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一 什么是智能电网
所谓智能电网即以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术,信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
按照我国著名能源问题专家武建东先生的描述。将“智能电网”称之为“智能互动电网”或“互动电网”或许更加准确,即“互动电网”是指在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化,信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。
智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化,简称为“坚强的智能电网(strong Smart Grid)”。智能电网概念提出的时间虽然不长,但人们对这项变革的热情却极为高涨,其根本原因是,智能电网战略不仅为全球能源转型提供了一个重要的契机,更为电力设备行业提供了无限的商机和难得的发展机遇。
智能电网是人类面对电力供需平衡、新能源的接入、电网可靠性以及信息安全挑战的一种必然选择。它代表了电网将来进化的一种愿景:结合先进的自动化技术、信息技术以及可控电力设备,支持从发电到用电的整个电力供应环节的优化管理,尤其是新能源的接人以及电网的安全运行。智能电网在电网安全运行、可为用户可靠提供高质量电能前提下,提高能源使用效率,减少对环境影响,同时可以形成新的产业群,促进就业。
二 智能电网在用电方面的优势
智能电网技术允许我们更好的管理、节约、监控和使用能源,将能源使用的决定权交给消费者,由他们决定何时、何地以及如何使用。可以预计的好处包括节省电费、智能管理、更强的可靠性和使用效率、增加可再生能源的使用、支持混合动力车的接入以及使家庭设备的智慧化。
(一)可靠性
现代化的电网在建设时就考虑要彻底安垒性。在电网发生大扰动和故障时,智能电网仍能保持对用户的供电能力。而不发生大面积的停电事故;在自然灾害和极端气候条件下或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。智能电网技术可以更好地对人为或者自然破坏进行识别和反应。实时信息可以让电网操作员隔离被破坏的环节,让电力绕过损毁区域,重新供电。
(二)自愈性
使用实时传感器和自动化的控制设备,对电力系统的故障进行预测和检测,进而做出反应,自动的避免停电和电力质量恶化。在智能电网里面,停电的事故永远不会发生,系统的局部故障并不会导致某些地区的停电。
(三)互动性
智能电网一个非常核心的理念就是试图通过双向的信息传递和分时电价,改变电力用户的用电行为,以“削峰填谷”,降低系统对电源容量的需求。实时、双向通讯的智能电网能鼓励用户节约能源,同时允许用户向电网卖电。家庭太阳能板、小型风电和电动汽车都可以接人电网,普通家庭和小型商业用户可以把他们富余的电能通过智能电网卖给邻居或是电网的其他用电方。
(四)兼容性
国内风电场开发地区一般都集中在边远地区,这恰恰是电网比较薄弱的地方,承受能力有限。并且,边远地区负荷相对较小,使得发出的电很难在当地被消纳。风电密度低、不稳定、不连续性使得发电量忽上忽下,对我国尚不坚强的电网构成冲击,电网不愿接人,使风电场利用小时数过低,无法形成规模效应,导致风电项目内部投资回报率低于8%的社会平均水平,缺乏投资吸引力。目前国内电网发展滞后已经成为新能源发展的瓶颈,而智能电网将会解决新能源发电上网难的问题已成为各国的共识,智能电网强调在供电安全、可靠和优质的基础上,实现清洁、高效和互动的目标。这个电网建成后除了能够输送传统煤电外,还能够输送可再生能源,比如风电和太阳能。我国之所以高调提出大力建设智能电网,主要原因是支持风电、太阳能等新能源接人,支持需求侧管理。
(五)节能环保性
智能电网的首要作用是节能,去年我国社会用电总量近35000亿千瓦时。实现电网信息化之后,每年在配电输电用电等环节即可节约5%至10%的电力资源,节省价值近2000亿元人民币。建造智慧电网除了是为消费者服务外,也是出于环境保护的考虑,建造智慧电网城有助于城市减排温室气体。
三、如何促进智能电网更好地实现电用优化配置
我国的智能电网是建立在特高压建设基础上的坚强的智能电网。中国式智能电网将以特高压电网为主干网架,利用先进的通信信息和控制技术,构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能电网。其特征将包括在技术上实现信息化、数字化、自动化和互动化,同时在管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化。
虽然智能电网在技术上已经证明可行,但其经济性,安全性、稳定性尚需在实践中反复验证,在我国大面积实施也需要一定的时间。从需求侧管理入手实现智能化和实现新能源发电接入,对电网的要求很高。至少目前看来,在电网上的大量投入很难获得即时的回报。因此,对电网建设的态度以及投入力度,还将左右智能电网的实施进度。目前来看,主要是要抓好以下几点工作:
(一)制定标准的体系
要想商业运行大规模智能电网,必须有一个被业界认可的标准体系。智能电网标准体系的制定是一项庞大的工程,非一个组织之力能完成。
目前我国所做的智能电网标准体系还只是国家电网公司层面的技术标准研究,只在公司层面被遵循,今后再根据情况积极推进国标、行标和企业标准的制定。而具体标准需要得到参与智能电网建设的各界的认可,进而对外。最终确定的智能电网行业标准、国家标准和国际标准的制定,还要经历一套专门的管理体系和流程。国家标准的制定,有可能组织包括电监会、电网公司、制造商等多方参与制定标准,由国家技术监督局下属的标准局来组织专家评审。
尽管如此,国家电网目前在智能电网的技术标准制定上一直走在最前头,最终制定出的公司技术标准很有可能逐步上升为智能电网的行业标准甚至国家标准。
(二)提高技术水平
