數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及未來展望分析

數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及將來展望分析數(shù)字化變電站對(duì)電氣設(shè)備行業(yè)影響龐大，將導(dǎo)致二次設(shè)備行業(yè)、互感器行業(yè)甚至開關(guān)行業(yè)的洗牌，并且以IEC61850為紐帶將促進(jìn)一次設(shè)備和二次設(shè)備企業(yè)的互相合作與滲透。將來數(shù)字化變電站將實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化和二次設(shè)備的信息化，通過在變電站的站控層、間隔層以及過程層采納全面的標(biāo)準(zhǔn)IEC61850通信協(xié)議，避免設(shè)備的重復(fù)投入。在站控層方面，除了繼承傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)外，應(yīng)配置遠(yuǎn)動(dòng)工作站，目的是向調(diào)度實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；在間隔層方面，由于多種IED的應(yīng)用使的數(shù)字變電站產(chǎn)生多種不同的框架結(jié)構(gòu)；在過程層方面，一些高級(jí)設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用，例如智能化開關(guān)設(shè)備等。據(jù)行業(yè)內(nèi)的分析報(bào)告顯示，每年都有上千座35kV及以上等級(jí)的新建變電站投入運(yùn)行，新建變電站基本上都采納自動(dòng)化系統(tǒng)模式，因此估計(jì)將來幾年電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化市場規(guī)模每年將保持在50~80億元。隨著國家電網(wǎng)公司保持智能電網(wǎng)計(jì)劃的實(shí)施，變電站將向智能變電站發(fā)展，一次設(shè)備要升級(jí)為智能電力設(shè)備，二次設(shè)備則成為智能控制單元，這是一個(gè)革命性的變化。數(shù)字化變電站對(duì)電氣設(shè)備行業(yè)影響龐大，將導(dǎo)致二次設(shè)備行業(yè)、互感器行業(yè)甚至開關(guān)行業(yè)的洗牌，并且以IEC61850為紐帶將促進(jìn)一次設(shè)備和二次設(shè)備企業(yè)的互相合作與滲透。將來數(shù)字化變電站將實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化和二次設(shè)備的信息化，通過在變電站的站控層、間隔層以及過程層采納全面的標(biāo)準(zhǔn)IEC61850通信協(xié)議，避免設(shè)備的重復(fù)投入。在站控層方面，除了繼承傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)外，應(yīng)配置遠(yuǎn)動(dòng)工作站，目的是向調(diào)度實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；在間隔層方面，由于多種IED的應(yīng)用使的數(shù)字變電站產(chǎn)生多種不同的框架結(jié)構(gòu)；在過程層方面，一些高級(jí)設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用，例如智能化開關(guān)設(shè)備等。據(jù)行業(yè)內(nèi)的分析報(bào)告顯示，每年都有上千座35kV及以上等級(jí)的新建變電站投入運(yùn)行，新建變電站基本上都采納自動(dòng)化系統(tǒng)模式，因此估計(jì)將來幾年電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化市場規(guī)模每年將保持在50~80億元。隨著國家電網(wǎng)公司保持智能電網(wǎng)計(jì)劃的實(shí)施，變電站將向智能變電站發(fā)展，一次設(shè)備要升級(jí)為智能電力設(shè)備，二次設(shè)備則成為智能控制單元，這是一個(gè)革命性的變化。3.數(shù)字變電站的研究方面的資料什么是數(shù)字化變電站？“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化〞多種技術(shù)的綜合應(yīng)用。1)IEC61850的應(yīng)用；2〕電子式互感器及智能高壓電器；3〕網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)與測控裝置；4〕網(wǎng)絡(luò)化電能計(jì)量技術(shù)；5〕數(shù)字化變電站安全可靠性；6〕數(shù)字化變電站相關(guān)的制定、試驗(yàn)、驗(yàn)收、運(yùn)行、維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范研究。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)模式演化通信是關(guān)鍵，IEC61850提供了完整解決方案。什么是數(shù)字化變電站？什么是數(shù)字化變電站？推舉方案：采納三層結(jié)構(gòu)，星形以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，全面支持IEC61850，主要使用MMS、GOOSE、SV。什么是數(shù)字化變電站？什么是數(shù)字化變電站？內(nèi)容提要什么是數(shù)字化變電站如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站IEC61850簡介關(guān)鍵問題分析國內(nèi)數(shù)字化變電站工程現(xiàn)狀智能電網(wǎng)四方公司工程施行交流輸入模件A/D變幻微計(jì)算機(jī)開入開出模件人機(jī)對(duì)話模件端子箱二次設(shè)備和一次設(shè)備功能重新定位。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？交流輸入模件A/D變幻微計(jì)算機(jī)開入開出模件人機(jī)對(duì)話模件MU一次設(shè)備的智能化改變了傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)：1、A/D變幻沒有了，代之以高速數(shù)據(jù)接口。