智能電網(wǎng)目錄1 智能電網(wǎng)的概念和特點(diǎn) 11.1 概念 11.2 特點(diǎn) 12 智能電網(wǎng)的構(gòu)造與特性 22.1 智能電網(wǎng)構(gòu)造 22.2 智能電網(wǎng)特性 23 智能電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成 43.1 發(fā)電系統(tǒng) 43.2 輸電系統(tǒng) 63.3 配電系統(tǒng) 83.4 用電系統(tǒng) 94 智能電網(wǎng)的核心技術(shù) 134.1 通信技術(shù) 134.2 量測技術(shù) 144.3 設(shè)備技術(shù) 154.4 控制技術(shù) 154.5 支持技術(shù) 175 重視領(lǐng)域 195.1 智能規(guī)劃 195.2 智能操作 195.3 智能管理 196 總結(jié) 20智能電網(wǎng)的概念和特點(diǎn)概念智能電網(wǎng)是指一種完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中的每一種顧客和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并確保從發(fā)電廠到顧客端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。智能電網(wǎng)通過廣泛的應(yīng)用分布式智能和寬帶通信，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的集成，確保市場交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各組員之間的無縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)。美國電力科學(xué)研究院對智能電網(wǎng)的定義為：運(yùn)用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等核心設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行全方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合，最后通過對數(shù)據(jù)的分析、挖掘，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理。特點(diǎn)1．安全：更加好地對人為或自然發(fā)生的擾動(dòng)作出辨識與反映。在遭遇自然災(zāi)害、人為破壞等不同狀況下確保人身、設(shè)備和電網(wǎng)的安全。2．經(jīng)濟(jì)：支持電力市場競爭的規(guī)定，優(yōu)化資源配備；提高設(shè)備傳輸容量和運(yùn)用率，有效控制成本，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3．清潔：既能適應(yīng)大電源的集中接入，也能對分布式發(fā)電方式和諧接入，做到“即插即用”。支持風(fēng)電、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用。4．優(yōu)質(zhì)：實(shí)現(xiàn)與客戶的智能互動(dòng)，以和諧的方式、最佳的電能質(zhì)量和供電可靠性滿足客戶的需求，向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。智能電網(wǎng)的構(gòu)造與特性智能電網(wǎng)構(gòu)造從廣義上來說，智能電網(wǎng)涉及能夠優(yōu)先使用清潔能源的智能調(diào)度系統(tǒng)、能夠動(dòng)態(tài)定價(jià)的智能計(jì)量系統(tǒng)以及通過調(diào)節(jié)發(fā)電、用電設(shè)備功率優(yōu)化負(fù)荷平衡的智能技術(shù)系統(tǒng)。將來智能電網(wǎng)的基本構(gòu)造，電能不僅從集中式發(fā)電廠流向輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)直至顧客，同時(shí)電網(wǎng)中還遍及多個(gè)形式的新能源和清潔能源：太陽能、風(fēng)能、燃料電池、電動(dòng)汽車等等；另外，高速、雙向的通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制中心與電網(wǎng)設(shè)備之間的信息交互，高級的分析工具和決策體系確保了智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和優(yōu)化運(yùn)行。圖2.1中國特色智能電網(wǎng)總體示意圖智能電網(wǎng)特性智能電網(wǎng)涉及八個(gè)方面的重要特性，這些特性從功效上描述了電網(wǎng)的特性，而不是最后應(yīng)用的具體技術(shù)，它們形成了智能電網(wǎng)完整的景象。智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)：“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問題的元件從系統(tǒng)中隔離出來并且在極少或不用人為干預(yù)的狀況下能夠使系統(tǒng)快速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對顧客的供電服務(wù)。智能電網(wǎng)激勵(lì)和涉及顧客：在智能電網(wǎng)中，顧客將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。激勵(lì)和增進(jìn)顧客參加電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特性。