新形勢下智能電網(wǎng)技術的應用

楊 樂

（1.湘潭大學，湖南 湘潭 411100；2.中國水電顧問集團桂陽新能源有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著人們生活水平的提高，用戶對電力能源的質量要求有了很大改善，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足快節(jié)奏的發(fā)展需求。為了促進電力系統(tǒng)的發(fā)展，實現(xiàn)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設，一些西方先進國家提出了智能電網(wǎng)這一理念。相比傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術，智能電網(wǎng)更具有自愈性、互動性等特點，能夠提高電力系統(tǒng)的安全運行水平，為人們提供更加可靠的供電需求。科技發(fā)展下，智能電網(wǎng)具備很好的兼容性與集成性特點[1]，已然成為未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。因此，智能電網(wǎng)技術應用對電力系統(tǒng)來講具有重要意義。

1 智能電網(wǎng)技術應用的重要性

1.1 先進的發(fā)電技術促進了新能源的廣泛應用

目前，我國的能源在政策的逐漸推動下，不同種類的發(fā)電技術逐漸成熟。在智能電網(wǎng)中，新能源已被廣泛使用，能源的新組合也發(fā)生了很大變化。更多的風能、太陽能與大容量儲能裝置等新能源，在電力能源的生產(chǎn)中起到了重要作用。近些年，我國智能電網(wǎng)已經(jīng)完成電力的生產(chǎn)目標，新能源的使用也以節(jié)能環(huán)保為理念。在電力能源的調(diào)度中，加強能源的使用效率成為新的電力生產(chǎn)目標。比如，環(huán)境保護方面，使用新能源可以有效減少發(fā)電過程中的氣體排放；在電能傳輸過程中，新技術的使用也提高了對電能的控制，減少了能源消耗；在能源選擇方面，我國更多推薦使用太陽能、水力、風力等環(huán)保能源。

1.2 完善的智能變電站結構提升了電網(wǎng)的可靠性

目前，我國的大多數(shù)智能變電站選擇使用三層兩網(wǎng)作為基本網(wǎng)絡結構，其主要由站控層、間隔層與過程層三部分組成[2]。其中，站控層由多個數(shù)字管理的子系統(tǒng)構成，是整個智能變電站中最高權限管理系統(tǒng)，涉及到的技術有實施監(jiān)控、電力通信技術與自動化的控制技術等。間隔層主要是變電站中的二次設備，主要是在站控層與相應的網(wǎng)絡失效情況下對監(jiān)控機實施繼電保護，涉及到的技術有智能機電保護、智能變電站及技術與網(wǎng)絡通信檢測分析等，在智能變電站中也屬于核心結構。過程層在智能變電站中則是具體功能實現(xiàn)的重要結構，涉及到變電設備運行的參數(shù)收集、整理與檢測變電設備運行的實施狀態(tài)等。

2 新形勢下智能電網(wǎng)技術的特征

新形勢下的智能電網(wǎng)技術，具有以下幾種特點。第一，智能電網(wǎng)具有自愈特征。隨著新形勢電網(wǎng)技術的發(fā)展，智能電網(wǎng)技術的應用特點比較突出。這一功能在智能電網(wǎng)的運行過程中也是重要表現(xiàn)，對整個電網(wǎng)的運行安全起到了重要作用，即具有對電網(wǎng)故障的診斷功能與故障的隔離、恢復作用，是保證智能電網(wǎng)整體運行效率的重要功能[3]。第二，智能電網(wǎng)的交互性特點。這一特點主要體現(xiàn)在，智能電網(wǎng)運行中可以使供需雙方同時參與電力交換，注重使用者的參與。通過對智能電網(wǎng)的應用，電力系統(tǒng)的優(yōu)化設計目標才可以實現(xiàn)。智能電網(wǎng)對于智能表的使用，就是互聯(lián)路由器電力能源供應公司對裝置進行遠程檢查的重要表現(xiàn)，對智能電網(wǎng)的交互作用起到了重要的推動作用。第三，智能電網(wǎng)具有一定的兼容性特點。智能電網(wǎng)是在多種發(fā)電模式的基礎上，不同種類的發(fā)電技術與電力儲存可以適應集中發(fā)電與分散式發(fā)電模式，這對于電力系統(tǒng)的運行安全具有很強的保護作用。第四，智能電網(wǎng)還具有集成性特點。在智能電網(wǎng)使用中，這一集成性特征比較明顯，在控制與監(jiān)視、維護等多種能源的信息系統(tǒng)集成管理，可以有效實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，提高整體的運行效率。

3 智能電網(wǎng)技術應用分析

3.1 人工智能技術

目前，我國的人工智能技術在很多領域中得到了廣泛使用。隨著數(shù)字技術與信息技術的逐漸成熟，未來智能電網(wǎng)系統(tǒng)中電力設備與配套設施的使用都會發(fā)生改變，不再是傳統(tǒng)的工程設計而是由計算機輔佐設計。在這一基礎上使用人工智能技術，既可以保證縮短新產(chǎn)品與新系統(tǒng)的生產(chǎn)周期，還可以提高系統(tǒng)設計的安全性與可靠性。換一個角度出發(fā)，在將來智能電網(wǎng)的運行中會存在很多自動控制裝置，其中包括了自動繼電器、自動保護裝置與自動斷路器等。這些控制系統(tǒng)之間的協(xié)同合作看似簡單，但實際的全面控制比較麻煩。對于人工智能技術的使用，需要有較強的邏輯性與相應的處理能力，以保證智能電網(wǎng)中電力系統(tǒng)的保護實現(xiàn)實時監(jiān)控。

