智能電網的應用范文

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第1篇

隨著時代的快速發展，各國都開始大力提倡建設智能城市，而智能電網就是智能城市建設的重要組成部分。接下來在本文中主要針對智能電網技術和智能城市進行詳細介紹，列舉智能電網技術應用時出現的問題，并提出相應的解決對策，從而促進智能城市的快速建設。

【關鍵詞】智能城市；智能電網；應用；問題；對策

引言

隨著我國國民經濟的快速發展，人們對生活質量提出了新的要求，智能化城市建設已經成為未來的發展趨勢。智能城市的出現主要是為了將城市管理、建筑、電網、交通等集一體化發展，有效將知識經濟和信息技術相結合，實現城市的現代化智能發展。而智能電網是智能城市建設中極為關鍵的一部分，但是由于技術和其他因素的影響，導致智能電網尚存在缺陷，因此必須要加強對智能電網的改進和完善。

1智能成熟與智能電網的介紹

1.1智能城市

通常所說的智能城市其實就是在現有城市基礎上進行了改進與升級，有效調整城市社會形態和經濟結構，使城市朝著智能化方向發展。早在20世紀80年代就開始出現了智能城市，只不過當時的智能化主要是局限于某一部分，比如商業、醫療或交通等，沒有實現城市的整體智能化。想要實現智能城市的建設，必須要加強對計算機技術、網絡技術、通訊技術、電子技術的結合，也要加強對試點城市的開發。

1.2智能電網

隨著我國工業化進程的加快，電力能源已經成為我國主要能源，這就使得用電需求開始增加，因此，電力企業就必須要加強對供電系統的改革，而智能電網就是未來發展的趨勢，主要是將集成的高速雙向通信網作為基礎，加強對新技術和新設備的引入，利用先進的控制方法，實現對供電網的綜合利用，其中主要包括智能調度、智能變電站、智能配電網等幾部分。智能電網與傳統電網相比，具有自愈功能、抵御功能、資產高效運行等優勢，不僅可以降低供電成本，還可以減少對環境的污染，使得城市發展與環境保護相互協調，實現了對資源的合理配置。

2智能電網技術在智能城市建設中的應用

2.1總述

想要實現智能城市的建設，必須要完成對智能電網的建設。①智能電網的建設，可以減少對不可再生能源的使用，智能電網用電力能源取代傳統能源，這樣就可以有效緩解能源緊張的局勢。②當前我國環境污染問題嚴重，大量不可再生能源的使用，導致大量污染氣體的排出，智能電網的應用可以有效降低城市污染指數，加強節能降耗工程的進展，有效推動電力產業的快速發展。此外，智能城市建設中，智能電網技術與信息技術相結合，以智能電網技術為基礎，利用信息技術提供精細化服務，加強對智能住宅小區、智能樓宇的建設，這也是未來城市發展的重點。

2.2智能家居的應用

隨著人們生活水平的提高，人們對于住宅生活的需求也開始提高，除了要確保住宅的質量外，還要加強住宅的安全性、舒適性和環保性。設計人員利用網絡通訊技術實現了家居系統的智能化，將內部家居系統與外界網絡系統相連，這樣就能實現對家居信息的傳輸與共享，進而提高家居服務水平。智能家居的應用，不僅可以實現遠程抄表，還能實現遠程教育和醫療，能夠有效保證家居生活質量的提升。智能家居的特征主要表現在以下幾個方面：①住戶可以通過手機網絡實現對住宅監控畫面的查看，可以通過語音系統解決一些實質性家居事務；②住戶不必再到水電費營銷網點進行費用繳納，只需要在網絡系統中直接繳費即可；③智能家居系統的應用，住戶可以與供電公司進行交流、溝通，對當前用電量和電價進行咨詢，強化了住戶的環保意識。

2.3電動汽車的應用

隨著家庭經濟水平的提升，家用轎車也開始逐漸增多，但是現代城市環境污染問題日益嚴重，為了減少對環境的污染，智能城市建設中也將電動汽車的開發作為重點，電動汽車的研發可以有效減少對不可再生能源的使用，還可以提高資源的使用效率，終將取代傳統的代步工具。

3智能電網建設中存在的問題及解決對策

雖然智能電網是智能城市建設的重要部分，但是智能電網建設過程中出現了諸多問題，比如電網建設與城市建設速度協調、遺留問題較多等，這些問題的存在都將導致智能城市建設的速度減慢。因此，必須要采取相應的解決對策。

