智能电网技术发展

智能电网技术发展（共12篇）

智能电网技术发展 篇1

摘要：叙述了包括量测、通信、信息管理、调度、电力电子和分布式能源接入等智能电网的关键技术,借助美国智能电网研究应用情况,归纳和评述了智能电网技术实现的功能。

关键词：智能电网,关键技术,功能,应用

0 引言

智能电网是为了实现能源替代和兼容利用,在创建开放系统和建立共享信息的模式基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动,实现实时(real-time)、高速(high-speed)、双向(two-way)地读取数据,整体性地提高电网的综合效率。智能电网可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应高峰时段,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,达到对整个电力系统运行的优化管理。智能电表可作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。

智能电网系统安全稳定运行、需求侧管理、分布式电源等是推进智能电网建设的原动力。智能电网综合应用通讯、高级传感器、分布式计算等技术,提高了输配电网络的安全性、可靠性和效率[1]。

在可再生能源发电所占比例较大的电力系统中,储能技术的应用解决了保证系统正常运行的可行途径。智能电网要求储能系统有足够大的储能容量、足够快的功率响应速度、足够大的交换功率、足够高的储能效率、足够小的放电周期、足够长的使用寿命、足够小的运行费用[2]。

1 智能电网技术的发展

中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,目前中国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。

1.1 参数量测技术

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,进行表计读取、消除电费估计及防止窃电、缓减电网阻塞及与用户的沟通。

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,并通知用户正在实施的费率政策。更高级的功能还有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内部的电力使用策略。

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。软件系统将收集、存储、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。计算机代理程序是个自治和交互的自适应软件模块。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了可靠性,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。

1.2 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支持,因此,建立这样的通信系统是构建智能电网的第一步。通信系统和电网一样深入到千家万户,共同形成2个紧密联系的网络——电网和通信网络,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动态的、实时信息和电力交换互动的大型基础设施。通信系统建成后,可以提高电网的供电可靠性和资产利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,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,a) 双向性、实时性、可靠性,出于安全性考虑理论上应是与公网隔离的电力通信专网;b) 技术先进性,能够承载智能电网现有业务和未来扩展业务:c) 最好还具备自主知识产权,具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。

通过智能电网客户服务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。

1.3 信息管理系统

智能电网中的信息管理系统主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等5个功能。a) 信息采集与处理,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;b) 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”4级产业链业务分析和“国家—大区—省级—地县”4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;c) 信息集成。智能电网的信息系统在纵向上实现产业链信息集成和电网信息集成,横向上实现各级电网企业内部业务的信息集成;d) 信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面,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;e) 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,保护其资料和经济利益。因此,必须研发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。

1.4 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是智能调度研究与建设的核心,赋予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。

1.5 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现代技术,节能效果可达10%~40%,可减少机电设备的体积并实现最佳工作效率。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,大幅地降低输电损耗,提高输电线路输送能力,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。

1.6 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1 kW到10 MW。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,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%以上的发电量份额。在美国DER目前只占总容量的7%,预期到2020年时其份额将达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协调运行,可带来巨大的效益。除了节省对输电网的投资外,还可提高全系统的可靠性和效率,提供对电网紧急功率和峰荷电力的支持及其他一些辅助服务,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,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。

2 美国智能电网已经实现的功能

目前,智能电网研究较为成熟的主要是美国。美国多个州已开始设计智能电网系统,GE,IBM,西门子,Google,Intel等信息产业龙头都已投入智能电网业务。

美国能源部正在发起建立智能电网信息共享交流平台和信息库,资助智能电网技术研发项目,把清洁能源和智能电网作为中美能源领域合作的重要内容。

美国科罗拉多州的波尔得市是美国第一个智能电网城市。每户家庭都安装了智能电表,人们可以很直观地了解当时的电价,从而把一些事情,如,洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时,变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现,便重新配备电力。

在美国西弗吉尼亚州,阿勒格尼电力公司(Allegheny Energy)的“超级电路”项目(Super Circuit project)把先进的监测、控制和保护技术结合在一起,增强了供电线路的可靠性与安全性。该电网整合了生物柴油发电、能量储存及先进的计量基础设施(智能仪表)和通信网络,迅速地预测、确定并帮助解决网络问题。

美国科罗拉多州科林斯堡(Fort Collins)及该市拥有的公用事业公司支持多项清洁能源计划。其中,一项涉及在5个用户区域内把太阳能和风能等近30种可再生能源结合在一起。该计划与其他一些分布式供电系统共同支持该市称为FortZED的零能耗区。

美国夏威夷大学(University of Hawaii)研制的配电管理系统平台,采用智能计量作为门户站,综合了需求反应、住宅节能自动化、分布式发电优化管理、配电系统的储存与负荷、允许配电系统与主电网中其他系统协调的各种控制手段。

美国伊利诺伊理工学院(Illinois Institute of Technology )的“完美电力”(Perfect Power)项目,应用先进技术建设的微型电网原型,能够对主电网的变化作出反应,增强电网的可靠性,降低对电力的需求。

参考文献

[1]余贻鑫,栾文鹏.智能电网述评[J].中国电机工程学报,2009,29(34):1-8.

[2]程时杰.储能技术在电气工程领域中的应用与展望[EB/OL].[2010-03-17].http://www.chinaelc.cn/tabid/769/ArticleID/18958/Default.aspx.

智能电网技术发展 篇2

所谓智能电网，即为电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是以集成、高速双向通信网络为基础，通过对传感和测量技术等先进技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好的目标。智能电网自愈和自适应强，安全稳定和可靠高，经济、优质高效。

智能电网一个重要的功能特性是自愈性强。就是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来,并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态而几乎不中断对用户的供电服务。智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统,简化联网的过程。

在未来智能电网中,电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求,对常规继电保护的配置方法提出新的要求,常规保护在这几个方面根据实际情况的不同会有所侧重。特高压电网的建设、电网规模的扩大等因素,将导致短路电流增大很多,因此,应对短路电流增大造成的定值可靠性降低。同时,智能电网将给继电保护的发展带来新的契机,智能电网是以物理电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型网络。智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用，它主要特征有：数字化、网络化、广域化、输电灵活化等。

继电保护是实现电力网络及相关设备监测保护的重要技术，向计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制、测量和数据通信一体化发展是该领域的长期发展趋势。近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展,继电保护装置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本满足。我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相关的研究工作。它的特点如下：利用数字化提高保护性能、网络化将改变继电保护的配置形态、提高安全自动装置性能、与传统保护的配合、在线整定技术、继电保护新原理与新技术等。

浅析智能电网技术的应用与发展 篇3

[关键词]智能电网；电力技术；功能

智能电网，就是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足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。

一、智能电网技术的发展

1.智能化通信技术。实现智能电网的基础，就是要建立高速、双向、实时、集成的通信系统，智能电网的诸多特点都是通过高速双向信息通信系统来实现的。把通信技术作为基础的智能电网，不仅仅是能够实现通过信息的高速双向传输来满足用户与电网的实时互动，更重要的是能够利用先进的量测技术对电网中的各项参数进行实时的、连续不断地自我监测与校正，再利用先进的信息技术体现电网各系统的自愈功能，实时的收获完整的电网信息，从而真正的达到提高供电可靠性、安全性和优化电网性能这一目标。

2.智能化量测技术。所谓智能化量测技术就是智能电网基本的组成部件。智能电网利用高速双向信息通信系统对电网各项参数进行实时监测，再把检测到得电网各项参数转化成数据信息，提供给智能电网的各个系统使用，从而及时获取完整的电网信息，对电网的安全性、可靠性进行综合评估，提高能源的利用效率。同时，在通知用户正在实施的费率政策的情况下，利用微处理器的智能表计、储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率， 用户也可自动控制电力的使用。

3.智能化控制技术。智能化控制技术要求引进预设的专家系统，在智能电网中自动诊断、分析并预测电网状态，不能超出专家系统的范围，采取恰当的措施防止供电中断和电能质量扰动，上述即是智能化控制技术，这项技术合理分配了电网的有功功率和无功功率。先进的自愈性电网控制技术不仅为控制装置提供动作信号，同时也为运行人员提供有效信息，自动决策向系统运行人员提供最优的处理办法和解决方案，极大地提高了电网的可靠性。

4.智能调度技术。智能电网建设中的一个重要环节就是智能调度。智能电网调度技术支持系统全面提升纵深风险防御能力、效调控能力、科学决策管理能力、公平友好市场调配能力、灵活高效调控能力和调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力。

5.智能化决策支持技术。现代电网系统对电力调度人员的决策时间有着严格的要求和限制，智能化决策支持技术通过可视化的界面，利用动态着色技术、动画技术、虚拟现实以及其他数据展示技术等，将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员以理解的信息，协助工作人员认识、分析和处理紧急问题，极大地缩短做出决策的时间，提高运行人员的决策能力，促进电力调度由经验型向智能分析型的转变。

6.智能化设备技术。为了实现更大限度的提升电力系统的性能，智能电网启用新一代的电力设备，充分利用新型电力电子、分布式能源接入等先进的设备和技术，用以提高电力生产效率、功率密度电网的输送容量、输配电系统的性能和供电可靠性，同时在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点，以此来提高电能质量。新一代的电力设备和技术可以使新能源得到更有效的利用，为智能电网的安全运行提供有力的保障。

