大的資源優(yōu)化和配置能力。我國智能電網(wǎng)建成后，將形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)受/送端電網(wǎng)和設(shè)施全壽命周期內(nèi)的統(tǒng)籌管理，通過智能電網(wǎng)調(diào)度和需求管理，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模能源的高效率輸送，區(qū)域間電力交換能力明顯提升電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率顯著提高。用電側(cè)：可滿足電動(dòng)汽車等新型電力用戶的服務(wù)要求。將形成完善的電動(dòng)汽車充放電配套基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)，滿足電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的高效互動(dòng)。同時(shí)利用分布式電源、智能電能表、分時(shí)電價(jià)政策及電動(dòng)汽車充放電機(jī)制，有效平衡電網(wǎng)負(fù)荷，降低負(fù)荷峰谷差，減少電網(wǎng)及電源建設(shè)成本。智能電網(wǎng)融合互聯(lián)網(wǎng)，引領(lǐng)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展2016年，在《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出，能源互聯(lián)網(wǎng)是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)。同時(shí)，能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)我國能源革命的重