（1）我國政府部門要建立試點城市，根據智能城市的建設需求，制定相應的組織結構和工作政策，下屬各部門要加強合作，明確項目方案和設計計劃，政府部門要確保資金早日到位，重視智能電網投資匯報，比如采用“臨時電價政策冶”，通過提高電價水平回收智能電網方面的投資，形成一種投資的良性循環。

（2）政府要制定工作組織體系和標準制定線路圖，明確只能電網參考模型，制定有限行動措施，準備必要的有效指導工作文件，提供人力資源保障，輔助措施落到實處，激勵措施也落到實處。從細微處入手，將城市智能電網的體系“由點到線、由線到面、由面到體”，保證電網投資和建設的高效管理。加強電網規劃投入，同時掃清相關體制障礙，簡化智能電網選址、審批和建設的過程，消除體制壁壘。

4結束語

綜上所述，智能城市的建設離不開智能電網技術，政府部門要明確試點城市，充分利用智能電網技術的優勢，快速推進智能城市的發展。

參考文獻

[1]林弘宇，田世明.智能電網條件下的智能小區關鍵技術[J].電網技術，2011（12）.

[2]李野.對智能小區“一卡通”系統的分析與思考[J].河南科技，2010（08）.

[3]馬德順.智能電網在電力系統的應用研究[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2010（05）.

第2篇

關鍵字：智能電網 技術 智能城市 建設

中圖分類號：TU984文獻標識碼： A

引言：“智能電網是城市智慧發展的載體，支持著智慧城市方方面面的運作，支撐著智慧城市的建設。”國家電網科技部劉建明在2013年6月16日召開的第三屆中國智能電網建設及國際論壇上說。由此可見，對于我國現階段來說，智能電網在智能城市的運用是一個非常重要的課題。

智能電網技術作為一項新興的電力技術，以其低碳經濟環保等特色已經成為全球發達國家電力工業發展的重點，智能電網擁有可控性、安全性、可靠性、經濟性和環保性等眾多優勢，在我國智能城市中有很好的發展前景。

1.智能電網的概念和技術要求

智能電網就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，它是在建立一個高速雙向、集成的通信網絡的基礎上，通過先進的設備技術、先進的傳感測量技術、先進的決策支持系統技術與先進的控制方法，來實現電網的高效、可靠、安全、低污染、可調運作和安全目標。

智能電網擁有以下幾個特點：一是交互性，讓用戶和能源市場之間能夠相互交流響應，由此來提高服務的水平；二是污染低，在電網中回收利用可再生資源，不僅有效的節約了能源，而且對環境的破壞性減小；三是可自愈性，可以自動調節、自行診斷及自動恢復；四是優化性，充分的利用資源，對資源進行優化；五是堅固性，在各種氣候等因素的干擾下仍能正常工作；六是經濟性，在一定的成本控制下，最大限度的節約能源。

為了能優化資源配置，獲得更多的資訊，快速的自愈及反干擾，使不同的電力用戶之間交流更為可靠，滿足電力用戶互多樣的服務要求。在技術上來說，智能電網設備要與技術相互配合，進一步發展。智能電網的技術如過電壓抑制、系統阻尼、動態無功補償和電力循環控制等，對智能電網的發展有著非常大的作用。像能源儲備技術、網絡和網絡單元之間的雙面交互式自動控制技術，可再生資源的網絡連接運營技術和能源供給通路，對智能電網的建設有非常重大的意義。

2. 我國智能城市與智能電網的發展

現階段，我國已經有近100個城市或城區對智能城市建設提出規劃和方案，包含著生活中的各個方面，如智能城市北京提出以無線寬帶專網和無線物聯網為重點建設項目，在發展物聯網的同時，推動智能化管理城市建設；智能城市上海提出以物聯網、車聯網、計算機、TD－LTE、集成電路、高端軟件、下一代網絡和信息服務這八個專門的項目為建設重點，在信息高速發展的今天，對信息化城市進行全面的發展提升。

目前，我國的智能電網技術正在進入一個新的階段，一個全面開展的時代。上海世博園上智能電網示范工程包含了發電、輸電、配電、變電、用電、調度這六大塊，在保證可靠、安全、質量的電力供應的同時，又節約了能源，在世界范圍內首屈一指，被稱為“低碳世博”，是智能電網技術在智能城市運用的成功典范。

