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中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0031-01
智能電網是新興的技術和產業概念,到目前為止,各國不同機構對智能電網給與了各種不同的定義。例如,美國電科院(EPRI)認為智能電網是由多個自動化的輸電和配電系統構成以協調、有效和可靠的方式運作。其擁有三大特點,一是電力市場和企業的需求能過快速的響應;二是實現安全可靠靈活的信息流是運用了現代通信技術,為用戶提供可靠、經濟的電力服務;三是具有快速診斷、消除故障的自愈功能。歐洲技術論壇對智能電網的定義是,智能電網是集創新工具和技術、產品與服務于一體,利用高級感應、通信和控制技術,為客服的終端裝置及設備提供發電、輸電和配電一條龍服務,它實現了與客戶的雙向交換,從而提供更多信息選擇、更大的能量 輸出、更高的需要參與率及能源效率。
在我國對智能電網有所認識的是國家電網和南方電網。國家電網認為應以特高壓為骨干的,且具有信息化、數字化、自動化、互動化等特點的,同時各級電網之間可以相互協調發展的為統一智能電網。而南方電網認為當前智能電網的定義還處在不斷探索完善的過程中,但可以肯定的是,這個概念涵蓋了提高電網科技含量,提高能源綜合利用效率,提高點味甘供電可靠性,促進節能減排,促進新能源的利用,促進資源優化配置等內容,是一項社會聯動的系統工程,最終實現電網效益和社會效益最大化。
因此,我們認為,智能電網是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的設備技術、控制方法、傳感測量技術以及決策支持系統技術的應用從而來實現電網的安全可靠、經濟高效的目標。
2 智能電網的主要功能
傳統電網與智能電網相比較,它們之間的優點和特征都有所不同。從功能上來看,智能電網的主要功能包括:(1)鼓勵電力用戶參與電力生產和進行選擇性消費。提供充分的實時電價信息和多樣化用電方案,促使用戶主動選擇電能消費方式,并根據具體情況進行實時調整。(2)最大限度兼容各類分布式發電和儲能,使分布式電源和集中式大型電源相互補充。(3)支持電力市場化。允許靈活進行定時間范圍的預定電力交易、實時電力交易等。(4)滿足電能質量需要,提供多種的質量—價格方案。(5)優化電網運營。以電網的智能化和資產管理軟件深度集成為基礎,使電力資源和設備得到最有效的利用。(6)抵御外界攻擊。具有快速恢復能力,能夠識別外界惡意攻擊并加以抵御,確保供電安全。
3 智能電網技術的發展現狀
3.1 國外發展現狀
智能電網將為新能源產業技術和傳統的電網技術帶來巨大地改變,這已成為全世界的共識,同時很多的國家都以建立智能電網為目標、行動路線和投資的計劃。目前,智能電網研究較為成熟的主要是美國。為升級其日益老化的電網,在提升電網可靠性、安全性,并提高用電方效率,降低用電成本,美國于本世紀初較早提出了智能電網的概念。迄今,美國智能電網建設從理論研究到實踐探索都積累了豐富的經驗。
根據2009年的美國經濟刺激法案,美國能源部確定了兩個專項投資計劃,分別為“智能電網投資撥款計劃”及“智能電網示范計劃”,投資額分別為33.75億美元和6.15億美元。受此推動,2010年美國的智能電網項目的數量大幅增長,總投資額超過100億美元。與美國之前的智能電網建設工作相比較,美國近年來的智能電網項目呈現幾個特點:第一,絕大多數項目都得到了政府新興產業研究的資金支持。第二,用戶側和配網側建設速度提速,并成為新的發展重點。第三,跨電力價值鏈環節綜合集成項目成為主要的投資方向。第四,圍繞電力價值鏈多個環節的并發建設成為重要的項目類型。
德國是歐洲智能電網技術發展的典型代表。德國不斷加速新能源的應用范圍,令其無孔不入。例如,德國提出的新能源計劃是,在每個家庭的房頂上,都裝上太陽能發電裝置,再在庭院里建一個小型風能發電站,用它們來滿足每個家庭對電和熱的全部需求。德國人之所以敢這樣做,是因為在德國,一張無所不能的智能電網正在鋪開。這張網建立起來之后,新能源的利用率幾乎可以達到100%。
德國對智能電網有自己的認識,所謂建立智能網,也就是把所有能源產生的電量,都放在一張電網上進行傳輸,這張網就叫智能電網。但它又與普通電網不同,其最大的特點是,它應用了大量的IT技術,使其更像一張互聯網,因此具有極強的互動性。
3.2 國內發展現狀
在世界各國進行智能電網建設的同時,我國也在積極推進智能電網的發展。2009年5月21日,在2009特高壓輸電技術國際會議上,國家電網了“堅強智能電網”的研究成果,并了堅強智能電網計劃(2010年至2020年),如表1所示。國家電網公司提出的堅強智能電網概念:堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎,以通信信息平臺為支撐,具有數字化、信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
此外,國家電網還提出了“一特四大”的電網發展戰略,即以大型能源基地為依托,建設由1000kW交流和±800kW直流構成的特高壓電網,形成電力“高速公路”,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發,在全國范圍內實現資源優化配置。同時,將以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,將先進的傳感測量技術、信息技術、通信技術、計算機技術、自動控制技術和原有的輸、配電基礎設施高度集成而形成的新型電網,它具有可充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、提高電力供應的安全性、可靠性和經濟性、減小對環境的影響、保證電能質量和減少電網的電能損耗等多個優點實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。
【關鍵詞】智能電網不同國家生命力
Abstract: Since twenty-first Century, save energy, reduce energy consumption and carbon emission, establish the mechanism that can develop continuously is current world each country development and the major problems facing the focus, the developed countries in Europe and America have developed a smart grid construction. This paper firstly introduces the different countries have different understanding of the smart grid concept, then introduces smart grid applications and characteristics, then introduces the smart grid in the domestic and foreign development present situation and the number of their own thinking, in science and technology to lead the social change of the times, the smart grid will show its strong vitality.
Key words: smart grid in different countries; vitality;
中圖分類號:V242.3+1文獻標識碼:A 文章編號:
進入21世紀以來,節約能源、降低能耗和低碳排放,建立可持續發展的機制是當今世界各國發展面臨的重要問題和關注的重要問題和關注的重要焦點。以可再生能源和綠色能源逐步代替化石能源和煤炭能源,建造新的能源使用體系,同時以信息技術改造現有的能源體系,采用先進的控制技術提高電網的能源效率是智能電網理念產生的源泉。目前國內外對智能電網還沒有一個明確的概念,世界各國對智能電網的理解不一樣。以下是一些企業、國家及專家對智能電網的理解和看法。
一、不同國家對智能電網的定義
不同的國家對智能電網的理解不同,定義不同,具體如下:
美國電科院(EPRI):智能電網是由多個自動化的輸電和配電系統構成以協調、有效和可靠的方式運作。快速相應電力市場和企業需求;利用現代通信技術,實現實時、安全和靈活的信息流,為用戶提供可靠、經濟的電力服務;具有快速診斷、消除故障的自愈功能。
歐洲則采用SmartGrid的稱呼,歐洲在2006年推出了研究報告,全面闡釋了智能電網的發展理念和思路。歐洲則重點關注可再生能源和分布式能源的發展,并帶動整個行業發展模式的轉變。目前智能電網(SmartGrid)這個稱謂被世界普遍采用。
日本電力中央研究所:智能電網是實現低碳社會必須的,能夠確保安全可靠供電、使可再生能源發電能夠順利接入和得到有效利用、統籌電力用戶需求實現節能和提高能效的綜合系統。
國家電網公司:智能電網是以特高壓電網韋骨干網架,各級電網協調發展,具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的“統一堅強智能電網”。
南方電網公司等:當前智能電網的定義還處在不斷探索完善的過程中,但只能點味甘的概念已涵蓋了提高電網科技含量,提高能源綜合利用效率,提高點味甘供電可靠性,促進節能減排,促進新能源的利用,促進資源優化配置等內容,是一項社會聯動的系統工程,最終實現電網效益和社會效益最大化。
二、智能電網的主要功能和特征
智能電網包括了以下八個方面的主要特征,這些特征僅從功能上描述了電網的特性,而不是最終應用的具體技術,它們形成了智能電網完整的景象。
1、智能電網是自愈電網。從本質上講,自愈就是智能電網的“免疫系統”。自愈電網進行連續不斷的在線自我評估以預測電網可能出現的問題,發現已經存在的或正在發展的問題,并立即采取措施加以控制或糾正。以確保電網的可靠性、安全性、電能質量和效率。
2、智能電網激勵和包括用戶。從智能電網的角度來看,用戶的需求完全是另一種可管理的資源,它將有助于平衡供求關系,確保系統的可靠性;從用戶的角度來看,電力消費是一種經濟的選擇,通過參與電網的運行和管理,修正其使用和購買電力的方式,從而獲得實實在在的好處。
3、智能電網將抵御攻擊。智能電網的安全策略將包含威懾、預防、檢測、反應,以盡量減少和減輕對電網和經濟發展的影響。
4、智能電網提供滿足21世紀用戶需求的電能質量。電能質量指標包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。
5、智能電網將減輕來自輸電和配電系統中的電能質量事件。通過其先進的控制方法監測電網的基本元件,從而快速診斷并準確地提出解決任何電能質量事件的方案。此外,智能電網的設計還要考慮減少由于閃電、開關涌流、線路故障和諧波源引起的電能質量的擾動,同時應用超導、材料、儲能以及改善電能質量的電力技術的最新研究成果來解決電能質量的問題。
6、智能電網將容許各種不同類型發電和儲能系統的接入。
7、智能電網將使電力市場蓬勃發展。智能電網通過市場上供給和需求的互動,可以最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量,降低潮流阻塞,擴大市場,匯集更多的買家和賣家。
8、智能電網優化其資產應用,使運行更加高效。例如,通過動態評估技術以使資產發揮其最佳的能力,通過連續不斷地監測和評價其能力使資產能夠在更大的負荷下使用。
三、國內外智能電網的發展現狀
1、我國的智能電網的發展現狀
我國的智能電網建設目前主要關注與骨干網的建設,特別是超高壓與直流輸電的建設、智能化變電站的建設。目前,中國智能電網建設已取得一定成績,已建成并投入使用多條超高壓骨干輸電線路及多個智能化變電站,并正在規劃更多的骨干網及數字化變電站。計劃在第十二個五年計劃期間內,建設超過六千座數字化變電站。但是,隨著智能電網的發展越來越大,我國智能電網的發展也遇到了一系列的問題。我國發展智能電網主要是由于能源資源分布不均,負荷增長過快;此外,電源結構以煤為主,調節能力不足,而且節能減排已經成為關注的重點,減小碳排放、保護環境、接納風電及太陽能等大規模可再生能源成為亟待解決的問題之一。如何保證電網供電質量及安全性等等問題已浮出水面,需要智能電網產業鏈上各方共同努力,進而促進智能電網的發展。
2、國外智能電網的發展現狀
國外很早就開始智能電網的規劃與建設,比較重視的是美國與歐洲。
我們先來看一下美國。美國的智能電網建設注重用戶端,主要針對用戶的具體用電要求及變化來實施智能化管理,其實現方式包括智能電表、智能化抄表與以家庭為單位的規劃用電管理,主要建設了基于無線方式的智能抄表及通訊網絡。ADI公司直接參與部分州的智能電網的建設,在智能電表及無線網絡建設上取得了不俗的成績。
從歐洲的智能電網建設來看,更注重新能源的建設。從全球范圍來看,歐洲目前是太陽能、風能發展最好的地區,其智能電網的建設引入了大量的新能源,對于并網的風能及太陽能的管理與控制,體現了歐洲智能電網的特色。ADI的貢獻在于太陽能及并網設備的信號條例與控制。
四、電網發展面臨的形勢
經濟社會的快速發展對作為重要基礎性產業的電力工業發展尤其是電網發展,提出了更高的要求。我國大范圍能源資源優化的配置和可再生能源的大規模集中接入,要求電網結構更加堅強合理,控制管理更加靈活便利。資源節約型、環境友好型社會建設要求電網在確保安全可靠的前提下,著重提升其運行效率和靈活管理能力。人們生活水平的不斷提高,要求電網企業不斷改善供電服務質量,豐富服務內容。國際社會對氣候變化問題的高度關注,使優化能源結構和提高能源效率成為世界各國獲得國際話語權、彰顯國際競爭力和實現可持續發展內容。電網作為能源供應體系的重要環節,必然會在節能減排領域承擔更加艱巨的任務。
基于每個國家對于智能電網概念的理解不同,需求不同。所以,我們不能用一種眼觀來看待世界各國智能電網的發展。
國外對智能電網的研究相對于我國來說更早,同時技術也更加成熟、深刻。所以我們要吸收他們的先進技術和經驗,但是也不能全盤接收,應該發展中國特色的智能電網。開放才會更快的促進科技的發展。這個觀點對于智能電網的研究和發展同樣適用。開放、統一標準,讓更多的研究機構加入,就會有更多的新技術產生。
給用戶提供更多的方便和實惠。人性化的電網概念是至關重要的,智能電網的設計除了在技術方面要深入研究之外,怎樣最大限度的滿足用戶的需要,提供更加便捷的服務是很重要的。
開放的市場。就如前面德國對于智能電網的發展一樣。用戶可以根據自己的需要進行“買電”和“賣電”,這樣不僅能夠在一定程度上促進電能的有效利用,也會增加用戶對電的概念的理解和興趣。減輕政府部門的工作量。
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中圖分類號:TM76 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)20-0173-03
1 概述
受到2008年世界性經濟危機的影響,部分國家為了擺脫經濟困境、刺激經濟復蘇,均試圖通過增大基礎設施建設投資來拉動經濟。美國率先提出智能電網理念,并宣布將投巨資進行智能電網(Smart grid)的建設,由此引發了全世界對于智能電網的關注,各國紛紛提出自己對于智能電網概念的看法。雖然各國對于智能電網的定義理解不盡相同,但卻有很多共同點,即大多強調提高配電端的使用效率和信息交互的重要性。隨著美國率先在智能電網領域邁出的實踐,電力工業新紀元的輪廓已經依稀可見輪廓。世界范圍內,電力工業迎來一次新的革命-信息技術與傳統電力工業融合。
2 什么是智能電網
2.1 智能電網基本概念
按照能源專家吳建東先生的描述,將“智能電網”稱為“智能互動電網”或“互動電網”或許更加準確。這意味著智能電網的一個重要特點是能夠實現電力供應者與電力消費者之間的“互動”,正是這一特點使智能電網得以優化配電端使用效率,提高資源優化配置能力。綜合各國際組織對于智能電網概念的定義,本著客觀的態度加以綜合歸納,我們認為:智能電網是以先進的信息、控制、傳感、新型儲能和輸電技術為依托,以深度信息化、全面互動化、電能清潔化、資產高效化為特征,具備全方位、全過程、全要素的智能檢測、診斷、通信、控制、決策與自愈能力的新型電網。它能夠承載大規模可再生能源并網發電,促進全社會低碳經濟的發展和大規模的節能減排,促進建設更加有效地電力市場,提高電網資產率、輸電和用電能效,全面實現電網的安全、清潔、高效、優質的運行。
2.2 建設智能電網的意義
規劃并建設智能電網對于當今世界具有重大意義,其影響范圍將極大地超出電力工業。首先,智能電網規模巨大,其新建、改造費用需要依靠大量的政府投資。以此來拉動內需,增加資本市場的活躍度。其次,智能電網的建設將提高社會資源的利用效率,在低碳、安全、效率方面對電網進行升級,提高本國的勞動生產率,增強國家的競爭力。從長遠的經濟角度考慮,由于智能電網的“削峰填谷”效果,僅在美國未來就可以減少50%的高峰用電量。這意味著發電廠可以減少很大一部分備用裝機容量的建設,從而減少了重復投資。與此同時,智能電網帶動的相關產業的繁榮還將創造出數以百萬計的“綠領就業機會”。
