6.1.4电力系统分析和仿真技术
电力系统分析和仿真技术为智能电网的规划、设计和运行提供了重要的工具和手段，电力系统的发展与装备、技术的进步促进了电力系统分析和仿真技术的发展。当今，世界各国的电力系统发展得越来越庞大，电力系统的运行也越来越复杂，发生的事故越来越难以用传统的分析方法预测。在我国，随着三峡电站的建设、西电东送工程的实施和全国联网工程的推进，我国大陆部分在21世纪初叶将形成规模巨大的全国性的互联电网，而且全国联网系统中既有交流线路，又有直流线路，还包括诸如无功静止补偿器之类的电力电子设备和FACTS装置，从而使电网的安全稳定运行控制变得十分复杂。为了提高电网安全稳定运行水平，对电力系统仿真技术提出了更高的要求。
电力市场化是当前世界电力工业的发展趋势。我国也开始实施以“厂网分开，竞价上网”为第一步目标的改革计划。“竞价上网”的运行模式与传统的运行模式有很大区别。这对系统的安全稳定和经济运行提出了许多新的问题。运行方式的确定涉及经济指标、安全约束，还要处理潮流阻塞等问题。运行方式的计算不再是纯技术的考虑，要求将电力系统技术分析与经济分析相结合。随着电力市场化改革进程的进一步加快，一些新的理论和方法将用于电力系统的计算分析，以适应电力市场技术经济分析的要求。
我国电力系统实时仿真的发展历程基本跟踪了国际上电力系统实时仿真发展不同阶段的最新技术，基本情况如下：20世纪60年代初，由前苏联援助电科院建成了我国最大的电力系统动态模拟实验室；80年代初，为了对我国正在建设的500kV输电系统进行电磁暂态方面的分析和研究，中国电力科学院和武汉高压研究所从美国PTI公司分别引进了TNA设备；80年代中期，为了配合我国葛上直流工程的系统调试和工程投运后的事故调查与分析及运行人员的培训，从原瑞士BBC公司(现ABB)引进了早期的数模混合式高压直流模拟仿真设备；1996年，为了对我国正在建设的三峡工程的输配电工程进行实时仿真研究，中国电力科学院从加拿大TEQSIM公司引进了先进的数模混合式仿真系统；90年代中期，为了跟踪国际上电力系统实时仿真技术发展的潮流和500kV系统继电保护现场调试及例行检验的需要，少数电力企业、中国电力科学院以及一些高校引进了少量的RTDS装置；目前，中国电力科学院已经开发出了为智能电网配套的电力系统全数字实时仿真装置。
当今国内外一些大型电力系统分析软件正向多功能、综合分析的方向发展，如国外的EMTP、EMTDC、NETOMAC、PSS/E及国内的PSASP、中国版BPA等。其中有的程序集多种分析功能于一体，如机电、电磁暂态分析，特征值分析等。有的程序具有用户自定义的建模功能和方便的用户接口，可以满足电网中各种新型元件和控制系统建模分析的要求。
先进的电力系统分析软件都建立在先进的计算机软件平台之上，并得到数据库的支持，有着对用户友好的界面。面向对象的软件技术为电力系统分析软件的进一步发展提供了新的手段。计算机和网络技术的发展给电力系统分析软件提供了进一步发展的条件，基于Web和分布式网络计算的电力系统计算分析已初见端倪。
6.1.5新能源发电技术
随着世界经济的发展，人们对电力的需求持续增加。由于煤炭、石油等一次能源价格持续上升，同时发电所带来的环境污染、温室效应等问题越来越严重，人们对低污染、可再生新能源发电方式的关注度逐渐增加。可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，相应地采用这些能源发电即是可再生能源发电。
我国未来的智能电网将更好地协调新能源发电与传统能源发电之间的关系，达到节能降耗的目的。
1.风力发电
风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，应是近期发展的重点。全球大气中总的风能量约为1017kWh，其中蕴藏的可被开发利用的风能约有3.5×1012kWh，这比世界上可利用的水能大10倍。中国风力资源十分丰富，全国风能储量约4.8×1012kWh，可开发利用的风能资源总量达2.53×109kWh。