（1）电力电子技术：所谓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現代技术。目前，半导体功率元器件向高压化、大容量化发展，以SVC为代表电力电子产业出现了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；以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术以及柔性交流输电技术；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。

（2）分布式能源接入技术：构建具备自适应调节能力与智能判断的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统是智能电网的核心。该系统可对电网信息以及用户用电信息进行实时采集与监控，并且最经济最安全的输配电方式给终端用户输送电能，实现对电能的最优利用和配置，提高电网运营的可靠性和能源利用效率。分布式电源（DER）包括很多种类，比如风力发电、光伏电源、小水电、燃料电池和储能装置。大量的并于中压或低压配电网上运行的分布式电源，彻底改变了传统配电系统单向潮流的特点，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。高级的自动化系统把这些分布式电源无缝集成到电网中协调运行，这样不仅仅节省了对输电网的投资，更提高了全系统的可靠性和效率，也因此对电网紧急功率和峰荷电力提供有力的支持带来巨大的经济效益。

二、我国智能电网发展现状

2009年5月，北京召开了“2009特高压输电技术国际会议”，在会议上国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。同年8月，国家电网公司启动了标准体系研究与制定、智能化规划编制、重大专项研究和试点工程研究检测中心建设等一系列工作。坚强智能电网就是指以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有互动化、信息化、自动化特征，包含电力系统的发电、变电、配电、输电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。

三、结语

综上所述，智能电网是世界电力发展的一个必然趋势，而且智能电网在中国的发展前景比较乐观。但是，智能电网的建设是一项高度复杂的长期的系统工程，不仅仅需要解决众多的技术难题，更要深入研究与之配套的宏观政策、市场机制、社会经济、发展战略、经营管理等等相关方面的软科学类问题。我国的智能电网建设应开展关于能源发展与智能电网相结合的调研并进行深入分析，结合国外的研究成果及建议，立足我国电网自身的特点以及现有的信息、控制、管理系统发展水平，综合考虑未来相关技术的发展方向，构建符合我国能源战略和社会发展要求的智能电网。通过智能电网的各种关键技术持续更新完善，实现智能电网的自愈、安全、兼容、交互、集成、协调、高效，优质等特点，从而完成对电网运行的快速响应，提高整个系统的经济性、可靠性以及安全性。

参考文献：

[1]孙志.智能电网的运用与发展[J].科技信息，2011，17：I0354.

[2]陈文峰.浅析我国电网系统发展趋势及对策[J].科技资讯，2011，15：143.

[3]白晓民.智能电网技术标准体系研究[D].中国电力科学研究院，2010.4.

智能电网技术应用与发展 篇4

智能电网就是基于物理电网之上,结合先进的计算机技术、通讯技术、信息技术、控制技术和传感测量技术高度集成而成的新型电网。它具有抵御攻击、自愈、激励和包括用户、为用户提供足够的电能质量、允许各式各样发电形式的接入来启动电力市场及能高效优化和运行资产等特性。

2 智能电网的技术发展

2.1智能化通信技术

拥有双向、实时、高速、集成的通信系统是实现电网智能化的基本条件,也正是基于此条件才能使智能电网的特性得到正常发挥。在通信技术的基础上智能电网不但可以利用高速双向的信息传输来完成电网与用户之间的实时互动,而且还可以利用测量技术这一特性对电网本身的各项参数进行持续的、及时的监测与校正,又可以通过信息技术功能及时完整的收集电网信息,实现电网各系统的自愈,从而真正实现电网供电的安全可靠和性能忧化。

2.2 智能化量测技术

智能化量测技术是组成智能电网的基本构件之一,它可以评估电网的安全性及可靠性,这主要是通过智能电网的双向高速的信息通信系统来监测电网的各项参数,然后将检测到的参数转换成数据信息传送给智能电网的各系统以供使用,再收集一份完整的电网信息,从而实现了对电网的评估,也提高了能源的使用率。另外,用户也可在费率政策的实施下通过储存高峰电力价格的信号及电费费率,利用电网中微处理器的智能表计功能来实现电力使用的自动控制。

在电力公司为了满足电力系统工作人员对数据的需求,参数测量技术主要包括数据如下:关键元件的温度、线路和变压器的负荷、电能质量、功率因数、相位关系、故障定位、停电确认、表计的损坏、设备健康状况和能力、电能消费和预测等。

2.3 智能化控制技术

所谓的智能化控制技术先需在预设的专家系统的基础上才能有效运行,而智能电网的自行预测电网状态并诊断分析都必须控制在专家系统的预设范围内,再实施适当的方法来预防电能的质量扰动和供电的中断。它能将电网的有功功率和无功功率进行清晰合理的分配管理。先进的自愈性电网控制技术不但能发出动作信号给控制装置动作,而且还可以将最佳的解决办法和处理方案自动传递给系统的运行人员知道,从而大幅度提升了电网的可靠性。

2.4 智能化调度技术

智能化调度技术是智能电网中的一个关键组成部分,它的主要功能是帮助系统整体提升其管理能力、防御能力、调控能力、市场调配能力、资源优化配置的能力及调度系统驾驭大电网,从而使系统能更加的科学决策、灵敏高效及公正友好。

2.5 智能化决策支持技术

现今时代随着电网系统的发展,对电力调度人员的要求也越来越高,严格限制了其决策时间。智能化决策支持技术可以利用可视化的界面根据动画技术、动态着色技术及虚拟现实技术和一些其他的数据显示技术来进行电力系统数据的转化,将复杂的数据转化为易懂的信息提供给系统运行人员了解,帮助其认识、分析和处理突发事故,从而缩减了决策时间,提升了决策能力,促进了智能分析型电力调度的发展。

2.6 智能化设备技术

智能电网采用了最新的电力设备来将电力系统的性能提升到最大限度,这主要是最大程度利用了如新型电力电子及分布式能源接入等这样先进的设备和技术来提高电力的生产效率,增大功率密度电网的输送容量,增强输配电系统的性能及增加供电系统的可靠性,另外还找出了电网与负荷特性之间的最佳平衡点将电能质量也提升到最好,从而更有效的提高了新能源的利用率,更加保证了智能电网的安全运行。

2.6.1 电力电子技术

电力电子技术就是利用电力电子器件来控制变化电能的现代科学技术。现在,许多半导体功率元器件都在朝大容量和高压化的方向发展,如在电力电子行业中具有高压变频功能的电气传动技术的SVC,在开关行业中具有同步开断技术的智能开关,以及具有柔性交流输电技术和新型超高压输电技术的高压直流电和具有用户电力技术的动态电压恢复器及静止无功发生器。

2.6.2 分布式能源接入技术

智能电网的中心技术就是具有能智能判断多种能源统一入网、能分布式管理及能自动适应调节性能的智能化网络系统,它不仅能够及时的监测及收集用户用电信息和电网信息,而且还能够使用最经济安全的输配电方式来向终端用户输送电能,达到对电能的优化配置,提高能源的利用率及增强电网运营的可靠性。分布式电源(DER)分为很多种,例如小水电,光伏电源、风力发电、燃料电池及储能装置等,它们一般都是配置在中低压配电网中,主要是利用电压控制和仪表及使用新的保护方案来实现配电系统的双向潮流,从而使传统配电系统的单向潮流得到完全的变换。分布式电源被高级自动化系统完全的集成在电网中配合运行不但减少了输电网的投资需要,而且还提升了全系统的效率和可靠性,同时也有效的支持了电网的紧急功率和峰荷电力给经济效益带来了很大的提升。

3 智能电网在我国的发展状况(我国智能电网发展现状)

北京曾在2009年5月份召开过一次关于特高压输电技术的国际会议。会议上,国家电网公司正式提出了“坚强智能电网”的发展战略。2009年8月份,国家电网公司又正式的开启了关于坚强智能电网的一系列工作:研究与制定标准体系、编制智能化规划、建设试点工程研究检测中心和研究一些重大专项。

所谓的坚强智能电网就是在特高压作为网架的主干、其他电网协调发展的坚强网架的基础上,用通信信息平台来作为支撑,同时拥有自动化、信息化和互动化的特性,能够进行发电、变电、配电、输电、用电和调度的各项动作,并且覆盖全部的电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。

目前南方电网也在进行智能电网的技术研究工作,涵盖发输配用等领域,一体化电网运行智能系统的研究试点工作正是其中之一,解决南方电网原有二次系统重复建设,功能单一分散、信息孤岛、智能化应用缺乏等问题。

中山供电局顺应现代电网的发展趋势,积极开展智能电网的研究工作,选取三乡区域电网为试点,实践智能电网的关键技术,包括一体化电网运行智能系统,一二次设备在线监测,物联网等方面。

项目建设分为三个阶段,其中第一阶段主站方面建设区域OS2主站系统基础支撑平台,为主子站间、主站内部不同分区,与不同系统之间的数据交互和服务提供高速实时总线和通用服务总线,初步搭建智能数据中心,智能监视中心、智能控制中心,智能管理中心,综合采集四遥数据、保信数据、一次设备在线状态监测数据,进行全景数据建模、检验和管理,集成中山地调EMS和保信系统的数据,实现电网的运行监控、设备的状态评估和寿命预测,变电站方面,对220kv三乡站、110kv申堂站、平铺站和神湾站加装一次在线状态监测设备,进行二次设备智能化改造,实现综合数据采集与处理和统一上送,试点源端维护,在三乡站安装光伏发电和风光互补路灯;第二阶段主站方面在第一期建设的基础上,继续完善基础支撑平台和四个智能中心,对全景数据建模进行扩展,集成变电站视频与环境监测系统和配网系统的数据,形成完整的一体化全景模型,建设电力系统运行驾驶舱,为电网运行提供态势感知、决策支持及智能操控能力,变电站方面,对110kv神湾站、定溪站、谷都站、桥兴站加装一次在线状态监测设备,进行二次设备智能化改造,实现综合数据采集与处理和统一上送,增加源端维护高级应用功能,在所有站安装光伏发电和风光互补路灯;第三阶段在中山推广智能电网建设。

