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中圖分類號：TN915.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0154-01
近年來，隨著用電需求不斷提高，隨著互聯網、計算機的不斷發展，智能電網快速發展起來，有效提高了電網運行的效率與質量，有力的推動了電力事業的發展。在這種背景下，傳統的電力營銷服務理念，服務方式已經無法滿足電網發展的實際需求，因此，需要加強改革，實現電力營銷的優質服務，智能化服務，只有這樣，才能與智能電網的發展相適應，不斷提高電網企業的服務水平與市場競爭力。
1 智能電網形勢下的電力營銷服務中的不足之處
1.1 缺乏服務意識
隨著智能電網的發展，電力營銷在服務上也要與時俱進，采用先進的技術，開拓新的業務方向[1]。但是，從目前來看，電力營銷服務人員在應用新技術，開拓新業務方面，認識程度還不夠，缺乏積極性與主動性，服務意識不強，還保持著傳統的基礎，沒有實質性的進步與發展。
1.2 服務效率較低
在智能電網發展背景下，電力營銷服務方面，需要不斷更新服務理念、服務方式、服務策略，甚至要更新相關硬件設施。但是，在這些方面的改革與投入都非常不足，嚴重影響了服務效率。
1.3 內部協調與合作性不強
電力營銷服務工作一項系統化的服務項目，其內部的組織、框架較為復雜，需要各個部門、各個單位進行協調、合作，才能提高服務效率，提升服務水平。但是在電力營銷服務過程中，在組織機構調整上過于扁平化，服務業務的專業化水平也不高，內部協調、合作機制也較為寬泛，缺乏一定的嚴密性。隨著服務專業化分工的進一步細化，原有的合作機制已經無法滿足實際需要。因此，各個環節的電力營銷服務人員在協調、合作上不順暢，工作量增加的同時，協調人員的數量也在增加，協調過程更加繁冗，致使服務工作效率降低。
1.4 體驗式服務拓展性不高
在電力營銷服務開發過程中，客戶體驗式服務是一種新型的服務方式，有助于提高服務質量。但是，目前來看，這種體驗式服務拓展性并不高，沒有實質性的進一步發展，還只是停留在查詢終端和自助繳費終端方面，發揮的作用較為基礎，客戶沒有能夠體會到服務的整個過程。而在宣饔胩岣煞絞繳希還保持著原有的傳統方式，與客戶的溝通交流還只是局限于營業廳，體驗式服務的效果不明顯。
2 智能電網形勢下的電力營銷優質服務策略分析
2.1 提高服務意識
在智能電網形勢下，對于電力營銷企業而言，創新是關鍵。首先，要主動采用新的服務設備與技術，主動對新型服務技術進行學習，提高專業服務素質，提高服務的技術水平。其次，要創新服務內容，與社會發展的實際需要相適應，大力開拓展綠色、低碳、環保、節能服務及相關產品的開發，擴大智能化服務的范圍。最后，要建立健全統一、標準的服務機制，提高服務的效率與質量，提高服務的規范化程度。
2.2 優化服務渠道
首先，提高線上繳費服務質量。對電力營銷的繳費業務進行重現整合，搭建線上服務平臺，實現繳費的網絡化服務。如：開通支付寶服務窗口，拓展微信公眾號，搭建網上營業廳等多種網上服務渠道，使電力客戶能夠快速準確的對電量、電費、電子賬單、等數據信息進行查詢，同時能夠自助完成繳費，此外，還要發展銀行卡代扣服務，方便客戶不受時間、空間限制，采取自己最方便的方式進行繳費，從而提高電力營銷服務的效率。其次，發展線上預約服務。通過實行線上預約服務，客戶可以通過微信、支付寶、電力APP、等電子服務渠道，在網上自覺進行電力業務的月月申請。最后，提供信息訂閱服務。
2.3 強化客戶體驗式服務
首先，建立不同的客戶體驗區。根據電力營銷業務、電力客戶的不同設置不同的體驗區。如：大客戶體驗區，委派專業的大客戶負責人進行專業接待，盡量采取一對一式專業服務。客戶繳費體驗區，由專業線上服務人員演示線上繳費流程，引導電力客戶自覺的、正確的應用線上繳費方式，提高客戶對線上服務的認識程度。智能家居體驗區，主要是向客戶展示智能家居產品，為客戶演示產品的具體使用方法，突出產品的優勢。其次，強化個性化服務體驗。對客戶信息資源進行整合分析，根據客戶的不用需要，潛在需求，興趣愛好等，進行個性化體驗服務，以信息推送的方式，向客戶介紹服務的具體內容，尋求新的業務增長點，實現個性化增值服務。從而既滿足客戶的實際利益，又能夠提高電力營銷的經濟效益。
3 結語
一、配網智能優化節電系統設計背景
工業企業是我國能源消費的大戶，能源消費量占全國能源消費總量的70%左右。其中鋼鐵、有色、煤炭、電力、石油石化、化工、建材、紡織、造紙等九大重點耗能行業，其用電占整個工業用電的60%以上，但單位能耗平均卻比國外先進水平高出40%。
隨著市場經濟體制的不斷成熟，國內大多數企業面臨全球化的市場競爭日益加劇，多數企業都面臨著利潤下滑的處境。而在工業企業的各項成本中，電費已成為目前緊隨物料成本、人工成本之后的能源緊缺與環境第三或第四項最大的成本，但對大多數工業企業而言，電費也是未被企業控制的最后一項成本，由于管理、工藝、技術等各方面原因，用電利用效率普遍偏低，節能潛力巨大，因此通過技術和管理手段降低電費支出成本、拓展利潤空間已經勢在必行。
二、工業用電能源浪費癥狀分析及對策
1.癥狀分析
（1）負荷側運行效率低。
（2）電力品質低，電能質量差。
（3）能源管理方式粗放。
2.對策
面對目前國內在配網節電技術上普遍存在的突出問題，我公司秉承技術先進、服務優質、運營高效的節能理念，開發出WPZYJ配網智能優化節電系統。該系統綜合采用先進的傳感量測技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術，對配電系統中的主要能耗設備和關鍵節點的主要電力參量進行采集，量身定制合理的節能方案并提供多種優化節電設備，讓企業全面掌握全廠配電系統的整體能耗狀況，通過分析客戶的用電習慣與負荷分配、用電量與損耗統計、電費開支統計、電能質量監測、設備開停記錄等，幫助用戶發現能耗漏洞、節電空間、電能改善機會等，通過科學有效的管理和和先進的控制分析策略及優異的節能設備，使企業具備系統化、合理化、經濟化、信息化的用電管理模式，提升系統能效管理層次，達到合理用電、經濟用電、安全用電的目的。
三、配網智能優化節電系統設計理念
1.系統節能實現可持續的節能增效
WPZYJ配網智能優化節電系統正是從工業用電能源浪費的典型癥狀入手，通過著重解決供配電系統運行效率低、電力品質低和電能質量差、能源管理方式粗放三個層面的問題，最大限度地挖掘用電企業的節能潛力，實現能效的最大化。徹底打破從最原始的行為節能到靠單一產品節能的模式，推行全面系統節能的概念，實現可行并持續的節能增效。
2. 3EM（EEEM）用戶側電效管理理論
集技術手段和管理方法合二為一的技術管理體系。它是由第三方機構在不影響用戶用電水平和不降低用電舒適度的情況下，通過特定的手段達到使用戶降低電能消耗、優化系統、保護設備的目的的一種管理理論，其典型特征是通過采用更先進的技術、設備、工藝和管理手段，為用戶提供更好的服務而消耗更少的電能。
（1）加強管理。
以WPZYJ配網智能優化節電系統軟件為基礎構建企業電力管理中心平臺，實現電力參數統計數據處理、電能質量分析、負荷及效率分析、節能優化策略分析、電力報表、SOE等強大功能徹底解決能源管理方式粗放問題。采用企業電力管理中心對全廠用電系統進行精細化、可視化科學管理，通過對配電網的全方位監控統計、分析診斷和調配，一般可以獲得5%～10%的電能效率提升。
（2）改善電力品質。
增強企業配電網的適應性和自動化程度，跟隨電網和負荷的變化而自適應調整，平衡三相電壓和電流、穩定系統電壓在設備經濟運行點、治理諧波和浪涌等電力垃圾，盡量減少電力負效應和損失，延長設備使用壽命，加強電力品質的監控和改善控制，一般可以獲得3%～8%的電能效率提升及更多的隱性效果和驚喜。
（3）提高負荷側的設備運行效率。
萬洲電氣常年從事“電動機控制與節能”和“電力系統自動化和節能”這兩大技術領域產品的研發設計與應用，由我公司提供的線路節能、變壓器節能、電動機節能、照明節能、電加熱設備節能等種類齊全的節能產品徹底解決企業電力管理中心通過數據匯總、分析出的配電系統運行效率低、電力品質低、電能質量差的問題。通過提高負荷側的設備運行效率一般可以獲得5%～20%的提升。
四、配網智能優化節電系統可提供的服務
1.系統運行監視和控制
在監控界面中，顯示整個電力監控系統的網絡圖，動態刷新顯示各主接線圖上的實時運行參數和設備的運行狀態（是否經濟運行、是否有報警信息），并支持遠程控制功能，系統畫面可以根據實際需要進行組態。對現場設備的操作（如合/分閘控制、電機的軟啟動/停機等）可進行遠程手動操作和自動控制操作兩種，并具有權限保護，防誤閉鎖功能。
2.故障報警和事件記錄
系統在運行時自動記錄系統狀態變化、操作過程等重要事件，一旦發生事故，可以此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶提供基礎資料。
提供多種故障報警方式，聲、光報警，語音文件報警，對故障的位置進行著色處理，便于值班人員迅速排除故障。
3.節能產品的監控
提供節能產品專業的監控服務，為每個產品量身打造監控操作界面，用戶能全面了解設備的運行狀態，遠程對設備進行控制和參數修改操作。設備控制方式有自動控制和手動控制兩種。
4.歷史數據管理
軟件對所有實時采樣的數據、順序事件記錄等建立歷史數據庫。在監控畫面中能夠自由定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數，顯示并繪制曲線圖、柱形圖、餅圖。
5.報表管理
6.用戶權限管理
7.綜合優化分析
（1）電能質量分析。
（2）用電負荷分析。
（3）電量與電費計量分析。
（4）用電數據綜合對比分析。
（5）節電效果分析。
8.遠程在線服務功能
五、節能系統為客戶提供的具體解決方案
現抽舉目前最典型木業，根據其行業特點進行分析并提供解決方案如下：
結合目前使用情況來看，根據各類行業及電網利用情況，使用WPZYJ系統進行持續用電優化和用電管理后可達到5%～30%的節電效果。萬洲電氣自主研發的WPZYJ系列配網智能優化節電系統給用戶提供了自動化的監控平臺，對用電質量和重點環節的實時及歷史數據進行分析，持續優化系統用電效率，可根據需要進行各種報警的設置，關聯生產工藝，提升用電設備的使用效率，提高用電管理的水平，讓隱性的用電浪費浮上水面，改善不正當的用電習慣。作為專業的節能公司，在我們看來用戶之所以不能發現節電的潛力，是由于用戶沒有足夠的數據用來分析，從而發現問題，而WPZYJ系列配網智能優化節電系統正是為了完成這一使命而誕生，為客戶構建了一套規范有效的企業電能管理系統。
參考文獻：
[1]黃俊.半導體變流技術[M].北京：機械工業出版社.
