智能电网发展前景范文
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一、引言
智能电网即以物理电网为基础, 将现代先进的传感测量技术、 通讯技术、 信息技术、 计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以满足用户对电力的需求和优化资源配置、 确保电力供应的安全性、 可靠性和经济性、 满足环保约束、 保证电能质量、 适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、 经济、 清洁、 互动的电力供应和增值服务。伴随着世界范围内的推动智慧城市建设,智慧电网的建设发展,是各国重点研究与投资的领域,绿色、环保、智慧的能源使用是未来发展趋势!各国政府都针对本国智慧电网建设规划未来发展纲要。
二、智能电网的特点
1、坚强。在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保电力信息安全的能力。
2、自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
3、兼容。支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布式电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。
4、经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。
5、集成。实现电网信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理。
6、优化。优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。
7、协调。实现电力系统标准化、规范化、精细化管理,进一步促进电力市场化。
三、国内外的研究发展现状
1、国外研究发展现状
欧美各国对智能电网的研究开展较早,且已形成强大的研究群体。美国主要关注电力网络基础架构的升级更新,同时最大限度地利用信息技术,实现系统智能对人工的替代。以信息化投入带动当前紧迫问题的解决,促进经济复苏,同时又着眼于长远国家竞争力的提升。仅就能源利用而言,智能电网和智能建筑是开源节流的两方面。据估计,现代化的数字电网将使美国能耗降低10%,温室气体排放量减少25%,并节省800亿美元新建电厂的费用。可以说,“能源效率和能源节约是未来能源发展的关键,智能电网技术将更好地管理、节约和监控能源使用。
欧洲:在欧洲,电力发展模式向分布式发电、交互式供电等方向过度,智能电网的应用更加强调环境保护和可再生能源发电的发展,这是引领国际电网发展的另一大趋势,目前,各大等纷纷抢滩欧洲电网云计算市场。
日本:日本智能电网的重点领域是新能源领域。日本智能电网提倡“能源信息化概念”,除了注重大规模的输电网智能化外,更加注重家庭与社区的高效率用电问题,重视开发家电对电力与能源消费的“可视化”控制体系和电力信息传送控制平台。
2、国内研究发展现状
我国的智能电网与西方国家有所不同, 是建立在特高压建设基础上的坚强 的智能电网。中国式智能电网将以特高压电网为主干网架,利用先进的通信信息和控制技术, 构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能 电网。其特征将包括在技 术上实现信息化、数字化、自动化和互动化, 同时在管理上 实现集团化、集约化、精益化、标准化。国家电网公司公布,将分三个阶段推动坚强智能电网的建设: 2009年2010 年为规划试点阶段, 重点开展坚强智能电网发展规划工作, 制定技术和管理 标准, 开展关键技术研发和设备研制, 及各环节试点工作; 2011 年至2 015 年为全面建设阶段, 加快特高压电网和城乡配电网建设, 初步形成智能电网运行控制和互动服务体系, 关键技术和装备实现 重大突破和广泛应用; 2016年至2020年为引领提升阶段, 全面建 成统一的坚强智能电网技术和装备全面达到国际先进水平。
四、促进智能电网的发展方向措施
1、网络化
局域网技术的应用, 意味着在家庭用电, 用户行为方面的重大改变。开发可以传达用户实时用电需求的技术, 可以帮助降低高峰用电量。智能电网与家用局域网、互联网对接后,用户的各种要求可以通过需求响应得到满足。电力公司也可以提供各种增值服务, 提高服务质量。
2、智能化
随着自动化、电压无功控制、云计算等技术在电网的应用与发展,分散式智能化已经出现, 并将进一步发展。同时, 电网应用等相关技术也将帮助智能电网增强运行能力。
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[关键词]智能电网 发展前景 三步走
智能电网作为21世纪电力系统的重要发展与创新,其发展趋势具有不可逆转性。特别是近些年来,在经济、能源、环保、市场改革等多重压力的推动下,我国初步进入智能电网时代,一时间智能电网成为炙手可热的专业技术名词。对我国智能电网的发展进行分析与展望,益成为我国电力系统发展的方向。
一、智能电网的含义与特性
智能电网的基础,是由发电、输电、用电、配电等基础设施与先进的通信、信息化、计算机、测量控制技术进行高度结合,进而实现电网的智能化发展,形成了新型的智能电网。智能电网的本质是替代能源与能源的兼容利用,包括电信流与信息流的自由流动、其他网络的接互。并具有安全性、兼容性、优质性、自愈性、协调性、高效性以及交互性等重要特性。
二、具有中国特色的智能电网建设
智能电网进入中国电力系统以来产生了显著的变化,且独具中国特色,将特高压电网作为智能电网的骨干网架,并将各级电网发展较为协调的坚强电网作为基础,再加入先进的信息、控制及通信技术,进而构建“坚强智能化的电网”,以实现电网的自动化、信息化和互动化的电网发展。
具有“中国特色的智能电网”在六大“发输变配调用 ”环节的主要应用技术包括:发电、输电、配电以及用电。其中发电为分布式电源、风电、光伏和接入;输电包括互济、特高压、超导和网架;配电为微网、先进的电表网络设施、虚拟电厂以及需求侧响应;用电为智能电器、电动汽车、用电自动控制、储能技术。
三、具有中国特色的智能电网发展现状
1.我国智能电网的历史发展进程
华东电网公司为了更好地提升电网安全性,在2007年初启动了可行性较高的智能互动电网研究项目,实行统一的信息平台和高级调动中心等智能电网试点工程。
