智能电网发展情况范文

时间:2023-12-26 18:06:53

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智能电网发展情况

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关键词:智能电网;电力技术;电力系统

中图分类号:U665.12文献标识码: A 文章编号:

当今社会,可用能源面临短缺,可持续发展成为社会发展的主流,对电力技术有更高更好的要求:电力洁净、电力高效、零排量。这样的情况下,智能电网作为一种新的电力技术,能够使用当今市场发展的需求,极具市场前景。智能电网更为可靠、安全、高效、经济,正逐步成为现代电网的主流。本文就通过对智能电网概念、特征、先进技术和智能化所在这些方面的基本阐述,来探讨智能电网在电力技术及电力系统规划中的作用。

1.智能电网的概念

2005年,坎贝尔发明了一种技术,利用的是(Swarm)群体行为原理使大楼里

的电器互相协调,减少大楼在用电高峰期的用电量。智能电网由此出现。坎贝尔还发明了一种无线控制器,使大楼的各个电器相连并实现有效控制,自此揭开了智能电网时代的序幕。智能电网又名“未来电网”,是指将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术等这些先进的技术和电网基础设施集成的一种新型现代化电网。

2.智能电网的特征

智能电网具有自愈、互动、兼容、经济、协调、高效、集成、绿色、优质的特征。其具体表现如下:自愈是指现代化的电网在电力供应方面能不断发现自身的故障或问题,做到及时纠正和控制,快速解决,减少停电时间,降低经济损失,最终保证供电质量。互动是指为了达到双方相互适应,在现代化的电网中,智能电网可以实现“双向交流、双向通信”,各电力用户可以明确看到电费的价格,用户根据实际情况选择符合自身实际情况的供电方案及价格。兼容是指现代化电网允许即插即用的和电能储存设备及可再生能源等任何电源相连接,具有很强的兼容性。高效是指智能电网采用了很多先进技术和监控技术,降低成本、增加效益、实现高效。绿色是智能电网的突出特征,指智能电网通过利用绿色能源、洁净能源、再生能源来降低环境污染,缓解巨大的能源消耗问题。除此之外,在电网的建设初期就彻底将安全性考虑进去。现代化的电网更适应计算机、数据库和自动化生产的要求,且智能电网支持地方性革新和持续的全国易。

3.智能电网的先进技术

3.1高速双向通信技术

智能电网通过采用高速双向通信技术坚持不断地自我监测和校正,用先进的信息技术实现自愈。这种高速双向通信技术设计不同的电子设备,如智能表针、控制中心、电力电子控制器及用户间网络化的通信等,利用这些智能电子设备实现网络化通信,同时还可以坚持监测各种干扰,避免扩大事故,提高对电网的驾驭能力以及服务水平。

3.2发电和储能技术

发电环节是可以减少排量的,所以智能电网使用风电水电等多种新型能源来进行分布式发电和储能,对改善环境有很大的帮助,尤其是温室效应问题。分布式发电技术有风力发电技术、地热发电技术、生物质发电技术等。分布式储能有电磁储能和超导储能等。由于可以缓解能源供给不平衡,提高供电安全,所以被广泛应用。

3.3智能固态表针

取消传统的电磁表计,智能电网采用智能固态表针,智能表针有很多功能,不仅能够使电力公司与用户进行双向通信,而且除计量每天多时段的电力使用情况和电费价格外,还能储存高峰电力价格信号。还能让用户自行根据费率政策编制时刻表,自动控制内部电力使用情况。

3.4智能调度技术

智能调度技术是智能电网中最关键最重要的技术,可以全面进行资源优质化配置,高效调度,科学决策管理,预防大面积的连锁故障,真正实现调度的智能化。

3.5 FACTS 装置应用

智能电网通过采用新技术,如电子电力技术、大容量储能技术、超导技术,与负荷特性寻求平衡点来提高电能质量。通过改造和应用各种先进设备来提高电网输送容量。另外要利用新的网络结构在配电系统中引进新的电源及储能设备。

3.6输配电技术

高温超导输电技术和特高压输电技术都属于输配电技术。高温超导输电技术利用高温超导体材料的特性,和常规技术比有污染小、损耗小的特点。特高压输电技术可以实现大功率、远距离输电,大大提升输电能力,实现远距离电力系统的相互连接。

4.智能化

智能电网正是由于应用了以上所提到的先进技术,才使其充分表现出智能化。可控制、可实时分析和决策、自愈、制动优化调整等等,其中实时分析和决策就是指通过分析信息及数据进行智能化决策。

5.智能化电网在电力技术及电力规划中的作用

5.1智能化电网在电力规划中的意义

由于我国有线线路规划不到位、不细致、不全面,有的新建线路在较短时间内出现超负荷。导致电网建设工程质量无法保证,留下了很大的安全隐患。除此之外,我国电网与电源不协调发展的矛盾在当今社会资源锐减的情况下愈演愈烈,同时,我国互联网电力输送能力严重不足,资源供给不平衡,大电网的优越性得不到发挥。再次就是电网难以满足大容量、远距离输电的需要,所以电网规划在电力系统中很重要。

5.2智能化电网的优点

智能电网能够实现双向通信,数据整合的智能互动;遇到电力供应高峰之时,及时调度,平衡电力供应缺口;能够将新型可替代能源接入,实现分布式能源管理;还可以提高供电效率、供电质量得到改善,供电效率提高;智能电表作为互联网路由器推动电力部门,进行通信、宽带业务或传播电视信号。

5.3智能化电网的作用

智能电网利用新型的、洁净的、可再生的资源间歇性发电,符合当今社会的可持续发展,与当今时代倡导的低碳生活相辅,用最低的成本创作最大的功能。在未来社会的发展中,有望实现智能电网与电信、电视等的统一,具有很大的发展前景。

6.总结

智能电网的发展是全球工业和信息业的新产业革命、技术革命和管理革命,是电网发展的新前景。以此为基础建设中国特色的智能电网,制定高起点的电网现代化发展战略,是发展前景也是目前的奋斗目标。

参考文献

[1]刘骥,黄围方,徐石明.智能电网状态监测的发展 [J].电力建设.2009,30(7):1-3.

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关键词:需求响应 智能电网 研究 合作发展

智能电网与需求响应(简称DR)是当今电力行业极为感兴趣而且重视的研究内容。作为21世纪有着重大科技改革的智能电网,在不知不觉中正与DR竞争市场共同发展、进步、完善,并开始相辅相成地交融在一定的科学领域。智能电网作为当今世界电力系统发展的必然选择,有着最先进、最科学、最系统的技术,而DR在市场环境当中的成长,已经成为了智能电网的最佳应用选择之一.并逐步成为智能电网的主流选择。

一、智能电网概论

(一)智能电网的基本含义

由于智能电网是电力科学当中提出的一种新的电网系统结构,因此在对其定义方面还存着一定争议。但从智能电网安全可靠、先进技术的角度来看,智能电网通过广泛的宽带通信并凭借智能模式控制的自动化系统已经能够保证电网系统中的各个成员之间进行有效的互动与使用,并能够完成传统电网难以完成的高质量任务。

(二)智能电网的特点

1、高度智能化:当电网当中的部分系统发生故障时,智能电网能通过一定的自我修复功能和安全分析功能对其他未受害地区的电网进行继续传送,而不会导致其他用户的供电质量受到影响。

2、良好的兼容性:智能电网不仅对集中式发电的模式能够通过自我调节进行有效的兼容,同时,对分布式发电模式也同样能适应。

3、强大的整合性:智能电网通过高端统一的电网平台对整个电力系统进行有效整合,并以最佳的电能质量和供电可靠性来激励电力市场的安全管理,从而提升整个电力系统的可操控性。

二、智能电网与DR的关系

(一)DR的定义

简单来说,DR就是电力需求响应的简称。DR作为需求侧管理的解决方案之一,可以让电力用户根据市场的价格情况或者相关供电部门做出的诱导性方针来改变自身原本的用电习惯,从而避免在短时间内出现电价上涨或某段时间内的用电量过大等问题。

