智能電網(wǎng)技術(shù)與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)技術(shù)與國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

摘要：本文介紹了智能電網(wǎng)的概念、定義及其與傳統(tǒng)電網(wǎng)的差異，對(duì)比了智能電網(wǎng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并總結(jié)了其發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)電網(wǎng)已難以支撐現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求，智能電網(wǎng)的提出符合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力的需求。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)分布式發(fā)控制技術(shù)0引言近年來(lái)，隨著市場(chǎng)化的加深、數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展、全球氣候的不斷惡化以及環(huán)境監(jiān)測(cè)的日趨嚴(yán)格，各國(guó)紛紛調(diào)整能源政策，電力網(wǎng)絡(luò)與市場(chǎng)和用戶的交互越來(lái)越多，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，分布式發(fā)電數(shù)量不斷增加，這就對(duì)電網(wǎng)提出了更高的要求。而傳統(tǒng)電網(wǎng)，由于自身特點(diǎn)的限制，難以支撐如此多的發(fā)展要求，智能電網(wǎng)的提出，使人們能夠在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)，以符合不斷變化的要求。1智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的差異傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個(gè)剛性系統(tǒng)，電源的接入與退出、電能量的傳輸?shù)榷既狈椥裕率闺娋W(wǎng)沒(méi)有動(dòng)態(tài)柔性及可組性；垂直的多級(jí)控制機(jī)制反應(yīng)遲緩，無(wú)法構(gòu)建實(shí)時(shí)、可配置、可重組的系統(tǒng)；系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實(shí)體冗余；對(duì)客戶的服務(wù)簡(jiǎn)單、信息單向；系統(tǒng)內(nèi)部存在多個(gè)信息孤島，缺乏信息共享。雖然局部的自動(dòng)化程度在不斷提高，但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系統(tǒng)中多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是割裂的、局部的、孤立的，不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)時(shí)的有機(jī)統(tǒng)一整體，所以整個(gè)電網(wǎng)的智能化程度較低[1-2]。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，人們?cè)O(shè)想中的智能電網(wǎng)將進(jìn)一步拓展對(duì)電網(wǎng)全景信息(指完整的、正確的、具有精確時(shí)間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化的電力流信息和業(yè)務(wù)流信息等)的獲取能力，以堅(jiān)強(qiáng)、可靠、通暢的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺(tái)為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過(guò)程為需求，整合系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)信息，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化，為電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員提供更為全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持，以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案，最大程度地實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)、績(jī)優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理[1-2]。2智能電網(wǎng)的特點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)具有以下功能特點(diǎn)[3-5]：2.1自愈——穩(wěn)定可靠。自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能，指無(wú)需或僅需少量人為干預(yù)，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)中存在問(wèn)題元器件的隔離或使其恢復(fù)正常運(yùn)行，最小化或避免用戶的供電中斷。2.2安全——抵御攻擊。無(wú)論是物理系統(tǒng)還是計(jì)算機(jī)遭到外部攻擊，智能電網(wǎng)均能有效抵御由此造成的對(duì)電力系統(tǒng)本身的攻擊傷害以及對(duì)其他領(lǐng)域形成的傷害，一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復(fù)運(yùn)行。2.3兼容——發(fā)電資源。傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)主要是面向遠(yuǎn)端集中式發(fā)電的，通過(guò)在電源互聯(lián)領(lǐng)域引入類似于計(jì)算機(jī)中的“即插即用”技術(shù)(尤其是分布式發(fā)電資源)，電網(wǎng)可以容納包含集中式發(fā)電在內(nèi)的多種不同類型電源甚至是儲(chǔ)能裝置。2.4交互——電力用戶。電網(wǎng)在運(yùn)行中與用戶設(shè)備和行為進(jìn)行交互，將其視為電力系統(tǒng)的完整組成部分之一，可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等多方面的收益。2.5協(xié)調(diào)——電力市場(chǎng)。與批發(fā)電力市場(chǎng)甚至是零售電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，有效的市場(chǎng)設(shè)計(jì)可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行和可靠性管理水平，電力系統(tǒng)管