智能電網(wǎng)將抵抗攻擊：智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都將制止攻擊，最大程度地減少其后果和快速恢復(fù)供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時(shí)承受對電力系統(tǒng)的幾個(gè)部分的攻擊和在一段時(shí)間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。智能電網(wǎng)提供滿足21世紀(jì)顧客需求的電能質(zhì)量：智能電網(wǎng)將以不同的價(jià)格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，以滿足顧客對不同電能質(zhì)量水平的需求，同時(shí)要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)寫入電力服務(wù)的合同中。智能電網(wǎng)將減輕來自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件：通過其先進(jìn)的控制辦法監(jiān)測電網(wǎng)的基本元件，從而快速診療并精確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。智能電網(wǎng)將允許多個(gè)不同類型發(fā)電和儲能系統(tǒng)的接入：從小到大多個(gè)不同容量的發(fā)電和儲能在全部的電壓等級上都能夠互聯(lián)，涉及分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進(jìn)的電池系統(tǒng)、即插式混合動(dòng)力汽車和燃料電池。智能電網(wǎng)將使電力市場蓬勃發(fā)展：智能電網(wǎng)通過市場上供應(yīng)和需求的互動(dòng)，能夠最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，減少潮流阻塞，擴(kuò)大市場，聚集更多的買家和賣家。智能電網(wǎng)優(yōu)化其資產(chǎn)應(yīng)用，使運(yùn)行更加高效：智能電網(wǎng)將應(yīng)用最新技術(shù)以優(yōu)化其資產(chǎn)的應(yīng)用。智能電網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,運(yùn)用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不管是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)重要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分構(gòu)成，它們重要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件,因此,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護(hù)簡便。理論上講,光伏發(fā)電技術(shù)能夠用于任何需要電源的場合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級電站,小到玩具,光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池（片），有單晶硅、多晶硅、非晶硅和銅銦鎵硒薄膜電池等。一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理圖3.1獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件方陣、蓄電池組、控制器構(gòu)成，可為直流負(fù)載供電。如負(fù)載為交流型的，發(fā)電系統(tǒng)還涉及逆變器。圖3.2并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件方陣、并網(wǎng)逆變器及連接器構(gòu)成，可發(fā)電并把電能送上電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還可覺得負(fù)載供電。二、系統(tǒng)各部分功效（一）太陽能電池組件方針：由若干太陽能電池組件串聯(lián)或并聯(lián)而成，重要功效為運(yùn)用太陽能進(jìn)行發(fā)電。（二）蓄電池組：普通采用免維護(hù)鉛酸蓄電池作為儲能裝置，用來儲蓄太陽能光伏組件發(fā)出的電能。（三）控制器：用來充、放電和其它方面的自動(dòng)控制。（四）逆變器：是將直流和交流互相轉(zhuǎn)換的設(shè)備。三、光伏系統(tǒng)監(jiān)控光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測、遠(yuǎn)傳是采用太陽能專用工控機(jī)、環(huán)境監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器和顯示裝置及與其配套的太陽能專用監(jiān)控軟件來檢測、遠(yuǎn)傳太陽輻射量、溫度、光伏組件直流輸入電壓、電流、逆變器輸入/輸出電壓及電流及輸出計(jì)量等。由于采集參數(shù)的多樣性和分散性，系統(tǒng)可分布式數(shù)據(jù)采集的構(gòu)造模式。所謂分布式數(shù)據(jù)采集，就是運(yùn)用電量隔離變送器、溫度傳感器、太陽輻射測量儀等設(shè)備就近分散采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過智能數(shù)據(jù)采集模塊的串行數(shù)據(jù)總線技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和解決。