目前我国的智能电网建设也已开始起步,我国数字化电网涵盖发电、调度、输变电、配电和终端用户各环节,是智能电网的初级阶段。智能电网将对集成电路技术、软件技术、新型元器件技术、电子材料技术、网络和通信技术,存储技术、网络和信息安全技术、显示技术、测量仪器技术、电子专用设备制造技术、导航和遥感技术提出更高要求,同时推动我国在这些信息技术领域的核心能力得到进一步提高。
(三)保护知识产权
中国智能电网的规划与建设,与美国几乎同步,未来都需要10年甚至更长时间去建设和完善。在这一发展过程中,中国企业和相关部门将有机会与国际上一些标准制定机构进行合作,在保护知识产权和促进产业发展方面获益并作出贡献。
参考文献:
[1]温哲,电力企业需要智能电网[J],广西电业,2007(1)
【关键词】OS2 电网 调度自动化 一体化 模块化
为适应电网的快速发展需求,提高电网运行能力,解决电网中的信息孤岛、协作难等问题,二次系统一体化的研究早在几年前就被提上议事日程,并提出一体化电网运行智能系统(OS2)。这一系统打通各个专业系统之间的联系壁垒,实现各专业系统的横向业务协作和纵向数据交流,提高电网的综合运行能力;将孤岛式的专业系统有机联系起来,加强专业系统之间的数据交互。
1 OS2整体架构
1.1 定义
OS2就是按照SOA标准体系,具有一体化、模块化、智能化特征,能满足电网公司各级调度主站和10kV以上所有厂站运行业务需求和管理需求的新一代电网运行技术支持系统。OS2的主站端系统涵盖电网运行监控、管理的业务功能,运用标准化、开放的技术架构,将在线与决策、保信、节能发电调度、发电辅助服务考核、DMIS等系统有机结合起来,满足电网运行监控和管理全部的业务需求。厂站端则是在现有的自动化系统、数字变电站等的基础上,整合间隔层装置、站控层数据、站端智能化功能,并建设统一的数据采集通道,实现各类数据的统一采集和交换。
1.2 技术架构
OS2由主站端系统和厂站端系统组成,各个主站端和厂站端系统又可以分成运行控制系统(OCS)、运行管理系统(OMS)、电力系统运行驾驶舱(POC)或变电运行驾驶舱(SOC),覆盖电网运行和管理的全过程,如图1所示。
在这个技术架构中,OCS的主要功能是电网运行的在线监控和自动控制;OMS则是通过运行分析辅助决策,重视决策的策划。OCS与OMS的协同配合,实现电网的闭环控制和管理。POC建立在主站端系统的OCS和OMS上,它面向电网的决策管理人员和关键岗位人员,服务用户,为其提供一站式的运行状况和决策支持服务。而SOC则是建立在中心站的OCS与OMS之上,面向变电运行的关键岗位,为其提供面向厂站的运行、设备管理等方面的服务。除此之外,在这个系统中,还有横向/纵向的OSB系统,其贯穿于整个电力生产的全过程中,是OS2系统的信息交互纽带。各个主站、厂站系统通过纵向的OSB实现信息交互,而系统内则采用横向OSB系统,通过统一的信息编码、标准接口实现各个模块的即插即用,将系统与企业的信息管理系统交接起来,实现为企业的在线服务,实现信息共享。
2 OS2的特征
2.1 一体化
OS2提出的初始原因之一就是要解决电网系统中的信息孤岛、缺乏统一规划管理问题。因此,该系统在建设之初就大力推进全方位覆盖、全过程管理和统一规划。在OS2系统中,其一体化特征主要体现在三个方面:一是从广度上覆盖整个电网,一体化的全方位覆盖,它支持全网各级调度主站和厂站的一体化运行监控、运行管理。二是从深度上实现全过程的覆盖,满足电网运行的安全、经济、技术等要求,覆盖电网运行的全过程,实现电力系统发电、输电、配电、用电等环节的无缝对接和一体化管理。三是从协同作战上实现一体化的全面协同,支持电网各个专业业务的横向、纵向协调。
2.2 模块化
OS2是面向电网专业业务的运行调度自动化系统,它以业务为导向,将其形成不同的模块,实现业务与生产的耦合。从系统运行方面来看,模块化包含了整个电力系统发电、输电、配电、用电的全过程。它建设了开放的信息化平台,并应用标准化接口保证各类专业系统以模块化形式即插即用,实现各个专业系统融入OS2中协同作战。在主站端的模块化上,它将电网的运行数据集中到一起,为决策提供辅助服务;统一了电网的模型,消除信息孤岛,实现了各个业务的横向、纵向交流,提升电网的一体化运行管理能力;整合现有资源,并健全标准体系,加强信息化管控。
2.3 智能化
OS2的智能化是实现电网运行信息的横向、纵向无障碍流通和交互,打破了专业系统之间的壁垒,实现了电网的闭环运行控制,并加强安全监控预警,保证电网运行的安全。通过智能化提高各个系统之间的协同作业能力,从而有效提高各项工作的效率和质量,提高经济效益和社会效益。从技术角度来说,OS2实现各个专业、领域的互动配合。一是调度中心的各个专业之间的互动配合。二是电网运行与规划之间的互动配合,OS2实现贯穿于电力系统运行全过程的信息无障碍交互,而这些正好为规划工作提供依据,使得规划工作更加精细化,及时将电网运行的数据资料传递给电网规划,然后智能化进行不同周期、不同主题的规划,并跟踪规划对电网运行产生的影响。
3 结束语
本文介绍了一体化电网运行智能系统(OS2)的定义、技术架构、特征,其不能满足电网运行的经济、技术、安全等方面需求,介绍了电网运行的新思路,为实现电网运行管理的跨越式发展奠定基础。
参考文献
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[3]苏扬,温柏坚,胡剑锋等.一体化电网运行智能系统的安全网络架构设计[J].计算机安全,2013(11):42-46.
关键词:智能电网;关键技术
Abstract: in today's social development, power grid is an important infrastructure, and its running status is stable to people life has an important influence. Grid undertaken at run time in a heavier load on the grid, and the interference factors are. Therefore, grid operation state under the new era to maintain security and stability, we must conquer challenges.