华北公司也在次年进行了有关智能电网的研究与建设,并致力于电力系统智能调动体系的打造、智能电网信息架构的建设以及有关清洁能源关键技术的研发工作,为我国的智能电网建设奠定了良好的技术与信息基础。
此后,国家电网于2009 年初启动了一系列智能电网相关课题研究,并确定了明确的发展目标、实施计划和技术框架体系等。尤其是2009年的5月,国家电网提出了“坚强智能电网”的重要发展内涵,该内容以坚强网架为基础,建设信息支撑平台,利用智能控制手段使经济高效、透明开放、坚强可靠、友好互动、清洁环保的现代化智能电网建设得到了进一步的发展。同时,其电压涵盖范围广,已初步实现了“电力流、业务流和信息流”的高度融合。
而2010 年我国在具体的智能电网建设部署上,已基本实现了智能电网的调度技术支持系统、电动汽车的充电设施、智能变电站、多网融合和用电信息采集系统五大试点工程建设并取得了重大突破。
于此同时,2011年我国进入到智能电网全面建设阶段,大力推进居民智能用电、电动汽车的充电设施、新能源接纳、示范工程的发展,益成为智能电网发展的基本任务目标。
2.坚强智能电网的发展战略的实施
国家电网公司将坚强智能电网的发展战略分为三大实施阶段:第一,(2009-2010)试点规划阶段,该阶段主要以开展规划和关键技术研发、制定技术与管理标准、进行设备研制等各环节的试点工作;第二,(2011-2015)实施全面建设的阶段,并加快城乡的配电网建设和特高压电网的建设,使智能电网进入初步运行状态与互动服务体系,实现装备与关键技术重大突破与广泛应用。第三,(2016-2020)完善和提升阶段,坚强智能电网基本建成,提高电网资源配置能力、运行效率、安全水平、电网与电源以及用户的互动性。
此外,“一特四大”也是国家电网提出的新的电网发展战略。首先通过特高压电网的发展,使大型的水电、煤矿、核电以及其他可再生的能源基地实现集约化的开发,借此加速太阳能与风能等新能源的发展,从根本上解决能源紧张问题的重要战略措施。同时,依托大型能源基地,进行 1000 千伏和±800 千伏交流与直流特高压电网建设,实现电力的"高速公路"建设。
最后,坚强电网以各级电网的协调发展和特高压电网的骨干网架为基础建设,实现以自动化、信息化、互动化、数字化为主要特征的具有高度自主创新能力,并领先国际的具有中国特色的坚强智能电网。
3.展望我国的智能电网发展前景
智能电网既是电力系统的全面变革,也是技术的发展与创新,它囊括了巨额投资、国家能源战略、电力监管、技术标准、多行业协同发展的电力市场以及电价政策等相关问题。因此,将智能电网的发展上升到国家层面,并从国家的层面上实施有效第地协调与管理,使其得到不同层面的支持尤为重要。全面快速的开展基础性研究,并认识到我国未来能源与电力行业重要的发展趋势,对我国电力领域与未来能源的重大需求进行分析。借此实现对智能电网领域中存在的重大科学问题的梳理、创新、研发、支撑我国智能电网领域的关键技术。以自主科研创新为主,广泛开展国际间的交流与合作,充分把握有关智能电网发展的主动权和话语权。并充分发挥我国智能电网对产业经济的集聚、辐射与拉动效应,为社会和人民提供更加清洁、便利、安全、低廉的电能。
四、结束语
智能电网作为科技创新与电力系统不断发展的产物,早已成为我国重要的能源应用系统之一。可以说对智能电网的深入研究与发展,不仅有利于我国能源实现可续持续发展战略,更有利于我国国民经济的发展,人民生存环境的保护。
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1电网智能输电方面
应用于控制调度、传输数据、继电保护等方面的电力通讯技术,既包括输电、视化的监测以及安全预警等方面,随着用电需求量的不断增加,以及发电机发电能力的提高,给输电线路的可靠性提出了高标准要求。在实现远程输电过程中虽然需要消耗的电能巨大,但是通过对跨区域输电装备的调整,远程输送电能的能力逐渐加强。通过使用科学合理的通讯方式,来满足智能化电网中高压骨干网架的构建,促进我国电力工业的优化。对于电力通讯的调度需要对其进行实时预警、和节能电量采集等,采用远距离、低消耗、高效率的方式使电力通讯的输电方面在智能化电网中更广泛的应用。
2电力通讯在智能化电网中的背景
电力通讯以传输、交换、接收等形式,作为智能电网的神经系统,建设智能化的智能化的设备,在对于智能电网建设与设计方面高压电网与电子原件存在密切联系。对于经济发展突飞猛进的现代社会背景下,节能减排、绿色环保成为人们极为关注的问题。电力载波、微波通信是我国在电力通信发展初期主要采用的方式,由于对电力需求、电力系统的不断增加,我们所采用的电力系统的容载量不断扩大。光纤通信作为当今社会的基础网络,已基本覆盖来自“四面八方”的通信传输网以及各级变电站。从明线、同轴电缆到光线传输,从横、到程控交换到数字通信,电力通讯以成为智能化电网的神经中枢以及业务交流的基础。
3智能化电网中的电力通讯的发展道路
为保证电网能够安全可靠的运转,智能化电网中的电力通讯技术支撑起体系、发展基础设施体系、应用体系,对于输电线和电力线的信息传输需要提高焦点监测的技术以及线路寿命管理。为了实现标准化、数字化、状态化、网络化等的网络支撑,需要对输电线路状态监控予以支持、对于线路安全体系的建立予以肯定。以智能化电网的各个领域为基点,对其作用进行分析,总结出智能化电网中的电力通讯的发展方向。
4结语
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关键词 煤矿电网;智能电网;智能化;监控;决策
中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)49-0180-02
1 煤矿电网监控系统现状及不足
目前一些国有大型矿山虽然安装了监控系统,其主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有连接网络功能,系统通信连接功能有了很大的提高;系统普遍采用了Windows操作系统[1]。但随着煤矿生产规模的不断扩大,煤矿监控系统的技术性能仍然不能满足矿井生产系统和生产装备的要求,现有监控系统的功能多集中在对煤矿供电系统的“监视控制”功能方面,井下电网故障后发出故障报警信号,无法在电网故障前即给出预警信号,也无法根据电网各参数预测电网的短期负荷,因此,需要研究与智能系统结合的新型井下监控系统,提前进行电网的负荷控制调整,评价电网运行状态,提前进行故障干预与排除。
近年来,在电力系统中提出了智能电网的概念,因此可以将智能电网及其相应技术应用于煤矿电网的监控系统中,以提高煤矿电网的监控水平。