智能電網的發展將創造新的、高價值的永久性職位,并將使眾多電力企業、制造業公司受益。比如在硬件制造方面的蓄電池產業和智能電表、插充式電動汽車,以及在軟件方面的神經網絡、智能停電管理以及網絡安全保護等等。電力科學家認為,智能電網的最新發展趨勢是智能住宅和智能城市。在智能住宅階段,僅在中國的電表改造一項我們就要為數以億計個家庭安裝新的智能電表。按照每塊電表一千元的價格計算,這就將帶動我國一個千億元的制造業的崛起。這還不考慮線路的重新改造和控制系統的接入。美國電力科學家認為,在智能住宅初步建成后的智能城市建設階段,需要安裝并整合數以萬計的在家控制裝置和可調度分布式發電單元。這就將是一個更加宏大的工程。
總之,新的智能電網所具有的性能將使電能以更高的效率、更安全可靠、更便宜的價格保質保量地輸送到用戶處,是電力行業在發展過程中必然經歷的一次新革命。而其所帶動的各項社會產業格局的變化則將深遠的影響人類社會。同愛迪生1882年在紐約發明電力系統,西屋1895年第一次采用交流輸電技術一樣,具有重要的意義。
2.3 外界對于智能電網的規劃、建設理念
說到底,智能電網是一個“殼兒”,不同國家立足各國國情的不同,智能電網的概念亦有所不同,因此規劃、建設的手段必然不同,最終達到的效果,受益群體也必然不同。目前關于智能電網具有代表性的概念主要由美國、歐洲、中國和日本提出。下面將對美國、歐洲和日本不同概念分別加以敘述。在此基礎上再提出其對于我國智能電網戰略的指導意義。
2.3.1 美國
美國全國范圍內存在3個交流輸電網,設備古老技術陳舊。因此美國在智能電網的建設中更加關注電力網絡基礎架構的升級更新。2003年,時任美國總統的布什就提出“電網2030規劃”。2007年,美國頒布“能源獨立與安全法案”,確立了國家層面的電網現代化政策。由于美國電網建設主要是在五六十年代完成的,因此設備陳舊,線路改造難度極大。電網的改造尤其是線路的調整涉及沿線居民的切身利益,因此推廣起來困難重重。實施智能電網的建設是有利于美國政府排除民間壓力對自身的電力系統進行改造。
綜上所述,美國的智能電網并非對以往電網概念的徹底顛覆與脫胎,而是希望在迅速彌補與新興國家電網建設差距的基礎上實現技術上的超越。
2.3.2 歐洲
歐洲為了應對氣候變化,對能源進口依賴日益嚴重等挑戰,向客戶提供可靠便利的能源服務,同樣對于智能電網給予了高度的重視。可以說,歐洲的智能電網規劃是最有異于傳統電網的,并且最受到環保工作者和可持續發展人士擁簇的。其正在著手制定的能源政策全面覆蓋電源側、輸電側和用戶端,最為深入的貫徹了可持續發展、低能耗經濟發展的思想。歐洲在發展智能電網的過程中將可再生能源放在中心目標的位置,因此將分散式電源作為發展的必然方向。圖1 清晰地表示了丹麥由集中發電向分布式發電轉變后電源分布的變化。由幾個集中的大電源變成了無數的分散小電源對本地供電。
當然,歐盟關于智能電網的認識也絕非一日之功。其前身是EU2006的綠皮書文件,《歐洲可持續的、競爭的和安全的能源策略》。其中提到過,歐洲已經進入一個新能源時代,能源政策最重要的目標必須是供電的可持續性、競爭性和安全性。后面歐洲對于電網建設的進一步要求包括靈活性、可接入性、可靠性和經濟性。
2.3.3 日本
針對美國提出的智能電網,日本經濟產業部副部長指出,美國脆弱的電網系統無法與日本堅強的電網系統無法單純地進行比較,日本將根據自身國情,主要圍繞大規模開發太陽能等新能源,確保電網系統穩定,構建智能電網。
2.3.4 歸納小結
縱觀美國、歐洲、以及日本的智能電網規劃我們可以看出,各國對于智能電網的理解是基于本國實際情況的。其中歐洲電網由于完全由二戰之后建立起來的,技術裝備都比較先進,水平比較高。由于社會發展水平較高,人民素質也比較高,對于環保、可持續發展比較重視。社會資本充裕,可以投資向新技術發展。歐洲國家普遍面積偏小,船小好調頭卻難以集中力量辦大事兒,利益集團結構較為簡單,因此選擇的途徑最具有突破性但也顯得比較溫和。美國電網技術水平較低,國家較大,利益集團結構復雜,因此相對較為固守陳規,以“彌補不足”為基礎,側重網絡框架的重新架構。美國一貫以高科技進步拉動經濟增長,此次亦不例外,在智能電網的構建中不采用溫和的已有的成熟技術,而堅持采用高新技術的應用,力圖以此拉動相關高科技產業的。包括智能電表,智能調度等一系列相關內容。至于日本,由于國家資源及其貧瘠,而已有電網設備十萬發達而堅強,因此在智能電網階段主要側重新能源的接入。這就在本質上偏向于歐洲的模式,但由于日本在國民精神上危機意識極強,因此其側重點僅在于防范,而并非保護環境等等高尚的想法。
2.4 中國建設智能電網的國情
2.4.1 中國電力行業格局及現狀
2002年電力改制之前,中國的電力行業一直是一個從發電、輸電到配電各機構統一部署的而且帶有濃厚的行政色彩的龐大部門。上面的單位有電力部,下面地方有各省、市供電局。2002年,國家為了在電力行業內部引入競爭機制,實現中國的電力體制改革。從上至下的對其進行體制改革。將其進行公司化改造后再次進行拆分,形成了11個新的電力公司,包括:國家電網公司、中國南方電網有限公司,中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司、中國電力投資集團公司等五家發電公司,以及中國電力工程顧問集團公司、中國水電工程顧問集團公司、中國水利水電建設集團公司和中國葛洲壩集團公司等四家輔業公司。從分割的情況來看。從宏觀上講實現了廠網分離,但沒有輸配分離。在發電側新成立了五家發電公司,因此引入了充分的競爭。而在輸配方面國家電網與南網分開,引入競爭的力度很小。成立了投資公司、顧問公司實現了主輔分離。為了對電力企業進行有效的監管,國務院還成立國家電力監管委員會,按照垂直管理體系,向區域電網公司電力交易調度中心派駐代表機構。監管委員會的主要職責是制訂市場運營規則,監管市場運行,維護公平競爭;向政府價格主管部門提出調整電價建議;監督電力企業生產標準,頒發和管理電力業務許可證;處理電力糾紛;負責監督社會普遍服務政策的實施。
從技術上講,中國在改革開放之后,隨著GDP的急速增長,對于電力容量的需求也急速擴大。因此中國的電網骨架、發電廠以及底層配電設施大多是新建的,采用了相對較新的技術,是比較堅固的。在制度上講,中國電力企業普遍脫胎于過去的行政機構。因此屬于半軍事化管理體系。高級別單位對資源的掌控往往是絕對的。因此效率要高于美國或者歐洲等國家。在電力行業改革之后,各機構的發展運作還不很成熟。
2.4.2 要建O堅強智能電網
中國電科院副總工程師胡學浩指出,西方國家的電網架構趨于穩定、成熟,現在側重于智能配電網,而我國則在輸電網部分還需加強。在一些歐美國家比如美、英等國,天然氣發電已經初具規模,而先對比中國目前卻仍受制于燃料短缺。歐洲和日本在傳統發電企業已經成熟之際大力發展家庭太陽能發電裝置,在中國,這種裝置可能更多地作為一種不得已的手段安裝在西部沙漠地區。
2020年,中國發電總裝機容量將超過16億千瓦,煤、水、風等能源資源與生產力布局很不平衡,這決定了中國必須走大規模集中開發、遠距離外送電之路。這意味著,未來中國電力的發展、穩定與輸電網絡骨架的性能密切相關,中國智能電網的建設必須對輸電網絡骨架的性能予以更大的重視。
中國電力行業專家陳文龍認為,智能電網應當是涵蓋整個發輸配供用各個環節的,絕非僅僅與客戶相連的“最后一千米”。發達國家對于智能電網的強調往往過于突出配電網絡,這是與發達國家輸電網絡較為完善、國家面積較小等現實聯系在一起的,并不適用于幅員遼闊的中國。每個國家發展計劃宏大的智能電網,應該選取適合自身的應用模塊。中國的輸電網發展較快,因此我國的智能電網研究應關注這一領域,并非只專注于配電網。
從電力工業成熟度來看,中國電力市場目前僅存在于發電和輸電之間,尚形成不了以電價為反饋信號的電網與客戶的互動機制,配電和客戶側難以單純形成有效的智能電網。這句更意味著中國的智能電網不能夠照搬歐洲、日本模式。作為參照,我們可以看下面一個例子:2002年,美國電科院開展了世界上第一個智能電網框架研究項目,當時配電和客戶側是其研究重點。然而,目前最早提出智能電網的美國電科院開始將智能電網的提法向輸電側轉移。
3 結束語
中國智能電網的建設必須與中國本國的國情結合起來。我國是一個社會主義國家,處于并將長期處于社會主義初級階段。這意味著兩點,第一就是我們的行動具有集中力量辦大事兒的優越性,第二就是我們的工業發展目前仍然處于一個比較薄弱的追趕階段。在此階段,處于制度和技術雙重的不同,我們決不能照搬歐美、日本的智能電網建設思路方針。我們智能電網的建設工作要服從于國家的宏觀戰略,服務于優化社會資源、更好的服務于人民、構建和諧社會的重要方針。
