2016-11-09 12:35:04 | 人围观 | 评论:
首先，先来看看电网到底是指什么？所谓电网，一般是指排除发电侧之外的，由变电装置和输配电线组成的整体。中高压变电装置一般都会配套建有专门的变电站，低压变电装置小区里也随处可见。对，就是大家平时马路边看到的这些：
田埂风景：
高压卫士：
小区里的神秘物件：
神秘莫测的变电站：
它们都是电网的组成部分。电网包含变电、输电、配电三个环节。变电，是指通过变电设备将电压由低等级转变为高等级（升压），或由高等级转变为低等级（降压）的环节。输电，是指通过输电线路，将电能进行传输的环节。配电，是指通过配电变压，将电能从高压输电线路分配给用户的环节。电能从发电厂制造出来，通过变电升压，进入高压输电线路，再经过变电降压，配电给各个用户。其中高压输电的部分又称为主网，低压配电的部分又称为配（电）网。
此外，我们刚刚提到的发电机、变电箱、高压电线，包括线路中的各种“开关”--断路器、接触器、隔离开关、刀闸等，都是直接用于生产和传输电能的，被称为“一次设备”。
估计会有人问了，你说的这些平时我们可以看到啊，难道电网里还存在什么其他的隐秘的部分吗？没错，那就是所谓的“二次设备”。所谓二次设备，是指对电网内一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备。二次设备包括电表、监控装置、继电保护装置、录波器、直流源等。
举一个简单的例子，可以想象一下发射火箭。那么火箭本身就可以视为类似的“一次设备”，而监控火箭的轨道、速度、各种参数的装置，就可以视为类似的“二次设备”。
现在，让我们来看看这智能电网到底“智能”在什么方面吧。
电网透明，用户互动
怎么理解这个用户互动呢？在过去，用户对于电网来说，能做的几乎就只有一个选项：按时交电费。哦，也许还有一个，就是用户可以自个儿看一看电表，这个月走了几度电。除此以外，似乎真的没有什么能做的了。
老式电表和智能电表对比：
那么智能电网呢？用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与自身运行和管理，是智能电网一大重要特征。
对供电公司而言，掌握了用户的需求，也就可以更好地衡量供求关系。通过统计用户的用电信息，供电公司可以从数据分析中了解一个区域内的用电规律，譬如什么时段用电多，什么时段用电少，进而相应地制定各个区域内，经济节能的发电和输配电的方案。
此外，通过调节用户的用电时间，便可有效提高电网终端用电效率，削峰填谷，平滑电网负荷曲线，减轻电网负荷压力。这样做的好处是，减少或转移用电高峰时的电力需求，使电力公司尽量减少资本开支和营运开支。电力成本减少了，电价自然也会下调。而对于用户来说，电力消费成为和手机话费一样，可以选择性的消费。用户可以选择不同的方案来购买电能、选择用电。譬如用户可以随时查询到，高峰时段电价高，那么我就尽量少用；低谷时段电价便宜，就配合智能化电器定时操作或远程控制，选择在低电价的时段用电。
想要做到这一点，就需要供电公司和用户建立的双向实时的通信系统（网络渠道），供电公司可以实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息等等，实现透明化。与此同时，用户也可以根据这些信息制定合适的用电方案。在北美，这种用电方案已经逐渐成熟，可以通过选择适合自己的用电方案，如同订套餐一样选择用电。
智能设备，实现物联
就像上文提到的，智能家电、智能控制设备等智能终端，将在智能电网中占据很重要的地位。通过在手机上安装的用电APP，就能远程遥控电热水器、空调、冰箱、电热水壶等电器，可以轻松实现在电价便宜的时候用电。
现在，让我设想一个有趣的场景，当冬天外出，回家之前通过APP提前打开空调，开门就能触摸温暖。想在早晨6点之前用半价电烧一壶水，但又不想那么早起床操作，可以借助APP定时功能，确保6点前自动完成烧水……通过APP，还能如同查询手机流量一样，随时了解某个电器设备在某一段时间内的耗电量，使用户对于自己的用电账本一目了然。