2、開關(guān)量輸出DO、輸入DI移入智能化開關(guān)，保護(hù)裝置公布命令，由一次設(shè)備的執(zhí)行器來執(zhí)行操作。高速以太網(wǎng)通信ECTIED執(zhí)行器如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？間隔層設(shè)備具備獨(dú)立的GOOSE網(wǎng)口和SV網(wǎng)口：3個(gè)站控層以太網(wǎng)+2個(gè)GOOSE以太網(wǎng)+保護(hù)SV以太網(wǎng)+錄波SV以太網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？智能操作箱按就地安裝的環(huán)境條件制定，具備兩個(gè)獨(dú)立的GOOSE以太網(wǎng)接口：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？合并單元按就地安裝的環(huán)境條件制定，具備兩個(gè)獨(dú)立的SV以太網(wǎng)接口：站控層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本不變，采納IEC61850通信，不作具體介紹：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？站控層設(shè)備采樣SNTP對(duì)時(shí)，間隔層設(shè)備和智能操作箱采納IRIG-B碼對(duì)時(shí)，合并單元采納PPS秒脈沖對(duì)時(shí)，支持雙星模式。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？關(guān)于不支持IEC61850的設(shè)備采納信息管理機(jī)間接接入如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？間隔互鎖通過站控層網(wǎng)絡(luò)的GOOSE實(shí)現(xiàn)：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？保護(hù)裝置雙重化，GOOSE網(wǎng)絡(luò)雙重化，雙網(wǎng)跳閘報(bào)文“或〞邏輯出口，本套保護(hù)僅與本套操作箱配合：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？保護(hù)裝置單重化，GOOSE網(wǎng)絡(luò)單重化：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？特別狀況：母聯(lián)〔分段〕間隔。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？采樣值〔SV〕單重化組網(wǎng)，測控接入第一套網(wǎng)絡(luò)：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？典型間隔示例：雙重化配置線路間隔。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？智能操作箱雙重化配置時(shí)只有一個(gè)合圈：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？智能操作箱雙重化配置時(shí)有兩個(gè)合圈：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？電流互感器有羅式線圈和低功率線圈兩種，其中羅式線圈對(duì)一次電流進(jìn)行了微分，低功率線圈原理與傳統(tǒng)線圈相同。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？合并單元和互感器為一個(gè)廠家生產(chǎn)：將同步信號(hào)和激光電源共用光纖，互感器有激光輸入和數(shù)據(jù)輸出兩個(gè)光纖串口。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？合并單元和互感器為不同廠家生產(chǎn)：具備獨(dú)立激光電源裝置，互感器多一個(gè)同步信號(hào)接口。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？低電位采集的互感器使用直流供電：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？過程層交換機(jī)和站控層交換機(jī)獨(dú)立設(shè)置；過程層采納100M多模光纖以太網(wǎng)，SC接口；如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？分層分布，按間隔配置交換機(jī)：造價(jià)高，風(fēng)險(xiǎn)分散。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？不區(qū)分功能集中設(shè)置交換機(jī)：經(jīng)濟(jì)性好，風(fēng)險(xiǎn)集中。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？VLAN的細(xì)化用于隔離數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)可靠性：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？使用非組合式互感器時(shí)PT切換方式：由合并單元完成如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？使用非組合式互感器時(shí)PT并列方式：由合并單元完成如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？10kV使用SV方案：如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站？10kV使用組合式小信號(hào)互感器方式：內(nèi)容提要什么是數(shù)字化變電站如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站IEC61850簡介關(guān)鍵問題分析國內(nèi)數(shù)字化變電站工程現(xiàn)狀智能電網(wǎng)四方公司工程施行IEC61850與數(shù)字化變電站〔1〕IEC61850為數(shù)字化變電站提供了全面的網(wǎng)絡(luò)通信解決方案1)IEC61850首次提出了變電站層、間隔層和過程層的3層變電站自動(dòng)化通信模型；2)3層模型能夠滿足數(shù)字化變電站信息組織和通信必需求，例如提供了間隔層保護(hù)/測控裝置與智能組合電器或非傳統(tǒng)互感器〔ECT/PT,OCT/PT〕的通信協(xié)議。