智能電網(wǎng)在智慧城市中的應(yīng)用領(lǐng)域

秦 健

(天津泰達(dá)電子有限公司 天津300450)

0 引 言

伴隨著智慧城市的發(fā)展，電網(wǎng)智能化發(fā)展步伐必將加速，智慧城市必須以智能電網(wǎng)作為核心基礎(chǔ)。面對日益超負(fù)荷的能源消耗、環(huán)境污染的不斷加重，城市發(fā)展速度超過環(huán)境可承載壓力，智能電網(wǎng)作為智慧城市的重要基礎(chǔ)保障設(shè)施，是智慧城市建設(shè)的重要組成部分。

1 智慧城市內(nèi)涵

從現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢情況來看，未來城市的規(guī)模會越來越大，城市人口也隨之增加。就目前而言，我國城市快速發(fā)展，有些地區(qū)“城市病”越來越多，問題越來越凸顯。建設(shè)智慧城市可以有效解決現(xiàn)代城市的發(fā)展問題。智慧城市就是通過通訊手段和通信技術(shù)進(jìn)行分析、檢測、整合城市核心系統(tǒng)的各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從而對城市中出現(xiàn)的問題和需要做出快速智能優(yōu)化響應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是為了實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，利用新一代信息技術(shù)手段整合分析，讓城市更適合人類生活和居住，實(shí)現(xiàn)城市和人的和諧共生。

2 智能電網(wǎng)概念及特點(diǎn)

2.1 智能電網(wǎng)概念

智能電網(wǎng)目前在各國研究中并無統(tǒng)一概念，但在具體設(shè)想方向上是趨同的。智能電網(wǎng)就是在電力和信息高速智能融合下，形成一套發(fā)電、變配電、輸電、用電等集中解決各項問題的系統(tǒng)方案。智能電網(wǎng)是真正能夠完全獨(dú)立的自動穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)，每個節(jié)點(diǎn)均能做到網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定與系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控，并向客戶實(shí)時反映具體的電氣設(shè)備的信息。

智能電網(wǎng)建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)使用的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好的目標(biāo)。借助最新高科技技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級，是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵所在。

2.2 智能電網(wǎng)特點(diǎn)

一般來說智能電網(wǎng)有以下功能特點(diǎn)：

①自愈和自適應(yīng)。面對任何天災(zāi)人禍，智能電網(wǎng)都能解決故障問題，保證電力系統(tǒng)安全暢通，快速恢復(fù)正?？煽康墓╇姟?/p>

②安全和可靠。智能電網(wǎng)可以更好地識別和應(yīng)對干擾，防御計算機(jī)黑客攻擊，保證人身以及設(shè)備安全穩(wěn)定。

③可以與用戶進(jìn)行友好互動。實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)下各個端口用戶的采集，保證高質(zhì)量的電力供應(yīng)以滿足端口客戶的需求，最終可以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸、通信正常運(yùn)行。

④經(jīng)濟(jì)高效。優(yōu)化資源配置，符合電力市場的運(yùn)行要求，優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行。

⑤協(xié)調(diào)與選擇。有效提高電力市場規(guī)劃水平，更好、更優(yōu)協(xié)調(diào)發(fā)電和儲能選擇核心作用，有效地保障電能質(zhì)量。

⑥兼容與集成。能夠與新環(huán)境集中對接，確保良好的接入分布式發(fā)電，與覆蓋范圍廣泛的應(yīng)用程序兼容。

3 智能電網(wǎng)在智慧城市中應(yīng)用

3.1 發(fā)電領(lǐng)域

智能電網(wǎng)新技術(shù)運(yùn)用在發(fā)電領(lǐng)域，可以把市場上推廣新能源和可再生能源進(jìn)行充分利用，從而緩解能源虧損危機(jī)。智能電網(wǎng)可以通過資源整合，重新架構(gòu)電網(wǎng)能源，從而使不可再生能源利用率得到提升，與此同時提高發(fā)電量，滿足市場不同用戶的各種需求，并提供生活上的便利。當(dāng)新能源進(jìn)入發(fā)電領(lǐng)域后，應(yīng)該進(jìn)行深入研究。例如，深入研究討論新時期發(fā)電技術(shù)，并通過各項技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，升級優(yōu)化未來發(fā)電站可容納的電源量；研究在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的智能電網(wǎng)上可能產(chǎn)生的故障，并且能做到及時快速有效地切斷或者解決故障，使智能電網(wǎng)系統(tǒng)持續(xù)保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣智能電網(wǎng)所創(chuàng)造的效益勢必相較從前明顯提升。

