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Don Bonnitcha是澳大利亞人,在咨詢領域有二十多年經驗。2012年底,Don Bonnitcha被任命為DNV KEMA亞太區管理與運營咨詢服務總監,負責開拓在澳大利亞、中國以及新加坡的咨詢業務。
DNV KEMA咨詢服務包括:能源市場與監管、電力公司運營,電力系統運營與控制,智能網絡與通信和風險管理(RMS)等服務。作為一家國際知名的咨詢公司,DNV KEMA在中國、印度、日本、東南亞等地區參與了眾多智能電網及電網智能化項目。
4月18日,在DNV KEMA 位于北京的亞太總部辦公室內,就智能電網的發展及其在中國的未來,《能源》雜志記者專訪了Don Bonnitcha。
《能源》:智能電網誕生已經很多年,各個國家和地區都有一些相應的實踐,我們應該如何理解智能電網?
Don Bonnitcha:智能電網概念有兩個不同的層次,一是從現有傳統電網演化而來;另一種是完全革命性的改變。
智能電網的發展,一開始是智能電表的運用;然后隨著信息系統逐漸完善,在這兩個部分的支撐下,智能電網逐漸建立起來。通過運營一些新技術,使技術人員能夠更好地測量、監測和控制電網。目前,為了引入新技術,使電網能適應未來將大規模發展的新能源,傳統電網在運營方面需要作出大的改變。
事實上,現有的傳統電網在不斷發展。隨著技術進步,電網運營方可以獲得更多新信息,從而有能力讓電網的各個層面逐漸實現自動化、智能化。總體而言,智能電網的發展包含這兩個層面,在現實中,這兩者常常交織在一起;最終也會導向同一個目的,使電網減小電力損耗,從而提升可靠性。
《能源》:智能電網發展需要大量投資,如何看待智能電網的投資回報性?
Don Bonnitcha:智能電網作為一個商業模式來分析,也是有生命力的。智能電網的收益有許多方面。比如,由于智能電網更加高效、可靠,從而可以有效減少維修的費用。此外,通過智能電網,可以在用電高峰期減少電耗,從而不需要再新架電纜,又減少了一部分投資。
作為公司來說,投資智能電網肯定要作為一個商業項目來進行投資和收益分析。另一方面,智能電網不僅僅只是惠及一個公司,也有利于整個社會效益的提升。比如說,它能夠更好地使需求側和供應側相對應,也能幫助到公共事業,還可以有效減低碳排放。綜合各方面因素考慮,建設智能電網,不僅僅對公司,對整個社會收益都相當大。
《能源》:如何看待政府在智能電網發展中扮演的角色?
Don Bonnitcha:政府制定的一些政策,可以促進智能電網發展,但是發展智能電網的主體始終是企業,是企業給予投資回報所作出的一種商業行為。
在澳大利亞,現在國家電網也在考慮私有化,各個州都有不同的情況。比如維多利亞州,就強制消費者安裝智能電表。到目前為止,維多利亞州有400萬人口,已經有60%-70%的人口已經完成智能電表的設置。它的信息系統已經開始運行,可以收集各方面的信息,來支持電表的運作。
不過,南威爾士州沒有這種強制性的安裝智能電表的政策。他們是有一個大型的商業型的示范項目。這個項目持續到現在兩年多了,耗資大約3億澳元(約18億元人民幣),包含很多方面。比如智能電表、新能源汽車,以及充電設備、新能源并網、儲能等等。這是一個大型的、綜合性的智能電網項目。
澳大利亞Western Power 公司,自己也進行了一個智能電網示范性項目,目的在于開發一些新技術來支持智能電網。同時也作為一個實驗性項目,基于此提出一些議案,爭取政府的支持。
《能源》:在中國,智能電網也提出了多年,你如何看待中國發展智能電網的優勢和劣勢?
Don Bonnitcha:這涉及很復雜的因素,首要的一點,是中國強大的發展能力。過去20年,中國發展非???,中國絕對有足夠的能力發展智能電網。其次,中國在決策與執行決策方面的效率非常高,這一點要超過許多西方國家。第三,中國對使用新技術,對向前發展一直都有強烈的意愿。
中國發展智能電網技術環境比較復雜,中國有很多非常先進的技術。比如特高壓、交流直流電等,以及設備制造都在世界上處于領先地位。但中國地域廣博,各地電網發展情況不一樣。在一些地區,電網的基礎建設還很滯后,骨干網架還比較薄弱,這些都對智能電網的發展形成了挑戰。
中國現在面臨兩方面的任務,一方面是繼續完善電網的基礎設施建設;另一方面,繼續發展智能電網,不斷提高電網的自動化、智能水平。但不管怎樣,最終中國所需要的仍然是一個高效、可靠的電網?;谶@一愿景,中國需要制訂一個路線圖。如果有明確的愿景和路線圖,那么中國就可以最大限度地使用所有新的技術,同時避免過分地投資在不必要的方面,讓中國電網更快成為一個現代化、高效可靠的電網。
《能源》:如何評價中國智能電網當前的發展?
Don Bonnitcha:中國這些年在輸電網方面的努力,對整個國家的益處很大。我認為,這個方向是正確的,執行也是比較成功的。
《能源》:關于電網拆分與否、調度獨立與否、輸配分離與否,現在中國存在很大爭論,您如何看待這一問題?