4 结束语

综合上文可以知道,智能电网在世界电力发展越来越重要,同时在中国也得到越来越多的应用。不过,智能电网的建设需要花费很长的一段时间且建设程度复杂,不但有许多的技术难题需要去解决,而且还需要分析研究与它相关的一些软科学类问题,比如社会经济、市场机制、发展战略、宏观政策及经营管理等。我国的智能电网建设首先应深入分析研究能源发展与智能电网的结合,然后根据外国取得的成果,结合我国电网现有的信息和控制管理系统的水平及自身的特点,再全面考虑好相关技术在未来的发展,组建出能满足我国的能源战略要求和社会发展需要的智能化电网。利用智能电网的一些重要技术对自身不断的进行更新完善,使智能电网的自愈、集成、交互、协调、兼容、安全、高效、优质等特性体现得更加明显,从而加快了对电网运行的回应,提高了系统的安全性、可靠性及经济性。

参考文献

[1]孙志.智能电网的运用与发展[J].科技信息,2011(17):I0354.

[2]陈文峰.浅析我国电网系统发展趋势及对策[J].科技资讯,2011(15):143.

智能电网技术论文 篇5

智能电网相对于传统的电网技术有着更高的信息化、自动化和互动化水平，智能电网的独特优势和智能化的功能需要一系列的技术体系进行支撑。本部分从智能电网的发电环节的关键技术、输电环节的关键技术、变电环节的关键技术、配电环节的关键技术以及用电环节的关键技术五个方面对智能电网的主要技术体系进行阐述。

1.1发电环节的关键技术

发电环境的关键技术主要是指新能源技术，包括新能源安全可靠运行的保障技术和电网大规模的存储技术两大部分。新能源安全可靠运行的保障技术是智能电网中可再生清洁能源电源安全可靠运行必须解决的重大关键技术问题，首先针对大型的集中的可再生清洁新能源而言，主要研究其出力的随机不确定性和突变等问题对智能电网的影响，并在此基础上形成科学合理的智能电网构架和电网运行策略等方案；对于分布式的可再生清洁能源而言，主要研究其并网过程中的问题，通过对电网接受分布式可再生清洁能源的能力、分布式可再生清洁能源的供电可靠性等关键技术进行研究，以此来制定配电网可靠性评估体系以及相关的故障检修和运行维护等方案。智能电网的大规模储能新技术的应用主要包括：电网的抽水蓄能技术、锂离子电池储能和超导储能等。

1.2输电环节的关键技术

输电环节的关键技术主要是针对智能电网输电线路运行状态的监测技术，该环节的关键技术只要是依靠最近的信息集成技术，其中也存在着一定的技术难点需要解决。例如，输电线路由于部分路段所处的自然环境比较恶劣，这会造成无限通信过程中存在一定的盲点，使得传输线路上的监测数据的传输存在障碍；智能电网传输线路的监测设备通信规则不同意，给累输电线路的监测设备没有统一的标准和规范，这也会造成能电网输电线路运行状态的监测存在一定的困难。

1.3变电环节的关键技术

智能变电站是构建智能电网的最重要的基础和前提保障。智能变电站相对于传统的变电站而言，有着可靠先进和低碳环保的智能变电设备，同时其信息化、数字化、网络化和标准化程度高，可以实现电网的自动控制和实时智能决策等高级功能。因此，变电环节的关键技术主要包括系统分层和智能化的变电组件两个方面。首先，由于智能变电站可以分成相对独立的过程层、间隔层以及站控层三个部分，这三个相对独立的子系统之间应该实现实时的网络共享，实现智能变电站各智能设备之间的畅通无阻的互联互通；变电站中智能变电组件是实现其智能变电功能的基本保障，主要包括测量、控制、状态监测以及相关的计量保护等功能，这些组建要具有数字化的测量、网络化的监控、可视化的运行状态以及信息的互动化等特征。

1.4配电环节的关键技术

配电环节的关键技术主要包括配电自动化和智能化、配电网的保护控制以及分布式新能源接入等方面，其中配电的自动化和智能化是该环节中的关键技术。在配电过程中，依靠最新的通信技术和网络技术，采用智能的控制方式，对配电管理系统进行技术升级，实现配电网的各状态下的保护监测、用电管理和配电管理的自动化。需要注意的是，配电网的保护和控制对智能电网中的配电网有较强的环境适应能力，可以在不同介质和接口之间进行信息传输，同时还要求实时监控配电网的各类运行数据。配电网的保护和控制技术要求配网

1.5用电环节的关键技术

用电环节的关键技术可以保障用户可以使用智能电网的各项功能，其中主要包括用户的用电信息采集和智能用电服务系统。用户的信息采集要求可以实时地全面地采集用户的用电信息，同时实现对所采集到的信息进行各种分析和管理；智能用电服务系统可以实现用电客户和智能电网之间实时地交互，可以提高智能电网的综合服务质量。

2.结束语

智能电网技术发展 篇6

关键词：智能电网；继电保护；影响；发展

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0018-02

2009年，国家第一次提到建设“坚强智能电网”的概念。现今，全国各个电力公司都在大力发展坚强智能电网，智能电网炙手可热。针对智能电网存在的特征，对继电保护系统有了更高层次的标准，使其从两方面来实现，一是灵活性，二是可靠性。文章针对一个问题进行讨论，既智能电网中的继电保护技术实际情况的发展。

1 智能电网

智能电网的概念是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强的智能化电网。

一旦系统发生故障，尽量将故障影响控制在局限范围里，而且可以很快的重新供电。

智能电网有很多特别，例如坚强可靠、经济高效、清洁环保等。

智能电网具有超强电力输送能力和安全可靠的供电能力，在保护环境的前提下，能够降低能源消耗和污染排放，做到经济高效；在灵活调整电网运行方式、兼容各类电源和用户接入和退出的同时，还能将电网、电源和用户的信息透明共享，做到友好互动并且透明开放。

但对于智能电网来说，以下几点都会让电力系统受影响，例如电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的应用。

2 智能电网继电保护原理

智能电网实行实时监控，它将通过网络系统把收到的信息进行处理分析，便于对其运作情况实行实时监测，而保护功能与定值则实行远程动态监控和修正。

对于继电保护装置来说，需要信息共享，保护各种运作信息，只有这样，才能以下做到两方面，一是确保故障的准确性时；二是确保在没有或少量人工干预下，可以很快的隔离故障、自我恢复，防止大范围停电事故的发生。

智能电网中的继电保护方式不再是传统的分散性保护，“自扫门前雪”，在继电保护装置动作时，可以不只跳本保护对象，也许会出现连跳命令跳开其他相关联点，或者仅仅发出连跳命令而不跳开本保护对象。

3 智能电网对继电保护的影响

智能电网具有灵活可重构配电网络拓扑结构，即复杂的网状结构，跟传统的简单环网和辐射形网络具有本质的区别。复杂网状结构中，分布式发电、交互式供电的运作形式让孤立的单一保护装置存在整定艰苦，信息少特征，对继电保护性能产生影响。深入得了解智能电网对继电保护的影响，是研究新型适用于智能电网继电保护的前提。

3.1 数字化

智能电网的主要特征有两个，一是信息化；二是数字化。这两个特征让智能电网与传统电网有最根本的差别，继电保护技术会随着时代的发展，相继的去接受应有的变化，让技术跟上时代的步伐，而继电保护技术的新的发展方向必会是数字化， 主要是以下两方面，第一是测量手段数字化；第二是信息传输方式信息化。

如今，互感器的各个功能都得到了一定的强化、故障次数逐渐少了起来，这也让继电保护不用担心互感器故障的各种会出现的事故。与此同时，电气量和保护装置的性能在各自的领域里都有了一定的提升。现在亟待解决的问题是，如何利用数字化传感器提高继电保护整体性能，简化保护辅助功能。

3.2 网络化

在智能电网信息化、自动化、互动化的同时，必将改变传统的继电保护操作人员的工作方式，信息共享、网络平台的建立，将促使继电保护系统网络化。

IEC61850网络数字化变电站是传统继电保护信息收集传递的中间物，使其发生改变。第一表现在信息收集的方法不同，它能够通过网络数据的功能收集到站内所有涉及设备元件的讯息。第二表现在信息传递的方法，使用带数字接口的智能断路器时，控制信息是通过数字信号网络进行传递的。

3.3 广域化

随着时代发展，互联电网区域规模逐渐增大，其相互换的内容也相应增多，电网电压等级增高，提高故障与不稳定的发生的频率。在电网不断信息化进程中，通过使用广域信息给予后备保护服务，主要是通过广域测量技术WAMS网络进行的， 让其避开了大规模的停电事故。