制定IEC61850的目標(biāo)：互操作〔1〕互操作定義：不同廠家的IED之間能夠交換信息并能夠利用交換的信息完成各自的功能。實(shí)現(xiàn)一個(gè)世界、一種技術(shù)、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的理想。上述是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)給出的互操作定義。制定IEC61850的目標(biāo)：互操作〔2〕IEC61850獲得互操作的途徑：1〕統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型2〕統(tǒng)一服務(wù)模型3〕統(tǒng)一通信協(xié)議4〕統(tǒng)一物理網(wǎng)絡(luò)5〕統(tǒng)一工程數(shù)據(jù)交換格式6〕統(tǒng)一一致性測試標(biāo)準(zhǔn)IEC61850同時(shí)對(duì)這6個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范，以前?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》主要內(nèi)容：智能電網(wǎng)是當(dāng)前全球電力工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，涉及從發(fā)電到用戶的整個(gè)能源轉(zhuǎn)換過程和電力輸送鏈，成為將來電網(wǎng)的發(fā)展方向?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》在借鑒國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合正在展開的研究施行工作，對(duì)智能電網(wǎng)的概念、主要領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)、工程施行進(jìn)行了較為系統(tǒng)、全面的介紹。全書共分七章。第一章概要介紹智能電網(wǎng)的基本知識(shí)和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，第二章至第七章分別介紹智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、大規(guī)模新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)、智能輸電網(wǎng)技術(shù)、智能配電網(wǎng)技術(shù)、智能用電技術(shù)、智能電網(wǎng)施行與展望。附錄中對(duì)目前智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及部分智能電網(wǎng)國際組織與研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了簡要介紹?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》主要供電力系統(tǒng)管理人員和技術(shù)人員使用，也可供政府部門、企事業(yè)單位以及高等院校相關(guān)人員參照。智能電網(wǎng)〔smartpowergrids〕，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0〞，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。美國電力科學(xué)研究院將智能電網(wǎng)定義為：一個(gè)由眾多自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)作，具有自愈功能；快速響應(yīng)電力市場和企業(yè)業(yè)務(wù)必需求；具有智能化的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。中國的智能電網(wǎng)的基本特征是在技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。智能電網(wǎng)概念的發(fā)展有3個(gè)里程碑：第一個(gè)就是2006年，美國IBM公司提出的“智能電網(wǎng)〞解決方案。IBM的智能電網(wǎng)主要是解決電網(wǎng)安全運(yùn)行、提升可靠性，從其在中國公布的《建設(shè)智能電網(wǎng)革新運(yùn)營管理-中國電力發(fā)展的新思路》白皮書可以看出，解決方案主要包括以下幾個(gè)方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提升數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進(jìn)行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以優(yōu)化運(yùn)行和管理。該方案提供了一個(gè)大的框架，通過對(duì)電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關(guān)企業(yè)提升運(yùn)行效率及可靠性、降低成本描述了一個(gè)藍(lán)圖。是IBM一個(gè)市場推廣策略。第二個(gè)是奧巴馬上任后提出的能源計(jì)劃，除了已公布的計(jì)劃，美國還將著重集中對(duì)每年要耗費(fèi)1200億美元的電路損耗和故障修理的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，建立美國橫跨四個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價(jià)值和效率，將逐步實(shí)現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推動(dòng)分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率?？梢钥闯雒绹闹悄茈娋W(wǎng)有三個(gè)目的，一個(gè)是由于美國電網(wǎng)設(shè)備比較落后，急必需進(jìn)行更新改造，提升電網(wǎng)運(yùn)營的可靠性；二是通過智能電網(wǎng)建設(shè)將美國拉出金融危機(jī)的泥潭；三是提升能源利用效率。第三個(gè)是中國能源專家武建東提出的“互動(dòng)電網(wǎng)〞?