智能电网中的难点问题

智能电网中的难点问题（精选九篇）

智能电网中的难点问题 篇1

关键词：智能电网,安全问题,安全措施

0 引言

智能电网是以先进的通信技术、传感器技术、信息技术为基础, 以电网设备间的信息交互为手段, 以实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全为目的的先进的现代化电力系统[1]。

智能电网中先进的通信信息技术, 传感器技术以及各种智能终端之间的交互使得智能电网更加智能的同时也带来了更加严峻的安全问题, 如无线网络中的黑客攻击、Do S攻击、恶意代码感染、非法访问、智能终端的盗窃和克隆等。本文首先介绍智能电网的总体结构和网络结构, 并在此基础上综合分析智能电网无线通信系统中可能存在的安全问题以及应对措施。

1 智能电网的组成

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统, 在传统电力系统的基础之上, 智能电网通过先进的感知系统、通信系统、控制系统和驱动系统来实现电网的智能化, 图1所示为智能电网的总体结构。

在用户终端, 部署大量智能计量设备以实现实时电价信息, 对智能电器的自动控制等功能, 从而有助于节约能源, 转移高峰负荷, 降低成本提高可靠性。用户的用电信息通过区域计量集中器传输到系统运行控制和数据中心, 以实现电力系统的远程控制。在上述过程中, 传感器、智能电表、控制系统等都执行双向通信, 并且在变电站和用户终端的一些数据采集应用程序和控制信息传递过程中, 通常采用方便性灵活的无线通信的方式, 这也带来了严峻的信息安全问题。

图2所示为智能电网网络结构, 从覆盖范围上看, 智能电网网络由广域网 (WAN) , 邻域网 (NAN) , 小型企业网络 (SBN) 和家庭区域网络 (HAN) 组成。HAN和SBN用于家庭或小型企业的智能电表与其智能终端及传感器之间的数据通信, 利用短距离无线传输来支持实时测量数据传输, 动态定价和确定性直接负载控制;NAN用于连接多个SBN和HAN, 将区域内智能电表的用电信息汇总到区域计量集中器;WAN用于区域计量集中器与远程系统数据和控制中心之间的通信, 进行收集和管理数据传输, 从而实现测量和远程控制的目的。在上述过程中, 大量的智能终端的接入和无线数据交互在提供方便性和灵活性的同时也带来了不容忽视的安全问题。

2 智能电网中的安全问题

从智能电网的总体结构和网络结构可以看出, 智能电网部署在一个复杂多变的威胁环境中, 且采用大量无线通信方式进行数据交互传输, 攻击者可以轻易地注入恶意信息或修改合法消息中的内容。

图3所示为智能电网中的安全问题, 在电网的发电、配电和用电过程中可能存在的安全问题有:无线网络中的黑客、恶意代码感染、非法访问、Do S攻击和智能终端的盗窃和克隆等。下面简要介绍黑客攻击, 恶意代码感染和Do S攻击及其应对措施。

2.1 无线网络中的黑客攻击[2,3,7]

智能电网利用连接入网的设备智能地监控和管理用电, 每一个连接入网的智能设备都会成为一个易被黑客攻击的“终端”。智能电网中未知的硬件和软件漏洞可能给黑客提供新的攻击手段, 使他们可能操控设备并控制能源供应, 黑客只要在智能终端设备上找到漏洞, 就可以轻易地对智能电网进行攻击。

智能电网中老旧电网上的漏洞、智能电表终端、能源管理系统、无线网络 (HAN, SBN, NAN等) 、子站点、传感器网络和运营中心等都极易遭受黑客攻击, 可能导致以下严重的后果:

整体断电。智能电网设备能跟踪输入一栋建筑的电流, 黑客可以利用这一功能阻断电流或执行取消服务的命令, 甚至不光感染所在的电网, 还能找到并感染其他系统, 造成整体断电。

电网过载。智能电网设备的作用是探测到何时何地需要更多的电力, 以便选择相应的能力发电、输电, 从而实现负载均衡。一旦设备被入侵, 错误地显示电力需求信息, 使得某些地区电力短缺, 某些地区电力负荷过重, 甚至造成重大的安全事故。

偷电或谎报用电量。通过黑客攻击手段, 一些不法分子可以轻松修改别人电表上显示的用电量, 就势必造成大范围的电表误报。

针对黑客攻击带来的安全威胁, 必须制定具体的风险评估方法确定不同的风险, 加强智能电网产品的信息安全认证技机制, 公用事业供应商应该部署相关的安全措施, 以保护电表和网络。除软件方法之外, 目前还采用防火墙及VPN等硬件技术来实现严格的隔离, 抵御智能电网中的黑客攻击。

2.2 恶意代码感染[4,5]

恶意代码是指本身是程序, 具有恶意目的且通过执行发生作用的危险代码, 如病毒、蠕虫、木马等, 一般通过软件漏洞、用户本身或者两者结合进行传播。大量智能终端的入网和数据信息交互使得智能电网中出现大量不可知的软件漏洞, 使其更容易受到恶意代码的感染。比如, 植入了恶意代码的电表, 能够扰乱输电网络, 一群被劫持的电表能使大片的电网断电, 使电线中的电流负载迅速消失, 电流的不平衡会造成大量电流流回发电机, 严重损害设备, 甚至产生爆炸。

恶意代码防范工作主要包括恶意代码检测、恶意代码清除、恶意代码库的更新、恶意代码检测产品的升级、恶意代码检测产品差异性保持等。对于植入系统的恶意代码如病毒、蠕虫、特洛伊木马等, 除采用反病毒/间谍等杀毒软件外, 还可以用防火墙把“不可信的网络”挡在外面, 或者使用应用网关或代理服务器来区分各种应用, 使用户端和供电企业的利益最优化。

2.3 Do S攻击[5,6]

拒绝服务攻击是 (Do S) 是一种黑客攻击手段, 它是指通过计算机网络带宽攻击和连通性攻击使得目标主机 (服务器) 不能提供正常的网络服务, 阻止系统合法用户及时得到应得的服务或系统资源, 甚至使系统死机或瘫痪的攻击手段。分布式拒绝服务 (DDo S) 攻击是一种特殊形式的Do S攻击, 其特点是多台计算机分布式协作地对目标进行攻击。

在智能电网的发电、配电及用电过程中都有可能遭受Do S攻击, 例如, 当配电网络受到DDo S攻击后, 相关的数据信息将被延迟、阻塞、甚至破坏, 控制中心不能及时获得电网当前状态的信息, 从而不能准确地进行分析、判断以及决策;又如, 设定了公共IP地址的电表容易收到攻击而拒绝访问, 即电表接收了过多的欺骗信息, 导致运转错误, 这样的攻击可能造成电表与供电设施之间通信的中断, 最终造成断电。

应对Do S攻击必须及时检测和执行周密的防御措施, 主要措施有:

全面综合地设计网络的安全体系, 注意所使用的安全产品和网络设备。

提高网络管理人员的素质, 关注安全信息, 遵从有关安全措施, 及时地升级系统, 加强系统抗击攻击的能力。

在系统中加装防火墙系统, 利用防火墙系统对所有出入的数据包进行过滤, 检查边界安全规则, 确保输出的包受到正确限制。

优化对外提供服务的主机, 对所有在网上提供公开服务的主机都加以限制。

安装入侵检测工具 (如NIPC、NGREP) , 经常扫描检查系统, 解决系统的漏洞, 对系统文件和应用程序进行加密, 并定期检查这些文件的变化。

3 结束语

智能电网随着发展呈现出“网络更广、交互更多、技术更新、用户更广泛”的特点, 给智能电网的信息安全防护带来更多问题。通过分析智能电网的组成, 我们总结了智能电网中可能存在的安全问题, 并且从无线网络中的黑客攻击、Do S攻击、恶意代码感染三个方面简要分析了智能电网中的安全问题及应对方案, 为智能电网信息安全防御体系建设提供一个参考。

参考文献

[1]http://www.nist.gov/smartgrid/, 2012-07-12.Ira Winkler.智能电网也要防黑客[N].计算机世界, 2009-12-14003.

[2]埃里卡·诺恩.智能电网面临黑客攻击[J].科技创业, 2010, 10:24-25.

[3]王家龄.等级保护中的恶意代码防范[J].无线互联科技, 2013, 03:219.

[4]邢文.智能电表的安全需求与策略分析[J].自动化仪表, 2012, 10:42-45.

[5]刘辉.分布式拒绝服务攻击的特点与防御[J].新课程 (教育学术) , 2012, 02:164.