國家電網公司和南方電網公司目前作為中國能源行業的領軍者,有責任,也有能力擔當起發展智能電網的重任。其中尤其是國家電網公司提出的建設堅強智能電網的發展思路,在規劃上已經比較成熟,并且也獲得了廣泛的國際認可。在搞好中國智能電網規劃建設的同時為廣大的發展中國家做好一個樣板。自國家電網公司提出智能化電網理念的近十年來,在祖國大地上,一批智能變電站已經拔地而起,一批智能電網設備器材廠家做大做強,都充分驗證了堅強智能電網理念在這片土地上的適應性。隨著國家電網公司貫徹“走出去”戰略,海外并購速度的加快,更提出“全球能源互聯網”的理念。相信智能電網將在世界的范圍內,服務更多國家和地區的人民以及經濟建設。
相信堅強的智能電網將在未來的日子里為世界長久的強勁的發展提供更加強大的能源支持。
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1引言
隨著互聯網技術以及無線傳感技術的飛速發展,物聯網技術成為新一代技術引擎,受到政府、科研單位越來越多重視,通過以物聯網為主的信息技術與其他產業相互融合,實現經濟可持續增長。而隨著國家經濟形勢的發展,用電需求持續增加,如何優化能源結構以實現可持續發展成為電力工業研究的熱點,智能電網憑借高效特性成為電力工業應對未來挑戰的選擇。物聯網與智能電網作為目前高新技術產業,已經上升到國家戰略,物聯網技術憑借其強大的信息分析、處理能力,極大推動智能電網技術發展,因此,把物聯網技術與智能電網技術深度融合,可以全方位提升智能電網信息感知深度,實現電網智能化管理。
2物聯網與智能電網概念
2.1物聯網概念
國際電信聯盟最先正式提出物聯網(InternetofThings)的概念。該聯盟認為,物聯網是互聯網應用的一種拓展,是物與物相連的互聯網;而本質上,物聯網是物理世界和網絡信息世界融合的產物[1]。隨后,歐洲聯盟在《TheInternetofThingsin2020》中提出:物聯網技術是通過RFID(射頻識別技術)、傳感器技術、智能定位技術等互聯網傳輸手段,獲得客觀物體的相應信息,以方便對這些標識性個體信息在全球網絡范圍內實現智能化的識別管理[2]。
2.2智能電網概念
2008年,中美在可再生清潔能源會議上首次提出"SmartGrid"概念。2009年,國家電網公司在國內提出“堅強智能電網”的理論。該理論認為,堅強智能電網是以各級電網協調發展的堅強網架為基礎,以特高壓電網為骨干,以通信信息平臺為支撐,具有自動化、信息化、互動化的特征,堅強智能電網涵蓋了電網系統中發電、變電、輸電、用電等各個環節,覆蓋了所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合,具備經濟高效、清潔環保、堅強可靠、友好互動和透明開放內涵的現代電網[3-5]。
3物聯網技術在智能電網中體系架構
通信技術是制約當前智能電網技術發展的關鍵,物聯網作為智能電網的傳輸網絡,在面向智能電網的體系架構上分為三層:感知層、傳輸層、應用層。具體結構如圖1所示。通過將物聯網技術植入智能電網平臺,實現智能電網的智能輸電、智能變電、智能配電、智能用電。
3.1面向智能電網的感知層
物聯網面向智能電網的感知層主要包涵控制子層和通信延伸子層。在控制子層,主要通過智能傳感器、Rubee、無線射頻識別(RFID)芯片、智能采集設備、電子代碼(EPC)等手段,對智能電網關鍵環節的電量信號、非電量信號進行采集。通信延伸子層則是通過WI-FI無線保真技術、無線自組織網絡(Ad-hoc)、超寬帶(UWB)、近場通信(NFC)、Zigbee等通信手段把物理實體鏈接到網絡層和應用層[1,6]。物聯網面向智能電網的感知層實際上是對"物"的識別技術。
3.2面向智能電網的傳輸層
以電力光纖網為主的傳輸層又稱為網絡層,該層屬于中間層,用來接收來自感知層的信息,并在一定范圍內通過電力通信網來傳遞這些數據信息。為了安全可靠、實時性的傳遞電網數據信息,電力系統需要構建局部電力通信網,并在大范圍內依托公共電信網,以實現在全社會范圍傳遞數據。無線傳感器網絡(WSN)憑借其設置靈活,可以與互聯網進行無線或有線連接的優點[7],成為構建電力通信網的一種新的發展趨勢。無線傳感器網絡是分布式傳感網絡,由大量小型傳感器節點構成,每個節點除了收集處理本地信息,還會對其他節點信息進行管理、融合。在無線傳感器網絡中,ZigBee技術是新興的無線通信技術。憑借其近距離、低成本、低功耗、高容量、高安全、短時延的優點,ZigBee技術已開始應用于創建智能電網的局部電力通信網。在電力通信網中,感知層中的智能傳感器對電網關鍵狀態、信息進行采集,采集到的信息在本地節點進一步融合,隨后,融合后數據在網絡中傳輸,并由無線收發器完成數據的接收。具體結構如圖2所示。物聯網面向智能電網的應用層是以GIS(ge-ographicinformationsystem)數據、結構數據、非結構數據、實時數據等構成的電力綜合信息平臺為基礎,搭建面向用戶的各種電力應用平臺。針對智能發電、智能輸電、智能配電、智能調度、智能用電等不同的應用方向,有不同的應用內容。比如在智能輸電環節中,通過對導線狀態分析、氣象條件分析、桿塔狀態分析,實現對輸電設備預警診斷和實時監控,以確保電力安全運行;在智能配電環節中,通過物聯網技術對配電網小電流故障進行定位、有效隔離、重構,以實現配電自動化。在智能用電環節中,通過智能電表準確預測用戶負荷需求,實現電網與用戶的雙向互動。在能量儲存方面,引入電動汽車實現能量儲存,并以Web為中心實現可互操作通信以及云計算。
4物聯網技術在智能電網中關鍵應用
物聯網技術在堅強智能電網中具有廣闊的發展空間,建設堅強智能電網,不僅要對傳統電網進行升級改造,而且要使用戶、電網、電廠三者間互動,通過提高電網信息化水平,促進電網自動化、互動化、信息化建設。
4.1在智能配電巡檢系統中的應用
在智能電網配電環節,配電設備數量眾多、分布廣泛,因此對配電設備巡檢提出更多更高要求,基于GIS(地理信息系統)和RFID(射頻識別技術)的智能配電巡檢系統是物聯網技術在智能電網中重要研究方向之一。將配電網中開關站、架空線路、配電室、分支箱、環網柜分成五個單元,每個單元安裝若干電子標簽,電子標簽選擇中頻段無源只讀式標簽,該標簽通過二進制編碼對配電設備進行唯一標識。采集器(手持式智能終端)采集到配電設備RFID電子標簽上設備履歷、設備標識、設備臺賬及狀態信息后,直接上傳檢查結果至服務器。智能配電巡檢系統網絡架構如圖3所示。基于物聯網RFID及GIS技術的智能巡檢系統能夠通過電子地圖實現桿塔管理、利用GPS信號自動定位桿塔、可在地圖上計算任意兩點間實際距離、記錄缺陷并實現無線數據同步。相較于傳統的巡檢系統,基于物聯網技術的新型巡檢系統能更有利于變電設備精細化管理、有效避免漏檢、漏巡,提高了電網巡檢系統的工作效率。
4.2在智能用電系統中的應用
基于物聯網技術的智能電網,有效整合了電力資源,提高了電力信息化水平。而智能用電系統是堅強智能電網在用戶側的體現。目前,智能電網用戶側通常包括傳統型居民用戶、工業大用戶、新型電動汽車充電系統等用戶。傳統用戶、新型用戶的具體需求由公共互聯網傳輸至95598第2期王金鵬等:物聯網技術在智能電網中應用研究35電力互動網站,而用戶定制服務由電力主站通過電力通信網發送至用戶側。智能用電系統網絡結構如圖4所示。針對傳統型用戶,通過智能電表方便用戶了解用電信息,用戶根據分時電價信息,及時調整自己的用電模式。同時,電力公司可在線監測異常用電情況,實時監測電網狀態,實現電網與用戶雙向交互。對于電動汽車充電系統等新型用戶,首先在電動汽車電池中安裝RFID電子標簽,當電動汽車進入充電站,安裝在充電站的采集器會首先檢測電池電量情況,并及時反饋給調度中心,調度中心通過電力通信網將充電車位及行駛路線發送至車主,提供車主最優選擇。物聯網技術的應用使電動車充電系統更加高效。
5結論
隨著電網規模不斷擴大,以及用戶對電力服務質量要求的逐漸提高,電網正面臨前所未有的挑戰。將物聯網技術應用到電網的發電、輸電、配電、用電、調度等環節,有利于電網進一步整合電力資源,提升電網監測、預警能力,從而改善電網的信息安全,同時也極大推動了電網的信息化建設、智能化建設,有利于實現電網可持續發展。
參考文獻:
[1]何杰.輸變電設備物聯網關鍵技術研究[D].長沙:湖南大學,2013.
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[3]劉振亞.智能電網技術[M].北京:中國電力出版社,2010.
[4]2009特高壓輸電技術國際會議情況介紹.
[5]柯斌.智能終端在智能變電站中的應用[D].上海:上海交通大學,2011.