(二)有关DR的智能电网技术

智能电网技术一方面可以让DR项目变得更加容易实施和推广,另一方面还能让电力用户选择最佳用电方案来提升用电效率。“智能电表”作为智能电网技术当中重要的系统结构,不仅改善了传统电表的可操作性低、容易发生故障等诸多问题,还在原有基础上结合DR项目,使用户可以更加了解自己的用电情况,改变一些不好的用电习惯。另外,双向通信、用户门户、家域网、计量数据管理、客户服务的改进都是与DR密切相关的智能电网技术。他们同智能电表一样从根本上改变了电力用户的用电习惯,形成了更为科学、系统的用电环境。

(三)智能电网与DR合作的意义

通过智能电网与DR的相互合作,不仅可以使电力用户更为直接有效地参与到DR项目中来,还能让用户本身更加直观地理解DR项目与智能电网之间的关系,从而选择更合理的用电方式以降低自身的用电成本。另外,通过智能电网的尖端技术,可以在一定程度上刺激电力市场的发展,并借助DR资源,寻找到更为科学的新型运作模式,大大优化电力结构体系。

三、智能电网与DR的未来发展

(一)智能电网的研究方向

由于我国在智能电网方面还没有比较成熟的系统法规,因此在智能电网技术方面还有待进一步提高。虽然在个别发达地区已经采用了智能电网模式,并在一定程度上结合了DR项目的发展经验,但依旧需要更多实践性的探索。根据国外的先进经验,我们可以先从分布式能源的接入点这一块进行深入研究,并找到适合我国电力结构系统的智能电网体系,从而进一步探索、研究“多网合一”的关键技术。智能电网的最终目的是希望能够在输配用电的安全性与经济运行的持久性方面做出本质上的提高,而我国的智能电网研究才刚刚起步,未来的发展路程任重而道远。

(二)DR项目的未来构想

DR项目作为电网结构体系中不可或缺的一项重要元素,关系着智能电网的整体优化,因此,对DR项目的改善需要政府部门、供电方通力合作,并进一步加大力度来完善相关政策体系,使DR项目能够做到有法可依,避免用电管理的混乱。另外,由于DR项目与智能电网的实施或许会减少电力部门的收入,因此为了鼓励相关部门的投入积极性,政府在条件允许的情况下应该加大资金投入量,切实保证电力部门的正常运行。

(三)智能电网与DR合作设想

智能电网要充分利用DR项目的能动性大力宣传智能电网的互动性、高效性、科学性,使大家对智能电网能有一个正确的理解和认识。另外,相关部门要有意开展一些宣传教育活动,使智能电网与DR项目能够深入到群众中去,让群众感受到两者合作能够带来的好处。其次,智能电网与DR内部要通力合作,相辅相成,在智能化技术与市场运作手段方面进一步加深相互的了解,使两者能够将智能化电网进行更大范围的普及。

四、结束语

综上所述,智能电网的发展已经成为全世界电力行业共同进步的需要,其智能化的手段与全新的管理模式都将给世界带来新一轮的电力变革。从DR的视角来看,我国需要在传统电网系统的基础上,加强统筹兼顾的思想,改变电网结构的单一性,优化电网系统的操作手段,改善电力结构基础,并结合国内外成功的优秀方案来建设出具有中国特色的智能电网,并同时促进DR项目的实施,让企业参与到市场运作的实践中来,努力实现电网的智能化操作,从而保证智能电网高速的发展。

参考文献:

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【关键词】 智能电网 发展背景 定义 特征 关键技术 愿景

1 智能电网发展背景

近年来,为了应对全球气候变化,降低对化石能源的依赖程度,同时实现能源产业的可持续发展,以科技创新为手段,以低碳经济为驱动力,以实现能源的绿色、低碳、高效利用为目的的新一轮世界能源变革序幕已经拉开。在这一轮变革浪潮中,智能电网成为了“重头戏”,世界主要发达国家纷纷把发展智能电网作为抢占未来低碳经济制高点的重要战略举措。实现绿色低碳发展是我国生态文明建设的核心内容和重要特征,面对日益严峻的资源环境约束,我国电力发展方式正面临着一场深刻变革,智能电网的发展已经成为不可或缺的重要一极,将对我国经济社会又好又快发展起到关键支撑作用。

那么,究竟什么是智能电网?目前国内关于智能电网的研究现状如何?我国的智能电网的技术发展及技术路线情况又是怎样?下面将会对这些问题逐一阐述。

2 智能电网的定义

关于智能电网,目前国内国际有着多种定义和解释:

(1)美国电科院(EPRI)如是说:由若干自动化的输电和配电系统组成,以协调、有效和可靠的方式运作,快速响应电力市场和企业需求;利用现代通信技术,实现实时、安全和灵活的信息流,为用户提供可靠、经济的电力服务;具有快速自我诊断、消除故障的自愈功能。

(2)欧洲技术论坛如是说:智能电网是集创新工具和技术、产品与服务于一体,利用高级感应、通信和控制技术,为客服的终端装置及设备提供发电、输电和配电一系列服务,它实现了与客户的双向交换,从而提供更多的信息选择、更大的能量输出、更高的需求参与率及能源效率。

(3)我国对智能电网是如此定义的:集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术、电网控制技术,实现电力在发电、输电、配电、用电过程中的数字化管理、智能化决策、互动化交易,优化资源配置,充分满足用户对电力的各方面需求,确保电力供应的安全、可靠和经济,满足环保要求,适应电力市场多元化发展。换言之,智能电网是通过信息化手段,使能源开发、转换、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节,进行智能交流,实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全,节省用电成本的电力网络。

(4)某电力公司如是说:智能电网是把电力市场上所有相关实体连接在一起的输电和配电网络。智能电网覆盖了从发电到最终用户用电的整个能源转换链。智能电网把分散的大型和小型发电商和电力用户都整合到一个总体结构中。智能电网还具有很高的透明度和灵活性,允许最终用户作为产消合一的“生产消费者”参与能源市场的活动。

3 智能电网的特征

通过前面对智能电网定义的充分理解,我们不难总结出智能电网主要的特点有开放、安全、高效、清洁、自愈等几方面,下面我将分别对这几个特点逐一展开阐述。

(1)开放:提供电源及用户接入的智能化管理,既能适应大电源接入,也能适应分布式电源,特别是可再生能源的接入,实现“即插即用”,无扰接入、有序退出。

(2)安全:更好的对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应,在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备、电网的安全。

(3)高效:采用先进的实时监测、在线控制技术和需求侧引导,实现电网的优化运行、电力实施检修智能化管理和削峰填谷,增强电网输送能力,延长设备使用年限,提高能源利用效率。

(4)清洁:支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用,为用户提供更丰富的清洁功能。

(5)自愈:通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制,及时发现故障隐患,快速诊断、隔离、消除故障,自我恢复,避免发生大面积停电,提高电网运行的可靠性。

4 国内电网现状及符合国情的智能电网的发展方向

改革开放以来,我国电力工业得到了迅猛的发展。2012年4月,我国发电总装机容量突破8亿千瓦,仅次于美国,居世界第二位;截止2012年7月底,220KV及以上输电线路长度37.5万公里,电网规模一跃至世界第一位。

智能电网作为电网未来的发展趋势,目前还处在摸索阶段,各国都根据本国的不同情况发展智能电网。就我国来说,在借鉴国外经验的同时,需要考虑以下几个方面的特点来发展符合我国国情的智能电网。

(1)我国能源基地和负荷基地距离远,大型能源基地主要集中在西部,距离电力负荷中心一般都在1000到3000公里,这与欧美和日本的情况不同。未来10到20年,发展交直流特高压电网,提高“西电东送”能力将是趋势。因此,我国智能电网的发展将以特高压作为骨干网架,强调从发电、输电、变电、配电到用电、调度的全方位智能化。