智能电网中的难点问题 篇2

【关键词】智能电网；建设；问题；对策

1.智能电网特点与建设现状

智能电网的建设及运行融合了计算机网络技术、现代化通信技术、传感技术等多种现代化技术，以现代化的网络分析技术与先进的数字化技术为主要支撑，对传统电网中的技术设备、人员、控制系统及管理目标有机融合与一体，并采用先进的信息数据处理系统实现高效的电网建设与运行过程中的数据信息采集、处理、存储、传输工作，帮助电网系统对电网拓展及运行过程中搜集处理的设备与系统运行、客户需求、市场变化、经营控制中的数据信息进行科学、深入的分析整合，为社会提供更全面、更及时、更可靠、更优质的电网服务。

智能电网的建设和利用已经成为未来电网行业竞争与发展的必然趋势，越来越受到全球各国、各领域的高度重视。近年来，世界各国都逐渐根据各自的基本国情及技术设备的实际状况，制定出了相应的智能电网建设方案。西方国家智能电网的建设与规划主要围绕传统电网中监控系统及用电设备的替换与改造开展和实施，其智能电网建设的主要目的是提升用户用电体验、加强电网用电与配电管理。我国智能电网规划建设的重点在于改造与完善当前的大电网系统与相关设施，实现能源的高效利用、大容量、长距离输电线路的建设及发电、输电、变电环节功能的整合统一。

2.智能电网建设中的问题分析

2.1发电、输电、变电等环节存在的问题

从智能电网建设与应用的环节来看，系统的发电、输电等环节均存在一些问题：

传统电网发电环节主要通过低电压穿越完成，而智能电网主要通过对风能等的转变实现发电功能，当前，我国网厂协调能力、风电调峰能力都存在明显不足，使智能电网的建设和发展受到了制约。因此，我国拟定了构建大能源建设基地的电网建设规划。

我国幅员辽阔，水电分布极度不均匀，直接导致智能电网输电环节的不协调现象。输电设备与输电控制系统电压、容量负荷及输电过程的监控机制是制约输电环节的一大原因。

我国现有配电网络明显不满足智能电网建设要求，主要体现在配电网络的架构强度与稳定性不足、缺乏自动化与数字化技术支撑。

用电环节的灵活化和人性化是智能电网建设的一大亮点。当前，我国智能电网的用电环节仍未实现系统与人员的无缝衔接和有机结合，用电管理系统也没有足够的兼容性与可拓展性，不能支持用户与电网的高效互动。

2.2社会与市场环境问题

随着社会能源的日渐紧张，政府对行业建设用地的要求标准日趋严格，对行业及项目建设中的能源利用率、调度工作和系统建设运行等方面提出了越来越高的要求；社会经济及行业领域发展迅速、变化过快，给智能电网各项系统建设的灵活性、可拓展性及能源利用的高效性带来了挑战。

2.3电网内部建设问题

随着电网建设与运行过程风险因素的增加和日趋复杂，大面积停电对电网建设工作影响巨大；我国很多地区短路电流全面接近限额，基于此种问题的普遍性，很难通过简单的局部调整与改善解决当前的问题。

2.4新能源接入后的电网稳定性问题

新能源接入后的电网问题主要体现在输电环节。近年来，我国智能电网大力引入FACTS等输电技术，但未能研发出适用于我国电网特点的输电技术，严重影响电网整体稳定性和可靠性；另外，在配电与调度方面，也难以协调新能源与电网运行过程安全、稳定之间的矛盾。

3.智能电网建设对策

在社会经济与行业发展的新时期，智能电网的规划与建设工作应坚决以坚强智能电网发展战略作为中心指导思想，依据坚强智能电网的建设方向与建设理念，理清建设工作重点，着重从现代化的技术研发与利用、配电网络建设、电网调度系统优化、用电设施现代化等方面实施智能电网的建设工作。

3.1相关技术的研发与利用

当前，我国智能电网建设工作尚处于探索与初步发展阶段，迫切需要现代化的技术作为支撑。不论从电网建设中发电、输电、配电、用电等环节建设来看，还是从监控系统、管理控制系统等项目内容来看，现代化的计算机网络分析技术、现代化通信技术、传感技术等都是不可或缺的核心支撑点。近年来，我国智能电网建设过程中积极引入和使用了很多的现代化、智能化电网建设技术，虽然在技术融合与应用存在一些问题，但仍然大大改善了我国智能电网建设状况，如近年来，我国智能电网大力引入FACTS等输电技术，一定程度上改善了智能电网建设状况，但未能研发出适用于我国电网特点的输电技术，使用效果不尽如人意。

可见，我国智能电网建设中，仍需要根据实际的应用环节、项目内容选取和开发适宜的现代化技术，对于发电环节，引入变频逆变技术和储能技术提升发电效力；输电环节则采用现代化的在线监测设备、有源电力滤波器和静止无功补偿器和超导技术；加强用电环节智能用电信息采集系统和智能电表建设；同时在调度工作环节积极发展调度数据网的建设和完善。

3.2优化配电网络建设

配电网络中的电缆设备一律进行地下管道铺设，并建立完善的电缆运行监控系统，实现电力合理分担和输送。电缆监控系统装置主要安装与配电网的电缆主线上，为配电网络提供全面的环境监测、负荷承载、运行状态等监控功能，还负责配电网络与调度中心的通信工作。监控系统安装和运行之后，可对配电网络运行环境进行实时检测和分析，并通过预设的处理方式对火灾等意外故障作出相应的应急处理；监控系统检测到电缆超负荷运行时，可根据预设的控制程序对配电网络的输送负荷进行灵活、合理的调整；通过电缆线路温度变化及温度分布特点检测分析，及时发出异常警报，并准确显示温度异常区域图像，通过通信功能传输至调度中心，方便调度中心及管理部门及时判断配电线路运行状况，并作出正确的处理决策。

3.3建设智能化的电网调度系统

3.3.1监控工作智能化

将智能电网的实际运行状况预设入电网调度系统的监控装置中，监控装置通过对线路及系统负荷、温度等的监控和分析，将系统及网络中的异常状况合理分类、分级，并自动匹配处理方案。如配电网络的监控系统通过电缆线路温度变化及温度分布特点检测分析，及时发出异常警报，并准确显示温度异常区域图像，通过通信功能传输至调度中心，方便调度中心及管理部门及时判断配电线路运行状况。

3.3.2调节工作智能化

建设多个平行电网调节控制系统，方便用户以不同的途径和形式与电网互动沟通。例如，用户不仅可通过网络的形式实现人与电网的互动，还可通过电话实现自动化的电网的故障分析定位、故障处理及建议等等。另外，智能化的调节工作系统可为用户提供及时、准确的信息支持。

3.3.3用户管理体系智能化建设

通过电能和电流平衡法两种技术的引入和利用，建立智能化的防窃及意外处理机制；以WEB为基础，建立信息采集、查询、管理平台，方便客户通过WEB实现用电信息查询、用电业务办理、用户信息录入等功能，实现个性化的用电量、使用费用远程查询。

3.4用电设施现代化建设

推行现代化、个性化、符合节能减排发展战略的用电设施。当前受到广泛关注的主要有风光互补路灯系统，此种用电设备融合了太阳能用电设备与风能用电设备的优势与特点，可自主收集风能或光能储存至蓄电池之内，并进行独立供电运行，同时能够通过自动的光感应控制设备的开关。未来很长一段时期，我国将致力于此类高品质、高性能的用电设备的研发与利用，推动智能电网的建设工作。

4.结语

目前，智能电网正处于不断尝试和探索、整合的高速发展时期，不仅融合了计算机网络技术、现代化通信技术、传感技术等多种现代化技术，还具有兼容、互动、优化、自愈和集成等诸多特点。鉴于智能电网建设工作具有极强的系统性和复杂性，受社会环境、技术环境及行业环境影响很大，我国应以坚强智能电网发展战略作为中心指导思想，依据坚强智能电网的建设方向与建设理念，结合国内技术与行业背景，从技术研发与利用、配电网络建设、电网调度系统优化、用电设施现代化几个方面全面开展智能电网建设工作。

【参考文献】

[1]丁民丞.应对挑战.响应需求——关于稳步推进中国特色智能电网建设的思考[J].国家电网，2012，（9）：55-57.

[2]李靖科.浅析智能电网建设面临的问题及信息化发展趋势[J].科技与企业，2012，（14）：196.

[3]仝伟，仝娜，宋宁宁，等.智能电网建设中输电线路部分关键技术探讨[J].安徽电力，2012，29（2）：78-82.