2智能电网技术及发展前景
智能电网是电网自动化技术的进一步发展和提升,是以传统的电网为平台,以统一的信息平台为纽带,集成现代控制理论、传感技术和信息技术,兼容多种能源,具有自我调节和适应能力的新型电网[2]。
智能电网涵盖以下领域及相关技术[3]:
1)发电领域:主要包括大规模可再生能源、分布式能源、光伏发电等电源的接入和协调运行技术;
2)输电领域:包括大电网规划技术、电力电子技术、输电线路运行维护技术、输电线路状态检修技术和设备全寿命周期管理技术等;
3)调度领域:包括大电网安全稳定分析与控制技术、经济运行技术、综合预警和辅助决策技术、安全防御技术等;
4)变电领域:主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实时监测与状态诊断技术、自适应保护技术、广域保护技术、智能电力设备技术等;
5)用电领域:主要包括高级量测技术、双向互动营销技术、用户储能技术、用电仿真技术等。
3 二者结合的可能性及优势
煤矿电网工作的环境特殊,现场各参数既有电量又有非电量,各参数变动范围较大,给数据的采集带来了一定的困难;煤矿电网负荷多集中于井下,负荷重且变化快,井下电磁干扰严重由于井下环境复杂,设备工作条件恶劣,存在瓦斯、煤尘等多种易燃易爆气体,而且井下环境潮湿,对设备的绝缘和防爆要求都比一般工厂环境要高;井下空间狭小,通信管网要根据巷道的走向来敷设;井下高压用电设备多,电磁辐射严重,要求所选的通信网络有较强的抗干扰能力。煤矿电网极易发生各种故障,且电网故障的发生多是随机和偶然的。受到生产情况的影响,煤矿电网的负荷及电网结构处于不断的变化中,需要根据电网的实时状态,不断的调整电网结构以便使电网能够适应生产负荷的需要,使得电网能够连续可靠的运行,这就需要建立智能的监控决策系统对电网进行分析调控。因此,为了保证煤矿电网的安全可靠运行,需要以下相关技术支持:1)精确地的测量技术,便于现场实时数据的采集测量;2)准确的通信系统,对现场采集的数据进行传输,同时可以将控制信号传达给各动作设备元件;3)决策调度系统,煤矿电网运行状态处于不断的变化中,决策调度系统对现场采集的各实时数据进行准确的分析判断,判断当前电网运行状态及可能发展趋势,对电网进行相应调整使得电网处于安全正常运行中。
综合以上分析,如果能将智能电网在智能通信、输变电自动化、电网决策预警等技术引入煤矿电网监控系统中,结合煤矿实际生产情况,建立煤矿电网智能化监控决策系统,将可以很好的解决目前煤矿电网监控系统中存在的问题,提高煤矿电网的监控水平。
4 智能化煤矿电网监控决策系统
为了实现煤矿供电的智能化操作控制,煤矿电网监控决策各部分可采用智能电网相关技术支持,如采用智能电网中的智能化测量技术、配电网运行与控制技术、设备状态检修与监测、信息采集技术等,经过适当改进,以便适用于煤矿特殊环境,构建煤矿监控决策系统,系统由4部分组成:智能化终端操作设备,终端数据采集系统,双向数据通信系统,智能化监控决策系统。
采用高性能DSP或ARM构成多CPU现场终端,不仅能够完成现场各个监控参数的采集处理,还能及时将参数数据上传,同时可以就地显示监控参数,修改控制设备设定的参数,完成对所监控的设备元件的本地控制操作功能,还可以接收监控系统发出的遥控信息;嵌入式技术的应用使得现场终端的体积更加小巧,功耗更低,可以方便的安装在工作现场;可以说,未来的现场终端将是一个“小型化、智能化”的监控系统。
5 结论
本文介绍了智能电网的概念及其内容,分析了智能电网的发展前景,结合目前煤矿电网监控中存在的问题,提出了将智能电网技术应用于煤矿电网监控中,建立煤矿电网智能化监控决策系统,并分析了煤矿监控决策系统的结构框架。采用智能电网技术建立的煤矿电网监控决策系统可以更好的对煤矿电网的状态进行监控,提高电网运行可靠行,保证煤矿的安全连续生产。
参考文献
[1]崔景岳,武钦韬,成继勋,等.矿山监控技术[M].北京:煤炭工业出版社,1994,10.
[2]王建华,耿英三,宋政湘.智能电网与智能电器[J].电气技术,2010,8(1-3,20).
[3]国家电网公司.智能电网关键技术研究框架,2009,6.
[4]苏伟平.基于IP的智能电网网络安全体系[J]科技资讯,2010(26).
[5]杨鸿宾.智能电网的信息化体系架构和相关技术研究[J].中国新技术新产品,2010(5).
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关键词:智能电网;智能调度系统;电力电网
中图分类号:TM73 文献标识码:A
电力电网调度系统对电力系统而言是至关重要的,在电力系统初具雏形时,由于科技落后,电力电网调度系统不是智能的,是由工作人员通过打电话的方法了解各个电力站的运行状况,如果发现电力站的运行发生异常状况,就会凭借工作人员的经验,对发生的异常状况进行处理。现如今,科技水平不断发展,自动化技术也不断地更新,电力电网的智能调度系统在电力系统中也得到了应用,并取得了一定的成效。与传统电网系统相比,电力电网的智能调度系统不是孤立存在的,它是一个实时动态的系统,可以有效地进行分析和调控电力系统,当电力站发生故障时,电力电网的智能调度系统可以更加精准和及时地对故障分析和处理,更加快捷方便,可以更全面地了解电力电网的运行状况。
一、电力电网智能调度系统概述
(一)电网调度系统自动化的现状和前景
在科学技术不断发展的今天,电网调度系统已由最初单纯获取电力系统的数据转换为全面了解电力电网的运行状况,成为了能量管理系统。虽然我国科学技术水平在不断的发展,但是技术理论仍然不是很先进,导致电网调度系统的自动化和智能化程度仍然不是很高。因此,如何更好地运用现代科学技术,完善电力电网的智能调度系统,使电力电网的智能调度系统更加高效便捷,实现真正的智能,这将是电力系统的未来趋势。
(二)电力电网系统智能调度的概念
电力电网系统智能调度就是指调度系统可以对电力系统的电网的每个状态进行自动获取,综合了解其中的变化,协助电力调度员的管理,使电力调度员操作更加便捷精准,便于获取最好的方案,从而保证电网的安全运作。电力电网系统智能调度系统的功能不单单是基础的电力系统的稳态分析,在电力系统发生突如其来的故障时还应该具有一定的分析功能,可以及时帮助电力调度员解决故障,并且还应该可以兼容日益发展的运行系统。新型的电力电网系统智能系统比如今使用于电力系统中的调度系统更加复杂,更加庞大。新型的电力电网系统智能系统不单单需要电力系统中各个系统相互独立,却有相互统一,各个系统间可以互相帮助,除此之外,还要求新型的电力电网系统智能系统有兼容第三方软件的能力,该系统的最终构架应该是一种开放式的软件体系。