(2)我国风能和太阳能等新能源发电的大规模开发利用集中在西部地区,目前并网和输送的效率都有待提高。需要通过智能化手段,提高对风电、太阳能等不可控的、间歇性的可再生能源的预测精度,在准确预测的基础上进行合理调度,解决大规模可再生能源并网和消纳问题。目前西部地区主要靠火电进行调峰,势必会降低火电发电效率,风电具有季节性,一般在冬季发电量较大,这就与火电厂供热负荷相冲突,也会减小其调峰能力,类似这样的矛盾都需要通过发展智能电网来解决。

(3)长期以来我国更为重视的是防范大面积停电,关注大电网安全,虽然对局部配电网安全也在逐渐提高关注程度,但投资方面欠账很多。目前,我国在输、变电环节的智能化程度高一些,配电领域智能化程度相对较低。在分布式电源大量运用的情况下,特别需要配电领域智能化的发展。分布式电源的投资主体往往是用户和设备商,但他们的积极性不高,现在也没有看到盈利模式。智能配电网只有真正实现盈利和提高能效,才能大范围普及。因此,我国配电智能化的发展应主要立足如何降低成本和提高效益。

(4)现在我国电网的安全性高,主要靠继电保护和自动装置这些二次设备。我国电网二次设备是世界领先的,但一次设备,像大电网的网架结构等,与国外的网架相比还不够坚强,往往需要二次设备来弥补一次设备的不足,出事故时通过自动装置切换和调整电网结构来保证供电安全。电网安全性和供电可靠性是电网建设的第一要义,未来需要通过智能化广域监测和安全稳定控制等技术手段来保障,这也是智能电网自愈性的体现。

5 智能电网的关键技术

智能电网的关键技术有传感与通讯技术,智能计量技术,设备技术,控制技术,可视化展现与操作技术,下面就这些方面逐一阐述。

5.1 传感与通讯技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现。

5.2 智能计量技术

参数量测技术是智能电网的基本组成部件,先进的参数量测技术是获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。

5.3 设备技术

智能电网要广泛才用先进的设备技术,极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。

未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术,超导技术以及大容量储能技术。

5.4 控制技术

先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。如江苏电网在电网安全稳定实时预警及协调防御技术方面实现了电网精细化调度和智能化控制。

5.5 可视化展现与操作支持技术

决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员一目了然的可理解的信息,因此,动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展示技术用来帮助系统运行人员分析和处理紧急问题。

6 推进我国智能电网建设的技术路线

智能电网建设是一项涉及社会各个方面的系统工程和长期工作。 1999 年清华大学提出从“数字电力系统”理念,揭开我国数字电网研究工作的序幕至今,我国在智能电网领域取得了很多成绩。未来发展智能电网,从技术路线来看,主要包括以下九方面:

一是加强智能电网规划理论与方法研究。随着传统电网的负荷分布、电源布局及电力流向发生变化,原有的规划方法不能适应新环境下的系统规划要求,需进一步加强智能电网规划理论与方法的研究;

二是提出统一的标准和模型。这是保证智能电网成功的关键。建设智能电网首先需要采用统一的数据模型、统一的传输交换协议、统一的网络,建立高效互通、集中协调的电力系统信息架构。所以,我国应尽快组织开展技术标准的制订工作,提出中国智能电网的标准体系结构;

三是研究储能技术。开发研究和应用储能技术,以实现存储富余电能与释放电能供电的调控,将大量的、不可控的清洁能源转化为稳定、可靠、可控能源,最大限度消纳清洁能源;

四是建设智能调度体系。随着电网的智能化发展,要对新能源、分布式能源、微网、储能等并网运行控制技术和需求侧响应模型深入研究,并结合科技信息技术的进步,建立起先进、安全、可靠的智能调度体系,提高电网安全稳定运行水平和运行效率;

五是推广新能源和清洁煤发电技术。重点研究先进的新能源发电核心控制技术,使新能源电站在向电网提供优质电能的同时具备支撑电网运行的能力,实现与电网的友好互动;

六是提高智能装备技术和智能变电站的建设。从智能电网的总体方案出发,循序渐进开展智能变电站建设。制订相应的标准和规范,规范智能变电站的建设和相关智能设备的研发;

七是加快智能配电网建设。作为提高电网整体性能和效率的关键环节,应加强配电网的网架结构和配网自动化与信息化建设,支持分布式电源、微网以及储能装置的灵活可靠接入,改善配电网性能,提升电能质量,保障供电可靠性;

八是发展互动智能化用电。实施电价动态管理,引导用户合理用电。让用户参与供需互动,实现大范围地削峰填谷、减少系统备用容量,保证电力平滑输出和系统的安全可靠运行。同时,引导和鼓励用户开展分布式电源、新能源的开发利用,支持用户余电上网,从用户侧解决能源供给问题;

九是促进电动汽车发展。一方面通过智能电网的建设完善电动汽车配套充放电基础设施网络,以及合理的电动汽车充放电站布局。另一方面,推动电动汽车成为电网中移动的、分布式的储能单元,可有效降低电网峰谷差和传统调峰备用发电容量,提高电网利用效率。

7 智能电网的美好愿景

智能电网的实现将会令人无比激动和兴奋,我以简单的示例来展望智能电网:譬如居民可通过互联网实现对家中电器的远程控制,例如:忘了切断正在炖肉的电汤煲的电源,在办公室用鼠标操作系统,即可关闭电汤煲;坐在办公室里敲击鼠标,家里洗衣机就开始工作,电饭锅开始做饭,提前开启空调让你进屋就凉爽;另外,智能电网普及后,一套线路就能实现通讯网络、电话线、电线等多合一的功能,这样就能减去家里凌乱的线网和购买大量各种线材的费用……。

智能电网的愿景是光明和美好的,但是智能电网与能源技术是相辅相成、相互依托、互相促进的关系。单靠智能电网并不能解决所有问题,如能源供需问题、能源利用效率问题、环境保护问题、电网安全问题、电网调峰问题等。要解决上述问题,必须依靠新能源技术、高效储能技术、碳减排等方面获得突破。

此外,智能电网进入全面建设和改造的过程当中,对各类自动化及更高一级的智能化电力设备供求会快速增加。根据国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》,明确了坚强智能电网技术标准路线图,是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是,到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网,形成以华北、华中、华东为受端,以西北、东北电网为送端的三大同步电网,使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

这些都将进一步刺激我国电力设备在自动化技术和智能化技术上的融合,从而反哺我国的智能电网建设。

智能电网并不是一次性全部完成,而需要进行试点验证,再逐步大力推进。通过不断的总结、完善、提高,最终实现发展目标。

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关键词:智能电网;继电保护;数字化

中图分类号: TM774 文献标识码: A

继电保护是电力系统安全稳定运行的安全防线,是电力系统安全运行的重要保障,对于电力系统非常的重要。随着电力技术的发展和进步,电力系统不断进行改革,智能电网是电力系统改革的最新产物。图1为我国目前已经投入使用的智能电网。智能电网通过结合现代科学技术和运用先进的机械设备在技术上能够实现信息化、自动化、数字化、互动化;在电力系统管理上可以做到集约化、标准化、精益化、集团化,能够实现电力资源的优化配置,做到电力供应的安全可靠、高效经济、环境友好,对于缓解电力资源的危机具有非常重大的意义。

1 智能电网继电保护的基本结构

继电保护是保证电力设备安全运行的重要保护装置,它的智能化、网络化、自动控制与保护、测量和数据通信一体化的发展,能够有效的促进电力智能化的发展。在电网中实现分布式、交互式供电对继电保护装置提出了重要的要求。在智能电网中采用传感器对电网的发电、供电、配电等主要设备进行实时的监控,自动获取相关设备工作的数据,进行整理、分析,实现对电网的保护功能与保护定值的动态监控和修正,促进电网的稳定运行。对于智能电网的继电保护装置而言,不仅需要保护电网中的设备,还要保护与之相关的设备,以及相关的连接点,能够实现对点电网运行的故障及时的识别,并迅速的对故障进行隔离与恢复,减少供电事故的发生。图1为智能电网继电保护构成示意图,可以看出在智能电网中,继电保护装置通过传感器采集被保护对象所有电气量信息以及关联的其他节点运行信息,再对电网中这些实时数据进行分析,它通过监控系统对电网的运行情况进行分析,实时的做出故障判断决策,或根据运行情况调整继电保护装置保护功能和保护定值,使继电保护装置能够灵活的适应电网的变化。

