智能电网技术

智能电网技术（精选12篇）

智能电网技术 篇1

近年来, 随着现代化电网的不断发展和电力化市场的不断改革, 许多国家都建立了基于本国电力系统和能源资源发展特点等为核心的电力系统发展规划。智能电网的发展肯定会给现在的电力系统带来全新的改革和创新, 因此, 作为电网运行直接生产单位的电网调度也必然会面临前所未有的发展创新。

目前, 关于智能电网我们还没有形成一个统一的概念, 但是根据现在一些发达国家的发展研究来看, 我们可以把智能电网描述为是这样一种新型的电网, 它可以通过现在先进的通讯技术、传感测量技术、计算机技术、信息技术和控制技术等对运行中的电网进行实时的智能控制。智能电网的发展可以实现电网的经济、可靠、安全、高效、环境友好和安全使用, 这对现在的电网运营来说有很大好处的。

目前, 根据我国现在的电网发展情况, 一方面, 我们提出了要建设具有信息化和自动化特征的同时还要以特高压为主体的智能电网的发展, 另一方面, 我们也应该提高电网优化配置资源的能力, 同时也要实现远距离和大规模的电力传输功能, 从而满足经济快速发展对电力的需求。

电网调度具体来说就是对电力运行系统进行的一系列组织、指导、指挥和协调的活动, 它可以保障电力系统的安全, 保证电力生产的秩序, 同时可以实现对环境保护和资源的优化配置。

电网调度的发展历史可以分为经验型调度阶段和分析型调度阶段两个阶段。电网调度自动化是早期的通信系统和电力系统在引入计算机以后扩充功能而形成的一套帮助调度人员工作的自动化系统, 它是以数据采集和监控系统 (SCADA) 为基础, 包括经济调度运行 (EDC) 、自动发电控制 (AGC) 、电网静态安全分析 (SA) 、电网自动化 (DA) 以及调度员培训仿真 (DTS) 等的能量管理系统 (EMS) 。

电网调度可以收集、处理电网运行中时的实时信息, 并且通过人机联系把电网运行状况有选择的显示出来, 完成安全分析和经济调度等功能, 其主要作用包括四点:

1) 电力系统的安全控制;

2) 经济运行参数的辅助计算;

3) 报表的自动打印;

4) 提高系统的运行水平。

现在的能量管理系统不仅在功能上有了很大的改变和创新, 而且其大多数都包括许多高级应用软件, 例如状态估计、网络拓扑、静态安全分析等方面, 在电网运行方面逐步得到了广泛的应用。

然而, 因为受到技术理论的约束, 现在的调度系统没有从综合的决策角度等方面来考虑某些应用的有机结合, 而且它的自动化和智能化程度方面也不是很高。

现在智能电网的发展十分迅速, 应用范围日渐扩大, 传统的自动化电网调度系统也面临着许多的问题主要包括以下几个方面:首先, 我们应该如何建设功能更加强大, 更加智能的调度系统来健全我们的智能电网的发展;其次, 我们如何调节因为电力市场的深化和实施而带来的调度人员的压力增加的问题;最后, 我们如何解决因为大规模的间歇性电源的接入而使的电网调度工作变得更加的困难的问题。

智能电网具有自愈、安全、兼容、交互、协调和高效等特点, 电网调度是智能电网运行的控制神经中枢, 具有十分重要的作用, 它是电网建设的关键环节。先进的电网调度技术可以敏锐的对电网进行监控, 预先感知电网的运行状态, 从而能够对电网控制实现实时自我调节, 更加智能的管理智能电网的运行。

因此, 为了适应智能电网未来的发展方向, 我们对传统的电网调度技术提出了以下需要解决的几个方面:

1) 更高的可靠性与安全性方面的要求。随着科学技术的不断发展, 人们的生活水平越来越高, 这就对电网的运行提出了更高的安全性和可靠性的要求。因此, 随着用户要求的不断提高, 我们应该尽可能的提前发现电网中存在的事故, 运用更加智能化和自动化的方式解决突发事故, 从而提供给用户更可靠的供电运行方式。这就要求我们在电网运行结构中选择最优的运行方式, 提高电网运行的自动化和智能化水平, 建立一种更加合理可靠的电网运行结构, 从而可以减少调度人员处理一般性事故过程中用户的停送电时间。

2) 海量信息处理方面。智能电网要达到其智能应用, 就需要其对运行中的电网进行状态监测、电网分析、事故预警、电网控制等实时信息分析, 这会需要我们采集电网运行中的所有有用信息, 为了采集这些信息我们需要建立对应的一体化信息平台, 筛选并处理相关信息并搭建相关的数据模型库。

3) 新能源与分布式电源的接入方面。能源一直是世界各国都十分关心的问题, 而且, 为了解决世界能源短缺问题, 各国都在致力于研究新能源。例如, 我国目前正在建设的风电基地, 因为风能源具有随机性和不确定性, 所以通过风能来产生电能的这一过程会十分困难, 而且, 如果大量接入系统对于电网的安全稳定等方面来说会是一个很大的安全隐患。因此, 为了保证即使在发生重大事故时也能保证继续供电, 同时也为了减少事故的发生扩大而导致的整个大电网的崩溃瓦解, 我们未来电网的发展应该主要以特高压为主, 同时也可以分解为一系列各自独立的分布式微电网运行, 这样可以保障我们在电网使用方面的高效性和灵活性。

智能调度是未来智能电网发展的必然趋势, 它包括安全可靠、灵活高效、统一协调、经济环保以及公正友好等五个方面的基本内涵。智能调度的最终目标应该是建立一个基于信息同步的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术, 协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系, 从而能实现电网运行的智能化发展。

摘要：智能电网是未来经济和科技发展的必然结果, 智能电网的发展必然会引起电力工业的革新和变革, 它具有广阔的发展前景, 是未来电力系统的发展的必然趋势。其中智能调度是目前电网调度自动化系统发展的最新方向, 也是其电网建设环节的重要组成部分。

关键词：智能电网,智能调度,电网调度

参考文献

[1]艾琳, 华栋.电力系统智能型调度[J].电力自动化设备, 2008.

[2]陈树勇, 宋书芳, 李兰等.智能电网技术综述[J].电网技术, 2009.

[3]任志翔, 仇群辉等.智能电网调度自动化技术思考.经济研究导刊, 2010.

智能电网技术 篇2

511883 王重阳

（清华大学电力工程学院广州）

摘 要：本文对智能电网关键技术进行了具体阐述，主要是量测、通信、信息管理、调度、电力电子和分布式能源接入等方面。最后借助美国智能电网研究应用情况，对智能电网技术实现的功能进行了归纳和评述。

关键词：智能电网；关键技术；电力；电子；发展引言

智能电网并不是一个全新概念，它是随着技术发展和业务需要而逐步形成的，国内外相关研究机构很早就展开对智能电网领域的研究探索，各国政府和电网公司也开始将发展智能电网作为解决能源问题的良药。智能电网却无统一的定义，这个术语来自smart grid(可译为灵巧电网)，也有人称为intelligen t grid(智能电网).其实，智能电网不是一个特定的技术词汇，也不是一个“新技术领域”，它只是对现代电网的概括性的描述，主要侧重现代电网的两个基本特征:(1)主要的电气设备和电网的参数可以通过先进的双向信息通信系统，实施 灵活控制，保证电网安全经济运行;(2)供电方通过“智能配电设备”，向用户提供可靠、优质、个性化的电能供应，实施需求侧管理，节约资源。智能电网发展研究简介

世界经济发展与人类生存环境面临的形势：

环境：全球气候变化、自然灾害频发、污染严重、沙漠化、城市面临挑战、“高碳”经济、温室效应、冰川融化等;

能源：传统能源的日益短缺、新能源、可再生能拥、国家能源安全、可持续发展造福子孙后代„

技术：需要智能电网帮助电力行业推动技术创新，实现技术转型确保电力可靠供应.2.1 国外智能电网发展

早在2003年美国电力研究院（EPRI）就已经将未来电网定义为“智能电网”，同年6月，美国能源部输配电办公室发布的“Grid 2030：电力的下一个100年的国家设想”的报告描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2004年美国Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己对“智能电网”的理解。美国PJM（宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联电网）公司在2006年底完成的战略规划将智能电网建设作为其发展愿景。2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；同时电网还可以根据实际情况进行电力的实时调配，提高供电可靠性。

2001年意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，欧洲其他国家也将智能网络作为一项革命进行推广。2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)明确强调欧洲已经进入一个新能源时代，而智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

其他国家也纷纷启动智能电网相关研究和建设规划。日本政府计划在与电力公司协商后，于2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验；韩国计划在2011年前建立一个“智能电网”综合性试点项目，届时能提高该国环保能源的能力；澳大利亚政府在最新的预

算案中已划拨1亿澳元用于智能电网建设。

2.2 国内智能电网发展

随着我国经济的快速发展，对电力的需求日益增强，而国内能源结构不合理、能源分布不均衡严重制约电力行业的发展。特高压电网解决了远距离、大容量输电问题，在一定程度上解决了能源输送问题，但“重电源轻电网”导致供电可靠性较低，同时网架结构薄弱则限制了新能源有效利用。为了解决这些问题，国内电网企业也开始寻求利用信息技术提高电网运营能力，而智能电网则是一个重要的研究方向。