智能电网中的难点问题 篇3

伴随着电力市场化的不断推进、环保要求日益被重视和国家能源战略的最新调整, 电网公司与电力市场、用户之间的交互越来越密切、对电能质量的要求也逐步提升、可再生能源等新型发电数量不断增加, 传统的电力系统已经越来越难以支撑如此多的要求。以美国和欧洲为代表的一些国家和组织相继提出了发展智能电网 (SmartGrid) 的设想[1], 进一步提高电网运行的安全性、稳定性和经济性。智能电网是未来电网发展的大趋势, 是经济和技术发展的必然结果, 因此, 对智能电网的研究具有重大的理论意义和实际价值。

我国国家电网公司从实际国情出发, 根据我国能源分布及电力系统特点, 提出了建设有中国特色的坚强智能电网的设想。坚强智能电网包括发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节, 而其中调度环节是坚强智能电网建设的重要内容, 肩负着整个电力系统的运行与管理。电力系统调度中心是电网运行管理的指挥决策中心, 负责指导电力系统内发电、输电、变电和配电设备的运行, 负责系统内重要的操作和事故处理。可以说, 电力系统能够安全经济运行, 是与各级电力系统调度中心所作的工作密不可分的。调度中心作为电力系统的神经中枢, 其调度自动化系统的性能高低对电网的安全、经济运行起着重要作用[2]。智能电网是未来电网发展的必然选择, 而智能调度是建设坚强智能电网的核心内容之一, 是国内外电网运行机构的共同目标。

2 发展历史和现状

我国电网调度自动化系统发展到今天经历了三代[3]。20世纪70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统为第一代, 它只有实时数据采集和处理的功能, 不具备应用分析的功能;80年代基于通用计算机的EMS/DMS系统称为第二代, 系统能实现完整的SCADA功能, 而且有一定的应用分析能力;90年代的开放式分布式EMS/DMS称为第三代, 它采用了大型的关系型数据库和先进的图形用户界面技术, 同时高级应用分析软件越来越丰富, 厂站端采集上来的数据也更加可靠、全面和精确。

当前国内各电力科研单位研制了满足分布式、开放式要求的第三代调度自动化系统。例如国电南瑞科技公司研发的OPEN-3000电网调度自动化系统, 东方电子研制的DF8003系列调度自动化系统, 中国电力科学研究院开发的CC-2000调度自动化系统等。

3 传统调度系统的局限性

在新的形势下, 传统的电网调度自动化系统面临一系列的问题, 主要表现在:

首先, 电力市场的逐步实施和不断深化给调度人员造成巨大压力。为了充分挖掘现有电力系统的潜力, 提高企业整体的运营效益, 系统中的许多输变电设备都需要运行在极限或接近极限的状态, 因此如何保证系统安全运行的任务将变得更为艰巨;此外, 系统运行的经济性变得更为复杂, 不仅要充分考虑发电的经济性, 还要考虑输电服务和辅助服务的经济性。

其次, 大规模间歇性电源的接入使电网调度控制更加困难。风电、太阳能等可再生能源发电得到快速发展, 中国计划将建成若干个千万kw级的风电基地和多个光伏发电基地。这些分布式发电资源具有间歇性和不可预测性, 常被学术界称之为“负的负荷”, 这些大容量、间歇性的绿色电源接入后, 对整个电力系统的稳定运行带来安全隐患。

最后, 建设坚强智能电网需要功能强大、更加智能化的调度系统。智能电网是以物理电网为基础, 将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。未来的智能电网首先应该具有坚强的网架结构, 同时具备信息化、自动化、互动化的特征和自愈能力, 方便加强与用户的实时交互沟通, 支持分布式电源和双向潮流等特点。调度中心作为电网监控的中枢, 迫切需要建设具备实时分析、智能决策、适应市场化要求的安全可靠的智能型调度自动化系统, 以提高对电网的驾驭能力。

4 坚强智能电网的智能调度实现方法及突破点

调度的智能化是智能电网的核心体现, 智能调度是建设坚强智能电网的关键内容, 是智能电网运行控制的神经中枢。为适应智能电网的需求, 调度系统应该具备更为全面而准确的数据采集系统, 具有强大的智能安全预警功能, 在调度决策中注重系统安全与经济的协调:在系统故障时, 能够快速的诊断故障和提供故障恢复决策;能够利用可视化技术, 将电网的实时运行情况全面而直观地提供给调度员。

在智能电网建设过程中, 调度环节应该在已有调度技术的基础上, 重点解决大电网安全稳定运行问题, 实现资源大范围优化配置;研究风电场及分布式电源的有效接入和控制技术, 实现节能减排;开展智能调度技术支持系统、备用调度、应急指挥控制中心建设和调度通信数据网建设, 在各级调度中心逐步建成智能调度决策支持系统;建设实时监控与预警、安全校核、调度计划和调度管理等应用功能, 全面提升大电网调度驾驭能力、资源优化配置能力和灵活高效调度能力, 保障电网安全、稳定、经济、优质运行[4]。

参考文献

[1]谢开, 刘永奇, 朱治中, 等.面向未来的智能电网[J].中国电力, 2008, 41 (6) :19-22.

[2]姚建国, 杨胜春, 高宗和, 杨志宏.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化, 2007, 31 (13) :7-11.

[3]吴敬儒.中国电网的发展与改革展望[J].电网技术, 2001, 25 (11) :6-9.

智能电网中的难点问题 篇4

关键词：智能电表；智能电网；数据处理

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0050-02

1 智能电网系统

为满足我国社会进步与发展的需求，大众无不希望以数字信息网络技术来连接资源开发、储送、转化、输配电、销售、储能以及其他相关服务与终端使用客户所涉及的电气化设备，并基于智能控制系统完成对能源转化与供能的控制过程，主要包括精确供能、对应供能、互助供能和互补供能集中方式。这样一来，能源使用的效率和供用安全性能得到大幅度提升，且将污染问题控制到最低程度，保证能源开发与投资效益的合理平衡关系。以上便是智能化电网建设的基本思想。

1.1 智能电网的定义

智能电网系统指的是电网系统的智能化，简称为“电网2.0”。电网2.0主要依附于传感技术、监测技术、控制理论和其他决策支持系统技术，在保障智能电网的安全性、可靠性、经济型和高效性方面具有显著优势，并能良好满足与环境融合和实现安全生产目标，满足新世纪社会用电用户的电能容量、电能质量两个方面的要求，同时提供多种不同形式的接入、启闭和资产运转。

1.2 智能电网系统的特点

1.2.1 智能电网系统的效用

智能电网系统主要包括三方面效用：

①通过传感器实时监控发电、输配电和供电设备的运转情况。

②将获取数据利用网络采集系统进行有效采集和优化整合。

③分析数据、挖掘数据，以便优化管理整个电网系统的运转过程。

1.2.2 主要优势的智能电网系统

①自愈系统和自我适应。

即时监控电网系统的运转情况，即时查找、诊断和治理安全故障及隐患；存在少量的人工干预，随时隔离安全故障并自我修复、自我适应，规避大面积停电的情况出现。

②安全稳定。

准确辨识人的主观行为或自然发生的扰动，并即时做出相应的反应，特别在受到自然灾害、外部损坏或黑客攻击状况下，首先保障的是人身安全、设备安全和电网系统的安全。

③良好的经济性。

智能电网系统在优化资源利用与配置、提升电气设备传送容量和利用效率方面较为突出。而在不同地区也能做到合理调配，可以对电力供应的缺口进行适当均衡。应广大电力市场的竞争需要，动态的电价收费制度也能确保整个电力供用系统的有序进行。

④良好的兼容性。

与大容电源的集中接入可以良好兼容，也能与发电过程中的分布式形式完美接入，且能以应用现有可再生资源来满足电网建设与生产和社会、自然之间和谐共同发展的基本要求。

⑤用户交互。

智能电网系统可与用电客户之间形成良好的交互关系，为广大用电客户提供高质量的电能。智能电网系统的运转、供电销售与市场无缝衔接，并利用市场竞争和市场交易来加强市场主体在电网安全管理方面的参与度，以此大幅度提升智能电网系统的运行安全性和稳定性。

2 智能电表

智能电表作为整个电网系统的终端，其功能仍需涉及普通电表计量，并配合智能电网和使用新型能源还具备如信息分析、存储和即时监控、自动化管控和多通道数据传输等功能，它支持双向计电、阶梯式定价、分时段定价和峰谷式定价等多种可以满足实际需要的方案，也作为主导分布式用电计量、双向通道交互服务平台、智能节电和智能区域供电的技术基础。

