電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題探析

1、電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題探析 電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題探析 摘要：智能電網(wǎng)是未來(lái)電力系統(tǒng)開(kāi)展的必然趨勢(shì)，我國(guó)智能電網(wǎng)應(yīng)用與開(kāi)展要在消化國(guó)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(guó)電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際水平，充分做好規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研究工作，最終實(shí)現(xiàn)具備信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的智能電網(wǎng)目標(biāo)。本文對(duì)當(dāng)前智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與開(kāi)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(lèi)號(hào)：U665.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 引言 隨著當(dāng)前電力市場(chǎng)化改革的不斷推進(jìn)、全球氣候變化加劇，用戶(hù)對(duì)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(kāi)展要求。為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的升級(jí)換代，以美國(guó)和歐洲為

2、代表的一些國(guó)家提出了開(kāi)展智能電網(wǎng)的概念，智能電網(wǎng)具有自愈性、互動(dòng)性的特點(diǎn)，從而提升電力網(wǎng)的平安運(yùn)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(lái)電網(wǎng)開(kāi)展的趨勢(shì)，因此，對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)的研究具有重大的理論意義和實(shí)際價(jià)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(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(mǎn)足用戶(hù)對(duì)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(jì)性、滿(mǎn)足環(huán)保要求、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化開(kāi)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供給和增值效勞。 1.2智能

3、電網(wǎng)的特點(diǎn) 自愈和自適應(yīng)。實(shí)時(shí)掌控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患；在盡量少的人工干預(yù)下，快速隔離故障、自我恢復(fù)，防止大面積停電的發(fā)生。 平安可靠。更好地對(duì)人為或自然發(fā)生的擾動(dòng)做出辨識(shí)與反響。在自然災(zāi)害、外力破壞和計(jì)算機(jī)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(jì)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(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供給缺口；支持電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)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(mǎn)足電力與自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧開(kāi)展的要求。 與用戶(hù)友好互動(dòng)。

4、實(shí)現(xiàn)與客戶(hù)的智能互動(dòng)，以最正確的電能質(zhì)量和供電可靠性滿(mǎn)足客戶(hù)需求。系統(tǒng)運(yùn)行與批發(fā)、零售電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，同時(shí)通過(guò)市場(chǎng)交易更好地鼓勵(lì)電力市場(chǎng)主體參與電網(wǎng)平安管理，從而提升電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行水平。 2、智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 2.1堅(jiān)強(qiáng)、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?堅(jiān)強(qiáng)、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來(lái)智能電網(wǎng)的根底。我國(guó)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(lái)的不利影響，我國(guó)制定了“西電東送的政策，并開(kāi)展了特高壓聯(lián)網(wǎng)工程、直流聯(lián)網(wǎng)工程、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)網(wǎng)送電等工程的實(shí)施建設(shè)。如何進(jìn)一步優(yōu)化特高壓和各級(jí)電網(wǎng)規(guī)劃成為需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)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(wèn)題越來(lái)越突出，對(duì)主

5、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)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(duì)冰災(zāi)、戰(zhàn)爭(zhēng)等突發(fā)災(zāi)害性事件對(duì)電網(wǎng)平安的影響。 2.2開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)、集成的通信系統(tǒng) 智能電網(wǎng)的開(kāi)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)平安提出了更高的要求，智能電網(wǎng)需要具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力：既包括識(shí)別故障早期征兆的預(yù)測(cè)能力，也包括對(duì)已經(jīng)發(fā)生的擾動(dòng)做出響應(yīng)的能力，其監(jiān)測(cè)范圍將大范圍擴(kuò)展、全方位覆蓋為電網(wǎng)運(yùn)行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐，而不僅局限于對(duì)電網(wǎng)裝備的監(jiān)測(cè)。 2.3高級(jí)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(duì)電網(wǎng)與用戶(hù)用電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟(jì)

6、與最平安的輸配電方式將電能輸送給終端用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(jī)構(gòu)精確得知用戶(hù)的用電規(guī)律，從而對(duì)需求和供給有一個(gè)更好的平衡。因此目前國(guó)外推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)，一般以構(gòu)建高級(jí)量測(cè)體系為切人點(diǎn)。 2.4智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護(hù)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(duì)現(xiàn)有調(diào)度控制中心功能的重大擴(kuò)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(jìn)行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風(fēng)險(xiǎn)防御能力、科學(xué)決策管理能力、靈活高效調(diào)控能力和公平友好市場(chǎng)調(diào)配能力的技術(shù)根底。調(diào)度智能化的最終目標(biāo)是