2 智能电网对继电保护的影响

智能电网是在原有电网的基础上,将通信技术、信息技术、网络技术、计算机技术、传感技术、自动控制技能有机的结合在一起,将配电网的发电、用电以及电力的输送等各个环节有机的融合在一起,实现一个高度智能的电力网络,原有的电网继电保护装置明显的不能满足电网工作的需要,需要对继电保护装置进行改进设计,以满足智能电网发展的需要。

(1)数字化。传统的继电保护对互感器的性能、互感器的故障、电网的二次回路接地方式和二次回路断线问题进行控制和管理,但是,在智能电网发展的过程中,电网的自动化控制将明显的减少互感器性能和故障的问题,也提高了继电保护中电气信息量传输的稳定性和真实性。数字化技术的发展,提高了智能电网的继电保护的稳定性,也改变了智能电网的保护方式。

(2)网络化。随着信息技术在电网中的应用,数字技术在电网建设中的广泛应用,对电网的继电保护带来了重要的影响,促进继电保护装置也向自动化、智能化、数字化、网络化的方向发展。数字化变电站一般采用的是分布式分层管理的结构,利用通信服务接口和统一网络管理平台对电力系统进行管理,实现电网智能设备之间数据相互操作,形成一个开放性的电网网络管理结构,新一代的数字化电网、智能化电网的发展,促使继电保护装置在获取信号和信息获取途径发生改变,利用网络技术的数据共享实现对电网的电气元件的控制、管理和保护,通过利用网络设备的共享信号实现对网络继电保护的控制和管理。

(3)输电网络的灵活化。传统的电网暂态过程的复杂性和多变化,以及电网运行方式灵活控制是电网在运行的过程中,容易出现多种不稳定的因素,使现有继电保护装置面临较大考验,智能电网有效的提高了电网的输电效率,采用智能化的控制设备,控制手段灵活,能够通过网络实现控制信息的共享化,智能电网的故障暂态过程与传统的电力系统不同,采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置等相关的电力智能控制设备等灵活的输电控制技术,能够有效的提高电网传输的稳定性和可靠性,采用智能化的电力继电保护设备,能够有效的实现电力设备的远程管理和控制,有效的实现电力网络的智能化控制。

(4)整定自动化。在传统电力系统的继电保护装置中,对保证定值的调整是采用传统的人工方法进行的,而且定值的调整是需要根据电网中保护线路的运行情况来进行调整的,不能有效的根据整个电网的运行来进行判断,当电力线路发生事故时,继电保护的功能明显滞后,智能电网继电保护的功能有着明显的改变,能够有效的根据电网运行的情况,能够自动的调整继电保护的整定和自动配置系统保护设置,实现整个电网系统能够进行分布协同保护和对电网的自动化管理,改变了传统的电网分散独立的继电保护方式,实现电网的智能化管理。

(5)智能电网的广域化发展。随着信息技术、智能技术、网络技术在电力系统中的广泛应用,电网信息化的发展,电网正在进行局域PMU的WAMS技术的信息化网络建设,智能化的继电保护信息系统已经在电力系统中得到了广泛的应用,它利用WAMS网络的共享信息,能够有效的调整继电保护的整定值,采用WAMS提供的电网中所有设备的工作信息,能够有效的促进电力系统智能化的发展。

3 智能电网继电保护所需注意的问题

智能电网应用和发展,促使了继电保护装置应用技术的转变,但是,智能电网的发展,信息化和网络化的发展,要求必须转变传统的继电保护管理的思想。

(1)利用数字化技术提高继电保护的工作性能。在智能电网中,采用数字化的继电保护装置,提高电路中的互感器性能,减少互感器运行的故障,降低电网中的二次回路断线和接地过程中出现的故障,利用智能电网中信息真实性和共享性,提高继电保护的定值功能,简化电网中的保护功能,提高数值传感器的继电保护的整体性能,实现电力网络智能化快速发展。

(2)保护配置形态的改变。传统电网的继电保护装置信息的传输和获取主要通过网络进行数字化传输的,主保护的性能利用网络设备上的电气元件的工作信息,提高了电力网络的可靠性。智能电网中继电保护采用先进的电子技术、信息技术、网络技术共享电网中设备的信息,能够自动的调整继电保护的定值功能,及时的对电网故障进行处理。通过电网智能控制装置和继电保护装置实现对电网的一次和二次设备的智能化控制,提升电网二次回路的稳定性,简化电网的建设功能,提高电网配置的可靠性。

(3)安全自动装置性能的提高与拓展。采用先进的相量测量(PMU)技术对电网的传输的相位进行测量,运用广域测量技术(WAMS)对电网中设备运行的信息和数据进行传输,对电网汇总时间敏感性不强的电力保护设备进行控制和管理,从而使得现有保护和安全自动装置的延时整定功能得到提高,提高电网运行的稳定性。通过对智能电网的继电保护定值功能进行设置和调整,能够有效的提高电网安全事故的预警功能。

4 结束语

智能电网是未来电力系统的重要发展方向,能有效提高电网安全运行的效能、电力系统的稳定性,而继电保护的智能化发展能够全面的利用智能电网中设备运行的情况,及时的调整电力系统的定值功能,为未来电网的发展提供技术支持。

参考文献:

[1]林宇锋,钟金,吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术,2010(11).

篇5

[关键词]智能电网技术;自愈性;兼容性;交互性

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.18.093

[中图分类号]TM76 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)18-0-01

智能电网亦称“电网2.0”,是指电网智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。近年来,随着经济和计算机技术的不断提高,电网事业发展速度也日益加快,但随之而来的是各种电网问题,为保证电网安全稳定运行,各国纷纷开始进行智能电网的研究,并取得了相应成果。本文主要对智能电网技术的现状与发展趋势进行分析。

1 智能电网技术发展现状

不同国家具有不同国情、不同资源分布及处于不同发展阶段,因此,世界各国对智能电网的理解、思路、重点及发展方向也存在明显差异。美国在进行智能电网建设时,通过利用电力网络基础架构的升级更新来加强电网的安全稳定运行,同时,充分利用计算机应用技术,实现系统智能对人工的替代。其发展智能电网的重点在配电和用电侧,注重推动可再生能源发展,注重商业模式的创新和用户服务的提升。欧洲国家发展智能电网侧重于利用太阳能、风能及生物质能等可再生能源,推广分布式发电,从而带动整个电网行业发展模式的转变。而日本构建智能电网以新能源为主,根据自身国情,主要围绕大规模开发太阳能等新能源,确保电网稳定,构建智能电网。

我国智能电网技术研究相对较晚,根据我国电网发展特点,并结合国际电网技术的发展情况,进一步加强我国智能电网建设。我国智能电网的建设更加关注智能输电领域,将特高压电网的发展运用其中,从而保障电网的安全稳定运行。另外,国家电网企业也在积极转变电网发展方式,用户的用电行为也逐步改变。为实现电网的智能化,还需要不断研究并开发相关技术。目前,我国正在不断开发和研究电网储能技术,风能和太阳能等可再生资源的接入技术,微电网等系列新技术等,并取得了一定成绩。

2 智能电网的特点

虽然不同国家针对自身国情对智能电网建设提出的重点和目标有所不同,但智能电网的建设都是基于市场、电能质量、安全和环境因素进行的,因此,它具有以下功能特点:一是自愈性,能不间断地对电网可能出现的问题进行评估和预测,确保电网的安全稳定;二是兼容性,能对风能发电和太阳能发电等可再生能源的接入进行合理支持,保证分布式发电与微电网并网运行;三是交互性,能加强电力公司与用户的双向联系,从而促进双方交流,以此实现电力供给的相互适应;四是协调性,能有效与批发或零售的电力市场进行合作,从而提高对电力系统在市场规划中的管理水平;五是高效性,能提高资源和设备使用率,从而降低运行成本和投资;六是集成性,通过对平台和模型的统一,从而实现标准化、精细化、规范化的管理。