二、 人工智能在电网调度系统中的应用
(一)人工智能的概念
人工智能又名机器智能,融合了计算机科学、数理逻辑、控制论、信息论、神经生物学以及语言学等多门学科的知识理论,最终发展而成的一门综合性学科。人工智能的主要目标就是运用人类的智慧,使计算机系统日益的先进,逐渐使计算机系统表现出人类的一些基本智能行为。科学家进行了大量的科研实验,实验结果表明,人工智能技术发展的速度也越来越快,已经广泛地应用与各行各业,并发挥了显著的效果。不可否认,人工智能必将是未来的发展趋势。
(二)人工智能系统方法分类
二十世纪八十年代初,人工智能技术刚刚崛起,不断地应用于电力系统以及电力系统的相关行业中,主要原因如下:
1电力系统在当时那个年代就已经拥有了很大的规模,数据处理十分的繁琐,并且系统要求动态实时性,凭借当时的计算机水平根本没有办法快速获取计算结果,严重拖累了电力系统的工作效率。
2电力系统的非线性根本没有办法凭借当时的计算机水平建立出精确的线性数学模型。
3由于当时科学技术水平不是很发达,大多数人对电力系统不是十分了解最终导致电力系统行业中存在很多模棱两可的问题。
4由于当时科学技术水平不是很发达,很多电力系统的专家只能根据自己的经验对电力系统进行分析,根本无法运用精确的数学进行描述。与传统的计算不同,人工智能算法是以解决知识中所存在的问题的方法为基础,解决了传统计算方法的缺点。因此,人工智能应用于实际的电力系统中是十分必要的。
(三)人工智能在电网调度系统中的应用以及方法:
1 专家系统
在二十世纪六十年代,专家系统作为人工智能在电网调度系统中的应用的重要分支开始兴起,专家系统顾名思义,这个系统拥有极其接近人类思维模式的智能系统,可以很好地进行分析和推理,就犹如一些拥有丰富经验和渊博知识的专家,在特定的区域里凭借区域内固有的数据库对问题进行合理的分析,最终提出适当的问题解决方案。在专家系统应用于电力电网调度系统中,应该包括电网的管理、对电力系统进行综合的监测作用、对故障进行分析并及时提供解决意见等。
2 人工神经网络
人工神经网络顾名思义,就是一种类似于人类大脑的神经网络,人工神经网络可以对给与的信息进行适当合理的分析,并且处理,最终演变成数学模型,人工神经网络的本身就是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是一种逻辑表达方式。人工智能神经网络与人类的大脑十分相似,具有一定的自学和联想能力,可以快速地根据特定的规律推算出大致的结果。人工神经网络已经广泛应用于人工电力电网系统的动态控制与诊断、状态数据估计等很多的相关领域,并取得了一定的成效,而其中的人工神经网络的预测估计分析技术已经十分的完善。
3 遗传算法
遗传算法就是根据达尔文生物种族进化论中遗传机制和自然选择学机理的生物进化过程进行模拟最终获取相应的计算模型,遗传算法可以通过模拟自然进化过程分析获取最好的解决方案。具体方法如下:
(1)选取一定数量的候选集。
(2)根据一定的条件,计算出这些候选集的应用范围。
(3)根据计算所得的应用范围适来确定符合应用范围的候选集。
(4)加工处理符合应用范围的候选集,最终形成新的候选集。
在整个遗传学算法中,达尔文自然选择学机理中的“适者生存”一直贯穿始终,遗传算法凭借自身十分优异的计算和处理功能,已经广泛地应用于电力电网系统中。
4 Agent技术
Agent技术是一种智能计算实体,在分布式系统中拥有灵活性、主动性、反应性、交互性和自主性。Agent体系结构是一种自主行为实体,单纯凭借现今的计算机水平,很难准确对Agent体系结构进行描述,其大略可分为三种类型,是混合式体系结构、反应式体系结构和审慎式体系结构。如今,反应式体系结构是其中主要的研究对象,事件处理系统、方法集合和内部状态集组成了反应式体系结构。具备良好适应性和开放性的Agent技术作为在新一代调度自动化系统,发展前景不可小视。
对于同类发电机组而言,综合考量其安全性能、经济效益和环保指标等要素,可以分别表示出机组的可靠性能R、经济效益标准E、环境标准D,以及热电比例H,依次用a表示其权值。那么可以得出:I=a*(R+E+D+H),其中每个权值的和为1。
设定机组工作的经济程度与出力之间的关系为函数E(P),那么用来指代系统经济性能的公式可以表示成:E=E(P max)/ P max。
系统的环保性指标可以用单位排放的污染气体总量来表示;系统的热电比是将单位出力表示为热量数值,设定热电之间转化的关系函数H(P),那么可以得出:H=H(P max)/ P max。
(四)Agent技术的发展前景
分布式的Agent技术就是将能量管理系统模块封装成Agent,使智能电网调度拥有更强的自治性和可移植性,从而在一定程度上解决了智能电网调度的一些问题。现如今,学者对人工智能技术不断深入地研究,从而使其更加广泛地应用于电力系统中,并取得了一定的效果。在科学技术不断发展的背景下,Agent技术一定会拥有更广阔的前景。
三、 国内外电力电网智能调度系统的研究现状
在二十世纪九十年代,Dy-Liacco作为“现代能量控制中心”概念的创始人,十分全面地论述建立了电力电网智能调度系统的文献,在文中提到想要解决电力系统中存在的一些问题,应该用智能机器调度员替代人工调度员,除此之外,文中还提到要综合仿真培训和自动学习等功能,从而使电力电网自动运行。在我国,卢强院士最先提出了“数字电力系统”的概念,主要讲诉的是正常情况下电力电网智能调度系统对电力系统的监管的分析的功能等;华北电力大学的杨以涵教授则带领自己的科研组进行电力系统的研究,基于“数字电力系统”的概念,分析电力系统中电网会出现的故障,以及安全方面等进行了探讨,最终形成了建立以分析和解决电网故障的“调度机器人”的思维模式。
结语
综上所述,电力电网调度系统对电力系统而言是至关重要的,电力电网的智能调度系统是一个实时动态的系统,可以有效地进行分析和调控电力系统,当电力站发生故障时,电力电网的智能调度系统可以更加精准和及时地对故障分析和处理,更加快捷方便,可以更全面地了解电力电网的运行状况。本文对电力电网智能调度系统做了简单的介绍,对电力电网智能调度系统的具体应用进行了探讨,希望本文可以给相关电力电网工作者甚至是研究者带来一定的参考作用,使电力电网的智能调度系统更加完善,可以更好地应用于电力系统中。
参考文献
[1]狄以伟.面向未来智能电网的智能调度研究[D].济南:山东大学,2010.
