智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

包宇寧

[摘 要]隨著我國電力形勢的日益嚴峻，人們對智能電網(wǎng)的關(guān)注程度越來越高。智能電網(wǎng)是電力技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，它不僅能夠保證電力系統(tǒng)的正常運行，同時還能夠提升電力使用的效率。加強智能電網(wǎng)的研究是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，也是電力企業(yè)發(fā)展的必然選擇。本文主要分析了智能電網(wǎng)特點、發(fā)展現(xiàn)狀以及智能電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢，為其發(fā)展提供參考。

[關(guān)鍵詞]智能電網(wǎng) 現(xiàn)狀 趨勢

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0396-01

智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。智能電網(wǎng)可以優(yōu)先使用清潔能源的智能調(diào)度系統(tǒng)、動態(tài)定價的智能計量系統(tǒng)以及通過調(diào)整發(fā)電、用電設(shè)備功率優(yōu)化負荷平衡的智能技術(shù)系統(tǒng)，使未來電能不僅從集中式發(fā)電廠流向輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)直至用戶，還遍布各種形式的新能源和清潔能源，如太陽能燃料電池、風能、電動汽車等等。此外，高速、雙向的通信系統(tǒng)還實現(xiàn)了控制中心與電網(wǎng)設(shè)備之間的信息交互，高級的分析工具和決策體系保證了智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和優(yōu)化運行。？

1 智能電網(wǎng)的特點與作用

1.1 智能電網(wǎng)的特點

智能電網(wǎng)是一個由眾多自動化輸電和配電系統(tǒng)組成的電力系統(tǒng)，能根據(jù)電力市場和企業(yè)業(yè)務需求的變化，積極做出響應，實現(xiàn)實時、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟的電力服務。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具有三個顯著特點：第一，網(wǎng)架“堅強”，能將西部煤炭轉(zhuǎn)換的電能遠距離安全輸送到東部沿海經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)。？第二，綠色電網(wǎng)，可以實現(xiàn)電網(wǎng)的即時動態(tài)平衡，安全接納“電能家族”的新成員，儲存也不再是難題。第三，智能化功能，使工組人員可以在實時監(jiān)控中進行調(diào)節(jié)，在生活用電用電中也能自動感知電網(wǎng)電價的實時變化情況，十分方便。

1.2 智能電網(wǎng)的作用

智能電網(wǎng)可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡(luò)互動和即時連接，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向，實現(xiàn)電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發(fā)以及用戶富裕電能的回售；整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，完善中央電力體系的集成作用，實現(xiàn)有效的臨界負荷保護，實現(xiàn)各種電源和客戶終端與電網(wǎng)的無縫互連，提高整個電網(wǎng)的可靠性、可用性和綜合效率。？智能電網(wǎng)的可再生能源的接入，給風能、太陽能等新能源發(fā)電并網(wǎng)創(chuàng)造了條件，不僅更加低碳、環(huán)保，也能更從容應對未來的化石能源危機。

2 智能電網(wǎng)在我國發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 智能發(fā)電。智能發(fā)電主要涉及常規(guī)能源、清潔能源和大容量儲能應用等技術(shù)領(lǐng)域。在常規(guī)能源方面：大型能源基地機組群接入電網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及設(shè)備，常規(guī)電源網(wǎng)廠協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)研究應用，機組和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，水電、火電、核電機組優(yōu)化控制系統(tǒng)等。在清潔能源方面：大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)研發(fā)，光伏電站、風電廠的仿真建模、并網(wǎng)運行控制和功率預測等先進技術(shù)的研究，可再生能源功率預測系統(tǒng)研發(fā)應用，可再生能源發(fā)電站綜合控制及可靠性評估系統(tǒng)及風光儲互補發(fā)電及接入系統(tǒng)研發(fā)等。在儲能應用方面：研制大容量儲能設(shè)備，尤其是要在化學電池儲能裝置以及抽水蓄能電站的智能調(diào)度運行控制系統(tǒng)等方面實現(xiàn)突破。

2.2 智能變電。主要是指智能化變電站的推廣應用，當前電網(wǎng)公司在智能變電站的研究和應用已積累了一部分經(jīng)驗，需繼續(xù)摸索，不斷推進智能化變電站的實施應用。