2.1 智能电表的构成及工作原理

智能电表是由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成，是具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电表。智能电表是通过对电压和电流实时采样，再由电表集成电路对采样电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，再通过单片机进行处理、控制，把脉冲显示为用电量并输出。

2.2 智能电表的特点

笔者认为智能电表和一般计量电表的区别主要有以下几点，见表1。

智能电表包含一般计量电表的基本功能，除此以外，它还具有如下几方面优势。

①自愈系统。与智能电网系统相同的，智能电表也拥有自愈功能，如电表发生故障，不存在人为干扰的前提下，电表可以自动激发故障应急装置，以此保证故障被快速隔离，且完成自我恢复过程。智能电表的故障一般发生在内部程序，与一般计量电表比较来看，智能电表所表现的功能更为强大，且构件较多，利用的通讯形式呈多样化，内部程序的集成化相当复杂，在发生故障率方面较一般计量电表要更为频繁。因此看来，智能电表必需拥有自己的一套自愈系统，若智能电表发生故障，该系统即可自行实现自我诊断、故障隔离、系统重装机启动的过程。

②客户交互。智能电表与用电客户之间的交互往往是通过表计管理系统与客户终端的往来通讯实现的，如光线传送、载波传送和无线电波传送等，以上通讯方式均可实现表计系统和客户终端二者之间的即时信息交互，且不会受到外部环境的影响。

③安全稳定。不管是一般计量电表，还是智能电表，安全稳定是必然要考虑的，智能电表拥有多道安全系统防护装置，在规避无意侵入和非法篡改等多个方面具有突出优势。

④增值服务。智能电表可对终端客户进行用电计量，除此以外，还能为广大用电客户提供一种面向未来的增值服务体验。比如说，终端客户利用电脑联接智能电表，也可以直接联入因特网络进行上网。

⑤在线监测。智能电网面向广大用电客户施行的是即时电价。输电企业可以利用智能电表向每一位客户及时发布用电价格信息，于在线状态下即可监测收取用电费用，且能够发现是否存在偷电情况。

3 智能电表在智能电网中的应用

利用智能电表对智能电网内每一位用电客户终端进行用电计量，即时监控整个智能电网系统是其最为突出的意义，也是供电企业在生产运营过程中可以准确把握产品去向的重要工作。智能电网系统通过连接每一处智能电表，形成网络，再由基于高压电表的区域电网进行实际监测。智能电网信息系统体系结构图，如图1所示。

据图1所知，智能电表实际上扮演者用电信息采集的作用，整个系统的基础数据来源于此。智能电表能够采集的基础数据涉及有功、无功正向和反向电能数据；电压、电流、频率和功率等负荷记录；失压、断相、编程、校时、远程控制拉闸、开表盖、电表清零等事件记录数据。

3.1 状态预估

当前，配电网侧的潮流分布信息一般不够精确，我们可以在用户侧增设一些监测节点，获取一些较为精确的负载记录和网损记录，以此规避电网内电气设备的过负载或电能质量不断恶化的情况发生。与此同时，将监测数据信息进行优化整合，可以良好校核未知状态下的预估结果和检测数据的精确性。

3.2 监控电能质量及供电稳定性

不管是智能电网运转需要还是用电客户终端需要，保证电能质量和供电的稳定性是关键。利用智能电表来即时监测电能的质量和供电状况，便可以及时且准确地接收或反馈用户终端的投诉情况，预先采取一定措施来防范电能质量故障。

3.3 用户侧的负荷分析建模及预测

首先，通过智能电表获取用户终端的用户侧基础信息，即可对各种用电情况进行相应的典型性分析和趋势分析。

其次，在完成各类负荷分析的基础之上，融合外部气象条件对各种客户重点的历史记录进行相应因素的分析和主成分分析。

再者，以上两条为基础，构建负荷预判模型，从中短期来考虑用户侧的负荷情况。

最后，考虑社会因素、经济因素和整治因素，构建相应的预判模型，采取组合法完成对用电终端用户侧的负荷预判。

3.4 搭建防偷电平台

按照不同的低压配电挽留过拓扑结构和智能电表采集基础数据的性质，即可模拟出防偷电平台系统的大体框架，有效规避偷电行为和恶意破坏电力设备行为的出现。严谨随时可能发生额设备故障和安全质量隐患，利用即时传送的用电计量参数和故障特征，有利于配电人员及时准确地预判或处置故障或隐患。

3.5 用户能量管理

利用智能电表采集的基础数据信息，可以构件用户终端的用电能量管理系统，为广大用电客户提供能力管理服务体验，满足室内环境监控（如温度控制、湿度控制盒照明控制等），最大程度地降低能源消耗量，保证能够实现节能减排的终极目标。 （上接51页）

4 智能电表的发展困境

智能电表在未来发展中的主要困境有如下几个方面。

4.1 成本控制

不管是电表加工厂还是用电客户终端，成本控制永远都是他们关系的焦点。因智能电表与当前应用的普通计量电表相较而言，它拥有更多依赖于高新技术手段的功能，在造价成本方面势必要高。同时，智能电表尚处于推广伊始，加工厂产量尚小，且优质产品率并不能得到很好的保障，这样也会造成成本过高。

4.2 安全稳定

智能电表的高效性、安全性和稳定性是我们应该自始至终需要考虑的问题之一。除此以外，智能电表的通讯形式呈多样化，不同的通讯形式和加密手段的选用也是当前面临的一个严峻考验。我们可以想象，未来我国智能电网建设在网络化方面必然要不断深入，智能电表也会全面普及，如何立足于日益复杂的网络环境是不容忽视的问题。

4.3 自动化和智能化

智能电表有别于一般计量电表的地方在于智能化和自动化，它可以通过预先输入编程，设备即可在既定程序下合理运转，而能够自己诊断和自己解决的故障往往都是人的一种预判和总结，该设备其实并没有实际意义上的“自我思考、自我动手”的能力。倘若智能电表遇到前所未遇的故障，它就无法实现自侦自愈。那么，如何真正实现智能电表具有自我思考的功能是未来发展的一个困境，也是未来继续发展智能电表的重心。

参考文献：

[1] 薛昌波，周飞龙.智能技术在电能计量领域的展望[J].中国计量，2010，（4）.

[2] 李保玮.智能电表简介[J].新技术新产品，2010，（3）.

试论智能电网时代的电网规划问题 篇5

关键词：智能电网,电网规划,问题,研究

1 引言

随着经济建设水平与科技水平的不断提高, 我国对电力的需求逐渐增加, 电网时代已经迎来了智能化时代, 随着智能电网时代的发展与进步, 电网规划也面临着一系列的问题, 很多的电网公司开始跟上时代发展的脚步, 以智能化的电网规划相关技术作为电网规划的重点内容, 完善了智能化电网规划技术制度体系, 实现了数字化与信息化的电网规划研究。现今时代我国对智能化电网时代的的电网规划研究逐渐跨度到电网的规划建设, 自从我国开始实行智能化的电网规划开始, 电网规划就开始实现了较高的自动化水平、信息化水平、数字化水平, 智能化时代的电网规划能够建设一批高质量的智能电网, 从而提高了智能电网规划的全面推广与建设。以下就针对智能电网时代的电网规划问题进行详细的分析。

2 智能电网的基本概述分析

智能化的电网就是指采用先进的智能技术以及计算机网络技术, 将电网建设中的相关设备、人员、生产以及规划控制系统智能化的连接在一起, 从而实现数据信息的自动化采集与存储, 深化分析电网建设的资源优化, 提高电力供给的质量。智能化的电网采用了多种智能化的技术, 体现了综合的高水平。

我国对智能电网的规划建设是指, 以基础的网架结构为基础, 采用先进的计算机技术、网络通信技术、电子信息技术以及自动化控制技术等, 从而建设稳定度比较高的电网结构, 智能化电网规划要综合控制电网运行的各个步骤与环节, 从而加大电网的安全稳定运行, 提高电网运行的经济性、开放性、可靠性以及交流性。智能化的电网即是新型技术构成的电网建设, 不仅能够提高电力系统的运行安全, 还可以降低能源的消耗。当前智能化电网并没有较为明确的规定, 而是在各项管理与技术水平上实现较高的智能化服务与质量价值, 智能化的电网规划与建设不管使用何种技术, 都要具备着较为先进的电网特点, 要具备信息集成化、设备兼容性、电力供求的相互性以及系统运行的自我调节性等。