3.4 自整定技术

目前大规模的继电保护的机构都是刚性结构，很多东西都事先设计好了，例如连接方式，适应的网络条件等，它的适应能力比较差。传统保护技术是根据保护线路的运行情况对定值进行整定的。智能电网中的继电保护可以利用全网信息，实时地判断运行方式，从而进行整定，将分散独立的保护变为系统分布协同保护，实现全网的联网自动整定和自动配置。

3.5 员工技术提升

继电保护是电力系统安全的第一道防线，其安全责任重大，对从业人员的能力要求高。随着科技的发展，需要加强员工的技术性等。

许多电力企业也需要着跟上电网的前进的步伐，助力“两个转变”，从良方面增强继电保护人员的专业水平，一是科技水平，二是专业技能。

4 智能电网中继电保护的三个问题

继电保护技术的影响，可以通过智能电网里得以体现，当其运用在智能电网时，需要顾虑三个点。

4.1 运行方式、潮流流向以及保护定值的自适应能力

在智能电网里，电源点造成线路潮流不确定性的有两个原因，一是接入电网，二是成为微网孤岛运行。继电保护定值也应该能够根据运行方式的不同做出实时的调整。为此，继电保护定值的整定应该综合考虑本保护对象和相关线路运行状况。

4.2 保护功能需要根据运行方式的变化做出相应的调整

当节点从系统中解开、并入时，都将引起线路潮流的重新分配，该节点的保护装置的保护范围、定值都会发生对应的变化。

4.3 引入环境条件对保护定值的影响

传感器获得监控对象实时的温度和容量，使其功率出现最佳的情况。继电保护必须要适应其带来的变化，主要是通过实时调整输电线路的负荷保护定值。

5 继电保护技术的几点新发展

继电保护的技术得以体现，主要表现在电力系统网络与其相关电气设备实行的监测保护，其领域前进方向，主要是从以下几个方面进行，计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制等。

现代电力系统中继电保护不仅需满足以上要求，还需要适应特高压输变电技术的发展，适应大（巨）机组保护需要，适应带串补和可控串补电容线路保护的需要，适应SVC、STATCOM和超导限流技术的发展需要及在复杂故障或连锁故障出现时要求保护快速正确动作。

另外，广域保护也是当前继电保护的热门话题，它是在全国联网的趋势下提出的，如何合理配置防线，需要广大学者和电力工作工作者进一步深入研究。

国内外对广域保护理论的研究大致可分为两种：第一是使用广域信息做几点，例如安全监控、稳定边界计算、状态估计等，主要表现在其利用与安全等方面；第二是通过广域信息健全继电保护的功能，现如今，在以下几个方面的考究都比较差，例如系统结构、光与信息采集和利用、广域保护和控制算法等。

在保护整定管理系统研究方向，保护整定技术的性能得到了增强，表现在一是增加了整定效率，二是增大了准确性，但保护定值整定和以后智能电网保护整定之间有不小的距离。如今网路整定管理首要处理的包含以下几个点：

一是数据与网路拓扑维护艰苦，网络拓扑和系统参数是由保护整定人员自行维护的，目前，地区级网路更变无常，使其参数维护的工作增多。而网络参数的维护正确与否，决定了保护定值整定结果，将影响到整个区域网络定值的准确性。

二是目前定值的计算和管理系统定值置入相分离。在经过计算系统计算，定制系统审批，现场人员经网络下载定值，最后经手工置入保护装置。

在这个过程不仅消耗时间和劳动，而且容易产生失误，还可能造成重大事故。在数字化、网络化的系统中，应该将定值计算、定制管理和定值置入相关联统一实现一体化、自能化。这需要更加深入的研究和创新，也需要高素质人才的参与。

6 结 语

继电保护对电力系统的安全稳定运行具有重要意义，随着智能电网的发展和计算机技术的发展，会从以下是几个方面发展，计算机化、网络化、智能化，以及保护、控制、测量以及数据通信一体化。对于继电保护工作者这既是挑战又是机遇，应该充分发挥个人特长，积极参与各种专业技能培训，顺应时代要求，提高自身素质，争做一名合格的继电保护工作人员。

参考文献：

[1] 国家电网公司.坚强智能电网综合研究报告[R].国家电网公司，2009.

[2] 郝文斌，洪行旅.智能电网地区继电保护定值整定系统关键技术研究 [J].电力系统保护与控制，2011，（39）.

[3] 许可.浅析智能电网时期的继电保护技术[J].价值工程，2010，（33）.

[4] 刘强.智能电网继电保护技术探讨[J].江苏电机工程，2010，（29）.

[5] 杨春生，周步祥，林楠，等.广域保护研究现状及展望[J].电力系统与控

智能电网控制中心技术的未来发展 篇7

近些年国际上热议“Smart Grid”(参见http://www.smartgridnews.com)。它含有2个关键词:其一是Smart,可以译为聪慧、灵巧、智敏;其二是Grid,指电网,可以指配电网、输电网。目前国内通常将“Smart Grid”称为智能电网。

国际上认为智能电网是指这样的电网:利用现代测量、通信、计算机、自动化等IT技术,使得电网运行更可靠、更灵活、更经济,能为用户提供更优质的服务。这与熟知的电网运行的安全、经济、电能质量等三大目标一致,而其内涵更广泛、更丰富,还强调了电网的可扩展性、电源与用户的双向互动、适应接入可再生能源等。

西方国家的能源结构、电网状况、管理体制等与中国有很大不同,他们提出“Smart Grid”概念的初衷主要侧重于配电网的智能化和自动化[1],新近也提到智能输电网[2]。中国智能电网的提法可能更侧重智能输电网,本文侧重这方面的论述。

“Smart Grid”涉及一次物理电网这一主体,也涉及保证物理电网“Smart”的规划、设计、管理、调度、控制等各个环节配套的技术,是一个全局概念。建设智能电网是一个长期的过程。

过去谈论较多的电力系统数字化或者信息化侧重描述实现手段,而智能电网不明显指出具体的实现手段,突出的是电网最终的优美表现,因此该提法比较巧妙,更具生命力。

智能电网的优美表现是靠一次电网的坚强和二次系统的聪慧共同实现的。

发展智能电网首先要有需求,智能电网能带来什么好处,这是最重要的;另外,技术条件要可行。这2点决定了智能电网发展的程度和速度。

本文通过分析物理电网的表现和物理电网所服务的人类活动的需求,以及调控物理电网使之“Smart”的技术条件等,进一步认识智能电网,展望未来实现智能电网需要采取的技术路线,尤其是决定电网“Smart”的神经中枢和大脑的智能电网控制中心的技术发展。

1 进一步理解“Smart Grid”

电力系统是目前所知最大最复杂的人造物理系统。电网将特性表现相异的发电电源与用户负荷连接在一起,为人类需求的电力流动提供了通道。首先电网覆盖面应足够宽广,同时电网应足够坚强,能够送出需要传输的电力,才能满足人类基本生产和生活需求。很明显,为电力流提供通道的基础设施十分重要,就像高速公路、国道、省道、县道配合来满足人类对交通的需求一样,不同电压等级的电网的配合保证了用户的用电需求。

实现电力流的合理分布是智能电网的最终目标。要实现这一目标,需要一个对物理电网运行进行调控的神经中枢系统和大脑。神经中枢系统传递的是信息,涉及的是信息的流动,包括了信息的采集、传输、处理、挖掘、分配和展示等各个环节,表现为一个高度自动化的信息过程。为信息流提供通道的基础设施也十分重要,它是实现智能电网的技术保证。

智能电网传输的电力流是为人类的生产和生活服务的。电力的发、输、配、用等各个环节都有人类参与,人类在各个环节中提供自己的服务,同时得到回报,这体现为资金的流动。发电侧的电力市场、输电侧的输电权交易、用电侧的需求侧管理,这些都体现了人类参与电力服务的各个环节中的利益平衡。因此,资金流也是智能电网需要面对的重要问题。

电力流从发电侧流向配用电侧,资金流从配用电侧流向发电侧,而信息流是双向的,包括了信息的感知和控制[3]。

在电力流方面,智能电网对传统电力流基础设施的要求增加了许多新的内容:①中国正在发展的特高压输电,大大改善了电力流基础设施,使电网更坚强;②高压直流输电和灵活交流输电系统(FACTS)设备提供了灵活改变电力流的手段,增加了电力流的可控性和电网运行的弹性;③发电侧的大规模风电等可再生能源的接入,配用电侧的分布式电源接入,使电力流向更加多变,电力流的方向可能改变,这对电力流基础设施提出了更高的要求;等等。这些都是实现智能电网在电力流方面需要面对的新问题。

在信息流方面,发生的变化更为显著。信息过程包括了信息采集、传输、处理、挖掘、分配和展示等多个环节。在信息采集环节,带时标的广域测量、电力设备状态监测、新型光电互感器、用户侧的智能表计等都有了新的变化,使信息采集的准确性更高、频率更快;在信息传输环节,全光纤数据通信、无线通信等,使信息传输量更大、传输速度更快、传输成本更低;在信息处理环节,高性能计算机、高性能微处理器、集群计算机以及相应的支撑软件等,为信息快速处理创造了条件;在信息挖掘环节,通过对物理电力系统数学模型的分析,对物理电力系统的认识更深刻,创造出新的概念,产生了新的信息,实现智能预警和分析评估,预见性地对物理电力系统进行调控;在信息分配环节,在智能电网中将实现覆盖面更广的信息分配,并更多地实现自动闭环控制;在信息展示环节更加符合人类的认知规律,方便人类参与。

