電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問題探析

1、電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問題探析 電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問題探析 摘要：智能電網(wǎng)是未來電力系統(tǒng)開展的必然趨勢，我國智能電網(wǎng)應(yīng)用與開展要在消化國內(nèi)外智能電網(wǎng)領(lǐng)域的研究成果根底上，著重立足于我國電網(wǎng)建設(shè)的實際水平，充分做好規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研究工作，最終實現(xiàn)具備信息化、自動化、互動化特征的智能電網(wǎng)目標。本文對當前智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開展做了初步的探討與分析。 關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；需求側(cè)管理；意義 中圖分類號：U665.12文獻標識碼： A 文章編號： 引言 隨著當前電力市場化改革的不斷推進、全球氣候變化加劇，用戶對電能質(zhì)量要求逐步提升，傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)難以支撐如此多的開展要求。為了實現(xiàn)電網(wǎng)的升級換代，以美國和歐洲為

2、代表的一些國家提出了開展智能電網(wǎng)的概念，智能電網(wǎng)具有自愈性、互動性的特點，從而提升電力網(wǎng)的平安運行水平。另外智能電網(wǎng)具有很好的電網(wǎng)兼容性和集成性，智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)開展的趨勢，因此，對智能電網(wǎng)技術(shù)的研究具有重大的理論意義和實際價值。 1、智能電網(wǎng)概述 1.1智能電網(wǎng)的含義 以物理電網(wǎng)為根底，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。 它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供給的平安性、可靠性和經(jīng)濟性、滿足環(huán)保要求、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場化開展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟、清潔、互動的電力供給和增值效勞。 1.2智能

3、電網(wǎng)的特點 自愈和自適應(yīng)。實時掌控電網(wǎng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，防止大面積停電的發(fā)生。 平安可靠。更好地對人為或自然發(fā)生的擾動做出辨識與反響。在自然災害、外力破壞和計算機攻擊等不同情況下保證人身、設(shè)備和電網(wǎng)的平安。 經(jīng)濟高效。優(yōu)化資源配置，提高設(shè)備傳輸容量和利用率；在不同區(qū)域間進行及時調(diào)度，平衡電力供給缺口；支持電力市場競爭的要求，實行動態(tài)的浮動電價制度，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)優(yōu)化運行。 兼容。既能適應(yīng)大電源的集中接入，也支持分布式發(fā)電方式友好接入以及可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，滿足電力與自然環(huán)境、社會經(jīng)濟和諧開展的要求。 與用戶友好互動。

4、實現(xiàn)與客戶的智能互動，以最正確的電能質(zhì)量和供電可靠性滿足客戶需求。系統(tǒng)運行與批發(fā)、零售電力市場實現(xiàn)無縫銜接，同時通過市場交易更好地鼓勵電力市場主體參與電網(wǎng)平安管理，從而提升電力系統(tǒng)的平安運行水平。 2、智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 2.1堅強、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲 堅強、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來智能電網(wǎng)的根底。我國能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，為了緩解此現(xiàn)狀所帶來的不利影響，我國制定了“西電東送的政策，并開展了特高壓聯(lián)網(wǎng)工程、直流聯(lián)網(wǎng)工程、點對點或點對網(wǎng)送電等工程的實施建設(shè)。如何進一步優(yōu)化特高壓和各級電網(wǎng)規(guī)劃成為需要解決的關(guān)鍵問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大、互聯(lián)大電網(wǎng)的形成。電網(wǎng)的平安穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越突出，對主

5、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計要求也相應(yīng)地提高了。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對冰災、戰(zhàn)爭等突發(fā)災害性事件對電網(wǎng)平安的影響。 2.2開放、標準、集成的通信系統(tǒng) 智能電網(wǎng)的開展對網(wǎng)絡(luò)平安提出了更高的要求，智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力：既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應(yīng)的能力，其監(jiān)測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋為電網(wǎng)運行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐，而不僅局限于對電網(wǎng)裝備的監(jiān)測。 2.3高級讀表體系和需求側(cè)管理 智能電網(wǎng)的核心在于構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對電網(wǎng)與用戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟

6、與最平安的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運營的可靠性和能源利用效率。所以電網(wǎng)的智能化首先需要電力供給機構(gòu)精確得知用戶的用電規(guī)律，從而對需求和供給有一個更好的平衡。因此目前國外推動智能電網(wǎng)建設(shè)，一般以構(gòu)建高級量測體系為切人點。 2.4智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護系統(tǒng) 智能調(diào)度是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，調(diào)度的智能化是對現(xiàn)有調(diào)度控制中心功能的重大擴展，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)那么是智能調(diào)度研究與建設(shè)的核心，是全面提升調(diào)度系統(tǒng)駕馭大電網(wǎng)和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調(diào)控能力和公平友好市場調(diào)配能力的技術(shù)根底。調(diào)度智能化的最終目標是