3.智能電網技術推動智能城市建設

在2013年6月16日召開的第三屆中國智能電網建設及國際論壇上，國家電網科技部劉建明發表講話時提出，智能電網對智能城市的貢獻，主要表現在四個方面：一是能源，在智能電網的發展過程當中，通過廣泛的推廣“以電代油、以電代煤”等技術，在電能中，能源的消費比重有所提升；二是經濟，智能電網技術的運用能夠有效的提高電力產業的節能轉型時間，對電力產業的經濟發展產生積極的作用；三是信息，智能電網技術的運用對智能城市的影響是極大的，提高了智能城市的信息科技水平，為打造公共網絡平臺智能城市作基礎。劉建明還強調，智能電網不僅能保障城市用電可靠、安全，更能提升智能城市的整體信息化、科技化，使智能電網技術推動智能城市的建設和發展。

3.1智能家居對生活方式的優化

智能家居是指運用先進的通信技術，把跟生活家具有關的系統整合在一起，交換家庭的外部網絡和家庭智能網關，實現家庭內部信息共享和互換的功能。智能家居的運用主要是為了使人們在生活中更加便利、舒適、安全、環保，有效的改善了人們的居住環境，形成集成、統一、高效的服務管理。智能家居能提供的服務非常之多，如燃氣、水、遠程付費和遠程抄表等，同時這就表明必須要把光纖引入到各家各戶，而且與天然氣、自來水等運營商進行合作。另外，在智能交互終端，智能家居還可以開展遠程教育、遠程醫療和信息服務等有關的項目，對這些行業的發展有很大的影響。

智能家居主要有以下幾個特征：一是智能家居可以通過手機和電話進行遠程事務的調控和監督，對于出現的異常情況可以及時的解決；二是智能家居可以實現遠程繳費，對電表和水表等費用通過智能家居系統進行繳納，為人們提供了更加優質和便利的生活；三是智能家居使人們的生活家居更加安全和舒適，對人們的生活方式進行了優化；四是智能家居可以實現電力企業和用戶之間的交流互動，使用戶對用電及用價的信息有充分的了解，指導用戶科學經濟用電，提高了用戶的環保意識；五是能支持“三網融合”業務，使用戶享受到智能化的服務。

智能電網小區用戶實現光纖入戶，具備 “三網融合”的條件，即可以實現廣播電視網、電信網和電信網的同網傳輸，有效的避免了小區網絡通信重復的情況。目前，智能電網小區還在研究階段，但智能電網小區將是智能城市的發展方向，將打造一個信息化的居民生活。

3.2電動汽車清潔能源的運用

智能城市的發展離不開電網的支撐，電網能大規模的接收可再生資源，這對能源將會是巨大的節省。先進的傳感測量技術和儲能技術是城市能源的“大管家”。而現階段，人們對于電動汽車并不認可，但未來電動汽車將是智能電網在智能城市發展的一個主要方向，扮演著非常重要的角色。北京市政協副主席蔡國雄在論壇上發表演講時說：“當電動汽車大規模的生產及應用時，汽車電池系統每天晚上利用用電低谷儲存電能，若第二天不在路上行駛，將會避開白天用電高峰。” 智能電網時代，電動汽車將成為新一代的我們的代步工具，有效的解決了電能集中存儲的高額成本問題。

3.2智能電網為智能城市提供了便捷的生活

根據資料研究表明，智能電網不僅能夠改變能源體系和電力運用，還對整個社會的生產生活方式進行變革，電網是能源的主要載體，智能電網是智能化建設的核心，智能電網除了可以實現資源和信息同步外，還可以促進互動、雙向的用電模式，實現智能家電、智能家居等智能電網技術的管理與應用，成為推動智能城市發展的原動力。

智能電網還能對智能城市的市政、交通服務進行管理，運用電力信息采集，建成一個集水電、煤氣的智能電網系統平臺，使我們的生活更加的舒適和便捷。

總結：智能電網是世界電力的發展趨勢，智能電網技術在中國智能城市中的發展前景非常美好，但對智能電網的建設任重而道遠，不僅需要解決很多復雜的問題，更要深入的研究其中的宏觀策略與經營模式。智能電網技術不僅能夠節約能源，還可以使我們的生活更加安全、舒適。智能電網技術的推廣普及，將推動智能城市的建設，加快智能城市的發展。

參考文獻：

[1]肖世杰.構建中國智能電網技術思考[J].電力系統自動化, 2009, 9.