Don Bonnitcha:在電力領域來說,各個國家、地區都有不同的情況。比如美國,它的電網一直比較分散,大部分是私人所有,大小不同。在歐洲,大部分電網還是國有的公共事業單位。
但在歐洲以及澳大利亞,電網目前的發展潮流是分散化,發電、輸配電、市場運營都是逐漸分散化與私有化。雖然在私有化的過程中,存在私人企業將分開的那些公司又收購合并的情況,但大潮流還是朝向分散化。
中國的因素非常復雜,這也是一個非常重要的問題。因為決策一旦做出,將持續很長時間,而且難以更改;所以需要政府高層去做非常仔細、非常深入的調查研究。這一方面可以借鑒國際上專家的建議,也可以深入理解各個國家的經驗實踐,從中獲得教益。
【關鍵詞】智能電網技術;用電營銷;應用
社會經濟不斷發展,智能電網技術的應用范圍不斷擴大,使其被廣泛的運用到用電營銷中。用電營銷在電力行業中占據著重要地位,將智能電網運用到用電營銷中給電力行業增添了新的活力,推動了電力行業的發展。智能電網是一種新型的電網,它以物理電網為基礎,結合了許多先進技術,給電力系統帶來了更高程度的發展。下面首先了解一下智能電網的有關內容,然后分析它在用電營銷中的應用情況。
1 智能電網技術的介紹
1.1 智能電網的概念
智能電網即電網的智能化,是以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網,它具備自愈、激勵、抵御攻擊等特征,智能電網投入使用后,不僅提高了電能質量,還能允許多種發電形式接入,充分展現了它的先進性。智能電網是建立在集成且高速雙向的通信網絡基礎上,結合了多種先進科學技術的應用,包括先進設備技術、先進測量技術、先進控制方法等,從而實現了安全、經濟、高效的電網建設。
1.2 智能電網的關鍵技術
要掌握智能電網技術,首先要了解智能電網的關鍵技術,包括通信、設備、量測、支持、控制五大方面的技術,下面我們來分別了解一下這幾種關鍵技術。
(1)先進的通信技術。智能電網是建立在高速雙向通信網絡基礎上,在先進的通信網絡前提下,智能電網對數據進行處理,先進的通信系統給了智能電網實現高目標電網建設的條件,電網與通信網絡兩者緊密相連。在高效的通信網絡條件下,電網供電可靠性增強,提高了資源利用率,推動了電網的進一步發展。先進的信息技術成就了智能電網的自愈性,利用它進行監測工作,并采取補償,防止大范圍事故的發生。
(2)先進的參數量測技術。先進的量測技術對智能電網來說尤為重要,它能幫助智能電網獲取數據并完成數據轉換,包括功率、電能質量、設備情況、電能消耗等數據信息,以供電網使用。先進的量測技術在智能電網使用中,還能有效評估設備使用狀況,分析電網整體情況,實現電量讀取,并可估計電量消費情況,以防止竊電現象發生,方便企業與客戶的交流。
(3)先進的設備技術。先進的設備技術大大提高了智能電網的性能,為進一步提高智能電網的可靠性,要大力推進設備技術更新,在以后的智能電網中要充分的應用先進研究成果。這些最新的研究成果主要有電子技術設備、超導技術設備和大容量儲能設備,利用先進的技術不斷提高電能的質量,智能電網通過引進先進設備,擴大了先進設備的應用范圍,同時先進設備的使用也加大了電網運輸容量,提高了電網的可靠性。
(4)先進的決策支持技術。決策支持技術在智能電網中發揮著重要作用,它主要用來完成數據信息的轉換,將電力數據轉換成簡單明了的信息,幫助工作人員處理發生的問題。決策支持技術的應用給電網決策提供支持,大大提高了智能電網系統的運行效率。
(5)先進的控制技術。先進的控制技術為智能電網提供分析及措施,幫助智能電網消除電能質量擾動,防止供電中斷現象發生。它主要依靠于以上四個技術,并為它們提供服務,對智能電網的管理有重要意義。
1.3 智能電網的發展狀況
智能電網是未來電力市場發展的方向,智能電網的發展前景十分樂觀。隨著經濟的不斷發展,傳統電網的局限性逐漸顯露,智能電網開始占據市場,由于它具有自愈、激勵、抵御等優勢,因此得到了廣泛的應用,并受到了電力行業的好評。智能化電網與普通電網相比,其電網基礎牢固,技術支持體系完善,能夠允許新型發電形式接入,電能損耗較低,使得電網性能得到了很大的提高,功能更加強大。而且智能化電網運用了先進的科學技術,能夠預知故障的發生,并及時隔離故障,還能對故障做出處理,這樣以來就能避免停電范圍的進一步擴大,提高了電網的服務水平。總之,智能電網技術相比傳統電網來說,有著明顯的優勢,無論從經濟還是功能方面都有很大的進步。
2 智能電網技術在用電營銷中的主要應用
隨著智能電網技術的不斷發展,被廣泛的應用到了用電營銷中,使智能營銷技術不斷發展,下面主要介紹一下用電信息采集終端、智能交互終端、智能化抄表這三個方面,從而得知智能電網技術在用電營銷中的應用情況。
(1)用電信息采集終端在用電營銷中的應用。在開始階段,負控裝置得到了廣泛的應用,主要用于電網中的防偷電、負荷監測等,當時用電信息采集終端還未出現。為了進一步提高負控裝置的功能,采用了先進的通信技術,從而研究出了用電信息采集終端。用電信息采集終端用途較為廣泛,它在購電、用電、售電三個方面都起到了重要作用,實現了這三個方面的信息采集和處理功能,能夠有效的監測購電、用電、售電三環節。另外,用電信息采集終端幾乎將客戶全部覆蓋,為企業和客戶提供了良好的平臺。
(2)智能交互終端在用電營銷中的應用。智能交互終端利用了先進的通信技術,通過人機界面,方便了電網與用戶之間的信息傳遞。智能交互終端既可以傳遞電網的信息,指導客戶科學有效地使用電能,又可以接收客戶的指令,并對客戶的用電信息進行采集和分析,將其傳遞給電網,從而實現了兩者之間的互通性。隨著科技的發展,智能家電將進入人們的生活,智能家電具有智能化、現代化的優勢,它的信息網絡功能強大,在利用遠程控制、智能報警等基礎上,通過智能化交互終端完成電網與用戶之間的互動。目前智能交互系統的平臺不夠完善,不能夠及時的獲取重要信息,也不能夠得知用電繳費情況,具有一定的局限性,需要我們對智能交互終端進一步優化。
(3)智能化抄表在用電營銷中的應用。智能化抄表給電網工作人員提供了極大的方便,有效地提高了電網企業的工作效率,隨著經濟的不斷發展,智能化抄表系統的不斷完善,使現場抄表與智能化管理完美的結合在一起,抄表的數據分析功能更加強大?,F在的智能化抄表多是采用M-Bus協議,它利用電力線傳輸信號,然后由采集器進行信號分析,抄取完電能表中的數據后再傳遞至采集器,最后通過電力線將該信號傳送到終端,這樣以來就實現了智能化抄表。
3 總結
隨著經濟的發展,科技水平的提高,電網向智能化發展正是科技進步的表現。智能電網運用了許多先進的科學技術,相對普通電網來說它具有許多優勢,對電力行業來說尤為重要,它的出現將電網建設帶向了更高的層次。為了加快用電營銷的智能化建設,我們將智能電網技術運用到了用電營銷中,通過對這些應用分析,可以進一步擴大智能電網技術在用戶營銷中的應用范圍,從而推動用電營銷管理的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:智能電網系統;繼電保護;關鍵技術;發展趨勢
近年來國家加大了對電網的投資力度,同時在各種先進技術的推動下我國智能電網系統也取得了較快的發展。在智能電網系統構建過程中,為了能夠更好的確保電網運行的安全和穩定性,對繼電保護裝置也提出了更高的要求。因此需要對繼電保護技術進行深入分析,從而保證智能電網系統電能傳輸的安全性和可靠性。