理能力的提升促進(jìn)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)效率的提高。2.6高效——資產(chǎn)優(yōu)化。引入最先進(jìn)的信息和監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化設(shè)備和資源的使用效益，可以提高單個(gè)資產(chǎn)的利用效率，從整體上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和擴(kuò)容的優(yōu)化，降低它的運(yùn)行維護(hù)成本和投資。2.7優(yōu)質(zhì)——電能質(zhì)量。在數(shù)字化、高科技占主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)模式下，電力用戶的電能質(zhì)量能夠得到有效保障，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的差別定價(jià)。2.8集成——信息系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)(MOS)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成，并實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)上的業(yè)務(wù)集成。3國(guó)外研究現(xiàn)狀在美國(guó)，奧巴馬政府的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，有大約45億美元貸款用于智能電網(wǎng)投資和地區(qū)示范項(xiàng)目。智能電網(wǎng)采用數(shù)字技術(shù)收集、交流、處理數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的效率和可靠性。智能電網(wǎng)的倡導(dǎo)者要讓客戶相信，智能電網(wǎng)將幫助客戶減少電費(fèi)支出。經(jīng)濟(jì)刺激方案規(guī)定，獎(jiǎng)勵(lì)高效率的電力公司。智能電網(wǎng)聯(lián)盟（由全球70家能源行業(yè)成員組成，該聯(lián)盟認(rèn)為智能電網(wǎng)對(duì)推動(dòng)可再生能源利用和提高能源效率具有重要作用）近日發(fā)布了其成員荷蘭KEMA企業(yè)撰寫的2008年度《智能電網(wǎng)工作報(bào)告》?！秷?bào)告》指出：智能電網(wǎng)技術(shù)將在未來(lái)幾年內(nèi)為美國(guó)直接創(chuàng)造出28萬(wàn)個(gè)新的就業(yè)機(jī)會(huì)。另外，太陽(yáng)能等分布式可再生能源、即插即拔式電動(dòng)車等還將創(chuàng)造大量間接的工作機(jī)會(huì)，智能電網(wǎng)將帶來(lái)數(shù)百萬(wàn)個(gè)“綠色就業(yè)機(jī)會(huì)”[6]。4國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展國(guó)內(nèi)開展智能電網(wǎng)的體系性研究雖然稍晚，但在智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開展了大量的研究和實(shí)踐，在輸電領(lǐng)域，多項(xiàng)研究應(yīng)用達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在配用電領(lǐng)域，智能化應(yīng)用研究也正在積極探索。國(guó)家電網(wǎng)公司大力推進(jìn)特高壓電網(wǎng)、“SG186”工程、一體化調(diào)度支持系統(tǒng)、資產(chǎn)全壽命周期管理、電力用戶用電信息采集系統(tǒng)和電力通信等建設(shè)，打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，強(qiáng)化優(yōu)質(zhì)服務(wù)，為智能電網(wǎng)建設(shè)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。目前，1000kV交流輸變電工程已正式投入運(yùn)行，特高壓系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，全面驗(yàn)證了特高壓交流輸電的技術(shù)可行性、設(shè)備可靠性、系統(tǒng)安全性、設(shè)計(jì)和施工方案的先進(jìn)性以及環(huán)境的友好性，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓核心技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化上的重大突破。自主研發(fā)的能量管理系統(tǒng)(EMS)等在省級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，全部地區(qū)級(jí)以上電力調(diào)度機(jī)構(gòu)均配置了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，引入了電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和廣域測(cè)量系統(tǒng)，新規(guī)則下的電力市場(chǎng)交易技術(shù)支持系統(tǒng)正在建設(shè)之中。變電站實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控和無(wú)人、少人值守，地理信息系統(tǒng)(GIS)已開始應(yīng)用于輸電、變電和配電管理等業(yè)務(wù)。以提高信息化水平和生產(chǎn)效率為目標(biāo)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理信息系統(tǒng)，如電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)、設(shè)備檢修管理、變電站建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，在電網(wǎng)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)方面發(fā)揮了重要作用[7-8]。5結(jié)束語(yǔ)智能電網(wǎng)技術(shù)的研究已迫在眉睫，是關(guān)系到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題，智能電網(wǎng)不僅可以促進(jìn)科技創(chuàng)新，并且可以為用戶提供更好的服務(wù)。立足于我國(guó)的電網(wǎng)自身的特點(diǎn)和技術(shù)水平，參考國(guó)外研究成果，提出構(gòu)建智能電網(wǎng)的技術(shù)體系和框架，才能建成符合我國(guó)技術(shù)戰(zhàn)略和用戶需求的堅(jiān)強(qiáng)統(tǒng)一的智能電網(wǎng)。參考文獻(xiàn)：[1]ResearchReportsInternational.UnderstandingthesmartgridRRI00026[R].2007.[2]TheNationalEnergyTechnologyLaboratory.Moderngridbenefits.Pittsburgh,PA,

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