智能電網研究與實踐

【摘 要】就目前的情況來看，傳統(tǒng)意義上的電力網絡已經難以充分滿足時代發(fā)展需求，為此提出發(fā)展智能電網的遠大設想，完成技術革新，基于傳統(tǒng)電網完成更新換代。在此，本文將針對智能電網研究及實踐進行簡要探討。

【關鍵詞】智能電網 特點 構成

一、前言

智能電網能夠實現完整電網信息的良好獲取，可作為是一種最大化優(yōu)化電力網絡壽命周期管理的技術體系，肩負著重要的電企責任，為確保電力網絡可持續(xù)發(fā)展以及經濟效益最大化獲取、實現最優(yōu)化環(huán)境保護的關鍵基礎，進而強化能源的綜合性投資，大幅度提升能源利用效益。

二、簡析智能電網

具體來說，智能電網可謂是一能夠實現廣泛分布且擁有較強自動性的能量交換網絡。智能電網自身具備有信息雙向流動以及電力雙向流動的相應特征，與此同時，該網絡能夠針對由發(fā)電廠致用戶電器間所涉及的元件展開優(yōu)化檢測，智能電網可以把通信實現實時信息提供以及分布式運算的相應優(yōu)勢展現在其中，使得設備層面基礎上的實時供需平衡得以有效維持。

（一）目標及特征。自愈，無論產生何種類型的事故問題，智能電網均可依靠自身條件實現問題的優(yōu)化解決，旨在充分確保電力系統(tǒng)擁有較強的安全性能；涵蓋有末端電力用戶，并就此進行鼓勵，使得其能夠跟電力網絡之間相互適應交互；積極抵御自然災害，針對所存在的網絡攻擊問題實施有效防范；竭盡所能提供新世紀所需的電能質量；合理優(yōu)化，使得設備及資產能夠充分實現良好應用；針對發(fā)電以及儲能之間選擇展開有效協(xié)調；進一步促進電力市場化。

（二）基本的結構要求。在不久的將來，要求智能電網結構需支持配電系統(tǒng)結構未能實現有效支持的相關要求。第一，針對電網終端用戶以及總體配電系統(tǒng)的控制展開綜合考慮，使得電網系統(tǒng)性能得以優(yōu)化，達到所期望的電能質量及穩(wěn)定性，其中，終端用戶包括有電力調節(jié)設備以及用戶能量管理系統(tǒng)、無功補償設備、分布式電源等多項內容；第二，針對比重較高的分布式電源可實現有效支持，使得電網系統(tǒng)的整體性得以優(yōu)化提升，效率大幅度提高，靈活性大大增強，譬如說，經過一系列分布式協(xié)同控制，基于分布式電源的合理運用，可促進系統(tǒng)性能的合理優(yōu)化，若遭遇重大系統(tǒng)故障問題，則可運用其實施局部供電操作，即微型電網。

（三）電網組成。第一，靈活的網絡拓撲，對于未來智能電力網絡而言，靈活的可重構配電網絡拓撲可謂是重要基礎內容，其需使得系統(tǒng)在形成故障的時候，盡可能將故障影響波及范圍限制于最小范圍中，運用其他連接能夠快速實現其他部分供電的有效恢復。新型的配電網絡拓撲新概念包括有DC環(huán)形母線及新的用戶服務、雙向潮流及電路相互之間的功率交換、環(huán)形低壓配電及新的重構選擇等多項內容。

第二，集成能量及通訊體系，在開放體系基礎上高度集成的通訊系統(tǒng)，為系統(tǒng)中所涉及的各項成員對應的信息交換一體機實時控制實現提供更多便捷，促使系統(tǒng)中各個部分均能夠有效完成雙向通訊。智能電網應具備有實時監(jiān)控及分析系統(tǒng)，其當前的狀態(tài)能力為針對所發(fā)生的擾動給予回應的能力及針對故障早期征兆進行識別預測的能力。將大量監(jiān)視傳感器安裝放置于系統(tǒng)中，使其能夠實現跟安全通訊網絡的連接，旨在達到迅速評估的目的。此項集成的能量及通訊系統(tǒng)涵蓋有分布式計算環(huán)境，對于發(fā)電機至末端電力負荷的所有范圍進行覆蓋。高級的配電自動化（ADA）將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互（如負荷管理、量測和實時定價）。

第三，傳感及測量技術，該項技術能夠充分實現對于包括分時電價以及遠程監(jiān)測、用戶側管理等工作的準確快速地系統(tǒng)回應。高級計量體系可謂電力企業(yè)提供遍及系統(tǒng)通訊設施及網絡，與此同時，可實現在系統(tǒng)范圍之內的可觀性及量測，可謂是實現智能電網的首要內容，使得用戶可積極參與到實時電力市場中，并針對資產管理及系統(tǒng)運行形成巨大收益。

第四，高級電力電子設備以及超導儲能技術。分布式電源DER，其涵蓋有多種類型，譬如說，光伏電源以及燃料電池、小水電、儲能裝置、微型透平、風力發(fā)電等，其中，儲能裝置包括有超導磁能存儲以及鈉硫蓄電池、超級電容器、飛輪等。通常而言，分布式電源的容量由一千瓦至十兆瓦不等。在配電網絡中，因分布式電源DER距離負荷中心較低，為此可實現其針對電網擴展需求的大大降低，與此同時，能夠盡可能強化提升供電可靠性，在電力網絡中有著較為廣泛的合理運用，對于溫室效應的減輕可起到加大幫助。我國針對其逐步加大政府扶持力度。就目前的情況來看，在北歐部分國家中，分布式電源占據著總發(fā)電量的百分之三十比例份額，在美國，雖然其只有百分之七的份額，預計到2020年可達百分之二十五。

第五，運用現代化的先進系統(tǒng)監(jiān)控方式和高級的運行人員決策輔助系統(tǒng)，旨在為快速診斷及事故準確解決提供更多便利?？焖俜抡媾c模擬FSM為將風險評估以及自愈優(yōu)化控制包括在內的高級團建系統(tǒng)。對于智能電網而言，FSM能夠給予其預測能力以及數學支持，旨在實現電網可靠穩(wěn)定性以及安全高效運行的優(yōu)化完善，在此需要注意的是，預測能力不僅僅指的是基于緊急狀況之下的反應能力。FSM支持的自愈功能包括有電壓及無功控制、網絡重構、系統(tǒng)拓撲結構變化之后的繼保整定、網絡重構四項功能，四者之間存在有一定關系，使得該問題演變地較為復雜，FSM通過分布式的智能網絡代理來實現跨地理邊界和組織邊界的智能控制而使系統(tǒng)具有自愈功能。智能網絡代理在收集交流系統(tǒng)信息的同時可針對局部控制作出決策，結合系統(tǒng)需求認真協(xié)調決策。

（四）控制保護。對于大規(guī)模電力系統(tǒng)而言，運用廣域信息系統(tǒng)可就其實施有效的在線安全評估，進而完成控制保護系統(tǒng)的相應工作。當前，在法國以及北美、西班牙等多國家地區(qū)廣域保護智能控制初見雛形，同時投入試驗，開展示范運行。我國電力工作人員可充分結合我國電網實際情況及特征，認真深入地開展大量廣域保護控制研究實踐工作，特別是在運用廣域量測信息進行大電網安全穩(wěn)定在線協(xié)調防御技術方面達到了國際領先水平。

三、結語

全球均將智能電網工程列入重點假設計劃中。面對我國相對較為薄弱的城市電網現狀，進行智能電網研究意義重大，推動著我國社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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