基于信息時代的智能電網(wǎng)建設要點分析

鄭釗

摘 要：目前世界發(fā)展面臨的一個重要難題就是能源消耗過多造成的能源危機，改善這一問題的方法就是實現(xiàn)電力工業(yè)化向信息化的轉(zhuǎn)變，提高電力能源的利用率。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為對象，結合新的控制技術、信息技術和管理技術，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)輸電的智能交流。文章簡要介紹智能電網(wǎng)，分析信息時代下智能電網(wǎng)的建設要求。

關鍵詞：信息時代；智能電網(wǎng)；建設要點

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0100-01

社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，促進了我國電力信息化的發(fā)展。在數(shù)字化和網(wǎng)絡化的信息時代中，電網(wǎng)建設智能化的實現(xiàn)，有利于信息時代中經(jīng)濟發(fā)展對電力系統(tǒng)新的要求的實現(xiàn)。

1 智能電網(wǎng)概述

1.1 智能電網(wǎng)的定義

智能電網(wǎng)目前并沒有統(tǒng)一的定義，但對智能電網(wǎng)的基本認識是：智能電網(wǎng)對電力用戶在高峰時期的用電量進行優(yōu)化，實現(xiàn)了即插即用的分布式電源并網(wǎng)運行，達到了電力資源的節(jié)能減排效果。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎上，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的信息化和數(shù)字化，是傳輸電網(wǎng)的智能化升級，以對電力系統(tǒng)實施進一步優(yōu)化，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，解決了分布式電源并網(wǎng)運行中的電力問題。

1.2 智能電網(wǎng)的特點

①及時性。智能電網(wǎng)可以對電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)測，及時的預測、發(fā)現(xiàn)電力運行中出現(xiàn)的問題，迅速對問題的原因進行判斷，及時消除安全故障或者安全隱患。當電力系統(tǒng)發(fā)生異常時，智能電網(wǎng)可以迅速的對人為破壞和自然擾動進行辨別，對攻擊進行有效的防御，保證電力設備和電力工作人員的安全。智能電網(wǎng)可以對故障進行快速隔離和自我恢復，減少人工干預，避免發(fā)生大規(guī)模停電現(xiàn)象，提高了電力系統(tǒng)的可靠性運行。

②交互性。電網(wǎng)的運行需要電力用戶的參與，智能電網(wǎng)實現(xiàn)了電力系統(tǒng)運行的交互性。結合電力用戶的實時電價對用電模式進行調(diào)整，鼓勵電力用戶使用分布式電源，對剩余的電力進行出售，提高了電力資源的利用率。

③節(jié)能性。智能電網(wǎng)的即插即用分布式電源并網(wǎng)運行，緩解了用電壓力，大量應用了風力發(fā)電和太陽能等可再生發(fā)電能源，降低了電力生產(chǎn)到消費環(huán)節(jié)的能源損耗，提高了電力能源的利用率。智能電網(wǎng)對電力資源的優(yōu)化配置，增加了電力設備的傳輸容量，提高了電力設備的利用率，對電力成本進行了控制，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的正常運行。

2 信息時代智能電網(wǎng)的建設

2.1 用戶側智能電網(wǎng)的建設

用戶側智能電網(wǎng)包括智能電表和AMI兩個部分，信息時代下智能電網(wǎng)的建設，包括對用戶側智能電網(wǎng)的建設，換一種說法也就是對智能電表和AMI的建設。

①智能電表。智能電網(wǎng)建設中的重要基礎設備之一就是智能電表的建設，是很多智能電網(wǎng)建設的起動項目。在電力用戶處的智能終端設備進行安裝，包括信息數(shù)據(jù)的采集、電力用戶設備的控制、電力系統(tǒng)的遠程維護和升級等功能。在電力系統(tǒng)中對電力用量的實時監(jiān)控，可以運用智能電表的連續(xù)通信功能進行，還可以當作需求管理側的接口，實現(xiàn)實時的管理和操作。

②AMI。AMI包括智能電表、通信系統(tǒng)和電表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著基礎作用。AMI可以根據(jù)智能電表對不同通信設備進行應用，按照特定的電力需求和已經(jīng)設定好的方法對電力用戶的用電數(shù)據(jù)進行測量、收集和分析。電力用戶的用電時間可以根據(jù)電力價格的變化進行調(diào)整，還可以通過分布式電源裝置參與電力的削峰填谷，實現(xiàn)電力用戶單一被動的消費者到電網(wǎng)運行控制的參與者的轉(zhuǎn)變。