[2]顧繩谷.電機及拖動基礎[M].北京：機械工業出版社.
中圖分類號：TU74文獻標識碼： A
要對電能質量進行治理，首先要確定電能質量包括哪些因素？各個影響因素是怎么產生的？有什么危害？
1、電力諧波的來源
1.1、輸配電系統方面
因為變壓器里面的鐵心具有磁飽和性,而且變壓器的鐵心飽和后是非線性的,由于工作在磁通密度高的環境,更易產生諧波,所以產生的諧波危害頻率很大。
1.2、多種電器設備的裝置方面
在電子整流的設備中,電子整流設備,諧波晶閘管整流裝置采用的是移相控制,它從電網吸收缺角的正弦波,留給電網的也是缺角的正弦波,顯然留下的這部分缺角正弦波中含有大量的諧波。
2、電力諧波的危害性
2.1、電力諧波對輸電線路的影響
供配電系統中的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應式繼電器或晶體管繼電器予以檢測保護,使得在故障情況下保證線路與設備的安全。但由于電磁式繼電器與感應式繼電器對10% 以下含量高達40% 時又導致繼電保護誤動作,因而在諧波影響下不能全面有效地起到保護作用。晶體管繼電器雖然具有許多優點,但由于采用了整流取樣電路,容易受諧波影響,產生誤動或拒動。這樣,諧波將嚴重威脅供配電系統。
2.2、電力諧波對變壓器的影響。
諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場強度, 諧波電流的存在增加了銅損。對帶有非對稱性負荷的變壓器而言, 會大大增加勵磁電流的諧波分量。
2.3、電力諧波對電力電容器的影響。
當電網存在諧波,含有電力諧波的電壓加在電容器兩端時,由于電容器對電力諧波阻抗很小,諧波電流疊加在電容器的基波上,不僅使電容器運行電壓的有效值增大,而且可能使峰值電壓增大很多,使電容器在運行中發生局部放電時電弧不能熄滅,對絕緣介質更能起到加速老化的作用,從而縮短電容器的使用壽命,在諧波嚴重的情況下,還會引起電容器過負荷擊穿甚至爆炸。
2.4、對通訊系統工作產生干擾
電力線路上流過的幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場耦合時, 在鄰近電力線的通信線路中產生干擾電壓, 干擾通信系統的工作, 影通信線路通話的清晰度, 甚至在極端的情況下, 還會威脅通信設備人員的安全。
2.5、對公用電網的危害
2.5.1、波電流使輸電線路、發電機、電動機、變壓器產生附加損耗、溫度升高, 導致網損增大, 并使發電機、電動機、變壓器振動和噪聲增加。
2.5.2、使異步電動機的轉矩曲線發生嚴重畸變, 不能達到額定轉速運行,導致用戶的異步電動機大批損壞。
2.5.3、這些諧波中的較低次諧波諧振會使換向不穩。
2.5.4、若電網諧波較大, 會延遲或阻礙消弧線圈的滅弧作用, 導致單相重合閘失敗, 或不能采用較短的自動重合閘時間。
2.5.5諧波電流會對通信、繼電保護裝置、自動控制裝置產生干擾, 引起繼電保護裝置的誤動等。
2.5.6、造成電容器的損壞。電力系統中的諧波對并聯補償電容器有較大影響:增加介質損耗, 使電容器溫度升高, 導致電容器熱擊穿;引起或加劇介質內部的局部放電, 促使電容器損壞。據統計因諧波而損壞的電器設備中, 電容器占40%。
3、下面以某個定力用戶的具體應用案例進行剖析
某公司供配電系統共2只變壓器，總容量為 4000KVA。用電設備為直流電機驅動，變頻器大量運用，用電過程中產生了大量的諧波，同時電流嚴重滯后于電壓，功率因數極低，對系統造成了不良后果，主要是：1．系統存在較嚴重的諧波電流、電壓，注入公共連接點后，污染了公用電網。同時給企業自身造成變壓器溫升過高，附加損耗增加、線損增加，影響公司內部辦公系統計算機運行不正常，造成電能資源浪費等問題，給企業帶來了一定的經濟損失； 2．無功沖擊較為嚴重，已造成35 KV母線電壓波動、壓降較大； 3．大量的諧波和無功沖擊給供用電系統帶來了安全隱患。
電能質量分析儀可自動分析并提取來自電能質量的穩態測量數據和暫態測量數據（如諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡度、暫時過電壓和瞬態過電壓等指標）、瞬時波形和RMS變化情況及持續時間、峰值大小等相關信息，以及來自其它自動化系統與該事件相關的數據，形成關于電能質量事件的完整斷面，供電能質量分析計算、模型和參數校核等應用功能使用。對畸變的電壓和波形進行分類、識別電能質量的事件、對引起電能質量問題的各種干擾進行分類、在模糊約束下建立評價電能質量的各項指標。通過電能質量分類，正確認識電能質量現象時域、頻域及瞬態、暫態、穩態等方面的特性，并有針對性地提出治理方案。具體功能包括：
分析評估諧波源對各級系統的影響和濾波補償等裝置對系統穩定性的影響，為優化供配電系統的運行提供指導；
分析系統中的諧波和負序潮流、阻抗分布、系統狀態，評估診斷系統中的干擾源和系統安全隱患；
分析異常事件發生時的整個供配電系統的電能質量指標狀況，查找故障源和事故原因；
實現諧波、負序傳遞計算和短路容量計算，可根據系統容量的變化對電能質量各限值進行調整，然后在諧波電流、諧波電壓、不對稱性、頻率和波動性等五個方面對監測點進行全面評估。
根據該公司的顯示需求采用了我公司的電能質量分析儀對用電質量進行監測、治理，為了讓用戶能夠直觀的看到應用的效果和作用，在應用前對對35KVM400V整流變進行現場諧波測量，測量結果如下：
3.1、35KV整流變400V進線處諧波數據：
H5H7H11H13THD備注
諧波電壓（%）4.30.41.40.24.8%
諧波電流（A）4.143.240.963.2428.4%
3.2、35KV整流變低壓測量數據：
H5H7H11H13THD
Y繞組諧波電壓（%）4.12.34.61.78.7%
諧波電流（A）40747831635.5%
D繞組諧波電壓（%）4.71.751.69.6%
諧波電流（A）33317832033.3%
3.3、功率和功率因數：
有功功率無功功率視在功率功率因數
1608 KW3190 KVAr3573 KVA0.45 PF
4、項目效果
針對測量數據我公司為客戶量身定做了電能質量監測、治理解決方案，在項目實施完成投入運行后，經測量得到的記過如下：
4.1、注入公共連接點的諧波電壓、諧波電流已達到了GB/T 14549-93標準要求。
電壓總諧波畸變率分別為3.6%和2.5%，已在國標范圍內，各次電壓諧波均在國標限值范圍內。
約值S=1.732×U0×I0－1.732×U1×I1=804KVA
視在功率節省率：=24.5%
4.2、變壓器損耗節省值
4000KVA變壓器的短路有功損耗查數據手冊取Pk=50KVA
短路無功損耗取Qk=Uk*Se
取無功經濟當量λ=0.1，則節省的有功損耗為
PB=（S1/Se）2×（Pk+λQk）（S2/ Se）2×（Pk+λQk）
其中S1為補償前視在功率，S2為補償后視在功率
計算得PB=24KW
4.3、線路損耗
有功功率為P，平均功率因數為cosφ1=0.50,平均線損率為r
則在裝置投入前線損為
Ps1=Pr
投入后，功率因數提高到cosφ2 = 0.90，線損下降到Ps2，有功損耗下降值為
Ps=Ps1-Ps2
Ps=Prcosφ1/cosφ2
設λ1=tgφ1，λ2=tgφ2
又Q=Ptgφ
所以Cb=Ps/Qc=2cos2φ1tgφ2r
其平均降損當量為
Cb=rcos2φ1（λ1+λ2）
r一般為2%，則
Ps/Qc = 0.02×0.5×0.5（1.732+0.4843）=1.11%
補償1920 KVAr，所以線損減少
1.11%×1920=21KW
4.4、諧波能量也源于基波，故濾除后也能節省可觀的能量，但難于精確計算。
4.5、有功總節約值：P=24+20=44KW
按每天24小時，每月30天，則日節電量：44*24=1056KWh
電費以1元計，則日節電費：1056KWh*1=1056元