而智能电网中的配变电量采集箱，也不单单只是过去的单向采集功能了，它们会自带WIFI和网络功能，将用户的用电信息、数据收集之后，通过网络发送到供电公司的数据终端。供电公司将对这些数据进行归类、对比分析，再根据用户用电的实际情况，为其量身定制用电方案，并通过手机短信等形式发送告知。举个例子，用户通过查询高能耗电器的实时使用数据，便可以随时了解自己家中的哪些电器存在浪费。譬如电视开着却没有看，家里没人却开着空调等等现象就可以避免。
自我预测、修复、调节
在智能电网中，通过分析包括调度、输配电、发电和用户信息等大数据（这些数据大都是实时并且高度信息化集成的），通过软件实现实时可视化运算分析，可以全面完整地展示电网运行状态中每一个细节，为管理层提供辅助决策支持和依据。不仅如此，通过大数据分析电网负载的历史数据和实时数据，展示全网实时负载状态，可以预测电网负载变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。
在智能电网中，将电网中的故障设备，以最快的速度从电网系统中隔离出来，并且在几乎自动化的状态下（很少或不用人为干预）实现系统自我恢复到正常运行状态，从而做到几乎不中断对用户的供电服务。我们可以类比一下人体的免疫系统，这和智能电网的自我修复很类似。结合上两条的预测，电网系统可以进行持续自我预测，当发现已经存在或可能出现的故障时，立即采取措施加以控制或纠正。
新能源登场，即插即用
我们传统的发电一般都是火力发电和水力发电，现在核电也在逐步发展中。而光伏发电、风电、地热发电等新能源发电，过去都很难和传统电网相连接。而智能电网将改变这一现状。
智能电网会简化新能源发电入电网的过程，通过改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。做到“无缝接入、即插即用”。从小到大各种不同容量的发电和储能设备，在所有的电压等级上都可以实现互联（包括光伏发电、风电、电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池等）。未来，用户甚至可以安装自己的发电设备，实现自产自销。
位于甘肃的风能及光伏发电系统：
甘肃玉门风力发电厂：
储能技术、电动汽车
在过去，电能的生产是一次性的，生产出来就必须立刻用掉，很难实现大容量储存。而智能电网中的储能技术将是重头戏。无论是集中式的大容量的储能电站，还是分布式的小容量的储能电站，甚至小到电动汽车电池的储能作用，乃至太阳能路灯的储能电池等等。都是智能电网中的各种储能形式。而这其中，电动汽车对于普通用户来说，距离最近也最容易实现，可以由此预见，电动汽车的发展将是不可阻挡的。
而储能技术，主要分为物理储能(譬如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等），化学储能(譬如各类蓄电池、可再生燃料电池、液流电池、超级电容器等）和电气储能(譬如超导电磁储能等）。在储能技术发展上，德国发展得非常快，他们的储能电池研发是世界领先的。
未来，用户都将拥有自己的发电和储能设施，在自给自足的同时，还可能倒送给电网以实现相互调剂。譬如，在我家的用电低谷时，电网供应的能量用不完，就可以先储存起来，以备自己或邻居在用电高峰时进行支援，而当我家用电出现高峰，用上自己储存的电能都供应不足时，通过邻居储存的电能，就可以立即补足我的用电需求。
有效防御恐怖袭击
在当前世界反恐的大环境下，智能电网作为一个国家的命脉产业，提升自我防御能力当然是不可或缺的。这就要求电网安全性可以达到很高的水准。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应等等，以尽量减少和减轻恐怖袭击对电网和经济发展的影响。值得一提的是，无论是物理攻击还是网络攻击，都是需要的防御的。智能电网的内部通信系统，将实现和外网完全隔离，独立运行，每个节点都实现自主化，为电网安全运行保驾护航。
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