1．智能電網的發展

　　1.1 《美國復蘇與再投資法案》

　　2009 年 2 月 17 日 美國總統奧巴馬簽署了2009年《美國復蘇與再投資法案》（ American Recovery and Reinvestment Act—ARRA ）。此法案規定撥款給美國能源部 （Department of Energy-DOE） 來支持研發智能電網 （smart grid） 的經費和示范工程，美國能源部即于 2009 年 4 月 19 日 公布了《基金機遇通告》（ FOA ， （Funding Opportunity Announcementr） ），將智能電網示范工程規定如下 ：① 地區示范——核實智能電網技術生存能力和確認智能電網的商務模型 。② 電力公司電能儲存示范——測試費用和收益，檢驗各種電能儲存方法的技術性能，如新型電池、特殊電容器、飛輪、風與光電組合以及壓縮空氣能量系統等 。③ 同步相量測量示范－建立廣域信息網絡（即相量測量裝置 PMU/ 廣域測量系統 WAMS ）來調度和規劃電力系統。

　　美國能源部統計，通過對美國電網的智能化改造，預計未來 20 年內可節省投資近千億美元 。智能電網技術革新將打開電信、電網、電視網等整合的通道，為全球電力、電信產業、通信產業、電視媒體等的改革提供獨特的機遇。

　　1.2 中國智能電網的研發

　　2009 年 5 月 21 日 舉行的 “2009 特高壓輸電技術國際會議 ” 上，國家電網公司總經理劉振亞表示，積極發展智能電網已成為世界電力發展的新趨勢，到 2020 年，中國將全面建成統一的堅強智能電網。我國國家電網結合基本國情和特高壓實踐，確立了加快建設堅強智能電網的發展目標，即加快建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的統一的堅強智能電網。國網公司將按照統籌規劃、統一標準、試點先行、整體推進的原則，在加快建設由 1000kV 交流和 ±800kV 、 ±1000kV 直流構成的特高壓骨干網架，實現各級電網協調發展的同時，分階段推進堅強智能電網發展。

　　按照規劃，國家電網公司的智能電網建設將分3階段：在 2010 年之前完成規劃與試點工作；在 2010 ～ 2015 年大面積推開；到 2020 年，全面建成統一的堅強智能電網。

　　2．堅強智能電網與電子式互感器及電力一次設備在線監測

　　2.1 自愈性智能電網（ Self-Healing Smart Grid ）

　　目前各大國都逐步建立了特大電網，為保證電網的安全運行，美國、俄羅斯、日本、巴西等國先后都在進行智能電網的研究。

　　我國特高壓骨干網架將由 1000kV 級交流輸電網和 ±800kV 、 ±1000kV 直流 直流系統構成。我國地域遼闊，各大區電網互聯，大量的西電東送，使國家大電網跨越了幾個時區。為保證電網的安全、穩定、可靠運行，對智能電網的研發，則是急迫和至關重要的任務。由于這種跨越幾個時區的特大電網存在大面積停電的危險，而這種危險大多涉及調度員處理是否得當的人為因素，如 2003 年“ 8.14” 美加大停電事故。為解決此問題，美國電力研究院（ EPRI ）最先提出以相量測量裝置 PMU ， Phasor Measurement Unit ） / 廣域測量系統（ WAMS ， Wide Area Measurement System ）為基礎的突出自愈功能的智能電網概念。它要求對電網節點的電壓相角測量快速而準確。 20 世紀 80 年代同步相量測量的研究在美國已經開始，并成為廣域測量系統的一部分。 1996 年夏季美國兩次大停電事故中， WAMS 進行了較全面準確的記錄。 1997 年法國電力公司（ EDF ， Electric de France ）也建設了基于 PMU 的協調防御控制系統。但是系統動作響應時間卻很慢，長達 1.03s 。 2003 年“ 8.14 ” 美加大停電事故更推進了 WAMS 的建設。只要在全網 PMU 合理化布點的基礎上（滿足可觀測性），就可對現代化大電網進行靜態功角穩定裕度監視；在線擾動識別；分析電網的短路故障、機組振蕩與失步和系統電壓失穩等；利用實時聯絡線功率和相對相角等參量的頻譜特性（特征頻率以及對應的衰減因子）識別系統低頻振蕩；在系統發生擾動時，實時監視機組間相對功角的暫態過程；進行發電機組進相運行監測；電壓動態過程監測與動態穩定預報。以及實現暫態穩定監控等。

　　為此， 在 PMU / WAMS 的基礎上就能實現包括暫態穩定性、電壓穩定性和頻率穩定性在內的動態安全評估。當電網出現危機之前就能立即提出網絡重構、調整保護定值和穩定補救等安全對策。 ［1］

　　文獻 ［1］ 指出，電網自愈功能的目標是：“實時評價電力系統行為，應對電力系統可能發生的各種事件組合、防止大面積停電，并快速從緊急狀態恢復到正常狀態。其實現方法，可概括為快速仿真決策、協調 / 自適應控制和分布能源（ DER， Distributed Energy Resource ）集成等 3 個方面。”