2007年10月，华东电网正式启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性研究项目。2008年4月，在前期智能电网研究成果的基础上，华东电网启动高级调度中心项目群建设，该项目是智能电网建设蓝图“三步走”的第一阶段“巩固提升”的重点内容。

从2007年华北电网公司开始进行智能电网相关的研究和建设，致力于打造智能调度体系，为智能输电网奠定基础；建立企业级服务总线，搭建智能电网信息架构；超前研发清洁能源关键技术，做好可再生能源并网准备；结合客户信息采集系统，试点建设智能供电网。2009年华北电网将在前期工作的基础上，深度体会国网公司建设中国特色智能电网的概念、理论，结合华北特色大力建设智能电网，制定智能电网发展规划和实施方案，继续推进智能电网的研究和建设。

2009年初，国家电网公司启动了“坚强智能电网体系研究报告”、“坚强智能电网综合研究报告”和“智能电网关键技术研究框架”等重要课题的研究。通过积极探索国内外智能电网技术发展动态，分析中国坚强智能电网技术需求，调研中国智能电网建设已有技术基础，揭示坚强智能电网的内涵与特征，制定了坚强智能电网总目标、技术框架体系与实施计划等。2009年5月21日，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式宣布将建设“坚强的智能电网”，并公布了规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案。随后国家电网公司将智能电网技术作为2009年科技重点工作领域之一，研究方向的确定和研究框架项目的实施，将会使智能电网脱离概念炒作阶段，正式进入规划建设阶段。智能电网关键技术

我国数字化电网建设涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节，包括：信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电，变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。实际上，目前我国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。

总之，智能化电力设备最终的技术要求将达到：测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化及信息互动化。

3.1 参考量测技术

参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。

未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部电力使用的策略。

对于电力公司来说，参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支

持，包括功率因数、电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。

未来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高可靠性。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力极大地提高可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。

3.2 智能电网通信技术

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。

适用于智能电网的通信技术需具备以下特征：一是具备双向性、实时性、可靠性特征，出于安全性考虑理论上应是与公网隔离的电力通信专网。二是具备技术先进性，能够承载智能电网现有业务和未来扩展业务。三是最好具备自主知识产权，可具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。

作为国家电网公司从事骨干信息通信网络建设、运行管理的直属公司，国网信息通信有限公司高度重视智能电网建设工作，积极开展相关前期研究工作，并着力推进有关信息通信技术（ICT）的软硬件产品研发，开展新一代电力信息通信（ICT）网络模式研究,加快信息通信产业化发展。

电力客户用电信息采集系统是智能电网的重要组成部分，信通公司积极参与其中与信息通信专业相关的研究，向国家电网公司提交了通信专题技术报告。同时，积极推进产业化进程，进一步完善了用电信息采集主站软件平台、基于电力线宽带通信技术的采集器等产品。智能电网客户服务是智能电网用电环节的重要组成部分，是实现电网与客户之间实时交互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平的重要手段。信通公司将智能电网客户服务试点分别设立在北京莲香园小区和阜成路95号院。其中，阜成路95号院试点以光纤入户为主要特点，以机顶盒和电视机为展现手段，实现三表抄收和查询、物业、配送、网络增值等一系列特色服务，体现出良好的交互性和智能化特色。

3.3 信息管理系统

智能电网中的信息管理系统应主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等五个功能。

信息采集与处理。主要包括详尽的实时数据采集系统、分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备(intelligent electronic device，IED)资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等。

信息分析。对经过采集、处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括“发电–输电–配电–需求侧”四级产业链业务分析和“国家–大区–省级–地县”四级电网信息分析。横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管理、生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、财务管理、人力资源管理等业务模块分析。

信息集成。智能电网的信息系统在纵向上要实现产业链信息集成和电网信息集成，横向上要实现各级电网企业内部业务的信息集成。

（4）信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，需要合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统(GIS)等视频和音频技术。

（5）信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程度和权限，并保护其资料和经济利益。因此，必须研究复杂大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。

3.4 智能调度技术

智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心，是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。

现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。

为加快推进智能电网调度技术支持系统总体设计和应用功能规范编写工作，国网电力科学研究院受国家电力调度中心委托，承担智能电网调度技术支持系统总体设计工作。2009年7月6日至18日，在国调中心带领下，国网电科院工作组顺利完成智能电网调度技术支持系统总体设计，并讨论确定智能电网调度技术支持系统功能规范体系，为一体化智能电网调度技术支持系统的快速有序建设提供指导。国网电科院工作组成员全程参与了智能电网调度技术支持系统基础平台和四大应用的总体设计，承担并顺利完成调度计划应用、安全校核应用和调度管理应用的功能流程和总体设计。

3.5 高级电力电子技术

电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术，节能效果可达10%～40%，可以减少机电设备的体积并能够实现最佳工作效率。目前，半导体功率元器件向高压化、大容量化发展，电力电子产业出现了以SVC为代表的柔性交流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以高压变频为代表的电气传动技术，以智能开关为代表的同步开断技术，以及以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术等。

柔性交流输电技术是新能源、清洁能源的大规模接入电网系统的关键技术之一，将电力电子技术与现代控制技术相结合，通过对电力系统参数的连续调节控制，从而大幅降低输电损耗、提高输电线路输送能力和保证电力系统稳定水平。

高压直流输电技术对于远距离输电、高压直流输电拥有独特的优势。其中，轻型直流输电系统采用GTO、IGBT等可关断的器件组成换流器，使中型的直流输电工程在较短输送距离也具有竞争力。此外，可关断器件组成的换流器，还可用于向海上石油平台、海岛等孤立小系统供电，未来还可用于城市配电系统，接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。轻型直流输电系统更有助于解决清洁能源上网稳定性问题。

高压变频技术最大的优点是节电率一般可达30%左右，但缺点是成本高，并产生高次谐波污染电网。同步开断(智能开关)技术是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合。目前，高压开关大都是机械开关，开断时间长、分散性大，难以实现准确的定相开断。

实现同步开断的根本出路在于用电子开关取代机械开关。

3.6 分布式能源接入技术

智能电网的核心在于构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与用户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。

分布式电源（DER）的种类很多，包括小水电、风力发电、光伏电源、燃料电池和储能装置（如飞轮、超级电容器、超导磁能存储、液流电池和钠硫蓄电池等）。一般来说，其容量从1kW到10MW。配电网中的DER由于靠近负荷中心，降低了对电网扩展的需要，并提高了供电可靠性，因此得到广泛采用。特别是有助于减轻温室效应的分布式可再生能源，在许多国家政府政策上的大力支持下，迅速增长。目前，在北欧的几个国家，DER已拥有30%以上的发电量分额。在美国DER目前只占总容量的7%，而预期到2020年时这一份额将达25%。

大量的分布式电源并于中压或低压配电网上运行，彻底改变了传统的配电系统单向潮流的特点，要求系统使用新的保护方案、电压控制和仪表来满足双向潮流的需要。然而，通过高级的自动化系统把这些分布式电源无缝集成到电网中来并协调运行，将可带来巨大的效益。除了节省对输电网的投资外，它可提高全系统的可靠性和效率，提供对电网的紧急功率和峰荷电力支持，及其他一些辅助服务功能，如无功支持、电能质量改善等；同时，它也为系统运行提供了巨大的灵活性。如在风暴和冰雪天气下，当大电网遭到严重破坏时，这些分布式电源可自行形成孤岛或微网向医院、交通枢纽和广播电视等重要用户提供应急供电。小结

本文对智能电网的发展过程及国内外现状作了论述和分析，而且详细论述了智能电网各项关键技术如调度、输电、变电、配电、用电等领域，信息技术领域、数字化变电站技术等，提出了智能电网技术发展是一个渐进的过程。鉴于中国经济和电力负荷的高速发展，能源和负荷分布不均，发展特高压电网及其它各级电网是目前中国电网建设的重点，所以对此必须密切跟踪和深入研究。

参考文献：

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[2朱文坚, 刘小康．智能电网的关键技术．广州：华南理工大学出版社，2009

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[5]唐忠，杨春旭，崔吴杨．智能电网关键技术及其与物联网技术的融合 ．上海电力学院学报，Vol.27.No.5.Oct.2011

智能电网应用技术研究 篇3

关键词：智能电网；特点；核心技术；应用；发展

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）02-0062-02

电网作为关系国计民生的重要基础设施，在保障能源安全、促进节能减排、拉动经济增长、带动产业升级中发挥着非常重要的作用。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜期，经济社会快速发展对电网的资源优化配置能力和智能化水平提出了更高的要求，给电网安全稳定运行带来了巨大挑战。加快建设安全水平更高、稳定性能更好、配置效率更高、适应能力更强、互动性能更好、综合效益更优的智能电网，是着力转变电力发展方式、实现电力工业科学发展的必由之路，对于电力企业积极深化“两个转变”，着力建设“一强三优”的现代公司具有重大而深远的意义。