3 智能化电网规划与发展的研究方向

目前电网智能化电网规划成为各国之间电网的主要竞争领域, 我国的智能化电网规划的发展方向为几点: (1) 要朝着电网规划建设发展的智能化测量方向前进; (2) 要使电网规划朝着先进的技术水平进军, 要具备三维空间分析以及可视化的技术水平; (3) 在智能化电网规划中要采用高水平的计量技术; (4) 要实现电网规划配电的较高自动化水平。

4 智能电网时代的电网规划所存在的问题

目前我国开始建设较高水平的智能化电网规划, 要建设智能化时代下的电网规划, 就必须要把握好整体电网规划的最新发展方向, 要及时的考虑到当今电力时代的高科技技术, 智能化电网时代的电网规划都要以基本的电网结构为基础点, 通过对现今时代的高科技电力相关技术的使用, 可以有效的提高智能化电网规划的质量, 使电网的运行表现出较高的智能化与自动化水平。实现智能电网时代的电网全面规划建设中还存在这一些问题, 这些问题会阻碍着智能化的电网规划, 以下就对智能电网时代的电网规划问题进行简单的分析。

4.1 智能电网时代的电网规划的总体协调运行问题

随着时代的改革与发展, 我国的电网规划与建设逐渐趋向于智能化的发展, 我国的智能电网时代的电网规划与建设在具体的实践中还存在着一些问题, 比如在电网加速奈何的发电过程、输电状况、变电与配电的规划、用电质量与电力的调度上, 都存着一些细节上的问题。现今时代电源的供给更新比较快, 很多新能源的提供会导致电网运行的不稳定, 如何正确精准的协调电网规划与建设中的各项内容, 实现正确的预测水平, 加大对电网规划建设的检测与控制, 分析电网运行中的失误等, 是现今智能电网时代的电网规划所需要解决的重点问题。

4.2 智能电网时代的电网规划的外部因素影响分析

智能电网时代的电网规划还受到外部因素的影响作用导致问题的发生, 具体包括: (1) 目前我国的电网约束条件比较多, 国家对电网建设与规划的审核力度加大, 要求的内容比较严格; (2) 我国对智能电网的建设要求比较高, 现今时代为了各项建设的可持续发展, 我国推行了节能环保减排的能源战略发展目标, 在进行智能时代下的电网规划建设时, 要对电网规划与运行提出全新的要求; (3) 我国的电力企业不断的进行体制的改革, 如何保证电网规划运行的质量, 提高电网的稳定与可靠性就成为现今智能电网规划的重点内容; (4) 随着经济建设的发展, 我国对电力的需求是逐年递增的, 电能的消耗不断的增加, 使得电力供给的质量面临着问题, 如何满足电力需求的高标准就成为智能电网的主要问题。

4.3 智能电网时代的电网规划的内部因素影响分析

智能电网时代下的电网规划存在着内部因素的影响, 具体如下: (1) 目前电网结构存在不合理现象, 导致电网运行的故障时有发生; (2) 现今电网运行故障问题不能依靠传统的技术解决, 要根据现今智能网络的电网规划特点对电网结构进行解决, 就无形中增加了困难性。智能电网时代下的电网规划的发展主要是依据各种先进技术, 我们只有加快对电网规划的主要方式的改变, 创新研究智能电网规划的制度体系, 才能够解决电网规划的内部问题。

4.4 其他智能化电网规划的问题分析

目前, 智能电网时代下的电网规划采用了新形势下的能源接入, 这就给电力系统运行的安全稳定性带来了一定的影响。在进行智能电网规划的电力输送方面, 一些新兴的电力输送技术被广泛的应用在电网规划建设中, 随着带来的还有新兴电力输送技术的国产局限问题;其次, 在智能电网规划的变电过程中, 还面临着智能化变电站的分析与处理问题, 如何推广智能化的变电站运行, 保证变电站的智能化与自动化是电网规划的重点解决问题;在进行智能时代电网规划的配电网时, 还存在着普遍用电质量与效率低下的问题, 还有如何应用智能化的电表核查与应用问题;在电网规划的电力调度上重点需要解决的问题就是, 如何保证电网运行的安全质量问题, 控制好新型能源的电网接入, 以及当发生故障时, 电力系统的自我处理问题。

5 加强智能时代的电网规划的措施分析

智能电网时代的电网规划问题, 是由于新形势下的电网发展的必要需求所造成, 智能电网规划要跟随者时代的脚步不断的进步, 在进行电网规划的时候, 要严格的按照国家规范的电网建设与发展要求, 了解智能电网规划的主要特点与内容, 注重对智能电网规划的理论与方法的创新, 此外对于智能电网规划的重要建设项目来说, 要一步步的推进建设, 改变传统的电网规划方法与理念, 从而采用新型的技术手段加强智能时代的电网规划的质量。

要加强智能时代的电网规划质量, 就要做好智能电网规划的审评, 这时候起到关键作用的就是智能电网规划的标准评价体系, 只有建立健全准确的智能电网规划评价体系才能够保证电网规划的总体水平符合建设的标准要求。主要要考虑到电网规划建设项目的技术水平、安全可靠性、稳定性、经济性以及节能环保性等, 综合制定完整科学的评价指标, 在进行智能电网规划的时候, 要首先进行评价可行性, 只有这样才能够优化智能电网规划的方案, 加强电网规划的质量。

6 结束语

智能电能表的发展与难点问题探讨 篇6

1.1 自愈

和智能电网相同的是, 此类电能表也有着较高的自愈能力。也就是说当其出现问题的时候, 在不存在外在干预的状态下, 电能表可以自行的开启应急体系, 进而发挥出故障分析和复原的效果。这种电能表常见的问题一般都是指的它本身的程序方面的问题, 和当前常用的电表相比, 它的功能非常多, 而且零件也较多, 能够实现多种类型的通信, 其集成步骤更为繁杂, 此时就使得它出现问题的几率也升高了。所以此类电表必须设置自愈体系, 只有这样在程序发生问题的时候, 系统才可以自行的进行判定并且重启, 实现自我愈合。

1.2 交互

智能电能表应具有同电力表汁管理系统和终端客户之间的多种通信方式, 如光纤传输、载波传输、无线传输等, 以实现表计管理系统同智能电能表之间不受环境、空间限制的实时信息交互传输。比如使用人可结合供电单位发送到表计屏幕上的费用自行的变化用电方式。供电单位也可经由表计实时的获取使用人的用电信息, 以此来优化电网。

1.3 优质的电能供应和用户保护措施

使用人经常面对由于电压突增而导致电器受损的现象, 导致这种现象的原因非常多, 要想给客户提供优质的电能, 智能电能表应具有自动在线检测电源质量和自动断电功能, 来提高供给客户的电能质量, 避免冈电能质量而损坏客户财产事件的发生。例如, 当电能表发现所供电压大于或低于某一危险值时, 会自动断掉电源。发出报警声并在屏幕上显示警报信息。同时将异常故障信息发送至表计数据管理系统。以系统来诊断、调整电能质量。

1.4 资产优质管理和可拓展性

智能电能表的生产应该遵循“模块化”原则。所渭“模块化”, 是指电能表主要是由计量模块、通信模块、存储模块、电源模块等组成, 各个模块的生产实行标准化、归一化, 后期电能表的维修和升级简单、方便, 不仅可优化电力系统的资产资源, 同时也可减少终端客户维修和更换电能表所需费用。例如, 智能电能表具有多种通信方式, 有模块化的通信接El。可根据现有技术水平、环境、成本等因素选择和更换通信模块, 统一接入主控芯片的通信接口, 并为未来通信方式模块的接入做好准备。

1.5 高安全性

不管是对常用的电表来讲, 亦或是对智能化的来讲, 它们都面对一个永恒的问题———安全。该电表拥有强大的安全体系, 能够防止外在系统的干扰。

1.6 增值服务

智能电能表除了计量客户的用电情况外, 也可以给客户提供面向未来的一系列增值服务。例如, 终端客户可以通过电脑同智能电能表相连接, 接入互联网冲浪;根据用户历史用电负荷数据, 通过无线互联, 智能电能表可以管理客户家庭的各个电器, 优化电源使用情况;用户也可使用手机、互联网通过智能电能表远程控制家中电器。

1.7 在线检测和管理

智能电网将实行实时电价, 供电公司通过智能电能表向用户发布实时电价信息。在线收取电费;通过在线监测可以防止窃电行为的发生;在线管理智能电能表, 开启和关闭电能表。

