智能電網(wǎng)發(fā)展與城市配網(wǎng)的規(guī)劃改造策略分析

張毅 喬俊梅

摘要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，對于電力能源的需求度持續(xù)提升?；诖吮尘?，應(yīng)為社會提供優(yōu)質(zhì)電能服務(wù)，妥善處理電力企業(yè)面臨的難題。智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展不僅應(yīng)管理和維護(hù)電力系統(tǒng)，還需要合理應(yīng)用電力工程技術(shù)，全面提升電力企業(yè)供電效率與質(zhì)量。注重研究智能電網(wǎng)、電力工程技術(shù)，有助于加強(qiáng)系統(tǒng)功能，為社會輸送高質(zhì)量電能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市;智能電網(wǎng);配電;規(guī)劃

引言

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)設(shè)計作為重要的內(nèi)容，為城市配電網(wǎng)的建設(shè)提供了支持，借助技術(shù)的優(yōu)勢可使城市配電網(wǎng)的運(yùn)行性能加強(qiáng)，保證了城市供電的效果。通過對智能電網(wǎng)技術(shù)的合理應(yīng)用，可使城市配網(wǎng)的規(guī)劃及改造獲得完善的條件，有效提高了電網(wǎng)體系的穩(wěn)定性。因此，應(yīng)根據(jù)城市配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)需求來推動電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展，使我國電力建設(shè)水平得到提升，在未來發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。

1智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)具備較高技術(shù)性，屬于智能型新電網(wǎng)，在原有物理電網(wǎng)上增設(shè)自動化、科技性系統(tǒng)控制。智能電網(wǎng)可以融合現(xiàn)代通信技術(shù)，充分發(fā)揮計算機(jī)控制技術(shù)的作用。通過應(yīng)用高新技術(shù)能夠賦予物理電網(wǎng)技術(shù)含量，還可以滿足用戶的電力資源需求，維護(hù)電能供應(yīng)的環(huán)保性、高效性、穩(wěn)定性。社會技術(shù)水平日益提升，智能電網(wǎng)的出現(xiàn)能夠優(yōu)化整合電力資源、科技資源，全面促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

智能電網(wǎng)是由傳統(tǒng)的電網(wǎng)經(jīng)過技術(shù)革新發(fā)展而來的，是當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的主要方向。但各國對于智能電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)和方向并不一致，發(fā)展階段也參差不齊。我國將智能電網(wǎng)定義為“堅強(qiáng)的智能化電網(wǎng)”，所謂堅強(qiáng)是指具備特高壓骨干網(wǎng)架、多級電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)，而智能化則是指采用了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)通信、信息化和自動控制技術(shù)，使傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒⒆詣踊?、?shù)字化的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的智能化和堅強(qiáng)性主要由三大系統(tǒng)來保障：智能基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、智能管理系統(tǒng)以及智能保護(hù)系統(tǒng)，而每個系統(tǒng)又可以進(jìn)一步細(xì)分為許多業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，構(gòu)成了龐大而復(fù)雜的智能電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸體系。

3電網(wǎng)現(xiàn)狀

當(dāng)前的城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃與城市發(fā)展需求之間不匹配，城市電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展的目標(biāo)。在城市化建設(shè)背景下，城市電網(wǎng)規(guī)劃管理的壓力變大，缺少對城市電網(wǎng)電源點(diǎn)的科學(xué)分析，這使城市網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)的規(guī)劃落后城市建設(shè)，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備老化問題更加嚴(yán)重，電網(wǎng)改造面臨著一定的問題。在這樣的情況下，電網(wǎng)規(guī)劃及改造需求提高，為了使城市電網(wǎng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，需要采取有效措施開展改造工作。

4智能電網(wǎng)發(fā)展與城市配網(wǎng)的規(guī)劃改造策略

4.1提升智能電網(wǎng)水平

建設(shè)智能電網(wǎng)時，合理應(yīng)用電力工程技術(shù)，能夠帶動智能電網(wǎng)發(fā)展，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量與安全。電力工程技術(shù)可以提升智能電網(wǎng)建設(shè)效益，應(yīng)用價值顯著。從當(dāng)前發(fā)展可知，建設(shè)智能電網(wǎng)時必須確保電力工程技術(shù)應(yīng)用合理性，自動收集和存儲電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，對用戶用電行為進(jìn)行控制。建設(shè)智能電網(wǎng)時應(yīng)結(jié)合智能化信息技術(shù)，提升電力數(shù)據(jù)的處理效率，對用電對象合理性進(jìn)行控制，監(jiān)測智能電網(wǎng)建設(shè)全過程，持續(xù)反饋數(shù)據(jù)信息，全面提升智能電網(wǎng)建設(shè)水平。應(yīng)用電力工程技術(shù)能夠避免由于人為因素所致故障與錯誤，全面提升智能電網(wǎng)建設(shè)效率與質(zhì)量。

4.2選擇合理的電網(wǎng)架構(gòu)

