智能电网研究的发展前景怎样
随着5G话题的热度提升，智能电网也随之被更多的被作为规划。 智能电网作为新一代电力系统，具有高度信息化、自动化、互动化等特征,其应用数字信息技术和自动控制技术，实现从发电到用电所有环节信息的双向交流，系统地优化电力的生产、输送和使用。从这个角度说：智能电网的发展前景前途无量。
智能电网是整个电力系统的支柱。随着数以百万的电动汽车运行，以及可再生能源装机容量达到数十亿千瓦，我们的电力系统正在经历一场彻底的变革。智能电网需要更智能的设备，来帮助间歇性可再生能源和分布式能源可靠地接入电网。通过测量电气参数来改善电网，使控制能够自动化、实现远程监控以及共享实时的设备数据。
行业细节知识比较专业，下面交给转载文章解释：
作者：西门子官方认证号
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什么叫智能电网 ，「智能」在何处？来源：
智能电网是一个非常宏观的概念，直到现在全球范围内对电网的智能化都还没有一个非常精确的定义，更多是在探索各种传感、通讯、控制等等技术在电网上的应用。通俗来说，智能电网是将现今的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。智能电网的智能化主要体现在：可观测 -----采用先进的传感量测技术，实现对电网的准确感知可控制----可对观测对象进行有效控制实现分析和决策------实现从数据、信息到智能化决策的提升自适应和自愈------实现自动优化调整和故障自我恢复配电系统是由多种配电设备和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统，我所从事的工作，在整个电网单元中属于中低压（1kV~40.5kV）配电系统单元。
西门子公司在2007年就提出了【智能化开关站】的概念，并在8DJ20产品上进行了应用性的探索（参看下图）。在当时的概念里，智能化更多的是关注在自动化控制这个方向，具体的设定包括开关柜状态的数据采集、信号通讯、后台控制等等。这为电网实际状态监控提供了便利，可以快速可靠的定位电网的故障点，提高维修和服务人员的效率，大大的减少了因为故障排查而造成的停机时间。同时可以根据电网负载需求对配电网络进行更有效的调控，更好的利用现有配电设备，提高供电质量，降低投资成本。 【智能电网研究的发展前景怎样】 
在2010年以后，随着传感器技术的发展，在配电自动化之外又开始慢慢的引入了在线监测的概念。在线监测使得对电网及配电设备的健康状态进行实时诊断和定位提供了可能性，早发现，早解决，提前精准介入设备的维护检修，避免计划外停电，避免人员浪费，提高供电质量，以下是各种类型在线监测在GIS（充气式绝缘开关柜）开关柜中的具体应用。温度在线监测：温度监测是传统的电网运维中最常见，也最有效的故障侦察手段，通常由运维人员手持红外测温现场巡视监测。因为工作环境的复杂性以及人员素质的差异化，使得整个过程存在以下几点缺陷：1. 工作效率低下。各个配电站之间，距离短的几百米，距离长的可能有几公里，两个运维人员一天跑下来可能最多也就监测不到十个配电房。另外因为作业单制度的严格执行，还需要调度部门进行统筹协调，需要耗费非常大 的人力资源。2. 测量方式复杂。不同的设备具有不同的结构特性，红外测温如果想要准确的测出可能的故障点，必须要能直接探测到相应的部位。对于一些封闭设备，只能通过测试外壳的方式来判断其是否存在异常状况，这非常依赖监测人员的经验与素质。对于开有观察窗的设备，红外测温倒是可以比较准确的直接测量，但是随着时间的推移，观察窗的透光率以及折射率也可能对测量的精度产生影响。3. 测试位置不统一。不同的人员对于需要测试的位置可能会有不同的理解，有些位置是不容易发生故障的区域，因为人员经验问题可能会浪费大量时间在该区域进行测量。而一些带电连接部位或者开关接触部位等关键部位却有可能被忽略掉。4. 数据对比复杂。因为现场测试是阶段性的运维动作，所有采得的数据并不能直接用于判定设备是否充分健康，还需要汇总对比过往的测试记录老判断设备的整体运行趋势。但是因为手工测量并不能保证测试手法以及测试位置的一致性，所以对比结果有时候并不能提供决定性的结论。