风力发电机组是风电系统的关键设备，国际研究热点集中在风轮机的材料、结构、发电机控制技术、功率容量以及可靠性等方向。近年来，变速风力发电机组捕获风能的能力约为15%。此外，由于海上风速较陆地大且稳定，发展海上风电场受到重视。风电机组将向大容量、智能化、高稳定性和可靠性方向发展。小型风力发电机组在我国有风无电地区需求巨大。
2007年11月28日，甘肃酒泉风电基地及配套电网工程前期工作正式获得国家发展与改革委员会批准。这标志着目前国内规划规模最大的风电基地及配套750kV电网工程建设进入实质性阶段。酒泉风能资源蕴藏丰富，按照规划，到2020年，酒泉市将选址建设几处装机100万~500万kW的特大型风电场，最终建成千万kW级风电基地，规划总装机3565万kW。目前，我国风电的规模在世界排名第五，但与排名第一的德国(装机容量20620MW)及其他一些风电技术水平较高的国家相比还有很大差距。国内的风电设备主要依靠进口，虽然风电成本已下降很多，但相比火电成本优势在短期内并不会明显改善，风电行业的发展还有很多障碍。智能电网技术将有效地解决风电及其他可再生能源的并网运行问题。
2.生物质发电
生物质能传统利用的是农、林、牧业的副产品及加工残余物，包括秸秆、薪柴等。我国的生物质资源总量2010年可达到约8.8亿吨标煤/年，2020年可以达到约10亿吨标煤/年，2050年可达约13亿吨标煤/年。
生物质发电是利用生物质燃烧或生物质转化为可燃气体燃烧发电的技术，主要有直接燃烧发电、气化发电和混合燃烧发电三种方式。生物质发电技术已比较成熟，在国内外都有广泛的应用。
生物质直燃发电的技术特点是发电方式规模较大(1万~3万kW)、效率高、运行成本低。国内已建成及正在兴建的生物质能直燃发电厂包括国能单县2.5万kW秸秆发电厂、国能威县2.5万kW秸秆发电厂、国能成安2.5万kW秸秆发电厂、国能高唐秸秆发电厂、国能垦利2.5万kW秸秆发电厂、河北省晋州市2.5万kW秸秆发电厂、江苏省如东县2.5万kW秸秆发电厂等。
生物质热解气化发电是指在气化炉中将生物质原料气化，生成可燃气体，经过净化，供给内燃机或小型燃气轮机，带动发电机发电。我国第一台装机容量为160kW的稻壳气化发电装置于1981年在江苏苏州八圻米厂成功运行。
近来，我国首个25MW秸秆生物燃烧发电厂于2004年在山东开工建设，年发电量1.56亿kWh。国内首个沼气发电厂在浙江丽水市成功试车，每年可利用生猪屠宰场的污水、废弃物产生的沼气发电2.0×107kWh。2008年1月全球最大的畜禽类沼气发电厂在内蒙古正式投产发电，该项目日发电3.0×104kWh。
3.太阳能发电
地球一年接受太阳辐射能高达1.8×1018kWh，是全球能耗的数万倍。丰富的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的能源。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原为太阳能资源丰富地区。除四川盆地、贵州资源稍差外，东部、南部及东北等其他地区为资源较富和中等区。
20世纪90年代以来，我国太阳能光伏发电的发展很快，已广泛用于航天、通信、交通以及偏远地区居民的供电等领域。2002年国家实施了“送电到乡”工程，采用大规模太阳能光伏发电技术解决农村无电地区供电问题，带动了太阳能电池的生产和推广应用。近年来又开辟了太阳能路灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的应用领域。太阳能光伏发电并网工程已开始启动。北京先后安装了50kW、100kW和140kW太阳能光伏并网发电系统，深圳安装了1MW太阳能光伏并网发电系统，上海和无锡都计划实施了大规模的太阳能光伏屋顶计划。荒漠太阳能光伏电站项目也在推进中。2005年初甘肃敦煌8MW光伏发电系统建设项目已被列入国家“十一五”规划，四川准备在攀西地区建设一个装机容量为2MW的太阳能发电站。
