生產(chǎn)設備導航在電網(wǎng)企業(yè)中的關鍵作用

黃科 王遠雄 葉嘉錚 陳廣清 李志華

【摘 ?要】在能源問題日益嚴峻的背景下，“智能電網(wǎng)”憑借其主要優(yōu)勢成為我國電網(wǎng)發(fā)展的主流方向。智能電網(wǎng)應始終堅持“強智能”的發(fā)展原則，努力適應國民經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀，緩解資源環(huán)境壓力，在國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮更大作用。本文首先介紹了智能電網(wǎng)的幾個方面特點，然后簡要討論了智能電網(wǎng)的幾項重要的技術。

【關鍵詞】智能電網(wǎng);特點;關鍵技術

智能電網(wǎng)又稱“電網(wǎng)2.0”，是基于集成、高速、雙向通信網(wǎng)絡，通過先進的分布式數(shù)據(jù)傳輸、計算和控制技術，構建的可靠、經(jīng)濟、高效、環(huán)保、安全的電力傳輸網(wǎng)絡。電力是國家的支柱能源，在國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮著重要作用。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的電網(wǎng)及控制系統(tǒng)已難以適應當前的現(xiàn)實，智能電網(wǎng)已成為我國電網(wǎng)建設的主流方向。

1智能電網(wǎng)的特點

國家電網(wǎng)公司2009年5月在我國提出發(fā)展“堅強智能電網(wǎng)”的想法，特別是來自中國的現(xiàn)實國情，為了“智能、高效、可靠、綠色”的建設原則，利用先進的信息，通信和控制技術，以支持，在高壓網(wǎng)絡骨干網(wǎng)架，為了滿足用戶需求，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展為導向，構建，包括輸配電和調(diào)度電網(wǎng)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，最終實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、電力資源優(yōu)化配置和高效利用、各電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的主要目標。智能電網(wǎng)具有以下特點：

1）具有較強的自愈能力

自愈能力，即自維護和保障功能，是智能電網(wǎng)的一個重要特征。在信息技術的支持下，智能電網(wǎng)，電網(wǎng)操作的實時監(jiān)控，全面收集和異常信號分析，決策和控制，也可以在短時間內(nèi)找到最快的故障隔離故障點，并采取措施有效降低范圍和設備故障造成的停電時間，減少損失故障帶來的經(jīng)濟效益和社會效益。

2）可靠性高

同時提高制造水平和過程質(zhì)量的關鍵設備在電網(wǎng)，充分利用通信的迅速發(fā)展，計算機和其他技術來監(jiān)控各種主要設備的條件和盡快找到事故的隱患。

3）資產(chǎn)管理優(yōu)化

電力系統(tǒng)是相對的技術密集型和資產(chǎn)密集型。為了維持電網(wǎng)的運行，需要大量先進的電力技術和設備。在數(shù)字化和信息技術的支持下，智能電網(wǎng)可以對這些復雜的資產(chǎn)和設備進行精細的管理，從而延長設備的高效運行和使用，提高設備資源的利用率。

4）經(jīng)濟效率

智能電網(wǎng)的建設理念是提高系統(tǒng)和資產(chǎn)資源的利用效率，更加經(jīng)濟有效地利用電力資源，有效提高電力投資的社會效益。如果說承載更多新能源發(fā)電是智能電網(wǎng)的外部效益，那么提高電力系統(tǒng)的投資效益就是智能電網(wǎng)的內(nèi)部效益。過去，發(fā)電和輸電方式被動地滿足電力需求，造成了電力行業(yè)投資成本高、投資回報低的現(xiàn)象。通過全面互動和智能管理，智能電網(wǎng)有效扭轉了這一局面，創(chuàng)造了更大的社會效益和經(jīng)濟效益。

5）與電力客戶友好互動

依托通信技術的快速發(fā)展，加強電網(wǎng)與用戶之間的信息交流，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間的充分互動。一方面，電力客戶可以實時了解電價和供電情況，提供更好的電力服務，并據(jù)此合理安排用電計劃。另一方面，電力企業(yè)也可以根據(jù)客戶的用電量計劃，優(yōu)化配電、輸配電資源的配置，為客戶提供更多可選的增值服務。通過以上策略，可以促進電力供應的多元化、互動性、高效化，使電力企業(yè)在當前社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

6）適應不同規(guī)模的分布式電源接入

隨著分布式電源、風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能設備等小型發(fā)電的滲透性增加，不同規(guī)模的儲能設備將廣泛分布在用戶側，智能電網(wǎng)必須配備相應的安全、控制和保護設備。同時為了方便計量和計費，需要有一個配套的雙向計量和能源管理系統(tǒng)。