在资金流方面,资金流大小和流向的变化会改变人类参与电力发、输、配、用等各个环节的行为,这反过来又会影响电力流。这一双向的互动,需要通过信息流传递信息,通过信息分配环节传递控制信息,强制发电方或用电方改变行为;也传递电价信息,由发电方或用电方自己主动地改变自己的行为,这种双向互动成为国际上智能电网的核心特征[4]。

2 智能电网未来调度控制系统构架

电网运行的调度控制,需要满足2项制约因素:①调度管理体制约束;②电网运行的物理规律约束。两者都不能违背。智能电网更要满足这些要求。

由于各国经济社会制度不同,电网调度控制机构的结构也不同(中国电网的调度控制采用的是5级分层结构),而电网运行的物理规律又不能违背。因此,需要通过技术手段来兼顾两者,产生大量的学术问题和实现中的技术问题。

中国习惯将电网调度控制机构称为调度中心,国外习惯称控制中心。随着技术的发展,智能电网将更多地实现闭环控制,因此,本文称控制中心。

2.1 以信息流主导的系统总体构架

智能电网需要通过调控信息流实现对物理电网的更全面、更细致的调度和控制。

物理电网主要涉及由输配电线路连接的电网和以变电设备为特征的厂站。前者横跨广域空间,后者连接多电压等级。智能电网控制中心既要在宏观上把握全局电网潮流分布,又要调控厂站内种类繁多的控制设备,因此,面对的信息海量、信息种类繁多、信息变化速率快慢差异甚大。一股脑地将所有数据送到控制中心来处理几乎不可能。为达到总体最佳的调控效果,需要进行信息分层。控制中心统揽影响全局的信息,厂站负责局域信息,引入智能代理思想,在信息层面对控制中心和厂站进行封装,构筑智能电网的分层分布式调度控制系统框架。

调度控制系统构架取决于信息系统的组织和构架,调度控制信息的分层至关重要。这涉及控制中心之间的信息分层以及控制中心与厂站之间的信息分层。

2.2 智能电网调度控制系统的信息分层

2.2.1 控制中心之间的信息分层

在中国电网的5级调度机构中,电网运行涉及的大部分重要功能是在省、地两级调度机构实现的,大区级控制中心主要负责省间协调,国家级控制中心负责大区电网之间的协调。近些年,这两级协调机构的作用不断加强,协调力度不断加大,体现了对电网进行全局调控的作用。

智能电网要实现全局优化运行,各级控制中心之间需要协调互动,粗细有别地进行调控,这需要靠控制中心之间的信息分层实现[5]。

各级控制中心(上下级)之间,需要信息的纵向分层:

1)下级控制中心向上级控制中心汇报自己电网模型和自己电网的实时信息,上级控制中心汇总这些模型和实时信息,形成完整匹配的全局电网潮流模型;

2)上级控制中心跟踪电网变化,自动为下级生成外网等值模型,并下发到下级控制中心。

智能电网的上下两级控制中心之间双向传送信息,实现双向互动。一方发生的变化,立即会被对方感知和接受,指挥对方的下一步动作,以保证各级控制中心都是在全局电网模型上进行分析计算。各方之间传送信息的种类、数量、频度将根据各级控制中心的功能需求决定,不是越多越快越好,而是及时传送必要的信息。

各同级控制中心之间,也需要信息的横向交换。同级之间主要交换边界功率信息,而不是电网模型信息,而且交换的数据量较少。

2.2.2 控制中心与厂站之间的信息分层

传统能量管理系统(EMS)中,厂站拓扑分析和系统拓扑分析全部在控制中心完成。其缺点是:

1)厂站没有拓扑分析功能,厂站内大量与辨识开关错误有关的信息没有被利用,控制中心由于缺少旁证信息,拓扑错误辨识能力受限;

2)很多厂站的刀闸信息并不实时传送,默认的刀闸位置与实际情况有时并不吻合,导致由刀闸错位引发的拓扑错误;

3)大量开关信息送达控制中心由控制中心处理,导致通信压力增大,控制中心数据处理工作量很大。

实际上,厂站和控制中心两者功能的特点很不相同,采用统一的方法处理并不合理。需要进行信息分层,各自进行数据的封装、抽取和对外交换。

智能电网应增加厂站的高级应用功能,独立完成厂站拓扑分析[6]。采用智能代理的思想,由厂站和控制中心共同建立网络模型:

1)在厂站内部完成站级拓扑分析,将Node模型转换成Bus模型,并传送到控制中心;

2)在控制中心完成系统的拓扑分析,将厂站Bus模型转换成系统拓扑岛;

3)厂站内开关变位引发站级拓扑变化,厂站内立即生成新的Bus模型,传送到控制中心,启动控制中心的系统拓扑修正程序。

图1给出这种信息分层示意图。其优点是:厂站内有大量其他旁证信息,便于进行开关错误辨识,可大大提高厂站拓扑分析结果的正确性;减少了传送给控制中心的数据量,减轻了控制中心数据处理的工作量;也可以实现信息的双向互动。厂站将控制中心下达的控制命令转换成控制指令序列,实现对厂站设备的自动控制。

2.3 智能电网控制中心与厂站之间的互动

按照控制中心与厂站之间的信息分层,分别将两者看成相互独立的智能体,智能体内部完成复杂的功能,智能体之间只交换必要的、相对较少的协调信息,大量的数据处理和分析计算任务被封装在智能体内部,像一个黑匣子,外部感知不到。通过智能体之间的双向互动,实现调控全局电网的复杂功能。

在厂站级,实现全数字化和网络化。过去不同源的数据被同源化,过去分别独立的功能被集成、被融合,全部由当地的智能处理器和计算机完成;接收外部少量协调信息,厂站独立完成自身功能。厂站作为一个独立的系统,实现站内状态估计等高级应用功能,实现智能事件处理和智能报警,完成站内的分析决策,构成站级管理系统(station-level management system,SMS)。SMS与站级数据采集系统之间的关系,类似于控制中心的EMS与数据采集与监控(SCADA)系统之间的关系。

在控制中心级,接受厂站上传的经SMS处理的信息,进行复杂的全局电网分析和优化决策计算,最后将决策和控制信息下达厂站,实现全局电网的优化运行。控制中心对厂站,也可以看成一个黑匣子,内部复杂的分析决策计算,对外部(厂站)是感知不到的。

控制中心下达的控制命令包括:机组有功、无功调控指令,变压器分接头调控指令,电容器、电抗器投退指令;负荷侧的调控指令;保护定值在线修改指令,使变电站的保护定值能自动适应电网的变化;不同变电站继电保护之间配合的协调指令,实现广域保护方案;经系统级在线计算分析形成的决策表,指导安全自动装置的协调动作,实现系统级的动态紧急控制;等等。

控制中心与厂站之间是双向互动的,各自独立完成自己复杂的数据处理和分析计算功能,两者之间交换的是各自处理后的信息。该信息是精炼的、对全局有协调作用的,既保证了控制中心和厂站两者各自独立发挥功能,又保证系统全局的协调。不管发生的是厂站级还是系统级的扰动,通过这种双向互动保证电网安全稳定运行,保证电网在扰动下具有足够的弹性和韧性。

2.4 时间尺度不同信息之间的协调

除了空间分布广域,信息在时间尺度上也有很大差异,需要协调。根据信息响应快慢的时间尺度有如下分类:

1)毫秒级信息:

例如元件保护信息,局部就地,设备级;相量测量单元(PMU)信息,全局广域,系统级;

2)秒级信息:

远方终端单元(RTU)信息,自动发电控制(AGC)信息,广域,系统级;自动电压调节(AVR)控制信息,局域,发电厂级;

3)分钟级信息:

有功实时调度控制信息、二次电压控制信息,广域,系统级;

4)小时级信息:

运行计划信息,广域,系统级;

5)日级及更长时间尺度信息:

运行规划信息。

按照时间尺度的不同,信息处理任务之间的关系如图2所示。图中,时间尺度大的信息处理功能主要保证经济性,时间尺度小的信息处理功能主要保证安全性。

智能电网要达到安全经济的运行目标,就需要从时间尺度大的运行规划、运行计划做起,进行侧重经济目标的优化;实时运行中,进行超短期负荷预测,由运行调度功能来协调运行计划与运行控制之间的偏差,进行瞻前顾后的滚动修正,既保证不要偏离运行计划太远而丧失经济性,又保证为运行控制留有足够的裕度,以便应对系统运行中随时可能出现的功率不平衡。各种不同时间尺度应用功能的协调配合,实现智能电网安全与经济目标之间的协调,使电网在应对变化时的自适应调整能力大大提高,其运行更平稳。

2.5 智能电网调度控制系统的分布式建模

智能的前提是对所监控的对象有尽可能准确、及时、全面的描述,建立合适的模型。

建模深度需要适应各级调度部门各自的管辖范围、资产归属、职责界定和考核指标,这些是调度管理体制约束的强制性要求,必须满足;还需要适应应用目标的要求,不同层次的调度机构,需要分析和决策的内容不同,对电网建模的要求也不同,需要适应。

通过标准化技术以及模型拼接、潮流匹配、在线自适应等值等技术,实现电网的分层分布式建模,满足电网调度管理体制约束要求。根据前述控制中心之间信息分层中介绍的方法在上级电网控制中心建立全局电网模型,并为下级电网控制中心实时提供外网模型信息,使下级电网在自己内部电网所做的分析和决策与在全局电网模型上所做的结果一致。

