智能電網(wǎng)的特征、結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)分析

蘇奕賢

摘 ?要：電能是重要的公共性能源之一，在社會(huì)生產(chǎn)以及居民生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。智能電網(wǎng)具有效率高、可靠性高、環(huán)保、價(jià)錢(qián)低廉等眾多優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)樯鐣?huì)提供更好的電能服務(wù)，創(chuàng)建智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)各界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。文章分析了智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征，探討了智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);特征;結(jié)構(gòu);關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM732 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0093-02

近年來(lái)，在政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能源等眾多因素的影響下，電力系統(tǒng)發(fā)生了重大的變革，以實(shí)現(xiàn)高效、低碳、綠色能演為創(chuàng)新的能源變革拉開(kāi)序幕，在這種變革中，智能電網(wǎng)成為“重頭戲”，世界各國(guó)紛紛將發(fā)展智能電網(wǎng)作為電網(wǎng)發(fā)展與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。究竟什么是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征是什么，創(chuàng)建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些，已經(jīng)成為發(fā)展智能電網(wǎng)的關(guān)鍵。因此，文章針對(duì)智能電網(wǎng)特征、結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ?智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和特征分析

1.1 智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

各個(gè)國(guó)家根據(jù)自身的實(shí)際國(guó)情對(duì)智能電網(wǎng)的考慮與需求存在差異，尚未對(duì)智能電網(wǎng)形成明確、統(tǒng)一的定義，從廣義上來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)是包括了用電設(shè)備功率優(yōu)化負(fù)荷平衡的智能技術(shù)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)定價(jià)的智能計(jì)量系統(tǒng)、優(yōu)化使用清潔能源的智能調(diào)度系統(tǒng)，智能電網(wǎng)不僅能夠?qū)l(fā)電廠的電能通過(guò)配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)直到用戶(hù)，還能夠包括各種清潔能源、新能源（例如風(fēng)能、太陽(yáng)能等），并且智能電網(wǎng)還創(chuàng)建了智能化、自動(dòng)化的控制中心，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)所有設(shè)備之間的信息交流，通過(guò)分析系統(tǒng)與決策系統(tǒng)的運(yùn)行，保證智能電網(wǎng)能夠高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.2 ?智能電網(wǎng)的特征分析

智能電網(wǎng)的特征主要包括以下幾個(gè)方面：

①自愈能力，智能電網(wǎng)的自愈能力指的是能夠自動(dòng)檢測(cè)自身即將發(fā)生或者正在發(fā)生的系統(tǒng)故障，然后通過(guò)相應(yīng)的故障恢復(fù)以及糾正性操作，盡可能的將故障對(duì)智能電網(wǎng)造成的影響降到最低，智能電網(wǎng)具備的自愈能力，能夠解決電網(wǎng)電能質(zhì)量問(wèn)題以及供電中斷問(wèn)題，保證供電的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性;

②用電管理和配電管理的信息化，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)用電管理、停電管理、檢修管理、設(shè)備管理的信息化;

③可視化管理，智能電網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)的采集配電網(wǎng)以及設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障停電數(shù)據(jù)以及電能質(zhì)量擾動(dòng)數(shù)據(jù)等，為工作人員提供高級(jí)的圖形界面，便于工作人員及時(shí)、全面的掌握電網(wǎng)以及設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，這種可視化的管理界面，能夠有效的提高電網(wǎng)反映速度，有效的解決傳統(tǒng)電網(wǎng)反應(yīng)速度慢、效率低下等缺點(diǎn);

④與用戶(hù)的互動(dòng)，智能電網(wǎng)與用戶(hù)的互動(dòng)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：通過(guò)安裝智能電表，能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)電價(jià)以及分時(shí)電價(jià)，用戶(hù)根據(jù)自己的實(shí)際狀況選擇合適的用電時(shí)段，這樣不僅能夠降低電費(fèi)，還能夠降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷;另一方面，創(chuàng)造有利條件，讓具有分布式電源的用戶(hù)想電網(wǎng)送電，這樣能夠有效的緩解用電高峰用電緊張的問(wèn)題;

⑤更高的電能質(zhì)量，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電壓的波形與效值能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需求，在不影響用戶(hù)設(shè)備使用性能與壽命的基礎(chǔ)上，提供更高質(zhì)量的電能;

⑥更高的安全性，智能電網(wǎng)能夠很好的抵抗自然災(zāi)害、恐怖襲擊以及戰(zhàn)爭(zhēng)攻擊等對(duì)電網(wǎng)造成的破壞，盡可能的降低停電范圍，將停電范圍控制在一定范圍，保證重要用戶(hù)的正常供電。