可以看到通過該項目的質量，電路中各種營銷電能質量的因素得到了極大的改善，給各用電設備提供了更加潔凈的電力環境，保證精密設備安全工作，延長設備壽命，且具有良好的節電效果。本產品經實踐證明對電能質量監測、治理具有明顯的效果，通過諧波治理大大提高設備安全運行和降低企業的用電量,提高企業的核心競爭力。
5．結語
該設備的應用意義在于：1、對供電頻率偏差、供電電壓偏差、供電電壓波動和閃變、供電三相電壓允許不平衡度、電網諧波 應用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。2、測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量的影響。負荷波動監視：定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。3、電力設備調整及運行過程動態監視，幫助用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。4、測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數并對其功能和技術指標作出定量評價。
參考文獻
[1] 郭宏.變頻控制在熱力企業中的應用[J].太原科技,2010,3:59～60。
1、引言
配電網的設計為閉環，但運行為開環。微電網中不穩定微電源隨著自然界條件的變化而變化，這些微電源的加入會改變配電網的電壓與潮流。有時甚至可能形成病態潮流而不迭代不收斂，以至于使某些繼電保護設備無法正常的動作。
若交流微電網的每個微電源進入微電網的相序必須保持一致，否則會造成功率之間的抵消，但每個發出交流電的微電源并入微電網離的相對較遠，遠方控制操作路徑較長，所以遠方控制線路越多，ECS和DCS畫面越多，經濟效益越差，就地控制需要時效性，這是在微電網里互相矛盾的一個問題。
直流微電網由于有存儲設備，可以儲存功率。若其中一個微電源故障時若直流電路只牽涉功率大小問題，不會對電網造成太大的影響。
2、微電網換流器的設計
一般情況下換流器有三部分組成：一種是DC/DC變換器，一種是DC/AC逆變器，另一種是AC/DC整流器。由于在直流微電網中，如微電網發電示意途中所示，DC/DC變換器的價值不大，而DC/AC逆變器和AC/DC整流器是重要的組成部分。
由于現階段已進入了PWM的整流器階段。PWM整流器比原來相控整流器有很多優點，其中之一就是可以雙向整流。可處于DC/AC逆變狀態和AC/DC整流狀態。
風力發電機發出的功率一般為1，只要風力發電機發出電壓頻率在電網的許可范圍之內，風力發電機不承擔無功的調節，只發有功。異步雙饋風機也只承擔電網能夠承受的無功。PWM整流器可以調節功率因數，因此用在風力發電機的逆變調節中有特殊的優勢。
微電網換流器逆變器設計和整流器設計因直流電容的作用不同而方向不同。換流器中直流電容的主要作用是穩壓。且在負載側需要提供無功補償的時，及時對電源發出的無功不夠的情況，提供一定的無功補償。使得換流后的電壓穩定，所以一般放在負載側。而橋式換流電路的主回路一般為電壓型橋式驅動電路，一般位于電源側。
逆變電源和整流電源的設計如下圖所示：
微電網的分布式電源一般接到饋線上，每一條饋線是一根單相電路，所以微電網電源逆變器和微電網整流器是都是單相。
在微電網微電網逆變器中三極管V1、V2不是同時導通，V3、V4也不是同時導通。電壓波形為正時，V1保持導通，V2保持關斷。電壓的正負情況跟V1相關，V1導通時，電壓波形為正，V2導通時，電壓波形為負。當V1導通時，V3、V4不受V1的限制，可以交替導通。若負載為感性負載時，負載電流比電壓滯后。V1導通電壓為正，而電流先正后負。負載電流大于零且V4導通時，逆變器輸出電壓等于電容電壓。當V3導通時，VD3給負載續流，電壓輸出波形為零。當V1和V4導通，負載電流小于零，負載電壓依然等于電容電壓。在V4導通期間，V3導通，V4截至，同V4導通，V3截至時也可以得到電容電壓和兩種狀態，但V3導通時時間順序上跟V4導通正好相反。而V2導通，V1關斷時，電壓波形為負，則跟V1導通，V2關斷情況，不僅是電壓是V1導通時候的負值，且時間順序上也正好相反。極少說電壓為容性負載，若用等效法計算，則整個微電網都應呈現感性。
3、微電網直流潮流中儲能原件的設計
電池的種類有：燃料電池、蓄電池、普通電容器和超級電容器。微電網直流潮流中儲能原件可以選擇：蓄電池、普通電容器和超級電容器。
普通電容器的所能承載的電荷不如超級電容器的電量充足，不適合作為有功能源的儲能原件使用。一般被用作線路的無功補償，或者小型的用電器的能量供應。
蓄電池中是用化學反應原理使正負電荷分在電池的兩端。一般蓄電池中的離子選擇比較容易發生可逆反應的離子。在蓄電池中一般使用的離子有：鋰離子和鎳氫離子。
蓄電池的化學離子一般都有一定的壽命，在化學反應中會不斷的消耗活化離子的個數，當活化離子的個數下降到一定程度時，電池組就報廢。且現在所使用的鋰離子需要一次性用完，鋰離子有記憶性，所以用鋰離子充當的解離離子的蓄電池非常不適合用在直流微點網中。鎳氫離子雖然沒有記憶性，但活化分子也會隨著使用的次數而不斷的減少。
但蓄電池有比超級電容器不具有的優點，超級電容器的電荷完全靠儲存在電極板上。電荷量雖然比普通電容器的電荷量要容納的多，但是沒有蓄電池這種非靜電的電化學反應。一般都是靜電化學反應，所以能量比蓄電池還是有一定的差距。
超級電容器中也有離子的存在，也就是有電介質存在，這種電解質不受溫度影響，但是受離子遷移速度和其離子被氧化的電壓幅值的限制，超級電容器的電壓不能超過電解液的離子被氧化的電壓幅值。
超級電容電極板跟普通電容器有很大的差別，普通電容器的電容極板是由金屬層組成，電荷直接在極板上。超級電容器的電極板是像燃料電池一樣的碳極板，電荷在碳極板上的多微孔里。
由基礎電容器的容量公式：，可以看出，當超級電容器中離子的介電常數一定的情況下，電介質之間的距離和電極板的的面積是決定超級電容器容量大小的關鍵因素。所以超級電容器的電極板通常情況下都會非常大。
超級電容器的離子遷移的速度決定了超級電容器的電阻率，當離子的遷移速度比較大時，電阻率就會越小。
由于每個超級電容器的電壓受離子的氧化電壓影響，每個電容的電壓不是很大，需要串聯起來使用。
基于以上的分析，超級電容器的電路等效圖如前所示：
電力載波通訊（PLC）是電力系統特有的通信方式，是指利用現有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。最大特點是不需要重新設置通信網絡，只要有電線，就能進行數據傳輸。但是電力載波通訊因為有如下缺點，導致PLC技術應用未能展開。
配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區域內傳輸；三相電力線間有很大信號損失以及較近距離不同相間可能會收到信號，所以一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸；電力線存在固有的脈沖干擾，即市電50赫茲交流電周期過0點時所產生的脈沖，時間約2ms；電力負荷對載波信號造成衰減，負荷過重時線路阻抗可低至1歐姆以下，造成對載波信號傳輸距離的影響可能從幾千米削減到幾十米。
隨著家居智能系統的興起，給PLC應用帶來了一個新的轉機。在目前的家居智能系統中，以PC機為核心的家居智能系統最受青睞。該系統理念就是，隨著PC電腦的普及，可以將家用電器及設施需要處理的數據交給PC機來完成，這樣就需要在家電與PC機間構建一個數據傳輸網絡。現在使用的多是無線數據傳輸技術，但是在家居環境中，墻壁的阻隔作用對無線傳輸的距離和質量影響較大，特別是在別墅和躍層住宅中這一影響更加明顯。設置專用網線除了增加成本外，家電也無法根據需要移動位置。
PLC技術利用電力線進行數據傳輸的特點，無疑成為了解決智能家居數據傳輸的最佳途徑。同時因為數據僅在家居范圍內傳輸，制約PLC應用的幾個因素已不明顯，遠程控制也能通過互聯網先聯接到PC機終端然后再控制家用設施的方式來實現。
PLC作為利用電力線組網的一種接入技術，具有極大的便捷性，只要有電源插座的地方不用專設網線就可享受高速寬帶網絡接入，從而實現集數據、語音、視頻及電力于一體的“四網合一”。
