一、引言

电力工程作为能源供给体系的核心载体，涵盖发电、输电、配电、用电等全链条环节，其建设质量与运营效能直接关系到能源安全与经济社会发展。传统电力工程存在新能源消纳能力弱、调度运行效率低、设备运维成本高、安全防控智能化不足等问题，已难以适配“双碳”目标下能源转型与用户多元化用电需求。智能电网技术以大数据、人工智能、物联网、柔性输电等现代信息技术与电力技术深度融合为核心，具备源网荷储协同互动、运行状态精准感知、故障快速自愈等优势，为电力工程提质增效、绿色转型提供了关键技术支撑。

二、智能电网核心技术体系解析

智能电网技术体系围绕“感知-通信-决策-控制”全流程构建，涵盖多个关键技术领域，为电力工程各环节的智能化升级提供支撑：

1. 感知层技术：包括智能电表、同步相量测量装置（PMU）、物联网传感器、无人机巡检系统等，实现电力设备运行状态、电网潮流、环境参数等数据的全面采集与实时监测，是智能电网精准决策的基础。

2. 通信层技术：以5G、光纤通信、电力线载波通信（PLC）、边缘计算等为核心，构建高速、可靠、安全的通信网络，保障感知数据、调度指令的高效传输，支撑源网荷储各主体间的实时互动。

3. 决策层技术：运用大数据分析、人工智能算法、数字孪生等技术，开展负荷预测、新能源出力预测、故障诊断、调度优化等工作，为电力工程运行管理提供科学决策支持。

4. 控制层技术：涵盖柔性输电技术（如SVG、STATCOM）、储能调控技术、馈线自动化（FA）、需求响应控制等，实现对电网运行状态的精准调控，提升电网安全稳定运行水平与资源优化配置能力。

5. 安全防护技术：包括网络安全态势感知、数据加密、访问控制、应急响应等技术，保障智能电网设备、系统与数据的安全，防范网络攻击与安全事故。

三、智能电网技术在电力工程各环节的应用实践

（一）发电侧：推动新能源高效并网与消纳

发电侧是电力工程的源头，智能电网技术重点解决新能源（风电、光伏）出力波动性、间歇性带来的并网难题，提升能源生产效率与消纳能力。

1. 新能源出力预测技术：基于大数据与机器学习算法，整合历史出力数据、气象预报信息，构建高精度新能源出力预测模型，预测精度可达90%以上。例如，在大型光伏电站工程中，通过预测模型提前预判光伏出力变化，为电网调度提供依据，避免新能源发电弃光、弃风现象。

2. 储能协同调控技术：在新能源电站配套建设电化学储能、抽水蓄能等储能系统，结合智能储能调控平台，实现新能源出力的“削峰填谷”。以某风电场工程为例，通过储能系统与风电的协同运行，平抑风电出力波动，使风电并网合格率提升至98%，弃风率降低5个百分点。

3. 虚拟电厂技术：整合分布式光伏、分散式风电、储能设备、电动汽车等分布式能源资源，通过虚拟电厂平台实现集群化管理与协同调度。某工业园区虚拟电厂工程，接入分布式电源总容量200MW，通过智能调度实现与大电网的友好互动，在用电高峰时段向电网输送电力，既提升了新能源消纳率，又为用户创造了经济效益。

（二）输电侧：提升输电效率与安全稳定水平

输电侧作为电力工程的“大动脉”，智能电网技术聚焦特高压输电工程、常规输电线路的智能化升级，强化输电能力与安全防控。

1. 特高压柔性输电技术：在特高压输电工程中应用柔性直流输电（VSC-HVDC）、静止同步补偿器（STATCOM）等技术，解决传统特高压输电系统稳定性不足、调压难度大等问题。例如，某±800kV特高压柔性直流输电工程，通过柔性输电技术实现功率的精准控制，输电容量提升20%，线路损耗降低15%，有效支撑了跨区域清洁能源输送。

2. 输电线路智能巡检技术：采用无人机巡检、直升机巡检、在线监测装置等技术，替代传统人工巡检模式。无人机搭载红外热成像仪、高清摄像头，可实现输电线路导地线、绝缘子、杆塔的全方位检测，巡检效率提升5倍以上，发现缺陷准确率达95%。某省级输电工程采用智能巡检系统后，线路故障排查时间从平均4小时缩短至30分钟，大幅提升了输电线路运维效率。

（三）配电侧：构建智能高效的配电网络

配电侧是电力工程连接输电侧与用户侧的关键环节，智能电网技术重点推进配电网的自动化、智能化升级，提升供电可靠性与供电质量。

1. 馈线自动化（FA）技术：在配电网工程中部署馈线终端单元（FTU）、故障指示器等设备，实现配电网故障的自动定位、隔离与恢复供电。某城市配电网改造工程中，应用FA技术后，配电网故障平均停电时间从45分钟缩短至10分钟以内，供电可靠性提升至99.98%。

2. 智能配电台区技术：通过建设智能配电台区，整合智能电表、配电变压器监测终端、无功补偿装置等设备，实现台区负荷监测、电压调节、无功优化等功能。某农村配电网智能台区工程，通过无功补偿装置自动调节台区电压，电压合格率从92%提升至99.5%，台区线损率降低3个百分点。

