智能電網在智慧拉薩建設中的研究

李 偉，姜博旺，蘭 萍

（西藏大學 西藏 拉薩 850000）

1 引言

智能電網和智慧城市成為當今世界發展的熱潮。當一次性能源不斷過度的消耗和城市可利用土地資源不斷減少，智慧城市應運而生。近年來，城市的發展速度越來越快，智能電網能保證城市安全可靠地用電、提升城市網絡通信能力、促進城市綠色發展、豐富城市服務內涵以及拉動城市的相關產業發展，在發展智慧城市中的作用舉足輕重，成為智慧城市的發展動力和重要基礎。

2 智能電網和智能城市的內涵與關聯

智慧城市其實還沒有完整的定義，目前的大致理念為：通過借助高效的信息技術手段來感知、分析并且及時處理城市中出現的關鍵信息，保證城市交通、城市安全、社會服務、公民日常生活和商業活動等智能地運行，進而實現社會、經濟和生態可持續發展的城市形態。

智能電網最具代表性的概念為：以早期電網系統為基礎，發展新型新能源，通過新時期的信息技術支持，完成發電、輸電、變電、配電、用電和調度等過程。

智慧城市建設中，智能電網有很強的支撐力。智能電網作為城市的血液為城市的活動與發展提供源源不斷的動力，是智慧城市的重要基礎和客觀條件。另一方面，智慧城市的發展會迅速的帶動智能電網的應用與發展，推動智能電網發展為更可靠、更全面的電網系統。

3 分布式發電系統結構

通過各種電網結構闡述、比較和討論，來尋找出因地制宜的最適合拉薩的分布式發電系統結構。

4 對等結構

在對等結構中，每一個電源在微電網中的地位都相同，功能也沒有特殊的存在。如圖圖4.2.1。對等結構利用的是本地電網的數據結構信息，不需要通信數據信息的傳送，避免了主從結構對于主電源過分依賴這個問題，在不改變運行策略的情況下，電網可以隨時接入新的分布式電源，即插即用，省時方便。

對等控住的優點：如果分布式電網采用的是下垂控制策略，那么不管電網是要調節功率，處在孤島模式下或是并網的情況下，這些電源都不用改變它們的控制方式，能夠方便的直接切換，避免了主從結構的局限性與耗時問題。

對等控制的缺點：（1）二次調頻問題，一旦分布式電網出現較大的波動，電網中的頻率也會隨著有很大的波動。（2）對等結構沒有對恢復電網的過程提供控制，這樣電網一旦出現故障，會耗費大量人力與時間。

各結構的功能：分布式電源都是通過變流器與微電源控制器來輸出到交流配電柜，配電柜的輸出端連接負載控制器。變流器的功能：各種的分布式電源會產生交流或直流電源，為了向負載提供穩定的電壓，電流器實現將支流或交流轉換為三相交流電。微電源與負載控制器都是接受中央控制器的指令，來對不同控制的模式對各種信息進行調整。中央控制器調整電網的控制模式，進一步控制電源控制器與負載控制器。監控單元是用來監控電網的狀態與各部分的參數問題，如果出現故障，通過無線傳輸模塊傳輸到變電柜和中央控制器進行監控或者啟動保護電路來保護。

5 智能電網在智慧拉薩中的應用

根據科學家研究統計，不可再生能源在地球上的儲存量呈現急劇下滑的趨勢，石油能源將在大約半個世紀之后開始消耗殆盡。因此，針對拉薩地區優越的地理環境特征，可以根據拉薩具體的資源來探討具有拉薩特色的智能發電系統以及系統中的實時數據通信。

5.1 基于IEC61850的分布式電網的實時數據通信

5.1.1 IEC6180介紹

目前，世界上大部分變電站的智能化控制系統都是通過以太網來完成，電網中各種通信設備會出現不同型號，嚴重約束電網系統對設備選擇與應用，因此，需要一個統一的標準對通信系統進行規范。

IEC6180協議是國際電工委員會制定的關于變電站智能系統的一個通信標準，它制定了一系列新型變電站智能化控制標準，使不同的電子設備廠商的可操作性更強。并且，可以更方便使智能電網與傳統電網相互融合。

5.1.2 IEC61850通信體系

為了實現電網的實時通信，將IEC61850標準引入智能電網是最合適的。而TSO/IEC9506是電子設備與網絡環境數據傳遞的一套協議，這種協議使電子設備和某些電子器件有一套統一標準，使通信系統在建立和通信的過程更簡單和快捷。

MMS是一種制造報文的標準，MMS支持多種通信方式，比如總線型、局域網、TCP/IP、一對多這樣的對等通信等方式適用于MMS。

針對智能電網中的實時性通信服務，使用GOOSE協議棧可以降低數據傳輸延時，從而提高數據傳輸速度，另一方面，還可以增強系統可靠性和穩定性。GOOSE協議棧只使用ISO/OSI系統互聯中的4層。

6 智能電網對智慧拉薩的意義

（1）智能電網是智慧拉薩的重要基礎

智能電網與城市緊密結合，能夠保障拉薩市的用電安全，為智慧拉薩的高效運轉提供了條件，智能電網是智慧城市的重要基礎和客觀需要。

（2）智能電網為智慧拉薩產生能源效益與直接經濟利益

智能電網的效率高，減少能源的使用總量和能量的損失，提高能源效率的收益。而且智能電網是性價比最高的運行方式，可以充分利用拉薩市的太陽能，得到效益最大化。

7 結語

本文對智能電網和傳統電網的功能進行了比較，研究智能電網在智慧拉薩的應用中采用分布式太陽能發電系統，并分析了整個系統的工作原理。智能電網是智慧拉薩建立的基礎，智慧拉薩為智能電網的發展提供優良環境，二者相互促進，共同發展。