探析智能電網(wǎng)建設(shè)中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略

楊 瓅

重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校

探析智能電網(wǎng)建設(shè)中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略

楊 瓅

重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校

智能電網(wǎng)作為中國(guó)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)的核心，是全球下一代電網(wǎng)最基本的模式，它的本質(zhì)是互動(dòng)經(jīng)濟(jì)、兼容利用和能源替換。作為未來(lái)電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)極其建設(shè)中存在的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行研究是非常有必要的。

智能；電網(wǎng)；存在；建設(shè)；問(wèn)題；應(yīng)對(duì)；措施

1 智能電網(wǎng)的內(nèi)涵及特征概述

一般來(lái)說(shuō)，物理電網(wǎng)是智能電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，通過(guò)采用目前先進(jìn)科學(xué)的信息、通訊、控制、傳感測(cè)量和決策分析等技術(shù)，與物理電網(wǎng)互相間進(jìn)行高度集成而形成一種新型的電網(wǎng)，也叫做電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化。智能電網(wǎng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的日常運(yùn)行進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)，然后將電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題和故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取診斷措施，使得電網(wǎng)的自動(dòng)恢復(fù)有效達(dá)成，防止大范圍的停電，從而減小損失。智能電網(wǎng)的特征一般如下：首先是具有自愈性。即智能電網(wǎng)可以采取不間斷的在線評(píng)估方法來(lái)自我監(jiān)測(cè)，能夠?qū)⒁呀?jīng)發(fā)生和將要發(fā)生的故障和問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，且能自動(dòng)化的采用相關(guān)修復(fù)措施，使得危害最低。其次是信息化和數(shù)字化。在智能電網(wǎng)中芯片技術(shù)、信息通訊技術(shù)以及電子電力技術(shù)等數(shù)據(jù)采集方法和控制方法得到了廣泛應(yīng)用，電力設(shè)備中嵌入了具有自動(dòng)分析作用的數(shù)字化芯片，使得電網(wǎng)成功步入了數(shù)字化和信息化階段。然后是電網(wǎng)運(yùn)行全過(guò)程的智能化。在發(fā)電時(shí)，智能電網(wǎng)可以完成智能化的協(xié)調(diào)并介入新能源。用戶(hù)端可以促使供電方形成互動(dòng)協(xié)調(diào)的智能化，從整體上達(dá)到及時(shí)的需求響應(yīng)，用戶(hù)按照電力系統(tǒng)能夠滿足自我需求的能力來(lái)進(jìn)行電力消費(fèi)的適時(shí)調(diào)整，因此獲益。

2 智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 建立電網(wǎng)通信體系，布置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

通信支撐是智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵部分，而通信接入則是通信支撐的重要部分。在推進(jìn)過(guò)程中，智能電網(wǎng)和信息通信關(guān)系緊密，因此布置出堅(jiān)強(qiáng)、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是不可或缺的。

2.2 廣域保護(hù)和智能調(diào)度系統(tǒng)的建立

第一，就是系統(tǒng)模擬與快速仿真技術(shù)。在對(duì)智能調(diào)度和廣域保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行快速模擬和仿真時(shí)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成的DES軟件結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，主要包括電力模擬子系統(tǒng)、教員控制子系統(tǒng)、EMS/ SCADA仿真子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)。電力模擬子系統(tǒng)主要運(yùn)用于模擬智能系統(tǒng)日常實(shí)際的運(yùn)行狀況，也就是智能系統(tǒng)各種電力設(shè)備和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)響應(yīng)。電力模擬子系統(tǒng)主要有算法的求借以及模型的生成，仿真模型包括自動(dòng)裝置、變壓器、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和繼電保護(hù)等模型。仿真算法求解技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?jié)點(diǎn)的優(yōu)化、故障和動(dòng)態(tài)過(guò)程以及穩(wěn)態(tài)潮流等的計(jì)算，還有暫態(tài)處理計(jì)算等。第二，就是系統(tǒng)建設(shè)的主要技術(shù)。在廣域保護(hù)和智能調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)中，主要有如下技術(shù)：首先是智能預(yù)警技術(shù)，系統(tǒng)的作用除了對(duì)無(wú)人值守變電站的運(yùn)行安全進(jìn)行維護(hù)以外，預(yù)警對(duì)電站設(shè)備運(yùn)行造成影響的各種因素，例如水災(zāi)火災(zāi)、煙霧以及電纜異常等情況。智能預(yù)警技術(shù)通過(guò)在線監(jiān)測(cè)的使用來(lái)對(duì)系統(tǒng)的故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得出應(yīng)對(duì)措施，以此來(lái)促進(jìn)電力系統(tǒng)變電站運(yùn)行過(guò)程中的安全性及可靠性。其次是優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，指的是在智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行控制中對(duì)各種技術(shù)綜合利用。

3 我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)中存在的問(wèn)題

在我國(guó)智能電網(wǎng)存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，再生能源的分散性可再生能源具有分散性的特點(diǎn)，因此，在存在統(tǒng)一大電網(wǎng)時(shí)，靠近負(fù)荷側(cè)就地利用的分布式發(fā)電的重要性就逐漸凸顯了出來(lái)。未來(lái)電網(wǎng)可能面對(duì)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)就是如何優(yōu)化、平衡利用分布式電力資源，在可再生能源被廣泛利用的未來(lái)，電力用戶(hù)不僅僅是用電方，他們也可能擁有發(fā)電系統(tǒng)，成為電力供應(yīng)方。第二，再生能源和負(fù)荷資源分布不匹配。世界各國(guó)目前對(duì)新能源的利用主要是以發(fā)電為主，隨著社會(huì)的發(fā)展，電力會(huì)成為最主要的終端能源。因此，我國(guó)要重視電網(wǎng)的容量建設(shè)。不僅如此，很多可再生能源具有間歇性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，會(huì)對(duì)其發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的發(fā)電功率有較大的影響。

4 我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)問(wèn)題的解決措施

4.1 大力發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)，可以極大地促進(jìn)未來(lái)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

考慮到傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)主要遵循的是生產(chǎn)-傳輸-使用的模式，在未來(lái)智能電網(wǎng)建設(shè)中，可以在其中增加“存儲(chǔ)”電能的環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)技術(shù)還處于初步發(fā)展階段，技術(shù)支撐扮演著重要角色，如果缺少先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)就很難保證智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是從發(fā)電、配電、輸電、調(diào)度還是終端用戶(hù)與電網(wǎng)之間的互動(dòng)都不能缺少信息技術(shù)和控制技術(shù)。

4.2 發(fā)展分布式智能電網(wǎng)

分布式智能電網(wǎng)，即一種構(gòu)建起臨近用戶(hù)的小型發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能系統(tǒng)和微型電網(wǎng)，并且與外部電網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)(或獨(dú)立運(yùn)行)的智能電網(wǎng)。

4.3 打造具有中國(guó)特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的電網(wǎng)發(fā)展總體滯后于世界發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，我國(guó)要加快電網(wǎng)建設(shè)，打造具有中國(guó)特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，以外延發(fā)展為主，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的需要為首要任務(wù)，以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高供電能力，營(yíng)造安全可靠的用電環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)建設(shè)必須從資源優(yōu)化配置、國(guó)家能源安全、上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展、電網(wǎng)資源利用效率的提高、能源結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)以及電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任等多方面進(jìn)行。智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而有意義的工程，對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及節(jié)能減排的促進(jìn)意義重大。

[1]武建東.再論中國(guó)互動(dòng)電網(wǎng)革命：領(lǐng)跑下一代全球能源[N].東方早報(bào)，2009，10.