2 智能电能表发展中存在的问题

智能电表的出现在很大程度上强化了电网单位和使用人之间的沟通力度, 它的优点非常多。当前国内外都出现了非常多的称之为智能表的产品, 不过真正可以实现智能化的表计很少, 绝大多数的表计都只可以完成单一的或是几个的功效。当前我们国家上市的表计有三种大的种类。分别是分时复费率式电能表、预付费式电能表、集中远传式电能表。对于第一种来讲, 它是按照各个时段来收取费用的, 它无法实现存线检测以及实时收费等, 并非实实在在的智能表。对于第二种来讲, 它采取的是先交费后使用的模式, 虽说它可以将欠费问题处理好, 降低工作者的抄表压力, 不过无法有效的监管设备的运作情况, 属于一种过渡品。对于第三种来讲, 它指的是主站经由传输媒体, 将多个电能表的电量记录值信息进行集中抄读。用户的用电数据可直接进入用电营业厅的计算机管理系统, 管理人员可以随时监视用电情况, 发现问题及时处理。虽然这个系统实现了数据的在线传输、监控、管理, 但只是存形式上具备了高级量测体系和智能电能表的一些特征, 是智能电能表系统的雏形。

3 智能电能表发展中的难点问题

3.1 成本控制

不管是电表的生产单位亦或电力体系和最终的使用人, 其在接触电表的时候都会面对一个非常关键的问题, 即怎么控制费用。费用的高低不但会对生产单位的生产热情产生很大的干扰, 同时还会对顾客的采买积极性和使用性产生一定的影响。因为智能表计较之于一般的表计多了很多的功效, 使用了非常多的工艺, 很显然就会在成本上有所增加。除此之外, 由于它还没有大量的普及, 在生产的初始阶段由于产能较低, 导致单只的成本非常高。有关资料显示, 目前国外已经安装的此类表计的单块卖价在320美元。很显然这对老百姓来讲是非常大的金额。不过我们坚信随着科技的不断进步, 工艺的日益发展, 此类表计的生产费用和价位都会降下来。

3.2 安全性能

此类电表存储和传递的信息非常多。它对于数据安全方面的规定较之于当前的电表要更为严苛一些。当前时期人们的工作重点研发一套高效而且稳定的安全体系。除此之外, 因为此电表通信的输送形式非常多, 就使得它的通信形式以及加密措施等都是不一样的, 因此在当前工作中我们就面对着如何采用不同通信方式相同加密方法这个难题。随着科技的快速发展, 我们相信智能电表在不久就会和网络连接到一起, 那时候我们就要面对不断增加的网络难题。

3.3 智能化

它和我们以前使用的表计最为显著的区别是它的智能化。也就是说在未分工参与的时候可以凭借自身的功能查询问题并且加以处理。当前的智能表计一般是工作者先将程序设定好在输入其中的, 其在运行中遇到的问题一般都是人们提前想到的。也就是说它并不是真正的能思考问题, 如果碰到程序中没有考虑到的问题, 它就不知道该怎么工作了。通过这段叙述我们可知当前的工作重点是怎样让电表实现真正意义上的智能。

4 结束语

由于智能电表非常环保, 而且能够响应使用者的需求, 所以它可以为使用人节约资源, 进而提升效率, 它的出现能够带动电网的有序发展。而且电力单位也可以通过该表计来获取所需的数据信息, 进而对电网的运作加以优化, 减少费用, 提升服务的力度, 进而使得电网能够以更加稳定的姿态呈现在人们的生活中。我们坚信, 在广大同行的努力之下, 我们国家的电网体系一定可以朝着更为稳定节能的方向发展。

参考文献

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[4]耿建坡, 张颖琦, 孙冲.电能表的智能化及其技术要求[J].河北电力技术, 2009, 28:10-12.

智能电网中的难点问题 篇7

当今的世界是高速发展的世界,全球在能源供应、环境保护、社会安全和经济发展方面都面临了巨大的挑战。而当前更多恶劣气候现象的出现,更是对可再生能源提出了更高的要求。对于可再生能源的发展来说,首要的前提是智能电网的构建和完善,以便实现电力行业的创新,完成技术转新的过程,最终能够满足我国高速增长的能源需求,维护社会、经济高速、健康和稳定的发展。我国于2009年5月正式制订了智能电网的发展方案。

欧美等国家和地区在深入研究的基础上,针对性的提出了与智能电网互操作标准相关的路线图和框架,较为具体的指出了8个优先推进标准化工作的领域,而网络通信就成为了未来发展的重中之重。 这就迫使必须基于智能电网相关领域的操作器及应用提出的网络通信要求,同时还必须具有合理、科学的安全以及访问控制机制。就我国来说,构建和完善智能电网,一定要掌握必要的基础技术,并完善相关功能,只有这样,才能有效的落实智能电网的构建工作。

1智能电网的概念

对于智能电网来说,学术界和业界有着较为统一的认识。所谓智能电网,指的是发、输、配、变、调度、用以及信息等相关环节的电力系统,持续研发和推广现代管理技术、信息技术和电网控制技术,在此基础上,实现各要素的有机联系,实现由发电至用电环节全部环节的信息交流的智能化,体系性、科学性和合理性对电力使用、输送和生产等环节进行优化,利用具体业务同新技术的高效结合,电力企业通过构建智能电网来促进企业经营生产的现代化,最终实现提升企业经营效益, 维护企业持续发展的目的。可以说,智能电网是在大量交互式数据基础上实现智能化管理、精细化管理的电网。对于智能电网来说,并非对新技术的炫耀,而是为了切实有效的解决现阶段我国电网存在的诸多问题。

1.1智能电网的目标

显然,智能电网的主要目标是在现代电网中引入和实施现代信息通信技术,从而达到电能到用户的控制、管理、分配和传输,最终起到降低企业经营成本和节约能源的根本目的。

1.2智能电网的本质

其本质主要体现为能源的兼容利用及替代利用。智能电网主要利用终端传感器来将电网企业和用户、用户和用户之间构建起即时连接的网络架构,最终起到数据读取双向、高速、实时的效果,进而整体性的提升电网的综合效率,起到节能减排的目的。

1.3智能电网的特征

总的来说,智能电网主要的特征如下:

①自愈性。能够连续和实时在线的自我评估电网当前的运行状态,同时能够采取预防性控制措施,实时发现隐患,并在及时的诊断后,迅速的消除隐患,恢复正常状态。在故障发生之后,能够不需要人工干预就可以迅速隔离故障,避免因为故障影响用户的电力使用。

②互动性。智能电网的运行同零售及批发电力市场无缝连接,能够最大限度的满足电力交易的需要,最优化配置相关资源。

③坚强性。对于智能电网而言,其安全性要求的具体体现在坚强性上。换言之,也就是应该对智能电网内的所有元素都进行安全性需求考虑,以确保体系相应程度的平衡和集成,不管是物理攻击(损坏、爆炸)亦或信息攻击(计算机、网络), 智能电网都可以有效的应对。

2智能电网对于电力通信的相关要求

2.1现阶段国内电力通信网的发展现状

现阶段,国内电力通信网主要是以卫星、微波和光纤组成主干网络,相关支路采用特种光缆、电力线载波、无线、电缆和明线等通信方式,设备主要有调度总机以及程控交换机等多种设备,从而构建起多功能、多用户的现代综合通信网。由于光纤通信技术的完善和普及,原先64Kbit/s的业务逐渐发展到最高100Mbit/s,极大的促进了电力通信网的发展。就作用而言, 我国电力通信网可以分成管理网、数据网、交换网和传输网这四大网络类型。

2.2智能电网对于电力通信的相关要求

我国经济社会的高速发展,推动了智能电网的构建和完善。而大量增加的系统节点,将会加大系统的负荷。对智能电网全过程、大规模的计算、分析、控制和监视将向在线和动态的趋势发展。

TMRS系统

对于智能电网来说,电能量计量系统不仅要实现一般的测量功能,还一定要包含双向计量以及分时段储存等相关功能。 另外,系统还必须能够实现电能数据的统计分析、预处理、存储、远传和自动采集, 以便满足日后智能电网的升级需求。

EMS系统

由SCADA(数据监控和采集系统)产生和提供EMS系统的实时数据。EMS将分钟级的实时数据提供给SIS即时信息系统,比如总出力和系统频率。由RTU终端来实现SCADA实时数据的采集,按照实际业务数据量的需求,接口一般可以选择RS232接口以及RS485接口,速率可以从1200bit/s一直到9600bit/s,可以满足多种业务的需求。

