智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)見解

白云飛

陜西送變電工程公司 陜西省西安市 710014

摘要：隨著科技的發(fā)展，電力系統(tǒng)也面臨著新的革新。智能電網(wǎng)建設(shè)就是目前全球范圍內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展的最新方向。它將是未來電力系統(tǒng)重大科技創(chuàng)新和發(fā)展的方向。這篇文章通過闡述目前智能電網(wǎng)的內(nèi)涵以及特點(diǎn)，著重的講述了智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)見解，比如說未來建設(shè)智能電網(wǎng)在其數(shù)字信息化、廣域測(cè)量技術(shù)、靈活交流輸電技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)以及數(shù)字化變電站等領(lǐng)域所需要解決的關(guān)鍵的技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；信息數(shù)字化；數(shù)字化變電站

0引言

智能電網(wǎng)是當(dāng)今社會(huì)電力發(fā)展變革的最新方向，被普遍的認(rèn)為是新世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新趨勢(shì)。盡管各個(gè)國(guó)家的專家針對(duì)電力工業(yè)應(yīng)該致力于提高電網(wǎng)智能化水平等達(dá)成共識(shí)。但是智能電網(wǎng)還處于初級(jí)發(fā)展階段，國(guó)際上還沒有統(tǒng)一的明確定義。因?yàn)榘l(fā)展環(huán)境以及驅(qū)動(dòng)因素的不同，不同國(guó)家的電網(wǎng)企業(yè)以及組織還在用自己的方式來理解智能電網(wǎng)，并且對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行研究實(shí)踐。各國(guó)的智能電網(wǎng)發(fā)展思路、路徑以及重點(diǎn)也各不相同。所以智能電網(wǎng)概念本身也在不斷的發(fā)展和完善中。這篇文章在收集和整理了相關(guān)資料基礎(chǔ)上，對(duì)智能電網(wǎng)概念進(jìn)行了探討，目的在于分析不同背景下造成的定位爭(zhēng)議和分歧，然后著重介紹了智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)見解，旨在為我國(guó)建設(shè)相應(yīng)的智能電網(wǎng)提出合理化建議。

1智能電網(wǎng)的定義

1.1智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)最初是由美國(guó)提出來的，這個(gè)概念包含了智能電子網(wǎng)格、智能電力網(wǎng)格和未來網(wǎng)格的涵義。智能電網(wǎng)在美國(guó)被定義為：由許多配電系統(tǒng)以及很多的自動(dòng)化的輸電線所組成的電力系統(tǒng)，其通過協(xié)調(diào)有效和高效的方式實(shí)現(xiàn)全部的電網(wǎng)運(yùn)作。并且有自愈的功能。能夠快速的對(duì)電力市場(chǎng)和企業(yè)的相關(guān)需求做出反應(yīng)，擁有智能的通信構(gòu)造、實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，從而給用戶提供實(shí)用經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。歐洲在21世紀(jì)初的研究報(bào)告中全面的闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展理念和思路，歐盟委員會(huì)把智能電網(wǎng)定義為能夠把所有的電網(wǎng)用戶連接到一起的電力輸送網(wǎng)絡(luò)，來持續(xù)有效的提供經(jīng)濟(jì)和安全的電能，它可能的范圍涉及到歐盟、北非、中東等國(guó)家。智能電網(wǎng)最初進(jìn)入中國(guó)所引起的爭(zhēng)論焦點(diǎn)集中在到底以清潔、高效、分布式，還是以特高壓為核心。為此，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人提出了符合我國(guó)國(guó)情的“一特四大”堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。即通過建設(shè)特高壓交直流電網(wǎng)，進(jìn)而來促使大水電、大煤炭、大核電以及大型可再生能源基地的集約化開發(fā)，從而能夠發(fā)展數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的智能電網(wǎng)。

1.2互動(dòng)電網(wǎng)

互動(dòng)電網(wǎng)概念的出現(xiàn)是為了加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)而提出的。對(duì)于一般情況來說，電力網(wǎng)絡(luò)會(huì)涉及到電、水、熱、冷、數(shù)據(jù)等并對(duì)這些綜合性的網(wǎng)格進(jìn)行科學(xué)有效的整合，從而提高消費(fèi)者的參與積極性。總的來說，互動(dòng)電網(wǎng)就是以信息模式的開放以及互聯(lián)為基礎(chǔ)，提高電網(wǎng)管理系統(tǒng)的性能以及加強(qiáng)對(duì)數(shù)字設(shè)備的使用，通過這些手段來實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、售電以及其他的相關(guān)服務(wù)，最終我國(guó)電力事業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、科學(xué)化以及職能自動(dòng)化管理，極大推進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的全面發(fā)展。