3 智能电网控制中心的变革

智能电网控制中心的各种高级应用软件相当于大脑,其变革决定了智能电网控制中心的变革。而实现智能电网是一个长时间的理论和实践过程,涉及面广,不可能穷尽。下面对其中几个重要技术问题的发展加以探讨。

3.1 智能电网控制中心三维协调系统设计

智能电网的智敏表现是靠神经中枢联通大脑和被控对象,通过双向互动来实现的,而且这一双向互动有很强的自适应能力。这就需要大脑感知信息全面,分析决策快速,控制设备自治能力强。

由于电网在空间、时间、控制目标等3方面表现出复杂性,因此,作为大脑的高级应用软件就应该按照3维协调来设计[7,8]。

空间维上,管辖范围不同的上下级电网控制中心通过信息双向交互和分解协调计算,实现EMS网络分析在全局电网基础上的协调。空间维的协调解决对电网的全面知晓性问题,保证实时网络分析和决策的正确性。

时间维上,进行不同时间尺度运行计划、运行调度与实时控制之间的协调;智能电网EMS采用的是一种实时、跟踪、递归、滚动的运行模式;纵观历史、预测未来,瞻前顾后,弹性松弛地制定调度控制决策;考虑来龙去脉,考虑因、果,抑止相继开断,完成时间过程的协调。时间维的协调解决了电网应对随机扰动的适应性问题,保证电网运行更具弹性和韧性。

目标维上,综合考虑电网运行的多个目标,经过全面分析后才做出决策。既要考虑一次电网运行的安全经济目标,也要考虑一次电网与二次保护控制系统之间的协调配合,最终表现为电网能够安全、经济、连续地为用户提供质量合格的电力。除了极端情况,基本如此。目标维的协调解决电网运行调度控制的全面可靠性问题,保证万无一失。

3维协调思想在系统级的无功电压控制中得到很好的应用[9]。

3.2 基于PMU的高级应用软件

引入带时标的同步相量信息,改变了人们感知物理电网的手段,以便快速掌握全局电网动态变化过程,这是一项重要变革。需要利用这一变革,改善对电网全面快速调控水平。

过去几十年,人类利用RTU测量正弦交流基波分量的有效值,然后利用SCADA系统对实时采集的RTU数据进行管理,利用EMS高级应用软件在线进行电网稳态分析,实现了Dy-Liacco于40多年前构建的电网自适应安全控制构架[10],并一直沿用至今。Dy-Liacco提出的构架的主要特点是一个“预”字,即强调预测、预防、预控,实时监视、分析、评估的主要是稳态量,所涉及的紧急控制也只是静态紧急控制,任何涉及动态的分析基本上都依靠离线进行。这是RTU时代技术条件的必然结果。

20世纪80年代中期提出、近些年迅速发展的PMU,可以数毫秒的时间间隔快速感知电力系统动态过程,然后利用广域测量系统(WAMS)实时对PMU数据进行管理,发展了电网动态监视系统,并得到广泛应用[11]。但是,能不能像RTU-SCADA-EMS一样,利用已经发展的PMU-WAMS搭建电网动态自适应安全稳定控制构架,这个问题仍在研究中。发展有实用价值的基于PMU的高级应用,是智能电网面临的重要挑战性问题。

设想如果可以获取时间尺度小于10 ms的任何地点的PMU数据,可以实现即时完成的线性状态估计,可以实现小于秒级的快速安全稳定分析和决策,那个时代的EMS会是什么样子?

PMU是基于电网的物理响应。它快速感知的物理电网的变化是真实的、及时的,这对动态监控有利,但这只达到人类触觉快速反射的水平,反应速度足够快,但是缺少大脑的思维,无法做到按照人类意识来动作。因此,需要给PMU配瞬态管理系统(transient management system, TMS)“大脑”。

基于PMU的TMS,是给基于PMU的局域控制配置的“大脑”,以便实现系统级控制,就要利用TMS的快速分析决策能力,为基于PMU的局域控制器在线发送设定值。这相当于在局域控制之外设置一个外部控制环[7]。决策表的在线刷新,是一种成功的应用[12]。

为PMU配置的“大脑”是基于数学模型的。利用PMU数据改善数学模型的正确性,改善数字仿真结果的真实性,需要利用PMU的同步测量数据进行电网模型和参数的辨识,使得模型和参数逐渐逼近物理实际。

3.3 智能电网的实时闭环控制

智能电网的重要特点之一就是更多地实现闭环控制,计算机更多地将人类调度员从繁琐的下达调度命令的工作中解脱出来。通过闭环控制,使电力系统运行更经济、更安全。

按照Dy-Liacco的构架,在控制中心根据系统处于的不同运行状态,实施相应的安全控制。

1)电网正常安全运行状态下的优化控制

电网大多数情况处于这一运行状态。此时进行多空间区域、多时间尺度、多目标种类协调的全局优化闭环控制,通过运行计划、实时调度和实时控制之间的无缝衔接,连贯过渡、滚动消差,实现智能电网的优化控制目标。这些过程全部通过闭环控制自动完成[9,13]。

2)电网正常不安全运行状态下的预防控制

这时进行的自动故障筛选、多侧面综合安全稳定分析和评估、预防控制策略的形成,都可以自动完成,其结果或者通过修改优化控制的约束条件体现在优化控制之中,或者经过调度员确认直接下达到控制设备,在满足电网负荷需求情况下,提高电网的安全运行水平。通过风险评估,决定是采取预防控制措施,还是留给后续静态紧急控制来解决。

3)电网紧急运行状态下的校正控制

电网静态紧急控制可在控制中心决策并通过校正控制来实现,例如线路过负荷控制。这是时间尺度较大(数秒到分钟级)的系统级闭环控制。

电网动态紧急控制还是需要依靠局域闭环控制。例如早期基于离线计算决策表的就地实施的区域稳定控制,新近在线刷新决策表的系统稳定控制,基本都是在局域实现的闭环控制。决策表的在线刷新,体现了系统级的协调。

基于PMU进行系统级协调,实现全局电网阻尼控制[14]和系统级协调的广域保护[15]。

3.4 适应多种可再生能源的接入

由于环境和能源资源的限制,智能电网必然面临大量可再生能源的接入。可再生能源的运行具有间歇性和随机性,可控性也差,高比重接入电网带来的问题很多,需要其他可控电源和蓄能装置来缓冲和平衡。由于这种复杂运行方式将是未来智能电网运行的常态,人工调整几乎不可能,必须依靠自动闭环控制手段解决。大量表现各异的可再生能源接入电网,使得传统EMS的大部分高级应用软件都发生变化。这方面应用还在发展之中,经验需要积累,理论分析需要提升,实现技术需要创新。

3.5 适应FACTS设备的接入

FACTS作为快速灵活可控的静止电力元件,大量接入电网,给电网调控提供了新的手段,也带来了新问题。智能电网需要充分利用这一新的灵活调控手段进行电网控制。

3.6 智能电网的新型人机交互和可视化

智能电网控制中心自动化系统的人机交互将是全新的,不只是外表全新,而是有丰富的内涵,充分体现认知科学原理和人机工程技术的结合。

利用地理信息系统(GIS)进行可视化表达,形象直观;充分利用3维可视化表达(饼、柱、棒、流等,立体等高、轮廓、调控灵敏度、趋势等);充分利用声光和视频技术,充分调动人类的各种感觉器官。

智能技术更多地体现在人机交互中。系统是否脆弱以及脆弱程度,由不同的颜色划分等级预警;系统已经发生的事件,根据重要性和严重性由智能告警功能自动推出并展示出来。

智能电网控制中心自动化系统更像一个具有超级功能的机器调度员[16],它承担起大量繁琐的分析和数据处理任务,辅助调度员应对电网可能出现的任何扰动,维持电网平稳运行。

4 含特高压输电的智能电网控制中心技术

2008年底,中国第1条特高压输电线路投入了商业化运行。不久的将来,中国还将建设更多的特高压输电线路,形成含有特高压输电线路的互联电网。为了保证特高压电网的安全经济运行,需要发展智能化更高的控制中心。

智能电网技术是支持含特高压输电的智能电网运行的有力技术手段。特高压输电使得区域电网之间的电气联系更加紧密,电网在“空间、时间、目标”3个维度的耦合更强、更明显,更需要“Smart”技术来协调。

4.1 在空间维度上的协调

特高压输电使得大区电网之间电气距离缩短,控制视角需要上升到全国电网的高度,协调广域区域电网。

1)分层建模的技术创新

国家级电网控制中心(简称国控中心)需要建立国家级电网模型,管理500 kV以上交直流输电主网架。特高压电网的引入使得大区电网联系更加紧密,国控中心的功能会加强。各个大区电网控制中心(简称网控中心)或省级电网控制中心(简称省控中心)可以在本地、也可以通过远程登录,在国控中心的计算机服务器上维护自己的电网模型,在国控中心计算机服务器上自动形成国家级电网模型,这一模型也为下级电网使用。由于是分层分布式建模,使用的时候,不关心的内容可以自动隐掉。国家级电网模型可以作为详细的外网模型直接被网(省)控中心套用(主要用于离线计算),也可以经等值后利用(用于在线计算)。过去用内网在线、外网离线的建模方法和计算模式进行在线稳定评估,将被全局电网实时在线模型取代[17]。