1 智能电网的基本概念及主要特点

智能电网是以集成的、高速双向通信网络为基础，广泛使用先进的传感和测量技术，通过先进的控制方法和决策支持系统技术，使电网能够实现可靠、安全、经济、高效运行。与传统的电网相比，智能电网的先进性和优势主要体现在以下方面。

1.1 稳定性和适应性强

智能电网具有更加完善的基础体系和更加先进的技术支撑体系，当受到各类外部干扰和攻击时，能够有效地进行自我保护，确保电网的安全稳定运行。传统电网在接入清洁能源或可再生能源时受到限制和要求较多，而智能电网完全不受任何限制，可以大量接入。

1.2 预见性和自愈性强

在智能电网建设中，广泛应用信息技术、传感器技术和自动控制技术，可以对整个电网进行全方位的监控，及时发现和排除故障隐患。当某一线路和设备发生故障时，智能电网可以通过自动控制系统及时隔离故障，有效避免故障影响范围进一步扩大，造成大面积停电。

1.3 操控性和经济性强

智能电网广泛应用了网厂协调、柔性交直流输电、电力储能、智能调度、配电自动化、通信信息、现代管理等技术，一方面使控制系统对电网各个环节的控制更加灵活、有效，另一方面使电力设备的使用效率大大提高，从而降低电能损耗，使电网运行更加经济。

1.4 集成性和互动性强

智能电网通过对信息进行高度集成、共享和利用，在操控终端可以掌握电网的运营状态，使运行管理更加系统和智能化。通过建立双向互动服务模式，一方面电力企业可以及时了解用户需求，并为其提供更好的服务，另一方面用户可以及时了解电网运行的相关信息，合理使用电器和设备。

2 智能电网的发展前景

当前智能电网建设是我国能源领域改革的重要内容，太阳能、风能等新型能源的快速发展为智能电网建设提供了良好契机，科学技术水平的不断提高为智能电网建设奠定了坚实基础。智能电网的优越性已得到世界各国的普遍共识，越来越多的国家和地区都根据自身实际，充分借鉴发达国家先进经验，积极应用先进科学技术手段，大力发展智能电网。

目前，我国经济社会快速发展，电能使用越来越广泛，电量消耗越来越多，对电能质量要求越来越高，而我国的电力能源分布与电能使用分布呈逆向状态，因此，必须建设先进的智能电网才能满足人们日益增长的用电要求。智能电网建设要以提高电网资源配置能力、安全水平、运行效率以及电网与用户的互动性为主要目标，着力加强智能电网基础设施建设，切实抓好重点领域项目攻关，研究开发调度技术支持系统、用电信息采集系统等技术手段，广泛应用各种新技术、新方法，有效提高电网智能化水平。根据国家电网相关发展规划，我国预计到2020年将建成统一的较高水平的智能电网。

3 智能电网建设的核心技术

3.1 网络拓扑技术

灵活、坚强的电网结构是智能电网建设的基础。由于我国的能源供给地区和能源需求地区在空间分布上非常不平衡，为了满足经济发展对电能的需求，必须通过建设大规模、远距离的输电线路完成电能输送。采用特高压输电，一方面可以提升输送容量，另一方面可以降低电能损耗，是当前世界上广泛使用的电能输送方式。特高压线路如何布局、积极电网如何规划、电网之间如何进行衔接、系统间如何协调发展等问题需要进一步研究解决。

3.2 通信系统集成技术

智能电网必须能够识别故障先期征兆、预判故障发生、及时处理故障、抵抗干扰信号，所以，智能电网需要具备可靠的监视及系统分析能力。同时，智能电网只有不断地进行整合与集成，才能为电网规划建设运行提供信息服务。在智能电网建设过程中，要求建立完善的通信网络体系，运用系统集成技术，有效保障电网安全稳定运行。

3.3 电力电子设备

智能电网在发电、输电、变电、配电等环节广泛应用先进的电力电子技术。当前，电力系统普遍采用的电子设备装置包括DSP全数字控制技术、全控型大功率电力电子器件及高性能的大功率变流器等。

3.4 高级计量体系及需求侧管理

为了确保供电和用电之间的平衡，智能电网必须全面了解用电客户的用电情况和规律，从而进行规划。可以通过通信系统把智能电表连接起来，组成一个完整的计量系统，计量系统可以通过远程监测、用户侧管理及分时电价管理，全面了解和掌握用户用电情况。

3.5 分布式能源接入技术

分布式能源分为两种，一种是分布式发电，另一种是分布式储能，在国外发达国家应用较为普遍。分布式发电技术包括7个方面内容：一是微型燃气轮机技术，二是燃料电池技术，三是地热发电技术，四是风力发电技术，五是太阳能光伏发电技术，六是海洋能发电技术，七是地热发电技术。分布式储能装置包括3个方面内容：一是蓄电池，二是飞轮，三是超导储能。近年来，风能和太阳能电厂发展很快，接入电网的电量逐年增长，由于风能和太阳能波动性和间歇性较大，很大程度影响电网的稳定供电，所以对电网的动态模型及计算速度要求很高。

3.6 智能调度技术

作为未来智能电网的发展方向，智能调度技术是对传统调度控制中心的各项功能进行升级和扩展。通过建立一个广域同步信息网络保护系统，协调电力系统稳定控制、保护控制、解列控制、紧急控制和恢复控制等综合防御体系。为了预防电网因局部故障不及时排除而导致大面积停电的现象，智能调度可以充分发挥自身优势，通过进行实时决策指挥，及时排除局部故障。智能调度包含的关键技术包括8个方面内容：一是系统快速仿真与模拟技术，二是调度决策可视化技术，三是预防控制技术，四是智能预警技术，五是优化调度技术，六是智能预警技术，七是应急指挥系统，八是配电自动化技术。

4 结语

加快智能电网建设步伐，可以有效优化电力资源配置，使越来越多的风能、太阳能等可再生资源转化为电能接入电网，对于提高资源利用效率、电能质量、供电稳定性等具有重要意义。在智能电网建设过程中，不仅要考虑解决当前实际问题，也要充分考虑发展前景问题，这样才能建设好坚强的智能电网。

参考文献

[1] 金远.电力系统智能电网建设技术与应用研究[J].华东科技：学术版，2015（1）：328.

[2] 高华民.智能电网信息安全技术研究与应用[J].电工技术：理论与实践，2015（4）：46-47.

[3] 杨晓燕，管文明.电力通信技术在智能电网中的应用研究[J].通讯世界，2014（7）：107-108.

智能电网技术(7)时钟同步技术 篇4

1 IEEE 1588精密时钟授时原理

1.1 概述

IEC 61588定义了一个能够在测量和控制系统中实现高精度时钟同步的协议——PTP (IEEE 1588) 协议。2002年底发布的IEEE 1588是一个集成通信网络和在线修正计算的精密时钟授时协议, 该协议通过多播报文的形式向网络中各个节点授时, 所以尤其适合在以太网上使用, 能够达到亚微秒级的同步精度。2008年, IEEE重新修订了这个标准, IEEE 1588授时协议更进一步完善, 使其满足智能变电站IEC一61850通信网络授时精度的要求。

PTP系统是由同步时钟设备和网络设备组成的分布式授时系统, 同步时钟设备包括普通时钟、边界时钟和透明时钟;系统设备包括在网络中不参与时钟同步过程的路由器、交换机、计算机及其他设备。

普通时钟 (Ordinary Clock, OC) 。分为主时钟和从时钟, 其特性是只有1个PTP端口的时钟授时源或授时终端, 普通时钟授时应满足网络对称性原则, 通过“最佳主时钟算法”选取网络中精度最高、稳定性最好的节点作为系统主时钟, 从时钟同步主时钟后, 则作为下一个从时钟的主时钟, 进行全网时钟节点的精确同步。

边界时钟 (Boundary Clock, BC) 则实现了网络非对称性精确时钟同步要求, 是一个具有多个PTP端口的设备, 每个PTP端口可独立进行授时。对于空间距离较远的主从时钟同步系统, 为了降低线路延迟量, 引入了透明时钟设备 (Transparent Clock, TC) 。透明时钟在通信网络中相当于普通的网桥、中继器, 转发所有类型的报文, 透明时钟本身不参与同步过程, 也没有主从状态。

1.2 IEEE 1588授时算法分析

IEEE 1588的时钟同步过程通过两个步骤来实现:时钟偏移量测量和线路延迟量测量。假设传输延时线路是对称的, 主时钟的时间原点为M, 从时钟的时间原点为N, 时钟偏移量为Toff-delay, 线路延时量为Tdelay。

首先进行时钟偏移量测量, 主时钟周期性的向网络发送一个包含时间信息的信息包 (简称为Sync) , 同时在物理层记录好精确发送时间Ta1, 如图1 (a) 。在Tb1时刻从时钟收到Sync时间同步报文, 并且精确记录接收时间Tb1。然后主时钟通过Follow_up报文格式发送之前记录的精确时间信息Ta1, 从时钟接收Follow_up报文后, 计算从时钟与主时钟的时钟偏差为:

这样就完成了时钟偏移时差的测量, 其中, 在理想条件下, Toff-delay、Tdelay值是一个定值。

然后进行线路延时量的计算, 如图1 (b) 。从时钟在接收到Follow_up报文后在Tb2时刻发送一个延时请求信息包Delay_Req并记录精确发送时间Tb2, 主时钟收到Delay_Req报文后, 记录精确接收时间Ta2, 把精确时间Ta2标记在延时响应信息包Delay_Resp中并发送给从时钟, 从时钟接收到Delay_Resp后, 则网络延时误差为:

由式 (1) 和式 (2) 可得:

基于式 (3) 求出来Toff-delay和Tdelay, 对时钟偏移时差和线路延时误差进行精确时钟在线修正, 这样就完成了主从时钟的时间同步, 通过“最佳主时钟算法”计算出网络中最佳主时钟进行全网授时。当主时钟出现故障或者不稳定的情况下, 立即启动“最佳主时钟算法”计算出网络中其他节点中最稳定的时钟作为新的主时钟, 利用时钟偏移测量算法修正从时钟与主时钟的时钟偏差, 线路传输延时量测量算法修正线路延时误差, 通过光纤以太网连接各个时钟节点, 实现全网亚微秒级时钟精确同步。

2 传统时钟同步系统架构的不足

传统时钟同步系统是在各个变电站安装独立的GPS时钟进行授时, 其基本架构如图2所示。在变电站架设GPS作为时钟同步源, 然后通过电缆把GPS数据流分发到各个用时设备中进行授时。

随着智能变电站的发展, 传统时钟同步系统已经暴露出一定的局限性:

(1) GPS信号是通过无线电波传输的, 会受到不同程度的干扰, 特别在特殊情况下, 如战争则可能导致同步系统的完全崩溃, 产生严重的后果。

(2) 站内授时接口种类多, 信息编码形式不标准、不规范。在传统变电站时钟同步系统中, 常见的授时标准接口有1PPS和IRIG-B码 (简称B码) 2种。其存在组网不灵活, 需要进行点对点传输等问题。

(3) 因为各个变电站都是安装独立的GPS授时源, 如遇到GPS时钟丢星或者失锁等故障情况下, 各个变电站之间时钟很难保证时间上的统一。

(4) 传统时钟同步系统授时电缆和通信电缆非常多, 采集资源重复, 运行维护难度大。这些都会影响变电站生产运行的效率, 不利于电网安全运行水平的进一步提高。

(5) 与传统变电站相比, 智能变电站的结构体系存在巨大的差异。变电站智能化的发展趋势使得站内二次硬接线被串行通信线所取代, 它是各个设备之间交互信息的基础平台。保护测控设备的电流、电压等采样值输入也由模拟信号转变为数字信号输入, 这些变化对智能变电站的时钟同步系统提出了更严格的要求。

针对智能变电站一体化的通信网络和更高的同步精度要求, 采用IEEE 1588高精度授时技术将会在保持高精度授时的前提下, 简化并统一授时网络架构, 可应用性强。

3 智能变电站的时间同步建设方案

智能变电站实现了过程层、间隔层和站控层所有设备的数字化和智能化, 使得整个变电站内所有设备之间交互数据都是通过站内光纤以太网, PTP作为一种网络对时技术, 其所有功能或设备都会布置在变电站光纤以太网中, 不再单独组网。依托光纤以太网实现智能变电站时钟同步系统的构建, 能为全网提供高精度、高可靠性的时间同步。智能变电站站内授时基本框架如图3。

选择北斗时钟和GPS时钟组成双模授时作为智能变电站站内的时钟源, 即为系统中的根时钟节点, 提供精确、稳定的时间标准。站级监控中心作为PTP服务器, Boundary Clock 1 (边界时钟) 作为主时钟向全站授时, 变电站层设备, 间隔层IED及过程层智能组件设备、电子式互感器等都作为对时终端, 同时调度中心通过基于电力通信SDH链路传输的PTP时钟同步网络向各个智能变电站提供精确铯原子时钟进行监控与校正, 以此实现全网时间统一。

4 结语

智能电网提出背景及关键技术 篇5

一、智能电网概述

智能电网提出的技术与国家战略背景：

“互联网”的普及、电子信息技术及计算机软件技术的飞速发展，大大推动了全球信息化进程。“地球村”、“数字地球”等概念逐渐体现了人类信息交流的时空跨越，速度与效率的倍增。

“物联网”应用趋势，建立人与物、物与物之间的联系，随着新一代互联网协议IPV6的部署，IP地址不再受限，为物联网扫除了网络容量的限制。

“智能电网”，电网设备的智能化、数字化与网络化为电网的信息化、互动化与自动化创造了条件。

中国最新定义为：统一坚强智能电网，（统一是前提，含统一规划、统一标准、统一建设；智能为感知、自律、自主、自愈、自学习、自适应、自调节、分析与决策，体现安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活互动、友好开放）

智能电网历程（大事记要）：

2003年美国电科院首先提出《智能电网研究框架》，能源部随即发布2030智能电网计划（Grid2030计划-Itelligrid）。

2006年，欧盟智能电网论坛推出了《欧洲智能电网技术框架》-Smartgrid。2008年，华东电网公司和华北电网公司分别提出了建设智能电网的远景和实施方案。

2009年1月，奥巴马宣布全面启动新能源与智能电网项目，全世界随之掀起了一股智能电网热潮。

2009年3月，国家电网公司首提“建设坚强智能电网”，拉开中国建设智能电网的序幕。

2009年4月17日美国白宫公布首批40多亿智能电网资助计划。

2009年4月下旬，国家电网公司组织三个智能电网考察团赴美国和欧洲考察，回国后开始组织编写国家电网智能电网综合研究报告。

2009年5月中旬，中国电科院建立智能电网研究中心。

2009年5月18日，美国商务部、能源部汇集业界主要机构与公司，讨论并通过第一批16个智能电网行业标准，美国智能电网建设进入全面启动阶段。

2009年5月21日，国网公司提出“加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的统一坚强智能电网的目标”。

2009年6月，国家电网科技部组织智能配电和数字化变电站技术研讨。下旬，国家电网总部成立“智能电网部”。

2009年7月，总投资25亿元的全国首家智能电网产业园项目在扬州正式启动，下旬，国家电网正式确认在上海世博园区建立智能电网综合示范工程。

二、国家规划与行业动态

中国在09年开始快速布局智能电网建设，有经济与政治的综合考量，一

方面为应对金融危机、推动新的经济需求、刺激经济发展；另一方面为发展低碳经济、推动节能环保，加速弱电与强电的集约发展，形成新的技术制高点，使宏大统一的智能电网系统服务国计民生、提升国家综合实力。意义重大、任务紧迫。

美国智能电网发展规划的三个阶段：

第一阶段（~2010年）为关键技术研发和试点阶段

第二阶段（~2020年）为技术改进与市场推广阶段

第三阶段（~2030年）全面建成智能电网

中国国家电网智能电网规划的三个发展阶段：

第一阶段（~2011年）为研究标准制定与试点阶段，重点在于建设特高压网络架构，开展智能变电站试点工程以及智能配电网等示范性工程；

第二阶段（~2015年）为全面建设阶段，主要完成特高压网架建设，枢纽变电站实现智能化并初步建成智能调度中心，开展双向互动和分布式能源试点；

第三阶段（~2020年）为完善提升阶段，其目标基本与欧美的最终目标相近。

美国准备用20年时间建设智能电网，而中国却规划10年时间建成，可见中国智能电网发展的决心与紧迫性。

自从智能电网提出以来，世界各国积极响应，特别是业内企业（甚至是业外的企业，也把研发力量投入到智能电网领域）更是认真对待、积极备战。国网公司、电科院、西高所、上海电器所等牵头组织各科研院所及龙头企业研讨制定相关标准及实施细则，其中西安交大王建华书记应两院邀请提出智能电网中长期战略规划及产业建议，各电力设备一二次企业积极解读国家政策及行业技术标准，着手产品研发及技术储备。可以说智能电网是传统电力产业的一次革命，是对二次企业的重新洗牌，引起了业内高度重视。

三、智能电网的主要组成和核心技术

智能电网是电网自动化技术的进一步发展和提升，涵盖以下领域及相关技术。

（1）发电领域：主要包括大规模可再生能源、分布式能源、光伏发

电等电源的接入和协调运行技术。

（2）输电领域：主要包括大电网规划技术、电力电子技术、输电线

路运行维护技术、输电线路状态检修技术和设备全寿命周期管

理技术等。

（3）调度领域：主要包括大电网安全稳定分析与控制技术、经济运

行技术、综合预警和辅助决策技术、安全防御技术等。

（4）变电领域：主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实

时监测与状态诊断技术、自适应保护技术、广域保护技术、智

能电力设备技术等。

（5）配电领域：主要包括配电网安全经济运行与控制、电能质量控

制、智能配电设备研究、大规模储能、电动汽车变电站等技术。

（6）用电领域：主要包括高级量测技术、双向互动营销技术、用户

储能技术、用户仿真技术等。

智能电网理想的构建形式：以数字化电力设备为基础，由数字化电力设备构成的网络节点，既控制能量流，同时也控制信息流，是强弱电技术相互融合的结合部。

数字化电力设备涉及的关键技术：智能传感技术、智能诊断技术、智能操作操作、专用集成电路开发技术、电磁兼容技术、网络化信息交互技术。

总之，智能化电力设备最终的技术要求将达到：测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化及信息互动化。