電力載波在我國大概有數據傳輸（電力貓），多媒體傳輸（視頻音頻，IPTV等），指令傳輸（抄表系統及部分智能家居）等技術應用。這些已不是新技術，但是在我國為什么沒有看到大規模的應用呢？除了人們的接受需要時間外，還與國家電網的質量以及電力載波系統的成本有較大關系。在遠距離的情況下，由于國家電網質量及載波芯片設計等原因，電力載波方式上網帶寬一般只能達到1-7M。并且我國普通寬帶大部分在4-8M左右，這樣用普通寬帶上網或跑IPTV其實就是一樣的效果?，F在我國的網絡電視IPTV也不超過3M，所以電力載波網絡終端產品與高帶寬產品對于用戶是一樣的。在帶寬輸入一樣的情況下對傳輸的穩定性和可靠性方面的要求非常重要，市場上流行的電力載波芯片和網絡終端產品已經有了自動檢測電網環境的功能，使得電網環境的影響變的微乎其微。在QOS方面有8-16等級使信號傳輸更加穩定。所以電力載波產品有了穩定性和可靠性的保證則非常適合音頻和流媒體的傳輸。另外，電力載波產品可實現自動組網，2個終端的距離一般在200M左右。通過中繼功能可使幾個終端傳輸的距離加長到1公里以上，非常適合于電力遠程抄表系統、家庭局域通訊和各種監控系統。
近幾年，隨著互聯網的發展和移動互聯網的興起，基于電力載波通訊技術的互聯網家居智能科技已由互聯網PC機終端逐步延伸至移動智能終端，因其技術特點和結構組成與PC機終端又有所不同，使得這種家居智能系統在原有基礎上變得越來越復雜才能滿足需求。加之，在享受高速寬帶網絡PLC接入方式便捷性的同時，寬帶AP平臺的電力線損耗、電磁輻射污染以及分散的每個家居智能設施網絡功能的必要和繁復，無形中增加了這種家居智能實現方式的成本和健康安全隱患。
要解決上述問題，一種可行的方案就是：只將家居智能系統所需的控制和通訊數據通過電力載波各單元模塊直接調制到電力線上，利用電力線路傳輸至電力載波各種聯絡及控制終端和智能家居電力載波中央處理及網絡單元，經過解調分析出相關信息用于電力載波控制和聯絡終端以及聯網用于PC機終端或移動智能終端。此方式與文章前面談到的寬帶網絡最后一公里電力載波入戶方案的區別在于：電力線路是被用于傳輸已調制有用信息的載波信號而非寬帶網絡信息的傳輸載體；好處在于：一般載波通訊只在有需要時（實時控制和通信）才會有信號輸出，沒有需要時只是普通的電力傳輸線。工程實踐時在電力線重點路徑使用屏蔽線可以最大限度的消除可能的電磁污染和人身安全隱患。再者，由于性能要求相對簡單和側重點的不同，承擔家居自動化、智能化的功能集成和聯網通訊的中央處理、電網環境及網絡單元模塊可以相應的要求簡單和便于實現。
1 下面，我們就簡要來談談互聯網及移動互聯網家居智能化系統的另一種構成及其運行分析。
（1）家居智能電力載波開關模塊系列。此系列包括電力載波編碼發送及受控對象狀態檢測單元、電力載波接收解碼受控執行及狀態回饋單元?？刂品绞綖榧瓤梢渣c對點配對使用，也可以多點混合分散控制使用，由此構成從載波通訊、控制及狀態顯示等全面的電氣開關控制功能。又可以由智能家居中央處理單元集中聯接互聯網利用PC機終端或移動智能終端來控制和進行狀態顯示。按用途及負荷性質可分為普通斷續開關模塊，調功、調壓、調頻開關模塊等。示例如圖1、圖2所示。
（2）家用電器電力載波接口單元模塊。我們試以現有的普通電視機與紅外遙控器之間的通訊聯系和控制為例，來簡要說明家電電力載波接口應用實現的可能性：先于電視機紅外接收電路處加裝一只電力載波接收電路，利用其接收經過解調的控制信號去代替紅外接收頭實現對電視機的控制；同時對現有的紅外遙控器加裝電力載波發送單元模塊以替代原有的紅外發射電路或兩套控制方式互相轉換并行不悖。由于成功的將紅外遙控系統改造成載波遠控及紅外遙控雙功能遙控系統，使用中不但增加了便利，還因為普通電視具備了接收電力載波信號的能力，這樣，結合家居智能中央處理單元模塊強大的網絡及載波編碼控制和解析能力，就可以很方便地實現移動互聯網智能終端實時操控電視機的功能。
據上，家電只要在內部配備電力載波通信模塊，設計好程序，便可實現對原有家電的改造。家電廠家結合物聯網科技應用電力載波通訊技術進行家電智能化一體設計，便可輕松實現自動化、網絡化和高度智能化。
（3）安防、消防電力載波單元。
（4）各種家居智能傳感及檢測載波單元。
（5）通用型家用電器電力載波接口。所謂通用型家用電器電力載波接口模塊與家用電器載波改造模塊類似，可替代各種專用模塊使用，和專用及一體化設計的家居各種載波單元模塊相比具有使用簡單，易于實現。中央單元解析信息量小，開發簡單，成本較低。缺點是功能簡單，自動化、智能化程度低。
（6）智能家居電力載波中央處理、電網環境及網絡單元。此模塊是智能家居系統的處理核心。承擔載波信號采集，編解碼和發送，安防、消防等狀態監控任務，各種家居智能傳感器檢測數據?？蓪崿F多種方式的控制、數學建模以及運算輸出，實現家居智能化設施的定時、記憶及自適應等自動控制功能，還可以通過其中的網絡單元接入互聯網，利用互聯網PC機終端或移動互聯網智能終端及其應用實現遠程監控家居智能系統運行狀態的目的。所以中央處理單元需要能實時處理多任務操作，以高效地驅動模塊運行。
由于電力載波家居智能自成系統，高度一體化，能否長距離高效運行很大程度上處決于電網環境對載波傳輸的影響。此單元內集成的電網載波干擾抑制器能有效抑制家居智能系統相鄰干擾，高效利用載波頻率及編、解碼資源。
（7）家居智能電力載波各種聯絡及控制終端。
（8）互聯網PC機終端和移動互聯網智能終端及其應用軟件。
基于電力載波技術的通訊控制系統，是家居智能化得以實現的一種新模式，是對傳統通訊控制系統的拓展。由于使用電力線作為載波信號的傳輸媒介，因此具有信息傳輸可靠，路由合理、可同時復用信號等特點。由于電力線和信號線合一，無須鋪設信號線，人們原來使用和維護習慣都不受影響。由于家居智能系統的信息量相對較小，電力載波傳輸速度慢的缺點不突出。因此，電力載波通訊技術在家居智能化應用特別是在中速率傳輸應用方面，因其可靠性高、造價低廉等優點，具有顯著應用價值和市場開發前景。
參考文獻
智能電網與需求響應（簡稱DR）是當今電力行業極為感興趣而且重視的研究內容。作為21世紀有著重大科技改革的智能電網，在不知不覺中正與DR競爭市場共同發展、進步、完善，并開始相輔相成地交融在一定的科學領域。智能電網作為當今世界電力系統發展的必然選擇，有著最先進、最科學、最系統的技術，而DR在市場環境當中的成長，已經成為了智能電網的最佳應用選擇之一.并逐步成為智能電網的主流選擇。
一、智能電網概論
（一）智能電網的基本含義
由于智能電網是電力科學當中提出的一種新的電網系統結構，因此在對其定義方面還存著一定爭議。但從智能電網安全可靠、先進技術的角度來看，智能電網通過廣泛的寬帶通信并憑借智能模式控制的自動化系統已經能夠保證電網系統中的各個成員之間進行有效的互動與使用，并能夠完成傳統電網難以完成的高質量任務。
（二）智能電網的特點
1、高度智能化：當電網當中的部分系統發生故障時，智能電網能通過一定的自我修復功能和安全分析功能對其他未受害地區的電網進行繼續傳送，而不會導致其他用戶的供電質量受到影響。
2、良好的兼容性：智能電網不僅對集中式發電的模式能夠通過自我調節進行有效的兼容，同時，對分布式發電模式也同樣能適應。
3、強大的整合性：智能電網通過高端統一的電網平臺對整個電力系統進行有效整合，并以最佳的電能質量和供電可靠性來激勵電力市場的安全管理，從而提升整個電力系統的可操控性。
二、智能電網與DR的關系
（一）DR的定義
簡單來說，DR就是電力需求響應的簡稱。DR作為需求側管理的解決方案之一，可以讓電力用戶根據市場的價格情況或者相關供電部門做出的誘導性方針來改變自身原本的用電習慣，從而避免在短時間內出現電價上漲或某段時間內的用電量過大等問題。
（二）有關DR的智能電網技術
智能電網技術一方面可以讓DR項目變得更加容易實施和推廣，另一方面還能讓電力用戶選擇最佳用電方案來提升用電效率?！爸悄茈姳怼弊鳛橹悄茈娋W技術當中重要的系統結構，不僅改善了傳統電表的可操作性低、容易發生故障等諸多問題，還在原有基礎上結合DR項目，使用戶可以更加了解自己的用電情況，改變一些不好的用電習慣。另外，雙向通信、用戶門戶、家域網、計量數據管理、客戶服務的改進都是與DR密切相關的智能電網技術。他們同智能電表一樣從根本上改變了電力用戶的用電習慣，形成了更為科學、系統的用電環境。