智能數(shù)據(jù)采集模塊中設(shè)有獨(dú)立的中央解決模塊，能夠在現(xiàn)場對采集的信號進(jìn)行數(shù)字濾波和簡樸的數(shù)據(jù)解決，然后通過數(shù)據(jù)總線將解決后的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測計(jì)算機(jī)，監(jiān)測計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)將各個(gè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和解決。圖3.3光伏系統(tǒng)監(jiān)控示意圖輸電系統(tǒng)智能柔性交流輸電系統(tǒng)智能電網(wǎng)中的智能柔性交流輸電系統(tǒng)(flexibleACtransmissionsystem,FACTS)面臨裝置平臺有關(guān)性強(qiáng)和裝置間差別性很大的問題,為此,建立智能FACTS裝置的分層參考模型,如功率層、驅(qū)動(dòng)層、實(shí)時(shí)層和應(yīng)用層,通過層與層間的電氣隔離和應(yīng)用隔離,使具體的智能FACTS裝置功效抽象成為軟、硬件相結(jié)合的服務(wù)元并含有原則定義的服務(wù);把智能FACTS中眾多服務(wù)元進(jìn)行組織,建立面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架,即含有統(tǒng)一服務(wù)接口的非層次構(gòu)造,并定義響應(yīng)服務(wù)時(shí)服務(wù)元與服務(wù)接口間、服務(wù)元與服務(wù)元間關(guān)系,大大提高整個(gè)系統(tǒng)對服務(wù)進(jìn)行組織、管理和調(diào)用的效率。面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架智能電網(wǎng)中的智能FACTS不再是眾多實(shí)體FACTS裝置,而是一種虛擬的服務(wù)元集合。此時(shí)系統(tǒng)中還需要一種服務(wù)接口,用于連接上層調(diào)度控制系統(tǒng)和FACTS裝置應(yīng)用層。面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架構(gòu)造如圖3.4所示。圖3.4面對服務(wù)的智能FACTS構(gòu)架構(gòu)造圖3.4中,指向服務(wù)接口的實(shí)線箭頭表達(dá)把智能FACTS中全部服務(wù)元的服務(wù)狀態(tài)(涉及提供服務(wù)種類、服務(wù)與否可用等)注冊到服務(wù)接口。上層調(diào)度控制系統(tǒng)能夠通過服務(wù)接口查詢服務(wù)元的服務(wù)狀態(tài),合理選擇、組合一種或多個(gè)服務(wù)元提供服務(wù)。指向服務(wù)元的實(shí)線箭頭表達(dá)服務(wù)請求由上層調(diào)度控制系統(tǒng)發(fā)出,服務(wù)接口程序接受到服務(wù)請求后,將對應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用命令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的服務(wù)元。服務(wù)元間的虛線箭頭表達(dá)在上層調(diào)度控制系統(tǒng)授權(quán)允許的狀況下,服務(wù)元間能夠進(jìn)行協(xié)作請求,如果此時(shí)被請求服務(wù)元能夠提供協(xié)作服務(wù),則能夠返回一種允許的協(xié)作響應(yīng),反之則為一種回絕的協(xié)作響應(yīng)。設(shè)立服務(wù)元間的協(xié)作關(guān)系,能夠優(yōu)化智能FACTS裝置的服務(wù),在非正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行緊急協(xié)調(diào)控制。對于某些混合FACTS裝置,能夠?qū)⑵鋭澐譃槎鄠€(gè)服務(wù)元,服務(wù)元間的協(xié)調(diào)控制通過服務(wù)元間的協(xié)作關(guān)系實(shí)現(xiàn),這種實(shí)現(xiàn)方式如4.5所示。圖3.5智能FACTS中的服務(wù)元在圖3.5中,流經(jīng)服務(wù)元的信息流規(guī)定其對電力流進(jìn)行控制和協(xié)作請求,也涉及對服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行反饋和協(xié)作響應(yīng)。在這一系統(tǒng)中,構(gòu)成最小單位的服務(wù)元含有層次構(gòu)造,是服務(wù)的載體,通過面對服務(wù)的體系構(gòu)造進(jìn)行組織、管理和調(diào)用?；诜?wù)元和面對服務(wù)體系構(gòu)造的智能FACTS構(gòu)架,含有服務(wù)執(zhí)行效率高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。配電系統(tǒng)智能配電網(wǎng)（SmartDistributionAutomation）是智能電網(wǎng)(SmartGrid)中配電網(wǎng)部分的內(nèi)容。功效特性與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比,SDG含有下列功效特性。1)自愈能力；2)含有更高的安全性；3)提供更高的電能質(zhì)量；4)支持DER的大量接入；5)支持與顧客互動(dòng)；6)對配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行可視化管理；7)更高的資產(chǎn)運(yùn)用率；8)配電管理與用電管理的信息化。