3 智能电网的发展趋势

3.1 坚强、灵活的网络拓扑

坚强、灵活的电网结构是未来智能电网的基础。根据我国生产力发展和能源分布的现状,能对远距离、大规模输电及大范围的资源进行优化配置。因为特高压输电能具有提高输电容量、降低输电损耗、保护生态环境、节约工程投资等优点,因此,其成为智能电网发展的必然选择。

3.2 开放、集成的通信系统

智能电网要求对当前电网系统状态进行监视和分析,不仅能判别可能发生的故障,同时还能做出预测,对已发生的问题做出响应。此外,还要不断集成和整合电网生产运行管理平台和企业资产管理,为电网各方面建设、运行提供全方位的服务。因此,对通信系统和网络安全的标准性、集成性和开放性提出了更高要求。

3.3 智能读量体系和智能需求侧管理

电网智能化要求准确地掌握用户的用电规律和情况,从而有效平衡供电量和需求量。运用智能电表和通信系统组成的先进计量系统,不但能使用户参与实施电力市场,而且能够实现对诸如远程监测,分时电价和用户侧管理等的更快和准确的系统响应。

3.4 智能调度技术和广域防护系统

智能调度是智能电网建设的关键环节,调度的智能化主要是对现有调度中心功能的重大扩展,智能电网调度技术是进行智能调度研究与建设的核心,它能全面优化资源配置,加强调度系统对电网的驾驭能力,提高科学决策管理能力,提高灵感高效调控能力。调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护及紧急控制一体化的新理论、新技术,从而协调紧急控制系统、电力系统元件保护、控制系统、恢复系统等多重安全防线的综合防御体系,实现实时决策指挥,以达到有效防治灾害的目的,实现大面积的连锁故障的预防。

4 结 语

尽管智能电网还是一个比较新的事物,且处于发展初期,但智能电网能有效保证电网安全稳定、经济有效运行,它必将成为未来电网发展的新趋势和新潮流。目前,世界各国都在不断对智能电网技术进行研究,从而实现电网智能化构建,以促进电网事业的快速发展,为工业发展和居民生活用电提供有力保障。

主要参考文献

[1]季阳,艾芊,解大.分布式发电技术与智能电网技术的协同发展趋势[J].电网技术,2010(12):15-23.

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【关键词】智能;配电网;规划体系

基于智能配电网,即是综合自动化技术、通信技术、信息技术以及现代化的管理方式和理念,提高配电网设备性能和电能质量,以达到供电稳定的效果。智能化的配电网是城市配电网未来的发展方向,其技术含量高、内涵复杂,在规划建设上与传统配电网存在很大不同。

一、传统配电网规划存在的问题

传统配电网规划,主要内容为配电网现状分析、负荷预测、技术原则确定到网架规划,项目确定和经济分析等,其中影响电网网架的主要因素是负荷水平、配网短路电流、负载率、投资和可靠性。与智能配电网相比,传统配电网规划存在的主要问题是:

(1)人为操作的不稳定性,导致数据的差异。传统配电网规划过程中,配电网网架及运行数据一般是人为测算的,这样有很多的不稳定性。再加上每个单位和个人的测算方式不同,导致前后数据无法达成完全统一。

(2)在进行电网网架规划和平衡电力时,大多数情况下很容易忽视分布式电源的影响。近年来,随着智能电网的相继建立,分布式电源的应用也逐渐变得越来越多。但是之前,人们还普遍对分布式电源的影响认识不够充分,忽视分布式电源的影响在所难免。

(3)通常情况下,短路容量很容易影响配电网的规划过程。很多情况下,环网下也要保证开环运行状态,再加上短路容量这一局限因素的影响,经常导致环网可靠性降低。

(4)配电网经过规划后,大都比较简单,以致于在投入运行后效率较差。规划后的电网线路的负载率根据接线模式的不同而不同,比如,单环网的负载率只有50%不到。通常规划中由于配电网本身的自动化程度有限,是不会选择较为复杂的接线方式,这样一来配电网整体的运用效率自然相对较差。

二、智能配电网中常用的几种技术

1、分布式储能

分布式储能就是一种连接在配电网上实现能量储存和转换的装备,这种设备的组装时间很短,能快速地实现模块化管理。主要有电化学储能、电磁储能、机械储能和热能储能等。

2、柔性配电技术

柔性配电技术是柔流输电在配电网领域的延伸与扩展。主要是由电能质量和动态潮流控制两部分组成。

3、故障电流限制技术

故障电流限制技术是利用电力电子、高温超导技术限制短路电流的技术。必须配合使用故障电流控制器(FCL),才能使短路电流不受可靠性、电压质量和损耗的限制降到一个较低的水平。FCL是一种串接在线路中的电气设备,其在智能配电网中广泛应用。使用FCL可以将短路电流控制在2倍的而定电流以下,使配电系统避免短路电流的危害,传统配电系统中的电流断路器将会被取代。

4、高级配电自动化

配电自动化是智能配电网技术的基础,是综合利用多种通信方式,实现对配电系统的监测与控制,并通过与其他应用系统结合,实现配电系统的管理。高级配电自动化包含运行自动化和管理自动化两方面。配网自动化通过实现数据采集和监控、故障自愈、电压及无功管理等方面功能,能够提高供电可靠性和供电质量,提升供电能力,是实现配电网高效经济运行的重要手段,其合理运用是实现智能配电网的重要内容。

5、微电网技术

将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合,形成配电网中一个单一可控的独立供电系统,与配电网互联运行或独立运行,一定程度上避免直接对电网产生影响。微电网可由集控中心、多种分布式电源、智能化用户、多种储能设备、自愈性网络等构成,具备双向交互性、灵活性,可提高分布式电源效率,为重要负荷持续供电,同时提高电网内电能质量要求等特点。

三、智能配电网规划的影响因素分析

1、分布式电源

分布式电源不仅影响电力电量的平衡,而且影响各级电压的供电设施以及网架结构。一般在农村适合安装分布式的小容量太阳能。“金太阳”工程的完工标志着分布式电源工程的开展。

2、短路容量

故障电流技术的应用,能够实现电网线路在出现故障的情况下自动闭环,停止运作,在接线模式的选择上更加灵活。短路容量这一问题得到有效处理后,高压配电站在配备主变压器时更考虑高容量的变压器。可以应对更大规模的用电。

3、输送容量

柔性配电技术的发展,有效地提高配电线路的电能质量,同时增强在输送中的电量,达到进一步优化配电网架的作用。

4、高级配电自动化

分布式电源要想得到很好的应用,必须有高级配电自动化的配合。同时高级配电自动化这一水平的提升,对网架的选择提供更多的可能,可以选择较为复杂的网架方法。

5、量测系统

智能配电网的规划需要的数据必须更加准确,高级量测系统的建设可以提供配电网规划中需要的精细数据,将提高规划过程的科学性。

四、智能配电网规划体系

智能配电网的规划相对于传统的配电网规划体系中大部分地方仅开展配电网的编制的缺陷,将因地制宜的采用一些相应的技术,对接线模式进行专门研究,制定详细的规划原则。

1、科技专项规划

科技规划一般就是要针对当地的实际需要与发展情况制定适合的规划方案。一般是对柔性配电技术、故障电流限制技术以及高级配电自动化技术的科学规划。周期最好是5年。

2、电源规划

在参考当地自然环境和有关政策的基础上,制定出针对性的电源规划方案,包括传统的热电联产和储能装置。规划周期建议最好是5年以上。

3、电网规划技术原则

根据智能电网技术的发展,对接线模式、主变压器容量、线路输送容量等进行研究,综合考虑规划技术标准,应用供电可靠性的成本分析法确定符合当地特色的规划原则。这一工作周期最好是五年以上。

4、电力设施布局规划

电力设施布局规划是对智能配电网规划的成果和电源规划、二次专项规划中有涉及到市政资源的设施进行布局规划,工作周期最好是五年。

5、规划中需注意的问题

每一次启动电网规划前,必须对上一轮规划进行评估,寻找规划中的不足以及与实际情况的差异,改善规划思路。同时在规划中需要关注智能配电网发展趋势与当地经济相结合,充分利用存量电网资产,不断探索更为灵活的配电网规划方法,重视规划的可靠性,开展信息化的智能配电网的规划。

结语

综上所述,当前科学技术的快速发展,对于电网的规划提出了更高的需求,基于智能配电网已经成为一种趋势。智能配电网规划的实施,必须改进传统配电规划体系的缺点,以及当前电网发展情况和实际需求,针对性地做好电网规划,这样才能使基于智能的配电网规划体系实现更高的工作效率和更低的运行成本

参考文献

[1]刘丰艺;崔征;王志刚.城市智能配电网规划建设模式研究 [J].科技信息,2014(02).