需求侧管理

较之传统电网来说,智能电网最为突出的改变体现在其直接面对用户。由于智能电网需要接入数量众多的终端用户,其显著的体现了:较少的业务量、节点数量众多的特点,因而在较早阶段通常通过无线通信来完成系统数据的上传和下载。现阶段,主要采取的技术有码分多址CDMA以及通用无线分组业务GPRS等,能够实时、有效的掌握用户的情况,能够开展科学的需求侧管理。

SIS系统

所谓SIS系统,也就是即时信息系统, 其最为重要的功能是处理系统运行的相关数据。当前,主要通过Internet技术来进行即时信息系统的构建。因为即时信息系统SIS需要面向社会公众,所以一定要进行有效的安全隔离和安全防护。

统一时标

现阶段,不管是计费装置亦或电力录波装置都一定要设置和运行统一的时标信息。显然,如果没有统一化、标准性的时标信息势必会造成无法有效监督全网动态行为。当前,日益完善的GPS技术为电力系统推行实时监控奠定了坚实的技术基础。在系统调度机构主站设置同步时钟系统,为厂站以及子站等下级节点提供同步时钟基准,电力通信所有节点都能够收到精度极高的同步时钟信号,在通过光纤传输网汇总收集相关节点测量数据,并进行分析处理后,便能够获得相关节点的信息变化数据,进而为相量控制提供支持。

3智能电网电力通信的发展趋势

3.1分组业务传送网技术PTN

电力系统通信原来的业务比较单一, 智能电网的“信息化、自动化、互动化”新需求,使得电力通信的业务范围更加广泛。除传统的语音业务,还有数据业务、视频业务和多媒体业务等,这些业务对通信的实时性、可靠性以及对带宽资源的占用等都有差别,并组建了各自的专用网络, 如调度数据网、线路继电保护网、变电站五防网、会议电视网等。为满足数据业务量的增大和数据种类的增加,再通过扩建网络或新建网络,不仅增加了网络建设的成本,而且使网络更加复杂并增加了维护管理的工作任务,网络的融合势在必行。

电力业务的IP化以及多业务的快速发展使得业务对带宽的需求与日俱增,宽带业务在电力系统的应用同样也增加了网络带宽资源的负担。目前电力网络采用的SDH/MSTP尚能满足通信容量的需要, 伴随着智能电网的发展,网络通信宽带的瓶颈问题还存在,有必要在增加网络带宽时提高带宽的有效利用率,这就促使改变或升级现有的通信技术。

电力通信业务的IP化以及多业务融合和网络资源面临的匮乏,需要一种新型的技术。基于分组业务的传送网技术(PTN)顺应电力业务发展的需求,引入了智能电网领域。

3.2智能光网络

对于智能电网的电力通信发展趋势来说,智能光网络是未来的主流发展技术,将成为下一代智能电网的核心技术。 但该技术还存在着逐步不足,特别是协议标准和接口规范都会处于完善过程中。所以,要想将智能光网络技术引入到电力通信系统当中,就一定要在清楚掌握所有网络资源的基础上,尽可能的利用现有设备来实现网络的升级,以确保电网企业的经济效益。另外,还必须坚持技术的标准性以及网络的兼容性。需要注意的是,一定要基于智能电网的发展需求以及自身业务的需要来进行思考和设计,切勿操之过急。

就技术层面来说,在智能电网中引入和应用智能光网络,必须注重以下几点要求:

首先是将集中控制系统引入到现有网络结构当中,在此过程中要提供符合标准要求的UNI接口,从而达到流量和带宽按需配置的目的。

其次,在智能光网络技术完善之后, 就能够在智能电网的通信网中配置信令机制,通过信令网来实现带宽的配置工作。在此之前,现阶段的智能电网电力通信网络的带宽配置工作依旧采用集中控制系统来完成。由于智能光网络必将在智能电网中得到大规模和大范围的应用,所以通过以上两个步骤能够逐步提升智能电网电力通信系统的功能和效率。

总的来说,将智能光网络技术引入到电力通信系统当中,可以实现网络的信息化以及自动化,增强光纤通信系统的可靠性以及光纤线缆资源的利用率,进而促进多业务接入能力的提升,最终实现提升电网运作效率,降低企业的经营成本。

摘要：本文首先介绍了智能电网的概念和特征,接着阐述了电力通信的发展要求,在此基础上,探讨了电力通信的发展趋势,笔者认为智能光网络将是未来电力通信系统的主要发展方向。

智能电表在智能电网中的应用 篇8

智能电表技术标准的制定对智能电能表的制造、招标、监督有重大意义。首先, 标准的制定有力支撑了统一坚强智能电网的建设。标准设计了本地或远程费控功能, 具备了远程费控的能力, 提高了信息交换、传输的安全性和智能电网的安全防护能力, 确保了系统安全稳定运行和业务数据的安全可靠。

其次, 标准的制定保障了电能表集中规模招标采购顺利实施。通过智能电能表类别、型式的规范、统一了5种应用场合对应的每一款表的功能和技术要求, 简化了标包划分, 有利于技术评标标准的统一, 便于制造单位优化设计、控制质量、降低成本, 为大规模生产奠定了良好的基础, 为实现国家电网公司统一集中招标提供了技术支持。

第三, 推动了电能表检定、仓储、配送的自动化和智能化。电能表型式、规格的规范化, 保证了全自动智能检定流水线的自动装拆检定。同时, 实现了周转箱、仓储货位、配送车货位的标准化和自动化, 提高了电能表配送效率, 实现了计量业务流程的标准化和智能化。

第四, 提高了电能表质量监督管理水平。标准在统一电能表类型的基础上, 对各类电能表的技术指标、机械性能、适应环境、功能要求、电气性能、可靠性、材料工艺等方面均提出了具体明确的规定和要求, 为电能表质量监督管理提供了科学依据, 也有利于充分发挥三级计量体系和三级计量中心的的作用, 实现了计量监督管理的集约化、精益化、标准化。

2 智能电能及其功能

2.1 智能电能

智能电能表是采用大规模集成电路, 应用数字采样处理技术及SMT工艺, 根据工业用户实际用电状况所设计、制造的具有国际先进水平的仪表。电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成, 具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。

电能表能精确测量正向、反向及组合有功电能表, 四象限无功电能、组合无功1电能、组合无功2电能, 能实时测量有功功率、无功功率、电压、电流和频率等电参数。通过表内输出信号来控制路器实现负载的通与断, 实现督促用户先买电后用电的功能。并通过多种费率可以有效的调节电网负载平衡, 削峰填谷, 使用电更合理化、有效化。电能表可进行4种费率、14个日时段、5个日是段表、10个时区设置, 并具有一个RS485通信接口一个低压电力载波接口电力和掌脑通讯接口, 实现RS485、低压电力载波和掌脑通讯功能。

2.2 智能电能功能:

具有正、反向有功电能、四象限无功电能计量功能, 组合有功和组合无功电能计量方式可设置。有两套费率时段, 可通过预先设置时间实现两套费率时段的自动切换。每套费率时段全年可设置10个时区, 有5个日时段表, 24小时内至少可以设置14个时段, 时段最小间隔为15分钟, 并且时段间隔大于实际需量周期值, 可跨越零点设置。具有记录、显示四象限无功电能。具有记录、显示组合1无功和组合2无功, 且组合无功1和组合无功2可以进行设置。具有分时计量功能, 有功、无功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量。具有计量分相有功电能量功能。能存储12个结算周期电量数据, 结算时间可在每月任何一日整点设定 (不大于28日) 。具有失压、失流、断相、全失压、电压逆相序、电流逆相序、电压不平衡、电流不平衡、电压超限及电压合格率统计、过载、定时冻结、瞬时冻结、时区转换冻结、时段转换冻结、编程记录、需量清零记录、校时记录、停电记录、等事件记录功能。一个RS485通讯接口、一个低压电力载波通讯接口、一个红外通讯接口可与PC机进行通讯, 与掌上电脑进行通讯, 通讯通道彼此独立, 互不干扰。通过载波、红外接口或RS485接口进行通讯, 完成运行参数的监测, 实现各种数据记录存储等功能。

通过LCD显示各种参数设置情况和测量数据量, 可以轮显和键显数据。可实现参数轮显, 轮显的参数和时间可预先设置, 参数轮显的顺序可任意设定。具有测量A、B、C三相的电压、电流有效值、有功无功功率、视在功率及当前电网频率的功能。具有编程禁止功能和需量复位功能。具有过载报警继电器输出报警信号功能。故障报警功能, 电压出现失压、电流严重不平衡、断相、有功反向、电压逆相序、电池欠压等各种事件时, 电表液晶及报警指示灯会提出报警。