智能配電網(wǎng)的重要技術(shù)內(nèi)容：1)配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；2)先進(jìn)的傳感測量技術(shù),如光學(xué)或電子互感器、架空線路與電纜溫度測量、電力設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測、電能質(zhì)量測量等技術(shù)；3)先進(jìn)的保護(hù)控制技術(shù),涉及廣域保護(hù)、自適應(yīng)保護(hù)、配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等技術(shù)；4)高級配電自動(dòng)化；5)高級量測體系(AdvancedMeteringArchitecture,AMA)是一種使用智能電表通過多個(gè)通信介質(zhì),按需或以設(shè)定的方式測量、收集并分析顧客用電數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；6)DER并網(wǎng)技術(shù),涉及DER在配電網(wǎng)的“即插即用”以及微網(wǎng)(MicroGrid)兩部分技術(shù)內(nèi)容；7)DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸,涉及電能質(zhì)量與動(dòng)態(tài)潮流控制兩部分內(nèi)容；8)故障電流限制技術(shù),指運(yùn)用電力電子、高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流的技術(shù)。用電系統(tǒng)智能用電系統(tǒng)由構(gòu)成1.系統(tǒng)主站；2.遠(yuǎn)程信道；3.智能電表；4.本地信道；5.互動(dòng)終端；6.智能開關(guān)構(gòu)成。圖3.6智能用電系統(tǒng)構(gòu)成主站系統(tǒng)涉及：用電信息采集子系統(tǒng)；營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)；電力負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)；電價(jià)方略制訂、公布子系統(tǒng)構(gòu)成。電力公司通過對顧客用電信息的全方面自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)視，及時(shí)掌握顧客用電信息，全方面提高市場分析能力；大量顧客用電信息的采集和存儲，為營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)和負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。為客戶提供服務(wù)個(gè)性化、方式多樣化、分析智能化以及高度集成化的全方位服務(wù)功效，涉及節(jié)能分析、用能咨詢、委托管理等；對公司采用流程驅(qū)動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)營銷業(yè)務(wù)辦理自動(dòng)化，重要涉及業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、抄表管理、電量電費(fèi)、收費(fèi)帳務(wù)、銀電聯(lián)網(wǎng)、電能計(jì)量、線損管理、購電管理、用電稽查、用電檢查、需求側(cè)管理。運(yùn)用營銷服務(wù)支持子系統(tǒng)存儲的大量顧客用電信息，采用數(shù)據(jù)倉庫、智能挖掘、聯(lián)機(jī)分析等技術(shù),以多維分析方式，精確地預(yù)測負(fù)荷，為公司制訂有針對性的電價(jià)方略服務(wù)。運(yùn)用負(fù)荷預(yù)測子系統(tǒng)對負(fù)荷預(yù)測的成果，綜合發(fā)電信息、輸送能力等有關(guān)信息，制訂出含有針對性的日電價(jià)方略，并公布到全部電力顧客，同時(shí)含有定時(shí)公布結(jié)算電量、電費(fèi)和電量、電費(fèi)清單等功效。遠(yuǎn)程信道配用電側(cè)通信手段的匱乏，是制約智能用電建設(shè)的重要瓶頸。要實(shí)現(xiàn)智能用電，必須解決配用電側(cè)通信信道問題?？紤]到各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差別，智能用電的遠(yuǎn)程信道需要靈活配備。對于在運(yùn)行的線路，電力公司應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、發(fā)展等因素，結(jié)合現(xiàn)階段可采用的技術(shù)綜合評定后，加緊建設(shè)，現(xiàn)階段可采用的技術(shù)重要有：光纖、無線電臺、電力線載波、公用信道等；對新建的配網(wǎng)線路電力公司能夠考慮采用OPPC技術(shù)在建設(shè)配電線路的同時(shí)，同時(shí)建設(shè)遠(yuǎn)程信道；電力公司還應(yīng)對可用于遠(yuǎn)程信道建設(shè)的新技術(shù)加大科研的力度。智能電表智能電表的功效設(shè)計(jì)必須考慮中國的國情，以及現(xiàn)在用電側(cè)的通信信道的實(shí)際狀況，智能電表的設(shè)計(jì)應(yīng)遵照下面三個(gè)原則：考慮分布式能源的接入；考慮通信信道的實(shí)際承受能力；考慮顧客互動(dòng)的便捷。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效：計(jì)量功效；費(fèi)率和時(shí)段功效；控制功效預(yù)付費(fèi)功效；數(shù)據(jù)存儲功效；事件統(tǒng)計(jì)功效；顧客加密功效。本地信道及時(shí)將顧客關(guān)心的信息（具體內(nèi)容見互動(dòng)終端）傳遞給顧客?