第3篇

關鍵詞:物聯網;智能電網;智能巡檢;智能用電

1引言

隨著互聯網技術以及無線傳感技術的飛速發展，物聯網技術成為新一代技術引擎，受到政府、科研單位越來越多重視，通過以物聯網為主的信息技術與其他產業相互融合，實現經濟可持續增長。而隨著國家經濟形勢的發展，用電需求持續增加，如何優化能源結構以實現可持續發展成為電力工業研究的熱點，智能電網憑借高效特性成為電力工業應對未來挑戰的選擇。物聯網與智能電網作為目前高新技術產業，已經上升到國家戰略，物聯網技術憑借其強大的信息分析、處理能力，極大推動智能電網技術發展，因此，把物聯網技術與智能電網技術深度融合，可以全方位提升智能電網信息感知深度，實現電網智能化管理。

2物聯網與智能電網概念

2．1物聯網概念

國際電信聯盟最先正式提出物聯網(InternetofThings)的概念。該聯盟認為，物聯網是互聯網應用的一種拓展，是物與物相連的互聯網;而本質上，物聯網是物理世界和網絡信息世界融合的產物［1］。隨后，歐洲聯盟在《TheInternetofThingsin2020》中提出:物聯網技術是通過RFID(射頻識別技術)、傳感器技術、智能定位技術等互聯網傳輸手段，獲得客觀物體的相應信息，以方便對這些標識性個體信息在全球網絡范圍內實現智能化的識別管理［2］。

2．2智能電網概念

2008年，中美在可再生清潔能源會議上首次提出"SmartGrid"概念。2009年，國家電網公司在國內提出“堅強智能電網”的理論。該理論認為，堅強智能電網是以各級電網協調發展的堅強網架為基礎，以特高壓電網為骨干，以通信信息平臺為支撐，具有自動化、信息化、互動化的特征，堅強智能電網涵蓋了電網系統中發電、變電、輸電、用電等各個環節，覆蓋了所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合，具備經濟高效、清潔環保、堅強可靠、友好互動和透明開放內涵的現代電網［3－5］。

3物聯網技術在智能電網中體系架構

通信技術是制約當前智能電網技術發展的關鍵，物聯網作為智能電網的傳輸網絡，在面向智能電網的體系架構上分為三層:感知層、傳輸層、應用層。具體結構如圖1所示。通過將物聯網技術植入智能電網平臺，實現智能電網的智能輸電、智能變電、智能配電、智能用電。

3．1面向智能電網的感知層

物聯網面向智能電網的感知層主要包涵控制子層和通信延伸子層。在控制子層，主要通過智能傳感器、Rubee、無線射頻識別(RFID)芯片、智能采集設備、電子代碼(EPC)等手段，對智能電網關鍵環節的電量信號、非電量信號進行采集。通信延伸子層則是通過WI－FI無線保真技術、無線自組織網絡(Ad－hoc)、超寬帶(UWB)、近場通信(NFC)、Zigbee等通信手段把物理實體鏈接到網絡層和應用層［1，6］。物聯網面向智能電網的感知層實際上是對"物"的識別技術。