隨著市場改革在電力行業的推進,以及國家調整能源政策、環境監管愈發嚴格等多種因素,要求電網系統與市場、用戶間能過緊密地協調,以提高電網配電效率和電能質量,并伴隨著可再生能源發電資源與日俱增,傳統電力系統及網絡難以滿足多維的發展需求,因而智能電網得到了大家的關注。智能電網以及AMI實現的過程具有一定的負責性及難度,客戶端在電網配備過程中還必須依靠網絡技術以及智能電表等設備及技術的配合。智能電表更是智能電網采集數據的最最基本設施之一,承擔著多項基本任務。因而,研究智能電表的概念、功能及應用具有重要意義。
1 智能電表的概念
智能電表的概念早在上世紀九十年代就已經提出,當時靜止式電表才剛剛問世,但其價格高昂近被少量大型用戶使用。隨著遠程通訊電表的增加,開發新的量測系統以實現電表的數據管理及自動抄表已成為必然的趨勢。因而,電網計量逐漸向配電網自動化系統轉變。之后隨著電網技術以及網絡技術的進步,具有數據處理能力和數據存儲能力的靜止式電表能夠實現大批量生產,并且能做到成本低廉。進而實現了一般小型用戶都能使用,大大提高了電表智能化水平,而靜止式電表由于其價格低廉具有一定的智能性,逐漸取代了傳統電表,早期的智能電表出現。
對于智能電表的定義國際上還沒有統一的概念,對于不同的國家可能有著不同的定義,這主要是由于各國家電網智能化發展程度不一,各國實際情況不同,對智能電表的定義也有所不同。
1.1 歐洲ESMA對智能電表的定義
歐洲ESMA通過電表的特征對智能電表進行定義:(1)能進行數據傳輸、使用、管理以及自動處理;(2)電表自動化管理;(3)表與表之間能夠雙向通信;(4)為系統內的用戶提供實時能耗信息;(5)改善能源利用效率以及能源管理效率。
1.2 南非Eskom對智能電表的定義
智能電表不僅能夠比傳統電表提供更多、更詳細的消費信息,還能實時得將這些信息經過專門的電力網絡系統傳輸到特定服務器之中,進而實現了計量以及計費自動管理的目的。除此之外,還應包括:實時抄表;融入多項先進技術;進行斷電記錄;對電能質量進行監測。
1.3 美國DRAM對智能電表的定義
DRAM定義智能電表應該具有以下功能:(1)能夠計量特定時段包括每小時以及規定時段的能源使用實時數據;(2)允許用戶以及電力公司或者服務機構以不同電價進行交易;(3)提供更多其他信息及服務功能,進而提高服務質量并能過解決服務過程中遇到的問題。
1.4 國內對智能電表的理解
國內對智能電表的定義是,以微處理器為核心構件,能夠存儲測量數據,對結果進行分析、綜合并有能力做出判斷的儀器。它應具有自動測量、數據處理、單位換算、自動調零等功能,并能進行簡單的故障提示,能夠實現人機交互,同時配備可操作面板以及顯示器,體現一定程度的人工智能性。
綜合不同的定義,我們可以認為智能電表是以微處理器為核心,應用網絡通信技術的智能化儀表,具備自動計量,自動抄表,數據存儲、處理,雙向通信等等功能的智能儀器。并能夠以此為基礎構建智能電網體系、及智能量測系統滿足用戶使用、能源利用、市場交易等多方面的需求。
2 智能電表的功能及應用
(1)結算與賬務功能。智能電表能夠做到對費用進行準確地、實時地結算及處理,大大簡化了傳統賬務處理的流程。在當前電力市場的環境中能夠使工作人員高效、快捷地進行能源零銷商的轉換,與此同時,用戶更是能得到更加及時準確的賬務信息。(2)對配電網電能質量以及供電可靠性進行監控。智能電表能夠有效地對電能質量及其可靠性進行監測,及時了解到用戶的困難,并采取一定的預防措施防止質量問題的出現。相比傳統的電能質量監測分析方法,大大提高了工作的效率及有效性。(3)實時能效管理和監控。通過智能電表能輕松地實現將電能能耗信息傳達給用戶,使用戶能夠及時的了解自己的耗能情況,從而轉變能源利用方式促進節能減排。智能電表甚至能為裝有發電設備的用戶合理的用電機發電計劃,實現用戶最大程度的節能,實現較高的效益。(4)負荷分析及預測。利用智能電表采集得到的水、熱等能耗數據可以用于負荷分析及預測,并經過將其結果與負荷特性以及時間變化加以分析考慮,可預測能耗變化情況及其峰值需求,進而為配電工作人員提供諸多便利,促進合理地配電、用電,降低能耗并優化電網規劃。(5)對用戶進行能源管理。利用智能電表所提供的數據,并在其基礎上構建用戶能源管理系統,為不同的使用者提供管理服務,在滿足需求的情況下盡可能地實現節能減排的目標。(6)節能。智能電表能為用戶提供實時的能耗信息,有利于用戶改善用電習慣,還能及時發現導致能耗異常的設備故障。智能電表還能為其使用者提供電力市場的最新產品和最新服務。(7)實現用戶家庭智能化。智能電表可以實現將用戶家庭中的各種電器設備等耗能機器聯接到同一個網絡中,而且能根據用戶的需求、戶外條件等對其進行有效地控制,實現智能家庭。它還能使用戶家的供熱系統、照明系統、報警系統、通風系統等互聯,實現家庭內各個系統自動化管理及遠程智能控制的目的。(8) 其他功能及應用。除上述功能及應用外,智能電表還能為用戶實現電網故障分析、不當用電檢測、電能質量監控、信息反饋、電費計價、用電方案推薦等多項功能和服務。
3 結語
智能電表的出現及廣泛應用,不僅可以為配電網內的用戶帶來巨大的收益,提高用電安全性;同時也為電力公司帶來巨大的收益,提高了電力計量工作的準確性及高效性,并帶來巨大的市場收益。智能電表的推廣不僅為諸多方面帶來了很大的便利同時也為行業注入了更多嶄新的活力。
0.引言
云南的石龍壩水電站是中國第一座水電站,他見證了中國電力的發展歷程。近年來,隨著我國社會經濟高速發展,電力在經濟社會發發展中扮演越來越重要的角色。最早,美國電力科學研究院(EPRI)于2001年提出了“Intelligrid”,也就是所謂的智能電網概念,隨后,其還就《智能電網研究框架》展開進一步的研究。歐洲在“智能電網歐洲技術論壇”上提出了智能電網(smart grids)概念。雖然,智能電網概念在我國提出較晚,但是在智能電網領域的研究早已經開始。我國智能電網概念“數字電力系統(Digital Power Systems,DPS)”是清華大學盧強院士于1999年首次提出的;2007年10月,華東電網規劃了智能電網2008年—2030年的“三步驟”戰略;2012年12月,南方電網有限公司《南方電網發展智能電網的戰略與規劃研究》,確定了“需求引導,整體規劃,有序推進,重點突破”的建設原則。
1.智能電網的概念
1.1智能電網的定義
各方對智能電網的理解都不盡相同,比如美國將智能電網稱為“Intelligrid”,歐洲將其稱為“Smart Grids”,而我國則將智能電網稱為“數字電力系統(Digital Power Systems,DPS)。雖然各方對智能電網的叫法不同,但是在智能電網概念上理解是大同小異的,這里引用清華大學孫云章教授的智能電網演講稿,做出如下定義:所謂智能電網,就是以物理電網為基礎(中國的智能電網是以特高壓電網為骨干網架,各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎),將先進的傳感器測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術以及控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。
1.2智能電網的特點
智能電網應該具備以下幾個方面的特性:
(1)安全、可靠性。在發生故障后極短的時間內,智能電網能夠對故障做出應對,防止故障大面積的擴大,影響整個電網的運行穩定性。在提高供電可靠率上,智能電網發揮重要角色,有效的避免發生大面積的連鎖故障,極大的提高供電的可靠性,減少用戶停電。
(2)電網管理的精益化。電力系統是一個技術密集型、資金密集型的企業,電力企業的電力設備繁多,價格昂貴,智能電網能夠有效的進行設備的狀態管理。通信網絡系統是智能電網的重要組成部分,其能夠實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務、生產和調度應用集成等多項功能,進而實現電網的精益化管理。
(3)互動性。用戶的感受是智能電網提高電網服務水平的重要指標,智能電網將建設智能用電互動平臺,完善用戶需求側管理,提供更多高品質,人性化的電力服務。由于智能電網強大的電網結構和智能的通信網絡,電動汽車等一系列新科技將得到廣泛的推廣應用。
(4)節約性。我國雖有豐富的水利資源和煤炭資源,但分布不合理,內陸地區(如云南、山西)資源豐富但用電量少,沿海地區資源較少但用電量大,發電側與需求側的不平衡也造成了大量的資源浪費。再次,儲能設備、太陽能板等小型發電設備廣泛分布于用戶側,用戶側發電會緩解部分用電需求。智能電網的建設,將提供遠距離輸電,資源的優化配置,以達到削峰填谷,電價智能調節等功效。
2.云南建設智能電網通信的基礎條件