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关键词:智能电网;电力系统;规划;特点

中图分类号:U665.12文献标识码: A

现代社会所倡导的是可持续发展理念,而随着经济的发展,能源不足的问题日益显现,如何推行可持续发展理念,寻找一条可持续发展之路,是电力系统规范发展的重要方向。从电力系统角度来看,电力技术的市场前景是非常广阔的,并且目前社会主义市场经济需要智能电网的融合和推动。鉴于智能电网的主要特征:“安全”、“可靠”、“高效”、“经济”、“环境友好”,那么智能电网的重要性就逐渐体现出来了。本文就根据智能电网的主要作用、特点、技术构成等相关方面进行研究,探索智能电网在电力系统和技术应用中的巨大作用。

一、智能电网的含义和特点

(一)智能电网的含义

若干年前,一位科学家创造出了一种新型的无线控制器,主要是采用一种群体方式,将楼宇中的电器进行统一协调和调动,这就是智能电网。智能电网也被称为未来电网,它并不是具体的一个电网设施,而是一种综合了先进技术、将电网设备与其相结合的现代化电网,其主要特征为“安全”、“可靠”、“高效”、“经济”、“环境友好”,智能电网所涉及的专业领域很广泛,包含了制动控制、分析决策、导航感应、传感测定和计算机技术等。如果想深入研究智能电网,那么应该充分理解其含义、特点、所采用的技术等多个方面。

(二)智能电网的特点

智能电网是以环境内容、市场导向和安全信息为基础的,其特点有如下几点:兼容、绿色、优质、协调、集成、交互、自愈、高效。这8个特点中,自愈的含义是供应电力的同时,智能电网能够及时找出运营过程中的错误和问题,进而妥善解决,从而使得电力输送的质量更加稳定,并且安全性、可靠性也更加切实;此外,交互的含义是智能电网将用户和电力企业进行双向的沟通和反馈,最终使得两者相适应,智能电网的双向通信和双向沟通是交互性的重要体现,那么电力用户就能以自身实际情况为基础,电力企业就能为其提供指定的需求。智能电网中的先进技术应用范围非常广,采用先进技术对智能电网进行优化和融合,就能有效提高其经济效益,并且高效运作;而绿色则是为了凸显智能电网所用能源为清洁的、绿色的、可再生的,这些能源不会对环境造成任何不利影响,还能缓解目前资源消耗量大的现状,能有效解决地区的能源不平衡分部问题。此外,智能电网还能将自动化生产和计算机技术综合并应用,且通过联网,还能够实现地方性的具体交易甚至全国性的大宗电力交易。

二、智能电网在电力技术和规划中的运用

智能电网最大的优点是能够利用洁净的、新型的和可持续的资源进行发电,从而减少了资源的损耗和生态环境的保护,我们在对智能电网的含义和特点进行深入了解后,可以具体分析其特征,进一步实现智能电网在电力系统中的多元化应用。

(一)智能电网在发电中的充分应用

电力生产中的重要环节之一就是发电,那么如何将电力资源进行转化和储存所需要用到的科学技术进行广泛应用和推广,是目前电力技术和系统规划中的重要任务。智能电网能够利用最新的发电设备和技术传输并储备电力,在上述过程中,智能电网所利用的发电技术是多种多样的,例如生物发电系统、风能发电方式和地热发电等等,智能电网能够将上述发电方式有机综合,在为社会带来充足电力的同时,还能进一步降低环境污染率;另一方面,智能电网通过采用多元化的技术,还能有效提高电力系统的可靠供电性和安全供电性,从根本上缓解了电力供不应求的局面,逐渐将供电和发电趋向平衡。

(二)智能电网在输电配电中的应用

输电和配电属于智能电网应用中的关键步骤,那么怎样才能做到输电配电中对智能电网的有效应用,是目前较重要的一个环节,在智能电网中合理应用输电和配电,能够对电力资源进行高效的利用。智能电网能够智能配置电网,并利用特高压的输电技术和设备进行电力的分流和运输,将输电和配电有机融合,不但能够将较远距离之外的电力系统相连接,还能利用超高温高导输电措施将损输电的耗降到最低,将污染度控制在0。

(三)高速双向通信的应用

智能电网的技术中,高速双向通信是其重要的组成部分,该通信所用到的是智能电表和电子设备等高新技术,且这些高新技术相互融合、相互作用,能够达到智能管理的目的。在电力系统中,智能电网能够在电力运行过程中对用电量、输送电力的具体情况进行实时监控,对于运行时出现的问题,也能进行智能纠错,因此,智能电网在高速双向通信中具有很高的实用性,实现了电力输送的高效性和科学性。

(四)智能固态表针的应用

传统的电力系统中,广泛应用的是电磁表,电磁表能够对用电进行有效管理,而智能固态表针与其相比,其优势和特点就明显体现出来了。例如智能固态表针能够促进电力使用情况的即时通信和及时交换,对于不同时段的电力使用情况和用电价格能够进行记录、综合和掌握,从而推进用电的科学化和合理化。

(五)采用先进的电力技术对电网进行管理

智能电网的应用就代表必须要对旧式的电力技术进行创新,智能电网在建立和实施的过程中必然会具有多元化的新型技术和性能极佳的设备,例如全控型的大功率电器和元器件等等。这些最新的高科技设备也是目前对于智能电网建设和应用的最新要求,能够有效提高电力设备和电力系统的运行效率。

(六)智能电网在电力调度中的应用

我们知道,电力系统的电力管理和调度是一个系统化的过程中,它涉及的面相对较广,同时具有一定的复杂性。实现智能电网的应用,可以通过智能化系统对电力资源进行跟踪分析,有针对性的开展电力调度和控制,因为智能电网可以对电力运行数据进行分析,进而采取智能化的操作,避免了一定程度上的用电故障和电力管理混乱情况的出现。

三、结束语

总而言之,随着社会不断发展,市场经济发展越来越繁荣。我国电力系统更应该顺应社会发展需求,不断整改应对措施。这些问题需要得到积极的应对,在改进基础上提升智能电网效率。在改革过程中,电网发展越来越顺畅,呈现出全新的发展模式。可想而知,在未来发展中,它将具备新前景。这也正是我国电网发展之趋势,这个趋势呈现出美好的景象。我国是一个人口众多,地域辽阔之国家,电网布局要符合我国国情,进行布局时能够充分考虑全局观。基于复员辽阔的国情上,进行科学化的电网建设和布局,这对未来电网发展有重要作用。在进行具体的建设时,应该着重做好电网规划,制定出发展战略。这样才能在竞争激烈的市场经济中,占据一席之位。科技推动社会发展,电网建设离不开智能化电网技术的融合,想要实现这一目的,需要进行规范化管理。

参考文献:

[1]王建平,王梦彪.智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究[J].电子测量与仪器学报,2013(03)

[2]鞠阳,张惠刚.智能电网信息工程专业人才培养体系构建[J].南京工程学院学报:社会科学版,2013(01)