7、建立一個基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù)，協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復控制系統(tǒng)等具有多道平安防線的綜合防御體系智能化調(diào)度的核心是在線實時決策指揮，目標是災變防治，實現(xiàn)大面積連鎖故障的預防。 2.5高級電力瞧子設(shè)備 電力電子設(shè)備可以實現(xiàn)電能質(zhì)量的改善與控制，為用戶提供電能質(zhì)量滿足其特定需求的電力，同時它們也是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，所以電力電子技術(shù)在發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程中均發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用的電力電子裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓撲和DSP全數(shù)字控

8、制技術(shù)，包括可控硅并聯(lián)電抗器、多功能固態(tài)開關(guān)、智能電子裝置(IEDs)、靜止同步補償器(STATCOM)、有源濾波器(APF)、動態(tài)電壓恢復器(DVR)、故障電流限制器(FCL)以及高樂直流輸電(HVDC)所用裝置和配網(wǎng)用的柔性輸電系統(tǒng)裝置(如SVC和D-Statcom)等。 2.6高級配電自動化 高級的配電自動化(ADA)將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互(如負荷管理、量測和實時定價等)。通過與智能電網(wǎng)的其他組成局部的協(xié)同運行，ADA既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低網(wǎng)損和提高資產(chǎn)使用率，也可輔助優(yōu)化人員調(diào)度和維修作業(yè)安排等。 2.7可再生能源和分布式能源接入 分布式

9、能源(DER)包括分布式發(fā)電和分布式儲能，其中分布式發(fā)電技術(shù)包括：微型燃氣輪機技術(shù)、燃料電池技術(shù)、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、風力發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)、海洋能發(fā)電技術(shù)、地熱發(fā)電技術(shù)等；分布式儲能裝置包括蓄電池儲能、超導儲能和飛輪儲能等。配電網(wǎng)中的DER由于靠近負荷中心，降低了對電網(wǎng)擴展的需要。并提高了供電可靠性，因此被廣泛采用。 3、智能電網(wǎng)的建設(shè)開展意義 我國的智能電網(wǎng)研究起步相對較晚，從大電網(wǎng)和中低壓電網(wǎng)2個角度同時切入，已經(jīng)完全成熟并產(chǎn)業(yè)化的成果相對較少。但在很多方面的研究成果已經(jīng)為開展智能電網(wǎng)奠定了一定的根底。 伴隨著我國社會經(jīng)濟的快速開展，電力消費增長十分迅速，滿足電力需求的任務(wù)繁重。

10、 我國能源資源分布和經(jīng)濟開展的極不平衡，同時現(xiàn)有電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不夠堅強，制約經(jīng)濟開展的影響很大?？紤]我國電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀，在建設(shè)中國特色的智能電網(wǎng)生產(chǎn)中，應(yīng)該參考歐美國家的經(jīng)驗，制定出切實可行的路線和方案。 要用智能電網(wǎng)的思維，審視未來電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)。隨著中國經(jīng)濟社會高速開展電力需求日益增長，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模日趨擴大，電網(wǎng)負荷變動劇烈區(qū)域負荷不平衡，在實體電網(wǎng)建設(shè)過程中必須進行前瞻性的探索規(guī)劃和構(gòu)建，以長遠的眼光來研究中國電網(wǎng)的開展。 深化業(yè)已成熟的廣域相量測量，數(shù)字化變電站、配電自動化、FACTS技術(shù)的應(yīng)用。在用戶側(cè)推廣應(yīng)用AMI/AMR，實施分時電價、峰谷電價。 考慮到我國能源資源分布和經(jīng)濟開展的

11、不平衡性以及今后國家加大對不興旺欠興旺地區(qū)的政策性開展支持，國家必須加大骨干電網(wǎng)建設(shè)，尤其是特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，同時也要加強地區(qū)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及升級，適應(yīng)未來分布式電源微網(wǎng)的柔性連接。 4、結(jié)語 由于各個國家能源和用戶分布以及電網(wǎng)情況各不相同，各國對智能電網(wǎng)的認識和理解并不統(tǒng)一，但利用現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化已成為普遍的共識。開展智能電網(wǎng)是一項長期的系統(tǒng)性工程，需要有相應(yīng)的政策法規(guī)密切配合，還必須兼顧與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。智能電網(wǎng)的利益相關(guān)者主要是國家、電網(wǎng)公司、用戶、發(fā)電商、設(shè)備制造商等。國家對能源、電網(wǎng)的期望是節(jié)能減排，提高能源利用效率。電網(wǎng)公司主要關(guān)注電網(wǎng)運營的平安性、可靠性和經(jīng)濟性。用戶關(guān)注電費支出和用電可靠