四、企业难得的发展机遇

浅谈智能电网和智能变电站的技术 篇6

关键词：智能电网；数字化变电站；IEC61850

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0135—02

1 智能电网的定义与特点

根据中国电力科学研究院胡学浩副总工程师在2009年举办的清洁能源国际峰会中的发言所提到智能电网概念，可以定义成：首先要有测量传感系统，通过通讯、信息系统，把这个信息传递到调度控制部门，然后再有一些先进的计算机技术和控制技术，对智能电网进行控制，所以它是有先进技术和物流电网最好的集成，说得通俗一点，智能电网就是智能加电网，智能比较偏重于二次系统，电网偏重于物理系统。

智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈，激励和包括用户，抵御攻击，提供满足21世纪用户需求的电能质量，容许各种不同发电形式的接入，启动电力市场以及资产的优化高效运行。

1.1 数字化变电站与传统变电站的区别

传统变电站与数字化变电站的物理结构几乎没有差别，两者的功能和接口结构以及系统运行则具有完全不同的特性。传统变电站功能完成和信息传递同连接和设备物理结构限定，而数字化变电站则完全通过网络来分配和交换信息，两者存在巨大差异。因此在建设、运行、维护和管理等方面，数字化变电站有其独特的优势，传统变电站与数字化变电站两者存在主要差别在于：

①智能终端就地化，减少二次电缆使用量，取而代之为光缆。

②跳闸方式发生了变化，保护装置出口采用软压板方式进行投退。

③程序化操作，IEC61850的应用使保护等二次设备具备远方操作的技术条件。

④二次系统网络化，安全措施发生变化。

⑤自动化、保护专业逐渐向二次系统专业融合，运行、检修规范发生变化。

⑥调试方法发生变化，需要网络联调，使用的试验仪器设备发生变化。

1.2 数字化变电站的主要技术特征

1.2.1 数据采集数字化

数字化变电站采集和传输数字化电压、电流等电气量，不仅实现了一、二次有效的电气隔离，而且扩展了测量的动态范围与精度，使变电站的信息共享和集成应用成为可能。

1.2.2 系统分层分布化

数字化变电站采用了IEC61850提出的变电站过程屋、间隔层、站控层的三层功能分层结构。

1.2.3 系统结构紧凑化

紧凑型组合电器、智能化断路器等智能化一次设备集成了的更多的部件和功能，体积更小，这使得变电站的占地面积大幅减小，设备布置更加紧凑。

1.2.4 系统建模标准化

数字化变电站采用了IEC61850对一、二次设备统一建模，定义了统一的建模语言、设备模型、信息模型和信息交换模型，采用全局统一规则命名资源，使变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信与信息共享。

1.2.5 信息交互网络化

数字化变电站各层、各设备间信息交换都依赖高速网络通信完成，网络成为系统内各种智能电子装置以及其它系统之间实时信息交换的载体。

1.2.6 信息应集成化

数字化变电站对常规变电站监视、控制、保护、故障录波等分散的二次系统装置进行了信息集成及功能优化。

1.2.7 设备检修状态化

在数字化变电站中，电压和电流的采集、二次系统设备状况、操作命令的下达和执行完全可以通过网络实现信息的有效监测，可有效地获得电网运行状态数据以各种IED的故障和动作信息，监测操作及信号回路状态，设备状态特征量的采集没有盲区，设备检修策略可以从常规变电站设备的定期检修变成状态检修，从而大大提高了系统的可用性。

1.2.8 设备操作智能化

智能一次设备不仅可以获取整个系统及关联设备状态，而且可监测设备内部电、磁、温度、机械动作状态，随着电子技术和控制技术的不断发展，采用新型传感器、电子控制、新控制方法构建参数，动作可靠迅速，状态可控可测可调的智能操作回路成为可能。

1.3 数字化变电站的组成

在传统变电站中，测量、控制、检测、计量、保护等功能的二次设备是分散布致且是孤立运行的，一次设备和二次设备之间通过电缆实现连接。智能变电站的发展需要将间隔层的二次设备高度集成，形成一体化的智能组件，并通过光纤和一次设备以及站控层设备实现通信。

随着技术进步，未来智能变电站将不存在一次设备和二次设备的区别，具备测量、控制、检测、计量、保护等功能的二次设备将全部集成到一次设备内部，组成智能设备，以满足智能变电站对自动化和智能化的要求。

1.3.1 IEC61850

当前电力系统中，对变电站自动化的要求越来越高，为方便变电站中各种IED的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。可以简单认为它就是一种通信协议，这个协议是各生产厂家必须认可和接受的。

1.3.2 智能化电器设备

一次设备：智能变电站采用低功率、紧凑型的新型电流、电压互感器代替常规CT和PT，利用高速光纤以太网构成变电站数据采集及传输系统，实现了状态监测、测控保护、信息通信等技术，可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。智能化一次设备包括电子式互感器和智能开关、开关柜等。与常规互感器比较，电子式互感器的优点主要表现在以下几个方面：

①高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和和及铁磁谐振问题。

②抗电磁电网性能好，低压测无开路高压危险。

③动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽。

④数据传输抗干扰能力强。

⑤没有因充油而潜在易燃易爆炸等危险信非常规互感器的绝缘结构相对简单，一般不采用油作为绝缘介质，不会引起火灾和爆炸等危险。

⑥体积小、质量轻。

二次设备：主要由保护装置、测控装置、录波装置、计量装置、合并单元、智能终端等组成。二次设备通过电压互感器或电流互感器与一次设备相连，对一次设备进行控制、调节、保护和测控。与传统变电站相比，它的二次设备更加集中，布局更加合理，占地面积更加节省；原来的电缆布线用质量轻、价格低的光纤替代，节省了有色金属使用量，更加有利于环保和节能。数字化变电站采用功能高度集成的一体化智能装置，集成保护、测控、智能终端、合并单元等功能，按间隔分散布置于智能组件柜中，并将全站直流、交流、UPS、通信电源一体化设计配置，克服了常规变电站各个子系统间相互孤立、信息无法共享的弊端。

1.4 数字化变电站的体系结构

从逻辑上看：可以分为三层，即过程层、间隔层和站控层。

过程层设备包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及所属智能组件以及独立的智能电子装置。

间隔层设备一般括继电保护装置、系统测控装置、监测功能组IED设备，实现使用一个间隔并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。

站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等。

2 结 语

智能化变电站不断的更新，进一步扩大了电网的功能，使其逐渐增加了能源资源优化配置、保障电力系统安全稳定运行、提供多元开放电力服务、推动战略性新兴产业发展等多项功能。作为我国重要的能源输送和配置平台，智能电网从投资建设到生产运营的全过程都将对国民经济、能源生产和利用方式、生态环境等带来巨大效益。智能电网建设力度目前正在不断加强，不断提升供电可靠性和电压合格率，为能源的可靠供应以及地方的经济发展提供助力，可以说，智能电网将会是实现全社会低碳发展的关键。

参考文献：

[1] 张红艳.生产技能人员职业能业培训专用教材[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2] Q＼GDW383—2009，智能变电站技术导则[S].

智能电网技术 篇7

1 智能抄表技术的优势

传统供电企业抄表主要是由工作人员挨家挨户进行抄表, 统计电能使用情况, 传统的抄表方法工作量大, 并且存在很多人为误差, 容易出现估抄、误抄、漏抄等问题, 一方面损坏电力用户的经济损失, 另一方面不利于电力企业的电能管理。而智能抄表技术的应用, 实现了智能化的电能管理模式, 电力企业可以实时采集用户的用电信息, 并且全面监测电力用户的电能使用情况, 极大地减轻了抄表人员的工作量, 提高工作效率。

2 当前智能电网中的智能抄表技术

2.1 远程无线智能抄表技术

远程无线智能抄表技术主要基于无线通信技术、电子信息技术和计算机网络技术, 电力企业远程控制电力用户的电能使用, 并且自动采集和获取用电信息。这种远程无线智能抄表技术具有灵活性高、便于维护管理、运行效率高等特点, 并且可实时监控用电信息, 为电力企业提供准确的用户用电数据, 便于查询和监督。在实际应用过程中, 远程无线智能抄表技术也存在一些问题, 例如, 远程无线智能抄表受到无线网络信号的限制, 如果信号强度较弱, 会直接影响电力信息采集, 并且一旦电力企业的管理系统出现问题, 会影响整个远程无线抄表模块。

2.2 IC卡预付费智能抄表技术

IC卡预付费智能抄表技术的应用主要是在IC卡中存入电力用户信息和电费, 通过终端系统和IC卡技术, 实时监测IC卡中的数据信息。IC卡预付费智能抄表利用电表线路, 前期投入较少, 并且用户需定期向IC卡充值, 有效控制了用户拖欠电费的现象, 同时用户也可以随时查询自己的用电情况。而IC卡预付费智能抄表技术的缺点是在使用过程中, IC卡容易受到多种因素的影响, 抗干扰性能较差, 并且电磁兼容问题导致电能计量数据不准确, 发生误报警现象。