2)基于AGC的广域潮流控制

特高压输电线的自动潮流控制需要在国控中心进行。由于特高压输电线的功率传输容量很大,不易过载,AGC和考虑安全约束的实时调度控制会变得容易。但另一方面,由于广域潮流控制范围扩大,具体实施区域电网之间协调,其难度会很大。

3)考虑空间耦合的安全控制

特高压和超高压两者情况在继电保护动作上没有本质不同。但是,一条特高压输电线的开断可能会引起更大的潮流转移,而且这种潮流转移可能是跨区域的,需要国控中心依靠电网校正控制方法来调控。智能电网控制中心EMS的安全评估和校正控制功能需要加强,过去给出的解除线路过载的校正对策只作为调度员参考,调度员下达调度命令(通常通过电话)才执行;将来需要更加智能化。经过计算机自动筛选,快速给出最有效的校正控制对策,经调度员确认后点击鼠标就能立即下达控制命令。

特高压输电使得大区电网之间的电气距离拉近,大区电网中多种电源互济效益提高。系统备用计划和水火电协调配合的发电计划需要提升到国家级电网的层面来考虑。

4.2 在时间维度上的协调

1)不同能源形式的接入与时间维的协调调度

特高压输电使得时间尺度表现不同的能源汇入电网的范围更大,种类更多,相互关联更紧密,更需要实现多时间尺度协调。特高压输电并没有改变电学定律,但是电力系统涉及的不只是电力,还涉及产生电力的水力、热力、风力和其他可再生能源动力,它们通过电网连在一起,互相支持,也互相制约。各种时间尺度不同的物理过程相互制约,形成复杂(用非线性微分代数方程描述)的动态过程。水的流动需要时间,不快;锅炉升负荷需要时间,也不快;而电却以30万km/s的速度即时到达,极快。但是电网却将它们连接在一起,产生了复杂的动态问题。需要如图2所示的不同时间尺度调度控制之间的协调。最终使得电网运行具有很强的韧性、弹性、鲁棒性,能随时应对任何可能发生的功率不平衡。

2)抑止相继开断在时间过程方面的协调

由于特高压电网在运行中,潮流转移在空间上范围会更广,转移量也会更大,所以相继开断是一个需要优先考虑的问题。相继开断是一个典型的时间过程,第1个开断是起源,第2个开断可能是第1个开断引起的后果,也可能是另一个偶然因素引起的开断,但可能导致第3个开断……发现开断源之后,需要实时决策,及时控制,抑止连锁反应的发生,而不是等到相继开断全部发生后,靠继电保护和安全自动装置的动作来收场。智能电网需要国控中心完成特高压输电线路开断引起的潮流转移的调控。智能电网控制中心的EMS需要通过风险分析,在开断集合中筛选出最可能造成严重后果的开断,并预先给出这些开断发生后的紧急控制的校正控制对策,这种适应电网变化实时给出的预案对调度员处理事故非常有利。

3)离线分析与在线控制的协调

尽管智能电网会更多地实现电网分析决策的在线化,但是,一些计算量极大、实时性要求不高的电网分析决策仍需要离线计算。离线分析与在线控制之间需要协调。离线进行更超前的分析,为在线计算提供指导;在线计算修正离线分析结果,使其更符合实际。

4.3 在目标维度上的协调

1)安全与经济目标之间的协调

特高压输电投运后,控制中心需要专门的技术进行安全与经济目标之间的协调。需要更长时间尺度的计划来优化经济目标,例如水火之间的协调、梯级电站之间的协调、风电与快速响应电源之间的协调。在考虑经济目标的优化中,需要在更广域的空间范围考虑安全约束目标,如大区间传输功率约束。

自动电压控制(AVC)可以降低网损。由于特高压输电的引入,使得线路充电无功大增,电网过电压问题更加突出,无功调压问题更加严峻,需要安全经济协调的全局电网AVC系统来解决。

2)安全方面的多目标协调

有多项安全目标需要协调。有功安全与无功安全之间、稳态安全与暂态安全之间、电压稳定与功角稳定之间都需要协调,不能顾此失彼。实时计算的输电断面传输功率极限是考虑了各种网络安全约束的[18]。由于特高压的引入,进行安全分析的电网规模扩大,为满足实时应用的要求,计算时间还不能增加,这就需要更高性能的计算机、更多计算机组成集群、更智能的多代理技术来实现[19]。

还需要实时进行一次电网与二次保护之间的协调配合。智能电网控制中心新一代EMS需要实时计算保护定值[20],将来可能发展为实时对现场的保护定值进行校准和更新。

与超高压电网相比,特高压输电引入后,电网潮流分布模式会发生很大的变化,原来的500 kV电网,有的地方潮流压力会变大,有的地方也可能变小;电压问题有的地方会变好,也有的地方会变差。原来控制目标之间的优先级,有的会变得更高,有的可能变低,退居次要地位,原来的规程也可能需要调整。智能电网控制中心技术需要有这种适应能力,适应当前电网状况,适时给出适当的评估和决策结果。

5 结语

本文分析了电力系统中电力流、信息流、资金流的变化规律和相互之间的制约关系,认为要实现智能电网,就需要通过对信息流的调控,改善电力流和资金流;并从信息这一基础性问题出发,研究了智能电网调度控制系统构架;探讨了作为“大脑”的智能电网控制中心应用软件可能发生的变革。认为需要在空间、时间、控制目标等3个方面进行协调,需要为PMU时代的到来配置相应的TMS“大脑”,需要更多地实现系统级的闭环控制,需要容纳可再生能源和快速FACTS控制设备,并实现生动的人机交互。特别针对中国正在大力发展的特高压输电可能带来的挑战,讨论了智能电网需要考虑的问题和解决这些问题的对策。

摘要：对智能电网控制中心技术进行了分析和展望。分析了电力系统中电力流、信息流、资金流的变化规律和相互之间的制约关系。通过对信息流的调控,改善电力流和资金流,实现智能电网。以信息流为基础,从信息分层、上下层信息互动、不同时间尺度信息之间的协调几个方面研究了智能电网调度控制系统构架。从空间、时间、控制目标等3维协调、发展,以及基于相量测量单元的动态管理系统、系统级的闭环控制等方面探讨智能电网控制中心应用软件可能发生的变革,并对如何适应特高压电网的智能电网控制中心技术进行了讨论。

对智能电网技术及其发展的分析 篇8

1 智能电网的定义和技术特点

根据我国国家电网对智能电网的定义, 智能电网是指以特高压为电网主干、各级电网协调发展为基础, 利用信息、通信和控制现代化技术, 实现电网的自动化、信息化和互动化的电网技术。智能电网的智能型, 主要表现在以下几个方面的技术特点:

1.1 自愈性。

智能电网利用信息和控制系统, 可以实现对整个电网的实时监控, 在发现问题时快速的进行判断并作出保护动作, 如将发生故障的线路或者电气元件隔离, 及时的进行恢复供电, 保证不发生大面积的停电现象。此外, 实时监控系统还可以根据数据对电网的运用状态进行预测, 如将大电网按照风险隐患的等级划分, 对不同的等级采取不同的预防和控制的手段。

1.2 互动性。

与传统的电网相比, 智能电网依靠其通信和控制系统, 可以实现双向的互动, 这对于改善用户的用电体验, 具有很好的效果。电力企业通过与用户之间建立双向的通信系统, 企业可以对的用户的用电情况、成本、安全用电情况、电费收缴情况等进行了解, 用户也可以根据这些信息制定合理的用电方案, 从而实现的供需双方的有效沟通, 提高电力资源的利用率。

1.3 兼容性。

智能电网可以实现多种发电模式的接入, 具有很好的兼容性。在分布式发电和可再生新能源发电等多种发电形式发展的形式下, 传统的电网难以实现这些电力的兼容和接入, 但智能电网可以实现。智能电网可以同时将集中式发电、分布式发电、可再生能源发电和染料电池发电, 这一技术有其是对于可再生新型能源的开发利用具有重要的意义, 我国光伏企业并网发电, 即极大的促进了光伏发电产业的发展。智能电网的兼容性有助于改善电力结构, 促进电力发展的绿色、环保和高效利用, 符合和谐发展的理念。

1.4 优化性。

智能电网技术包含智能化的电力调度系统, 可以根据对电网运行数据的分析, 根据电网电源分布、用电时间段的分布、电网荷载传输情况等对电力进行调度, 实现以最小化的电网运行成本实现最大的优化运行效率。智能电网还能实现都对电网损耗的有效控制, 识别无论是自然状态下的能源损耗还是人为破坏的能源损耗, 通过与现代化建筑物智能电气系统之间的联系, 将整个电网的电力损耗降到最低, 实现电力资产规划、建设、运营、维护等多个环节的优化。

1.5 市场化和多元化。

智能电网可以有效的调节供需关系, 通过对电力系统规划、运行和提高电力供应的可靠性, 促进电力企业的市场化运行, 实现电力市场的公平竞争。智能电网以物理的输配电网络作为主体, 以双向、集成、高效的信息控制系统作为平台, 实现对电网的监测、控制、调度、市场运营和维护处理等多种业务, 实现电网业务的多元集成化。