基于以上问题，现在市场上开始出现了各种在线无源测温系统，我只简单介绍一下我们正在使用的一种技术方案。该方案采用温度传感器配合数据采集终端的模式，其温度传感器采用感应电流供电，蓝牙信号传输，无线无源。传感器采用特殊合金材料扣装在潜在的故障点，如母排搭接处，断路器动静触头，大电流CT等位置，具有定位精准，安装简易的特性。采集到的信号通过蓝牙传送给接收终端，每个终端可以管理最多24个传感器。终端采集装置通过RS485接口上传给DTU，进而通过4G无线网络汇集到云平台或者后台进行管理。与传统的测温方式相比，温度在线监测系统实现了精准定位，实时监测。同时因为后台数据的存在，所有的监测数据可以跟历史同期进行纵向对比，并设定相应的差值报警信号，这样如果任何一个位置发生了异常波动，调控中心可以第一时间收到信号并安排相应的检修计划，使维护保养效率得到了大大的提高。
局放在线监测：局放在线监测以往更多的应用于GIS设备（110kV/220kV），随着智能化电网的推进，局放在线监测设备也开始在往中压开关设备上应用。 电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电。这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短（路桥）接而不形成导电通道为限。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。因此，设计高压电力设备绝缘时，要考虑在长期工作电压的作用下，不允许绝缘结构内发生较强烈的局部放电。对运行中的设备要加强监测，当局部放电超过一定程度时，应将设备退出运行，进行检修或更换。一般开关设备在出厂之前会进行短时工频耐压和局部放电试验以确保产品质量的可靠性，但是随着时间的推移，开关设备可能会因为安装过程中的连接缺陷，绝缘件的老化，污秽环境的影响而慢慢的产生局部放电。因为局部放电的危害性，其会进一步降低绝缘件的绝缘强度，最终导致绝缘失效，最恶劣的情形可能导致相间短路或者相对地短路。局放在线监测就是通过在开关柜特定位置安装传感器并通过信号采集传输，对开关柜进行健康状态进行实时监测的一个系统，目前比较常见的局放传感器有UHF，TEV, AE\u0026amp;U, HFCT等。根据开关柜的结构特征以及现场状况需要选择不同的局放监测模式以便达到更加精确的测量结果，传感器测得的数据会通过采集终端汇总到DTU上，最终通过4G通信模块或者RS485接口上传的云平台。在电力电网中，局放一直都是一个难以监测和定位的失效模型，而且因为局放可能产生的后果往往是非常严重的，对安全生产是非常大的隐患。现在在中压配电领域，运维人员大多是在状态检查的过程中运用听和看的方式来判断电缆接头，开关连接部位，绝缘支撑部位是否有异常放电声，表面是否有异常放电痕迹来大致进行判断。这对运维人员的要求非常高，同时也存在误判和窗口期漏判的风险。而在线监测可以保证对整台配电设备持续不断的进行监测，在对比历史数据的过程中能及时发现波形趋势，尽快的提供报警信息给到后台。调度中心在现场研判之后也可以根据情况采取退出，维护，更换等相应的决定，避免生产安全事故，避免计划外停电事故。
压力在线监测：现在充气式绝缘开关柜采用的大多都还是SF6气体绝缘，因为SF6的特性，开关设备即使在气压降低的情况下一般也可以保证开关柜的正常运行（除真空断路器外不能进行关合），所以压力在线监测目前只是在充气式开关柜中的一个概念，还没有进入到具体的应用阶段。但是随着国家环保战略的推进，环保型气体绝缘开关柜在市场中的需求会越来越旺盛，因为气体绝缘能力与灭弧能力的降低，气体压力在线实时监测将不可避免的被提出需求。对于充气式开关柜的气箱压力，一般会设定气箱设计压力，额定充气压力，最小操作压力三个数值。相当多的厂家会在最小操作压力这个临界点提供报警信号输出，用于及时提醒客户和用电部门关注开关柜质量状态。但是正如上段内容所说，气体到了最小操作压力的时候意味着开关柜已经到了需要退出运行的临界状态，因为不确定气体泄露率的情况，物资中心必须尽快提供更换的柜子，这对调度而言是一个非常大的挑战。