智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)探析

劉紅兵

摘 要:電能是科技社會(huì)重要的公用性資源,也是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚墓ぞ摺ｋ娏ο到y(tǒng)是為社會(huì)以及公民生產(chǎn)生活提供必要服務(wù)的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施中的重要一員。隨著科技的發(fā)展,事故頻發(fā)的傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需要,智能電網(wǎng)體系一經(jīng)提出就得到了各國的共鳴和相應(yīng)。它不僅顯著增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的可靠性和效率,在電力系統(tǒng)為社會(huì)服務(wù)的能力上也有所改善。本文對智能電網(wǎng)的定義和其特征進(jìn)行了敘述,并重點(diǎn)分析了智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng)特征運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào):TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)05(b)-0065-01

隨著21世紀(jì)的前行,傳統(tǒng)電網(wǎng)老化嚴(yán)重、事故多發(fā)、效率下降已經(jīng)造成無法滿足社會(huì)和公民需求的現(xiàn)象。而節(jié)能減排、綠色能源、可持續(xù)發(fā)展等觀念的提出讓人類能源發(fā)展面臨著首次挑戰(zhàn)。世界能源發(fā)展的格局正在進(jìn)行著重大而又深刻的改變,各國迫切希望建設(shè)一個(gè)信息技術(shù)改造現(xiàn)有能源利用體系,建設(shè)出能源使用的創(chuàng)新體系,最大可能地開發(fā)出電網(wǎng)體系的效率。因此,智能電網(wǎng)體系一經(jīng)提出就得到了各國的關(guān)注和相應(yīng),依據(jù)自身電網(wǎng)體系和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況,制定建設(shè)智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略。全球大多數(shù)發(fā)達(dá)國家更是將建設(shè)和發(fā)展智能電網(wǎng)作為發(fā)展未來低碳經(jīng)濟(jì)的重要措施。一時(shí)間,智能電網(wǎng)的概念在全世界飛速傳播。

隨著我國電網(wǎng)的高速建設(shè)和電網(wǎng)體系改革不斷取得成果,我國國家電網(wǎng)公司也在這股熱潮下迅速地將智能電網(wǎng)的建設(shè)提升到戰(zhàn)略層面,智能電網(wǎng)必將成為我國電網(wǎng)改革和發(fā)展的一個(gè)新方向。

1 智能電網(wǎng)的定義和特點(diǎn)

1.1 智能電網(wǎng)的定義

智能電網(wǎng)出現(xiàn)至今并沒有一個(gè)已經(jīng)確定下來的公認(rèn)定義,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,各國各領(lǐng)域結(jié)合自身電力發(fā)展的具體實(shí)際情況,通過迥異的研究和實(shí)踐都形成了不同的發(fā)展方向和技術(shù)路線。

我國天津大學(xué)余貽鑫院士對智能電網(wǎng)是這樣定義的:智能電網(wǎng)是一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò),在它體系下的每一個(gè)用戶以及節(jié)點(diǎn)都會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,對發(fā)電廠至用戶端電器之間每一點(diǎn)的電流和信息都保證雙向流動(dòng)。而我國國家電網(wǎng)公司所公布的智能電網(wǎng)的概念是這樣的,即,以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ),通信信息平臺(tái)做支撐,用智能控制為手段,囊括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及調(diào)度這6個(gè)環(huán)節(jié),將所有低、中、高以及特高電壓覆蓋,實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高強(qiáng)度融合,達(dá)到可靠性高、價(jià)錢低廉、高效率環(huán)保又透明友好為目標(biāo)的現(xiàn)代化電網(wǎng)。

1.2 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)具備以下特點(diǎn):(1)自愈和可靠性高。智能電網(wǎng)具有極強(qiáng)的預(yù)警系統(tǒng),故障診斷、隔離和自我回復(fù)能力。并且,在受到不可抗因素的侵害時(shí),依然能確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。(2)經(jīng)濟(jì)高效。智能電網(wǎng)對設(shè)備傳輸容量和利用效率有很高的提升作用,在跨區(qū)域時(shí)能及時(shí)進(jìn)行調(diào)度,平衡缺口,實(shí)行動(dòng)態(tài)的電價(jià)制度。c 兼容友好。不僅能適應(yīng)較大電源的集中接入,對分布式發(fā)電和可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用也能夠提供支持。智能電網(wǎng)能夠與客戶進(jìn)行智能互動(dòng),以最為貼合的方式提供最佳最可靠的電能供應(yīng)。

