電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)-能源互聯(lián)網(wǎng)

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)--能源互聯(lián)網(wǎng)廣西德運(yùn)電力工程有限公司摘要考慮到化石能源的不可再生以及化石燃料的污染問(wèn)題，以可再生能源為主，引入能源互聯(lián)網(wǎng)，能源利用更加高效，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)是時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。而現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)和光伏技術(shù)的成熟使人類具備了建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的能力。作為網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，電力系統(tǒng)未來(lái)將為如何發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題距離人們已不再遙遠(yuǎn)。關(guān)鍵字：能源互聯(lián)網(wǎng)；電力系統(tǒng)引言能源互聯(lián)網(wǎng)概念隨著美國(guó)未來(lái)學(xué)家里夫金著作《第三次工業(yè)革命》被人們所熟知，并逐步認(rèn)可。通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電力能源系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的連接，從而實(shí)現(xiàn)各分散電力系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電力能源綜合統(tǒng)籌運(yùn)用，通過(guò)利用能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源的產(chǎn)岀、傳遞、調(diào)配、存儲(chǔ)、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)的有效管理，實(shí)現(xiàn)電力供需的遠(yuǎn)程調(diào)配，富余電力的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)和電力的虛擬交易，實(shí)現(xiàn)電力的綜合有效管控和利用，將單一的、局部的、一定范圍內(nèi)的供電系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架成為全面的、廣泛的、全國(guó)乃至全球的能源互聯(lián)網(wǎng)。1能源互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源主要為可再生能源，將分布的水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電站用信息技術(shù)集中管控，用及時(shí)靈敏的調(diào)度方式解決發(fā)電量的不穩(wěn)定問(wèn)題，提高能源的利用率。有如下幾個(gè)特點(diǎn)：可再生：能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源主要來(lái)自可再生能源。能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源以可再生能源為主，通過(guò)對(duì)可再生能源的利用，保障電力能源的供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能源的利用。同時(shí)，通過(guò)對(duì)富余電力能源進(jìn)行變相存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)能源的保存，以此來(lái)降低不可再生能源的消耗以及保存，實(shí)現(xiàn)不可再生能源的再生性轉(zhuǎn)化。如將富余電能通過(guò)蓄水提升，將電能轉(zhuǎn)化為水利能，實(shí)現(xiàn)不可再生能源的轉(zhuǎn)化再生。（2）分布式：考慮到太陽(yáng)能、風(fēng)能的分散性，能源采集、存儲(chǔ)、利用采取就近原則，建立小型發(fā)電站。（3）互聯(lián)性：可再生能源發(fā)電受自然環(huán)境限制，具有波動(dòng)性、間歇性，單一的小型發(fā)電站不能滿足需求。為了合理調(diào)配電力資源，把小型發(fā)電站接入能源網(wǎng)絡(luò)，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理。（4）智能化：計(jì)算機(jī)自主分析數(shù)據(jù)，合理調(diào)配電能，滿足用戶需求。能夠自主更新數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠根據(jù)環(huán)境變化作出適應(yīng)性的調(diào)整、進(jìn)化。（5）能源管理信息化通過(guò)利用各類傳感設(shè)備，能源場(chǎng)所進(jìn)行信息采集，對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)各類能源數(shù)據(jù)收集運(yùn)用，為電力系統(tǒng)的建立和利用提供依據(jù)。同時(shí)通過(guò)對(duì)各類使用信息、調(diào)度信息的收集和保存，實(shí)現(xiàn)各電力站的合理布局和調(diào)配，并對(duì)局部岀現(xiàn)的變化進(jìn)行積極的調(diào)整和改善，保障電力能源處理信息化。同時(shí)根據(jù)大量的信息數(shù)據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)不斷完善。2能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的要求2.1分布式發(fā)電站我國(guó)地域遼闊，西高東低，有廣闊的山體、平原、沙漠和海岸線，蘊(yùn)藏著巨大的水利能、太陽(yáng)能、風(fēng)能和潮汐能等可再生能源，且能源均非實(shí)物性能源，分布全國(guó)各地，因此，為降低地域的局限性影響，因此要實(shí)現(xiàn)能源的額綜合利用必須建立分布式發(fā)電站，對(duì)各地富集能源進(jìn)行綜合利用，通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)的接人，實(shí)現(xiàn)能源采集源頭的充足供應(yīng)。同時(shí)，開(kāi)放小型的單位、令人等發(fā)電站的接口，實(shí)現(xiàn)全方位的能源利用和電力供應(yīng)。2.2網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度通過(guò)引人互聯(lián)網(wǎng)，將電力能源進(jìn)行統(tǒng)一管理，局部控制，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。2.3完備的運(yùn)行維護(hù)體系由于能源互聯(lián)網(wǎng)要求強(qiáng)大的實(shí)體物聯(lián)網(wǎng)，其管理控制網(wǎng)絡(luò)、各發(fā)電、用電節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系重要而且十分緊密，且設(shè)備繁多，一旦某一部分故障，影響十分重大。因此確立完備的運(yùn)行和維護(hù)管理保障體系，對(duì)于保障能源互聯(lián)網(wǎng)完善運(yùn)行十分重要。