1 繼電保護在智能電網系統中的重要作用
隨著我國社會經濟的快速發展,對電能的需求不斷增加,在這種情況下,我國加快了電力系統建設的步伐,在電力系統建設規模不斷擴大的新形勢下,需要確保電網系統運行的安全。但在當前一些大城市中,由于人口和工業生產十分密集,這也使電力系統運行結構更加復雜,化,對電網系統的安全運行帶來了較大的威脅。為了有效的提高電網系統運行的穩定性,繼電保護技術開始在電網系統保持裝置中進行應用,一旦電網系統中設備發生故障或是\行異常,繼電保護裝置則能夠在第一時間切除故障并發出預警,有效的實現對故障的控制,避免故障范圍擴大。而且通過發出報警信號來通知相關技術人員及時維護和修復,確保電網系統運行的安全。
2 智能電網系統中繼電保護的基本構成
相較于傳統電網系統結構形式,智能電網系統結構較為復雜,如分布式的發電系統和交互式的供電系統,有效的強化了智能電網系統的功能化,確保了智能電網系統的運行效率。而且將計算機信息網絡技術引入到智能電網系統中并進行有效的運用,不僅能夠實時監控系統的運行情況,而且在繼電保護中繼電保護裝置能夠對各環節的電氣量信息和運行信息進行實時了解,從則提供智能化的技術服務,有效的保證了智能電網系統運行的安全性和可靠性。
3 智能電網環境下繼電保護的核心技術
智能電網系統運作過程中,繼電保護作為其非常重要的保護系統,通過智能化檢測和智能化控制電網系統運行過程中的各個環節,并對整個系統給予有效的保護,有效的保證了電能安全穩定的運輸和供應。作為保護智能電網系統穩定運行的繼電保護,支撐其保護作用發揮的核心技術大致包括以下幾種。
3.1 廣域保護技術
廣域保護技術主要是依托于子集單位電網基礎上建立起應用,通過深入分析和處理電網運行中的故障,從而完成收集和整理設備狀態信息的任務,同時還能夠利用計算機技術來詳細、系統的對數據進行分析和預測,從而對電網故障位置進行判斷,為檢修工作提供重要的信息支持。廣域保護技術主要由安全自動控制技術和繼電保護技術兩部分構成,其中安全自動控制技術主要承擔著處理電網故障及為電網故障提供解決措施的作用。而繼電保護技術通過對故障進行診斷為檢修人員提供參考,從而達到消除故障及提高電網繼電保護能力的目標。
3.2 保護重構技術
保護重構技術作為一項全新的繼電保護技術,通過在繼電保護系統中應用保護重構技術具有較多的優勢。不僅能夠使繼電保護整定值自適應,而且有利于繼電保護靈活性的提高,能夠適應不同的電網運行方式。而且保護重構技術在繼電保護系統中應用后,實現了繼電保護系統在線配置和重組,能夠更好的適應電網結構的改變。同時還能夠實時監測和診斷繼電保護裝置內部元件,及時找出存在的各種故障,實現系統的自我診斷功能。而且在保護重構技術應用過程中,當繼電保護裝置出現保護失靈故障時,保護重構技術能夠自動為原保護裝置找到替代的新裝置或系統,恢復繼電保護功能,確保電網安全、穩定的運行。
3.3 智能傳感技術
智能電網系統的構建是對基于信息技術的智能化技術和智能化設備的充分運用,智能化設備可對電網系統中的各個環節單元進行實時的智能控制,其中傳感技術就是一項重要的應用體現,智能傳感技術可實時采集電網系統中各運行單元的運行數據,并通過智能分析系統進行完整的信息數據分析,進而完成對整個電網系統的狀態分析。通過數據分析結果對電網系統提供技術維修服務,從根本上提升繼電保護裝置的運行保護功能。
4 智能電網環境下繼電保護技術的發展趨勢
4.1 數字化
當前智能電網系統中繼電保護技術加快了數字化發展進程,特別是在數據測量接口口聲和光纖電網信息傳輸方面數據化程度不斷提升,利用電子式互感器與數據測量接口之間有效結合,全面提升了繼電保護系統測量數字化的水平。而且利用光纖電網來實現數據信息的傳輸,全面的提升數據信息傳統的質量和傳輸的速度。
4.2 網絡化
當前網絡技術在社會各個領域都已全面普及,通過將網絡技術與繼電保護技術進行有效融合,依托于網絡的優勢,不僅信息傳遞更加安全和快速,而且繼電保護裝置運行效率及運行范圍也會有較大程度的提升和拓展,這對電網系統安全、穩定的運行具有非常重要的意義。
4.3 整定自動化
當前電網系統中的繼電保護更多針對的是運行線路的實時控制和保護,其保護范圍還十分有限,而且繼電保護整定值還存在著一定的誤差,因此需要加快推進繼電保護整定自動化的發展進程,通過實現整定自動化能夠對整個電網系統的各環節數據信息進行采集和保護,全面提升電網運行的效率。
4.4 采納新技術、新原理
近年來,新能源的出現以及對新能源的有效利用對我國的電網系統也帶來了諸多方面的挑戰。新能源接入主動配電網后,對電網系統的安全運行情況造成一定的影響。在這種情況下,將會實現以電子控制技術為基礎的電能傳輸,所以說,對新技術和新原理的應用將會是未來主要的發展趨勢。
5 結束語
繼電保護裝置在智能電網系統建設和發展過程中發揮著不可或缺的重要作用,有效的保障了智能電網系統正常、安全的運行,因此需要針對繼電保護技術進行深入分析,并加快推動繼電保護技術數字化、網絡化、整定自動化的發展步伐,加快對繼電保護技術和原理的更新,全面提高繼電保護技術的水平,為智能電網系統安全、穩定的運行提供重要的保護。
參考文獻
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【關鍵詞】電力;智能;電網
在社會的不斷進步下,電力已經成為人們日常生活中不可或缺的一部分,但是面對現階段能源短缺的局面,電力資源短缺也非常突出,對電力系統要求越來越高。智能電網是一種能夠使電能的生產與運用達到高效、便捷、操作性強的電網模式,具有很大的發展空間。智能電網具有可視化、信息化、交互性和智能化等特點,它能夠適應不斷變化的社會環境與人類需求,提高在電網規劃中的適用性,推動電力事業的發展。
1 智能電網規劃的內涵與特點
1.1 智能電網規劃的內涵
智能電網又被稱為是未來電網,它是將一些先進的技術以及電網基礎設施集成一種新型的電網,是電網更加的安全、可靠、經濟、高效。智能電網所利用的技術都是一些比較復雜、先進的技術,比如監督技術、信息技術、通信技術以及感應技術等,通過這些技術的相互作用與聯系,提高電網運行效率并支持客戶端廣泛的附加服務。智能電網廣泛上包括優先使用清潔能源的調度系統、動態定價的智能計量系統以及用電設備功率優化負荷平衡的智能技術系統等,他適應了當今倡導的可持續發展的理念,具有廣闊的發展空間。
1.2 智能電網的特征
1.2.1 自愈
電網是一個復雜的系統,在平時工作中往往會出現一些問題影響其正常工作。而智能電網具有自愈功能,在運行中如果出現一些小問題,智能電網能夠通過自身的自愈功能,將問題原件篩選或者隔離出來,并進行自動修復,恢復電網的正常運行狀態,而且智能電網在自愈的過程中不會出現供電中斷的情況,極大的方便用戶。
1.2.2 堅強
電網在實際工作中,往往會因為收到外界的一些干擾或者攻擊而陷入癱瘓狀態,比如強風、雷雨等惡劣天氣的影響。運用智能電網這些危害都會得到有效的環節,智能電網在面對干擾時仍然能夠為用戶提供用電服務,不會出現大規模的停電現象。另外,智能電網還可以有效的預防計算機病毒的攻擊,是電力信息更加安全,智能電網在自愈功能的基礎上還能對攻擊者發起反攻,不僅具有很強的抗攻擊能力,而且攻擊能力也比較強,所以智能電網未來發展空間極為廣闊。