（三）智能電網與DR合作的意義
通過智能電網與DR的相互合作，不僅可以使電力用戶更為直接有效地參與到DR項目中來，還能讓用戶本身更加直觀地理解DR項目與智能電網之間的關系，從而選擇更合理的用電方式以降低自身的用電成本。另外，通過智能電網的尖端技術，可以在一定程度上刺激電力市場的發展，并借助DR資源，尋找到更為科學的新型運作模式，大大優化電力結構體系。
三、智能電網與DR的未來發展
（一）智能電網的研究方向
由于我國在智能電網方面還沒有比較成熟的系統法規，因此在智能電網技術方面還有待進一步提高。雖然在個別發達地區已經采用了智能電網模式，并在一定程度上結合了DR項目的發展經驗，但依舊需要更多實踐性的探索。根據國外的先進經驗，我們可以先從分布式能源的接入點這一塊進行深入研究，并找到適合我國電力結構系統的智能電網體系，從而進一步探索、研究“多網合一”的關鍵技術。智能電網的最終目的是希望能夠在輸配用電的安全性與經濟運行的持久性方面做出本質上的提高，而我國的智能電網研究才剛剛起步，未來的發展路程任重而道遠。
（二）DR項目的未來構想
DR項目作為電網結構體系中不可或缺的一項重要元素，關系著智能電網的整體優化，因此，對DR項目的改善需要政府部門、供電方通力合作，并進一步加大力度來完善相關政策體系，使DR項目能夠做到有法可依，避免用電管理的混亂。另外，由于DR項目與智能電網的實施或許會減少電力部門的收入，因此為了鼓勵相關部門的投入積極性，政府在條件允許的情況下應該加大資金投入量，切實保證電力部門的正常運行。
（三）智能電網與DR合作設想
智能電網要充分利用DR項目的能動性大力宣傳智能電網的互動性、高效性、科學性，使大家對智能電網能有一個正確的理解和認識。另外，相關部門要有意開展一些宣傳教育活動，使智能電網與DR項目能夠深入到群眾中去，讓群眾感受到兩者合作能夠帶來的好處。其次，智能電網與DR內部要通力合作，相輔相成，在智能化技術與市場運作手段方面進一步加深相互的了解，使兩者能夠將智能化電網進行更大范圍的普及。
四、結束語
綜上所述，智能電網的發展已經成為全世界電力行業共同進步的需要，其智能化的手段與全新的管理模式都將給世界帶來新一輪的電力變革。從DR的視角來看，我國需要在傳統電網系統的基礎上，加強統籌兼顧的思想，改變電網結構的單一性，優化電網系統的操作手段，改善電力結構基礎，并結合國內外成功的優秀方案來建設出具有中國特色的智能電網，并同時促進DR項目的實施，讓企業參與到市場運作的實踐中來，努力實現電網的智能化操作，從而保證智能電網高速的發展。
中圖分類號 TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）104-0192-02
當前我國電力事業飛速發展，來源于多個方面的力量都成為電力事業發展的重要推動。這其中不僅僅包括了相應專業領域中多項電力技術的層出不同和逐漸成熟，相關其他技術，諸如監控系統和遠程數據獲取、數據庫技術以及人工智能等也都成為推動智能電網進入應用領域的重要助力；與此同時，更為重要的是，對于我國的供電系統而言，更大的覆蓋地域范圍以及在電力生產和輸送過程中所產生的龐雜設備，都從客觀上要求著實現更為精準的管理。在這樣的背景之下，智能電網應運而生。
1 智能電網的概念
智能電網（Smart Power Grids），即電網的智能化，美國能源部曾經定義其為：“一個完全自動化的電力傳輸網絡，能夠監視和控制每個用戶和電網節點，保證從電廠到終端用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動?！睔W洲技術論壇則將這一概念描述為“一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡，以有效提供持續、經濟和安全的電力?！痹趪鴥龋鄬嗤亩x方式當屬中國科學院電工研究所的定義，該組織將智能電網表述為“以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網?！?/p>
電工研究所的定義中可以明確看出智能電網的若干特征。首先在于其可觀測性，即能夠有效獲取到電網工作過程中參與工作的電氣設備狀態數據，以及相關的線路工作數據；其次在于其可控性，即能夠針對電網中的設備展開必要的調節；其三則是自動化，重點關注整個供電網絡中的系統綜合平衡和優化，以及對于突發狀況的調整和自愈等，除此以外，自動告警以及必要的趨勢預測等功能也會隨著相應的計算技術的逐步成熟而納入到智能電網的相關職能屬性中來。
2 智能電網的核心技術討論
從技術角度看，參與到智能電網中的骨干技術主要包括空間信息技術、云計算、神經網絡技術以及作為基礎性的數據采集、數據庫以及安全技術幾個方面。
其中空間信息技術主要包括GIS、GPS技術系統，能夠為智能網絡提供足夠的數據支持，并且幫助其采集到的數據實現邏輯化。我國電力供給網絡龐大，枝節繁雜，如果不綜合當地的地理數據進行考慮，就很難理解網絡中反饋的數據含義。并且相應的地理數據庫和衛星定位系統，還能夠幫助智能電網實現對于故障的更為精準定位，在根據環境數據加強預測方面也有著突出貢獻。對于云計算而言，當前智能電網環境復雜，微環境龐雜，并且很多故障如果不能夠實現即時處理就會造成更大供電損失。因此分布式的數據處理環境已經成為發展的必然。在此基礎上，云計算為智能電網的計算在資源上提供了更多可能，尤其是對于運行和監控以及數據深入處理的智能云技術，對改善數據擁堵，提升智能電網計算數據吞吐量都有著極大幫助。神經網絡技術對于當前的智能電網而言仍然處于不斷滲透的過程中，這種技術能夠以人的思維方式使計算機理解更多知識。作為一種能夠賦予計算機思考能力的技術，神經網絡技術的成熟程度，直接關系著智能電網的智能成熟程度，神經網絡技術越發達，智能電網就越能將地理信息與電網工作信息進行綜合考慮，就越能發現供電網絡中存在的問題。而從基礎數據服務的角度看，數據庫技術和安全問題已經相對成熟，當前的數據采集技術成為了發展的重點。更發達的數據采集技術，對于電網中的工作狀態數據以及整個網絡所面臨的環境數據都能夠有效吸收，而更為豐富的數據必然會提供更為堅實的決策基礎，最終提供更為準確的決策支持，對于自動化的精準施行也會有所幫助。
3 智能電網的應用特征與結論
智能電網在應用領域與傳統電網有著本質區別。這種以人工智能和高度自動化作為突出特征的信息化技術和供電網絡結合的產物，從電力的產生到配送以及消費，各個環節都有著更優的表現。
對于電力生產環節而言，我國幅員遼闊，對于電力的需求也一直呈現出上升趨勢，因此對于電力的生產而言，當前也多采用了多種途徑進行開展。無論是常規的水力發電或者核電站，還是當前較新的風力發電站，都存在有獨屬于其自身的工作特征和產電量。智能電網的參與，能夠幫助在穩定發電廠運行以及調節供電能力等方面有著調整，實現更大范圍內，甚至整個系統中的穩定供電。
而對于電力的配給角度，更大的配給范圍和更長的輸電線路，以及在輸電過程中所面對更為難多難以確定的環境因素，都會成為配電過程中的安全隱患，單純是系統內線損一項，都會對配電效果造成不容忽視的影響。智能電網的參與能夠更為精確的確定線路中可能存在的問題，并且對于變電系統的維護也能夠達到更高的水平。
從電力消費環境看，智能電網獲取了大量的電力消費數據，這樣就可能會從兩個角度影響電力的消費。其一在于幫助各個消費主體形成正確的消費觀念和方式方法，在行業內部橫向對比的基礎上有的放矢的采取相應的宣傳，可以達到節能和優化電力資源使用的目的。另一個方面對于電力消費狀況的深入清晰了解，還能夠幫助實現對于電力供給網站發展規劃的更多認識，對于理智發展有著重要幫助。
參考文獻
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1能源互聯網是一個有歧義的概念