在城市化建設(shè)發(fā)展下，智能電網(wǎng)的建設(shè)需要符合城市發(fā)展需求，通過對電網(wǎng)的科學(xué)規(guī)劃可保證建設(shè)的效果。應(yīng)制定分層次、區(qū)域的電力資源使用規(guī)劃，結(jié)合不同地區(qū)的用電情況來設(shè)置電壓等級，保證電源及負(fù)荷之間的平衡性。通常電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及電壓等級、負(fù)荷數(shù)量等之間存在一定的聯(lián)系，結(jié)合其中的各項(xiàng)因素可建立電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其中包括放射式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)架構(gòu)、多電源環(huán)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和串聯(lián)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。放射式電網(wǎng)比較簡單，在應(yīng)用中控制便捷，操作也比較方便，但是作為一種單回線供電模式，運(yùn)行的可靠性有待提升。

4.3多源數(shù)據(jù)質(zhì)量管理技術(shù)

能否實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)到信息的挖掘，與數(shù)據(jù)質(zhì)量密切相關(guān)。MIT等機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)質(zhì)量管理開展了多項(xiàng)研究，國內(nèi)也有學(xué)者開展了電力數(shù)據(jù)質(zhì)量表征、評估和提升技術(shù)研究，大數(shù)據(jù)平臺在此基礎(chǔ)之上針對電網(wǎng)調(diào)控數(shù)據(jù)特點(diǎn)對數(shù)據(jù)檢測與清洗技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。在數(shù)據(jù)檢測環(huán)節(jié)中，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進(jìn)行分類，依據(jù)數(shù)據(jù)的完整性、及時性、準(zhǔn)確性等質(zhì)量檢測維度，針對每類質(zhì)量問題定制質(zhì)量診斷方法，并根據(jù)現(xiàn)有的問題和特征，預(yù)測未來的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。在數(shù)據(jù)清洗環(huán)節(jié)，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)多源異構(gòu)、規(guī)模大、更新速度快、價值密度低且時間序列性強(qiáng)的特點(diǎn)，完成全網(wǎng)多源數(shù)據(jù)處理、缺失值處理、異常值處理、合理值處理，并完成質(zhì)量治理反饋。

4.4數(shù)據(jù)的安全傳輸管理

智能電網(wǎng)系統(tǒng)作為關(guān)系國計民生的特殊系統(tǒng)，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸能力，而在數(shù)據(jù)的傳輸過程中存在被人非法竊聽或篡改的風(fēng)險。為保證數(shù)據(jù)的完整性和保密性，需要對數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)險進(jìn)行針對性地防護(hù)設(shè)計。通過構(gòu)建一套數(shù)據(jù)傳輸安全控制體系可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全管理，體系中主要包括認(rèn)證機(jī)構(gòu)、注冊審核機(jī)構(gòu)、數(shù)字證書庫、證書作廢系統(tǒng)等模塊，首先將公鑰和個人信息發(fā)送給注冊機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證，通過后將其發(fā)送給認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽名并生成數(shù)字證書，由服務(wù)器端對數(shù)字證書進(jìn)行維護(hù)，保證每一次訪問都是安全的。為避免明文傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸過程中還應(yīng)采用數(shù)據(jù)加密算法，但是在加密復(fù)雜度和傳輸速度上要取得合理平衡，防止影響系統(tǒng)的綜合性能。

4.5智能用電服務(wù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)如今，在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦须娔芏际侵匾慕M成部分。目前，除了在居民住宅中應(yīng)用到智能電網(wǎng)外，在大型廠區(qū)、企業(yè)中等都可以看到智能電網(wǎng)和設(shè)備的“身影”如聲控設(shè)備、自動閘門、智能汽車導(dǎo)航儀以及實(shí)時監(jiān)控設(shè)備等。以上設(shè)備的所有操作步驟都是通過電力部門將電力通信網(wǎng)傳輸給不同用戶，互聯(lián)網(wǎng)將公共通信網(wǎng)傳輸居民用戶，其中包括了新能源充電用戶。對于以上用戶的用電，都可以采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對他們的用電行為進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。其次，在智能電網(wǎng)載體影響下，給每個用戶配置智能電表控制器，用戶則安裝智能家電、智能插座等、關(guān)于新能源汽車充電用戶，則需要安裝煙霧報警器、智能充電和檢測系統(tǒng)等，這樣才能在智能電網(wǎng)用電系統(tǒng)中將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致，確保了用戶用電的可靠性和安全性。

結(jié)束語

在電網(wǎng)建設(shè)過程中，隨著時代的發(fā)展，城市用電的需求逐漸提升。為了滿足供電需求，需要結(jié)合智能化電網(wǎng)建設(shè)來對配網(wǎng)進(jìn)行改造。根據(jù)實(shí)際情況來制定合理的規(guī)劃，開展電力負(fù)荷預(yù)測工作，選擇合理的電網(wǎng)架構(gòu)，有效運(yùn)用新能源，并且加強(qiáng)電網(wǎng)管理，為電網(wǎng)的建設(shè)帶來幫助，進(jìn)而提升電網(wǎng)的運(yùn)行水平，使供電更加穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展。

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