Keywords: smart grid; key technology
中图分类号:TU349.7文献标识码:A文章编号:
一 、前言:
在社会经济发展中,为促进电网系统克服各种因素的干扰而维持正常运行,现在智能电网发展理念已被一些电力研究部门纷纷提出。如今,智能电网虽没有明被完全研制出来,但是国际上都在为建设智能电网而努力。不同的国家或地区,对智能电网概念的理解不同,随之产生了不同的电网研究思路与发展重点战略。
二、智能电网的特点
虽然每个国家对智能电网的理解以及研究思路等存在差异,但是他们都有着建设电网的驱动却一致,都考虑到了市场机制与电网安全性能、电能质量以及周围环境等因素。因此,智能电网有以下七项特点:
(一)自愈特点
自愈特点是对智能电网能够安全运行有重要的影响,因此,它是电网系统中较为显著的特点。自愈特点表现在智能电网受到各种影响时,不需要或是仅需较少的人为采取干预措施,就可以隔离电力系统中的故障元件或是将故障元件转变成正常元件,而保障电力系统正常工作。
(二)兼容特点
智能电网可以将风能、电能、太阳能等可再生的清洁能源应用其中,并且具有实现分布式发电与微电网同时作用的优势。其中,它还具有“即插即用”功能,兼容各式各样的电源与储能装置,在很大程度上可以实现用户对电力不同层次的需求。
(三)交互特点
智能电网具有在运行过程中实现用户设备和行为交互的特点。这种特点能够发挥电力用户作用,减少对环境污染,并且可以完善需求侧管理。
(四)协调特点
智能电网的协调特点能够实现电力市场的对接,并且市场设计合理化,在一定程度上可以促进电力系统高效运行。
(五)高效特点
现代信息技术的有效应用在电力系统中,可以整合资源,优化电网运行速度,减少电网系统在运行时所需投入的资金。
(六)优质特点
在市场经济中,电力用户使用的电力质量存在差别定价。
(七)集成特点
该特点可以对电网进行标准化管理,集成电网信息,共享资源。
三、智能电网的关键技术
(一)灵活的网络拓扑
我国的资源分布因地理位置而呈现出不均衡状态,并且在很久以前,我国采取了西电东送方针只为充分利用资源,改善资源现状。而随着国家电网的规模与形式发展越来越快,国家相关部门越来越重视电网系统运行时的稳定性及安全性。在主网架构标准增加的同时,电网结构应采取灵活的网络拓扑结构保证其在极度恶劣的天气条件下也能正常运行。
(二)集成的通信系统
智能电网是新时代下的一种新型的电力系统,它有着较高的安全性及稳定性等,并且智能电网在建设过程中应该加入故障预测能力以及故障处理能力。智能电网具备实时监测能力,能够全面的监测电网设备以及外延应用支撑等的状态。
(三)高级读表体系和需求侧管理
构建智能电网的主要观念是使电网系统拥有较强的智能判断能力和自我调节能力,在智能化网络系统中能够实现多种能源共同入网并实行分布式管理。高级读表体系与需求侧管理能够记录用户用电信息,当用户需要用电时,系统会自动将电能经过安全的输电方式向用户家中输送,从而减省电能的浪费。
因此,在构建智能化电网时,相关研究机构与供电局应该熟悉用户对电能的需求并掌握用户用电规律,保证电能输送与接收是一个完整的系统。在其中应用到的高级读表体系组成方式是电力公司具有的计量数据管理系统与通信系统以及用户家中的智能电表三者进行正确连接。
随着技术水平的提高,室内网络的出现在一定程度上促进了需求侧管理。智能电表具有多种功能,例如,对它进行计量间隔设置后,人们可以可以实现远程或是随机进行读取计量,方便操作,节省时间。可见构建智能化电力系统能够全方位的满足人们的需求,实现用户与电力部门之间能够进行双向互动,提高服务能力与管理能力,促进电力系统向现代化进程发展。
(四)智能调度技术和广域防护系统
智能电网建设中一般都会应用到智能调度技术,并且在智能调度研究领域该项技术支撑系统尤为重要,并且它具有多种功能,比如,它具有优化资源的功能,对电网系统进行科学调控能力等。此外,它还能够有效的提升调度系统,并且具备驾驭大型的电网能力,并为电力系统提供一定的技术基础。
实现调度智能化能够将网络保护与一些先进的技术有效结合,促进系统形成较强的安全防御防线,提高系统运行时对故障的灵敏度。
(五)高级电力电子设备
电力电子设备在能量转换系统中占有重要角色,它能够改善用户使用的电能质量,满足其需求。电子电力技术在智能电网中应用范围较大,几乎所有的电子设备与系统中都涉及到了该项技术的应用。比如,拓扑系统与有源滤波器等。
四、结束语
随着信息技术的发展,电力系统的发展取得了一定的进步。因此,智能电网建设不仅要结合现代信息技术发展状况,使电力系统拥有现代信息技术含量,还应该从国家实际国情与经济实力出发,立足该阶段社会对电力系统的需要,着眼未来电力系统的发展趋势,而进行合理的研究。
参考文献:
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[2]钟金.建设信息时代的智能电网[J].电网技术,2009(13).
智能电网建设是电网未来发展的主要方向,能够确保人们日常生活中用所需的电能质量,电力工程技术在智能电网中的应用,更是提高了电网运行的安全和可靠性。智能电网应用电力工程技术的形式具有多种,例如:在电力能源转换、电源、输电、发电过程中的有效应用。因此,为有效提高智能电网运行的稳定性,确保人们能够获得高质量电能,本文针对智能电网特点进行评价,并对智能电网中电力工程技术进行研究,试图为之提供行之有效的可行性建议。
关键词:
智能电网;特点;电力技术;运用
引言
当前全球一体化进程不断加快,随之而来的能源问题层出不穷,全球人口的急剧增长更是加重了能源问题。研究得知,我国地域辽阔,能源丰富,但是人均资源占有量却比较低,电能作为人们生活中必不可少的能源,在人们生活中发挥着重要作用,因此,需要供应足够的电能,智能电网建设就实现了这一要求,尤其是电力工程技术的使用更是加快了智能电网的建设速度,提高了智能电网运行的可靠性,保证了高质量电能的供应。
1.智能电网概念及特点的评价分析
1.1概念
智能电网概念是2006年始于美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。目前,已经得到了广泛应用。智能电网本质是一种电力体系,特别之处是该体系的组成是多个配电和输电系统,智能电网架构示意图,如图-1所示。随着科学技术的发展,智能电网的建设能够很好地适应电力市场的发展需求,不仅提高了电力工程的建设质量,还实现了在节能环保的同时提供可靠的电能,智能电网建设是电网建设未来的主要方向。智能电网的快速发展,还得益于电力工程技术在智能电网中的应用,例如:电力能源转换方面的应用、电源部分的应用、输电过程中的应用、发电过程中的应用等。
1.2特点
智能电网的特点是节约、智能和耐久性。节约可以有效解决我国能源紧张问题;智能特点可以提高电网运行的安全稳定性;耐久性则可以使得电网能够有效应对各种气候环境。
2.电力工程技术在智能电网的应用研究
2.1在电力能源转换的应用形式
调查得知,我国电力能源紧缺,随着科学技术的发展,我国电力行业开始尝试使用低碳新能源,在智能电网建设过程中,电力企业担负着全面转换能源的重任,只有确保智能电网安全稳定运行,才能够有效实现电能的远距离传输。从能源角度来讲,电力企业在智能电网建设过程中要有效利用新能源,践行低碳、环保理念,目前,智能电网建设主要使用两种能源:分布式能源和可再生能源。可再生能源是首选能源,智能电网建设过程中要有效利用电力工程技术,将可再生能源作为核心能源使用,比如:对太阳能、风能等可再生能源,促使电力工程技术在智能电网建设电力能源转换方面发挥重要作用。