根据国家可再生能源中长期发展规划，到2010年全国光伏发电总装机容量将达500MW。目前我国有近50%的光伏发电设备实现了国产化。全国太阳能电池年生产能力超过200MW，约90%的产品出口到国外，其产业的全球市场占有率在1%~2%。继太阳能薄膜电池制造基地落户上海以来，中国最大薄膜太阳能电池基地又将在烟台建成，薄膜电池的硅原料消耗量仅为传统硅片电池的1%。
4.地热能发电
地球内部蕴藏着无比巨大的热能，地热能的总储存量为全球所有煤炭总储量的1.7亿倍。通常地热资源分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型等五种类型。目前能为人类开发利用的只有前两种。
我国地热资源丰富，主要分布在西藏、滇西和台湾等地区。现已发现的地热点3200多处，已打成地热井2000多眼，其中可用于地热发电的有200多处，总发电装机容量潜力为5800MW。羊八井地热电站是我国自行设计建设的第一座商业用途的地热电站，现已有8台3000kW机组，总装机2.5×104kW，年发电量占拉萨电网的45%。中国的地热直接利用设备总功率达2443MW，居世界前列。目前营运的地热电站主要采用水蒸气发电或双循环发电方式，其相关技术已经基本成熟。
6.1.6电力系统信息化技术
电力信息化是指信息技术在电力工业中的应用，是电力工业的生产、调度、设计、计划、基建等环节应用全过程的统称，是电力工业在信息技术的驱动下由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变的过程。一般意义上，电力信息化包括管理信息系统、电力通信与调度自动化、电厂及变电站过程监控自动化、电力负荷控制与管理、电力工程计算机辅助设计等方面，大致分为网络和应用两个层次。网络提供基础平台，是信息化建设的基础设施；应用对应服务对象，是信息化建设的个性领域。
我国电力信息化建设已有40多年历史。从1960年到1980年，是电力信息化的起步阶段。这一期间的信息技术应用领域非常有限，主要集中在电力实验数字计算、工程设计科技计算、发电厂自动监测、变电站自动监测等方面。1980年到1995年，属于专项业务应用的阶段。初步开展了管理协调措施，如建立电力工业计算机应用领导小组，引进国外计算机系统，进行计算机培训，同时实现电网调度自动化、计算机辅助设计，计算机访问系统得到不同程度的应用。1996年到2000年是计算机的综合应用阶段，开始在电力企业建立局域网和广域网。国家电力公司信息网络按四级构架设计，国电信息中心和各网省电力公司信息中心统一协调，建立起覆盖全国36个网省电力公司的一级和二级主干网。从2000年至今，信息化系统由分散向集中控制发展，是生产和管理趋于密切结合的阶段。网络和信息安全愈加受到关注，同时纳入了电力安全的体系，信息系统开始走向实用化。其他专项系统更加成熟，开始整合信息系统平台、整合信息资源、应用系统向集成化发展。如DMIS、电厂SIS系统、EMS系统以及供电营销CRM和客户服务中心系统纷纷开发建成。2003年9月，国家电力监管委员会信息中心成立，开始实现数据资源的共享。
当前，我国电力系统通信技术和通信网络实现了跨越式发展，电力通信的主要传输方式从20世纪70年代的电力线载波、80年代的模拟微波、90年代的数字载波，到今天的以光纤和数字微波为主，卫星、电力线载波、电缆、无线等多种通信方式并存，初步建成了以光纤数据网络为基础的电力专用通信网IP业务综合平台，为电力信息化的深层发展奠定了基础。同时，国家电网公司所属区域和省级电网公司均建立了企业本部局域网络和企业广域网络，网络传输带宽由原来单一X.25和64Kb/s微波网络，发展为包括2M到622Mb/s光纤、VPN公共数据通道的多种信息网络。随着电力光纤数据网络的建成，电力信息网在电力数据网上主干带宽提高到622M，分支带宽达到155M。电力数据网运行稳定，为跨网业务应用提供了条件。