，F(xiàn)在可采用的本地信道重要有：小無線和電力線載波。小無線可采用Zigbee技術(shù)?；?dòng)終端互動(dòng)終端通過本地信道與智能電表通信，實(shí)時(shí)接受顧客關(guān)心的信息,并通過顯示屏告知顧客，接受的信息有：顧客現(xiàn)在執(zhí)行的日時(shí)段劃分方略；顧客現(xiàn)在執(zhí)行的具體電價(jià)；實(shí)時(shí)的電壓/電流/；顧客現(xiàn)在的碳排放量；顧客現(xiàn)在剩余的電費(fèi)（對預(yù)付費(fèi)顧客）；顧客定制的增值信息等。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效除了上述功效外，互動(dòng)終端還應(yīng)當(dāng)是顧客用電范疇內(nèi)的全部電器的綜合控制中心?；?dòng)終端含有鍵盤，方便顧客通過編程設(shè)定家用電器參入營銷互動(dòng)的價(jià)格方略。互動(dòng)終端在此基礎(chǔ)上，還可通過本地信道按照顧客設(shè)定的編程方案，自動(dòng)控制智能家電。在現(xiàn)階段，互動(dòng)終端能夠通過本地信道采用控制智能開關(guān)的方式實(shí)現(xiàn)智能用電。智能開關(guān)在現(xiàn)階段，智能開關(guān)能夠通過本地信道接受互動(dòng)終端的指令方式實(shí)現(xiàn)普通家電的智能用電。智能用電系統(tǒng)構(gòu)成及功效從發(fā)展的角度看，將來的智能開關(guān)不僅僅是普通開關(guān)與本地信道的融合，還應(yīng)當(dāng)與多個(gè)傳感器融合，智能開關(guān)本身就能夠?qū)崿F(xiàn)用電與控制的優(yōu)化并能為電力公司對多個(gè)用電設(shè)備的用能狀況提供更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖3.7智能用電系統(tǒng)信息流程圖智能電網(wǎng)的核心技術(shù)通信技術(shù)建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒有這樣的通信系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特性都無法實(shí)現(xiàn)，由于智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護(hù)和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。同時(shí)通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)同樣進(jìn)一步到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)—電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)，只有這樣才干實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目的和重要特性。下圖顯示了電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一種動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)信息和電力交換互動(dòng)的大型的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)這樣的通信系統(tǒng)建成后，它能夠提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的運(yùn)用率，繁華電力市場，抵抗電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價(jià)值。高速雙向通信系統(tǒng)的建成，智能電網(wǎng)通過持續(xù)不停地自我監(jiān)測和校正，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其最重要的特性—自愈特性。它還能夠監(jiān)測多個(gè)擾動(dòng)，進(jìn)行賠償，重新分派潮流，避免事故的擴(kuò)大。高速雙向通信系統(tǒng)使得多個(gè)不同的智能電子設(shè)備（IEDs）、智能表計(jì)、控制中心、電力電子控制器、保護(hù)系統(tǒng)以及顧客進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信，提高對電網(wǎng)的駕馭能力和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的水平。在這一技術(shù)領(lǐng)域重要有兩個(gè)方面的技術(shù)需要重點(diǎn)關(guān)注，其一就是開放的通信架構(gòu)，它形成一種“即插即用”的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信；其二是統(tǒng)一的技術(shù)原則，它能使全部的傳感器、智能電子設(shè)備（IEDs）以及應(yīng)用系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無縫的通信，也就是信息在全部這些設(shè)備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功效。這就需要電力公司、設(shè)備制造公司以及原則制訂機(jī)構(gòu)進(jìn)行通力的合作，才干實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。量測技術(shù)參數(shù)量測技術(shù)是智能電網(wǎng)基本的構(gòu)成部件，先進(jìn)的參數(shù)量測技術(shù)獲得數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，以供智能電網(wǎng)的各個(gè)方面使用。