加強(qiáng)各類設(shè)備、元件等進(jìn)行積極的檢查維護(hù)，對(duì)各類系統(tǒng)進(jìn)行定期的維護(hù)和檢查，避免系統(tǒng)故障。2.4儲(chǔ)能設(shè)備及措施由于各類非實(shí)物能源不能進(jìn)行實(shí)物儲(chǔ)等處理，因此對(duì)于富余能源的保存和利用也十分重要。通過(guò)對(duì)富余能源通過(guò)系統(tǒng)的分析和調(diào)配，對(duì)部分傳統(tǒng)火力電廠電力供應(yīng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用和實(shí)物類非可再生能源的保護(hù)。同時(shí)對(duì)于富余電力，通過(guò)各類手段如蓄水、化學(xué)電池等各類措施進(jìn)行儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)可再生資源在時(shí)間上的綜合利用和保存。3電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)3.1自動(dòng)化、智能化控制的自動(dòng)化、智能化是電力系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向，未來(lái)，電力系統(tǒng)將積極吸收和運(yùn)用現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)及其他技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)，將其運(yùn)用到電能的產(chǎn)生、調(diào)制、傳輸、負(fù)載的接入等過(guò)程，并協(xié)調(diào)好發(fā)電、電網(wǎng)運(yùn)行、終端用電、電力市場(chǎng)各利益相關(guān)者的需求等方面的協(xié)作關(guān)系，使得電力系統(tǒng)各階段都能實(shí)現(xiàn)一定的智能化和自動(dòng)化，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化對(duì)包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等過(guò)程在內(nèi)的電力系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的覆蓋。3.2太陽(yáng)能等可再生資源發(fā)電所占比例不斷增加煤礦等是人類寶貴的不可再生資源，可持續(xù)發(fā)展的理念已經(jīng)得到世界范圍內(nèi)的認(rèn)可，并在各國(guó)經(jīng)濟(jì)、文化等領(lǐng)域的發(fā)展中得到體現(xiàn)，電力領(lǐng)域也在其內(nèi)，且使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源來(lái)取代不可再生資源已經(jīng)不僅當(dāng)前電力領(lǐng)域研發(fā)的重點(diǎn)，也是未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的發(fā)展重點(diǎn)。包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力資源、生物質(zhì)資源、地?zé)帷⒑Ｑ竽艿榷际强梢赃\(yùn)用到電力生產(chǎn)的可再生資源，且其在地球上的總量十分客觀，以太陽(yáng)能和風(fēng)能為例，現(xiàn)有研究資料已經(jīng)表明，當(dāng)前地球接收的太陽(yáng)能量可以達(dá)到人類能源總需求量的一萬(wàn)倍，而風(fēng)能量也能達(dá)到五倍。太陽(yáng)能和風(fēng)能都是天然能源，且有豐富的儲(chǔ)量和普遍的存在性及開(kāi)發(fā)運(yùn)用的清潔性等優(yōu)勢(shì)得到人類的青睞，當(dāng)前，太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等已形成一定的規(guī)模，其技術(shù)也不斷完善和發(fā)展，尤其是太陽(yáng)能發(fā)現(xiàn)技術(shù)已經(jīng)在多晶硅提煉、薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)、晶硅電池高端設(shè)備等技術(shù)上取得了豐碩成果，但在能源評(píng)價(jià)、技術(shù)服務(wù)及創(chuàng)新等方面還比較薄弱；光伏發(fā)電也迅速發(fā)展，并得到推廣應(yīng)用。3.3大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備興起隨著電力系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化發(fā)展，其系統(tǒng)運(yùn)行效率和性能也相應(yīng)的得到大程度的改善，同時(shí)，采用的電器設(shè)備對(duì)其也有著決定的影響。由于電氣設(shè)備的性能在很大程度上是由其制成才材料決定的，新材料的興起和廣泛應(yīng)用使得也推動(dòng)著電力系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是現(xiàn)階段對(duì)電力生產(chǎn)影響巨大的電力電子器件的發(fā)明及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，其他高性能超導(dǎo)材料的應(yīng)用不僅大大降低了電氣設(shè)備的耗損，提高了電氣設(shè)備的極限容量和靈活性，而且能有效的限制故障電流并保護(hù)其他電氣設(shè)備和整電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，而高壓大功率電力器件和裝備可以很好的變換和控制高壓大功率電力，進(jìn)而適變化莫測(cè)的可再生能源的特點(diǎn)及人們靈活多變的需求，另外，納米復(fù)合材料、新型絕緣材料及鐵磁材料等也將在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用；一方面，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)就像計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)功能一樣，在電力系統(tǒng)中有著重要影響，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)劣能在很大程度上影響著電網(wǎng)的運(yùn)行、電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制等質(zhì)量，并影響著電力系統(tǒng)對(duì)電源波動(dòng)和電網(wǎng)故障作出反應(yīng)是否及時(shí)有效，而只要儲(chǔ)能裝置容量足夠大，響應(yīng)速度足夠快，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)在任何情況下的平衡控制和穩(wěn)定。目前，新型高性能電極材料、電介質(zhì)材料、儲(chǔ)能材料等新材料和技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，推動(dòng)了大容量電池儲(chǔ)能等技術(shù)的發(fā)展和大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備興起和實(shí)踐運(yùn)用。結(jié)語(yǔ)電力系統(tǒng)在完成自動(dòng)化、智能化階段后，定會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的不斷完善，終將被新型的、覆蓋全面的能源互聯(lián)網(wǎng)所取代，成為將來(lái)能源綜合利用的重要手