2.3 载波自动抄表技术

载波自动抄表技术是指以电力线路为通讯载体, 在数据传输之前进行数据调制, 电力企业通过解调技术接收电表数据。这种技术的优点是充分利用电力线路, 覆盖范围广, 数据传输简单快捷, 不需要再另外架设管线。但是在现代化城市用电量比较集中的区域, 低压电力网在传输电能数据时, 容易受到脉冲信号、无线电信号和电磁信号的干扰, 出现丢码、错码等问题, 如果进一步提高电网线路抗干扰能力, 资金投入较大。

3 智能电网中无线智能抄表系统设计

远程无线智能抄表系统是当前我国智能电网发展智能抄表技术的重要趋势, Zigbee技术是一种新型的无线传输技术, 其便于安装, 具有低成本、低功耗的优点, 本文重点研究基于Zigbee技术的无线智能抄表系统设计。

3.1 软件设计

在无线智能抄表系统中, Zigbee技术采用星型的网络结构, 协调器直接和用户终端节点实现通信, 极大地提高了智能抄表系统的通信速率和质量。Zigbee技术在智能抄表系统中的应用, 用户终端电能采集设备和协调器建立连接后, 定时发送抄表数据, 然后协调器将数据再传输给智能抄表系统的PC机, 在整个过程中, 协调器可发挥显示抄表数据、接收数据、建立网络连接的功能, Zigbee无线智能抄表系统结构图, 如图1所示。

3.2 终端节点设计

终端节点接通电源后, 首先进行初始化, 然后向智能抄表网络系统中发送请求, 协调器发出响应请求, 终端节点收到响应后再向协调器发送建立连接的请求, 当协调器正确处理连接响应后, 终端节点入网成功, 协调器和终端节点之间建立数据通信连接通道。

3.3 协调器节点设计

协调器节点接通电源后进行初始化, 判断接收的信息是否是建立连接请求, 如果是, 将该终端节点添加到系统列表, 分配合适的网络地址, 发送响应信息。智能抄表系统中的协调器对接收的信息进行解析, 如果判断接收的信息是抄表数据包, 通过串口进行显示, 便于电力企业和用户实时查询用电信息。

3.4 上位机软件设计

智能抄表系统中的上位机主要用于系统设置, 并且可以实时显示电能数据和虚拟拓扑。系统设置时, 根据网络系统的掉线灵敏度和电能数据采集时间间隔, 合理设计自动识别协调器和用户终端节点掉线, 打开串口, 操作上位机软件上的连接按钮, 可模拟显现出智能抄表系统的网络拓扑结构和节点图。另外, 上位机软件在显示网络拓扑结构时, 可提供传感器运行曲线的查看功能, 电力企业通过分析智能抄表系统中传感器的实时数据情况, 进行电能分配和调整, 提高电力资源的利用率。

4 结束语

近年来, 我国经济快速发展, 各个领域的电力需求大幅上涨, 传统的抄表技术存在很多弊端, 已经难以满足我国电网发展要求, 智能抄表技术结合多种现代化科学技术, 特别是基于Zigbee技术的无线智能抄表系统, 在未来发展过程中, 应加大研究力度, 进一步完善和优化Zigbee无线智能抄表系统设计, 推动我国智能电网智能抄表技术的可持续发展。

参考文献

[1]王金华, 程晓荣.智能电网中的智能抄表技术分析[J].网络安全技术与应用, 2013 (11) :42-43.

[2]聂珣.对智能电网中智能电表技术的展望[J].湖北电力, 2010, 03:47-48.

[3]冯文霞, 汤荣华.智能电网中智能电表的应用分析[J].中国高新技术企业, 2014 (35) :47-48.

智能电网的主要支撑技术 篇8

分布式发电是指将电力系统以小规模 (发电功率在数千瓦至50MW的小型模块) 、分散式方式布置在用户附近, 可独立地输出电能的系统。分布式发电具备投资省、系统可靠性高、能源种类多样 (比如风力发电、太阳能热电站、太阳能光伏发电、太阳能热气流发电、生物质能发电、燃料电池发电和小型燃气轮机发电等) 等优点。

2、储能技术。

储能技术是指将电能通过某种装置转换成其它便于存储的能量高效存储起来, 同时在需要的时候, 可以将所存储的能量方便地换成所需形式能量的一种技术, 它包括两个方面的内容:一是高效大容量存储能量的方法, 二是快速高效的能量转换。

3、电力电子技术。

三相电压源型逆变器可以提供各种分布式能源、储能装置、用户电力装置与电网的接口。将电力电子技术用于用户侧, 进行无功补偿, 可以提高用户的用电效率;进行谐波补偿, 可以改变对用户的供电品质, 减小用户对电网的不良影响。

4、高级计量技术。

参数量测技术是智能电网基本的组成部件, 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统, 取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。在全国范围内推广智能电表, 构建智能化双向互动体系, 实现电网与用户的双向互动, 提升用户服务质量, 满足用户多元化需求, 进一步提高供电可靠性。

5、网络通信技术。

建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础, 同时通信系统要和电网一样深入到干家万户, 这样就形成了两张紧密联系的网络———电网和通信网络, 只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。

6、高级电力系统监测和控制系统。

智能电网技术 篇9

随国家电网技术的不断更新, 传统的电网调度系统已经不能满足当今电力系统的需求, 其主要体现为:第一, 电力市场的逐步实施与不断深化使调度人员的压力增大;第二, 大规模间歇性电源的接入使电网调度控制的困难加大;第三, 现代智能电网建设需要更加智能化的电网调度系统。受技术理论的限制, 调度系统的自动化与智能化程度不高, 整个系统从综合决策的角度上没有进行任何整合。自动化系统的不断完善是电网调度系统未来的发展方向。通信、网络和人工智能等技术的应用, 使调度操作的速度和准确性更高, 而且还能使调度任务更加科学和合理。智能调度技术的不断提高, 对于WAMS和EMS等系统功能的整合和提升起到一定的作用, 同时对网络数据库的建设和统一以及整个智能电网协调运作起到很好的作用。

2 电网调度技术发展现状和趋势

地区调度技术支撑系统主要有:EMS系统和OMS系统。其中EMS系统是指调度自动化能量管理系统, 工作人员可以通过该系统监控电网基本状态。主要包含数据采集与监视控制系统, 高级应用系统, AVC子系统, DTS子系统, WEB子系统等。其中高级应用系统包含网络拓扑分析, 状态估计, 调度员潮流, 负荷预测等分析评估系统。SCADA系统是通过数字、模拟通道采集现场实时模拟量与状态量。高级应用系统主要通过这些基础数据进行拓扑分析, 遥测, 遥信等数据分析, 计算潮流误差, 静态安全分析等应用功能。OMS系统是指调度管理系统, 是省地一体化的调度管理平台, 涵盖调度各专业管理的一体化信息平台。并通过调度管理、自动化管理、通信管理、方式管理、计划管理等各专业运行、记录、报表等在线进行管理, 同时在和调度自动化能量管理系统实现数据连接。

作为一种新型电网, 智能电网的优点在于污染小, 安全系数高, 能源消耗小等特点。智能电网技术起源于欧美, 我国现阶段的智能电网技术正处在发展之中。受未来电网技术的发展趋势和国家电网自身的影响, 我国的智能电网技术主要集中在特高压输电线路控制, 智能变电站的运用以及大电网的使用和控制等方面。未来智能电网技术的抗干扰能力会越来越强。与此同时, 智能电网在电网调度的过程中, 要能够对系统实施随时的监控和分析, 以利于及时发现和排除故障。另外, 智能防护系统与本文提到的智能调度技术都我国智能电网技术未来发展的趋势。智能调度是对已有调度控制中心核心技术的更新和扩展。下文我们具体说明, 智能电网技术如何在电网调度系统中应用。

3 智能电网技术在电网调度系统中的应用

3.1 电网实时监控

作为能量管理系统的基础, 电网实时监控主要功能有:数据采集、处理、控制和调节、事故追忆、趋势曲线、多源数据和历史数据处理、事件顺序记录、图形显示、大屏幕控制、计算和统计及系统对时等。

3.2 变电站集中监控与二次设备信息管理

变电站集中监控是指在无人值班的情况下, 变电站集中监控功能模块集中监视和控制功能的实现。主要表现为数据处理、间隔建模与显示、责任区与信息分流、操作与控制、光字牌、操作预演及防误闭锁等。所谓二次设备信息管理, 是对调控一体化系统的电网故障分析、故障处理和信息的综合应用。要想使保护信息与调控一体化系统集成在一个信息平台上, 并且调控一体化系统的自动化程度能够得到提升, 就需要系统可以接收厂站保护信息与故障录波信息并对这些数据进行设定。

3.3 综合智能告警和分析

综合智能告警和分析能够为电网实时监控和预警类应用提供统一综合的告警展示平台, 并运用统一的信息描述格式来接收和汇总电网实时监控与预警类应用的所有告警信息, 同时根据它们的特点对大量的告警信息进行合理的分类与整理。