它們評定電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性，進(jìn)行表計(jì)的讀取、消除電費(fèi)預(yù)計(jì)以及避免竊電、緩減電網(wǎng)阻塞以及與顧客的溝通。將來的智能電網(wǎng)將取消全部的電磁表計(jì)及其讀取系統(tǒng)，取而代之的是能夠使電力公司與顧客進(jìn)行雙向通信的智能固態(tài)表計(jì)?；谖⒔鉀Q器的智能表計(jì)將有更多的功效，除了能夠計(jì)量每天不同時(shí)段電力的使用和電費(fèi)外，尚有儲存電力公司下達(dá)的高峰電力價(jià)格信號及電費(fèi)費(fèi)率，并告知顧客實(shí)施什么樣的費(fèi)率政策。更高級的功效有顧客自行根據(jù)費(fèi)率政策，編制時(shí)間表，自動(dòng)控制顧客內(nèi)部電力使用的方略。對于電力公司來說，參數(shù)量測技術(shù)給電力系統(tǒng)運(yùn)行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，涉及功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系（WAMS）、設(shè)備健康狀況和能力、表計(jì)的損壞、故障定位、變壓器和線路負(fù)荷、核心元件的溫度、停電確認(rèn)、電能消費(fèi)和預(yù)測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和解決這些數(shù)據(jù)，為電力公司的其它業(yè)務(wù)所用。將來的數(shù)字保護(hù)將嵌入計(jì)算機(jī)代理程序，極大地提高可靠性。計(jì)算機(jī)代理程序是一種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(hù)和控制方案將集成數(shù)字保護(hù)、先進(jìn)的通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)代理程序。在這樣一種集成的分布式的保護(hù)系統(tǒng)中，保護(hù)元件能夠自適應(yīng)地互相通信，這樣的靈活性和自適應(yīng)能力極大地提高可靠性，由于即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，其它的帶有計(jì)算機(jī)代理程序的保護(hù)元件仍然能夠保護(hù)系統(tǒng)。設(shè)備技術(shù)智能電網(wǎng)要廣泛應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)，極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。將來的智能電網(wǎng)中的設(shè)備將充足應(yīng)用在材料、超導(dǎo)、儲能、電力電子和微電子技術(shù)方面的最新研究成果，從而提高功率密度、供電可靠性和電能質(zhì)量以及電力生產(chǎn)的效率。將來智能電網(wǎng)將重要應(yīng)用三個(gè)方面的先進(jìn)技術(shù)：電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)以及大容量儲能技術(shù)。通過采用新技術(shù)和在電網(wǎng)和負(fù)荷特性之間謀求最佳的平衡點(diǎn)來提高電能質(zhì)量。通過應(yīng)用和改造多個(gè)各樣的先進(jìn)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)中要引進(jìn)許多新的儲能設(shè)備和電源，同時(shí)要運(yùn)用新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，如微電網(wǎng)。經(jīng)濟(jì)的FACTS裝置將運(yùn)用比現(xiàn)有半導(dǎo)體器件更能控制的低成本的電力半導(dǎo)體器件，使得這些先進(jìn)的設(shè)備能夠廣泛的推廣應(yīng)用。分布式發(fā)電將被廣泛地應(yīng)用，多臺機(jī)組間通過通信系統(tǒng)連接起來形成一種可調(diào)度的虛擬電廠。超導(dǎo)技術(shù)將用于短路電流限制器、儲能、低損耗的旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及低損耗電纜中。先進(jìn)的計(jì)量和通信技術(shù)將使得需求響應(yīng)的應(yīng)用成為可能。新型的儲能技術(shù)將被應(yīng)用為分布式能源或大型的集中式電廠。大型發(fā)電廠和分布式電源都有其不同的特性，它們必須協(xié)調(diào)有機(jī)的結(jié)合，以優(yōu)化成本，提高效率和可靠性，減少環(huán)境影響?？刂萍夹g(shù)先進(jìn)的控制技術(shù)是指智能電網(wǎng)中分析、診療和預(yù)測狀態(tài)并擬定和采用適宜的方法以消除、減輕和避免供電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對輸電、配電和顧客側(cè)的控制辦法并且能夠管理整個(gè)電網(wǎng)的有功和無功。從某種程度上說，先進(jìn)控制技術(shù)緊密依靠并服務(wù)于其它四個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域，如先進(jìn)控制技術(shù)監(jiān)測基本的元件（參數(shù)量測技術(shù)），提供及時(shí)和適宜的響應(yīng)（集成通信技術(shù)；先進(jìn)設(shè)備技術(shù)）并且對任何事件進(jìn)行快速的診療（先進(jìn)決策技術(shù)）。