2 智能電網(wǎng)的關鍵技術

對整個智能電網(wǎng)而言，智能配電網(wǎng)是關鍵的組成部分，智能配電網(wǎng)是指對先進控制技術、測量傳感技術、信息通信技術以及計算機網(wǎng)絡技術等進行有效融合，通過配電網(wǎng)高級自動化技術的運用，使這些先進技術在智能化的配電終端和開關設備上得以實現(xiàn)，并充分利用各種可視化軟件的高級應用功能以及電網(wǎng)架構雙向通信網(wǎng)絡的物理支持，對再生能源的分布式發(fā)電單元進行及時有效控制，以不斷激發(fā)電力用戶參與電網(wǎng)互動的積極性，從而在配電網(wǎng)運行時對其進行高效監(jiān)測、控制與保護。不斷優(yōu)化配電網(wǎng)性能，提高其可靠性與安全性，確保我國電力的穩(wěn)定供應，同時不斷完善相應的附加服務。

智能電網(wǎng)作為傳統(tǒng)電網(wǎng)的全面升級，離不開技術創(chuàng)新和設備研制。電網(wǎng)企業(yè)作為引領推動者，在技術研究、設備研制方面積極投入，發(fā)揮了核心作用。智能電網(wǎng)關鍵技術以數(shù)字技術為基礎的智能電網(wǎng)應用優(yōu)勢明顯，功能強大，其涉及的技術領域眾多，除了傳統(tǒng)電網(wǎng)的技術體制外，智能電網(wǎng)技術體制還涵蓋了多種關鍵技術。在各項關鍵技術不斷完善及充分應用的前提下，智能電網(wǎng)的各項功能才能得以實現(xiàn)。實現(xiàn)智能輸電的關鍵要素有：特高壓輸電、先進計量基礎架構、雙向通信系統(tǒng)、智能變電站等。

2.1特高壓輸電

特高壓輸電是智能電網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，其技術和運行的可靠性直接影響聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)的所有電網(wǎng)，目前特高壓試驗示范工程的關鍵問題已基本得到解決。

2.2計量基礎架構

先進計量基礎架構，主要由用戶智能電表、前端采集裝置、數(shù)據(jù)儲存和處理系統(tǒng)、雙向通信系統(tǒng)及和后臺應用系統(tǒng)構成。

2.3通信系統(tǒng)

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎，是邁向智能電網(wǎng)的第一步。智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制、需求側響應都依賴于高速雙向通信系統(tǒng)的支持，主要包括對開放性的通信架構、統(tǒng)一的技術標準、高可靠性與高帶寬等等。

2.4分布式發(fā)電與智能微網(wǎng)技術

在我國能源結構中，煤炭、石油和天然氣等不可再生資源占據(jù)比例很大，社會的發(fā)展不能只依靠這些不可再生資源，這也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。為解決該問題，可在合理的控制方式下對微網(wǎng)實行并網(wǎng)運行，在兩種運行模式之間實現(xiàn)無縫轉換，使得主電不再是電網(wǎng)供電的唯一途徑。在電網(wǎng)并入DG后可有效激活電網(wǎng)的工作性能，而微網(wǎng)系統(tǒng)主要以DG作為物理基礎。

2.5智能變電站

智能配電具體包括配電自動化系統(tǒng)、配電SCADA系統(tǒng)、配電GIS系統(tǒng)、配電工作管理系統(tǒng)、停電管理系統(tǒng)以及配網(wǎng)管理高級應用系統(tǒng)等等。智能電表應具有雙向通信計量、接通或開斷等功能，能夠為用戶提供實時電價和用電等信息，并實現(xiàn)室內(nèi)用電裝置的負荷控制。供電企業(yè)在實時采集、有效監(jiān)測、全面分析用戶用電量及相關數(shù)據(jù)的基礎上，對電力能源使用實行統(tǒng)一管理，科學安排發(fā)電計劃，引導用戶合理用電，最終實現(xiàn)饋線自動化、變電站自動化、配電調(diào)度、配電工作管理以及配電網(wǎng)絡分析等功能。另外，可再生能源的研發(fā)，以及大規(guī)模并網(wǎng)也會給智能電網(wǎng)建設帶來一定影響。智能電網(wǎng)技術還應包括：輸送納入調(diào)度甚至參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，電力電子、超導、大容量儲能等先進的設備是提高輸配電系統(tǒng)性能的重要技術支持。

可以看出，隨著智能供電系統(tǒng)的逐步完善和改革，我國將進入智能電氣時代，其自身的優(yōu)勢和潛力也是其蓬勃發(fā)展的源泉。在新時代背景下，改善智能供電系統(tǒng)存在的不足，真正實現(xiàn)智能監(jiān)控，及時解決電網(wǎng)傳輸過程中的問題，正是每一個中國人所期望的。目前，中國的智能電網(wǎng)仍在研究的早期階段，所以，有關部門和企業(yè)要加強研究和開發(fā)建設的努力，進行深入研究智能電網(wǎng)的特點和關鍵技術，并作出積極貢獻的建設特高壓電網(wǎng)，電力系統(tǒng)改革的深化和國家經(jīng)濟建設。

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[2]王哲.智能電網(wǎng)涉及的關鍵技術[J].電源技術應用，2009（10）.

[3]帥軍慶.瞄準世界前沿建設智能電網(wǎng)[J].國家電網(wǎng)，2014（2）：55～57.

（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責任公司梅州供電局）