1.2.3 集成
電力系統包含發電、變電、配電、輸電以及用電等環節,實現了電力一體化功能,智能電網為其提供了統一的平臺,使電網廣利更加精細化、規范化,實現電網信息的共享與集成。
1.2.4 優化
智能電網能夠在電力系統規劃中優化調整電網資產管理與運行,使電力系統用最低的成本實現最高的效益。使電網能夠有效發揮動態評估技術,提高資產的使用能力,使電力資產穩定運行。
2 電網智能規劃中存在的問題
2.1 平臺多,數據格式不統一
隨著智能電網技術的發展,各個電力單位均開始使用此技術,出現信息技術實現平臺多樣化的特征,在這種形勢下數據格式多種多樣,各個平臺的管理方式與流程有很大的差異,這樣就會給各單位的數據交換帶來很大的困難,增加電網的工作量,不利于效率的提高。
2.2 地理信息安全問題
智能電網以及智能規劃的主要目的之一就是提高電網信息的安全度,在電網信息安全問題中,要做好兩個方面的工作,即管理和技術,現階段隨著電網技術的發展,電網在管理制度上取得了一定的發展,在管理的基礎上加強電網的安全運用力度是整個智能電網規劃中急需解決的問題。
2.3 規劃理念、模式的轉變
因為電網系統本身是一項復雜的工作,在規劃中必須考慮多方面的綜合因素,不但需要高級計量裝置和各類監測系統,還需要有大量的人工總結數據經驗。所以智能電網規劃仍然需要繼續創新管理模式,提高電網數據的質量,是智能電網技術更好的服務于電網規劃中。
3 智能電網在電力系統規劃中的應用
3.1 建立智能信息模型
電力系統中運用智能電網,能夠對電網進行信息化管理,有效梳理電力系統中各個數據之間的層次分布關系,智能電網信息模型包含空間圖形信息和生產屬性信息。因此它既能夠準確的描述各個電力空間的位置,又能夠采集大量的物理特性和電力設備的數據信息,監控電力系統中固定設備,還能對設備實施信息化操作,并且把這些數據直觀的反映出來,體現各自的幾何屬性與特性,最終保障智能信息網的完整性。
3.2 自動更新數據庫
目前,在網絡技術環境下,所有的電網數據庫信息都應該實行統一模式進行管理,實現數據庫內容的自動更新功能。首先要不斷的通過電網元件處理的數據自動采集系統對本地數據庫進行記錄,并進行自動更新。此更新模式可以同時運用于發電廠、變電站等單位,直接對控制中心的數據進行修改更新,克服了系統操作慢的弊端,能夠及時有效的建立緩沖期用于存儲大量的常用信息。
3.3 電力系統的智能化管理
智能電網能夠利用新型、可持續的資源進行發電,運用智能電網能夠有效的減少對資源的浪費,有利于環境保護,順應了可持續發展的趨勢;而且智能電網能夠利用無線網略技術對有線通信進行有效的業務備份,能夠實現業務的流動服務。另外,無線聯網技術能夠體現出電網的經濟、高校、方便、靈活的特點,電網系統應該在無線通信聯網系統的建設上加快電子業務網絡化發展進程,有效改善電網系統。
3.4 調控功能的應用
我國能源分布不均勻,通過智能電網的調控技術可以實現電力的自動調配,解決我國資源分布不均的問題。通過自動調控可以將我國電力資源豐富的西部快速的數宗到電力資源相對短缺的東部沿海地區,有效的保障我國電力的均衡發展,為我國的經濟發展提供電力保障。
4 結語
智能電網的發展有效的緩解了我國電力資源不足的問題,它順應了時展的要求,符合可持續發展的觀念,具有廣闊的發展前景。但是智能電網在發展過程中仍然需要不斷的改進,一般跟上不斷發展變化的人們的需求。
【參考文獻】
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在目前能源資源問題比較緊缺的形勢下,智能電網以其自身具備的高效性、可操作性、清潔性以及方便儲存性優點,作為一種新型的、有很大發展潛力的電力技術,越來越廣泛的應用在現代的電網建設中。以下針對智能電網的概念、特征進行詳細的分析。
1.1智能電網的概念
所謂智能電網,指的是電網系統以及電力系統的相關技術逐漸朝智能化的方向發展。通常情況下,智能電網主要將集雙向性、集成性以及高效性特點于一體的計算機通信技術作為主要的載體,然后運用先進的傳感技術、測量技術、控制技術以及決策技術,以保證實現電網系統能夠安全、穩定、可靠運行為主要目的,是一種新型的電力技術。
1.2智能電網的特征
通過對智能電網的特征進行分析,其主要具備堅強性、兼容性、經濟性以及自愈性的特征。
(1)堅強性
智能電網的堅強性,指的是在電網系統遇到突發性情況、大面積的受干擾或者出現大面積故障的情況下,智能電網依然能夠有效的保證終端客戶的穩定用電,并滿足其用電需求。另外,電網系統受到惡劣的天氣環境影響或者受到巨大的外力作用影響,智能電網不僅能夠保障電力系統的安全穩定運行,而且還能夠確保電力信息的安全性。
(2)兼容性
智能電網不僅支持以往的電網系統功能,而且還能夠介入不同的清潔、可再生能源。另外,運用分布式電源和微電網系統,來滿足終端用戶的互動需求,更好的達到用戶的需求。
(3)經濟性
由于智能電網是一種與電力市場經濟、交易活動有關的技術支持,實現其能源資源的優化配置能夠有效的減少電網傳輸線路的損耗,并提高電力資源的利用率。
(4)自愈性
智能電網除了能夠對電網系統的安全進行分析和評估之外,自身還具備強大的預控防治體系,能夠保障自身的輸電和供電。
二、智能電網主要運用的先進技術
在電力技術環境下,規劃的電力系統主要以智能電網為重要基礎,主要運用以下兩種技術。
2.1通信技術
智能電網自身具備的高速性、雙向性的通信技術,是智能電網自愈性特征的重要體現。通過運用高速、雙向通信技術,不僅有利于實現智能電網自動進行檢測、校正工作,而且還有利于進行維護工作,主要對電網系統中可能存在的安全運行事故進行及時監督、控制和維護。如果在電網系統的運行過程中出現安全運行事故,那么通過運用高速雙向通信技術,將會對輸電線路進行補償,并對其線路進行重新分配,有效的防止安全運行事故的逐漸擴大,并提升電網的整體服務水平與控制能力。
2.2智能固態表針
智能電網技術運用新型的智能固態表技術和讀取系統,對以往電力系統中運用的電磁表技術和讀取系統進行了改進和完善。新型的智能固態表技術和讀取系統不僅能夠為終端用戶的不同的電能需求進行持續不斷的計量,而且其還能夠對于電力企業的高峰電力價格信號、低谷電力價格信號等信息及時的保存到電力系統自身的計數裝置中,并將所有的電費費率信息及時的在終端用戶的操作界面中,例如在什么時間段運用什么電費費率政策等信息。
三、結語
信息自動化技術在智能電網系統自動化控制實現和發展的必行之道。在智能電網系統中合理應用信息自動化技術,不僅能夠實現并提升智能電網系統的自動化控制以及控制準確性,還能夠極大程度的優化整個電網系統的工作效率,降低故障發生率。對此,研究信息自動化技術在智能電網系統中的應用有著顯著的現實意義。
1 信息自動化技術在智能電網當中的應用
1.1 通信技術在智能電網中的應用
通信技術能夠為電力系統提供更加順暢、高效、及時的信息途徑,構建雙方面的數據信息傳輸網絡。借助這一通道網絡的雙向、及時、高效的特點,能夠為智能電網提供基礎性的通訊基礎。電力系統在具備良好的通訊基礎之后,便能夠為電力系統的自動化校正和檢測提供良好的網絡支撐,并借助信息自動化技術,可以顯著提升智能電網的自動化故障排除的能力。借助通信技術還能夠實現電網抗干擾能力。例如,在線路遭受影響之后,功率發生變化時,在監測到該異常信號時,便會通過通信技術將相應的功率補償操作傳輸到相關線路的相關設備當中,從而實現自動化的功率補償,自動、智能的分配電能,降低電網的抗干擾能力。在智能電網當中,信息傳輸以及儲備主要有兩種方式:
(1)建立開放性的通信系統,并構建標準型的技術指標,促使電網能夠標準化發展;
(2)基礎封閉式的通信技術,借助自動化技術實行信息的儲存和處理,從而提升智能電網的信息采集、分析、處理一體化功能。
1.2 自動化設施設備在智能電網中的應用
智能電網伴隨著光電技術以及信息自動化技術等相關技術的不斷發展創新,基于嵌入式的微處理器自動化設施設備不僅可以有效實現電網能源傳輸阻塞、各區域用電情況實時監測與控制等,還能夠滿足數字信號以及電流、電壓等數據的自動化采集和相互傳輸,從而提升智能電網的自動化運行、調度呈現更高效率。除此之外,自動化設施設備還能夠實現自動化的電費計量,并通過上述的通信技術將電費計量傳輸到信息儲存中心,并通過信息儲存中心計算每家每戶的實際電費,從而實現自動化集中管理。
1.3 自動化控制技術在智能電網中的應用
自動化控制技術是整個信息自動化技術當中的重點,同樣也是智能電網實現自動化控制、電能調節的重要依據。借助自動化技術以及通信系統,能夠在實現智能電網信息數據自動化檢測,調節電網工作情況和控制電網的同時,還能夠在第一時間發生系統故障的類型、位置并分析相應的解決措施,并判別解決措施是否能夠通過非人為操作而實現,如果能,則自動進行處理,如果不能,則報警,通知操作人員進行維修。在自動化控制系統當中,一般情況所使用的方式都是專家決策法,系統借助對電網常規參數的比對進行,假設某個或者某系列參數發生異常時,自動化控制便會向控制設備發送相應的控制指令,從而實現自動化調節,實行自動調控。
2 信息自動化技術在智能電網中的發展趨勢
2.1 信息自動化強化智能電網的設備監控
在智能電網設備工作狀態的檢測當中,基于標準化的電網模型以及實施工作情況的數據,能夠對電網、電網設備以及變電站等當前的工作情況進行實時的檢測、故障診斷以及風險評估和調控等。電力設備與電網在未來的發展趨勢,必須是針對各類供電設備工作狀態而進行優化,以及時記錄設備工作狀態、預測故障的發生以及預處理等為主要發展趨勢。
在同一公共信息模型以及公共信息模型的基礎之上,拓展供電設備的工作狀態信息,并以子集構建信息提取、分析,從而為變電設備的工作狀態信息收集、統一性管理以及訪問處理等提供支持。
2.2 自動化變電控制系統
自動化變電控制系統主要以構建整個控制中心的單元智能化為基礎,在通信網絡的基礎之上,組建一個兩次甚至多次控制的自動化整體系統。其至少需要具備以下幾項功能:
(1)各個保護、控制功能相對獨立、完整,能夠通過智能化手段進行獨立控制;
(2)控制系統的功能可靠并且完整,操作人員的可操作項目多,可操作性強,通過計算機集成所有的控制措施;
(3)具備可以為智能電網提供及時監測數據并可靠傳輸的SCADA系統等功能。
伴隨著微計算機、集成電路、通信以及信息網絡等高科技技術的持續發展創新,微機監控裝置以及維護保護在智能電網當中的應用必然會越發普及,傳統的單項式自動化控制也會逐漸變為綜合性的自動化控制。在每個單項控制項目中,其整體的結構體系在不變化的前提下,功能、性能以及工作可靠性必然也能夠不斷提升。在目前的“變電站自動化控制系統”當中,必須是以信息交叉、信息挖掘為根本,將微機監控、微機保護等作為現代化通信技術、智能電網的一體化綜合功能,從而使智能電網具備實時監測、預防故障等處理功能。
3 總結
綜上所述,想要促使智能電網系統的信息自動化技術得以長期、不斷的發展,必須要強化相關技術的研發力度,實行標準化、統一化的運行、管理標準和制度,重視相關從業人員的技術培養,從而積極推動我國智能電網系統的信息自動化技術不斷創新、改革、發展。
參考文獻
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[2]王建龍,劉嬌健,蘇靜.智能電網框架下客戶電力信息采集系統構建的思考[C].配電自動化新技術及其應用高峰論壇,2012.
【關鍵詞】智能電網;云南電力;通信系統;初步構思
0.引言
云南的石龍壩水電站是中國第一座水電站,他見證了中國電力的發展歷程。近年來,隨著我國社會經濟高速發展,電力在經濟社會發發展中扮演越來越重要的角色。最早,美國電力科學研究院(EPRI)于2001年提出了“Intelligrid”,也就是所謂的智能電網概念,隨后,其還就《智能電網研究框架》展開進一步的研究。歐洲在“智能電網歐洲技術論壇”上提出了智能電網(smart grids)概念。雖然,智能電網概念在我國提出較晚,但是在智能電網領域的研究早已經開始。我國智能電網概念“數字電力系統(Digital Power Systems,DPS)”是清華大學盧強院士于1999年首次提出的;2007年10月,華東電網規劃了智能電網2008年—2030年的“三步驟”戰略;2012年12月,南方電網有限公司《南方電網發展智能電網的戰略與規劃研究》,確定了“需求引導,整體規劃,有序推進,重點突破”的建設原則。
1.智能電網的概念
1.1智能電網的定義
各方對智能電網的理解都不盡相同,比如美國將智能電網稱為“Intelligrid”,歐洲將其稱為“Smart Grids”,而我國則將智能電網稱為“數字電力系統(Digital Power Systems,DPS)。雖然各方對智能電網的叫法不同,但是在智能電網概念上理解是大同小異的,這里引用清華大學孫云章教授的智能電網演講稿,做出如下定義:所謂智能電網,就是以物理電網為基礎(中國的智能電網是以特高壓電網為骨干網架,各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎),將先進的傳感器測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術以及控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。
1.2智能電網的特點
智能電網應該具備以下幾個方面的特性:
(1)安全、可靠性。在發生故障后極短的時間內,智能電網能夠對故障做出應對,防止故障大面積的擴大,影響整個電網的運行穩定性。在提高供電可靠率上,智能電網發揮重要角色,有效的避免發生大面積的連鎖故障,極大的提高供電的可靠性,減少用戶停電。
(2)電網管理的精益化。電力系統是一個技術密集型、資金密集型的企業,電力企業的電力設備繁多,價格昂貴,智能電網能夠有效的進行設備的狀態管理。通信網絡系統是智能電網的重要組成部分,其能夠實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務、生產和調度應用集成等多項功能,進而實現電網的精益化管理。
(3)互動性。用戶的感受是智能電網提高電網服務水平的重要指標,智能電網將建設智能用電互動平臺,完善用戶需求側管理,提供更多高品質,人性化的電力服務。由于智能電網強大的電網結構和智能的通信網絡,電動汽車等一系列新科技將得到廣泛的推廣應用。