2.2在电源部分的应用形式
从电源角度来讲,电力工程技术在智能电网建设方面发挥着重要作用。电力企业输电形式有交流和直流两种,交流电源又可分为变频和恒频两种形式。智能电网建设过程中变频和恒频电流都可使用,这可以大大提高智能电网运行的安全可靠性,也能够为智能电网下一环节的安全运行垫定基础。
2.3在输电过程中的应用形式
智能电网建设应用电力工程技术,必须要保持良好的运行状态和运行环境,才能够确保电力工程技术发挥应有的作用,有效发挥电力工程技术的功能和作用。在输电过程中应用电力工程技术,主要有两种形式:无功补偿技术和谐波抑制技术,这两项技术应用较为广泛。电力企业智能电网建设输电过程中应用这两种技术,可以有效减少了输电过程中的电能损耗,提高了供电质量。其中无功补偿技术更是在低压输配电线路中广泛应用,尤其是在农业领域具有重要影响。
2.4在智能电网发电过程中的应用形式
电力工程技术应用于智能电网的发电过程中,主要是借 助于电力电子元器件全面控制电网的运行状态。比如:使用节能装置降低发电过程中的能源消耗,,从而有效提高智能电网发电效率,减少电网运行成本,降低电费,最终提高电力企业的经济效益。
3.总结
综上所述,电力工程技术在智能电网建设方面发挥着重要作用,不仅能够提高电网运行的稳定性,还能够为人们提供高质量电能。智能电网中应用的电力工程技术具有多样性、多元性,目的都是为了确保电网安全稳定运行。随着科学技术的发展,电力工程技术在智能电网建设方面应用力度会越来越大,智能电网建设会向着更好的方向发展。
参考文献
[1]钱泽文.浅析智能电网建设输电环节的关键技术[A]第八届中国通信学会学术年会论文集[C].2011
[2]杨德昌,李勇,C.Rehtanz等.中国式智能电网的构成和发展规划研究[J]电网技术.2009(20)
[3]张海瑞,韩冬,刘玉娇等.基于反熵权法的智能电网评价[J]电力系统保护与控制.2012(11)
【关键词】智能电网;电力系统规划;应用
前言
将智能电网的相关技术运用到电力系统中来,有利于很好的控制电力技术成本,求得电力规划管理的最优化解,也有利于降低电力企业管理难度。因此,我们要做到事前规划、预先处理、提前排除、未雨绸缪、防患于未然,不断探索新型电网技术在电力系统中的应用策略,全面加强电力系统规划的应用,确保电力系统规划零故障目标的实现,促进电力系统规划作业更加安全稳定的进行,推动我国电力事业的不断发展,更好地为社会主义现代化建设服务。
1 智能电网的含义和特点
1.1 智能电网的含义
若干年前,一位科学家创造出了一种新型的无线控制器,主要是采用一种群体方式,将楼宇中的电器进行统一协调和调动,这就是智能电网。智能电网也被称为未来电网,它并不是具体的一个电网设施,而是一种综合了先进技术、将电网设备与其相结合的现代化电网,其主要特征为“安全”、“可靠”、“高效”、“经济”、“环境友好”,智能电网所涉及的专业领域很广泛,包含了制动控制、分析决策、导航感应、传感测定和计算机技术等。如果想深入研究智能电网,那么应该充分理解其含义、特点、所采用的技术等多个方面。
1.2 智能电网的特点
智能电网是以环境内容、市场导向和安全信息为基础的,其特点有如下几点:兼容、绿色、优质、协调、集成、交互、自愈、高效。这8个特点中,自愈的含义是供应电力的同时,智能电网能够及时找出运营过程中的错误和问题,进而妥善解决,从而使得电力输送的质量更加稳定,并且安全性、可靠性也更加切实;此外,交互的含义是智能电网将用户和电力企业进行双向的沟通和反馈,最终使得两者相适应,智能电网的双向通信和双向沟通是交互性的重要体现,那么电力用户就能以自身实际情况为基础,电力企业就能为其提供指定的需求。智能电网中的先进技术应用范围非常广,采用先进技术对智能电网进行优化和融合,就能有效提高其经济效益,并且高效运作;而绿色则是为了凸显智能电网所用能源为清洁的、绿色的、可再生的,这些能源不会对环境造成任何不利影响,还能缓解目前资源消耗量大的现状,能有效解决地区的能源不平衡分部问题。此外,智能电网还能将自动化生产和计算机技术综合并应用,且通过联网,还能够实现地方性的具体交易甚至全国性的大宗电力交易。
2 智能电网在电力技术和规划中的运用
智能电网最大的优点是能够利用洁净的、新型的和可持续的资源进行发电,从而减少了资源的损耗和生态环境的保护,我们在对智能电网的含义和特点进行深入了解后,可以具体分析其特征,进一步实现智能电网在电力系统中的多元化应用。
2.1 智能电网在发电中的充分应用
电力生产中的重要环节之一就是发电,那么如何将电力资源进行转化和储存所需要用到的科学技术进行广泛应用和推广,是目前电力技术和系统规划中的重要任务。智能电网能够利用最新的发电设备和技术传输并储备电力,在上述过程中,智能电网所利用的发电技术是多种多样的,例如生物发电系统、风能发电方式和地热发电等等,智能电网能够将上述发电方式有机综合,在为社会带来充足电力的同时,还能进一步降低环境污染率;另一方面,智能电网通过采用多元化的技术,还能有效提高电力系统的可靠供电性和安全供电性,从根本上缓解了电力供不应求的局面,逐渐将供电和发电趋向平衡。
2.2 智能电网在输电配电中的应用
输电和配电属于智能电网应用中的关键步骤,那么怎样才能做到输电配电中对智能电网的有效应用,是目前较重要的一个环节,在智能电网中合理应用输电和配电,能够对电力资源进行高效的利用。智能电网能够智能配置电网,并利用特高压的输电技术和设备进行电力的分流和运输,将输电和配电有机融合,不但能够将较远距离之外的电力系统相连接,还能利用超高温高导输电措施将损输电的耗降到最低,将污染度控制在0。
2.3 高速双向通信的应用
智能电网的技术中,高速双向通信是其重要的组成部分,该通信所用到的是智能电表和电子设备等高新技术,且这些高新技术相互融合、相互作用,能够达到智能管理的目的。在电力系统中,智能电网能够在电力运行过程中对用电量、输送电力的具体情况进行实时监控,对于运行时出现的问题,也能进行智能纠错,因此,智能电网在高速双向通信中具有很高的实用性,实现了电力输送的高效性和科学性。
2.4 智能固态表针的应用
传统的电力系统中,广泛应用的是电磁表,电磁表能够对用电进行有效管理,而智能固态表针与其相比,其优势和特点就明显体现出来了。例如智能固态表针能够促进电力使用情况的即时通信和及时交换,对于不同时段的电力使用情况和用电价格能够进行记录、综合和掌握,从而推进用电的科学化和合理化。
2.5 采用先进的电力技术对电网进行管理
智能电网的应用就代表必须要对旧式的电力技术进行创新,智能电网在建立和实施的过程中必然会具有多元化的新型技术和性能极佳的设备,例如全控型的大功率电器和元器件等等。这些最新的高科技设备也是目前对于智能电网建设和应用的最新要求,能够有效提高电力设备和电力系统的运行效率。
2.6 智能电网在电力调度中的应用
我们知道,电力系统的电力管理和调度是一个系统化的过程中,它涉及的面相对较广,同时具有一定的复杂性。实现智能电网的应用,可以通过智能化系统对电力资源进行跟踪分析,有针对性的开展电力调度和控制,因为智能电网可以对电力运行数据进行分析,进而采取智能化的操作,避免了一定程度上的用电故障和电力管理混乱情况的出现。
2.7 电力系统的智能化管理