；?dòng)電網(wǎng)，英文為InteractiveSmartGrid，它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中。互動(dòng)電網(wǎng)定義為：在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級(jí)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級(jí)調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級(jí)化互動(dòng)管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。它將再造電網(wǎng)的信息回路，構(gòu)建用戶新型的反饋方式，推動(dòng)電網(wǎng)整體轉(zhuǎn)型為節(jié)能基礎(chǔ)設(shè)施，提升能源效率，降低客戶成本，減少溫室氣體排放，創(chuàng)造電網(wǎng)價(jià)值的最大化。歷史發(fā)展2005年，坎貝爾發(fā)明了一種技術(shù)，利用的是〔Swarm〕群體行為原理，讓大樓里的電器互相協(xié)調(diào)，減少大樓在用電高峰期的用電量?？藏悹柊l(fā)明了一種無線控制器，與大樓的各個(gè)電器相連，并實(shí)現(xiàn)有效控制。比如，一臺(tái)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘，以把室內(nèi)溫度維持在24℃；而另外兩臺(tái)空調(diào)可能會(huì)在確保室內(nèi)溫度的前提下，停運(yùn)15分鐘。這樣，在不犧牲每個(gè)個(gè)體的前提下，整個(gè)大樓的節(jié)能目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)技術(shù)賦予電器于智能，提升能源的利用效率。2006年歐盟理事會(huì)的能源綠皮書《歐洲可繼續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》〔AEuropeanStrategyforSustainable,CompetitiveandSecureEnergy〕強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)技術(shù)是確保歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。這時(shí)候的智能電網(wǎng)應(yīng)該是指輸配電過程中的自動(dòng)化技術(shù)。2006年中期，一家名叫“網(wǎng)點(diǎn)“〔GridPoint〕的公司最近開始出售一種可用于監(jiān)測家用電路耗電量的電子產(chǎn)品，可以通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)調(diào)整家用電器的用電量。這個(gè)電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠，可以看作智能電網(wǎng)中的一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施。2006年，美國IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)〞解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)〞，電力公司可以通過使用傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和分析工具，自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復(fù)供電，消費(fèi)者對(duì)電力使用的管理也可細(xì)化到每個(gè)聯(lián)?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》主要內(nèi)容：智能電網(wǎng)是當(dāng)前全球電力工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，涉及從發(fā)電到用戶的整個(gè)能源轉(zhuǎn)換過程和電力輸送鏈，成為將來電網(wǎng)的發(fā)展方向?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》在借鑒國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合正在展開的研究施行工作，對(duì)智能電網(wǎng)的概念、主要領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)、工程施行進(jìn)行了較為系統(tǒng)、全面的介紹。全書共分七章。第一章概要介紹智能電網(wǎng)的基本知識(shí)和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，第二章至第七章分別介紹智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、大規(guī)模新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)、智能輸電網(wǎng)技術(shù)、智能配電網(wǎng)技術(shù)、智能用電技術(shù)、智能電網(wǎng)施行與展望。附錄中對(duì)目前智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及部分智能電網(wǎng)國際組織與研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了簡要介紹?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》主要供電力系統(tǒng)管理人員和技術(shù)人員使用，也可供政府部門、企事業(yè)單位以及高等院校相關(guān)人員參照。智能電網(wǎng)〔smartpowergrids〕，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0〞，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。美國電力科學(xué)研究院將智能電網(wǎng)定義為：一個(gè)由眾多自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)作，具有自愈功能；快速響應(yīng)電力市場和企業(yè)業(yè)務(wù)必需求；具有智能化的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。