(4)節約性。我國雖有豐富的水利資源和煤炭資源,但分布不合理,內陸地區(如云南、山西)資源豐富但用電量少,沿海地區資源較少但用電量大,發電側與需求側的不平衡也造成了大量的資源浪費。再次,儲能設備、太陽能板等小型發電設備廣泛分布于用戶側,用戶側發電會緩解部分用電需求。智能電網的建設,將提供遠距離輸電,資源的優化配置,以達到削峰填谷,電價智能調節等功效。
2.云南建設智能電網通信的基礎條件
南方電網公司以“提高電力系統安全穩定運行水平,提高系統和資產利用效率,提高對用戶供電的服務水平,提高對各類電源特別是可再生能源靈活接入的適應能力,促進資源節約型、環境友好型社會的建設”為目標進行智能電網研究和建設。云南電網按照南方電網建設智能電網的思路積極的展開研究和建設,先后已建成大風壩風電場、者磨山風電場、馬鞍山風電場、羅平山風電場等,同時也對云南智能電網的發展做了很多工作。
首先,云南電網的信息化水平已初步達到建設智能電網的要求。通信發展是智能電網的基礎,截至2012年12月,云南電網電力通信網光纜總長21596公里,通信設備共計6256套。光纖通信主網已成環。省、地調度機構、220kV及以上變電站的光纜覆蓋率已達100%;110kV站和中調直調電廠光纜覆蓋率較高,分別為86.21%和98%,而35kV站、營業所和地調直調電廠光纜覆蓋率偏低,分別為25.16%、6.97%和53.21%。透過以上數據可以看出,經過“十一五”期間的大力發展,云南電網通信基礎設施已成規模,為智能電網的發展奠定了堅實的基礎。
其次,云南電網近幾年陸續啟動了多個項目支持智能電網建設。2010年初,云南電網啟動云南電網綜合業務網建設項目,該項目涉及云南16個地州,覆蓋每一個地州供電局,設計公司總部、科技園到地區局的傳輸速率按40×10G考慮,將來可平滑過渡到80X10G。網絡速率為地州萬兆上聯至省公司,千兆到桌面。通過此項目的實施極大的提高了云南電力通信網的傳輸能力。在云南電網“十二五”規劃中,還將建設一張覆蓋全省的傳輸光網絡,為智能電網的建設提供骨干通信網絡支持。這一系列的項目,都為云南建設智能電網提供了基礎性設施。
3.云南建設智能電網通信建設的意義
云南水利資源豐富,有怒江、金沙江、瀾滄江流經,而且各江河的支流水系分布廣泛,云南的水電開發潛能是巨大的。目前,云南在滿足本省經濟發展和人民生活用電外,建立了多條輸電通道,將多余的電量輸送到東部沿海地區。智能電網在云南的建設,可以高效合理的利用云南水資源,加固電網的可靠性,為全國人民提供更好的高品質用電服務。
智能電網要求具備高速、智能互動的通信系統,只有這樣的通信系統才能顯現出智能電網的優勢。智能電網的數據獲取、保存和控制都需要強有力的通信系統做支撐。因此智能通信系統是邁向智能電網的第一步。
4.云南智能電網通信建設的幾點思路
借鑒發達國家智能電網建設的經驗,結合云南的實際情況,通信是智能電網發展的基礎,必須要先于電網建設的步伐,提前謀劃,提前準備,提前實施。云南省發展智能電網需要通信分為三個階段建設。
第一階段:打基礎。
一方面,大容量的傳輸通道是智能電網建設的必要條件,是智能電網建設的基礎。目前,云南光纜覆蓋率雖然覆蓋率較高,局部等級已經實現全覆蓋,但還需解決2個問題。一是實現光纜的全覆蓋,智能電網要求根據客戶需求智能的調度電量和電價,這就需要光纜不僅覆蓋所有不同等級的變電站,還需要覆蓋每一個臺變。二是提高光纜覆蓋的質量。目前云南電力光纜還存在路徑不合理,纖芯資源緊張,成環率較低的問題。從而導致通信通道自愈能力較低,無法實現智能調度,用戶與電網之間便捷的互動。針對以上問題,云南需開展以下技術的研究:光纜實時監測分析技術,支撐堅強智能電網的電力光纜線路預警及主動防御技術,電力光纜線路故障遠程專家協同診斷技術。
另一方面,智能電網的特點決定了:一是通信網絡系統必須建設成具有強大自愈和自適應功能,可以通過遠程設備在線監視和系統信息分析,實時掌握通信網絡運行情況,及時發現、預測、診斷和處置系統故障和隱患,快速應對突發風險,保證通信網絡系統的堅強與可靠;二是通信網絡系統資源優化配置,實現全網的資源優化配置,將空閑的資源及時有效的運用到需要通信資源的地方,提高資源的利用效率,保證通信網絡系統可靠、靈活的運行。三是電力通信要積極探索大容量、大顆粒光傳輸網的建設,滿足智能電網對大量信息傳送的需求。
第二階段:求發展。
首先,智能電網的通信網絡系統的拓撲應該建設成三層的網絡,即地州之間需建設大容量、大顆粒傳輸的骨干層;地州中心局要建設匯聚各縣區信息業務的匯聚層;各縣局要建設靈活的接入層。在第一階段骨干層已經建立起來,在第二階段需要建立匯聚層和接入層。統一的標準有利于繁多的接入點按照統一的要求進行接入,有利于設備與設備之間通信,提高通信網絡的兼容性。
其次,網絡建設好以后,還需要確立一套適用于所有接入點可用的應用模式。一是目前在用的農網設備陳舊,要進行必要的改造后接入智能通信網絡系統。智能通信網絡需要實現多種通信方式統一接入、統一接口規范和統一管理。支持以太網、RS232/RS485/RS422等接口,并能提供標準網管接口,支持本地網管和遠程網管。二是通信網絡尚不能支撐用電采集系統和營銷信息系統等營銷核心業務運行,面向用戶側的通信網絡資源不足。必須提高通信網接入能力的綜合適用性(包括通用性、適應性、便捷性、經濟性等),為各類接入技術系統提供通用的建設模式和分工界面,便于各類業務應用系統能夠根據實際情況選擇經濟、適用、便捷的技術和方式實現接入需求。
第三階段:爭一流。
通過前面兩個階段的實施,云南省的智能電網通信網絡系統已基本成型,第三階段需要把相關的研究成果推廣應用,將目前電力通信網絡系統平滑的過渡為智能電網通信網絡系統,力爭打造國內先進,世界一流的智能電網。
5.對云南智能電網建設通信方面的幾點建議
為了更好,更快的建設智能電網通信網絡系統,結合前面本文探討的情況,下面提出幾點云南建設智能電網通信系統的建議:
(1)加快頂層設計,對云南智能電網通信網絡系統建設做統一的戰略規劃研究,加快部署實施智能電網通信網絡系統的發展戰略,抓緊組織科研究機構對相關問題進行專題的研究開發。
(2)智能電網通信系統接入層的建設工作較為瑣碎,可以先對智能電網通信系統的骨干層和匯聚層進行研究,對于成熟的技術盡快的開展項目運作。
(3)云南省全省實現智能電網通信網絡系統建設的難度較大,可以先選擇幾個通信網絡基礎較好,智能電網前期建設準備較充分的地州開展試點工作,對新技術新成果先試先用。
(4)智能電網通信網絡系統在世界范圍內還沒有較為成熟的案例,云南所有的智能電網網絡系統的研究開發需要不同程度的創新,云南智能電網建設組織者需要統籌兼顧,建設內容既要符合客觀邏輯,又要適度的超前,在探索的道路上與他省他國多對標學習,防止智能電網通信網絡系統發展過程中出現大的偏差。
6.結束語
云南建設智能電網通信網絡系統的思路要清晰,全省組織者要統籌兼顧,自上而下的規劃設計,對于有基礎的地州供電企業要發揮本地區的通信基礎優勢,超前進行研究和嘗試,全員動員,結合云南實際情況,學習國內外先進建設經驗,力爭走出一條適合云南的智能電網通信網絡系統建設道路,提高電網運行的安全性、可靠性,使智能電網的高效化、多元化和人性化服務于廣大人民。 [科]
【參考文獻】
[1]謝開,劉永奇,朱治中,于爾鏗等.面向未來的智能電網[J].中國電力,2008,41(6):19-22.