智能电网最大的优点是能够利用洁净的、新型的和可持续的资源进行发电,从而减少了资源的损耗和生态环境的保护,非常符合现代社会提倡的“低碳生活和低碳经济”的可持续发展模式。智能电网对电力系统的管理控制主要通过以下几个步骤来完成,即自动检查、自动寻找、自动求解和自动执行。
3 结束语
总而言之,随着社会不断发展,市场经济发展越来越繁荣。我国电力系统更应该顺应社会发展需求,不断整改应对措施。这些问题需要得到积极的应对,在改进基础上提升智能电网效率。
在改革过程中,电网发展越来越顺畅,呈现出全新的发展模式。可想而知,在未来发展中,它将具备新前景。这也正是我国电网发展之趋势,这个趋势呈现出美好的景象。我国是一个人口众多,地域辽阔之国家,电网布局要符合我国国情,进行布局时能够充分考虑全局观。基于复员辽阔的国情上,进行科学化的电网建设和布局,这对未来电网发展有重要作用。在进行具体的建设时,应该着重做好电网规划,制定出发展战略。这样才能在竞争激烈的市场经济中,占据一席之位。科技推动社会发展,电网建设离不开智能化电网技术的融合,想要实现这一目的,需要进行规范化管理。
参考文献:
[1]王建平,王梦彪.智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究[J].电子测量与仪器学报,2013(03).
关键词:智能电网 产业趋势 新能源
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0031-01
1 智能电网概述
智能电网是新兴的技术和产业概念,到目前为止,各国不同机构对智能电网给与了各种不同的定义。例如,美国电科院(EPRI)认为智能电网是由多个自动化的输电和配电系统构成以协调、有效和可靠的方式运作。其拥有三大特点,一是电力市场和企业的需求能过快速的响应;二是实现安全可靠灵活的信息流是运用了现代通信技术,为用户提供可靠、经济的电力服务;三是具有快速诊断、消除故障的自愈功能。欧洲技术论坛对智能电网的定义是,智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体,利用高级感应、通信和控制技术,为客服的终端装置及设备提供发电、输电和配电一条龙服务,它实现了与客户的双向交换,从而提供更多信息选择、更大的能量 输出、更高的需要参与率及能源效率。
在我国对智能电网有所认识的是国家电网和南方电网。国家电网认为应以特高压为骨干的,且具有信息化、数字化、自动化、互动化等特点的,同时各级电网之间可以相互协调发展的为统一智能电网。而南方电网认为当前智能电网的定义还处在不断探索完善的过程中,但可以肯定的是,这个概念涵盖了提高电网科技含量,提高能源综合利用效率,提高点味甘供电可靠性,促进节能减排,促进新能源的利用,促进资源优化配置等内容,是一项社会联动的系统工程,最终实现电网效益和社会效益最大化。
因此,我们认为,智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的设备技术、控制方法、传感测量技术以及决策支持系统技术的应用从而来实现电网的安全可靠、经济高效的目标。
2 智能电网的主要功能
传统电网与智能电网相比较,它们之间的优点和特征都有所不同。从功能上来看,智能电网的主要功能包括:(1)鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实时电价信息和多样化用电方案,促使用户主动选择电能消费方式,并根据具体情况进行实时调整。(2)最大限度兼容各类分布式发电和储能,使分布式电源和集中式大型电源相互补充。(3)支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、实时电力交易等。(4)满足电能质量需要,提供多种的质量—价格方案。(5)优化电网运营。以电网的智能化和资产管理软件深度集成为基础,使电力资源和设备得到最有效的利用。(6)抵御外界攻击。具有快速恢复能力,能够识别外界恶意攻击并加以抵御,确保供电安全。
3 智能电网技术的发展现状
3.1 国外发展现状
智能电网将为新能源产业技术和传统的电网技术带来巨大地改变,这已成为全世界的共识,同时很多的国家都以建立智能电网为目标、行动路线和投资的计划。目前,智能电网研究较为成熟的主要是美国。为升级其日益老化的电网,在提升电网可靠性、安全性,并提高用电方效率,降低用电成本,美国于本世纪初较早提出了智能电网的概念。迄今,美国智能电网建设从理论研究到实践探索都积累了丰富的经验。
根据2009年的美国经济刺激法案,美国能源部确定了两个专项投资计划,分别为“智能电网投资拨款计划”及“智能电网示范计划”,投资额分别为33.75亿美元和6.15亿美元。受此推动,2010年美国的智能电网项目的数量大幅增长,总投资额超过100亿美元。与美国之前的智能电网建设工作相比较,美国近年来的智能电网项目呈现几个特点:第一,绝大多数项目都得到了政府新兴产业研究的资金支持。第二,用户侧和配网侧建设速度提速,并成为新的发展重点。第三,跨电力价值链环节综合集成项目成为主要的投资方向。第四,围绕电力价值链多个环节的并发建设成为重要的项目类型。
德国是欧洲智能电网技术发展的典型代表。德国不断加速新能源的应用范围,令其无孔不入。例如,德国提出的新能源计划是,在每个家庭的房顶上,都装上太阳能发电装置,再在庭院里建一个小型风能发电站,用它们来满足每个家庭对电和热的全部需求。德国人之所以敢这样做,是因为在德国,一张无所不能的智能电网正在铺开。这张网建立起来之后,新能源的利用率几乎可以达到100%。
德国对智能电网有自己的认识,所谓建立智能网,也就是把所有能源产生的电量,都放在一张电网上进行传输,这张网就叫智能电网。但它又与普通电网不同,其最大的特点是,它应用了大量的IT技术,使其更像一张互联网,因此具有极强的互动性。
3.2 国内发展现状
在世界各国进行智能电网建设的同时,我国也在积极推进智能电网的发展。2009年5月21日,在2009特高压输电技术国际会议上,国家电网了“坚强智能电网”的研究成果,并了坚强智能电网计划(2010年至2020年),如表1所示。国家电网公司提出的坚强智能电网概念:坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有数字化、信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
此外,国家电网还提出了“一特四大”的电网发展战略,即以大型能源基地为依托,建设由1000kW交流和±800kW直流构成的特高压电网,形成电力“高速公路”,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发,在全国范围内实现资源优化配置。同时,将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有可充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、提高电力供应的安全性、可靠性和经济性、减小对环境的影响、保证电能质量和减少电网的电能损耗等多个优点实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
参考文献