3．2面向智能電網的傳輸層

以電力光纖網為主的傳輸層又稱為網絡層，該層屬于中間層，用來接收來自感知層的信息，并在一定范圍內通過電力通信網來傳遞這些數據信息。為了安全可靠、實時性的傳遞電網數據信息，電力系統需要構建局部電力通信網，并在大范圍內依托公共電信網，以實現在全社會范圍傳遞數據。無線傳感器網絡(WSN)憑借其設置靈活，可以與互聯網進行無線或有線連接的優點［7］，成為構建電力通信網的一種新的發展趨勢。無線傳感器網絡是分布式傳感網絡，由大量小型傳感器節點構成，每個節點除了收集處理本地信息，還會對其他節點信息進行管理、融合。在無線傳感器網絡中，ZigBee技術是新興的無線通信技術。憑借其近距離、低成本、低功耗、高容量、高安全、短時延的優點，ZigBee技術已開始應用于創建智能電網的局部電力通信網。在電力通信網中，感知層中的智能傳感器對電網關鍵狀態、信息進行采集，采集到的信息在本地節點進一步融合，隨后，融合后數據在網絡中傳輸，并由無線收發器完成數據的接收。具體結構如圖2所示。物聯網面向智能電網的應用層是以GIS(ge-ographicinformationsystem)數據、結構數據、非結構數據、實時數據等構成的電力綜合信息平臺為基礎，搭建面向用戶的各種電力應用平臺。針對智能發電、智能輸電、智能配電、智能調度、智能用電等不同的應用方向，有不同的應用內容。比如在智能輸電環節中，通過對導線狀態分析、氣象條件分析、桿塔狀態分析，實現對輸電設備預警診斷和實時監控，以確保電力安全運行;在智能配電環節中，通過物聯網技術對配電網小電流故障進行定位、有效隔離、重構，以實現配電自動化。在智能用電環節中，通過智能電表準確預測用戶負荷需求，實現電網與用戶的雙向互動。在能量儲存方面，引入電動汽車實現能量儲存，并以Web為中心實現可互操作通信以及云計算。

4物聯網技術在智能電網中關鍵應用

物聯網技術在堅強智能電網中具有廣闊的發展空間，建設堅強智能電網，不僅要對傳統電網進行升級改造，而且要使用戶、電網、電廠三者間互動，通過提高電網信息化水平，促進電網自動化、互動化、信息化建設。

4．1在智能配電巡檢系統中的應用

在智能電網配電環節，配電設備數量眾多、分布廣泛，因此對配電設備巡檢提出更多更高要求，基于GIS(地理信息系統)和RFID(射頻識別技術)的智能配電巡檢系統是物聯網技術在智能電網中重要研究方向之一。將配電網中開關站、架空線路、配電室、分支箱、環網柜分成五個單元，每個單元安裝若干電子標簽，電子標簽選擇中頻段無源只讀式標簽，該標簽通過二進制編碼對配電設備進行唯一標識。采集器(手持式智能終端)采集到配電設備RFID電子標簽上設備履歷、設備標識、設備臺賬及狀態信息后，直接上傳檢查結果至服務器。智能配電巡檢系統網絡架構如圖3所示。基于物聯網RFID及GIS技術的智能巡檢系統能夠通過電子地圖實現桿塔管理、利用GPS信號自動定位桿塔、可在地圖上計算任意兩點間實際距離、記錄缺陷并實現無線數據同步。相較于傳統的巡檢系統，基于物聯網技術的新型巡檢系統能更有利于變電設備精細化管理、有效避免漏檢、漏巡，提高了電網巡檢系統的工作效率。

4．2在智能用電系統中的應用

基于物聯網技術的智能電網，有效整合了電力資源，提高了電力信息化水平。而智能用電系統是堅強智能電網在用戶側的體現。目前，智能電網用戶側通常包括傳統型居民用戶、工業大用戶、新型電動汽車充電系統等用戶。傳統用戶、新型用戶的具體需求由公共互聯網傳輸至95598第2期王金鵬等:物聯網技術在智能電網中應用研究35電力互動網站，而用戶定制服務由電力主站通過電力通信網發送至用戶側。智能用電系統網絡結構如圖4所示。針對傳統型用戶，通過智能電表方便用戶了解用電信息，用戶根據分時電價信息，及時調整自己的用電模式。同時，電力公司可在線監測異常用電情況，實時監測電網狀態，實現電網與用戶雙向交互。對于電動汽車充電系統等新型用戶，首先在電動汽車電池中安裝RFID電子標簽，當電動汽車進入充電站，安裝在充電站的采集器會首先檢測電池電量情況，并及時反饋給調度中心，調度中心通過電力通信網將充電車位及行駛路線發送至車主，提供車主最優選擇。物聯網技術的應用使電動車充電系統更加高效。

5結論

隨著電網規模不斷擴大，以及用戶對電力服務質量要求的逐漸提高，電網正面臨前所未有的挑戰。將物聯網技術應用到電網的發電、輸電、配電、用電、調度等環節，有利于電網進一步整合電力資源，提升電網監測、預警能力，從而改善電網的信息安全，同時也極大推動了電網的信息化建設、智能化建設，有利于實現電網可持續發展。

參考文獻:

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