互聯網(Internet)作為一個專業術語，指的是由無數計算機網絡互聯形成的覆蓋全球的信息共享網絡。將能源與互聯網結合，構成“能源互聯網”概念，這是美國經濟學家杰里米˙里夫金在《第三次工業革命》一書中正式提出來的。里夫金說，歷史上經濟和社會的變革離不開能源革命和通信革命兩大因素，正是它們的發生和結合引發了新一輪的工業革命。目前一場以可再生能源替代化石能源的革命正在興起，通信領域在過去的25年里也出現了偉大的變革，即互聯網革命，這就促使他將能源革命與互聯網聯系在一起。他認為可以通過互聯網技術與可再生能源相融合，將全球的電力網變為能源共享網絡，使億萬人能夠在家中、辦公室、工廠生產可再生能源并與他人分享。這個共享網絡的工作原理類似于互聯網，分散型可再生能源可以跨越國界自由流動，正如信息在互聯網上自由流動一樣，每個自行發電者都將成為遍布整個大陸的、沒有界限的綠色電力網絡中的節點。
這是最早也是最“正宗”的關于能源互聯網的構想。毫無疑問這一構想符合能源革命的方向，也十分美好，但不能不指出的是其中存在著不可忽視的技術失誤：能源共享網絡(即電網)與互聯網的工作原理不是類似而是截然不同，能源(電力)不可能像信息那樣在全世界自由流動。事實上由于電網與互聯網彼此的結構、功能、技術特性、傳輸方式和載體，以及運行所遵循的物理規律完全不同，電力在電網中傳輸受到的約束要比信息在互聯網中傳輸受到的多得多、大得多，不僅有電壓、頻率、功率平衡、電能損耗、傳輸能力的約束，還有暫態、動態、熱穩等各種安全穩定極限的限制，因此電力很難像信息那樣可以在任意兩個節點之間自由交互。那種認為只要電網不斷擴大，實現全球電網互聯就解決了電力從一點到任一點的輸送問題，是一種誤導或誤解;即使在較遠的將來，超導輸電在電網中的應用與今天光纖在互聯網中的應用一樣普遍，并且采用直流電網為主干網架時，也不能完全做到。
此外，由于電力具有同質化、一次性消耗、不能重復“分享”的特點(信息則具有個性化、長期保存、可重復分享的特點)，也決定了電力并非都有必要像信息一樣在任意兩個節點間傳輸。世界上不存在沒有界限、工作原理類似于互聯網的能源共享網絡，也沒有不受約束可以在任何范圍內自由傳輸的能源(電力)。但如果僅在一個局部區域，如一片社區或一座城市甚至更大范圍內，遵照電網運行的客觀規律并根據用電負荷的需求和特性，對各種分布式電源、儲能裝置、微電網、配電網以及主干網進行統籌規劃建設，同時采用先進的信息和自動控制技術進行智能化協同調度管理，實現里夫金的構想則是可能的。
必須承認作為一個翻譯的漢語詞組，能源互聯網是一個有歧義的概念。這里的“互聯網”如果看作是專業術語Internet，按詞面理解的意思應當是“傳輸能源的Internet”，顯然這在技術上不成立。如果將“互聯網”看作是一個普通漢語名詞而非Internet，則可認為能源互聯網就是“能源的互聯互通網絡”。在此前提下還有兩種不同的理解：一是認為各種能源，如水能、核能、風能、太陽能、天然氣、煤炭轉化為電能后都要匯入電網，因此電網是天然的能源互聯網;二是認為真正的能源互聯網應當是包括電網、油網、氣網、熱力網在內的綜合能源網。盡管兩種理解都講得通，但不把“互聯網”看作是Internet，顯然不符合這個概念的本意。這種因語言表達規律差異而帶來的困擾是客觀存在的，因此通過認真討論，統一認識十分必要。
2能源互聯網的內涵與新能源革命思想
由于能源互聯網的構想在技術上受到質疑，作為經濟學家的杰里米˙里夫金后來解釋說，提出能源互聯網主要是源于哲學和經濟學層面的思考，他承認能源互聯網不是一種新的能源技術模式或體系，而只是一種新能源經濟思想。這是一個十分重要的說明，可以說是正確認識能源互聯網概念本質和內涵的一把鑰匙，但遺憾的是里夫金的這個解釋幾乎被人們完全忽視了。
新能源經濟思想實質上就是新能源革命思想。根據里夫金的論述以及世界各國能源革命的實踐經驗，它的要點可以概括如下：一、新一輪的能源革命是不可抗拒的歷史潮流，能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源，阻止地球生態環境的惡化，實現能源以及人類的可持續發展。二、能源的生產和消費方式將融入互聯網理念和現代信息技術，可再生能源的開發將以分布式為主，公眾既是能源的消費者同時又是生產者，世界將迎來能源綠色化、分散化、多元化、民主化的新時代。三、具有集中、垂直、單向特點的傳統電網將向相對分散、扁平和雙向互動的新型電網轉型，與此同時傳統的電網公司也將由單一的自上而下的電力供給者，轉變為包括能源信息在內的服務提供商，與用戶雙向共同管理能源的生產和消費。四、能源的綠色化需要經歷一個化石能源與可再生能源并存的混合能源時期，要充分利用現代信息技術，采用智能化手段協調控制各類能源的開發和利用，優化能源配置，最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生產方式和能源民主化將為社會創造出數以百萬甚至千萬計的就業崗位，成為第三次工業革命和新經濟的重要支柱。
不難看出新能源革命思想的精髓，就是通過在能源革命中融入互聯網理念和現代信息技術，實現能源的綠色化、高效化和民主化，能源互聯網概念正是這一思想的集中體現。因此，能源互聯網的內涵可表述為“在規劃建設中融入互聯網理念和現代信息技術，實現低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送和配置能量的網絡”。建設能源互聯網就是建設符合這一內涵要求的能源網絡。
3智能電網是能源互聯網的主要技術模式
智能電網(Smart Grid，或稱智慧電網)是融入了互聯網理念，以“綠色、高效”為目標，以雙向互動和扁平化為主要特征，以現代信息和儲能技術為支撐的新一代智能化電網。智能電網有狹義和廣義之分，狹義的智能電網指以分布式電源為基礎的低碳綠色小微電網，它們既可單獨運行亦可與大電網聯網運行。廣義的智能電網指包括有集中式電源的整個區域性和全國性的低碳綠色電網。電網特有的功能以及智能電網在能源綠色化中不可替代的地位和作用，決定了智能電網是能源互聯網的主要技術模式。事實上，杰里米˙里夫金在《第三次工業革命》一書中構想的“能源共享網絡”，指的就是智能電網。
能源互聯網與智能電網的關系是內涵與外延的關系，智能電網是能源互聯網概念(內涵)的外延。它們之間也可以看作是宏觀指導思想與具體技術模式的關系，能源互聯網概念揭示能源和電網的發展方向，智能電網建設提供具體的技術方案。
目前國內關于能源互聯網的研究，絕大部分內容其實都屬于智能電網建設的范疇，比如分布式能源接入電網、微電網的運行控制和互聯、需求響應資源的整合利用、電動汽車充放電設施的建設運行、家庭用電智能化，以及能量(電力)路由器的研發建設等。這些內容或者以電網為基礎、對象，或者本身就是電網的一個部分、一種設施，無論它們怎樣融入信息技術，無論它們的信息與電力設施一體化程度有多高，目的都是為了使電網更好地實現綠色化、柔性化、智能化和高效化。
有一個情況值得深思，歐美不僅沒有關于能源互聯網的爭論，實踐中更是很少使用這一概念。比如美國還有一本以新能源革命為主題的書，叫《重塑能源：新能源世紀的商業解決方案》(中譯本2014年6月出版)，作者是著名能源專家艾默里˙洛文斯。他在書中分析了美國到2050年可再生能源發電量達到電力總需求80%應采取的途徑，肯定了智能電網在重塑能源和加速傳統電力系統變革中的作用，卻自始至終沒有提到能源互聯網這個概念。觀察德國的情況也能發現，國內談論的幾乎所有能源互聯網的東西，都包括在他們的智能電網建設中。
中國人曾經對智能電網(Smart Grid)也充滿了熱情，但似乎一夜之間這種熱情都轉向了能源互聯網，究其原因是我國智能電網的建設出現了大的偏差。必須指出，智能電網建設是在新一輪能源革命的大背景下提出來的，因此它不是傳統電網原有的自動化、智能化建設的簡單延續和提高，而是傳統電網走向綠色化、民主化的一場深刻變革。但由于目前我國的智能電網建設基本上以傳統電網的智能化建設為主，導致很多人產生了誤解。還有一個重要原因，就是智能電網的建設被交流特高壓綁架了。多年來我國大部分地區電網的建設都是以交流特高壓電網建設為中心，電網的建設工作基本上都要服從于和服務于這個中心，智能電網的建設也不列外。由于看不到智能電網建設在推動我國能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進分布式能源大發展中應當發揮的重要作用，因此無數以能源革命為己任的有志之士，自然將希望寄托在了能源互聯網上，不惜重新回到源頭，再次起航。其實這是本不應當出現的情況，既可嘆亦可贊。