7、建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)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(hù)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(fù)控制系統(tǒng)等具有多道平安防線(xiàn)的綜合防御體系智能化調(diào)度的核心是在線(xiàn)實(shí)時(shí)決策指揮，目標(biāo)是災(zāi)變防治，實(shí)現(xiàn)大面積連鎖故障的預(yù)防。 2.5高級(jí)電力瞧子設(shè)備 電力電子設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的改善與控制，為用戶(hù)提供電能質(zhì)量滿(mǎn)足其特定需求的電力，同時(shí)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(guò)程中均發(fā)揮著重要作用。現(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?fù)浜虳SP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(kāi)關(guān)、智能電子裝置(IEDs)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)、有源濾波器(APF)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、故障電流限制器(FCL)以及高樂(lè)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(jí)配電自動(dòng)化 高級(jí)的配電自動(dòng)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(hù)的交互(如負(fù)荷管理、量測(cè)和實(shí)時(shí)定價(jià)等)。通過(guò)與智能電網(wǎng)的其他組成局部的協(xié)同運(yùn)行，ADA既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無(wú)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(chǔ)能，其中分布式發(fā)電技術(shù)包括：微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、燃料電池技術(shù)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)、風(fēng)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?zé)岚l(fā)電技術(shù)等；分布式儲(chǔ)能裝置包括蓄電池儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等。配電網(wǎng)中的DER由于靠近負(fù)荷中心，降低了對(duì)電網(wǎng)擴(kuò)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(kāi)展意義 我國(guó)的智能電網(wǎng)研究起步相對(duì)較晚，從大電網(wǎng)和中低壓電網(wǎng)2個(gè)角度同時(shí)切入，已經(jīng)完全成熟并產(chǎn)業(yè)化的成果相對(duì)較少。但在很多方面的研究成果已經(jīng)為開(kāi)展智能電網(wǎng)奠定了一定的根底。 伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展，電力消費(fèi)增長(zhǎng)十分迅速，滿(mǎn)足電力需求的任務(wù)繁重。

10、 我國(guó)能源資源分布和經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的極不平衡，同時(shí)現(xiàn)有電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不夠堅(jiān)強(qiáng)，制約經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的影響很大?？紤]我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀，在建設(shè)中國(guó)特色的智能電網(wǎng)生產(chǎn)中，應(yīng)該參考?xì)W美國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，制定出切實(shí)可行的路線(xiàn)和方案。 要用智能電網(wǎng)的思維，審視未來(lái)電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速開(kāi)展電力需求日益增長(zhǎng)，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模日趨擴(kuò)大，電網(wǎng)負(fù)荷變動(dòng)劇烈區(qū)域負(fù)荷不平衡，在實(shí)體電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中必須進(jìn)行前瞻性的探索規(guī)劃和構(gòu)建，以長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來(lái)研究中國(guó)電網(wǎng)的開(kāi)展。 深化業(yè)已成熟的廣域相量測(cè)量，數(shù)字化變電站、配電自動(dòng)化、FACTS技術(shù)的應(yīng)用。在用戶(hù)側(cè)推廣應(yīng)用AMI/AMR，實(shí)施分時(shí)電價(jià)、峰谷電價(jià)。 考慮到我國(guó)能源資源分布和經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的

11、不平衡性以及今后國(guó)家加大對(duì)不興旺欠興旺地區(qū)的政策性開(kāi)展支持，國(guó)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(shí)也要加強(qiáng)地區(qū)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及升級(jí)，適應(yīng)未來(lái)分布式電源微網(wǎng)的柔性連接。 4、結(jié)語(yǔ) 由于各個(gè)國(guó)家能源和用戶(hù)分布以及電網(wǎng)情況各不相同，各國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)的認(rèn)識(shí)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(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化已成為普遍的共識(shí)。開(kāi)展智能電網(wǎng)是一項(xiàng)長(zhǎng)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(guó)家、電網(wǎng)公司、用戶(hù)、發(fā)電商、設(shè)備制造商等。國(guó)家對(duì)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(yùn)營(yíng)的平安性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。用戶(hù)關(guān)注電費(fèi)支出和用電可靠