2 ?智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 ?高級(jí)電力電子技術(shù)

電力電子設(shè)備能夠有效的改善與控制電能質(zhì)量，為電力用戶(hù)提供質(zhì)量高、安全、可靠地電能，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的電能需求。電力電子設(shè)備在發(fā)電、輸電以及配電過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，智能電網(wǎng)應(yīng)用的電力電子設(shè)備通常為新型高性能多電平大功率變流器拓?fù)浼夹g(shù)、DSP控制技術(shù)的電力電子器件，例如，DVR（動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器）、IEDS（智能電子設(shè)備）、APF（有源濾波器）、FCL（故障電流限制器）以及多功能固態(tài)開(kāi)關(guān)等。

2.2 ?智能調(diào)度技術(shù)

智能調(diào)度在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，智能調(diào)度技術(shù)是智能調(diào)度研究以及建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于提高智能電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力、公平友好市場(chǎng)調(diào)配能力、靈活高效調(diào)控能力、科學(xué)決策管理能力以及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防能力具有非常重要的作用。

目前，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度存在許多問(wèn)題，例如事故決策困難、缺乏集中控制方法、控制過(guò)程不安全以及非自動(dòng)等，通過(guò)將智能調(diào)度技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)智能電網(wǎng)中存在的問(wèn)題，一旦智能電網(wǎng)出現(xiàn)事故或者異常，智能控制中心會(huì)制定科學(xué)的決策，快速的做出反應(yīng)將故障或者異常解決，以此保證電網(wǎng)能夠高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，必須加強(qiáng)對(duì)智能調(diào)度技術(shù)的研究與分析。

2.3 ?通信技術(shù)

通信系統(tǒng)是否標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效、開(kāi)放，直接關(guān)系到智能電網(wǎng)的運(yùn)行效果，為了能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)視以及控制智能電網(wǎng)的安全、高效運(yùn)行，就應(yīng)該清晰、全面的掌握智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防異?；蛘呤鹿实陌l(fā)生，當(dāng)事故發(fā)生之后能夠及時(shí)的將其清除，以此保證自能電網(wǎng)能夠高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

智能電網(wǎng)中遍布各種測(cè)量裝置、控制裝置以及執(zhí)行裝置，實(shí)現(xiàn)各個(gè)元件之間的信息傳遞，對(duì)于保證智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、可靠、安全運(yùn)行具有重要的作用。

智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：完善的通信標(biāo)準(zhǔn)，智能電網(wǎng)對(duì)現(xiàn)有的電力市場(chǎng)操作、電網(wǎng)調(diào)度、電網(wǎng)規(guī)劃、需求側(cè)能量管理、數(shù)據(jù)采集等方面的通信系統(tǒng)造成影響，為了保證智能電網(wǎng)運(yùn)行的高效性：

①首先應(yīng)該制定統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn);

②開(kāi)放式的數(shù)據(jù)通信，智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，不同的企業(yè)、部門(mén)以及軟件之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的互通與共享;

③高度集成的通信網(wǎng)絡(luò)，智能電網(wǎng)中需要智能控制系統(tǒng)、智能儀表系統(tǒng)等于一體的通信系統(tǒng)。

2.4 ?決策可視化技術(shù)

智能電網(wǎng)決策可視化系統(tǒng)包括以下功能：

①對(duì)電路板提供熱插熱拔、熱備份功能，有效的提高系統(tǒng)的可維護(hù)性與安全性;

②系統(tǒng)傳輸通道提供有效的斷電直通與自愈保護(hù)功能，以此保證系統(tǒng)的可靠性與安全性;

③系統(tǒng)既能夠組成總線(xiàn)型網(wǎng)、樹(shù)形網(wǎng)、星形網(wǎng)，又能夠單獨(dú)使用，為智能電網(wǎng)提供集中監(jiān)控、自動(dòng)診斷以及遠(yuǎn)程維護(hù)等功能;環(huán)境動(dòng)力監(jiān)測(cè)、數(shù)字錄音、行政電話(huà)、數(shù)字調(diào)度等功能;

④綜合業(yè)務(wù)接入、交叉連接、傳輸以及交換等功能。

3 ?結(jié) ?語(yǔ)

總而言之，智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為未來(lái)電網(wǎng)建設(shè)的必然趨勢(shì)。同時(shí)，智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，想要完成智能電網(wǎng)的建設(shè)，就應(yīng)該充分的認(rèn)識(shí)到智能電網(wǎng)的重要性，了解智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征，同時(shí)采用先進(jìn)的技術(shù)，保證智能電網(wǎng)能夠高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，為人們提供優(yōu)質(zhì)、高效、清潔、安全的電能服務(wù)。

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