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在发电环节,我国能源分布比较集中,国家比较重视大能源基地的建设。因为发电的电源比较大,在发展智能机组的运行控制和网厂协调方面,主要是低电压穿越等,这相对于小电源来说要求比较高一些。智能电网将力求从提高电场的自动化与控制水平、发展储能技术、发展变频逆变技术三方面解决风能、太阳能等环保能源的并网接入问题。
2在输电环节,特高压技术将解决我国能源结构不匹配的问题,将电能从发电资源充沛的西北地区输送到电力需求密集的东南地区
在输电环节,我国能源现状存在的问题能源结构不合理,电源和负荷相对距离比较远,这就需要可以提供大容量、高电压的特高压交直流输电技术来缓解这个矛盾。对于智能电网而言,如何通过大截面导线、新材料、新技术的应用提高输电电路承载能力和在线检测检修技术是今后研究的重要问题。
3在配电环节,智能电网统筹安排配电,提高电网整体的利用效率
网架坚强、结构优化的配电网络是建设坚强智能电网配电环节的物质基础,而运行安全可靠、具备能量流与信息流双向交互功能的配电网则是坚强智能电网配电环节的发展方向。因此,应当从网络优化、集中/分散储能、分布式电源接入和配电自动化技术等方面,合理规划,提高整体电网的利用效率。
4在用电环节,智能电网可以很方便的帮助终端消费者区分电力消耗的高峰期和波谷期,引导用户参与需求侧管理和系统调峰
4.1坚强智能电网通过改变居民用电方式实现节能减排
与传统电网相比,智能电网改编了居民先使用后付费,不能对能源使用做决策的用电模式。智能电网将各种通讯方式与可控电气设备联系在一起,通过现代信息技术和计算机技术,为用户提供电量计量和电价信号等核心信息,一方面可以实现便利的终端管理,结合电价机制引导用户合理用电,最大限度地提高能源利用效率。另一方面,电网可以科学采集用户用电数据并加以分析,掌握用户的用电行为习惯、进行合理的负荷分配,甚至可以通过数据分析提供管理决策。
4.2坚强智能电网推动电动汽车等环保型设备发展,减少石化能源消费,实现节能减排
篇7
关键词:县域; 智能; 配网; 技术; 应用
中图分类号:TM71文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2014)04-178-002
一、引言
在我国大部分县域,由于经济欠发达、远离大城市等多种原因,造成电网基础薄弱、电网骨架不合理等现象,其中配网网架尤为突出。配电作为输变配环节中的最后一个环节,与人民的生产生活紧密相关,然而近年来中国的电网发展主要精力集中在高压输变电主网上,随着国网95598投诉热线的运行、山东电网“彩虹工程”的开展以及供电可靠率、电压合格率的严格考核制度的实施,配网的重要性被提到了前所未有的地位。然而随着经济的快速发展,配电设备大幅增加、配网线路回路增多、联络增多,线路运行方式变的复杂,自然也更容易出现问题,仅靠人工及简易的设备控制很难满足供电可靠性要求,为改变这一现状,智能化配网应运而生。
二、配电自动化基本原理
1.配电自动化运行模式
配电自动化指:运用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,实现对电力设备的控制,将配电网在正常或故障情况下的检测、保护、控制、计量和供电单位的管理有机融合在一起,进而实现对供电质量的改进,同时满足用户多样化要求,实现供电企业更为有效的管理。
我国县域配网一般分为三层控制处理模式,即电力调度分中心、配网主站层、配网终端层。配网终端层作为配电自动化系统的基础,由配电自动化终端和一次设备组成,主要完成数据采集、故障检测与识别以及对开关的控制等功能。县域配电自动化系统分层图见附图1。
图1:县域配电自动化系统分层图
2.各层级实现的功能
调度控制分中心在配电自动化系统中主要作用是统计分析所辖主站传送的数据,实现人机交互功能,并根据所测得数据进行工作任务布置,另外还可以根据需要实现对配网设备的远动控制。
配网主站是整个配网自动化系统的核心,主要负责汇集环网单元、开闭所、柱上开关、配电变压器等一次设备上的自动化终端传输的数据,如配电终端监控设备故障信息和智能电能表读数等。实现“数据集中器”的功能。
配网终端层是整个系统的最底层,也是最基本的单元,通过自动控制器实现对柱上开关、配电变压器、开闭所、环网单元等一次设备信息的采集处理及监控功能。
3.通信网选择
通信网络可采用有线网络或无线网络,由于有线通信网络成本较高,故大多数县域采用无线网络通讯方式。无线组网分为无线公网和无线专网两种方式。采用无线公网通信方式时,应采取专线APN或VPN访问控制、认证加密等安全措施;采用无线专网通信方式时,应采用国家无线电管理部门授权的无线频率进行组网,并采取双向鉴权认证、安全性激活等安全措施。通过技术与经济方面的比较论证,县域配网自动化通信络主要采用无线公网方式。
4.实现方案
配电自动化系统的运行,是配电自动化装置与电网一次设备相互配合,并通过通讯网络实现与主站系统间信号传输来实现的。具体步骤如下:
4.1首先建立配网自动化主站,自动化主站的站址往往选在供电公司办公大楼内,并配合厂家对自动化主站进行安装调试。
4.2对计划进行配网自动化改造的区域内一次设备进行改造升级或更换,将非智能柱上开关更换为智能柱上开关。将联络开关配上外置PT,与集中型FTU相配合;分界型开关无需配外置PT,其与分界型FTU相配合;配电变压器与DTU相配合;开闭所、环网单元等与TTU相配合。
4.3在配网终端设备内安置APN通讯卡,并为每一台终端设备分配一个IP地址、设置合适的定值,并根据需要通过调试实现“二遥”或“三遥”功能。
三、配电自动化的应用意义
1.通过自动化故障识别判断功能、远动功能,大大减少停电时间,增强了供电可靠性。
2.实现遥信、遥测、遥控功能,加强了设备运行的智能化管理水平。
3.实现远方抄表功能,使供电企业能够更好的对客户进行管理控制。
4.实现配电自动化系统与PMS生产管理系统、电网GIS地理信息系统、营销95598系统及智能配电网运行监控平台等系统之间的匹配连接。
5.为建设坚强智能电网目标迈出坚实的一步。
6.配网自动化的应用同时也是实现电力市场化,做好电力服务的必然产物。
四、配电自动化存在的问题
1.对通信信号的可靠性依赖较高,使用无线网络通信,若处在信号屏蔽或信号干扰区域可能会造成自动掉线。
2.调整运行方式后,需现场调整定值,增加了工作量。
3.县域配网基础薄弱、设备落后、配网网架不合理,改造力度及投入资金较大。
4.县域工作人员技术力量较差,跟不上智能电网发展的速度,运行维护水平达不到要求,以致对设备厂家依赖性较高。
五、配电自动化的发展前景
现在随着国网公司统一部署,县公司智能配网建设逐步开展,目前国家已投入数千亿资金加强配网网架建设。随着配网自动化建设的深入进行,将普及更广的区域,同时也将实现更多的智能化功能。其发展前景主要体现在如下方面:
1.配电自动化是配电网发展的必然趋势,随着工业及居民生活对供电质量及供电可靠性要求越来越高,自动化程度必然随之加强。
2.可在现有功能基础上进行软硬件升级实现线路负荷预测功能。
3.实现在GIS上的实时监控、运行分析等功能。
4.在GIS基础上实现设备及数据统计功能。
5.与供电管理系统相匹配,实现故障区域、用户、损失等分析,以及停电通知单的自动生成。
六、结语
配电自动化工程是一项巨大的工程,是建设现代坚强智能电网的基础工程;是提高供电可靠性、提高客户用电服务水平的技术革新;是顺应社会发展、顺应时代要求的产物。县域配网自动化的实施将很大程度上满足城乡居民对电力可靠性的要求,同时对保证县域工业生产用电质量也是一次巨大的进步。
释义:(摘自《供电公司配电自动化系统分析》).国家电网公司文件
参考文献:
[1]刘振亚.国家电网公司配电网工程典型设计 10kV架空线路分册(2013年版),北京:中国电力出版社,2013
