电力工程中的智能电网技术应用研究

引言

我国能源转型步伐加快，社会用电需求持续增长，传统电力系统在能源配置效率、供电稳定性及清洁能源消纳等方面的弊端逐渐暴露。智能电网凭借信息化、自动化与互动性优势，成为推动电力行业变革的关键力量。深入研究智能电网技术在电力工程中的应用，有助于提升电力系统的安全性与经济性，为实现“双碳”目标提供有力支撑。文章通过剖析智能电网技术内涵、应用现状与具体场景，探讨其发展面临的挑战及应对策略，为智能电网技术在国内电力工程中的深化应用提供参考。

一、智能电网技术概述

（一）智能电网的定义与内涵

智能电网是融合现代通信信息技术、自动控制技术与电力技术，以实现电力系统安全、高效、可靠、经济运行的新型电力网络。它以传统电网为基础，通过先进传感器、计量装置、控制设备和通信系统，构建起双向交互的电力流与信息流体系。不仅能够实时监测、分析电力系统运行状态，还可对发电、输电、配电、用电等各环节进行精准控制与优化调度，实现电力资源的合理配置。其内涵不仅体现在技术的智能化升级，更在于推动电力行业从单向供电向用户互动、绿色低碳转型，满足社会日益增长的多样化用电需求。

（二）智能电网的主要特点

智能电网具备高度的自愈性、兼容性、交互性和优化性。自愈性体现在能够实时检测电网故障，自动隔离故障区域并恢复供电，减少停电时间与损失；兼容性使其可无缝接纳分布式电源、储能设备及电动汽车等多元化电力设施接入，促进清洁能源消纳；交互性通过双向通信网络，实现电网与用户之间的信息共享，使用户参与电力消费决策；优化性则是借助大数据、云计算等技术，对电力系统全流程进行智能分析与优化调度，提升能源利用效率，降低运营成本，保障电力系统安全稳定运行。

（三）智能电网的关键技术体系

智能电网的关键技术体系涵盖多个领域。在信息通信技术方面，光纤通信、5G等高速通信网络保障电力系统数据实时传输；传感与量测技术通过智能电表、相量测量单元等设备，实现对电力系统运行参数的精准采集。控制技术中，先进的自动控制算法与智能决策系统，可对电网运行状态进行实时调节；在新能源接入技术领域，微电网技术、储能技术解决了分布式电源间歇性和波动性问题；此外，电网仿真与预测技术通过建立数学模型，对电力负荷、新能源出力等进行准确预测，为电网规划与运行提供有力支撑。

二、电力工程中智能电网技术应用现状

（一）国内智能电网技术在电力工程中的应用规模

近年来，我国智能电网技术在电力工程领域的应用规模持续扩大。在发电侧，新能源电站智能化改造加速推进，风电、光伏电站普遍应用智能监控系统，实现发电功率预测与优化调度；输电领域，特高压智能电网建设不断取得突破，智能巡检机器人、无人机等设备广泛应用于线路运维，提升巡检效率与可靠性。配电环节，智能配电网覆盖范围显著增长，配电自动化覆盖率已达较高水平，智能电表安装数量超数亿只，实现用电信息实时采集。

（二）典型应用案例分析

以雄安新区智能电网建设为例，其采用了多项前沿智能电网技术。在配电系统中，应用了高可靠性的柔性直流配电技术，实现多电源灵活接入与分布式能源高效利用，提升供电可靠性与电能质量。同时，部署了全域感知的物联网设备，通过智能传感器实时监测电网运行状态、环境参数等信息，结合大数据分析与人工智能算法，实现故障预警与快速处置。在用电侧，推行智能楼宇、智慧社区建设，通过智能电表与用户交互系统，实现用电行为分析与精准节能控制，形成“源-网-荷-储”协同互动的新型电力生态，成为我国智能电网建设的标杆案例，为其他地区提供了可复制、可推广的经验。

（三）当前应用存在的问题与挑战

尽管智能电网技术应用取得显著成效，但仍面临诸多问题与挑战。技术层面，部分关键设备与核心算法依赖进口，自主创新能力有待提升，不同厂家设备间的兼容性不足，影响系统集成效率。管理层面，智能电网涉及多部门、多主体协同，现有管理体制与运行机制尚未完全适应智能化发展需求，数据共享存在壁垒，跨部门协调难度大。经济层面，智能电网建设投资大、回报周期长，部分地区尤其是农村地区，因资金短缺导致智能化改造进度缓慢。

三、智能电网技术在电力工程中的具体应用场景

（一）发电环节的智能电网技术应用

在发电环节，智能电网技术深度融入各类电源系统。对于传统火电，通过智能监测设备实时采集锅炉、汽轮机等关键设备的运行数据，利用大数据分析与人工智能算法优化燃烧效率和机组运行参数，降低能耗与污染物排放；新能源发电领域，风电、光伏电站部署智能功率预测系统，结合气象数据和历史发电信息，精准预测发电功率，实现发电计划与电网调度的有效衔接。同时，储能技术与智能控制装置配合，平滑新能源发电的间歇性和波动性，提高新能源在电力系统中的消纳能力，保障发电侧稳定运行。

（二）输电环节的智能电网技术应用

输电环节中，智能电网技术显著提升了线路运行的安全性与可靠性。无人机、智能巡检机器人搭载高清摄像头、红外测温等设备，对输电线路进行全方位、高频次巡检，及时发现线路设备缺陷、通道隐患等问题，并将数据实时回传至监控中心。基于物联网与卫星定位技术，构建输电线路状态监测系统，实时感知导线温度、弧垂、覆冰等运行参数，结合预警模型提前预判故障风险。

（三）配电环节的智能电网技术应用

在配电环节，智能电网技术实现了配电网的智能化升级。配电自动化系统通过智能开关、馈线终端等设备，对配电网进行实时监测与控制，当发生故障时，系统可快速定位故障点，自动隔离故障区域并恢复非故障区域供电，大幅缩短停电时间。智能电表与用电信息采集系统广泛应用，实现了用户用电数据的实时采集与分析，为负荷预测、需求响应提供数据支撑。同时，分布式电源与微电网技术在配电侧的推广，实现了区域内能源的就地消纳与互补，提升了配电网的供电可靠性和能源利用效率。

结论

智能电网技术在电力工程的发电、输电、配电等环节的应用，有效提升了电力系统的安全性、可靠性与能源利用效率，推动了传统电力行业向智能化、清洁化转型。通过大数据、人工智能等技术的深度融合，实现了各环节的精准监测与优化控制，促进了新能源消纳与跨区域电力输送。然而，当前智能电网技术应用仍面临技术自主创新不足、管理机制滞后、网络安全风险等挑战。未来，需进一步加强核心技术研发，完善管理体系，强化安全防护，充分发挥智能电网在能源革命中的关键作用，助力实现“双碳”目标与电力行业高质量发展。

参考文献：

[1]许健，文科，徐正民.电力工程技术在智能电网建设中的应用分析[J].投资北京，2025，（03）：56-57.

[2]孔德育.电力工程技术在智能电网建设中的应用研究[J].科技资讯，2025，23（01）：76-78.

[3]戴虹，钟山.电力工程技术在智能电网建设中的应用与挑战[J].电工技术，2024，（S2）：155-157.