3.2 配電領(lǐng)域

將智能電網(wǎng)新技術(shù)用于配電領(lǐng)域，可以補(bǔ)充新能源進(jìn)行并網(wǎng)，使新配電領(lǐng)域發(fā)展更加完善，更好地發(fā)揮自身功能。運(yùn)用儲能技術(shù)可以使智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性得到提高，這樣可以為進(jìn)行電力調(diào)峰打基礎(chǔ)，進(jìn)一步優(yōu)化整合已有的能源配置和儲能技術(shù)。當(dāng)配電應(yīng)用到汽車上，能使燃油的使用量和尾氣污染排放量有效降低，并且在降低使用成本的基礎(chǔ)上減少對生活空氣所造成的污染，提高空氣環(huán)境質(zhì)量。配電領(lǐng)域運(yùn)用控制新技術(shù)還可以提升電能的質(zhì)量，使電力系統(tǒng)能夠更加安全、可靠地運(yùn)行，為電力用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。新技術(shù)在智能化配電系統(tǒng)領(lǐng)域中應(yīng)用，使各種智能用電設(shè)備能根據(jù)對應(yīng)頻率的變化自動參與其負(fù)荷的移動峰填谷變化，使得各個設(shè)備的運(yùn)行效率得到有效提高。同時利用智能化控制系統(tǒng)時可根據(jù)實(shí)際發(fā)生情況，選擇更加合理的用電時機(jī)，根據(jù)其系統(tǒng)可感知到的用電價格動態(tài)單位來確定用電的水平，防止產(chǎn)生資源浪費(fèi)。

3.3 輸電領(lǐng)域、控制系統(tǒng)

還有很多新技術(shù)都會被運(yùn)用到輸電領(lǐng)域，例如智能電網(wǎng)下的測量技術(shù)和傳感技術(shù)，都可以有效加大對PUM裝置的使用程度，還能促進(jìn)新技術(shù)的研發(fā)，使電力系統(tǒng)設(shè)備測量精準(zhǔn)度得到一定提高，從而優(yōu)化和有效利用這些數(shù)據(jù)信息。在輸電領(lǐng)域里面，還可以根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，針對性結(jié)合自身的功能和特征，在電力系統(tǒng)中安裝電子實(shí)時監(jiān)控和精度控制系統(tǒng)，更加合理地控制電網(wǎng)中的輸出電壓和電流，使電力系統(tǒng)的傳輸能力得以整合提升。在控制系統(tǒng)方面，相關(guān)研究人員可以全面了解評估電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性，從而優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行理論架構(gòu)，并改進(jìn)相關(guān)電力技術(shù)。運(yùn)用新技術(shù)來完善控制系統(tǒng)，可以根據(jù)電網(wǎng)廣域?qū)崟r動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)建監(jiān)測智能電網(wǎng)系統(tǒng)全程運(yùn)行的發(fā)電控制系統(tǒng)，提高智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，使整個運(yùn)行過程更加可靠穩(wěn)定。

3.4 其他相關(guān)發(fā)展領(lǐng)域

智慧城市建設(shè)體系下的智能電網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域還涉及到生活的方方面面。例如：電動汽車電池能源充放電、智能信息平臺服務(wù)窗口、用戶用電智能檢測業(yè)務(wù)、后臺采集用電信息功能、分布式電源和分布式儲能系統(tǒng)接并網(wǎng)技術(shù)、配電用電自動一體化等日常生活和專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。智能電網(wǎng)的應(yīng)用既提升了供電的穩(wěn)定性，又提供了優(yōu)化便捷的服務(wù)，同時解決了能源可持續(xù)問題，促進(jìn)發(fā)展綠色智能可靠的智慧城市。

4 結(jié) 語

智能電網(wǎng)和智慧城市的不斷完善和發(fā)展，需要繼續(xù)加大科技創(chuàng)新投入，集中突破推動受限的關(guān)鍵技術(shù)問題。進(jìn)一步健全和完善行業(yè)制度創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，著力提高智能電網(wǎng)各個設(shè)備自主制造的水平，爭取突破性進(jìn)展，推動我國智慧城市中電力智能化實(shí)現(xiàn)新的跨越。