智能電網(wǎng)新型運(yùn)行模式及發(fā)展探討

蒲曉瑛

（四川東祥工程項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司，四川 成都 610000）

0 引言

電能傳輸服務(wù)階段，其產(chǎn)生、供給以及分配應(yīng)用幾乎同步開(kāi)展，其眾多環(huán)節(jié)形成了持續(xù)動(dòng)態(tài)平衡的發(fā)展模式。當(dāng)前，我國(guó)電力體系互聯(lián)運(yùn)行，在促進(jìn)資源優(yōu)化配置、強(qiáng)化電能服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，也面臨了更加復(fù)雜的問(wèn)題。如何優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行模式，引入智能化控制手段，促進(jìn)電力體系運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)化與智能化，成為當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題。

1 智能電網(wǎng)內(nèi)涵與組織架構(gòu)特征

在智能電網(wǎng)中，通過(guò)引入現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)手段、智能技術(shù)，使電力機(jī)構(gòu)各類設(shè)備、管控體系、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)任務(wù)與工作人員有效互聯(lián)，創(chuàng)建一種基于公共信息體系模型的自動(dòng)存儲(chǔ)匯總數(shù)據(jù)體系。智能電網(wǎng)可對(duì)供電體系運(yùn)行模式、電力企業(yè)管控狀況展開(kāi)分析，并做出客觀明確的判斷，以優(yōu)化資產(chǎn)管理和供電運(yùn)行服務(wù)工作。

智能電網(wǎng)是各類通信技術(shù)、傳感手段、控制原理的有效集合，并呈現(xiàn)出互動(dòng)性、信息化與自動(dòng)化的特征，可促進(jìn)各級(jí)電網(wǎng)體系的協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)然，新技術(shù)引入電網(wǎng)系統(tǒng)中，并沒(méi)有真正更新傳統(tǒng)電網(wǎng)形態(tài)以及電力體系運(yùn)行總體規(guī)律。未來(lái)智能化的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)具備更多的特征，即包含強(qiáng)大堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，涵蓋豐富的智能元件，其信息流可位于網(wǎng)絡(luò)體系中精準(zhǔn)地實(shí)施采集、交換傳輸以及實(shí)踐執(zhí)行，并面向多層次的用電需求供給更多的電能產(chǎn)品，持續(xù)提升運(yùn)行效率，同時(shí)體現(xiàn)出電力企業(yè)同用戶的交互性特征。

智能電網(wǎng)的強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)體系可有效抵御各類外界影響、干擾，如暴風(fēng)雪等惡劣天氣、人為非法攻擊等。一旦電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則可通過(guò)智能運(yùn)行手段快速擺脫危機(jī)，降低損失。電網(wǎng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)勢(shì)必涵蓋多重信息的應(yīng)用處理，例如命令信息、狀態(tài)信息、屬性、歷史與互動(dòng)咨詢信息等。其位于各個(gè)信息登記平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了可視化管理，便于電力企業(yè)工作人員操作。從輸出層面來(lái)講，智能電網(wǎng)應(yīng)能提供市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展需求的大量電能，同時(shí)應(yīng)適應(yīng)各類新負(fù)荷形成的電網(wǎng)沖擊，并為用戶提供符合需求的優(yōu)質(zhì)電能產(chǎn)品。智能電網(wǎng)體系還可借助發(fā)電方式的優(yōu)化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化發(fā)展，使電能良好分配，確保自身始終高效運(yùn)行。用戶可依據(jù)可視整體區(qū)域供需電力狀況進(jìn)行電量以及時(shí)間段的優(yōu)化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電能優(yōu)質(zhì)分配。智能電網(wǎng)組織架構(gòu)高度集中，系統(tǒng)中發(fā)揮控制效能的智能裝置和測(cè)量元件可同數(shù)據(jù)庫(kù)中央控制中心有效連接，其作用分散至智能元件之中。各個(gè)智能控制裝置均可視為自律單元，可實(shí)現(xiàn)高效的自我管控，其中包含較多用戶程序組織模塊，可做好各類信息數(shù)據(jù)的綜合處理。該體系可在線實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展系統(tǒng)、管理維護(hù)以及容錯(cuò)功能。

2 創(chuàng)建智能電網(wǎng)新型運(yùn)行模式

2.1 引進(jìn)智能化測(cè)量裝置與先進(jìn)元件

應(yīng)用智能化元件可鞏固電網(wǎng)系統(tǒng)物理基礎(chǔ)建設(shè)，該類元件應(yīng)能夠應(yīng)對(duì)各類干擾影響，依據(jù)反映管控元件各類屬性信息和控制中心傳輸命令，可高效準(zhǔn)確開(kāi)展智能操作。另外，先進(jìn)智能測(cè)量裝置可準(zhǔn)確、快速、敏銳地映射測(cè)量出電網(wǎng)元件的具體屬性、客觀狀況，進(jìn)而借助自身接口體系裝置將相關(guān)物理量傳輸至通信網(wǎng)絡(luò)，并由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至各層級(jí)控制中心。當(dāng)前各類信息手段、電子技術(shù)、自動(dòng)化理論、現(xiàn)代化傳感技術(shù)等的發(fā)展，以及現(xiàn)代制造生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提升，為智能化元件和管控測(cè)量裝置的大規(guī)模生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此，我們應(yīng)科學(xué)引進(jìn)，有效利用，做好儀表裝置的選用、電網(wǎng)接口的配設(shè)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)采集與綜合處理。