3.4 自动电压控制与网络分析功能的应用

自动电压控制是指电力系统能够稳定安全的运行, 同时AVC子系统可以保证地区电网内电压合格, 能实现关口功率因数、使电压约束的地区电网损耗最低。网络分析功能由多功能模块组成。选取网络拓扑、状态估计、调度员潮流几个模块作为基本功能模块, 并确保网络分析功能与实时监控功能一体化。实时态、研究态与规划态是网络分析软件的三种运行方式。实时态应用软件通过电网运行的实时数据进行安全分析, 同时提供基态数据给研究态、规划态应用软件;研究态应用软件能够对电网运行的当前与过去状态进行分析检查;规划态应用软件能够对电网运行状态的未来时刻进行分析;对系统运行性能的提升给出很好控制方法。

4 结束语

随着我国现代化电网建设的不断向前发展, 智能电网技术的发展定会带来新一轮的电力工业革命。由于国家调整了最新能源战略, 所以智能电网的建设十分重要, 智能电网技术在电网调度系统中的应用能够实现在用电层面双向互动, 在配电层面能够动态拓扑, 并且能够实现自愈、网络监控及告警等, 对售电管理进行系统集成。由此看来, 智能电网技术在电网调度系统中的应用发展前景广阔, 对能源的合理利用和社会经济效益具有重要意义。

参考文献

[1]陈树勇, 宋书芳, 李兰欣, 等.智能电网技术综述[J].电网技术, 2009, 33 (8) :1-7

智能电网技术 篇10

智能电网顾名思义就是有智慧的电网, 与传统电网相比存在自己的优势特点以及目标, 具体是自愈性, 希望无论电网中发生任何的突发事故, 智能电网都可以解决并且保证电力系统的安全性能。智能电网也希望末端的电力的用户能够形成与电网相适应的交互形式使电网更加去满足用户对电能的需要, 以及客户的不同的需求都尽可能的满足。智能电网是能够防范网络的攻击并且能够抵御自然灾害带来的各种危害。智能电网的改进能够提供21世纪所需要的电能质量, 智能电网对电力系统进行优化目的是使资产和设备得到最好的应用。智能电网能够在发电和储能方面的选择上进行协调, 智能电网也对电力的市场化的进一步实现做出重要的贡献。对智能电网的结构的基本要求是根据它的特点以及实现的目标所形成, 需要综合考虑对终端用户进行控制以及对总体配电系统进行合理的配置以使系统的性能能够达到最佳, 这样才能够达到所希望的稳定性以及最佳的电能质量。智能电网为了提高系统的整体性工作效率以及系统的灵活性, 支持高比重的分布式电源。智能电网从目标以及特点都比传统的智能电网要有优势所以研究智能电网的实现是非常有意义的。

2 智能电网所需的主要技术以及新型电网元件的介绍

智能电网所需要灵活的拓扑结构, 为了去实现对智能电网系统中每个成员的实时监控以及信息间的交换需要开放体系并且高度集成的通讯系统。需要先进的传感以及测量技术能够去实现对比如分时电价远程监测以及用户侧管理等相关方面的更快更准的系统响应。智能电网还需要高级的电力电子设备超导和储能技术, 先进的系统监测方法是实现快速诊断和事故下的准确解决所需要的。当然高级的运行人员决策辅助系统也是必不可少的。为了去实现智能电网的这些优势以及目标, 一些新型电网元件也纷纷研究出来为了去满足不同的需求, 本文简单介绍了一些新型电网元件以及将它们应用于智能电网中能够带来的优势。而新型的电网元件包括高温超导电缆HTS (hightemperature super conductor) 、超导储能装置SMES (superconducting magnetic energy storage) 、故障电流限制器FCL (fault-current limiter) 、复合导体 (composite conductor) 、灵活交流输电系统FACTS、高压直流输电系统HVDC、先进的表计基础设施等非常多的新型技术。

3 高温超导电缆应用于智能电网的构想

首先我们先简单了解一下什么是高温超导电缆, 它是应用无电阻的、可以去传输高的电流密度的超导材料作为导电体的并且可以去传输较大的电流的一种电力设施。它的优势在于它体积小、重量轻、损耗低并且传输容量大, 可以用来去实现更低损耗的、更高效率的、更大容量的输电。使用高温超导材料的高温超导电缆所引起的损耗低, 不用使用绝缘油, 不会带来环境的污染, 这样对于电力成本方面也会相应的降低。考虑到高温超导电缆的这些优势, 我们可以将它应用于发电机到变压器、变电中心到变电站、地下变电站到城市电网端口这些相对的短距离输送电力的场所, 而应用于其他的电力场所也会相对而言减少很多损耗。不仅如此使用高温超导电缆传输电能时的传输容量也大大提高, 能够显著地节约占地面积和空间, 节省宝贵的土地资源。高温超导电缆能够显著的降低电力系统的损耗, 快速的提高电力系统的总体效率, 可以带来十分可观的经济效益。将高温超导电缆代替现有的地下电缆的趋势也是不可阻挡的, 因此我们致力于将高温超导电缆应用于智能电网的建设中, 这样就给智能电网带来十分可观的优势以及经济效益进而实现智能电网的构想。

4 超导储能装置应用于智能电网的构想

简单说明超导储能技术 (Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES) 就是利用超导线圈中产生的电磁场把电磁能先储存起来, 等到需要的时候再把相应的电磁能返回到电网或者其它的负载中, 对于储存充放电时间很短的脉冲能量是十分有效果的。超导储能技术的储能效率是非常高的基本可以达到95%, 主要原因是超导线圈的电阻几乎为零, 线圈中储存电能基本是零损耗的。超导储能技术的核心是超导材料, 而超导储能装置的主要优点是它具有简单的结构, 没有旋转机械部件以及不存在动密封的问题, 这样一来设备的寿命比较长;由于储能的密度比较高, 基本能够达到108J/m3, 可以形成较大功率的系统;因为装置的响应速度比较 (1~100ms) , 在调节电压和频率时就相对快速并且容易;装置没有噪声的污染, 并且维护起来相对的简单。现代的电力系统由于缺少能够大规模快速存取电能的器件, 在安全稳定运行的方面存在很大的欠缺。超导储能装置不但可以调节系统的阻尼力矩还可以调节系统的同步力矩, 它作为一个可以灵活的进行调控的有功功率源, 对于系统的滑行失步以及系统振荡失步的解决是有一定作用的, 可以将系统扰动消除后暂态过渡的过程大大的缩短, 使系统稳定的状态迅速的达到。超导储能装置对于减少发电机出力变化对电网的冲击以及减少负荷波动方面也有一定的作用。它的应用可以改善供电的品质, 可应用于敏感负载和重要的设备, 对于配电网内产生异常或由于主网受到干扰而引起配电网向用户供电时产生的异常等问题起到解决作用。超导储能装置由于响应速度快, 对于不稳定电力对电网的冲击能够最大程度的解决。对于解决风电或者光伏发电系统并网的问题, 超导储能装置是十分有效的。它的高效的储能特性可作为备用容量能够储存应急的备用电力, 对于提高电网的安全稳定运行水平是十分有意义的, 这些优点正是建设智能电网所需要的, 因此将超导春能装置应用于智能电网的建设是必不可少的。

5 灵活交流输电技术应用于智能电网的构想

灵活交流输电系统总体来说是将最新发展的电力电子技术以及现代控制技术应用于高压输变电系统, 通过改变高压输电网的相位、电压以及线路阻抗这些参数还有网络的结构可以对输电线路进行直接的控制, 这样它可以代替传统的机械电子以及电磁的控制手段, 这样可以使交流输电系统的功率的可控性有高度的提高, 这样一来系统的网损以及发电的成本就会降低很多, 而系统的稳定性和可靠性也能够大幅度提高。灵活交流控制器是基于晶闸管包括移相器、先进的静止无功补偿器、可控串联电容、动态制动器、带载调压器、故障电流限制器、以及其他我们正在致力于去研发的产品的集合。由于具有控制灵活方便、响应速度快的优点, 将灵活交流输电控制器应用于智能电网带来的好处十分显著, 例如可以提高电网的传输容量, 能够按照需求合理的控制电网的潮流这样能够使潮流分布尽可能的去最大限度的实现符合客户要求的最优化指标, 不仅如此对于系统的电压稳定性、暂态稳定性、中长期稳定性的提高也起到了十分重要的作用。灵活交流输电技术的应用有效的降低了阻尼低频功率振荡以及次同步谐振, 能够限制短路电流, 有效防止连锁故障和类似大范围停电事故的发生, 有效提高电力系统的安全性和可靠性, 这些都满足智能电网的需求, 对于智能电网的发展起到了非常大的促进作用, 降低了电网中的电能损失, 节约了发电所需的成本。灵活的交流输电系统支持电网的自愈, 支持交互的电网, 能够优化电网的运行, 还可以兼容分布式发电, 通过构想灵活交流输电系统应用于智能电网建设所带来的好处, 可以了解到发展灵活交流输电技术是十分有意义以及有前景的。