2.我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀

2.1我國(guó)能源概況

對(duì)于我國(guó)來說，能源的分布十分的分散，而分布的地區(qū)大多數(shù)是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)都相對(duì)落后的不發(fā)達(dá)地區(qū)。但是我國(guó)的主要能源消耗地區(qū)是沿海的東部以及中部等經(jīng)濟(jì)技術(shù)都較為發(fā)達(dá)的地區(qū)。這一現(xiàn)象的存在直接增加了對(duì)能源輸送的難度。我國(guó)電力長(zhǎng)距離輸送技術(shù)發(fā)展的并不完善，其中存在諸多的缺陷，例如在長(zhǎng)距離輸送過程中網(wǎng)損是比較大的，同時(shí)對(duì)電能的利用率也較低。這些弊端間接阻礙了我國(guó)能源政策的實(shí)施以及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)能源資源進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，開發(fā)新的能源，例如加大對(duì)風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊拈_發(fā)。但是新型能源在智能電網(wǎng)建設(shè)工程中存在很多的缺陷，比如說它具有間歇性以及波動(dòng)性等，這些不穩(wěn)定因素的存在提高了智能電網(wǎng)建設(shè)的要求。

2.2智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

對(duì)于我國(guó)來說，傳統(tǒng)的電網(wǎng)的建設(shè)需要面臨很多的技術(shù)難題，例如如何保證遠(yuǎn)程輸送電力安全性，如何保障輸送過程的高效性以及環(huán)保等。這些技術(shù)問題的出現(xiàn)使得引入智能電網(wǎng)建設(shè)成為了最佳的選擇方案。對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)主要包括了一下幾個(gè)方面。首先來說就是將特高壓電網(wǎng)作為基礎(chǔ)骨干網(wǎng)架，同時(shí)加入各級(jí)電網(wǎng)的輔助作用，然后引入高科技的信息通信以及相關(guān)的控制技術(shù)等，另外還需要使用科學(xué)合理的管理方式，最后與我國(guó)的實(shí)際電力輸送網(wǎng)實(shí)際情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)工作。智能電網(wǎng)在實(shí)際的使用過程中，將會(huì)大大提高電能的利用效率，同時(shí)也降低了成本，提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了更加全面的了解智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，筆者將對(duì)互動(dòng)電網(wǎng)以及智能電網(wǎng)作出示意圖進(jìn)行比較。

圖1 互動(dòng)電網(wǎng)功能示意圖

圖2 堅(jiān)強(qiáng)智能輸電網(wǎng)功能示意圖

3.智能輸電網(wǎng)建設(shè)的科技技術(shù)

3.1加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的數(shù)字化以及規(guī)范化

智能電網(wǎng)建設(shè)中對(duì)信息種類以及數(shù)量的要求比較高，同時(shí)信息的更新速度也快，因此智能電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)之間的信息的交換將會(huì)更加的頻繁。智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)信息的質(zhì)量也存在較高的要求，這就要求在進(jìn)行智能網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的開放快捷以及信息共享。為了提高信息系統(tǒng)的性能，應(yīng)當(dāng)在實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)將信息系統(tǒng)做到更加的標(biāo)準(zhǔn)化以及規(guī)范化。這就說明信息的數(shù)字化是標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化存在的前提條件。為了實(shí)現(xiàn)信息的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)。首先在收集信息的階段，應(yīng)當(dāng)充分使用先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)量設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)信息的數(shù)字化程度；其次為了最大限度的保障信息的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)信息收集的控制；最后信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)是十分重要的。信息的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化能夠保證信息在全網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行信息共享，從而保證采集的信息能夠充分得到利用。總的來說，加強(qiáng)信息的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)具有十分重大的意義。

3.2電網(wǎng)廣域測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

智能電網(wǎng)的建設(shè)必須實(shí)現(xiàn)信息的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化合規(guī)范化。而電網(wǎng)廣域測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用是提高信息質(zhì)量的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)是世界上安裝相位測(cè)量設(shè)備最大的國(guó)家。而且相位測(cè)量設(shè)備的精度和質(zhì)量水平都處于國(guó)際先進(jìn)水平。但是相位測(cè)量技術(shù)的實(shí)際使用也存在一定的問題。例如相位測(cè)量設(shè)備的主要功能是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)以及對(duì)電網(wǎng)故障分析上，對(duì)于其他方面的研發(fā)并沒有較大的進(jìn)步。

3.3交流電技術(shù)的應(yīng)用

目前我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)存在很多的缺陷，例如對(duì)輸電過程的控制力差，