電網(wǎng)電能智能化影響因素及治理措施分析

常州三新供電服務有限公司溧陽分公司 吳 昊

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展和能源需求的不斷增長，電網(wǎng)電能智能化正成為電力行業(yè)的重要發(fā)展方向。電能智能化可以通過應用先進的技術手段，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能監(jiān)測、精細控制和高效管理，提高能源利用效率、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，并促進可再生能源的大規(guī)模接入和能源供需的協(xié)調(diào)。然而，實現(xiàn)電網(wǎng)電能智能化并不僅僅依賴于單一的技術因素，而是受多個因素的綜合影響。因此，深入分析電網(wǎng)電能智能化的影響因素以及相應的治理措施，對于推動電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展具有重要意義。

2 電網(wǎng)電能智能化的影響因素

2.1 傳感器技術對電能數(shù)據(jù)采集的影響

傳感器的選擇、部署和性能直接影響著電能數(shù)據(jù)的質量和可靠性，進而對電網(wǎng)電能智能化的實施和效果產(chǎn)生深遠影響。傳感器技術的發(fā)展為電能數(shù)據(jù)采集提供了更多的選擇,傳感器的類型包括電流傳感器、電壓傳感器、功率傳感器、溫度傳感器等多種形式，能夠實時采集電網(wǎng)中的各種參數(shù)。傳感器技術的應用使得電能數(shù)據(jù)采集更加便捷和高效,傳統(tǒng)的電能數(shù)據(jù)采集通常需要人工介入，費時費力且容易出錯。而借助傳感器技術，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)中多個節(jié)點的自動化采集，大大提高了采集效率和準確性。傳感器能夠采集到更多的電能參數(shù)和狀態(tài)信息，如電流、電壓、功率、頻率、諧波等,這些數(shù)據(jù)可以用于電網(wǎng)負荷預測、故障檢測、能源管理等方面，提供更全面、準確的信息支持。

2.2 通信技術對數(shù)據(jù)傳輸和控制的影響

傳統(tǒng)的通信方式如有線通信、局域網(wǎng)等已經(jīng)廣泛應用于電力系統(tǒng)，而近年來無線通信、物聯(lián)網(wǎng)技術等的出現(xiàn)，使得電能數(shù)據(jù)傳輸更加便捷和靈活。例如，無線傳感網(wǎng)絡（WSN）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術能夠實現(xiàn)電網(wǎng)中各個節(jié)點之間的無線通信和數(shù)據(jù)傳輸，消除了傳統(tǒng)布線的限制，提高了系統(tǒng)的可擴展性和部署靈活性。

通信技術的高速化和高帶寬化提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛯崟r性，使得電能數(shù)據(jù)可以以更高的頻率和更短的延遲進行傳輸，實現(xiàn)對電網(wǎng)狀態(tài)的實時監(jiān)測和響應，高速、實時的數(shù)據(jù)傳輸有助于及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)異常情況，提高故障處理效率和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

此外，通過通信網(wǎng)絡，監(jiān)控中心可以下發(fā)控制指令到各個節(jié)點，實現(xiàn)對電力設備的遠程控制和調(diào)度。例如，基于云平臺的智能調(diào)度系統(tǒng)可以通過通信網(wǎng)絡遠程調(diào)整電網(wǎng)負荷、優(yōu)化能源分配和協(xié)調(diào)各個節(jié)點的運行狀態(tài)。

2.3 數(shù)據(jù)處理和分析對電網(wǎng)管理的支持

數(shù)據(jù)處理技術能夠對原始數(shù)據(jù)進行濾波、插值、修正等處理，提高數(shù)據(jù)質量和可靠性。同時，數(shù)據(jù)預處理還包括數(shù)據(jù)標準化、歸一化等操作，使得不同來源和格式的數(shù)據(jù)能夠進行有效的整合和比較分析。通過應用數(shù)據(jù)挖掘、機器學習和統(tǒng)計分析等技術，可以從電能數(shù)據(jù)中挖掘出隱藏的規(guī)律、關聯(lián)和趨勢[1]。例如，通過分析歷史負荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)，可以建立負荷預測模型，實現(xiàn)對未來負荷的精確預測。這些特征和模式的發(fā)現(xiàn)為電網(wǎng)管理者提供了對電網(wǎng)運行狀態(tài)和需求的深入理解，有助于制定合理的管理策略和決策。

基于電能數(shù)據(jù)的分析結果，可以制定合理的負荷調(diào)度計劃、電網(wǎng)運行策略和能源調(diào)配方案。例如，通過分析電能數(shù)據(jù)和市場價格，可以實現(xiàn)電能購買和銷售的優(yōu)化，降低電網(wǎng)運行成本和提高經(jīng)濟效益。