2.2 智能輸電網(wǎng)絡的建設

智能輸電網(wǎng)絡是進行電力傳輸?shù)闹饕绞?，影響了電力發(fā)電和用電的平衡供需，是電力系統(tǒng)安全運行的前提?，F(xiàn)在我國的智能電網(wǎng)輸電網(wǎng)絡存在輸電阻塞、損耗率高和維護不便等問題，改善這一現(xiàn)狀，可以從以下方面進行：

①潮流控制技術。解決輸電阻塞的一個行之有效的方法就是應用先進的潮流控制技術，先進的潮流控制技術實現(xiàn)了信息化技術的應用，例如高級的FACTS和HVDC設備，可以有效的對網(wǎng)絡潮流進行控制。

②降低輸電損耗。智能電網(wǎng)中輸電網(wǎng)絡中的一個重要的問題就是電力能源傳輸損耗，我國電力能源的傳輸損耗可以通過降低線路損耗和分攤網(wǎng)絡損耗進行。我國現(xiàn)在的輸電線路損耗率為7.18%，每年損失的電力能源大約為1 000億kW·h，幾乎是大亞灣核電站14 a的發(fā)電總量。有效的減少輸電線路的損耗，可以通過特高壓技術和超導高溫技術實現(xiàn)，進行遠距離的電能傳播。利用智能的無功控制設備也可以實現(xiàn)減少輸電線路損耗的目的。

③監(jiān)測設備運行。智能電網(wǎng)的設備檢測，應用由智能傳感器組成的傳感網(wǎng)絡進行，可以實現(xiàn)輸電網(wǎng)絡的恢復。分布式傳感器的作用在于對線路參數(shù)、桿塔的機械強度、架空線的垂度和溫度、絕緣子的絕緣情況、電力線路的擺放和覆冰情況等進行測量。利用傳感器監(jiān)測輸電運行設備狀況和網(wǎng)絡節(jié)點中的參數(shù)，對輸電系統(tǒng)提前進行自動監(jiān)測和分析，發(fā)揮繼電保護的作用。

2.3 智能變電站的建設

①智能變電站的數(shù)字化。智能變電站的數(shù)字化平臺，可以實現(xiàn)變電站的自動化運行，進行變電站信息的智能測量。自動化運行是變電站獨立于控制中心和其它變電站的運行，可以進行不同變電站和控制中心的互相通信，保證變電站的元件和設備實現(xiàn)自動運行。智能變電站的數(shù)字化包括智能開關設備、寬頻道、高準確性和較低的維護成本等特點，可以加快智能裝置的開發(fā)和應用。

②智能變電站的信息化。智能變電站是具有獨立的局域網(wǎng)和恢復能力的通信網(wǎng)絡，需要一個平臺對有線和無線的通線應用進行容納，對數(shù)據(jù)的信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)和通信協(xié)議保持不間斷性。利用智能傳感器和智能控制對傳統(tǒng)的一次回路進行替換，連接變電站層、間隔層和過程層，實現(xiàn)智能變電站的統(tǒng)一通信。

以全球定位系統(tǒng)為基礎的PMU的試驗成功，完成了電力系統(tǒng)的同步相量測量。在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應用，在智能電網(wǎng)中形成了WAMS。在高速通信網(wǎng)絡中應用WAMS，可以在廣域電網(wǎng)運行中對在線同步測量和相量數(shù)據(jù)進行匯總，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，為電力在線同步監(jiān)測提供條件。遠程終端單元不適合智能變電站的發(fā)展要求，應用PMU進行替換，通過GPS對變電站的測量參數(shù)進行統(tǒng)計和分析，才能提高變電站運行的可靠性和穩(wěn)定性。在智能感應器或者智能測量單元中實現(xiàn)變電站信息數(shù)據(jù)的計算，可以減少通信的數(shù)據(jù)流量。智能變電站具有一定的數(shù)據(jù)管理作用，具有較高的可視化水平。

3 結 語

電網(wǎng)的智能化發(fā)展是對多種高級技術的應用，具有智能監(jiān)測技術、智能仿真和高級計算技術等功能。智能監(jiān)測技術可以提高系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)、用戶用電、可再生能源發(fā)電等信息的準確性，智能仿真和高級計算技術，可以對電力系統(tǒng)的運行狀況進行準確的監(jiān)測，對會發(fā)生的安全故障進行預測，實現(xiàn)對系統(tǒng)的運行和用戶用電方式的優(yōu)化。

參考文獻：

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