2智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 通信系統(tǒng)

高速、實(shí)時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)是建立智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。有了這樣的通信系統(tǒng),智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)保護(hù)、取得以及控制才能實(shí)現(xiàn),建設(shè)智能電網(wǎng)才能打下第一步基礎(chǔ)。具備以上要求的通信系統(tǒng)才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障早期的征兆,對其進(jìn)行相應(yīng)的措施,而對已經(jīng)出現(xiàn)的故障做出及時(shí)的應(yīng)對。另外,通信系統(tǒng)和電網(wǎng)一樣要深入用戶中,由此形成的密切相連的電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標(biāo)表現(xiàn)出它優(yōu)異于傳統(tǒng)電網(wǎng)的特質(zhì)。

2.2 智能調(diào)度

現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化存在很多問題,像信息紛繁復(fù)雜,控制過程安全系數(shù)低,缺乏集中控制的方法,事故決策困難,等等。智能調(diào)度是對現(xiàn)使用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展改良,它是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一,是提高控制過程安全性、提升系統(tǒng)集中控制力度、優(yōu)化資源配置的重要技術(shù)基礎(chǔ)。因此為了在廣域信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制的基礎(chǔ)上,構(gòu)建一個(gè)集協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)保護(hù)和控制、緊急控制和地區(qū)穩(wěn)定控制系統(tǒng)等于一身的綜合防御體系,實(shí)現(xiàn)調(diào)度的科學(xué)決策和電力系統(tǒng)的高效率管理,及時(shí)快速地對故障、事故的反應(yīng)都需要對智能調(diào)度進(jìn)行研究。

2.3 智能電網(wǎng)的信息管理

與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)對于信息的管理包括收集和整理、分析、集成、可視化顯示以及信息保護(hù)這5個(gè)方面,(1)信息的收集和整理。在這一方面,智能電網(wǎng)具備翔實(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng),分布式的處理服務(wù),智能電子資源的動(dòng)態(tài)共享,高速的大容量存取以及備用。(2)分析信息。智能電網(wǎng)會(huì)對經(jīng)過收集、處理以及集成后的各項(xiàng)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)分析,為各方面提供最直接清晰的結(jié)果數(shù)據(jù)。(3)信息的集成。智能電網(wǎng)的信息可以從縱向和橫向兩方面從產(chǎn)業(yè)鏈、電網(wǎng)信息和企業(yè)內(nèi)部的信息進(jìn)行。(4)信息的可視化顯示。智能電網(wǎng)可以為不同的用戶提供貼合需要的可視化顯示,例如語音識(shí)別,觸摸屏,三維動(dòng)畫等。e 信息保護(hù)。對于各用戶的信息,智能電網(wǎng)能夠也必須做到保護(hù)其信息不外泄和保障用戶的經(jīng)濟(jì)利益。

2.4 能源的分布式接入

建設(shè)具有智能判斷和自愈、自適應(yīng)功能的多樣能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對各用戶、各地點(diǎn)用電信息實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控和收集,用可靠和經(jīng)濟(jì)的配電和送電方式將電運(yùn)送到用戶的終端,提高電力系統(tǒng)的安全性和利用率,是智能電網(wǎng)的核心所在。

像小水電、風(fēng)力發(fā)電和燃料電池等分布式的電源并入中壓或低壓配電網(wǎng)上工作,可以對傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的改變,使用新保護(hù)方案、新的電壓控制方法和設(shè)備的系統(tǒng)能更加完美地滿足雙向潮流的需求。在提高電力系統(tǒng)的安全和效率外也為其提供了極大的靈活性。

3結(jié)語

我國和西方發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)狀不同,國外對智能電網(wǎng)的研究多是集中在配電領(lǐng)域,而我國首先要解決的卻是如此高效安全環(huán)保地滿足不斷增長的電能需求。因此,更多的關(guān)注都落在了智能輸電網(wǎng)以及和特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展上。智能電網(wǎng)對提高電力系統(tǒng)的安全性、能源利用效率、節(jié)能減排保護(hù)環(huán)境都有其積極的作用,對這項(xiàng)長期的系統(tǒng)性工程不僅相應(yīng)政策部門要緊密關(guān)注,科技人員更要提高重視,讓我國在這一領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)特別是運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)更上一個(gè)臺(tái)階。

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