2.4 智能設備對電網(wǎng)監(jiān)測和控制的影響

一是智能設備能夠實現(xiàn)電網(wǎng)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。通過傳感器技術和數(shù)據(jù)傳輸技術，智能設備能夠實時感知和采集電網(wǎng)中的各種電能參數(shù)和狀態(tài)信息。這些智能設備可以安裝在電網(wǎng)的各個節(jié)點，包括發(fā)電廠、變電站、配電站和用戶側等，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)的全面監(jiān)測。

二是智能設備能夠實現(xiàn)電網(wǎng)的自動控制和優(yōu)化。基于傳感器數(shù)據(jù)和智能算法，智能設備能夠實時分析電網(wǎng)狀態(tài)，進行負荷調(diào)度、優(yōu)化能源分配和協(xié)調(diào)各個設備的運行。例如，智能開關和智能斷路器可以實現(xiàn)對電網(wǎng)分段的自動切換和故障隔離，提高電網(wǎng)的可靠性和恢復速度。

三是智能設備的遠程管理功能使得電網(wǎng)管理更加便捷和高效。通過通信網(wǎng)絡和遠程控制技術，電網(wǎng)管理者可以遠程監(jiān)控和控制智能設備，無須實地操作[2]。這種遠程管理方式大大節(jié)省了人力和時間成本，提高了響應速度和操作的靈活性。例如，通過遠程監(jiān)控智能終端設備的電能消耗情況，電網(wǎng)管理者可以實時了解用戶側的用電情況，并采取相應措施進行負荷調(diào)控。

2.5 云計算和大數(shù)據(jù)對電能數(shù)據(jù)處理和分析的影響

電能數(shù)據(jù)通常規(guī)模龐大，傳統(tǒng)的計算環(huán)境難以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和分析的需求。而云計算提供了彈性的計算資源，能夠根據(jù)實際需求進行擴展和收縮，以應對不同規(guī)模和復雜度的電能數(shù)據(jù)處理任務，通過將電能數(shù)據(jù)上傳至云端進行處理，可以大大提高數(shù)據(jù)處理的速度和效率。其次，電能數(shù)據(jù)中蘊含著豐富的信息和模式，通過應用大數(shù)據(jù)技術，可以挖掘出隱藏的關聯(lián)和趨勢。通過分析大數(shù)據(jù)，電網(wǎng)管理者可以獲得更全面、準確的電網(wǎng)運行狀態(tài)和負荷需求信息，為電網(wǎng)管理決策提供更科學、精確的依據(jù)。

電能數(shù)據(jù)的存儲需求通常很大，而傳統(tǒng)的本地存儲設施受限于容量和可擴展性。云計算平臺提供了可靠的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲解決方案，能夠存儲和管理海量的電能數(shù)據(jù)。通過云存儲，電網(wǎng)管理者可以方便地存儲、訪問和共享電能數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。

3 電網(wǎng)電能智能化的治理措施

3.1 技術治理

3.1.1 標準和規(guī)范制定

在電網(wǎng)電能智能化中，標準和規(guī)范的制定對于推動技術發(fā)展和確保電網(wǎng)安全運行至關重要。不同的廠商和系統(tǒng)可能采用不同的技術標準和協(xié)議，導致設備之間的兼容性問題，通過制定統(tǒng)一的標準，確保不同廠商和系統(tǒng)之間的互通性，實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通，提升電網(wǎng)的整體智能化水平。電能智能化涉及多個方面的技術和設備，例如傳感器、通信設備、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，通過制定規(guī)范，可以明確技術要求、安裝標準和維護流程，確保設備和系統(tǒng)的正常運行和可靠性。

3.1.2 技術創(chuàng)新和研發(fā)

技術創(chuàng)新和研發(fā)是推動電網(wǎng)電能智能化的關鍵驅動力。通過不斷的技術創(chuàng)新和研發(fā)，提升電網(wǎng)的智能化水平，提高能源利用效率和電網(wǎng)的可持續(xù)性。

首先，技術創(chuàng)新和研發(fā)能夠推動傳感器技術、通信技術和數(shù)據(jù)處理技術的發(fā)展。傳感器技術的創(chuàng)新可以提高電能數(shù)據(jù)的采集精度和實時性，通信技術的創(chuàng)新可以實現(xiàn)設備之間的高效通信和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理技術的創(chuàng)新可以提高電能數(shù)據(jù)的處理速度和分析能力。

其次，技術創(chuàng)新和研發(fā)可以推動能設備和系統(tǒng)的開發(fā)和應用。智能設備和系統(tǒng)是實現(xiàn)電網(wǎng)電能智能化的關鍵要素，通過技術創(chuàng)新和研發(fā)，可以開發(fā)出更高性能、更智能化的設備和系統(tǒng)[3]。