4第二種技術模式與“互聯網+”表達式
智能電網是能源互聯網的主要技術模式，但不是唯一模式。由于能源的綠色化不可能一蹴而就，特別是在我國，可再生能源與化石能源混合作用的時期可能會更長。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進能源向低碳化、綠色化方向更好更快發展，能源互聯網無疑還有第二種技術模式，這就是智慧能源網。該網絡是由輸配電網、天然氣網、冷熱氣網等構成的包含分布式能源轉換和儲存設施在內的綜合能源網，通過統籌規劃建設，利用現代信息技術和智能化控制技術進行協同調度管理，適時提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補滿足用戶需求，實現能源的梯級利用和產能端與用能端的智能匹配，最大限度提高能源綜合利用率。
智慧能源網與智能電網都是能源互聯網的技術模式，但兩者側重點各有不同。智能電網以電力系統為研究對象，以綠色化為主要目標;智慧能源網則重點研究各類能源的相互轉換以及各種能源網間的協同配合和優勢互補等問題，主要目標是最大限度提高能源的利用率以及清潔能源的消費比例。在一個園區、一座城鎮，或一個更大的區域里，能源互聯網建設采用何種技術模式，需要因地制宜根據實際可利用的能源資源情況確定?？梢钥隙?，隨著可再生能源轉換、利用、儲存技術的進步，以及能源綠色化程度的不斷提高，智能電網與智慧能源網將向著合二為一形成新型綜合能源供給體系的方向發展。目前智慧能源網的建設以“泛能網”的形式，已經在一些地方取得了可喜的成績和寶貴的經驗。
能源互聯網的兩種技術模式，在今天“互聯網+”的時代可以采用類似的方式進行表示，使其更具時代色彩。其中智能電網可表示為“綠色電網+互聯網”，智慧能源網可表示為“能源網+互聯網”。這樣表示的優點，一是概念明確，針對性強。每個表達式中的“互聯網”一詞除指Internet外，不可能再有別的解釋。智能電網的表達式中，電網之前加“綠色”二字，點出了智能電網的本質所在，有助于人們在智能電網建設中把握正確的方向。智慧能源網的表達式中，直接使用“能源網”一詞指明能源互聯網第二種技術模式的基本特征，避免了不必要的誤解。二是突出了研究對象的特點和難點?！熬G色電網”與“能源網”都是網絡，它們與互聯網相加是兩種網絡的“融合”，無疑具有相當的復雜性，強調“網絡”可提醒人們不能用處理一般“互聯網+”的方法來解決其中的問題。
此外，需要說明的是之所以采用“+互聯網”而不采用“互聯網+”的表達方式，是因為當“互聯網+”的對象亦為一種網絡的時候，若將“互聯網+”置前，容易使人將信息網絡誤解為是其中起主導作用的網絡，從而可能導致在能源互聯網的建設實踐中主輔顛倒，走偏方向的情況發生。
正是認識到傳統電網不能良好滿足未來經濟發展的要求,國內電力產業提出了建設智能電網的目標。智能電網要求在發電、輸電、配電、用電等環節應用大量的新技術整合電網的各種信息,進行深入分析和優化,實現對電網更完整和深入的洞察,實現整個智能電網“生態系統”更好地實時決策。電力用戶可以自己選擇和決定更有效的用電方式,電力公司可以決定如何更好地管理電力和均衡負載。
當前國內新能源產業的發展還面臨著投資無序過熱、碳排放管理粗放以及來自傳統電網的限制等挑戰。由于像太陽能、風能這些新能源發電具有波動性和間歇性,只有加強智能電網建設,提升電網對不同類型新能源的適應能力,才能為新能源的高效利用提供更為廣闊的平臺。
IBM工商企業部能源與公用事業部總監鄭軍先生指出:“充足的電力供應是經濟發展的重要保證。如果將智慧融入其中,中國的電力行業一定可以獲得快速而持續的發展,為經濟的穩健增長提供動力?！?/p>
日前,IBM公司了“智慧的電力”戰略以及系列解決方案。在會上,IBM詳細介紹了“智慧的電力”戰略,并針對智能電網建設和新能源接入提出了具體的解決方案。“智慧的電力”是IBM“智慧的城市”戰略的重要組成部分,致力于為城市的發展提供動力。
方案有效與否靠實踐來檢驗
中圖分類號：TM76；TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）23-0010-01
引言
首先，原來的預測技術和數據處理技術不能為用戶在適當的時間提供期望的電力，但輸配電、發電、信息化、數字化等技術的進步為解決這一問題提供了相應的支持；其次，環境問題的提出和能源的地緣依賴性限制了經濟增長規模，當今電網需要應對日益嚴峻的資源和環境壓力，實現大范圍的資源優化配置，提高全天候供電運行能力，滿足能源結構調整的需要，適應電力體制改革?，F代電力系統網絡面臨的主要挑戰如下所示。
a）全球暖化、能源壓力和生態文明意識的提升。
b）能源供應商和客戶之間的隱私問題。
c）網絡攻擊的安全威脅。
d）國家采用替電能源的目標。
e）間歇供應時保持穩定的電力更加復雜。
f）減少高峰用電需求過程中浪費的能量，從而確保足夠的儲備。
為解決這些挑戰，北美和歐洲已經形成了相應的研究群體，開展“智能電網”的研究和實踐，我國也已開始相關研究。智能電網（Smart Grid）也叫知識型電網（Intelligrid）或者現代電網（Modern Grid），是有機融合了信息、通信、控制等多種前沿技術的輸配電系統；其發展目標是建設節能、環保、高效、可靠、穩定的現代化電網。
一、智能電網的概念與特征
智能電網又稱為“電網2.0"，也就是應用現代科學技術實現電網的智能化。智能電網是通過使用先進的生產設備、傳感和測量技術、控制方法、控制系統、決策系統、智能技術等一切可以結合的先進科學技術，對高速、集成的雙向網絡進行優化、更新，提高電網的安全性、經濟性、高效性、節能性，實現安全使用、保護環境等目標。其主要特征簡單概括為：滿足用戶對電能數量和質量的需求，自我管理與自我恢復，優質電能質量，保證接入安全，雙向電力服務，兼容與開放，經濟高效。
二、我國目前智能電網發展狀況
直到2006-2007年，智能電網的概念才從國外引進到中國，在國內大范圍傳播。在2007年。華東電網公司進行了智能電網在中國的可行性研究，之后又對智能電網進行了試點工程，啟動了統一信息平臺和高級調度中心等工程。2008年，華北電網公司把部分精力放在如何有效建設智能調度體系，進行研究和建設有關智能電網的主體一電網信息構架。2009年，國家電網首次提出“堅強的電網”計劃，并于2010年4月公示《綠色發展白皮書》，計劃在2020年在全國范圍基本完成堅強智能電網的建設，建設綠色能源的配置平臺。這個計劃要求在大規模電力輸送過程中，輸送清潔能源，提升電力系統的建設情況，提高能源利用效率，擴大電力的利用范圍，減少空氣污染，建設資源節約型、環境友好型社會。
我國在863計劃中首次在國家層面提出對智能電網開展相關研究，計劃在“十二五，，期問投資10.5億元對智能電網進行專項研究。這項研究包括二十幾個課題，研究內容主要是風電接入原有電網、太陽能發電技術、輸變電設備、電力利用新技術等，每一個課題都將會落實一個試點項目，進行試驗，如果成功將會在適當調整后進行全國范圍的推廣。
三、商業管理
智能電網的發展并不需要更換現有的電力網絡，這一過程從技術和經濟方面考慮是不現實的。相反，發展智能電網可以加強現存網絡的服務和功能，同時盡可能地利用原來的物理基礎設施。智能電網的幾個功能如下所示。
a）需要具有自愈能力。
b）具有高可靠性。
c）資產優化管理。
d）經濟高效。
e）與用戶友好互動。
f）兼容大量分布式電源的接入。
智能電網技術從根本上改變了電力市場運行模式，出現一些新的市場成員，如能源零售商和貿易商、分布式發電運營商等。
四、關鍵的技術問題
智能電網的技術組成有多種，其包括分布式發電、量測技術等。這里主要討論通信和控制技術，提出多層通信結構模式。