2.2 優(yōu)選通信方式，提升規(guī)律性認(rèn)識(shí)

智能電網(wǎng)運(yùn)行模式建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)化為其突出特征，我們要想真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)，就必須優(yōu)選通信方式。電能傳輸主體基于光的散射，其常常在幾秒鐘或更短時(shí)間內(nèi)便可影響到周圍，甚至波及到整個(gè)電網(wǎng)體系。電網(wǎng)的大范圍互聯(lián)、橫跨交錯(cuò)，較易受到自然因素的侵襲和人為的破壞。

為此，在構(gòu)建智能電網(wǎng)新型運(yùn)行模式時(shí)，應(yīng)基于混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用分級(jí)通信協(xié)議模式，并基于智能電網(wǎng)服務(wù)分析的高效實(shí)時(shí)性特征，做好容量選擇，提升傳輸服務(wù)的準(zhǔn)確性。應(yīng)用分散自律系統(tǒng)通信方式提升智能電網(wǎng)整體安全性，可讓電網(wǎng)運(yùn)行更加高效。電網(wǎng)系統(tǒng)各級(jí)控制單位基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、程序，明確體系運(yùn)行變化，這些應(yīng)用程序從本質(zhì)層面針對(duì)其規(guī)律做出數(shù)學(xué)描述。也就是說(shuō)，進(jìn)行電網(wǎng)體系研究主要借助控制、數(shù)學(xué)學(xué)科做出全面映射與量化再現(xiàn)，反映其運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于其動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理的研究、元件數(shù)學(xué)建模分析等，當(dāng)前還沒(méi)有形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

因此，創(chuàng)建智能電網(wǎng)新型運(yùn)行模式的首要任務(wù)在于對(duì)其運(yùn)行體系做出真實(shí)、可靠、精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)描述與規(guī)律判斷。在構(gòu)建階段，面臨著較多技術(shù)難題，如超導(dǎo)輸電控制技術(shù)、間歇電源發(fā)電接入/退出模式技術(shù)、儲(chǔ)能研究手段、光纖復(fù)合電纜技術(shù)等，還需要我們做進(jìn)一步探索。

3 智能電網(wǎng)運(yùn)行體系發(fā)展探索

近年來(lái)，我國(guó)提升了互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行速率，即將構(gòu)建統(tǒng)一模式。同時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行問(wèn)題更加突出，因此創(chuàng)建智能電網(wǎng)成為強(qiáng)化其安全可靠性的良好手段。為此，我們應(yīng)樹(shù)立核心目標(biāo)，做好試點(diǎn)管理與實(shí)踐工作，促進(jìn)分布電網(wǎng)發(fā)電模式有效轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑⒏哽`敏性的電網(wǎng)運(yùn)行模式，使傳輸電能體系體現(xiàn)良好的智能性、高效性、可自愈性以及自動(dòng)化等特征。

我國(guó)自然資源分布較為集中，區(qū)域同電能消費(fèi)領(lǐng)域并不對(duì)稱，這樣就需要進(jìn)行大規(guī)模的遠(yuǎn)程傳輸電能。相比于煤能源的發(fā)電量，太陽(yáng)能、風(fēng)力、水力、核電等新興能源的總體發(fā)電量較少，應(yīng)用范圍有限。再加上新興輸電技術(shù)未全面投入應(yīng)用，金屬導(dǎo)線在低壓傳送階段會(huì)導(dǎo)致較大網(wǎng)損，為此應(yīng)引入智能特高壓電網(wǎng)輸電模式。煤能源的一次性應(yīng)用特點(diǎn)以及儲(chǔ)備量有限的狀況決定，我國(guó)未來(lái)勢(shì)必全面應(yīng)用新型能源發(fā)電傳輸。我們應(yīng)借鑒行業(yè)領(lǐng)域超高壓輸電操作經(jīng)驗(yàn)與核心技術(shù)，加快制定智能運(yùn)行電網(wǎng)自上而下的協(xié)調(diào)管控和智能元件模塊標(biāo)準(zhǔn)，真正讓智能電網(wǎng)運(yùn)行得更加高效、暢通。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，智能電網(wǎng)的可靠、安全、高效、現(xiàn)代化特征決定我們只有基于其內(nèi)涵及組織架構(gòu)，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)運(yùn)行模式，引進(jìn)智能化測(cè)量裝置與先進(jìn)元件，優(yōu)選通信方式，強(qiáng)化規(guī)律性認(rèn)識(shí)并解決技術(shù)瓶頸問(wèn)題，才能真正激發(fā)智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，提升經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，促進(jìn)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的持續(xù)、全面發(fā)展。

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