3.2 政策和法規(guī)治理

3.2.1 政府支持和推動政策

政府通過資金支持和財政補貼來促進電網(wǎng)電能智能化技術的研發(fā)和示范應用，設立專項基金、提供研發(fā)資金和項目資助，鼓勵企業(yè)和研究機構在電能智能化領域進行創(chuàng)新和實踐。此外，通過技術引導政策，政府可以促進電網(wǎng)電能智能化技術的規(guī)范化和標準化，提升整個行業(yè)的技術水平和競爭力。

3.2.2 法規(guī)和監(jiān)管機制的建立

政府制定法規(guī)和法律，明確電網(wǎng)電能智能化的管理責任和監(jiān)管要求。例如，制定電力行業(yè)相關法律，明確電網(wǎng)管理者的權責和責任。此外，還可以制定數(shù)據(jù)保護和隱私保護法規(guī)，確保電能數(shù)據(jù)的合法收集、使用和保護。監(jiān)管機構可以監(jiān)督電網(wǎng)管理者的運行，確保其依法履職。同時，監(jiān)管機構還可以監(jiān)督智能設備和系統(tǒng)的安全性和合規(guī)性，加強市場監(jiān)管，防止不合格產(chǎn)品的流入和使用。

3.3 管理體系建設

3.3.1 智能化管理平臺的建設

智能化管理平臺可以集成和管理電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)、設備和系統(tǒng)，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測、控制和優(yōu)化。通過接入各類傳感器和監(jiān)測設備，實時采集電能數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)等信息。同時，平臺應具備強大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，能夠對大量的數(shù)據(jù)進行存儲、清洗、整合和分析，提供有價值的數(shù)據(jù)支持和決策參考。通過集成傳感器和智能設備，可以實時監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)、設備健康狀況和能源消耗情況，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)和智能算法，平臺可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時控制和調(diào)度，優(yōu)化能源利用、負荷分配和故障處理[4]。智能化管理平臺如圖1所示。

圖1 智能化管理平臺

此外，智能化管理平臺通過可視化界面和報表分析，可以直觀地展示電網(wǎng)運行情況、能耗趨勢和異常警報，幫助管理人員迅速發(fā)現(xiàn)問題和做出決策，同時，滿足不同層次和需求的管理人員的信息需求。

3.3.2 運營模式和流程的優(yōu)化

引入智能化技術和系統(tǒng)，優(yōu)化電網(wǎng)的運行模式。例如，采用智能化的負荷預測和優(yōu)化調(diào)度算法，實現(xiàn)電網(wǎng)負荷的精確預測和合理調(diào)度，以減少能源浪費和供需失衡。同時，可以采用分布式能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)可再生能源的高效利用和集成，提升電網(wǎng)的可持續(xù)性和能源利用效率。

通過引入遠程監(jiān)測和故障診斷技術，實現(xiàn)對電網(wǎng)設備的遠程監(jiān)測和實時狀態(tài)監(jiān)控，優(yōu)化電網(wǎng)運維和維護流程，提升運維效率和設備可靠性。監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動化收集和分析可以幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)設備故障和異常情況，并采取相應的維修和修復措施，降低停機時間和維修成本[5]。

3.4 人才培養(yǎng)和知識共享

3.4.1 電網(wǎng)智能化人才培養(yǎng)

建立完善的人才培養(yǎng)體系，包括設立相關專業(yè)課程和學位項目，培養(yǎng)電網(wǎng)智能化領域的專業(yè)人才。通過與高校合作開展科研項目，培養(yǎng)科研人才和創(chuàng)新能力。與行業(yè)企業(yè)合作，開展實踐教學和實習項目，提升學生的實踐能力和工作經(jīng)驗。

組織專業(yè)培訓和技能競賽，激發(fā)人才的學習和成長動力，通過不斷更新和提升人才的技能和知識，使其適應電網(wǎng)電能智能化的快速發(fā)展。

3.4.2 行業(yè)知識共享與交流

行業(yè)間的合作與交流可以促進經(jīng)驗和技術的共享，推動整個電網(wǎng)行業(yè)的進步和發(fā)展。通過定期召開行業(yè)會議、研討會和論壇，促進電網(wǎng)行業(yè)內(nèi)的知識交流和技術分享。行業(yè)組織和相關機構可以參與標準的制定過程，確保標準的科學性和適用性。在知識共享與交流方面，建立在線平臺和社區(qū)，促進行業(yè)專家和從業(yè)人員之間的交流與合作。通過在線論壇、博客和社交媒體，分享最新的研究成果、案例經(jīng)驗和技術探討，推動電網(wǎng)電能智能化的知識共享。

4 結語

總之，電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展離不開技術的支持和治理的推動。通過不斷優(yōu)化技術應用和管理體系，電網(wǎng)能夠實現(xiàn)更高效、可靠和可持續(xù)的運行，為社會提供更好的電力服務。然而，電網(wǎng)電能智能化還面臨一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全和隱私保護等問題，需要進一步加強研究和探索。因此，需要各方共同努力，加強合作與交流，推動電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展和應用。