關鍵詞:智能電網;發展技術
智能電網有著很多傳統電網不可比擬的優勢,其可以有效地提高可再生能源在電網中的利用率,使電網運行更經濟、更靈活、更可靠,同時提高電網的供電質量,滿足人們的用電需求。
1.智能電網的重要特點
1.1 互動性
智能電網將電力用戶的用電行為和電力設備整合到電網的通信、運行和設計過程中,并且智能電網支持電力交易,提高資源的利用率。同時,在電力市場交易中,激勵電氣企業積極參與電網的運營管理,推動電力系統的安全、穩定運行。
1.2 自愈性
智能電網嵌入系統的自動化控制裝置和傳感器,可以準確獲取電網實時信息,并且及時在線分析電網的運行狀況,可以快速診斷電網的運行故障,通過采用預防性的電網管理和控制手段,消除電網故障隱患。
1.3 電能質量高
智能電網技術可以獲取更穩定、更清潔的電力供應,并且極大地減少了停電損失和停電時間。
1.4 抵御攻擊
智能電網應用實時信息技術,在電網運營管理過程中,工作人員可以將電網受影響的區域快速隔離,并且根據電網的實際運行情況,調整潮流,智能電網可以快速恢復供電。
1.5 集成
智能電網通過信息整合和流程優化,實現電力市場、調度自動化、生產管理和企業管理的集成,構成完善的決策支持體系,全面提升電網的管理效率。
1.6 優化
智能電網優化了電網的運行維護、建設、投資規劃等換大件,通過合理安排電力設備的檢修和維護,提高電力設備的利用率,有效降低電網的投資成本和運行維護成本,減少電力系統的損耗。
1.7 電網兼容性
智能電網不僅可以承擔電力系統的電力負荷,還可以整合可再生能源、燃料電池和其他分布式發電技術。
2.智能電網和傳統電網之間的區別
從宏觀角度來講,和傳統電網的運營管理模式相比,智能電網是一個完善的企業級基礎設施和信息框架體系,實現了對電網運營、電力資產以及用電客戶的持續監視,全面提高了電網的服務水平、可靠性、工作效率和管理水平。
從微觀角度來講,智能電網比傳統電網的運行模式更加合理,并且優化各種電網的管理和控制,構建系統組泰華、功能模塊化、結構扁平化的柔性體系結構,通過分散管理和集中控制相結合的方式,提高電網服務質量,配置電力系統最佳效能,重組智能電網結構、靈活變化通信網絡結構,形成了和傳統電網完全不同的電網運營體系和理念。
3.智能電網發展技術
智能電網發展技術主要由高級資產管理體系、高級輸電運行體系、高級配電運行體系和高級量測體系這四部分組成。
3.1 高級資產管理體系
高級資產管理體系分為四個層次:系統服務層、應用服務層、業務邏輯層和用戶層,實現電網備品備件管理、發電項目和計劃管理、缺陷管理以及電力設備資產管理等。在高級資產管理體系中結合電力設備和先進的科學技術進行分析,有:
公式中,x表示某種電力設備和技術;T表示電力設備的生命周期,表示表示該技術或電力設備在高級資產管理體系中的應用比原來應用方式所增加的價值,表示該技術或電力設備在高級資產管理體系應用失敗的風險概率,表示該技術或裝備在高級資產管理體系實施失敗后可能造成的損失;表示表示該技術或裝備研發和應用所需要的投入,是該技術或裝備的應用所帶來的總體經濟效益。
3.2 高級輸電運行體系
高級輸電運行體系重點在于電網的哦阻塞管理,有助于降低電網大規模停電的風險,并且高級輸電運行體系根據電網的實際情況,優化輸電系統的資產管理和運行。
3.3 高級配電運行體系
高級配電運行體系主要是使電網可以自愈。智能電網高級配電運行體系可以及時對電網故障作出響應,識別電網早期的故障征兆。
如針對應用高級配電運行體系的智能電網技術應用,得出電網故障能量損耗為
在上述公式中,代表配電變壓器的空載損耗,n代表公用配電變壓器總臺數。
電網故障損耗的電量為:
在上述公式中,代表配電變壓器的短路損耗,代表額定的電流,代表最大的負荷電流,代表最大的損失因數。
根據上述公式可以得出電網系統的總損失電量為:
通過將電網系統配電線路上所有的線損總量加起來,可以得出電網系統的總損失電量。
根據上述公式中的配電變壓器損耗情況,可以得出電網系統的總損耗量,由此可見,在應用智能電網技術以后,隨著配電變壓器短路損耗的降低,總的電量損失也就呈現降低趨勢。
3.4 高級量測體系
智能電網的高級量測體系主要負責建立電網負荷和系統之間的聯系,使電力用戶全面了解電網的運行狀態。高級量測體系的功能和關鍵技術主要包括以下幾個方面:其一,遠程調控電網的斷開或者接通;其二,為電力用戶提供服務;其三,用戶室內網,利用用戶入口或者網關將用戶室內可控的電力裝置和智能電表的電器設備連接起來,使電力用戶可以根據電網的運行狀態和電力企業的需求,積極參與到電力市場或者需求響應中來;其四,計量數據管理系統;其五,通信網絡,智能電網采用雙向的固定通信網絡,可以實時將智能電表的數據信息傳送到數據中心,通信網絡是智能電網高級應用的重要基礎;其六,智能電表,智能電表不僅能夠顯示當前的電能價格,還能顯示用戶的用電量,實現了一種新的生活方式和用電方式。
假設函數f(x)在電量損耗規定的某個開區間(a,b)內,得出
(1)
其中 (2)
的具體指的是之間的某一個數值。
假設電網電量損耗的評價結果為f(x),f(x0)為不同段的電量損耗評價結果,則可得出電網電量損耗與的配電網設備之間的聯系。
關鍵詞:智能電網;通信測量;控制;突破
智能電網的建設以經濟發展為基礎,為了滿足社會需求,并且是先進科學技術發展到一定程度的必然產物,更是綠色、環保、可持續發展的必然結果。在國際電力技術論壇中智能電網這一全新的概念一經提出,便被世界各國的電力行業精英關注。到目前為止現已經有非常多的國內外學術研究團隊在進行智能電網方面的理論研究,并且在理論基礎的支持下,有相當多的發達國家已經大規模的建設智能電網,也已經取得了很多成果和社會、經濟效益。
1 智能電網概念
1.1智能電網目標
電網可靠運行。電網安全運行。電網經濟運行。環境友好。
1.2 智能電網的關鍵技術
1.2.1 通信技術