3.2 集成的通信技術

在智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)中主要集結了多種通信技術的應用，通過開放式的通訊網(wǎng)架設置，實現(xiàn)了高速、集成、兼容與雙向性的控制特點，不僅可以實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的動態(tài)進行實時監(jiān)測，還可以保證功率的交互，確保智能傳感器、控制裝置、控制中心與保護系統(tǒng)、相應系統(tǒng)的運行安全，為其提供了一個可以即插即用的網(wǎng)絡控制平臺。

3.3 特大電網(wǎng)在線預警和安全防御技術

隨著我國各地區(qū)對電網(wǎng)系統(tǒng)的大規(guī)模建設，不同地區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)間的聯(lián)系變得越來越緊密。然而，我國電網(wǎng)系統(tǒng)的運行方式更加復雜化，促使提高電網(wǎng)系統(tǒng)的整體建設規(guī)劃成為發(fā)展重點。相比于以前的電網(wǎng)系統(tǒng)，智能電網(wǎng)建立在智能決策與在線預警系統(tǒng)前提下，逐漸形成了自動感知、診斷、預防與相應的安全檢測技術，保障了智能電網(wǎng)的正常運行。重要技術的使用可以使智能電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)及時實現(xiàn)對電路的監(jiān)控與預警，并及時解決各種緊急事故，加強電網(wǎng)系統(tǒng)的安全防御系統(tǒng)，促進這一系統(tǒng)的優(yōu)化與自動調(diào)度，有效提高電網(wǎng)的輸電容量，同時使電網(wǎng)運行系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保，降低企業(yè)的運行成本。智能電網(wǎng)決策技術的使用可以對運行故障進行積極處理，減少故障的擴大化，同時減少對企業(yè)造成的損失，節(jié)約企業(yè)的運行成本。

3.4 決策支持和可視化技術

智能電網(wǎng)中的決策支持系統(tǒng)可以對電網(wǎng)中的一些問題與發(fā)展動態(tài)進行實施監(jiān)測，再通過使用知識庫與科學方法對其進行分析，有效解決了系統(tǒng)運行中的問題，還可以實現(xiàn)把運行系統(tǒng)實際情況與具體選擇方式提供給使用者。這一技術可以使用在需求側管理系統(tǒng)與使用者的需求響應。可視化技術主要是將不同的信息經(jīng)過處理，形成方便使用者分析與決策的可視化信息，以大大提高發(fā)電企業(yè)的工作效率與決策的準確度。將以上技術進行協(xié)調(diào)綜合應用，能夠提高智能電網(wǎng)不同功能的使用效率，從而確保整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與安全。

3.5 智能電網(wǎng)參數(shù)的量測技術應用

在智能電網(wǎng)的運行中還涉及很多應用技術，其中參數(shù)的量測技術是比較重要的技術之一。參數(shù)的量測技術對數(shù)據(jù)的獲取與轉換能力較強，將這些信息運用到智能電網(wǎng)中，對整個系統(tǒng)的使用設備與電網(wǎng)的完整性評估具有重要意義。參數(shù)量測技術的使用，為電力系統(tǒng)的工作人員與規(guī)劃人員提供了大量真實準確的信息資源，其中包含電能的質量、功率的使用情況與關鍵零件的實時溫度等。這些都是電網(wǎng)運行中的重要數(shù)據(jù)信息，對實現(xiàn)智能電網(wǎng)的優(yōu)化建設具有重要意義。

3.6 一體化智能應用支撐技術

智能電網(wǎng)調(diào)度中的一體化智能應用技術需要多種相關技術的支持，如可視化展示技術、海量信息處理技術與一體化模型管理技術等。首先，智能可視化展示技術的應用，不是通過事故畫面對事故情況進行反應，而是通過智能化的人機展示技術實現(xiàn)，通過可視化平臺的建立，實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度的智能檢測與分析。如果發(fā)生了事故預警，這一技術會立刻定位事故地點，并利用動態(tài)化的視頻展示出事故的具體情況。其次，大量的信息處理系統(tǒng)可以為智能電網(wǎng)調(diào)度提供完整、準確的信息，為調(diào)度監(jiān)控工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。最后，一體化模型管理技術能夠為智能電網(wǎng)調(diào)度工作提供一體化模型，從而應對模型不合理引發(fā)的一系列問題。此外，該技術的應用還能夠整合其他模型，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

4 結 論

根據(jù)上述內(nèi)容可以看出，在新形勢發(fā)展下，智能電網(wǎng)技術的使用越來越重要，對整個電網(wǎng)運行起到了關鍵作用，積極推動著我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 呂佳玲.論智能電網(wǎng)調(diào)度技術如何適應電網(wǎng)自動化的升級發(fā)展與需要[J].低碳世界，2013，（10）：19-20.

[2] 溫旭霞.淺談智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術的研究[J].科技風，2016，（15）：60.

[3] 曹華偉.電力系統(tǒng)自動化中計算機技術的運用[J].電子技術與軟件工程，2015，（17）：26-29.