现阶段电力行业在实际发展中收到能源资源锐减的限制,进行电力行业变革已经不不可避免的方向。在这种背景下,智能电网信息和通信技术被人们越加关注,智能电网能够为人们听更加稳定的电能。智能电网需要众多先进的科技作为支撑,其中最为关键的技术就是信息和通信技术,因为智能电网在实际运行中灵活性及安全性都较高,因此能够促进我国电力行业的发展。
二、智能电网使用特征
(一)自愈功能
智能电网在实际运行中最为明显的特征就是电网系统具有自愈功能,主要原因就是电网系统在遭遇突发事件后能够在短时间内进行维护,进而保证电网系统的正常运行,例如电网如果遭遇雷击事故,维护人员能够迅速掌握雷击地点,对于电网进行隔离维护,在智能电网自身特征的情况下对于电网进行保护,及时排除电网安全故障。智能电网对于整个电网的运行可以做到实时的监控,;了解电网实际运行情况,减低人为对于电网的影响,对于出现问题的电力设备进行替更,进而让智能电网具有自愈功能。
(二)安全稳定
智能电网不仅仅能够为人们提供稳定的电能,在电能运输中的变电站及用户终端都在智能电网运行管理范围内,传输中的安全问题也是智能电网的安全问题。现在光线通信形式已经在智能电网系统内使用,由于光线通信在实际使用中具有数据量大、质量水平较高的特点,因此光线在智能电网系统内已经开始广泛使用,提升智能电网信息安全稳定性能。
(三)兼容整合性
智能电网在实际运行中能够将不同格式的数据及设备进行兼容,这让智能电网系统就能够为用户提供不同需求进行选择,保证用户对于电网系统的满足度,这就是智能电网的兼容特征。智能电网的整合特征就是在电网实际运行中对于信息技术进行分析,发现不同信息中的潜在关联,进而针对性对信息数据进行安全保护[1]。
三、智能电网信息技术和通信技术层次探究
(一)技术层次
智能电网想要保证正常及稳定运行,就需要智能电网在设备、通信、信息储存、管理应用等方面进行建设,但是着四个方面是智能电网建设的主要内容,只有将这四个方面紧密联系在一起,才能保证智能电网的稳定运行。电网设备方面就是让电网在实际运行中所需要的所有设备协同性工作,方便后期维护人员对于电网金西宁建设,保证电网能够将公共设备及通信技术紧密连接,智能电网运转,提升智能电网安全稳定性能。智能电网在实际运行中需要将数据进行储存,这样用户需要使用某些内容的数据情况下就可以通过浏览器进行寻找,提升用户寻找信息的便捷。智能电网在实际运行中需要将储存的信息数据进行科学性管理,发现不同数据建设的关联并进行控制,提升智能电网运行效率[2]。
(二)技术标准层次
智能电网在实际建设中需要使用大量设备与应用,不同设备间性能及结构又十分复杂,不同设备还需要跨地区进行连接,这就需要为这些设备及应用制定技术标准,保证设备及应用间整体性运行。一套专业性的技术标准体系是智能电网建设水平的重要衡量标准,对于智能电网每个环节都十分重要。技术标准体系就是将智能电网各环节进行规定,现在应用性最好的就是IEEE1588智能电网技术标准。IEEE1588智能电网技术标准最明显的特点就是能够保证整个电网整性运行,在数据传输中为数据进行保密措施。智能电网技术标准制定已经相当成熟,但是在用电环节的技术标准制定还有待完善[3]。
(三)信息网络层次
智能电网在实际运行中最为关键的技术就是信息和通信技术,我国现阶段对于信息和通信技术研究还存在一定缺陷,主要表现在三个方面,分别是网架稳定性及强度有待加强、资源整合、信息和通信技术在电网各环节间存在较大水平差距。智能电网网架尤其是骨干部分的网架在强度及稳定性能方面还存在一定问题,智能电网在实际应用中需要将数据进行传输,但是骨干部分的网架不能实际运行效率不能达到人们预想效果,没有真正将网架作用进行发挥。智能电网信息网络层面每天需要对大量信息技术进行整合,但是在对信息整合过程中还是存在一定缺陷,对于信息整合效率并不高,电网设备没有完全运行。信息和通信技术作为智能电网关键性基础,在智能电网各环节的实际运行中占据着重要地位,但是智能电网内部各环节信息和通信技术水平存在较大差距,就会造成智能电网整体运行稳定性无法保证。
想要保证智能电网信息网络的完善,就需要对智能电网信息网络技术进行强化,保证智能电网信息网络的安全稳定快捷运行。如果将智能电网内的设备进行简化来提升电网运行稳定性,但是电网在实际建设中需要涉及不同地区,受到实质性约束,造成用户在信息查询中的困难,最终造成智能电网运行不稳定问题。保证智能电网整体稳定运行,是智能电网建设人员的未来工作方向,在技术快速更替的今天,人们应该相信智能电网整体运行稳定运行问题就会被解决,这样智能电网系统就会为人们提供更加便捷的信息浏览方式,提升人们对于信息需求,保证社会建设[4]。
【关键词】智能电网 智能变电技术 输变电
中图分类号:F407文献标识码: A
目前我国智能电网的发展方向是“坚强智能电网”,这要求我们需要结合我国的电网发展情况将特高压电网作为主要网络,将各级网络作为基础网络,并且需要通信网络等平台的支撑,促进我国电网向自动化、信息化等方向更好地发展。
1、智能电网介绍
智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础, 通过应用和融合 先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信 等技术,利用智能化的开关设备、配电终端设备,在坚强电网架构和 双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件 支持下,允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行, 鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动, 以实现配电网在正常运行 状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控 制,最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应 和其它附加服务。
智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端 组成,通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化,同时结合地理 信息系统应用, 实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和 优化运行以及故障情况下的快速定位、 隔离、 恢复、 负荷转移等功能, 从而为用户提供优质可靠的电能,为电力企业提供便捷、高效的管理 平台和途径,进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。
主要功能:
(1)鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实 时电价信息和洞中用电方案,促使用户主动选择与调整电能消费方 式。
(2)最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式 大型电源相互补充。
(3)支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、 实时电力交易等。
(4)满足电能质量需要,提供多种的质量-价格方案。
(5)实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成 为基础,使电力资源和设备得到最有效的利用;