南方電網公司以“提高電力系統安全穩定運行水平,提高系統和資產利用效率,提高對用戶供電的服務水平,提高對各類電源特別是可再生能源靈活接入的適應能力,促進資源節約型、環境友好型社會的建設”為目標進行智能電網研究和建設。云南電網按照南方電網建設智能電網的思路積極的展開研究和建設,先后已建成大風壩風電場、者磨山風電場、馬鞍山風電場、羅平山風電場等,同時也對云南智能電網的發展做了很多工作。
首先,云南電網的信息化水平已初步達到建設智能電網的要求。通信發展是智能電網的基礎,截至2012年12月,云南電網電力通信網光纜總長21596公里,通信設備共計6256套。光纖通信主網已成環。省、地調度機構、220kV及以上變電站的光纜覆蓋率已達100%;110kV站和中調直調電廠光纜覆蓋率較高,分別為86.21%和98%,而35kV站、營業所和地調直調電廠光纜覆蓋率偏低,分別為25.16%、6.97%和53.21%。透過以上數據可以看出,經過“十一五”期間的大力發展,云南電網通信基礎設施已成規模,為智能電網的發展奠定了堅實的基礎。
其次,云南電網近幾年陸續啟動了多個項目支持智能電網建設。2010年初,云南電網啟動云南電網綜合業務網建設項目,該項目涉及云南16個地州,覆蓋每一個地州供電局,設計公司總部、科技園到地區局的傳輸速率按40×10G考慮,將來可平滑過渡到80X10G。網絡速率為地州萬兆上聯至省公司,千兆到桌面。通過此項目的實施極大的提高了云南電力通信網的傳輸能力。在云南電網“十二五”規劃中,還將建設一張覆蓋全省的傳輸光網絡,為智能電網的建設提供骨干通信網絡支持。這一系列的項目,都為云南建設智能電網提供了基礎性設施。
3.云南建設智能電網通信建設的意義
云南水利資源豐富,有怒江、金沙江、瀾滄江流經,而且各江河的支流水系分布廣泛,云南的水電開發潛能是巨大的。目前,云南在滿足本省經濟發展和人民生活用電外,建立了多條輸電通道,將多余的電量輸送到東部沿海地區。智能電網在云南的建設,可以高效合理的利用云南水資源,加固電網的可靠性,為全國人民提供更好的高品質用電服務。
智能電網要求具備高速、智能互動的通信系統,只有這樣的通信系統才能顯現出智能電網的優勢。智能電網的數據獲取、保存和控制都需要強有力的通信系統做支撐。因此智能通信系統是邁向智能電網的第一步。
4.云南智能電網通信建設的幾點思路
借鑒發達國家智能電網建設的經驗,結合云南的實際情況,通信是智能電網發展的基礎,必須要先于電網建設的步伐,提前謀劃,提前準備,提前實施。云南省發展智能電網需要通信分為三個階段建設。
第一階段:打基礎。
一方面,大容量的傳輸通道是智能電網建設的必要條件,是智能電網建設的基礎。目前,云南光纜覆蓋率雖然覆蓋率較高,局部等級已經實現全覆蓋,但還需解決2個問題。一是實現光纜的全覆蓋,智能電網要求根據客戶需求智能的調度電量和電價,這就需要光纜不僅覆蓋所有不同等級的變電站,還需要覆蓋每一個臺變。二是提高光纜覆蓋的質量。目前云南電力光纜還存在路徑不合理,纖芯資源緊張,成環率較低的問題。從而導致通信通道自愈能力較低,無法實現智能調度,用戶與電網之間便捷的互動。針對以上問題,云南需開展以下技術的研究:光纜實時監測分析技術,支撐堅強智能電網的電力光纜線路預警及主動防御技術,電力光纜線路故障遠程專家協同診斷技術。
另一方面,智能電網的特點決定了:一是通信網絡系統必須建設成具有強大自愈和自適應功能,可以通過遠程設備在線監視和系統信息分析,實時掌握通信網絡運行情況,及時發現、預測、診斷和處置系統故障和隱患,快速應對突發風險,保證通信網絡系統的堅強與可靠;二是通信網絡系統資源優化配置,實現全網的資源優化配置,將空閑的資源及時有效的運用到需要通信資源的地方,提高資源的利用效率,保證通信網絡系統可靠、靈活的運行。三是電力通信要積極探索大容量、大顆粒光傳輸網的建設,滿足智能電網對大量信息傳送的需求。
第二階段:求發展。
首先,智能電網的通信網絡系統的拓撲應該建設成三層的網絡,即地州之間需建設大容量、大顆粒傳輸的骨干層;地州中心局要建設匯聚各縣區信息業務的匯聚層;各縣局要建設靈活的接入層。在第一階段骨干層已經建立起來,在第二階段需要建立匯聚層和接入層。統一的標準有利于繁多的接入點按照統一的要求進行接入,有利于設備與設備之間通信,提高通信網絡的兼容性。
其次,網絡建設好以后,還需要確立一套適用于所有接入點可用的應用模式。一是目前在用的農網設備陳舊,要進行必要的改造后接入智能通信網絡系統。智能通信網絡需要實現多種通信方式統一接入、統一接口規范和統一管理。支持以太網、RS232/RS485/RS422等接口,并能提供標準網管接口,支持本地網管和遠程網管。二是通信網絡尚不能支撐用電采集系統和營銷信息系統等營銷核心業務運行,面向用戶側的通信網絡資源不足。必須提高通信網接入能力的綜合適用性(包括通用性、適應性、便捷性、經濟性等),為各類接入技術系統提供通用的建設模式和分工界面,便于各類業務應用系統能夠根據實際情況選擇經濟、適用、便捷的技術和方式實現接入需求。
第三階段:爭一流。
通過前面兩個階段的實施,云南省的智能電網通信網絡系統已基本成型,第三階段需要把相關的研究成果推廣應用,將目前電力通信網絡系統平滑的過渡為智能電網通信網絡系統,力爭打造國內先進,世界一流的智能電網。
5.對云南智能電網建設通信方面的幾點建議
為了更好,更快的建設智能電網通信網絡系統,結合前面本文探討的情況,下面提出幾點云南建設智能電網通信系統的建議:
(1)加快頂層設計,對云南智能電網通信網絡系統建設做統一的戰略規劃研究,加快部署實施智能電網通信網絡系統的發展戰略,抓緊組織科研究機構對相關問題進行專題的研究開發。
(2)智能電網通信系統接入層的建設工作較為瑣碎,可以先對智能電網通信系統的骨干層和匯聚層進行研究,對于成熟的技術盡快的開展項目運作。
(3)云南省全省實現智能電網通信網絡系統建設的難度較大,可以先選擇幾個通信網絡基礎較好,智能電網前期建設準備較充分的地州開展試點工作,對新技術新成果先試先用。
(4)智能電網通信網絡系統在世界范圍內還沒有較為成熟的案例,云南所有的智能電網網絡系統的研究開發需要不同程度的創新,云南智能電網建設組織者需要統籌兼顧,建設內容既要符合客觀邏輯,又要適度的超前,在探索的道路上與他省他國多對標學習,防止智能電網通信網絡系統發展過程中出現大的偏差。
6.結束語
云南建設智能電網通信網絡系統的思路要清晰,全省組織者要統籌兼顧,自上而下的規劃設計,對于有基礎的地州供電企業要發揮本地區的通信基礎優勢,超前進行研究和嘗試,全員動員,結合云南實際情況,學習國內外先進建設經驗,力爭走出一條適合云南的智能電網通信網絡系統建設道路,提高電網運行的安全性、可靠性,使智能電網的高效化、多元化和人性化服務于廣大人民。 [科]
【參考文獻】
1 智能變電站的概念和系統分析
通過對智能變電站概念和系統分析的認識與了解,我們可更高效的研究智能變電站的信息安全管理辦法,進而不斷的降低變電站電能的損耗,以此來有效的節約用電資源。下面,就針對智能變電站的概念和系統分析展開具體的分析與討論。
1.1 智能變電站的概念及架構分析
隨著數字化變電站的不斷發展,其就逐漸發展成為了智能變電站。因此,智能變電站主要就是在數字化變電站的基礎上而建立的,進而再結合相應的智能電網的需求,以此來有效的對變電站自動化技術進行充實,進而有效的實現變電站的智能化功能。其中,智能變電站在運行的過程中主要是以高速的網絡信息平臺為一定的信息傳輸基礎,進而自行的完成相應的信息采集、測量以及控制和保護等功能,以此來有效的實現對用電量的控制和調節功能,進而不斷的降低電能的損耗,以此來有效的節約電能資源。而智能變電站的體系結構主要可分為三層,即:站控層、間隔層和過程層。因此,智能變電站的體系結構就具有分層分布式的特點。
1.2 智能變電站的信息系統分析
智能變電站可有效的對電網的運行數據進行采集,而信息系統在智能變電站中的運用,可有效的提高數據的采集效率,進而不斷的對數據進行分析和處理。其中,智能變電站的信息系統主要特征有:信息化、數字化、自動化以及互動化和整合資源等幾大特征,進而不斷的對電網的數據進行收集整合和處理,以此來有效的降低電能的損耗,從而不斷的降低電能資源。
2 智能變電站信息安全管理體系的構建
通過對智能變電站信息安全管理體系構建的認識與了解,我們可更高效的構建智能變電站的信息安全管理體系,進而不斷的保護電網所傳輸的數據。下面,就針對智能變電站信息安全管理體系的構建展開具體的分析與討論。
2.1 信息安全管理體系的內容和要求
2.1.1 信息安全管理體系的要求
隨著電網規模的不斷增大,建立一定的智能變電站的信息安全管理體系,對于提高員工的信息安全意識以及不斷的提升變電站信息安全管理水平都具有至關重要的作用。因此,我們就應不斷的構建智能變電站的信息安全管理體系,進而不斷的增強電網組織抵御災難性事件的能力,從而有效的提高信息管理工作的安全性和可靠性。
2.1.2 信息安全管理體系的內容
為了有效的構建智能變電站的信息安全體系,我們就應首先確定信息安全管理體系的適用范圍,進而依據有關信息安全技術與管理標準,對信息系統以及數據傳輸的真實性與可靠性進行評估,從而有效的降低資產存在的風險。此外,我們還應不斷的構建相應的信息安全管理框架,進而當出現一定的信息安全事故時,我們可及時對其進行解決,