中國的智能電網(wǎng)的基本特征是在技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。智能電網(wǎng)概念的發(fā)展有3個(gè)里程碑：第一個(gè)就是2006年，美國IBM公司提出的“智能電網(wǎng)〞解決方案。IBM的智能電網(wǎng)主要是解決電網(wǎng)安全運(yùn)行、提升可靠性，從其在中國公布的《建設(shè)智能電網(wǎng)革新運(yùn)營管理-中國電力發(fā)展的新思路》白皮書可以看出，解決方案主要包括以下幾個(gè)方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提升數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進(jìn)行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以優(yōu)化運(yùn)行和管理。該方案提供了一個(gè)大的框架，通過對(duì)電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關(guān)企業(yè)提升運(yùn)行效率及可靠性、降低成本描述了一個(gè)藍(lán)圖。是IBM一個(gè)市場推廣策略。第二個(gè)是奧巴馬上任后提出的能源計(jì)劃，除了已公布的計(jì)劃，美國還將著重集中對(duì)每年要耗費(fèi)1200億美元的電路損耗和故障修理的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，建立美國橫跨四個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價(jià)值和效率，將逐步實(shí)現(xiàn)美國太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推動(dòng)分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率?？梢钥闯雒绹闹悄茈娋W(wǎng)有三個(gè)目的，一個(gè)是由于美國電網(wǎng)設(shè)備比較落后，急必需進(jìn)行更新改造，提升電網(wǎng)運(yùn)營的可靠性；二是通過智能電網(wǎng)建設(shè)將美國拉出金融危機(jī)的泥潭；三是提升能源利用效率。第三個(gè)是中國能源專家武建東提出的“互動(dòng)電網(wǎng)〞?；?dòng)電網(wǎng)，英文為InteractiveSmartGrid，它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中?；?dòng)電網(wǎng)定義為：在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級(jí)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級(jí)調(diào)度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級(jí)化互動(dòng)管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。它將再造電網(wǎng)的信息回路，構(gòu)建用戶新型的反饋方式，推動(dòng)電網(wǎng)整體轉(zhuǎn)型為節(jié)能基礎(chǔ)設(shè)施，提升能源效率，降低客戶成本，減少溫室氣體排放，創(chuàng)造電網(wǎng)價(jià)值的最大化。歷史發(fā)展2005年，坎貝爾發(fā)明了一種技術(shù)，利用的是〔Swarm〕群體行為原理，讓大樓里的電器互相協(xié)調(diào)，減少大樓在用電高峰期的用電量?？藏悹柊l(fā)明了一種無線控制器，與大樓的各個(gè)電器相連，并實(shí)現(xiàn)有效控制。比如，一臺(tái)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘，以把室內(nèi)溫度維持在24℃；而另外兩臺(tái)空調(diào)可能會(huì)在確保室內(nèi)溫度的前提下，停運(yùn)15分鐘。這樣，在不犧牲每個(gè)個(gè)體的前提下，整個(gè)大樓的節(jié)能目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)技術(shù)賦予電器于智能，提升能源的利用效率。2006年歐盟理事會(huì)的能源綠皮書《歐洲可繼續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》〔AEuropeanStrategyforSustainable,CompetitiveandSecureEnergy〕強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)技術(shù)是確保歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。這時(shí)候的智能電網(wǎng)應(yīng)該是指輸配電過程中的自動(dòng)化技術(shù)。2006年中期，一家名叫“網(wǎng)點(diǎn)“〔GridPoint〕的公司最近開始出售一種可用于監(jiān)測家用電路耗電量的電子產(chǎn)品，可以通過互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)調(diào)整家用電器的用電量。這個(gè)電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠，可以看作智能電網(wǎng)中的一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施。2006年，美國IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)〞解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)〞，電力公司可以通過使用傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和分析工具，自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復(fù)供電，消費(fèi)者對(duì)電力使用的管理也可細(xì)化到每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的。