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摘要:随着我国经济的快速发展,各行各业的技术都取得了突破性的进展,电力行业自然不例外在高速双向通信的网络基础上,智能电网能够进一步保障用电的安全、可靠、经济、环保,符合可持续发展的生态和时代需要,所以智能电网的建设已经被相关部门高度重视,作为电力行业取得突破性进展的关键节点,电力设计是其核心组成,所以本文对电力设计的技术环节进行分析和建议。
关键词:智能电网;电力设计;技术分析
1智能电网定义及其特点
所谓智能电网,顾名思义即电网运作管理的智能化。它由很多部分组成,如:智能变电站、智能配电网和智能交互终端等,具有较好的技术性、环保性和平台兼容性,合理的将控制技术和通信技术合而为一。智能电网作为电力行业的最大突破点,其核心是要求保障电网自动化和数字化的实现,更好的满足当今时代下用户需求的用电模式。同时,智能电网的设计要求应该符合:
1.1过硬的硬件技术
平台支撑电的重要性在城市运营的过程中不言而喻,所以智能电网设计的首要因素就是有过硬的技术,抵御外在干扰和攻击,对其他可再生能源的兼容性强,稳定性能够得到保障。
1.2较好的自愈性
在电网的工作过程中,难免会发生这样那样的意外事故,智能电网作为能够自动传感和控制的基础设施,应该对故障具有一定的预知和判断能力,拥有较强自愈性的智能电网,在发生故障之前应该采取一定的报警措施;若发生故障,也可以自动将故障区域隔离,自我恢复,避免居民用电的大规模停电现象出现。自愈性能够保障电网运行的平稳和有序。
1.3较好的互动性
智能电网的设计集通信、信息、管理于一身,更好的交互设计可以提高用电效率,降低不必要的电能损耗,保证电网运行的经济和高效,另一方面,好的互动可以使用户及时的了解电费价格、电能、电力等生活信息,可以合理的安排家庭用电,电力企业也可以及时获取用户信息,完善交互体验,提高用户满意度,丰富电力行业的增值服务等。
2电力设计技术在智能电网中的运用
2.1信息的及时收集和运用
智能信息交互在电网中的运用,其主要表现之一即可以及时的收集相关电网电量,电能、功率、频率等并根据实际情况及时对电压的二次信号进行转化,能够对故障进行及时预知和有效的监控、保护,能够及时对现有的短路或其他故障进行修理,保障用电的稳定性。同时,电力设计的信息及时收集性还表现在根据当前电流电压计算获取更多的相关参数,为未来的故障维修奠定一定的数据基础。
2.2进行多种环保能源转换的技术
电力行业作为工业发展的重点,更应该遵循可持续发展观,例如:风能、太阳能等国家大力支持发展的环保新能源,放在我国电力发展的宏观背景下看,它们符合光伏发电技术,若在大规模的并网条件下,新能源发电具有很好的环保和经济前景,但是目前由于条件所限,我国的光伏发电技术还并不完善,在电力设计技术过程中还应加强对并网技术的研究和实验,降低现有的可再生资源发电比例,降低能源损耗和环境污染,使电力行业走上可持续发展道路。
2.3进行高压直流输电的技术
从我国目前电力系统运行情况来看,在高压电路的直流输电系统中,绝大部分以交流电供电为主。未来智能电网信息系统的运用,电力设计技术应该满足高压电路的直流输电过程中,控流器能够达到逆变甚至整流的工作状态;若该输电系统相对质量轻盈,出于电流输送的经济性和稳定性考虑,应该由一些能够方便关断的元件组成换流器,同时满足不同距离的直流输电任务。特别是在一些远离城市发展的地方,比如偏远的山沟里的某几户人家、比如海中央孤立的小岛,直流输电都是最佳的选择。
2.4提供柔流电输电技术
所谓柔流电输电技术,就是集电力技术、微处理技术和电子、通信技术于一体的,可以短时间内对交流电进行控制的新兴输电技术。在智能化的感应下,提高输电质量,扩大对潮流的控制范围并使输电线输电容量保持稳定。这种技术能够有限解决我国目前清洁能源发电不足的现象,合理的结合控制技术和电力设计技术,提高供电能力,保证智能电网运行的稳定性和可靠性。
2.5实现电能质量的优化
在智能电网应用电力设计技术的过程中,完善的电能质量评估体系和电流接口的经济性评估指标是很重要的两个考核体系,在性价比方面起着重要的作用。电力设计技术,一方面需要达成统一的电能控制质量和平衡的供电化技术;另一方面,提供静止无功补偿技术和连续调谐波器关键技术,降低使用成本从而使电能传输质量得到显著提升。
2.6实现超导电力技术
所谓超导电力技术,即将超导体和电力技术结合发展而来,由于超导体的电阻为零且完全抗磁,所以在电力系统和超导系统的相互作用下,能够提高电机的单机容量、增大电网的电流输送量等,是一种全新的电力技术,这种电力设计技术的运用,能够保障电网运行的安全可靠性,同时降低传输电力过程中的能量消耗,所以符合智能电网的发展前景。
2.7双向高速通信技术的实现
智能电网应该具有较强的自愈性才能够保证电力系统自主运转,因此,双向高速通信技术的实现,能够在智能电网自主预知和判断问题的前提下,更好的对电路中的受损区域进行检查和分析,起到双重保障电网安全的作用,同时在一些特殊的情况下,比如晚上8-11点这段高峰期,双向通信技术的实现,能够更好的对电能进行宏观调控和分配,保证用电的稳定性。
3总结
综上所述,电力设计技术在智能电网架构的过程中发挥着不可小觑的作用,它对智能电网的整体工作质量、工作效率都起着决定性的影响。因此,对电力设计技术的思考和研究是很有必要的,它能够提升电力行业的整体水平,在推动智能电网发展的基础上,带动整体电力经济像可持续的生态化方向发展。希望本文对电力设计技术的简单分析和建议,为未来智能电网的发展能够起到一定的参考作用。
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关键词:电力通信;智能电网;思考
Abstract: along with the rapid development of the national economy, the intelligent power grid construction standard also gradually to increase that led directly to electric power communication in the future smart grid more and more important role in China, and the future of intelligent power grid construction of modern communication engineering requirement also gradually improve. This paper mainly from three aspects to carry on the analysis, the general situation of the electric power communication, electric power communication in intelligent power grid, the current situation of electric power communication in future intelligence in the grid application thinking, to aim at the electric power communication system of signal processing, electric power communication receiving process, electric power communication system interface design give thinking, promote the development of the cause of the electric power communication.