2.2 智能變電站的信息安全管理體系的構建
2.2.1 基本原則
智能變電站信息安全管理體系構建的主要目的就是為了有效的確保電網與信息系統的安全穩定運行,進而不斷的確保網絡信息系統的可控性以及能控性,進而有效的提升網絡信息安全系統的水平。因此,在構建智能變電站的信息安全管理體系時,我們就應遵循相應的原則,即:遵循相應的信息系統安全登記保護制度,針對不同的業務類型,我們應進行安全區域的劃分,以此來有效的對電網的信息安全進行保護。
2.2.2 安全職責
在構建智能變電站的信息安全管理體系時,不僅要遵循一定的構建原則,而且還應遵循一定的安全原則,進而才能有效的加強對電網的信息安全管理。因此,在構建相應的智能變電站的信息安全管理時,我們應首先不斷的落實網絡與信息系統有關的法規和政策,進而制定相應的電力二次管理制度,以此來有效的對智能變電站的信息系統的全過程進行監督與檢查,進而不斷的降低信息安全事故發生的風險。此外,相應的業務應用部門還應不斷的制定相應的安全防護方案,進而當電網出現相應的事故時,可對其進行及時的維護和運行,以此來有效的促進電網的正常運行,進而不斷的滿足人們的用電需求。
2.2.3 技術措施
在當今時代,面臨著能源短缺的局面,可持續發展是當今社會發展的主流,所以在電力技術方面,現代社會對電力技術有著更高的要求:電力高效、潔凈、零排量。新的電力技術極具市場前景,而智能電網正能夠適應當今市場發展的需求,因為智能電網是“可靠、安全、經濟、高效、環境友好”的,智能電網逐漸成為現代電網的主流。本文主要通過闡述智能電網的概念、內涵與特征、關鍵技術以及其智能化主要表現在哪些方面,來分析智能電網規劃在電力技術及電力系統規劃中的作用。
一、電力技術下智能電網技術的發展分析
(一)智能電網的基本概念分析。何謂智能電網呢?顧名思義它是電網系統以及相關技術智能化的體現。一般而言,智能電網是一種以集成、雙向、高效的計算機通信技術為載體,以各種先進的測量、傳感、控制、決策技術為依據,以逐步實現整個電網系統的安全、可靠、穩定運行為目的的新型電力技術。
(二)智能電網的關鍵特征分析。第一,堅強性。智能電網能夠確保在整個電網系統發生突發性或是大面積擾動與故障影響時,終端用戶的用電需求仍然能夠得到有效滿足,且在電網系統受到極端自然天氣狀況或是外力破壞的作用影響下還能夠保持在安全穩定的運行狀態,以此實現電力信息的安全保障;第二,自愈性。智能電網不僅具備了持續在線的電網系統安全評估及分析體系,還提供了強大的預防控制及防治體系作為自我輸供電能力的保障;第三,兼容性。智能電網與傳統意義上的電網系統最大的不同在于它支持了各種清潔可再生能源的介入,并能夠通過各種分布式電源與微電網系統的互聯來實現各終端用戶之間的互動需求,進而使整個電網運行系統所支持的增值服務能夠最大限度的契合用戶所需;第四,經濟性。智能電網為電力市場相關經濟活動與交易往來的開展提供諸多的技術支持,它所實現的各種電網運行資源優化配置對于合理降低電網系統運行過程中的傳輸線路損耗,不斷提升電力資源利用效率工作而言有著極為重要的作用與意義。
(三)智能電網的智能表現。針對上述有關智能電網的關鍵特征分析,筆者認為智能電網在實際應用過程中之所以被人們稱之為“智能”,電網,肯定就有著這種電網相對于傳統電力技術網絡系統更為優越的地方。首先是這種智能電網所表現出的可觀測性,電網系統內設置的傳感器與采用的有效傳感測量技術能夠使電網系統任意部分的任意動作及時反映到交互界面上;其次智能電網與觀測對象的關系不再僅僅是觀測與被觀測的關系,同樣還具備了控制與被控制、協調與被協調的關系。與此同時,智能電網在數據信息分析決策與環境自我適應方面的優勢都使得這種新型電力技術有著比傳統電網系統技術更為廣闊的發展空間。
(四)智能電網當中應用到的先進技術。相關工作人員需要認識到智能電網作為新時期電網運行系統的一大分支,是建立在各種先進電力電子技術得以充分應用的基礎之上的。具體而言,當前智能電網中所應用到的先進技術有以下幾種。
1.高速雙向通信技術。高速雙向通信技術從本質上來說是智能電網系統技術自愈特性的最關鍵體現。它不僅能夠實現智能電網自我持續的檢測及校正功能,同時也能夠對各種在電網系統中潛在或存在的系統運行安全事故進行有效監控與防護,在這些電網系統事故發生之后,高速雙向通信技術能夠對各輸電線路的傳輸電能進行有效補償,并及時從新分配潮流,以此杜絕安全事故的隱患進一步擴大,進而使智能電網系統及其相關技術對電力電網的控制能力與服務水平能夠得到極大提升。
2.智能固態表針。智能電網應用技術及其系統最大的資源優勢整合在于它將傳統意義上的電網系統技術中所應用的電磁表技術與讀取系統進行了改進,并以一種能夠在電力企業與終端用戶之間實現雙向通信的智能固態表計數與讀取系統來替代。這種表針除了能夠持續計量電網系統輻射范圍內終端用戶在一天不同時段內對電能的需求,同是它還能將電力企業所指定的高峰、低谷電力價格信號與費率儲存在電力系統計數裝置內部,并將在何時段采取何種電費費率政策的相關信息及時反映到終端用戶操作界面上,據此實現整個電網系統的智能化應用及操作。
二、電力技術下智能電網規劃在電力系統規劃中的意義分析
在當前技術條件支持下,我國的大部分有線電路受電力系統規劃工作不到位、不細致的因素影響,短時間內極容易出現整個電網線路的超負荷運行問題,再加上某些地區輸電線路發展長期滯后,電站建設受到的關注度還遠遠不夠,不僅電網建設工程周期無法得到滿足,建成后的運行電網系統安全性能也無法得到可靠保障。與此同時,我國特殊的能源分布結構使電力資源較為充分的西部、北部電力無法及時且高效的輸送到對電力資源需求價高的東部、南部區域,電力能源緊張問題始終是制約我國電力行業以及電力電網系統發生的最關鍵問題,這也使得智能電網的規劃工作在當前經濟形式發展下顯得格外重要。
(一)首先,對智能電網進行有效的電力系統規劃能夠實現智能電網高速雙線通信技術下雙向互動的職能數據傳輸,進而有利于動態、浮動電價制度的在全國范圍內的順利開展。
(二)智能電網能夠在遵循各電網建設區域不同環境因素的基礎上,有針對性、有側重點的將各種新時期的清潔可再生能源接入到電網系統運行網絡當中,并結合太陽能、地熱能、風能等多種能源的特性,將職能電網與清潔可再生能源的并網研究技術作為電力系統規劃的下一步工作中心,逐步實現智能電網當中分布式能源的管理目標。
三、總結
智能電網是電網發展中一種新前景,成為“全球工業與信息業的一次新產業革命、技術革命、管理革命”。在我國,投入較大量的人力、物理等資源建設中國特色的智能電網,并以智能電網為基礎制定出中國較好的電網現代化發展戰略,是我國目前的奮斗目標,也是發展前景。■
隨著社會的不斷發展,受傳統電網的思路影響。造成事故頻發、效率下降等現象,已經無法滿足社會和公民需求。節能減排、綠色能源、可持續發展等理論的出現讓人類能源發展面臨著再次挑戰。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響應,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。⑶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。⑷互動可靠。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。⑸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
1智能電網的概念
1.1智能電網的發展
我國國力日益強盛,經濟建設飛速發展,社會的生產生活離不開電力能源,隨著我國“大眾創新”口號的提出,社會活力被激發,不但使工業企業用電量大幅上升,而且人民生活用電量也得到提高,作為關系民生的電力行業必須進行產業升級才能滿足人民對于電力能源的需求。智能電網的應用可以優化電力資源配置、防止電力系統超負荷運轉造成電力系統的故障問題,同時在保證電力的正常運轉和輸電質量方面也發揮著重要作用,滿足了用戶對電力質量上的所有要求。關于智能電網系統的研究是在國外最先開始的,我國在近幾年也逐漸加強了對智能電網的研究力度,雖然研究起步較晚但是卻取得了豐碩的研究成果,廣泛地應用于電力生產的實踐當中去,取得了良好的效益。從本質上來講,智能電網系統是多種技術綜合應用,其中集合的信息處理技術、監控技術以及通訊技術等使智能電網在電力系統的運轉過程中可以對輸配電過程進行監控,有效控制電流流動方向,并且及時地對信息進行記錄和處理。在電力系統中應用智能電網系統,極大地提高了電力企業的工作效率。此外,智能電網還有利于研究電力供應中發生的問題,對相關問題研究采用行之有效的促進措施,保證整體電力系統的穩定。
1.2智能電網的優勢