1、整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化、規(guī)范化當(dāng)前變電站自動(dòng)化的發(fā)展趨勢將會(huì)不斷朝著高集成化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的大規(guī)模集成電路將會(huì)進(jìn)一步應(yīng)用在繼電保護(hù)和測控裝置上，這些新器件的應(yīng)用將使保護(hù)和測控裝置的電路板更加小型集成化。高集成化可以使裝置通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力更強(qiáng)，降低成本，減少故障率，有利于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的運(yùn)行管理。數(shù)字化是指變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的整體數(shù)字化、信息化以及與電力整體的協(xié)調(diào)操作。隨著變電站一次設(shè)備的智能化，如智能開關(guān)設(shè)備、光電式電壓和電流互感器和各類智能電子裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用，變電站自動(dòng)化將進(jìn)人數(shù)字化階段，有利于改善和優(yōu)化現(xiàn)有的保護(hù)和控制功能。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將逐步向產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在：產(chǎn)品基本功能制定和要求的標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)品的對(duì)外接口和通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，變電站內(nèi)不同廠家的設(shè)備可以做到互換互連，“即插即用〞增加了用戶選擇變電站內(nèi)各類設(shè)備和改換設(shè)備的自由度，同時(shí)不滿足標(biāo)準(zhǔn)化制定的廠商將被逐步淘汰，使變電站自動(dòng)化專業(yè)逐步走向良性的發(fā)展。2、從集中控制、功能分散型向分層分布式網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展傳統(tǒng)的保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)和站級(jí)監(jiān)控、故障錄波等設(shè)備是按功能分散合計(jì)的。趨勢是從一個(gè)功能模塊管理多個(gè)間隔單元，向一個(gè)模塊管理一個(gè)間隔單元發(fā)展，實(shí)現(xiàn)地理位置上的高度分散。這樣發(fā)生故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響可大大減小，功能模塊的獨(dú)立性、適應(yīng)性更強(qiáng)。通信接口的發(fā)展也是日新月異，早期的串行通信到現(xiàn)場總線，從現(xiàn)場總線再到工業(yè)以太網(wǎng)通信，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，帶寬的提升和交換技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，使通信實(shí)時(shí)性得到了確保。在網(wǎng)絡(luò)化的IEC61850數(shù)字化變電站系統(tǒng)中，基于上述技術(shù)的交換式以太網(wǎng)，解決了基于HUB的共享式以太網(wǎng)沖突檢測機(jī)制造成的丟包問題和交換式以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性不確定問題，以太網(wǎng)交換機(jī)除了用于構(gòu)建各種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸各種控制命令和監(jiān)測數(shù)據(jù)以外，還通過網(wǎng)絡(luò)傳輸間隔設(shè)備之間的跳閘命令和閉鎖信號(hào)。因此，對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在IEC61850系統(tǒng)中的應(yīng)用提出更高的要求，它已經(jīng)成為組成變電站綜自系統(tǒng)其中極為重要的設(shè)備。已有的實(shí)際工程應(yīng)用中，這些交換機(jī)還存在著部分問題，如電源損壞率高，部分嚴(yán)酷狀況下會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象等，在制定中必必需合計(jì)采納符合IEC61850-3標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，應(yīng)滿足與安裝在變電站間隔層就地的保護(hù)測控裝置一樣的環(huán)境、機(jī)械以及電磁兼容的要求。通信容量更大、實(shí)時(shí)性更高、可靠性更高的必需求影響著將來通信技術(shù)的發(fā)展方向。3、遙視系統(tǒng)的應(yīng)用遙視系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化變電站內(nèi)已廣泛使用，它將變電站內(nèi)采納攝像機(jī)拍攝的視頻圖象遠(yuǎn)距離傳輸?shù)秸{(diào)度中心或集控站〔主站〕，使主站的運(yùn)行、管理人員可以借此對(duì)變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，以確保無人值班變電站的安全運(yùn)行。遙視系統(tǒng)的視頻圖象監(jiān)視在本質(zhì)上還屬于圖象獲取系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)運(yùn)用到圖象信息的分析與理解中，可以實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)圖象信息的智能處理。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在變電站領(lǐng)域已成功應(yīng)用的例子有指針式儀表表示值的自動(dòng)檢定、移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別報(bào)警和跟蹤運(yùn)行人員的操作過程。