2.3 智能配電。智能配電的發(fā)展目標是充分利用現(xiàn)代管理理念，采用先進的計算機、電力電子、數(shù)字控制，通信、信息和傳感器等技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)的高度融合，使配電網(wǎng)可靠性、運行效率、供電質(zhì)量和主要技術(shù)裝備達到國際先進水平。

2.4 智能用電。構(gòu)建智能用電服務體系，實現(xiàn)營銷管理的現(xiàn)代化運行和營銷業(yè)務的智能化應用；全面開展雙向互動用電服務，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，滿足用戶多元化需求；推動智能用電領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；推動終端用戶用能模式的轉(zhuǎn)變，提升用電效率，提高電能在終端能源消費中的比重。

2.5 智能調(diào)度。智能調(diào)度是智能電網(wǎng)的重要組成部分，主要涉及：電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的精確測量與網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)領(lǐng)域；電網(wǎng)運行監(jiān)視全景化與可視化技術(shù)領(lǐng)域；在線安全穩(wěn)定分析評估與輔助決策技術(shù)領(lǐng)域；調(diào)度決策技術(shù)領(lǐng)域；運行控制自動化技術(shù)領(lǐng)域；網(wǎng)廠協(xié)調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。

2.6 通信信息。面向智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)是大容量、以光纖傳輸和光纖接入為主的高速通信網(wǎng)絡(luò)，具有結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、綠色環(huán)保、經(jīng)濟高興、覆蓋面全等特點，主要支撐大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，骨干傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、規(guī)模提升；智能配用電，中低壓通信接入網(wǎng)延伸到戶、服務拓展；企業(yè)信息化，通信網(wǎng)帶寬提升、垂直通貫；通信資源優(yōu)化配置，通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺標準統(tǒng)一、功能提升。

3 智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

3.1 從智能電網(wǎng)的決策系統(tǒng)來看。在未來的智能電網(wǎng)中仿真決策系統(tǒng)將采用快速仿真決策技術(shù)。該技術(shù)能夠通過為智能電網(wǎng)提供數(shù)學支持，從而來達到維護電網(wǎng)的安全，穩(wěn)定的目的。另外，在未來的智能電網(wǎng)中，電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息將以幾何級的數(shù)量增長，信息之間的關(guān)聯(lián)度也將越來越緊密，要想實現(xiàn)及時高效的決策就必須要綜合這些信息，廣域，多層次的知識資源共享系統(tǒng)的建立就顯得非常重要。

3.2 從系統(tǒng)集成的角度看。分布式系統(tǒng)集成是智能電網(wǎng)的重要特征，主要包括分布式發(fā)電，分布式儲能，需求響應等三部分。未來的分布式發(fā)電系統(tǒng)中既可以接入配電系統(tǒng)，也可以不接入。分布式發(fā)電機既可以與主網(wǎng)相連，同時也可以自行運行。需求響應，是分布式系統(tǒng)集成的一個重要因素，在未來的發(fā)展中實現(xiàn)在正常，緊急與恢復狀態(tài)下的協(xié)調(diào)運行將是一個重要趨勢。

3.3 從監(jiān)控方式的角度來進行分析。當前的監(jiān)視控制方式是一種由相互獨立的各部分組成的控制系統(tǒng)。這種方式雖然能夠滿足電網(wǎng)的基本要求，但是隨著電力形勢的日益復雜，這種技術(shù)已經(jīng)不能適應時代發(fā)展的要求。在今后的發(fā)展過程中我們主要是要采用更具伸縮性，遺留系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)度更強的MAS形式的監(jiān)控系統(tǒng)。當前MAS系統(tǒng)在人工智能領(lǐng)域得到了深入研究，相信在今后的發(fā)展中MAS監(jiān)控方式將得到有效利用。

4 結(jié)語

隨著電力形勢的日益緊張，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能適應時代發(fā)展的要求，為了落實國家能源戰(zhàn)略部署，推動低碳經(jīng)濟發(fā)展，促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，國家提出了建設(shè)安全水平高、適應能力強、配置效率高、互動性能好、綜合效益優(yōu)的堅強智能電網(wǎng)的重大舉措，智能電網(wǎng)已逐漸成為社會共識。但是智能電網(wǎng)是電力技術(shù)進一步發(fā)展的產(chǎn)物，融合了信息技術(shù)，通信技術(shù)和電力技術(shù)等多種復雜的技術(shù)，因此智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項高度復雜的系統(tǒng)工程，需要我們更好的理解和掌握智能電網(wǎng)相關(guān)知識，加快推進智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。

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