另外，先進(jìn)控制技術(shù)支持市場報(bào)價(jià)技術(shù)以及提高資產(chǎn)的管理水平。將來先進(jìn)控制技術(shù)的分析和診療功效將引進(jìn)預(yù)設(shè)的專家系統(tǒng)，在專家系統(tǒng)允許的范疇內(nèi)，采用自動(dòng)的控制行動(dòng)。這樣所執(zhí)行的行動(dòng)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。固然先進(jìn)控制技術(shù)需要一種集成的高速通信系統(tǒng)以及對應(yīng)的通信原則，以解決大量的數(shù)據(jù)。先進(jìn)控制技術(shù)將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng)用軟件。（1）收集數(shù)據(jù)和監(jiān)測電網(wǎng)元件先進(jìn)控制技術(shù)將使用智能傳感器、智能電子設(shè)備以及其它分析工具測量的系統(tǒng)和顧客參數(shù)以及電網(wǎng)元件的狀態(tài)狀況，對整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行評定，這些數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對掌握電網(wǎng)整體的運(yùn)行狀況含有重要的意義，同時(shí)還要運(yùn)用向量測量單元以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的時(shí)間信號，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)早期的預(yù)警。（2）分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)解決能力為軟件分析工具提供了快速擴(kuò)展和進(jìn)步的能力。狀態(tài)預(yù)計(jì)和應(yīng)急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完畢分析，這給先進(jìn)控制技術(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行人員足夠的時(shí)間來響應(yīng)緊急問題；專家系統(tǒng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成信息用于快速決策；負(fù)荷預(yù)測將應(yīng)用這些準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及改善的天氣預(yù)報(bào)技術(shù)來精確預(yù)測負(fù)荷；概率風(fēng)險(xiǎn)分析將成為例行工作，擬定電網(wǎng)在設(shè)備檢修期間、系統(tǒng)壓力較大期間以及不但愿的供電中斷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)的水平；電網(wǎng)建模和仿真使運(yùn)行人員認(rèn)識精確的電網(wǎng)可能的場景。（3）診療和解決問題由高速計(jì)算機(jī)解決的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使得專家診療來擬定現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統(tǒng)運(yùn)行人員進(jìn)行判斷。（4）執(zhí)行自動(dòng)控制的行動(dòng)智能電網(wǎng)通過實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和高級分析技術(shù)的結(jié)合使得執(zhí)行問題檢測和響應(yīng)的自動(dòng)控制行動(dòng)稱為可能，它還能夠減少已經(jīng)存在問題的擴(kuò)展，避免緊急問題的發(fā)生，修改系統(tǒng)設(shè)立、狀態(tài)和潮流以避免預(yù)測問題的發(fā)生。（5）為運(yùn)行人員提供信息和選擇先進(jìn)控制技術(shù)不僅給控制裝置提供動(dòng)作信號，并且也為運(yùn)行人員提供信息。控制系統(tǒng)收集的大量數(shù)據(jù)不僅對本身有用，并且對系統(tǒng)運(yùn)行人員也有很大的應(yīng)用價(jià)值，并且這些數(shù)據(jù)輔助運(yùn)行人員進(jìn)行決策。支持技術(shù)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(yùn)行人員一目了然的可理解的信息，因此動(dòng)畫技術(shù)、動(dòng)態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及其它數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來協(xié)助系統(tǒng)運(yùn)行人員認(rèn)識、分析和解決緊急問題。在許多狀況下，系統(tǒng)運(yùn)行人員做出決策的時(shí)間從小時(shí)縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一種廣闊的、無縫的、實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，以使電網(wǎng)運(yùn)行人員和管理者能夠快速的做出決策。（1）可視化—決策支持技術(shù)運(yùn)用大量的數(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時(shí)間段和按技術(shù)分類的最核心的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運(yùn)行人員，可視化技術(shù)將