隨著與計(jì)算機(jī)視覺相關(guān)的一些技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，其在變電站領(lǐng)域顯示出了合格的應(yīng)用前景。4、藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信開放性全球規(guī)范，它是一種以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)、為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無線電技術(shù)，解決了以太網(wǎng)用于變電站自動(dòng)化布線難的問題。該技術(shù)具有小功率、微型化、低成本以及與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代相適應(yīng)的特點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)，其應(yīng)用正處于起步階段，但藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常顯然的，其將來的發(fā)展不可限量?？梢灶A(yù)見，變電站內(nèi)許多設(shè)備問采納無線方式通信在不久的將來就可以實(shí)現(xiàn)。XNR-800型微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是在綜合國內(nèi)外多家微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地汲取當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)微機(jī)技術(shù)，采納國際最新的DSP為核心處理單元，研制成集保護(hù)、測控、遠(yuǎn)動(dòng)、通訊于一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于110kV及以下電壓等級(jí)變電站，具有保護(hù)、遙測、遙信、遙脈、遙調(diào)、遙控等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站全方位的控制和管理，實(shí)現(xiàn)了變電站無人值守功能。該系統(tǒng)自投入市場以來，以其運(yùn)行穩(wěn)定、功能完善、采樣準(zhǔn)確、開入開出正確、通訊可靠而深受用戶的好評(píng)。該系統(tǒng)采納分層分布式控制模式，裝置可以集中組屏，也可分散安裝于開關(guān)柜的二次儀表室中。集中組屏?xí)r，屏柜采納2260〔或2360〕*800*600尺寸，每面屏柜可裝4層裝置，每層可裝3個(gè)裝置。其各種保護(hù)測控裝置、自動(dòng)化控制裝置從物理性能上與空間分布至主變電站一次設(shè)備間隔層，各裝置作為一個(gè)完整系統(tǒng)，具有獨(dú)立的電源，CPU及獨(dú)立的操作回路，完成對(duì)變電站對(duì)應(yīng)間隔的保護(hù)、測量、控制等功能，各裝置在軟、硬件制定上是完全獨(dú)立的，不依賴通訊網(wǎng)。構(gòu)成分布式系統(tǒng)的保護(hù)、測控裝置的CPU芯片采納國際先進(jìn)的DSP芯片，并采納了隔離、軟硬件濾波、看門。中國通信業(yè)發(fā)展態(tài)勢展望一、1999年我國通信業(yè)發(fā)展態(tài)勢1999年1~9月，我國通信網(wǎng)局用交換機(jī)容量達(dá)到15003萬門，本年累計(jì)新增1512.6萬門，比上年末增長11.2%。本地用戶數(shù)達(dá)到10349.6萬戶，比上年增加1607.5萬戶。我國的固定網(wǎng)目前已成為世界第二大通信網(wǎng)，估計(jì)將在12年內(nèi)超過美國成為全球第一大網(wǎng)。移動(dòng)用戶數(shù)達(dá)到3759.5萬戶，比上年增加1231.2萬戶。中國移動(dòng)通信網(wǎng)目前僅次于美國〔1998年底為6920萬戶〕、日本，排全球第三大網(wǎng)，估計(jì)在將來的3至5年內(nèi)將成為世界第一大網(wǎng)，每年增加1600萬一1800萬用戶。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶達(dá)到40.1萬戶，比1998年增加6.9萬戶。無線尋呼用戶數(shù)達(dá)到4575萬戶，比1998年增長535.7萬戶。普及率為12.61部/百人，主線普及率達(dá)到8.23線/百人，移動(dòng)普及率為2-99部/百人。1~9月，程控交換機(jī)生產(chǎn)2953萬線，比去年同期增長12.4%、銷售2161萬線，比去年同期增長25.3%，估計(jì)1999年全年生產(chǎn)3500萬線。移動(dòng)通攀只？？？142萬部，比去年同期增長1630、銷售1156萬部，比去年同期增長162o、1999年全年手機(jī)生產(chǎn)估計(jì)在1700萬部左右、基站在90萬信道。電子信息產(chǎn)業(yè)全行業(yè)1999年總產(chǎn)值估計(jì)將完成6600億的規(guī)模。今年初，信息產(chǎn)業(yè)部公布了1999年的通信發(fā)展宏觀控制指標(biāo)，依據(jù)這一指標(biāo)，全國通信業(yè)務(wù)收人〔含中國聯(lián)通〕要完成2852億元，比上年增長240；電信業(yè)務(wù)收人2522億元，增長24.9%；通信固定資產(chǎn)投資要達(dá)到1896億元。但今年1-9月，全國完成固定資產(chǎn)投資800.8億元，比去年同期下降了8.4%。郵電業(yè)務(wù)收入完成2021.1億元，同去年同期相比增長20.8%，電信業(yè)務(wù)總量完成2246.6億元，同去年同期相比增長34.0%。今年電信業(yè)務(wù)總量與電信業(yè)務(wù)收入將會(huì)按計(jì)劃完成，但固定資產(chǎn)投資將會(huì)有一定的差距，關(guān)于已經(jīng)習(xí)慣于中國通信投資繼續(xù)增長的人們，特別是依靠這種增長來擴(kuò)大銷售額的通信設(shè)備廠商來說，他們關(guān)于今年通信投資的停滯、甚至下滑感到難以適應(yīng)。1999年上半年以來，由于信息產(chǎn)業(yè)部和各管局高層人事變動(dòng)、移動(dòng)分家、電信企業(yè)化等眾多因素的影響，各省對(duì)通信建設(shè)的關(guān)注減少，對(duì)通信固定資產(chǎn)的投資異常慎重。造成投資下滑的具體原因：1.郵電分營以及隨后而來的電信分營，在短時(shí)期帶來的投資主體不明確；2.銀行在提供買