智能電網運行的關鍵技術探析

劉紅兵

摘 要:電能是科技社會重要的公用性資源,也是人們日常生活必不可少的工具。電力系統是為社會以及公民生產生活提供必要服務的社會基礎設施中的重要一員。隨著科技的發展,事故頻發的傳統電網已經無法滿足社會的需要,智能電網體系一經提出就得到了各國的共鳴和相應。它不僅顯著增強了電力系統的可靠性和效率,在電力系統為社會服務的能力上也有所改善。本文對智能電網的定義和其特征進行了敘述,并重點分析了智能電網運行的關鍵技術問題。

關鍵詞:智能電網特征運行關鍵技術

中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(b)-0065-01

隨著21世紀的前行,傳統電網老化嚴重、事故多發、效率下降已經造成無法滿足社會和公民需求的現象。而節能減排、綠色能源、可持續發展等觀念的提出讓人類能源發展面臨著首次挑戰。世界能源發展的格局正在進行著重大而又深刻的改變,各國迫切希望建設一個信息技術改造現有能源利用體系,建設出能源使用的創新體系,最大可能地開發出電網體系的效率。因此,智能電網體系一經提出就得到了各國的關注和相應,依據自身電網體系和經濟發展的實際情況,制定建設智能電網的發展戰略。全球大多數發達國家更是將建設和發展智能電網作為發展未來低碳經濟的重要措施。一時間,智能電網的概念在全世界飛速傳播。

隨著我國電網的高速建設和電網體系改革不斷取得成果,我國國家電網公司也在這股熱潮下迅速地將智能電網的建設提升到戰略層面,智能電網必將成為我國電網改革和發展的一個新方向。

1 智能電網的定義和特點

1.1 智能電網的定義

智能電網出現至今并沒有一個已經確定下來的公認定義,隨著電網的發展,各國各領域結合自身電力發展的具體實際情況,通過迥異的研究和實踐都形成了不同的發展方向和技術路線。

我國天津大學余貽鑫院士對智能電網是這樣定義的:智能電網是一個完全自動化的供電網絡,在它體系下的每一個用戶以及節點都會進行實時監控,對發電廠至用戶端電器之間每一點的電流和信息都保證雙向流動。而我國國家電網公司所公布的智能電網的概念是這樣的,即,以堅強網架為基礎,通信信息平臺做支撐,用智能控制為手段,囊括發電、輸電、變電、配電、用電以及調度這6個環節,將所有低、中、高以及特高電壓覆蓋,實現“電力流、信息流、業務流”的高強度融合,達到可靠性高、價錢低廉、高效率環保又透明友好為目標的現代化電網。

1.2 智能電網的特點

與傳統電網相比,智能電網具備以下特點:(1)自愈和可靠性高。智能電網具有極強的預警系統,故障診斷、隔離和自我回復能力。并且,在受到不可抗因素的侵害時,依然能確保電網的安全運行。(2)經濟高效。智能電網對設備傳輸容量和利用效率有很高的提升作用,在跨區域時能及時進行調度,平衡缺口,實行動態的電價制度。c 兼容友好。不僅能適應較大電源的集中接入,對分布式發電和可再生能源的大規模應用也能夠提供支持。智能電網能夠與客戶進行智能互動,以最為貼合的方式提供最佳最可靠的電能供應。

2智能電網運行的關鍵技術

2.1 通信系統

高速、實時、標準的通信系統是建立智能電網的重要基礎。有了這樣的通信系統,智能電網的數據保護、取得以及控制才能實現,建設智能電網才能打下第一步基礎。具備以上要求的通信系統才能及時發現故障早期的征兆,對其進行相應的措施,而對已經出現的故障做出及時的應對。另外,通信系統和電網一樣要深入用戶中,由此形成的密切相連的電網和通信網絡才能實現智能電網的目標表現出它優異于傳統電網的特質。

2.2 智能調度

現有的調度自動化存在很多問題,像信息紛繁復雜,控制過程安全系數低,缺乏集中控制的方法,事故決策困難,等等。智能調度是對現使用的調度自動化系統的發展改良,它是智能電網建設的重要環節之一,是提高控制過程安全性、提升系統集中控制力度、優化資源配置的重要技術基礎。因此為了在廣域信息的網絡保護和緊急控制的基礎上,構建一個集協調電力系統保護和控制、緊急控制和地區穩定控制系統等于一身的綜合防御體系,實現調度的科學決策和電力系統的高效率管理,及時快速地對故障、事故的反應都需要對智能調度進行研究。

2.3 智能電網的信息管理

與傳統電網相比,智能電網對于信息的管理包括收集和整理、分析、集成、可視化顯示以及信息保護這5個方面,(1)信息的收集和整理。在這一方面,智能電網具備翔實的實時數據收集系統,分布式的處理服務,智能電子資源的動態共享,高速的大容量存取以及備用。(2)分析信息。智能電網會對經過收集、處理以及集成后的各項信息進行業務分析,為各方面提供最直接清晰的結果數據。(3)信息的集成。智能電網的信息可以從縱向和橫向兩方面從產業鏈、電網信息和企業內部的信息進行。(4)信息的可視化顯示。智能電網可以為不同的用戶提供貼合需要的可視化顯示,例如語音識別,觸摸屏,三維動畫等。e 信息保護。對于各用戶的信息,智能電網能夠也必須做到保護其信息不外泄和保障用戶的經濟利益。

2.4 能源的分布式接入

建設具有智能判斷和自愈、自適應功能的多樣能源統一入網和分布式管理的網絡系統,對各用戶、各地點用電信息實施實時監控和收集,用可靠和經濟的配電和送電方式將電運送到用戶的終端,提高電力系統的安全性和利用率,是智能電網的核心所在。

像小水電、風力發電和燃料電池等分布式的電源并入中壓或低壓配電網上工作,可以對傳統的配電系統進行全面的改變,使用新保護方案、新的電壓控制方法和設備的系統能更加完美地滿足雙向潮流的需求。在提高電力系統的安全和效率外也為其提供了極大的靈活性。

3結語

我國和西方發達國家的現狀不同,國外對智能電網的研究多是集中在配電領域,而我國首先要解決的卻是如此高效安全環保地滿足不斷增長的電能需求。因此,更多的關注都落在了智能輸電網以及和特高壓電網的建設和發展上。智能電網對提高電力系統的安全性、能源利用效率、節能減排保護環境都有其積極的作用,對這項長期的系統性工程不僅相應政策部門要緊密關注,科技人員更要提高重視,讓我國在這一領域的關鍵技術特別是運行的關鍵技術更上一個臺階。

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