3. 配电网数字孪生技术：构建配电网虚拟仿真模型，实时映射物理配电网的运行状态，模拟不同运行工况下的电网响应。某工业园区配电网工程应用数字孪生技术后，实现了配电网规划设计、运行监控、故障模拟的全流程数字化管理，规划方案优化效率提升40%，调度决策科学性显著增强。

（四）用电侧：实现用户与电网的互动共赢

用电侧是电力工程的终端，智能电网技术聚焦用户用电体验提升与需求响应能力建设，推动用电模式从“被动用电”向“主动互动”转变。

1. 智能电表与用电信息采集技术：在用户端安装智能电表，通过用电信息采集系统实现用户用电量、电压、电流等数据的实时采集与远程传输。目前，我国智能电表覆盖率已达100%，为阶梯电价执行、用电行为分析、精准营销提供了数据支撑。

2. 需求响应技术：通过价格激励、补贴政策等方式，引导用户在用电高峰时段减少用电、低谷时段增加用电。某城市需求响应示范工程，接入工业用户、商业用户等柔性负荷资源500MW，在用电高峰时段通过需求响应削减负荷80MW，有效缓解了电网供电压力，用户也获得了相应的经济补贴。

（五）调度管理：打造一体化智能调度平台

调度管理是电力工程全链条高效运行的核心，智能电网技术推动调度管理从传统人工调度向智能化、一体化调度转型。

1. 智能调度控制平台：整合发电、输电、配电、用电各环节数据，构建“源网荷储”一体化调度控制平台，实现电网运行状态的全面监控与协同调度。某省级电力调度中心智能调度平台，接入各类电源、负荷、储能设备数据，具备负荷预测、新能源消纳优化、应急调度等功能，调度指令执行效率提升30%。

2. 人工智能调度算法：运用深度学习、强化学习等人工智能算法，优化电网调度方案，实现安全约束下的经济调度。某区域电网应用人工智能调度算法后，电网运行成本降低8%，新能源消纳率提升6个百分点。

四、案例分析——某智能电网示范工程应用实践

某省级电力公司投资建设的智能电网示范工程，涵盖发电、输电、配电、用电全链条，总投资50亿元，是我国新型电力系统建设的标杆项目。该工程的核心应用实践与成效如下：

1. 技术应用：在发电侧，建设100MW光伏电站与200MW/400MWh储能电站，应用新能源出力预测与储能协同调控技术；在输电侧，采用特高压柔性输电技术与无人机智能巡检系统；在配电侧，改造100个智能配电台区，部署馈线自动化设备与配电网数字孪生系统；在用电侧，接入5万户智能电表用户与20家工业柔性负荷企业，建设需求响应平台；在调度管理侧，搭建“源网荷储”一体化智能调度控制平台。

2. 应用成效：通过智能电网技术的全面应用，该示范工程实现了三大成效：一是新能源消纳率提升至98%，每年减少弃光弃风电量1.2亿kWh；二是供电可靠性提升至99.99%，用户平均停电时间缩短至5分钟/年；三是电网运行成本降低12%，用户用电成本平均下降8%，实现了生态效益、经济效益与社会效益的有机统一。

五、智能电网技术在电力工程应用中存在的问题

（一）技术融合与标准化不足

智能电网涉及多领域技术融合，但目前部分技术存在兼容性问题，如不同厂家的智能设备通信协议不统一，导致数据共享困难；缺乏统一的技术标准与规范，影响了智能电网技术的规模化应用与互联互通。

（二）投资成本与经济效益平衡难度大

智能电网技术研发与工程应用需要大量资金投入，如特高压柔性输电设备、储能系统、数字孪生平台等成本较高；部分技术应用的短期经济效益不明显，投资回报周期长，影响了电力企业的应用积极性。

（三）安全防护面临严峻挑战

智能电网高度依赖信息技术与网络通信，网络攻击、数据泄露等安全风险显著增加；部分电力工程的安全防护体系不完善，缺乏针对智能设备、调度系统的专项安全防护措施，存在安全隐患。

（四）专业人才队伍建设滞后

智能电网技术的应用需要既掌握电力专业知识，又熟悉信息技术、人工智能等领域的复合型人才；目前电力工程行业相关专业人才短缺，现有人员的技术水平难以适配智能电网技术的快速发展。

七、结论与展望

智能电网技术为电力工程的绿色化、智能化、高效化转型提供了核心支撑，在发电侧、输电侧、配电侧、用电侧及调度管理环节的应用实践已取得显著成效，有效提升了能源消纳能力、供电可靠性与运行经济性。然而，当前智能电网技术在电力工程应用中仍面临技术融合不足、投资成本高、安全防护薄弱、人才短缺等问题，需要通过完善技术标准、优化投资模式、强化安全防护、加强人才培养等措施加以解决。未来，随着数字技术、人工智能、新能源技术的持续迭代，智能电网技术将向“全域感知、全时响应、全链协同”的方向发展，在电力工程中的应用将更加深度化、广泛化。电力企业应主动把握发展机遇，加大智能电网技术研发与应用力度，推动电力工程行业高质量发展，为新型电力系统建设与“双碳”目标实现提供坚实保障。

参考文献

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