Keywords: electric power communication; Smart grid; thinking
中图分类号: TN915.853文献标识码:A 文章编号:
电力通信的发展,一直是我国最为关注的话题之一,如何解决好电力通信在未来智能电网中的应用,本文就电力通信在未来的智能电网中的应用思考这一话题进行了探讨,首先对电力通信进行阐述,其次就电力通信在智能电网应用的现状进行分析,主要有电网不稳定、安全管理不到位、操作人员的素质低下等主要三个方面,最后就电力通信在未来智能电网中的应用思考进行分析,更有利于电力通信在智能电网中的广泛应用。
一、电力通信的概况
电力通信,主要是应用于智能电网,来满足电力通信的需求。近些年来,智能电网一直都应用在电力通信领域,然而在智能电网中,电力通信已经得到了合理的应用。电力通信是当代最有发展前景的工程,电力通信领域中主要从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。它往往通过从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器等,它有利于电子技术的发展。电力通信,在智能电网中应用,一直都面临着各种各样的问题。例如:电网不稳定等,促进了电力通信事业的发展。
二、电力通信在智能电网应用的现状
(一)电网不稳定
电力通信在智能电网应用的现状之一是电网不稳定。电力通信系统中电网不稳定主要是由物理系统中功率平衡导致的,电力通信系统运行的前提是必须存在一个平衡点。电力通信系统的稳定问题,直观的讲也就是负荷母线上的节点功率平衡问题。当节点提供的无功功率与负荷消耗的无功功率之间能够达成此种平衡,且平衡点具有抑制扰动而维持负荷母线电压的能力,最终导致电网的不稳定情况。
(二)安全管理不到位
电力通信在智能电网应用的现状之二是安全管理不到位。安全管理不到位,一直都是电力通信系统中存在的重要问题,因为电力通信的安全管理不到位,会给电力通信带来不安全隐患,主要是由于安全管理没有认真落实到位,并且也缺少科学性,通常是由于电力通信管理失误,它是电力通信事故分析的主要成因,针对于电力通信的相关企业,往往一味的依靠工程技术,来对电力通信的安全问题给予解决,要保障电力通信在智能电网应用中的安全,必须不断加强安全管理工作,可以有效地避免事故发生。另一方面就是电力通信设备陈旧,没有进行及时的更新,设备必然会老化,对电力通信的安全构成威胁。
(三)操作人员的素质低下
电力通信在智能电网应用的现状之三是操作人员的素质低下。电力通信运行中的缺陷问题还有一点就是操作人员的素质低下。良好的职业素养是每个电力通信工作人员需要具备的,尽管当前我国的电力通信运行得到了严格的管理。但受到操作人员素质的影响,使得整个电力通信运行工作水平高低不一,这些都直接造成电力通信运行工作难以顺利进行。操作人员是基层队伍的主体,他们的意识和素质决定了工作完成水平的高低。操作人员的素质低下,通常表现在岗位职责制落实、执行操作规程以及管理制度上,马虎潦草、得过且过,存在“基本上”、“差不多”等打折现象。
三、电力通信在未来智能电网中的应用思考
(一)电力通信系统的信号处理
电力通信在未来智能电网中的应用思考之一是电力通信系统的信号处理。首先对Matlab的电力通信智能电网的信号给予处理,从而达到其功能的实现,它是利用Matlab本身所应用的工具箱Toolbox进行智能电网通信信号的函数处理,
电力通信系统的信号处理,必须满足智能网络模块的功能要求,并对工具箱中适宜的信号处理函数,根据函数的输人、输出各种参数类型要求,在GUI界面中利用按钮、单选按钮、编辑文本框和列表框等界面控件来实现各种调制/解调方式、编码/解码方式和信道类型的选择,和各种输入参数的设定(图1-1通信信号系统)。针对于电力通信系统的信号,不仅仅要满足与用户进行信息交流的友好性,也要重视界面的简洁性以及相关系统的功能性,可以合理地将电力通信系统功能部署和其相关的实体界面进行完美的结合。
图1-1通信信号系统
(二)电力通信接收流程
电力通信在未来智能电网中的应用思考之二是电力通信接收流程。当TRX—CE为高、Tx—EN为低时,nRF905进入ShockBurstTM接收模式,同时650us后,nRF905不断监测,等待接收数据。当nRF905检测到同一频段的载波时,载波检测引脚被置高;在无线通信接收,会收到一个相匹配的地址,地址匹配引脚被置高。然而,一个正确的数据包接收完毕,nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位也会将数据准备好引脚置高。微控制器把TRX—CE置低,nRF905进入空闲模式,微控制器通过SPI口,以一定的速率把数据移到微控制器内,等到所有的数据接收完毕,nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低。nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM发送模式或关机模式。当正在接收一个数据包时,nRF905立即把其工作模式改变,数据包则丢失。当微处理器接到地址匹配引脚的信号之后,其就知道nRF905正在接收数据包,其可以决定是让nRF905继续接收状态。
(三)电力通信系统的界面设计
电力通信在未来智能电网中的应用思考之三是电力通信系统的界面设计。首先选定GUl对象,在经过设计GUIDE应用程序,来确定GUIDE组态,在进行通信界面设计分析过程中,针对于信号处理的系统中抽象出来的各项编程环节必须给予认真的设计。对话框的选项包括窗口重画行为,命令行访问、生成文件选择、生成回调函数原型,不选择或选择无线通信系统的设计,整体配置的图形用户界面设计的背景颜色。 Matlab接口设计编辑器组件的平台,其中包含所有的用户界面,图形用户界面,以及单选按钮、编辑框、静态文本、列表框、弹出菜单控制。应采取确保各部件的名称或属性是不同的,使用GUI之间的差异,可以存在于一个或多个GUI组件。用户可以使用属性来检查每个组件的性能。
结束语:
电力通信,在最近几年,发展特别迅猛,目前,它已经开始应用于智能电网中,但是也同其他的行业一样,也面临着各种不同的问题,但是我们应该坚信我国电力通信发展的实力,伴随着科技的进步,必然会解决更多智能电网中存在的诸多问题,而且这些问题必然能够给予解决。只有电力通信的发展,必然会促进智能电网的进步,与此同时,电力通信在智能电网中的应用必然会有更美好的发展前景。
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关键词:智能表 预付费智能电卡表 发展 终端 应用 前景
1 概述