[3]杨洋.基于无线传感网的智能电网线路传感器系统的研制[J].贵州电力技术,2013(03)

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关键词:电力工程技术;智能电网建设;应用

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.153

0 引言

随着当前我国国民经济的快速发展,电网建设也获得了比较大的成就,我国经济社会发展及人民群众的生活需要得到了很好的满足。随着电力工程技术的快速发展,我国电网建设也开始进入到智能化、高科技化的现代电网建设新时代中[1],这种情况下应该对我国电力工程技术发展新趋势以及智能电网建设的主要特点进行分析,这对促进我国智能电网的快速建设具有非常重要的作用。

1 智能电网的主要特征

在智能电网建设过程中,应该对当前我国的现实情况进行充分考虑,从总体上来看我国智能电网建设应该从以下几方面对其特点进行分析。

(1)电网架构牢固。 我国自然灾害的发生频率非常高,自然灾害一旦发生会对电网体系带来极为不利的影响,甚至造成电网无法正常运送的后果,因此在构建智能电网时应该充分注意架构的牢固性,只有这样才能保证电网免受自然灾害的影响,不会由于外界环境因素的影响而停止运行。

(2)经济效益。在建设智能电网的过程中应该全面考虑经济效益,采用先进的典型工程技术,有效降低了电网在建造及运营环节中的成本,在建设过程中应尽量减少建造的成本,同时还能在有效供应电能的基础上提升经济效益。这样一来不仅可以保证电能品质,同时物质收益也可以得到很好的保证。

(3)交互性。所谓交互性是指在后面的能源供给过程中,需要构建高质量的市场沟通体制,并注意在第一时间内对客户各方面需求进行掌握,按照客户的需求对服务的品质进行优化。智能电网打破了以往电网使用的单向传输模式,按照用户的实际需求提出有针对性的解决建议,可以从最大程度上使用户满意。

(4)自动化。所谓自动化特点是指及时诊断电网的故障,并进行自我修复,这样一来不仅可以节省时间,同时还能有效降低成本。配电自动化融合了计算机、现代控制、网络传输多种技术,使得电能质量和供电可靠性明显提升,为客户提供更优质的服务。例如110kV光电复合海缆实时运行综合监测系统,利用光电复合海缆应变、视频监控、等子系统组网,实现应变、温度异常自动报警及故障点快速定位、事故预警、事故定位以及肇事船只确认等功能。

2 智能电网建设过程中电力工程技术的具体应用

2.1 电能的质量优化技术

电能的质量优化技术主要是指利用对电能的等级划分以及对电能质量评估体系进行完备建设的基础上,针对用电经济性展开精确分析,同时建立起基于用户经济性与技术等级两个不同的质量评估体系,在不断满足用户各方面需求以及规范用电市场的基础上,促进智能电网建设朝着高质量、经济性的方向发展。具体说来,电能的质量优化主要涉及到了自适应静止无功补偿技术、元滤波器技术以及连续调谐滤波器技术等,以上技术的应用可以有效提升电能运输质量,同时使电能使用成本得到极大的降低,在价格上也具有非常明显的优势,具有非常好的环保效果及能源可持续利用效果,具有非常好的应用及发展前景。

2.2 柔流输电技术

柔流输电技术在智能电网建设中的应用,可以将污染较小的新型清洁能源引入到电网建设中,它是在电子技术、通信控制技术以及微电子技术基础上发展起来的,可以对交流独显进行灵活控制的一项技术。由于我国智能电网建设主要输送超高压输变电,因此在建设过程中应该注意将污染降低到最小,将新型的清洁能源引入到智能电网建设领域,可以进一步促进能源隔离的实现[2]。所以,柔流输电技术的应用可以很好的与我国智能电网发展新趋势相适应,将智能电网建设和电力工程技术的发展充分结合起来,促进智能电网建设速度的加快,充分保证智能电网可以安全稳定运行,同时降低输电过程中出现的电能损耗,有效的提升了智能电网的输电能力。

2.3 高压直流输电技术

当前我国主要采用直流电输电方式进行输电,输电过程中也会存在交流电,所以利用高压直流输电技术可以使输电网络整流的工作状态得到很好的实现。与此同时,在直流输电系统中应用环路器可以有助于输送电流稳定性及可靠性的提升,性价比非常高。但是更为重要的一点是,高压直流输电技术还可以实现远距离输电,为远距离孤立区提供稳定的电能。所以随着当前我国社会经济的快速发展以及边疆的大力开发,高压直流输电技术可以适应远距离输电的特性将会被广泛应用,在更大更远距离的输电工程中获得比较广阔的发展空间。

2.4 能源转换技术

当前能源短缺、全球变暖已经成为人类关注的焦点,这种情况下世界各地开始纷纷致力于各种新型能源的开发,尽量降低能源污染为环境造成的污染[3]。所以利用先进技术进行能源转换也成了当今低碳经济能源利用的关键所在。当前我国已经开始着手开发电厂并网技术。光伏发电技术在未来电网建设中具有非常广阔的发展前景,然而当前我国能源转换技术与世界其他国家相比还存在明显差距,所以,我们必须加大资金与技术上的投入,大力研发能源转换核心技术。

3 结语

综上所述,在本文中笔者主要对当前我国新能源在智能电力网络发展过程中的应用精心的分析,并针对其特征展开了简单的概述。从本文的分析中我们可以了解到,电力工程技术在智能电网中应用非常关键,有必要对有关电力工程技术的相关问题进行探究。可见,电力工程技术的高效运用,对于优化我国智能电网的发展具有十分重要的作用,同时对智能电网中能源进行优化,最终可以保证能源、经济得到长期的发展。

参考文献:

[1]张文亮,汤广福,查鲲鹏,贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报,2010(04):1-7.

篇9

关键词:智能电网;电力产业;发展问题;前景

一、存在于智能电网建设及电力产业发展中的主要问题

(一)在建设计划上有待完善

一般来说,智能电网的建设是一项极其复杂的工作,必须经过各个系统的密切配合,然而因为现阶段我国在智能电网的建设规划上还存在一些缺陷,所以完善智能电网的建设规划是首要工作。应该结合我国电力系统发展的实际特点,制定出符合我国电力行业发展规律的智能电网体系[1]。在其实际制定中,不仅要考虑地域、环境的影响,还应该考虑经济情况和所需用电量的大小,同时也不能忽略电力输送以及电力系统管理工作等方面的问题。

(二)缺乏相关的技术标准

相比于普通电网的建设,智能电网需要更加全面、全方位的技术手段的支持,但是因为智能电网这一系统的建设在我国起步较晚,所以与其相配套的技术手段和体系标准目前还是不十分的健全。有效、科学的技术标准,不仅能够显著的降低智能电网的建设成本,还可以使智能电网的建设更是高效,减少误区。智能电网本身就比较复杂,所以其相关技术标准的完善更是一项长期、系统的工作,需要所有相关工作人员共同的努力。

(三)囊等嗽钡淖酆纤刂视写提升

除了健全的技术体系,相关建设工作人员的专业知识理论也是建设智能电网的基础,工作人员的专业素质也直接影响着智能电网的建设效率和质量。由于智能电网在我国的发展时间比较短,所以与其相关的专业理论知识体系还不够完善,建设技术的水平上也有待提高。而智能化电网的建设具有极强的技术性和专业性,未经过系统知识体系培训的工作人员很难将智能电网的建设工作做到游刃有余。同时,其他国家智能电网建设进程的不断发展,也对我国智能电网的建设工作产生了一定的冲击和压力[2]。因此,如何构建出符合现阶段电力产业发展趋势的智能化电网体系是整个电力产业面临的主要问题,所以必须对建设智能电网专业人员的综合素质和创新能力进行培养和提高。