而实时监测可以在气体泄漏开始发生的时候就及时的产生警觉，大大的延长了物资准备与替换的窗口期。环境监测与控制：对于终端配电而言，凝露可以说是对开关设备最大的威胁。产生凝露的原因有很多，但是最终总归是隔室中空气的相对湿度达到了相当高的值，这样在元器件和隔室板壁上就非常容易形成凝露。好一点只是对开关柜壳体造成部分锈蚀，降低设备的使用寿命，恶劣一点的情况可能造成控制回路短路进而造成开关柜的误动作。以往对配电环境进行改善多是采用温湿度控制器配合加热器的方式，但是使用加热器除凝露有一些缺陷。第一，加热器只是通过升温降低了隔室中的相对湿度，但是空气中的水份，也就是绝对湿度并没有降低，这在长江中下游的梅雨天气时节对加热器是一个非常大的挑战。第二，加热器的安装位置要求比较高，对二次元器件和布线要有一定的距离以避免损伤其他元件，又要注意防止烫伤检修操作人员。现在越来越多的市场开始采用温湿度控制器配合除湿器的方式进行环境调节。除湿器是采用冷凝的方式将隔室空气中的水份挤出来，通过管道排出到开关柜外。这相当于直接降低空气中的绝对湿度，并且对于除湿器的安装位置也没有特殊的要求，使得设备不但聪明，还具备了更高的适应性和免疫力。
在不考虑投资成本的情况下，当然是使用越多的传感量测技术，越能够对电网的各种状态进行精确的实时监测，这样可以提高电网的智能化以及安全运行的能力。但是实际在做规划的时候，更多的是要考虑电网运行过程中的故障类型与频次，利用大数据分析，有针对性的采用具体的智能化配套设备，这样才是真正的具有经济效益的电网。各种基础设备如电缆，变电站，开关房等是电网的骨架，而各种智能化设备则是连接设备与大脑（总控后台）的神经末梢。高质量、高可靠性、智能的基础设备是智能电网安全运行的基础。智能化设备能让电网合理地调节作息时间，自我诊断健康状态。本文由西门子工程师撰文回答，希望对题主和关注这个话题的知友们提供帮助西门子中压开关技术（无锡）有限公司机械工程部经理 武理想
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希望以下几点能对你有帮助：1、智能电网虽然主题是“电网”，但实际上是一个非常综合的领域，是通信、材料、控制、计算机等相关的前沿技术与电网技术的融合和统一，为的是实现智能电网的几大要求：安全可靠、节能环保、经济高效、开放互动等。2、其中通信和信息技术是智能电网发展的重要技术支撑部分，而信息安全的问题也就不可避免地提出来了，所以你们老师研究这方面是可以理解的。3、就智能电网本身的前景来看，目前至少是电力领域内最热门和前沿的问题，所以在未来20年成为引领电力乃至整个工程界发展的母题，应该说问题不大。因为电力毕竟是现代一切工业的基础。4、但是，目前没有关于智能电网的清晰图景和具体技术路线图，很多东西都停留在概念层面，所以这方面的研究，既有前景又有挑战。
■网友的回复
智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 根据国家规划，2009-2020年国家电网公司电网总投资3.45万亿元，其中智能化投资3841亿元，占电网总投资的11.1%，再加上特高压“三纵三横一环网”的建设，未来10年，我国电网将迎来建设黄金期。同时，智能电网将拉动相关上下游产业发展，到2020年智能电网带来的各项效益相对传统电网增加约1890亿元。 中国产业研究报告网发布的《2012-2016年中国智能电网市场运营动态与发展趋势研究报告》显示，我国全社会用电量约80%来自煤电，以每千瓦平均损失20克计算，相当每年浪费7676万吨原煤。发展超导输电和智能电网，节约的市场空间超过2.26亿吨原煤。无论是从经济价值、社会价值，还是环境价值来看，智能电网都具有深远意义。中国国家电网公司正在全面建设以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。中国国家电网将分阶段推进坚强智能电网发展，到2020年全面建成统一的坚强智能电网。 参考：我国智能电网市场前景广阔
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