在城乡电网改造实现“一户一表”后,抄表的数量和工作量爆炸性增长,因为抄表集中在每月的某几天,传统的一户一抄方式,工作量大、所需抄表人员多、估抄、漏抄、人情电等现象时而发生,尤其主观因素占据了比较大的因素。“十二五”期间,国家提出要加快智能,智能用电是智能电网建设的重要组成部分。智能用电的建设目标是实现“双向互动服务,分布式电源、电动汽车、储能元件及营销业务决策智能管理”。据宇博智业了解,智能电表又是实现智能用电的物质基础,通过智能电能表的推广和应用,您可以在办公、旅行、出差的过程中,轻松完成购电、缴费、用电变更业务,随时了解家庭生活用电的详细情况,包括日用电量、月用电量、购电金额等。随着智能电器的普及并进入家庭,利用智能电网建立的网络与互联网、电话网、电视网的链接,您可以通过任何一种网络方式,查询家庭各类电器的运行状态,远程启动即将需要的家用电器,关闭不需要的电器设备。在网络化、数字化时代下的智能化用电方式,将极大地丰富您的用电生活,进一步提高和改善您的生活质量。
2 智能电表的发展
智能电网首先应当是一个坚强的电网,坚强是智能电网的基础,智能是坚强电网充分发挥作用的关键。中国电网的目标就是要建设坚强智能、坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。国家电网将按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则,在加快建设特高压骨干网架,实现各级电网协调发展的同时,围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等主要环节和信息化建设等方面,分阶段推进坚强智能电网发展。到2020年,将全面建成统一的坚强智能电网,使电网的资源配置能力、安全稳定水平以及电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高。在过去的很长一段时间内,我国采用的都是人工抄读电表的原始方式。虽然我国很多的电力公司、电业局都开发和应用了用电营业计算机管理系统的开发和应用,但是仍然采用传统的人工抄收的方法来记录用电数据,如此不仅劳动强度大、效率低,还很容易出现错误,对于窃电的防治更是无计可施。现代社会不断信息化和网络化,电力系统也应该顺应时展的步伐,把用户终端和网络连接上,使电力系统的价值最大化。在这种背景下,智能电度表应运而生。所谓智能电表,就是应用计算机技术,通讯技术等,形成以智能芯片(如CPU)为核心,具有电功率计量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等功能的电度表。
3 智能电表的特点和应用
智能电表与感应式电表相比在很多方面都更具优势,因为它不仅采用的是电子集成电路的设计,具有远传通信功能,还能够在网络上利用软件对其进行控制。
①功耗:因为智能电表采用的是电子元件设计,所以通常情况下功耗只有大约0.6W~0.7W,如果智能电表采用的是多用户集中式,那么每户的功率将变得更小,远远低于使用感应式电表的需要的1.7W左右功耗。②精度:经测量在5%~400%标定电流范围内2.0级电子式电能表的误差仅为±2%,再加上现阶段我国普遍采用的都是精度更高的1.0级电子式电能表,其误差更小,要远远小于感应式电表的误差范围。③过载、工频范围:感应式电表的过载倍数一般仅为4倍,且工作频率范围仅为45~55HZ之间。而智能电表的过载倍数一般能达到6~8倍,最高可以达到20倍率的宽量程,其工作频率也较宽,在40HZ~1000HZ范围。④功能:由于智能电表采用的是电子表技术,可以通过网络利用软件对硬件进行控制,所以它不仅具有体积小的优势,还具有很多感应式电表不具备的功能,比如远传控制(远程抄表、远程断送电)、识别恶性负载、预付费用电、复费率、反窃电等,并且能够通过控制软件中的不同参数的修改,来满足对控制功能的不同要求。
智能电表推广应用是提高供电服务管理水平、透明用电信息的基础。智能电表应用后,用电客户将对自己的用电量一目了然,能及时掌握自己家还有多少度电,做到明明白白消费,颠覆了原有的被动式用电的模式。同时,对于供电公司而言,智能电表可以实现远程抄表,减少现场抄表工作量,进一步提高抄表准确率和工作效率,有效避免了原始抄表出现的估抄、漏抄、错抄等现象,能进一步提高供电服务水平。
4 智能电表行业发展前景分析
随着环境问题的日益突出,人类对能源的需求越来越多的转向清洁能源方面,逐渐加大了对电能的利用。智能电力网络系统规模也逐渐在扩大。智能电力系统是将先进的传感量测、信息通信、自动控制、新型材料、先进储能等技术,与电力系统中发输配变用和调度各环节基础设施高度集成,具备全方位、全过程、全要素的智能监测、诊断、通信、控制、决策与自愈能力,能够承载大规模可再生能源发电和分布式能源发电上网,具有多指标自趋优运行能力,高度电力信息化、自动化、互动化的新型现代化电力系统。
智能电力系统的特征包括:可靠自愈、灵活互动、清洁绿色、优质高效、信息集成、资产优化。电力大数据是一场变革,它不仅改变了电网、厂商的发展,还改变了电力系统今后的运作方式。很多人认为,大数据的主要作用就是帮助电力厂商更准确地了解企业动向。事实上,大数据的功用远不止这些,大数据将在很大程度上影响电力行业的决策和解决方案。
目前全球正在使用的电表共约有十七亿具,若全面更换为智能电表,则市场规模将相当可观。以2012年来看,全球智能电表出货量达一亿具,较2011年成长31.6%。根据市场研究机构IDC预估,2015年全球智能电表出货量将达到 1.63亿台,年复合成长率达15.4%。
根据前瞻产业研究院的《2014-2018年中国智能电网行业市场前瞻与投资规划分析报告》分析:在国家政策的推动下,全球智能电表的渗透率及相关基础建设均持续增加,预计至2020年后将会形成广泛应用。
在影响智能电表市场发展的因素中,首先最主要的动力来源是来自于政府的政策推动。观察全球智能电表市场,可发现均是由各国政府透过法规、补助或辅导的政策而撑起及推展。由于电表用户数量众多,且民众认知尚不足,在推动初期,要求立即全部更换有一定的困难,因此各国多半从小型的示范计划做起,再强制性的逐步推广。
5 结束语
根据中国电网提出了总体规划,并总结我国10年来电网电表的发展,实现电力需求管理和综合电力资源管理,是电力供应发展的方向。集中式智能电能表不仅能实现电能计量、还能实现电能控制。现在我国城镇通讯网络已比较完备,并已延伸到各个角落,应用集中式智能电能构建智能电能管理系统,并结合通讯网络技术,建立电能计,远程抄表用电负荷控制系统,实现电力供需平衡,保证网安全有着广阔的应用前景,也为实现电力需求侧管理提了一条新途径。
智能抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与计量技术的完美结合,集能耗计量、数据采集、数据处理于一体,将城市居民能耗信息与综合处理相结合的系统。该系统使公用事业部门及物业管理部门从根本上减轻人工上门抄表的繁杂劳动。准确而便捷的收费系统,既可节省人力,又可减少相关事业部门与客户之间的纠纷,不但能提高管理部门的工作效率,也适应了现代用户对缴费的新需求。
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