(6)抵御外界攻击。具有快速恢复能力,能够识别外界恶意攻击并 加以抵御,确保供电安全。
2、国外智能电网的发展现状
2.1 美国智能电网研发现状
2008年4月,美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)建成全美第一个完整的智能电网系统。波尔得市的用电家庭可通过智能电表了解即时电价,据此及个人生活习惯
安排日常用电,并能优先选择使用个人安装的风电或太阳能等清洁能源;电力供应商则可通过系统收集并统计城市家庭的用电情况和需求,实现电力供应的统一安排。2009 年1月,美国总统奥巴马宣布了《The American Reinvestment And Recovery Plan》,计划改造超过3000英里电网线路,为4000万户美国家庭安装智能电表,同时启动清洁能源融资计划,为可再生能源利用的发展提供资金。
2.2 日本智能电网研发现状
日本的电网基础设施条件较为完善,自动化水平较高,但能源资源短缺,故其智能电网发展核心在于太阳能等可再生能源利用及电网联动研究。在“智能电网是国家战略核心”的思想指导下,日本政府提出,到2020年,全国能源消耗中的10%需来自可再生能源。
2.3 澳大利亚建造智能电网
澳大利亚的智能电网主要由政府主导,发展重点在于加强可再生能源利用及能量利用效率的提高。2009年8月,澳大利亚议会通过了可再生能源法案,规定到2020年,全国20%的电力消耗需来自太阳能、风能等可再生能源,超过其目前可再生能源发电量的2倍。2010年6月,澳大利亚政府选择EnergyAustralia公司在新南威尔士州开始“智能电网,智能城市”的验证试点项目,建设内容包括智能电表、智能家庭、配网传感器、储能装置、电动汽车充放电站等,并投入了1亿澳元的扶持资金。
2010年,以英法德为代表的欧洲北海国家正式拟定了联手打造可再生能源超级电网计划:在未来10年内建立一套横贯欧洲大陆的高压直流电网,将苏格兰、比利时和丹麦的风力发电、德国的太阳能电池板与挪威的水电站连成一片,以充分发挥不同特性电源间的互补优势;还可接入北非的太阳能电场,加强欧洲大陆的电力供给,提高可再生能源的安全性和可靠性。
3、国内智能电网研发和建设现状
我国虽然尚未出台智能电网的研发具体实施规划, 但国内两大电网公司已大力推行智能电网研发和建设工作。
智能电网也是中国电网实现现代化的必经之路和发展核心。与欧美等国家“分散开发、就地消纳”的发展模式不同,由于我国地区能源分布和使用情况极不平衡,在进行大规模清洁能源开发和利用过程中,需要依托高电压等级输电网,实行大规模远距离输送,将多种清洁能源进行优化配置和协调发展,提高清洁能源消纳能力,促进能源消费结构的优化。因此,除了发展城市区域型智能电网外,我国迫切需要进行大规模智能电网技术研究和建设,以实现全国范围的能源配置。在2009年5月召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,中国国家电网公司提出“坚强智能电网”的概念,并计划于2020年基本建成,正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”高度一体化融合的现代电网。在开展坚强智能电网基础建设的同时,绿色电力、清洁能源的并网工作也在不断前进中。根据国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》发展指标,到2015年年底,太阳能发电装机容量达到2100万kW 以上,年发电量达到250亿kW・h。
4、智能电网中的智能输电技术
4.1 特高压输电技术
特高压输电技术主要包括两个种类,一种是特高压交流输电技术,一种是高压直流输电技术。特高压交流输电技术是1000kV或1000kV以上等级的电压交流输电工程及其相关的技术。输送容量、输送距离、节约占地走廊和降低线路损耗是特高压交流输电技术的优势和特点。它的关键技术大概有五个方面:①可以对过压电的深度进行控制,一般都是采用断路器、并联电抗器、高性能的避雷器等;②应用了有机外绝缘这种新技术,采用了高强度瓷、玻璃绝缘子、特高压复合绝缘子等;③有效控制电磁环境,这可以将噪声的影响,电磁辐射的影响、电晕损失等有效地降低;④大规模仿真运算特高压稳定的水平,它可以对电网的运行性能进行评估,对电网的运行策略进行制定;⑤特高压交流专用设备的应用。比如高压并联电抗器、特高压专用单体式单相变压器等。
4.2 柔性输电技术
关于柔性输电技术,它也包含交流方面和直流方面的输电技术两种。柔流输电的一个主要特点就是对电子设备的大量采用,比如它对晶闸管控制串联电容器、可控并联电抗器、静止无功补偿器等的采用都可以说明这个问题。采用电力电子器件或设备能够将其无功补偿和电能质量方面的优势突出地体现。柔性直流输电系统的基础性技术是PWM技术和VSC技术,它是新型的直流输电技术,引入了目前比较先进的电力电子设备。在转换和控制这两个方面,将它的优势体现的十分突出。比如,柔性直流输电系统能在无需外加的环相电压和无源环流方式下进行工作,它一方面可以对有功功率进行精确地控制,另一方面还能够对无功功率做出有效的控制,是一种非常理想的输电技术。
5、智能电网中的智能变电技术
5.1 智能感应技术的运用
如果想要对智能电网这样复杂而又庞大的系统进行有效的控制,首先我们需要对全局进行有效的观测,其次要获得有效的设备信息和准确的运行状况。目前有很多先进的感应器,诸如无线感应器、智能感应器、光纤感应器等等。这些感应器都智能电网所必须的技术支持,可以在智能变电站的多种设备运行环境之下发挥出重要的作用,并且能够根据设备的需要,将变电器所需要的各种相关的信息获取出来。
5.2 智能设备和智能装置的运用
智能电网需要广泛采用智能设备和智能装置这一方面的装备。这是智能电网能够有效工作的一个必然选择。对于智能设备和智能装置的采用,主要覆盖了整个电力系统配电、发电、输电、变电等各个环节的应用。但是采用智能设备和智能装置最多的却是智能变电站。在智能变电站方面,其各个元件都是一个独立的节点,这些节点又成为了智能电网的组成部分。将网络化、数字化、可视化、功能一体化等功能结合起来就是智能设备所需要的性能,当然还需要将控制器和传感器的部件和本体做出一体化的设计。变压器、断路器和互感器也要做出一体化的设计,还有控制、保护、设计、测量、计量等也是这样。这些都是新技术优越性的体现,也是智能电网变电技术的必然要求。
结语
在本研究当中,笔者主要针对智能电网当中的智能变电技术方面的相关问题作出了简要的分析。虽然在国际上,对于智能电网的理解和定义方面的问题还存在着不同的解释,但是有一个共同的特点,那就是都强调了电网智能性的特点。我国的智能电网将我国电网的结构特点和技术水平有机结合了起来,我们有自己的发展方向,也有自己的发展基础。目前,我国智能电网中的输变电技术已经涵盖了很多方面的技术,但是其关键技术还是一个有待解决的问题。所以,为了更好地促进我国电网技术的发展,笔者认为相关的工作人员还需要进一步加大研究的力度。
参考文献
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[2]邵宝珠,王优胤,张逸帆,熊春燕,宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术,2010,14(02).
