(中北大学 山西 太原 030051)

由于21世纪人类社会普遍共识：发展低碳经济、建设生态文明、实现可持续发展的理念要求。能源革命的人任务自然的显现出来，而这一任务要求着我们应该做到：恰当的分配能源、创新发展新式能源、维护能源稳定问题、适应对各式环境的变换、符合国家的环保要求。而当今的电力网由发电、输电、变电、配电、用电这一系列的环节有机的结合在一起形成，一次发电侧和二次用电侧组成的集合。

一、智能微电网的概念

由EPRI对智能电网的定义：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调有效和可靠的方式实现所有的智网运作，具有自愈功能，处理紧急情况；快速反应电力系统和用户需电侧的要求；局有机械智能的输电结构，可实现快速、有效、便捷的信息流，为二次侧用户提供适合、安全的电力能源供给。

二、智能电网的基础技术

(一)传感与测试技术

智能电网技术的信息基础，从信息的技术上讲，应该是集计算机、能源、测控、传感器、仪器等高新产业的共同作用，也是电力电子技术，信息网络技术、测控传感技术、电力安全技术的组合，对于新式发电输电配电结构有着革命性的推动影响。智能电网的传感与测量技术也是由先进的传感技术、相角测量单元、广域测量系统、智能电表与智能家电的有机合成。而先进的传感技术依赖着不同的传感器：电流传感器、电压传感器、超高频传感器、风速传感器。由于发电侧的电压电流都是非常大的，一般的电表根本无法承受，所以在一次侧的电压电流的测量就需要互感器来进行转换。而智能电网要求的互感器也不仅仅需要其高低压的完全隔离、体积小重量轻、无铁芯不存在磁饱和问题，更需要适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。

(二)相角测量单元

对于海量的数据，由于电力调度人员不能观察，我们可以采用相角测量单元进行支路电流的准确计算，如正弦交流电路，已知两个节点的电压相角(时间正选波零时刻的角度)，但是计算支路电流也需要对时间的精度要求非常高，不然会引起不同大小的误差。而PMU通过对电网的时时定位和精确计算，可以实现在输电过程中不同处的信息测量和数据同步采集，以极大的降低安全风险，提高电网配电的稳定水平和传输能力。

如下图是PUM的一般结构。

图一 相角测量单元

(三)广域测量系统。

由PUM子站、调度主站和国家电力数据通信网组成。采用相角测量技术，通过GPS的精准定位功能，再由调度中心的数据处理和分析，实现对整个智能电网的时时数据采集和处理。监控模块对电网的动态过程进行监视哥管理；运用计算机的应用程序，及时有效的运行和处理电网故障时的参数，对系统在PUM布点数目较多的情况下，可利用子站的数据分析定位和分辨系统故障和器件的损坏部分。人员通过调度站的工具，可以抓取显示界面电网任意区域的动态图像，对实地图像的画面进行远距离的分析和勘察。

(四)智能电表与智能家电

传统的人工抄表纯在着：数据不够精确，不能提供用户的需求量，浪费大量的时间，于是这要求智能电网对电表和家电的智能化也有了更高的要求。当今的智能电表有着能耗低：采用低耗的电器器件，每个电表的消耗大概只有0.5W左右，而在用户过多的时候采用集中式电表，消耗便更低；功能强大：采用先进的电子技术，半自动化采集HHU红外感应抄表，可以连接入网，将用户的信息就地侧取，再就地传送实现远距离的精准测量，再通过计算机技术的控制管理对于电网中用户侧的用电量的时时分析可以做出对于不同参数的修改，来满足不同的要求。

三、智能电网的电力安全

(一)视频监控的防护

运用微计算机视觉和结构的智能视频识别系统技术，可以在当前的抓拍视频中智能的观察处理、计算分析，筛选出其中关键有效的信息。智慧电力解决方案可以使得分部分散的电力电网进行集中的处理，在最快的时间感知安全问题，提出实际的操作方案和大局统筹管理，可以在问题出现前进行有效的预防，对于可能出现的问题提前做出预选方案；在问题出现后，根据已有的数据库和已经提出的方案中筛选，找出最便捷和可执行的方案，或者对问题进行现场的分析在做出有效处理；在问题解决后，按照人工智能的技术进行学习和数据网络的建立，收录此种问题的情况，以便下次问题出现时可以尽快的二次处理。

(二)虚拟专用网技术

为了实现智能电网中框架的安全处理，在子站的控制机和主站的控制系统之间建立一种内部的虚拟通信网络。当有外网需要或者试图进入两者之间时，必须通过子站或者总站的网络允许，否者会被拒绝入网，于是这种技术在智能电网的营运可以保障在数据传输时的安全性。在建立VPN网络结构时，站内人员如果需要对某个电网的子站进行数据传递，就要求对于不同的子站有着不同的软硬件的配备。

(三)综合评估的诊断

根据电网当地当时的各种信息的采集，调用运行参数、状态性能指标、阈值界限，进行在线远程处理。如评估某个变压器的绕组温度，分析其寿命的用度和老化，在其未发生故障前进行危险的排除。根据电网中各个器件的负荷数据，结合电压电流的特性曲线，在紧急时刻进行过载保护，以降低风险损失。