3 智能表技术在电力行业的应用

立足于企业生产、用户选购和使用等环节, 对已有标准进行了科学、系统的完善和补充。

智能电能表技术标准发布前, 国家电网公司系统电能表采用的是国际电工委员会和国家标准及行业标准, 对电能表型式的要求过于宽泛, 对产品的外形、尺寸、规格、品种等都没有明确规定。国际电工委员会标准和国家标准没有关于智能电能表或多功能电能表方面的规范性文件, 难以满足国家电网公司提出的统一坚强智能电网建设发展要求。国际电工委员会标准和国家标准未能对电能表通信问题提出相关要求, 缺少配套的通信技术协议标准。这已经影响到表内信息交互、通信接口的统一, 无法做到电能表的互联互通互换。吸收现有标准, 完善相应功能, 提高技术指标, 建立科学规范的电能表技术标准是顺应电网发展, 保证电能计量准确可靠的必然要求。对此, 国家电网公司营销部立足于企业生产、检测调试、运行维护等环节, 总结多年运行经验, 制定了国家电网公司智能电能表技术标准。

智能电能表系列技术标准首次对智能电能表进行了定义, 提出以满足统一坚强智能电网建设的信息化、自动化、互动化要求为前提, 以满足电力用户用电信息采集系统全覆盖、全采集、全预付费要求为基础, 以“四化”要求为目标。

参考文献

[1]L.D.Erman, et.al.The Hearsay-II speech-understanding system:Integrating Knowledge to resolve uncertainty.Computing Surveys, 1980.

[2]余刃, 叶鲁卿, 张永刚.智能控制-维护-技术管理集成系统 (ICMMS) 及其在电力系统中的应用.电力系统自动化, 1999.

浅析智能电表在智能电网中的应用 篇9

关键词：智能电网,智能电表,功能,效益

1 智能电表在智能电网中的地位

智能电网是对传统电网和用电方式的一次革命, 已经成为世界各国电网发展的新趋势。国家电网公司已公布了对智能电网内涵的明确定义, 即智能电网是以坚强网架为基础, 以通信信息平台为支撑, 以智能控制为手段, 包含发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节, 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, 是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。

智能电网有四个关键组成部分, 分别是高级量测体系、高级配电运行体系、高级输电运行体系和高级资产管理体系。其中高级量测体系的关键技术和功能又主要包括:智能电表、通信网络、计量数据管理系统、用户室内网、提供用户服务、远程或断开[1]。不难看出, 智能电表是高级测量体系关键技术的基础, 而高级测量体系又是智能电网的关键组成部分。所以在智能电网的建设中, 智能电表是重要的基础设施, 并对电网实现信息化、自动化、互动化, 以及电力用户实现智能用电起着重要的支撑作用。

2 智能电表及特点

智能电表是新型全电子式电能表。它由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成[2], 它以网络通讯技术和智能化微处理器为主要技术基础, 依托智能电网所构建的数字化信息网络和数据处理系统, 通过电能信息显示屏、互联网等通信网络, 向用户和供电企业提供丰富的用电信息。具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交换等功能, 能满足现在用电过程中的双向计量、阶梯电价、分时电价、峰谷电价等实际需要, 且功耗小, 精度高, 过载倍数大, 可以反窃电、预付费, 还能对居民用电负荷情况自动示警, 避免超负荷导致的短路及火灾等严重事故。这些特点将使智能电表在智能电网的建设中发挥重要作用。

3 智能电表的功能应用

3.1 双向计量

计量是电能表的基本功能, 与传统电表相比, 智能电表除具有基本计量功能外, 它的一个重要计量进步是可以实现双向计量, 即电力用户可以通过智能电表实现对用电数据的了解和管理, 帮助用户根据显示的信息自主进行用电结构的调节, 充分调动用户参与电能管理的积极性, 实现智能电网的双向互动功能。

3.2 费控功能

智能电表分本地和远程两种费控表现[3]。本地费控通过CPU卡、射频卡等固态介质对电能表进行充值和参数设置, 电费可以在电能表内进行实时计算;远程费控通过无线风格、载波等虚拟介质和远程售电系统来实现, 电费计算在远程系统中进行。

3.3 双向通信

智能电表依托可靠稳定的通信网络, 使智能电表和智能电网之间构建畅通的数据传输通道, 能够进行从表端到智能控制中心之间的双向通信, 从而实现其管理、控制、计量、数据传输等功能。通过双向通信网络和数据中心进行信息交流, 可以实现供电企业由人工抄表向自动抄表转型, 同时获取更多的用电数据, 通过分析处理, 将实时电价信息、缴费信息和用电信息等通知给用户, 优化客户服务, 并促使用户合理用电。

3.4 实时检测与监控

智能电表可以对电力参数进行实时测量, 对电力参数的设置限值进行实时检测, 并记录异常事件, 这将有利于供电企业根据监测数据对电力故障和计量错误进行准确判断并及时采取相应的解决措施;可以对供电情况和电能质量实现实时的检测, 及时接收电力用户的投诉, 帮助电力企业提高供电的可靠性, 同时根据检测数据分析对可能现出的负荷问题做出预防, 减少电力事故的发生;还可以通过全面准确的电能检测, 实现对违规违法用电的有效监测, 如可以检测出电表箱开启、计量软件更新和接线变动等事件, 这对电力管理部门防治窃电和违规用电现象, 减少电力事故, 维护电力合法利益等方面具有重要意义。

3.5 电力需求侧响应

电力需求侧响应是指通过电价来对分布式供电和用电负荷进行控制, 包括直接的负荷控制和价格控制。直接的负荷控制是指由电网调度员根据当时的电网情况, 通过远程控制系统, 实现接入和断开的控制;价格控制是指智能电表通过实现分时和分等级的电价计量, 实现常规用电、高峰用电和短期用电的需求[4]。通过对分布式供电和用电负荷的控制, 能掌握并解决各类分布式电源的特性及与电网并网运行的问题, 优化分布式能源配置, 提高电网运营的可靠性和能源利用效率。

4 智能电表的应用效益

4.1 电力用户效益

智能电表能提供给电力用户更加准确、丰富的用电信息和财务信息, 可以让用户更加科学、合理地用电, 还可以把电力用户产生的能耗信息传输到电力能量自动化系统中, 优化调整电能质量, 及时处理电能故障, 从而提高人身与设备的安全性, 确保用电安全与稳定。

4.2 电力公司效益

通过智能电表的应用, 可以实现用电的计量、收费、服务、状态估计、故障管理、电能质量管理等诸多要求, 且操作简单、反应灵敏, 在降低电力公司管理成本的同时, 又提高了配电网的应用质量和供电企业的服务质量, 给电力企业带来诸多的经济效益与社会效益。

4.3 电力市场效益

通过采用可控的分布式能源, 给电力市场提供更多零售产品, 增加了市场价格快速变化的灵活性, 从而增强电力市场的竞争性和功能应用的可靠性, 减少了电力供应企业的市场风险。

4.4 社会与环境效益

通过智能电表的应用, 可以为水、汽、热等计量表的通信提供电力供应, 并共享远程通信通道, 从而降低通信成本, 同时将各种能源形式的测量数据汇总后也有助于分析和提高整体的能源利用效率。此外, 智能电表具有远程抄表、远程送电、断电功能, 大大提高了用电管理和服务水平, 并支持全国正在推行的阶梯电价与分时电价的实际需要, 这都将有利于节约用电和合理用电, 达到良好的节能减排效果。

5 结论

通过对智能电表在智能电网的地位及功能分析得出, 智能电表的应用为交互式的智能电网管理提供了新思路和新方法, 将在第三次“电力革命”中发挥重要作用, 并将给电力用户、公司、市场及社会与环境都带来良好的效益。随着其信息化、自动化、智能化等性能的不断完善, 智能电表的必将在用电系统中得到普及。

参考文献

[1]静恩波.智能电网发展的技术综述[J].低压电器, 2010 (6) :14-16.[1]静恩波.智能电网发展的技术综述[J].低压电器, 2010 (6) :14-16.

[2]Q/GDW354-2009智能电能表功能规范[S].北京:中国电力出版社, 2009.[2]Q/GDW354-2009智能电能表功能规范[S].北京:中国电力出版社, 2009.

[3]宗建华, 闫华光, 史树冬等.智能电能表[M].北京:中国电力出版社, 2010.[3]宗建华, 闫华光, 史树冬等.智能电能表[M].北京:中国电力出版社, 2010.