【关键词】智能电网;调度控制技术;EMS;SCADA
一、引言
随着电网的规模的扩大以及电网结构的日趋复杂,汇集到调度中心的各种信息增长迅猛,如何有效的进行调度是如今电力调度中心面临的一个主要问题,因而导致了智能电网调度控制系统的产生。该系统的体系结构、基础平台和应用功能按照横向集成、纵向贯通的一体化思路设计,充分考虑各级调度的业务特点和相互之间的内在联系,实现一体化运行、一体化维护和一体化使用,能够满足各级调度机构及调度各专业的需要,满足一体化智能电网调度体系和备用调度体系的要求。
二、国内外研究现状综述
近年来,国内外大量研究人员、工程师、研究机构和应用单位在智能电网调度控制系统的理论和应用等诸多方面开展了深入研究。文献[1]通过对智能电网调度支持系统与传统调度系统的区别进行了分析,并就智能调度支持系统的结构体系进行了探讨;文献[2]提出以智能电网调度技术支持系统为基础,通过功能完善的智能电网调度技术支持系统进行电网风险防范,实现在线分析电网运行状态,从而来实现电网调度的精细化管理。
文献[3]提出一种智能电网条件下面向地区级调度支持系统总体设计方案,该系统由网络基础平台及应用类组成,其中应用类包括实时监控与分析类、调度计划类和调度管理类,同时详述了实时监控与分析类、调度计划类的具体内容。文献[4]在建设统一坚强智能电网的背景下,分析了建设智能调度的意义、目的,阐明了国内外研究现状,描述了智能调度的内涵、特征、体系架构,剖析了建设中国智能调度所需的关键技术;文献[5]针对电网调度的局限性提出了基于多Agent的智能调度决策支持系统,并详细阐述了相应的体系结构和各Agent的功能;文献[6]分析比较了目前国内外发展较为成熟的六类智能电网调度技术支持系统。
通过结合我国智能电网调度安全运行要求,文献[7]对智能电网调度技术支持系统安全运行应用方法和电网调度技术支持系统安全运行应用进行了探究和阐述;文献[8]从电网实时动态监测技术、电网动态监测预警与辅助决策技术、电网运行方式在线分析技术、基于FCL的短路电流控制技术、电力系统元件参数在线辨识技术、电网经济运行与优化技术以及基于广域网的输电线路测距技术等七个方面分析了实现智能电网调度运行所面临的关键技术问题;文献[9]以2010年相关国际会议论文为基础,对国外关于智能电网控制中心在电网控制中心结构设计、状态估计、N-1-1安全分析、动态安全评估和智能恢复控制与策略等方面的研究进行了综述。
文献[10]对智能调度的需求、考虑因素等若干问题进行了探讨,提出一种智能调度中心层次结构;针对中国未来互联特大电网的运行控制需求,文献[11]分析了未来电网调度技术支持系统的业务需求,提出“物理分布、逻辑统一”的全网集散式调度与控制技术支持系统的架构;文献[12]指出智能电网运行的核心在于能够在电网控制技术中融入现代化的通信技术,进而实现对智能电网的安全管理;文献[13]表明智能电网控制决策技术是智能电网的关键内容和电力系统的神经中枢,也是维系电力系统安全、经济和优质运行的重要保证;文献[14]从信息流的角度探讨了未来智能电网控制形态的演变,认为物联网和云计算的出现和大规模应用是新型控制中心的技术支撑;文献[15]分析了电力系统中电力流、信息流、资金流的变化规律和相互之间的制约关系,并通过对信息流的调控来改善电力流和资金流;文献[16]指出在智能电网中调度环节相当于电网中的神经中枢,以及智能电网中的调度控制架构是最需要智能化的一个环节,同时也是最能体现出电网智能特征的环节。
文献[17]针对现有操作票管理系统不能实现在线实时开票、开票过程中缺乏严格的校验及其规则定制复杂等不足,基于新一代调度自动化系统OPEN-3000 平台开发了电网智能操作票管理系统;文献[18]分析了我国电网调度自动化技术从数据采集和监控(SCADA)到能量管理系统(EMS)的发展历程;文献[19]指出电网不仅只有一个网络互连发电机和加载通过输电和配电系统,而且与通信和控制的系统紧密相关;文献[20]针对下一代高级灵活和高效的电力系统运行与控制问题分析了相应亟待解决的重点科学问题;文献[21]从模型、算法、接口和策略等多个方面对大规模风电接入后智能电网调度技术支持系统的适应性进行深入分析;文献[22]将多智能体系统(MASS)、能量管理系统和决策支持系统技术相结合,研究基于移动Agent的调度决策支持系统模型建立,提出了基于MAS的智能电网调度决策支持系统的初步实现过程,并在基于移动Agent模型的基础上对故障针断部分做了具体设计;文献[23]对调度自动化系统运行维护现状进行了分析,提出一种智能电网调度技术支持系统的集中运维技术方案。
三、总结
通过上述研究智能电网调度控制系统研究可以总结其具备以下特点:
1.数据传输网络化。通过电力调度数据网络,实现电网运行信息和生产管理信息的快速、可靠传输,为大电网的安全稳定运行提供可靠的数据通信保障。
2.运行监视全景化。从时间、空间、业务等多个层面、多个维度,实现调度生产各环节的全景监视、智能告警,实现电网运行分析资源的全面整合、数据共享、可视化展示,对电网的运行状况更加全面、快速、准确、直观呈现。
3.安全评估动态化。通过稳态、动态、暂态多角度在线安全分析评估,实现大电网运行的在线安全自动监测、告警、辅助决策和多维多层协调的主动安全防御。
4.调度决策精细化。通过对年度方式、月度检修、实时计划编制与安全校核等核心业务的集中开展和规范化、流程化管理,实现调度决策的精益化、智能化和运行风险的预防预控。
5.运行控制自动化。能够在全网AGC、AVC、切机、解列、低频低压减负荷等控制策略统一协调优化的基础上,进行电网频率、电压、潮流等的自动调整和控制,实现大电网的一体化分级协调控制。
6.机网协调最优化。适应大型可再生能源尤其是风电和太阳能发电的快速发展,实现包括常规电源和新能源的标准化并网、优化调度和灵活快速调控。
参考文献
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