智能電網在電力技術以及電力規劃上有著巨大的應用優勢,具體體現在以下幾個方面:第一,在節約能源方面,智能電網系統有著不俗的表現。智能電網使電力系統運轉的幾大關鍵環節有機的結合在一起,智能電網系統中的智能化系統,可以對電力系統運轉過程中的問題進行自我糾正、自我調節,智能電網在操作中采用自動調節和控制方式,節約了大量的人力資源,使以前需要進行大量相應工作的人員解放出來,促進了人力資源的高效利用。在電力供應過程中,智能電網能夠對各個關鍵環節的能源消耗進行把控,降低供電過程中的能源損失,為企業效益的提升做出了貢獻。第二,智能電網系統自身具有良好的抵御風險的能力,這里的風險主要分兩部分:來自網絡中病毒對于軟件的侵害,來自外界物力的侵害。智能電網系統能夠對自身的網絡安全系統進行不斷的更新升級,保證其自身的網絡安全防御系統處于最新版本,使電力系統的運轉在任何情況下都能穩定輸出電力能源。智能電網的自動控制處理系統能夠在其自身部件受到外部損害時,在系統運行上進行診斷,對于不能工作的部件在系統上進行分離,不讓損害部件影響整體系統的高效運轉,保證系統的工作性能。第三,智能電網在運行過程中不僅僅可以減少供電過程中的能源損耗,而且其自身的運行模式也是低能源消耗模式,在電力系統規劃和電力技術上實現了低碳環保的目標,符合國家倡導的可持續發展和建設節約型社會的戰略要求。基于這些優點,在未來智能電網將會在全世界的范圍內得到更廣泛的應用和發展。
2在電力技術和電力系統規劃中智能電網的應用分析
2.1通信技術
通信技術運用到智能電網中,使得智能電網更加便捷且功能齊全、使用范圍廣泛,不僅能夠有效地對各個電力供應時的節點精準的監控,并且能夠自動將監控內容進行反饋實時記錄。這樣一來,提高了對智能電網的監控和通信等功能,使得智能電網能夠做到既能不斷應用信息功能實時地對電力進行快速反饋相互交換,又能對實時反饋的信息針對性地做出快速調整,找出節點出現的問題進行校正。因此,通信技術的應用不僅提高了智能電網的功能,更使得智能電網的智能化突出明顯。
2.2大容量儲能技術
電力儲存質量的高低是供電企業在電力供應時能否提高供電時輸出效率的重點,也是能否提高供電企業競爭力和經濟效益的關鍵環節。因此,智能電網中加入大容量的電力儲能技術就可以使智能電網電力效率和電力儲存得到大幅度提高,增強一定的工作效率。
2.3專家系統
專家系統目前是一項先進的技術,專家系統擁有對已知信息解決問題、分析結果,還具備對電網目前的狀況進行預判,提示有幾率出現的隱患,預防電網運行中出現安全問題。這樣智能電網就可以對已知情況進行預測和解決,對未知隱患進行提前排查及早預防。專家系統在智能電網中的應用和設計真正地讓智能電網更智能,使得各個功能集于一身,做到真正的智能且功能強大。
2.4固態表計
此項技術的研究目的主要是用于對電力維護和對評估電網設備的狀況進行檢查,與此同時,表計的方式去讀數據更能直觀的感受并防止竊電和減緩電網阻塞等問題,及時與用戶溝通以此來提高安全系數。
2.5超導技術
如大家所了解的,長時間的超高壓輸電的耗損很大,但是通過超導體就能大大降低耗損,如今科技的進步,超導體已經不斷地被發現利用,而我們的智能電網就可以使超導輸電變得更加實用廣泛且節約。如果能夠充分發揮超導體方面的應用技術,那么提高電網的傳輸功率和供電的質量以及電力的生產效率將會有很大突破。
3結語
智能電網從誕生到應用,因其自身的優點使得電力技術和電力系統規劃方面問題得到了有效的解決,智能電網作為國家電力發展的必然趨勢,對其的應用還需進一步地進行研究。我國已經進入全面建設智能電網的階段,促進了我國加速實現“兩個一百年”的偉大目標,同時智能電網的不斷應用也使得電力能源的質量不斷提升,滿足了人民群眾對于電力的需求,促進社會進一步貢獻出來自電力事業的一份力量。
參考文獻
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中圖分類號 TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)104-0192-02
當前我國電力事業飛速發展,來源于多個方面的力量都成為電力事業發展的重要推動。這其中不僅僅包括了相應專業領域中多項電力技術的層出不同和逐漸成熟,相關其他技術,諸如監控系統和遠程數據獲取、數據庫技術以及人工智能等也都成為推動智能電網進入應用領域的重要助力;與此同時,更為重要的是,對于我國的供電系統而言,更大的覆蓋地域范圍以及在電力生產和輸送過程中所產生的龐雜設備,都從客觀上要求著實現更為精準的管理。在這樣的背景之下,智能電網應運而生。
1 智能電網的概念
智能電網(Smart Power Grids),即電網的智能化,美國能源部曾經定義其為:“一個完全自動化的電力傳輸網絡,能夠監視和控制每個用戶和電網節點,保證從電廠到終端用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動。”歐洲技術論壇則將這一概念描述為“一個可整合所有連接到電網用戶所有行為的電力傳輸網絡,以有效提供持續、經濟和安全的電力。”在國內,相對權威的定義方式當屬中國科學院電工研究所的定義,該組織將智能電網表述為“以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網。”
電工研究所的定義中可以明確看出智能電網的若干特征。首先在于其可觀測性,即能夠有效獲取到電網工作過程中參與工作的電氣設備狀態數據,以及相關的線路工作數據;其次在于其可控性,即能夠針對電網中的設備展開必要的調節;其三則是自動化,重點關注整個供電網絡中的系統綜合平衡和優化,以及對于突發狀況的調整和自愈等,除此以外,自動告警以及必要的趨勢預測等功能也會隨著相應的計算技術的逐步成熟而納入到智能電網的相關職能屬性中來。
2 智能電網的核心技術討論
從技術角度看,參與到智能電網中的骨干技術主要包括空間信息技術、云計算、神經網絡技術以及作為基礎性的數據采集、數據庫以及安全技術幾個方面。
其中空間信息技術主要包括GIS、GPS技術系統,能夠為智能網絡提供足夠的數據支持,并且幫助其采集到的數據實現邏輯化。我國電力供給網絡龐大,枝節繁雜,如果不綜合當地的地理數據進行考慮,就很難理解網絡中反饋的數據含義。并且相應的地理數據庫和衛星定位系統,還能夠幫助智能電網實現對于故障的更為精準定位,在根據環境數據加強預測方面也有著突出貢獻。對于云計算而言,當前智能電網環境復雜,微環境龐雜,并且很多故障如果不能夠實現即時處理就會造成更大供電損失。因此分布式的數據處理環境已經成為發展的必然。在此基礎上,云計算為智能電網的計算在資源上提供了更多可能,尤其是對于運行和監控以及數據深入處理的智能云技術,對改善數據擁堵,提升智能電網計算數據吞吐量都有著極大幫助。神經網絡技術對于當前的智能電網而言仍然處于不斷滲透的過程中,這種技術能夠以人的思維方式使計算機理解更多知識。作為一種能夠賦予計算機思考能力的技術,神經網絡技術的成熟程度,直接關系著智能電網的智能成熟程度,神經網絡技術越發達,智能電網就越能將地理信息與電網工作信息進行綜合考慮,就越能發現供電網絡中存在的問題。而從基礎數據服務的角度看,數據庫技術和安全問題已經相對成熟,當前的數據采集技術成為了發展的重點。更發達的數據采集技術,對于電網中的工作狀態數據以及整個網絡所面臨的環境數據都能夠有效吸收,而更為豐富的數據必然會提供更為堅實的決策基礎,最終提供更為準確的決策支持,對于自動化的精準施行也會有所幫助。
3 智能電網的應用特征與結論
智能電網在應用領域與傳統電網有著本質區別。這種以人工智能和高度自動化作為突出特征的信息化技術和供電網絡結合的產物,從電力的產生到配送以及消費,各個環節都有著更優的表現。
對于電力生產環節而言,我國幅員遼闊,對于電力的需求也一直呈現出上升趨勢,因此對于電力的生產而言,當前也多采用了多種途徑進行開展。無論是常規的水力發電或者核電站,還是當前較新的風力發電站,都存在有獨屬于其自身的工作特征和產電量。智能電網的參與,能夠幫助在穩定發電廠運行以及調節供電能力等方面有著調整,實現更大范圍內,甚至整個系統中的穩定供電。
而對于電力的配給角度,更大的配給范圍和更長的輸電線路,以及在輸電過程中所面對更為難多難以確定的環境因素,都會成為配電過程中的安全隱患,單純是系統內線損一項,都會對配電效果造成不容忽視的影響。智能電網的參與能夠更為精確的確定線路中可能存在的問題,并且對于變電系統的維護也能夠達到更高的水平。
從電力消費環境看,智能電網獲取了大量的電力消費數據,這樣就可能會從兩個角度影響電力的消費。其一在于幫助各個消費主體形成正確的消費觀念和方式方法,在行業內部橫向對比的基礎上有的放矢的采取相應的宣傳,可以達到節能和優化電力資源使用的目的。另一個方面對于電力消費狀況的深入清晰了解,還能夠幫助實現對于電力供給網站發展規劃的更多認識,對于理智發展有著重要幫助。
參考文獻
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