實時、高速、雙向的通信系統是實現智能電網的基礎。高速、雙向通信系統將智能化表計、智能化電氣設備、控制系統、繼電保護系統以及用戶組成一個網絡化系統進行管理,這樣就提高電網運行的可靠性和資產利用率,增強電網抵御攻擊的能力,從而提升的電網價值。
1.2.2 量測技術
參數量測技術也是智能電網的重要組成之一。為了獲得電網運行的實時數據,我們必須首先通過科學先進的自動化參數量測技術,然后將這些能夠反映電網運行狀態的信息用計算機處理轉換,最終得到能夠在智能電網各部門間輕松流通的數據信息。根據電網運行數據信息能夠比較簡單、完善的評估電網系統中電氣設備的運行情況以及電網的安全性高低,通過遠程控制對智能化表計的數據進行集中的讀取,還能根據數據判斷電網阻塞和故障,從而改善、消除電網運行中的問題和方便電網與用戶的互通等。
1.2.3 控制技術
先進的控制技術是智能電網建設的關鍵之一。先進的控制技術是指智能電網中通過分析、診斷、預測電力系統,從而以合理的動作以防止電網供電中斷以及保證電能質量的穩定性等方面的控制技術。先進控制技術主要包括多閉環自動化控制技術、數據判斷和決策技術、高速數據解析和高速計算分析技術以及先進的數據搜集和動態檢測技術等。這些先進的技術對整個系統的運行數據進行分析、處理,然后技術人員根據數據判斷電網潛在的、現有的問題并對其進行處理。從而使電網運行安全、高效、穩定和環保的狀態。
2 智能電網實現的技術突破點
2.1 分布式能源的智能管理系統
分布式能源的智能管理系統:用戶側的能源綜合分配利用系統,該管理系統主要包括分布式能源(DG)和分布式儲能系統,同時還包含負荷側能量管理系統和熱電聯產系統(CHP)。其中,分布式電源涵蓋風能發電、太陽能光伏發電、潮汐能發電、地熱能發電等,分布式儲能系統的能源則涵蓋內燃機發電、燃料電池、蓄電池等。然而當在電網中加入大量的分布式能源后,由于電網中的能量形式、功率流向、信息流通量的大量改變,那么要進行電網的控制將變的非常復雜。那么這就需要完成分布式能源的優化管理、改善接入標準。為了解決對輸電成本高、對電能質量要求高的集中電力用戶區域的供電成本高的問題,我們可以先將分布式能源以微網的形式的接入大電網,然后再由大電網對這些區域供電,以此提高電網的供電可靠性,提高分布式電源利用效率等。
2.2 高度集成的通信系統
為了清楚完善的掌握電網的運行狀態,我們必須掌握電網的實時運行參數,以此確保電網供電安全可靠性。如果智能電網具有實時、高效、雙向的快速的數字化通訊系統,就可以減少故障甚至是防止事故的發生。通過實時監測系統得到的整個電網運行的各種信息將其轉變成通信設備中的數字信息,然后將數字信息在各種量測裝置、控制設備和決策元件之間進行相互流通,最終確保電網安全、可靠、經濟地運行。具體來說,智能電網的通信系統應該具備3個關鍵能力:開放式的數據流通、完善合理的通訊標準、數據與智能化設備之間通訊網絡的高度集成。
2.3 高級的智能化儀表體系和需求側管理
在智能電網中為了讓電網數據信息在電網運營部門和用戶之間交流以及對電網進行遠程控制,無論是發電側還是用戶側,都必須要有智能化的數字儀表,通過這些數字儀表,還可以實時變化的電價進行計量,從而根據負載優化電網中的電能分配。但是形成高級的智能化數字儀表系統需要實現的關鍵技術有以下幾點:
2.3.1 為了讓電網運行管理人員能夠準備無誤的掌握電網的運營情況,以便使電網能夠更加安全穩定的提供高質量的電能,那么必須及時的、實時的獲取電網運營數據信息。
2.3.2 用戶端的智能化儀表將根據電網中各部門之間的流動數據信息,對電能實行實時計價,不同負載情況時有不同的電價,從而實現系統負載的優化分配,這將減少用戶的支出,同時還能提高對電能資源的合理效率,從而實現與用戶真正的互動管理。
2.3.3 根據實時數據信息,迅速的檢測判斷系統故障,并且能夠遠程控制設備開斷以解除故障。
2.3.4 根據電網中電力電子設備的運行情況,評估電網運營水平,從而減少電網運營的資源耗費,降低電力電子設備損耗,降低線路維護、運營成本,減少電能的損耗以及降低對環境的污染。
2.4 先進的監控軟件和輔助決策體系
應用智能電網中的先進監控軟件能夠全面、實時的監測電網線路中所有的節點電壓、電流、相位角、功率因數、功率流向等數據,然后根據這些數據應用合理的計算機優化算法,搜集和分析電網中的大量信息,得到電網運行數據,從而給出輔助決策,然后電網管理者根據決策做出合理的處置動作,從而使電網在全面的監控下健康穩定的運行。先進科學的軟件監控系統和輔助決策系統的主要研究目標是將集中方式的監測系統與分布式的監測系統相互結合,以達到相輔相成的作用,研究內容還包括美觀方便的可視化界面、合理的故障解決方案、科學的運行控制方式、預測電網可能出現的問題和電網發展趨勢的能力等方面。
2.5 新型的電網元件技術
新型的電網元件技術是我國智能電網發展硬件方面的一個必須突破的關鍵性技術。現階段新型的、納米級材料、以及先進科學的數字化技術,根據智能電網在硬件方面的發展需求,為其量身設計、制造新一代的能夠符合智能電網要求的電力電子設備,新型的電力電子設備一經應用就要能夠極大的增加電網輸電能力、增強電網的供電穩定性以及及時、實時的檢測和遠程控制能力。
3 結束語
雖然世界各國的電網能源組成和用戶情況大不相同,并且各國對智能電網的認識、開發、建設情況也不一樣。但是各國對智能電網的重視程度都很高。
我國智能電網發展起步比較晚,所以我們要在滿足用戶的基本用電的基礎上來發展智能電網,提高電網安全運營的能力。
智能電網的受益者是國家、用戶、發電商等。智能電網的應用能夠起到節能減排的效果,因此發展智能電網可以節約能源,提高能源利用率,是電網發展的必然趨勢。
參考文獻
[1]國外智能電網發展綜述.國家電網公司.
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