6 结论

本文简单的介绍了新型电网元件技术应用于智能电网的构想, 未来的智能电网发展成为主要趋势, 它的优势也是有目共睹的, 而如何实现这些优势则需要我们不断的去研究发展, 新型的电网元件技术为智能电网的发展起到了至关重要的作用, 如果我们将这些新型电网元件技术应用于智能电网的建设, 我们可以实现智能电网更加聪明更加灵活更加健康更加友好更加负责, 可以给绿色节能环保资源最优化配置防灾减灾等各种方面提供坚强的支撑。当然现在要做的是去想到更好的办法将新型电网元件的功能研究并且最大程度的应用于智能电网的建设, 这条道路还是需要一定的时间发展空间还是很大的。

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面向智能电网的物联网技术 篇11

关键词：智能电两　物联网　电力系统

一.引言

随着坚强智能电网概念的提出，许多与智能电网相融合的新技术也不断涌现，其中最突出的就是面向智能电网的物联网技术。智物联网技术在智能电网中的应用是网络技术发展到一定程度的必然产物，该技术的应用，能有效地对电力系统基础设施资源进行整合，进而提高电力系统通信水平，改善当前电力系统基础设施的利用率。

二、物联网

物联网就是“物物相连的互联网”，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络，其用户端可以涉及任何物品与物品之间的信息交换。最初“物联网”的理念仅仅是通过装置在各类物体上的电子标签，传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而使物体智能化，可以实现人与物体间的相互通信，也可以实现物体与物体互相间的通信。

物联网具备三个基本特征：

1、可感知。随着传感技术的成熟和大规模应用，感知能力逐渐乘务物联网的基本要素；

2、可互联。物联网上各点之间通过某种通信协议进行有线或无线的数据传输，为“感观数据”提供可靠的信息传递服务；

3、智能化。通过接入各种中间件、应用系统、管理软件等智能处理平台，实现物联网的智能化信息处理能力。

三、面向智能电网应用的物联网的基本架构

为了满足物联网的异构需求，物联网需要一个开放的、分层的、可扩展的网络架构。面向智能电网的物联网大致分为感知层、网络层和应用层三个层次。

(1)感知层。感知层是物联网实现“物物相联，人物互动”的基础，通常分为感知控制子层和通信延伸子层。其中，感知控制子层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理及自动控制；通信延伸子层通过通信终端模块或其延伸网络将物理实体联接到其上面两层。

(2)网络层。网络层在以电力光纤网为主的基础上，辅以电力线载波通信网和无线宽带网，负责转发从感知层设备采集到的数据，以及物联网与智能电网专用通信网络之间的接入。因此，网络层主要用来实现信息的传递、路由和控制，可以将网络层化分为接入网和核心网，以保证物联网与电网专用通信网络的互联互：通。

(3)應用层。应用层主要由应用基础设施和各种应用两大部分组成。其中，应用基础设施为物联网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施及资源调用接口，并在此为基础上实现物联网的各种应用。面向智能电网物联网的应用涉及智能电网生产和管理中的各个环节，通过运用智能计算、模式识别等技术来实现电网相关数据信息的整合分析处理，进而实现智能化的决策、控制和服务，有效提升电网各应用环节的智能化水平。

四，物联网技术在智能电网中的应用

智能电网主要通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据实时、高速、双向地读取，从而整体提高电网的综合效率。面向智能电网的物联网，其网络功能主要集中于数据的采集、传输和处理三个方面：一是数据采集倾向于更多新型业务。二是网内协作模式的数据传输。三是网内数据融合处理技术。物联网在智能电网中的主要应用如图所示。

物联网在电力系统中的应用是广泛的，它将服务于电力输送的各个环节：从发电环节的接入到检测，变电站的生产管理、安全评估与监督，以及配电自动化、用电采集及营销都离不开物联网。物联网在整个智能电网体系的建设中将发挥巨大作用。

目前，物联网技术主要应用于智能家电的传感网络系统、智能家居系统、无线传感安防系统、用户电能信息采集系统等，其硬件设备包括智能交互终端、智能交互机顶盒、智能插座等。该系统与外部的通信主要通过电力线通信、电力复合光纤到户、无线宽带通信等通信方式相结合的宽带通信平台来实现。面向智能电网的物联网将具有多元化信息采集能力的底层终端部署于监测区域内，利用各类仪表、传感器、RFID射频芯片对监测对象和监测区域的关键信息和状态进行采集、感知、识别，然后在本地汇集，进行高效的数据融合后再将信息传输至中间一层的网络接入设备；中间层网络接入设备则负责保证物联网与电网专用通信网络的互联互通。

五、总结

智能电网技术 篇12

关键词：电子技术,智能电网,智能抄表技术

电子技术的发展是人民生产、生活的智慧结晶。智能产品的普及使信息接收与传输的方式更加多样化, 不仅为人们的生活带来了快捷与便利, 还带来了无限的乐趣。智能电网是电子技术在电力行业的运用, 通过智能化的方式实时监控电网, 收集用户的用电信息, 使电网的运行更加安全可靠。相比传统的人工抄表而言, 智能抄表技术大大提高了工作效率。

1智能电网中智能抄表技术的工作原理

智能抄表的方式有三种, 分别是电力线路载波自动抄表、IC卡预付费模式抄表和远程无线抄表, 这三种方式各有其优缺点。目前, 我国智能电网中的智能抄表的运用侧重于远程无线抄表。

远程无线抄表技术的核心是Zigbee技术的运用, 在用户终端和协调器连接后, 应用Zigbee技术定时收集发电表数据, 再通过协调器把数据传给PC机, 这个过程是由终端节点、协调器节点和上位机软件三个设计结合共同运作而成的。其中, 终端节点主要是发送请求、发送建立连接请求、入网、连接协调器;协调器节点主要是判断请求、分配相应的网络地址、发送响应信息、解析接收到的信息、显示抄表数据信息;上位机软件的主要功能是系统设置, 模拟显示智能抄表系统的各个数据和节点, 进行电力分析、电能匹配。

2智能电网中智能抄表技术的优势

2.1准确记录数据

传统的人工抄表受到人为因素的影响, 容易出现漏抄、多抄、估抄等问题, 不仅不利于用电量的数据统计, 还会给居民造成经济损失, 给电力部门的管理带来麻烦。智能抄表技术的运用可以避免此类事情的产生, 它能够准确的记录用电数据、采集用电信息、检测电力使用情况。小小的用电数据关系着每个家庭的用电情况, 关系着电力部门的正常工作, 关系着国家电力资源的分配。例如:小时候, 基本每个月都会看到抄表人员背着包、拿着纸笔、看着电表记录数据, 现在电力部门不会上门记录用电数据, 直接通过智能抄表记录每个家庭的用电情况, 这样就可以保证数据的准确性。

2.2提高工作效率

由于人们日常生产、生活的需要。电子技术飞跃发展, 智能电子产品层出不穷, 智能产品的普及运用, 使人们的生活更加快捷、方便。智能抄表技术记录数据就像是智能手机记录信息浏览量一样, 实时统计使用情况。这样, 既减少了人力支出, 也调高了工作效率。例如:机器人的使用, 机器人是现代电子信息技术发展的又一力作。机器人在中国的使用量是最多的, 机器人的产生是为了满足人们生产、生活的需要。机器人通过主人的遥控, 完成主人交代的任务, 为主人分担工作量, 有效地提高了工作效率。

3智能电网中智能电子抄表技术的意义

3.1有利于推动电子技术的发展

智能电网作为电子技术运用的一个领域, 是电子技术发展运用的新方向, 同时有利于促进电子技术向更高的层面发展。科学技术的发展是一个循序渐进的过程, 电子技术产品的运用面临着更新换代的趋势。智能电网中的智能抄表技术是电子技术在实际生活中的运用, 时刻接受生活的检验, 为了更好的满足人们生活的需要, 智能抄表技术也需要不断地完善, 这样促使电子技术不断的发展更新, 就像手机的运用。从诺基亚的按键机到风靡全球的智能手机, 例如苹果智能手机, 从2007年第一代i Phone到2015年i Phone6s Plus, 苹果手机的更新换代是为了满足市场的需要, 顺应电子技术发展的潮流。同样, 智能抄表的三种方式也是为了满足人们的需要, 今后随着电子技术的快速发展, 可能会出现第四种、第五种……甚至更多的方式。

3.2有利于我国电力资源的合理分配

我国资源丰富, 但是人口基数过大, 导致资源无法满足长远的生产、生活需要, 因此我们应该合理利用资源, 提高资源的使用率。电力资源作为一种可再生资源同样遭受资源短缺的危机。由于我国东西部经济发展不平衡, 东部地区生产生活用电情况远高于西部地区, 智能抄表技术的运用可以实时监控全国用电数据, 根据具体的用电情况, 合理分配电力资源, 避免电力不足或电力过剩问题的产生。此外, 生产用电量普遍高于居民生活用电量, 夏天的用电量远高于冬天的用电量。电力部门根据具体的用电数据, 分析并制定出合理的送电量和停电检修的次数, 避免因为检修给人们的正常生活带来不利影响。

3结束语

电子技术的发展推动了智能产品的开发与运用, 方便了人们的生产生活。智能抄表技术的运用作为其中一个显著的代表, 不仅准确记录数据、实时监控, 还大大提高了电力部门的工作效率。智能抄表技术还处于不断更新完善的过程中, 但我们应该相信电子技术的发展会带来更多更好更有用的智能产品。

参考文献

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