二、智能电网建设及电力产业发展的主要前景

(一)加强智能电网建设技术的创新

国外电力企业智能电网建设进程的高速发展,使我国电力产业智能电网的建设工作面临着极大的冲击。因此,从某种特定角度来说,建设智能电网技术的创新不仅是电力产业发展的需求,更是我国社会经济发展的需求。一方面,在建设智能电网的过程中,必须重视对建设技术进行创新。电力产业是我国最古老也是最重要的产业之一,在智能电网建设过程中必须将创新二字重视起来,创新建设技术能够显著提高我国电力产业的国际竞争力,以此减少国外电力企业的垄断,并研发出属于我国特有的,建设智能电网的技术。另一方面,在建设智能电网时也要合理的引进一些高水平人才,利用其先进的技术手段,实现智能电网技术手段的创新。

(二)是发展经济的必要途径

社会经济的发展,极大的促进了社会建设和工业建设进程,同时在一定程度上提高了人们的生活生活水平,也使得社会上的用电量大大增加,用电需求越来越高,传统的电网供电方式无法适应现代市场的发展需求,而智能电网的建设便是实现能源高效开发、利用的有效途径。智能电网最主要的优势在于其可以利用智能化技术显著提升电网的防御属性,同时智能电网还能够显著提升用电设备控制的可靠性,改善以往的供用电方式,最大限度的为用户提供优质的服务,满足其用电需求,以此来提高电力产业的服务水平[4]。

三、结论

近年来,社会经济的发展使得我国的电力产业得到了长足发展,这种形势下,相关的电力体系也必须做出合理的调整,来适应现代社会发展的需求。智能电网作为一种新型的电力行业管理手段,是通过将先进科学技术融入到电网管理工作中实现的,就目前情况而言,这种技术在我国的发展前景是十分巨大的,此外智能电网技术也是信息技术未来发展的趋向。然而我国目前的电力产业管理工作仍然存在着很多问题,这便需要我国在智能电网的建设过程中,不断的进行完善和创新,通过培养具有高专业素质的人才等工作,推动我国整个电力行业稳定、健康的发展。

参考文献:

篇10

[关键词]智能电网;技术;特征

中图分类号:TM76;TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0010-01

引言

首先,原来的预测技术和数据处理技术不能为用户在适当的时间提供期望的电力,但输配电、发电、信息化、数字化等技术的进步为解决这一问题提供了相应的支持;其次,环境问题的提出和能源的地缘依赖性限制了经济增长规模,当今电网需要应对日益严峻的资源和环境压力,实现大范围的资源优化配置,提高全天候供电运行能力,满足能源结构调整的需要,适应电力体制改革。现代电力系统网络面临的主要挑战如下所示。

a)全球暖化、能源压力和生态文明意识的提升。

b)能源供应商和客户之间的隐私问题。

c)网络攻击的安全威胁。

d)国家采用替电能源的目标。

e)间歇供应时保持稳定的电力更加复杂。

f)减少高峰用电需求过程中浪费的能量,从而确保足够的储备。

为解决这些挑战,北美和欧洲已经形成了相应的研究群体,开展“智能电网”的研究和实践,我国也已开始相关研究。智能电网(Smart Grid)也叫知识型电网(Intelligrid)或者现代电网(Modern Grid),是有机融合了信息、通信、控制等多种前沿技术的输配电系统;其发展目标是建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网。

一、智能电网的概念与特征

智能电网又称为“电网2.0",也就是应用现代科学技术实现电网的智能化。智能电网是通过使用先进的生产设备、传感和测量技术、控制方法、控制系统、决策系统、智能技术等一切可以结合的先进科学技术,对高速、集成的双向网络进行优化、更新,提高电网的安全性、经济性、高效性、节能性,实现安全使用、保护环境等目标。其主要特征简单概括为:满足用户对电能数量和质量的需求,自我管理与自我恢复,优质电能质量,保证接入安全,双向电力服务,兼容与开放,经济高效。

二、我国目前智能电网发展状况

直到2006-2007年,智能电网的概念才从国外引进到中国,在国内大范围传播。在2007年。华东电网公司进行了智能电网在中国的可行性研究,之后又对智能电网进行了试点工程,启动了统一信息平台和高级调度中心等工程。2008年,华北电网公司把部分精力放在如何有效建设智能调度体系,进行研究和建设有关智能电网的主体一电网信息构架。2009年,国家电网首次提出“坚强的电网”计划,并于2010年4月公示《绿色发展白皮书》,计划在2020年在全国范围基本完成坚强智能电网的建设,建设绿色能源的配置平台。这个计划要求在大规模电力输送过程中,输送清洁能源,提升电力系统的建设情况,提高能源利用效率,扩大电力的利用范围,减少空气污染,建设资源节约型、环境友好型社会。

我国在863计划中首次在国家层面提出对智能电网开展相关研究,计划在“十二五,,期问投资10.5亿元对智能电网进行专项研究。这项研究包括二十几个课题,研究内容主要是风电接入原有电网、太阳能发电技术、输变电设备、电力利用新技术等,每一个课题都将会落实一个试点项目,进行试验,如果成功将会在适当调整后进行全国范围的推广。

三、商业管理

智能电网的发展并不需要更换现有的电力网络,这一过程从技术和经济方面考虑是不现实的。相反,发展智能电网可以加强现存网络的服务和功能,同时尽可能地利用原来的物理基础设施。智能电网的几个功能如下所示。

a)需要具有自愈能力。

b)具有高可靠性。

c)资产优化管理。

d)经济高效。

e)与用户友好互动。

f)兼容大量分布式电源的接入。

智能电网技术从根本上改变了电力市场运行模式,出现一些新的市场成员,如能源零售商和贸易商、分布式发电运营商等。

四、关键的技术问题

智能电网的技术组成有多种,其包括分布式发电、量测技术等。这里主要讨论通信和控制技术,提出多层通信结构模式。

4.1 通信结构与技术

智能电网的实现需要高速、双向、实时、集成的通信系统作为基础,因为智能电网中的数据获取与传输、保护和控制都是一个双向实时的过程。这一技术领域主要关注三个问题:首先,是开放的通信架构,它形成一个“即插即用”的环境,使电网各个元件之间能够进行网络化的通信;其次,统一的技术标准,它主要是保证传感器、智能电子设备以及应用系统之间实现无缝通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能;最后,通信过程中会遇到乱序和时延问题,在建立模型和实际过程中要根据具体情况来分析。下面根据已有的经验,提出一个多层通信结构。

智能电网一般在大范围内布设,因此其通信设施必须覆盖整个区域,下面(图1)给出其通信设施的一个多层结构。

智能电网的发电、输电、配电,使用过程中都存在数据流。多种技术将用来设计通信结构,以便为控制中心提供足够的信息量。通信网络的多层拓扑结构的主要问题是子网络间的互操作性。智能设备所产生的数据量在未来将出现爆炸式增长,这会给智能电网的通信设施相当大的负荷。大量的实时和已有数据出现在智能电网中,并且一天内不同时段数据量变化很大,因此通信交通要适应数据的快速变化能力。高峰时段,数据通信需要更高的数据传输速率和更可靠的服务。由于数据传输延迟、带宽、可靠性和安全性等区别,不同类别的数据具有不同的服务优先级。

4.2 控制技术

智能电网控制技术体系融合了先进控制与设备制造技术、信息与通信技术、标准与试验评估技术等众多技术(图2),其中信息与通信技术是实现智能电网控制功能的“中枢神经”,电力电子与储能技术则扮演智能电网控制的“执行机构”,而标准与试验评估则构成智能电网控制得以顺利实施的制度与管理层面的“保障”。

五、结论

电网智能化是全球电网未来发展的必由之路,其中尚未解决的问题还有很多,如多智能体技术如何在智能网中得以应用,分布式估计和预测问题等,下一步的研究重点为智能电网中的通信和控制问题以及分布式优化问题。我国应大力发展分布式储能技术和分布式智能电网,打造具有中国特色的坚强智能电网。

参考文献

[1] 刘东尧.智能电网技术[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C].云南电网公司、云南省电机工程学会:2010:8.

[2] 王砚泽.智能电网技术的发展简史[D].山西大学,2012.