4.1 通信結構與技術
智能電網的實現需要高速、雙向、實時、集成的通信系統作為基礎，因為智能電網中的數據獲取與傳輸、保護和控制都是一個雙向實時的過程。這一技術領域主要關注三個問題：首先，是開放的通信架構，它形成一個“即插即用”的環境，使電網各個元件之間能夠進行網絡化的通信；其次，統一的技術標準，它主要是保證傳感器、智能電子設備以及應用系統之間實現無縫通信，也就是信息在所有這些設備和系統之間能夠得到完全的理解，實現設備和設備之間、設備和系統之間、系統和系統之間的互操作功能；最后，通信過程中會遇到亂序和時延問題，在建立模型和實際過程中要根據具體情況來分析。下面根據已有的經驗，提出一個多層通信結構。
智能電網一般在大范圍內布設，因此其通信設施必須覆蓋整個區域，下面（圖1）給出其通信設施的一個多層結構。
智能電網的發電、輸電、配電，使用過程中都存在數據流。多種技術將用來設計通信結構，以便為控制中心提供足夠的信息量。通信網絡的多層拓撲結構的主要問題是子網絡間的互操作性。智能設備所產生的數據量在未來將出現爆炸式增長，這會給智能電網的通信設施相當大的負荷。大量的實時和已有數據出現在智能電網中，并且一天內不同時段數據量變化很大，因此通信交通要適應數據的快速變化能力。高峰時段，數據通信需要更高的數據傳輸速率和更可靠的服務。由于數據傳輸延遲、帶寬、可靠性和安全性等區別，不同類別的數據具有不同的服務優先級。
4.2 控制技術
智能電網控制技術體系融合了先進控制與設備制造技術、信息與通信技術、標準與試驗評估技術等眾多技術（圖2），其中信息與通信技術是實現智能電網控制功能的“中樞神經”，電力電子與儲能技術則扮演智能電網控制的“執行機構”，而標準與試驗評估則構成智能電網控制得以順利實施的制度與管理層面的“保障”。
五、結論
電網智能化是全球電網未來發展的必由之路，其中尚未解決的問題還有很多，如多智能體技術如何在智能網中得以應用，分布式估計和預測問題等，下一步的研究重點為智能電網中的通信和控制問題以及分布式優化問題。我國應大力發展分布式儲能技術和分布式智能電網，打造具有中國特色的堅強智能電網。
參考文獻
[1] 劉東堯.智能電網技術[A].云南電網公司、云南省電機工程學會.2010年云南電力技術論壇論文集（文摘部分）[C].云南電網公司、云南省電機工程學會：2010：8.
背景
智能電網是電網技術發展的必然趨勢。近年來，通信、計算機、自動化等技術在電網中得到廣泛深入的應用，并與傳統電力技術有機融合，極大地提升了電網的智能化水平。傳感器技術與信息技術在電網中的應用，為系統狀態分析和輔助決策提供了技術支持，使電網自愈成為可能。調度技術、自動化技術和柔性輸電技術的成熟發展，為可再生能源和分布式電源的開發利用提供了基本保障。通信網絡的完善和用戶信息采集技術的推廣應用，促進了電網與用戶的雙向互動。隨著各種新技術的進一步發展、應用并與物理電網高度集成，智能電網應運而生。
1.智能調度的概念及發展歷程
智能調度是建設智能電網的關鍵內容，是智能輸電網的神經中樞，是維系電力生產過程的基礎，是保障智能電網運行和發展的重要手段。電網的快速發展要求電網運行更加智能化，傳統的經驗型的電網調度模式已經不能適應新的要求，必須結合科技信息技術的進步，打造電網調度的智能化。
智能電網調度服務于以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展的堅強的輸電網，滿足特大電網安全穩定運行的需要，為大電網可靠運行提供技術支撐：智能調度服務于智能的輸電網，它能夠敏銳地對電網進行監控，預先感知電網的狀態，達到風險最小化，能夠對電網控制實現實時自愈：智能調度服務于靈活的能源接入，實現電網經濟運行，支持電網靈活接入各種可再生能源與分布式能源，促進節能減排，服務和諧社會。
國內對智能調度進行了許多有益的研究和探索。狹義上的智能調度是指輔助調度員值班的調度輔助決策功能，目前已經成功應用于部分調度中心。廣義上的智能調度涵蓋了調度中心全專業的智能化，通過智能化的手段服務于堅強的輸電網。
2.智能調度的關鍵技術
智能調度的建設體現了智能電網安全可靠、高效經濟、清潔環保、友好開放等多方面特征，需要開展多方面的關鍵技術研究。其中，一體化智能應用支撐關鍵技術包括一體化模型管理技術、海量信息處理技術、可視化展現技術、地理信息接入技術等。這些關鍵技術體現了智能電網堅強可靠的特征，為大電網的安全穩定運行提供技術保障。一體化調度計劃運作平臺和大型可再生及分布式能源接入控制技術體現了智能電網的經濟性與靈活性，服務于資源的大規模優化配置，服務于國家節能減排政策，為靈活的大規?？稍偕c分布式能源的接入提供技術支撐。一體化調度管理技術體現了智能化調度中心高效和規范運轉。
3.一體化智能應用支撐方面
在智能調度建設過程中，需要研究一體化智能應用支撐方面的關鍵技術。
（1）研究一體化模型與數據管理技術，為智能調度提供完整、一致、準確、及時、可靠的一體化模型與數據基礎，滿足“橫向集成、縱向貫通”和智能調度新型業務需要。
（2）研究海量信息存儲管理與應用技術，解決特高壓互聯后，大電網在空間、時間域的海量信息處理、存儲、讀取速度問題，研究穩態、暫態、動態海量精確時標量測的存儲、擬合讀取與使用方法，為智能化應用提供更為精確有效的基礎數據。
（3）研究智能可視化展示技術，它是智能化調度的主要人機展示方式，可視化的對象將不再局限于傳統的電網運行信息，使用者不再局限于調度員，可視化是調度中心全專業的人機界面。
（4）研究地理信息接入技術，為提升智能電網的抗風險能力、研究外部災害下調度防御、分布式能源的接入與展示提供基于地理信息圖的展示方法。
4.智能調度的實踐
4.1美國電力科學研究院智能控制中心
美國電力科學研究院提出的智能輸電網由智能控制中心、智能變電站、智能一次輸電網組成。作為智能輸電網神經中樞的智能控制中心的特點是：①監視及可視化，采用基于相量測量單元（PMU）的狀態測量采集替代傳統的基于數據采集與監控（SCADA）系統和遠動終端單元（RTU）的數據進行狀態估計。狀態測量結果在地理信息系統（GIS）中混合顯示，實現真正的可視化；②評估分析，智能控制中心的在線分析實現模型的動態更新，在線考慮系統未來的運行狀態，使真正的中短期控制成為可能；③控制性，通過最優協調分布在系統中的多種控制設備，實現優于傳統控制中心的對電網的可控性；④良好的交互性，包括與變化的業務結構的交互，以及與配電網內靈活接入的新能源的交互。
4.2國網電力科學研究院大停電防御框架
國網電力科學研究院提出了時空協調的大停電防御框架，該框架將SCADA系統、EMS擴展到動態范疇的DscADA／DEMS，采集和處理廣域的靜態和動態信息，通過擴展等面積準則（EEAC）算法實現在線的穩定量化分析以及預決策，通過在線預算、實時匹配的策略實現穩定控制的自適應優化及協調。
4.3三維協調的電網EMS
清華大學電網調度自動化實驗室提出了三維協調的新一代EMS。該系統能夠適應電網在空間、時間和目標3個維度上的特點進行多方面協調的綜合預警和智能輔助決策，是基于全局優化的實時閉環控制系統，其關鍵技術包括：基于3維分解協調的體系設計；電網模型重建綜合分析、預警、決策；無功電壓優化閉環控制：有功優化閉環控制；基于多智能和計算機集群的支撐平臺。
5.關于智能電網調度控制的思考
本文認為未來智能調度控制系統的“智能”至少應體現在這5個方面：
5.1EMS性能的提升。這包括提高監控范圍和質量提升控制中心分析處理能力，具備防控大規模級聯事故的強抗擾動能力，事故時具備快速自愈能力；
5.2靈活。大量可再生能源發電將逐步接入電網，可再生能源的特性（如風電的間歇性和隨機性）要求調度控制具備更加靈活的調控手段和應對措施；
5.3兼容性強。體現在這兩個方面一是有效容納大量分布式發電的接入，實現集中式發電與分布式發電并存下的系統合理調度；二是具備電力市場實施過程中不同階段的適應能力，實現市場環境下多種運行模式的無縫兼容和即插即用；
5.4優化能力。從全局角度加強優化技術的運用在安全和經濟間取得最佳平衡，通過優化的運行調度，挖掘現有發輸電設備潛力提高資源利用效率；