2 智能电网的发展

智能电网概念首先由美国电力科学研究院在2001年首先提出, 并在2003年启动了智能电网的研究和建设。欧洲则在2005年成立智能电网欧洲技术论坛, 同时还进行了智能电气建筑的研究。2008年, 美国的波尔成为世界上第一个运用智能电网的城市。2009年, 欧盟提出要利用智能电网技术实现对新型能源的集成利用。2009年中美签订智能电网研究和利用合作协议, 提出以智能电网实现对现有电网节能百分之三十的目标。日本于2010年开始由政府大规模推进智能电网研究, 并在孤岛进行大规模的智能电网实验, 日本智能电网注重对太阳能的集成利用。我国在2009年由国家电网公司提出了坚强智能电网的发展计划, 同年即启动了相关的标准编制、研究计划、专项技术研究和试点工作, 我国的智能电网以建设特高压电网和实现各大电网之间的协调发展为重点。

3 智能电网的关键技术组成

3.1 智能通信技术。

智能通信技术是智能电网的管家技术之一, 是实现智能电网其他技术的基础。双向、高速和实时的信息通信技术, 可以实现对电网运行状态进行实时的监测, 提供可供研究和分析的数据, 对电网不断的进行修正和调整, 实现电力能源的高效利用, 提高供电的质量和可靠性;通信技术实现了供电企业和电力用户之间的双向沟通, 实现供需平衡;信息通信技术对电网损耗和故障进行监视和控制, 是智能电网实现自愈的基础。

3.2 智能传感和控制技术。

智能传感和控制技术是实现智能电网远程监测和控制的基础, 主要表现在智能电表、在线设备监测和广域测量系统。智能电表可以实现对用户实时电价、用电情况的监测, 还可以实现自动抄表, 对于建设电气智能化住宅具有重要的意义。电网设备在线监测系统, 包括对电气量和非电气量两个部分的监测, 电气量监测主要包括电流、电压、功率和功率因数等;非电气量监测主要包括对电气设备的温度、压力、气体和流量等进行监测。电网在线监测, 是在高敏度的传感器的基础上进行的, 主要有电压器监测、断路器监测和线路容量监测。广域测量系统, 是指在全球定位系统和通信系统的基础上, 对电网实现动态的的运行状态测量, 并结合通信系统传输数据到控制中心进行分析, 做出预防和控制。

3.3 智能化决策系统。

现代电网对电网调度人员的决策有着严格的要求, 智能化的电网可以将将传统的复杂电力数据转化为易于识别的动画技术、虚拟现实技术、动态着色技术等, 帮助系统控制人员可以及时的对问题进行分析和进行决策, 减小电力故障带来的损失。智能化的决策系统利用现代计算机技术实现的操作界面的可视化、人性化, 节约了决策的时间和提高的决策的准确性。

3.4 分布式能源接入技术。

分布式能源接入技术, 是智能电网的关键技术之一, 它可以帮助智能电网实现对风力发电、染料发电、光伏发电和小水电等发电方式的集成入网运行, 不仅节约了输电网建设的成本, 而且对于提高可再生能源的利用率, 应对电网高峰负荷, 提高电网的安全和可靠性, 具有重要的意义。智能电网在中低压输配电网上接入分布式电源, 彻底改变的传统的电网单相潮流现象, 实现的双向的、多分布的能源接入。

4 总结

智能电网是电网发展的必然趋势, 当前我国的智能电网研究和建设, 前景比较乐观。智能电网建设涉及到通信、控制、在线监测等多种技术, 好需要建立完善的管理制度和市场机制。电力企业加大智能电网发展, 对于提高整个电网的安全可靠性具有重要的意义, 促进电力资源为国民经济建设发挥更大的作用。

参考文献

[1]薛春.智能电网及其关键技术综述[J].资源节约与环保, 2012 (04) [1]薛春.智能电网及其关键技术综述[J].资源节约与环保, 2012 (04)

[2]施海斌.试论智能电网技术的研发与应用[J].科技资讯, 2012 (21) [2]施海斌.试论智能电网技术的研发与应用[J].科技资讯, 2012 (21)

电网智能调度技术研究现状与发展 篇9

在现代电网的发展过程中, 各国结合其电力工业发展的具体情况, 通过不同领域的研究和实践, 形成了各自的发展方向和技术路线, 也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。

国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命, 在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情的基础上, 紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求, 提出了立足自主创新, 建设以特高压电网为骨干网架, 各级电网协调发展, 具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展目标。提高电网大范围优化配置资源能力, 实现电力远距离、大规模输送, 满足经济快速发展对电力的需求。

智能电网是电力工业的一场巨大变革, 将引起电力工业在各个领域的革新。作为电网运行的直接生产单位——电力调度通信中心面临的变革最为紧迫。紧跟智能电网的发展, 智能调度技术的研究和研究尤为重要。本文首先阐述了当前智能电网的特征, 其次介绍了电网调度在电力生产过程中的主要作用并针对智能电网的新挑战, 研究了智能调度的主要关键技术, 最后对智能调度的发展做出了展望。

1智能电网的特征

智能电网主要有以下特征。

1.1自愈———稳定可靠自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能。指无需或仅需少量人为干预。实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行。最小化或避免用户的供电中断一通过进行连续的评估自测。智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。

1.2安全———抵御攻击无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击。智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害。一旦发生中断, 也能很快恢复运行。

1.3兼容———发电资源传统电力网络主要是面向远端集中式发电的。通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术 (尤其是分布式发电资源) 。电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电, 甚至是储能装置。

1.4交互———电力用户电网运行中与用户设备和行为进行交互。将其视为电力系统的完整组成部分之一。可以促使电力用户发挥积极作用。实现电力运行和环境保护等多方面的收益。

1.5协调———电力市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接:有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平:电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。

1.6高效———资产优化引入最先进的IT和监控技术优化设备和资源的使用效益, 可以提高单个资产的利用效率, 从整体上实现网络运行和扩容的优化, 降低它的运行维护成本和投资。

1.7优质———电能质量。在数字化、高科技占主导的经济模式下, 电力用户的电能质量能够得到有效保障, 实现电能质量的差别定价。

1.8集成———信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理 (EMS) 、配电管理 (DMS) 、市场运营 (MOS) 、ERP等和其他各类信息系统之间的综合集成, 并实现在此基础上的业务集成。

2智能调度技术

2.1电网调度的定义:

为保障电力系统安全、优质、经济运行和电力市场规范运营, 实行资源的优化配置和环境保护, 保证电力生产的秩序, 对电力系统运行的组织、指挥、指导和协调的活动。

为适应智能电网发展的要求, 对传统的调度技术提出新的要求, 主要问题体现在以下几个方面:

2.1.1新能源与分布式电源的接入。

为了解决能源危机, 世界各国都在加强新能源发电的研究, 目前风电发展最为成熟, 规模也越来越大, 比如我国正在建设的几个千万千瓦级风电基地。然而风电具有随机性与不确定性, 且其预测与调控均比较困难, 在大量接入系统后将对电网安全稳定产生很大影响, 增大了电网调度的难度。因此, 必须加强风电的预测、建模与控制, 并针对风电的特征制定相关调控策略, 合理协调其与其它电源之间的关系, 优化电力生产, 保证在电网安全稳定下最大限度地提高风电的产出。

为了避免事故的扩大导致整个大电网的崩溃解列, 未来电网的发展将既是以特高压为主干骨架的大电网, 同时分解为一系列各自独立的分布式微电网运行, 这样可以保障即使在发生重大事故时也能保证继续供电。然而如何统一调度各个分布式小电网, 尤其是分布式电网中的电源管理与无功电压控制问题, 也是未来电网调度需要解决的一个难题。

2.1.2高可靠性与高安全性要求。

随着人们生活水平的提高, 对电网运行的可靠性与安全性要求也越来越高。因此, 电网在运行过程中, 能够尽可能预见存在的事故, 提供更可靠的供电运行方式, 使事故处理智能化、自动化, 将用户停电可能性降至最低。这需要建设合理高可靠性的电网结构, 选择优化的电网运行方式, 提高电网运行的自动化与智能化水平, 从而减少调度员处理一般性事故过程中用户的停送电时间。

2.1.3双向送点的供电需求侧管理。

在未来电网中, 用户不仅是单一的供电受端。有能力的用户如医院等一级负荷具有自己独立的小发电系统以及家用太阳能小发电系统等, 还将在电力充足时向系统反送电。此时, 电网的运行方式和运行状态将更为复杂, 这就需要电网能够灵活处理这些不定期用电或发电的小系统。

2.1.4海量信息处理。

智能电网是基于统一的信息平台而运作的, 在先进计算机水平与通讯技术的基础上采集电网运行的一切有用信息, 并用于状态监测、电网分析、事故预警、电网控制等。根据智能电网的运行要求以及电网调度的需求, 建立对应的一体化信息平台, 筛选并处理相关信息, 搭建相关数据模型库, 是智能调度自动化系统需要解决的重要问题。

2.2根据智能电网的要求以及电网调度在电网中所起的作用, 在未来智能电网的智能调度建设过程中, 主要包含下列关键技术:

2.2.1一体化智能应用支撑平台。

在智能调度建设过程中, 首先要建立这一平台, 主要需要研究一体化模型与数据管理技术、海量信息存储管理与应用技术、智能可视化展示技术、地理信息接入技术等。

2.2.2特大电网智能运行控制策略。

特大电网智能运行控制技术体现了智能电网坚强可靠的重要特征, 目标是建成智能电网安全防御系统, 将通过广域、迅捷、同步、精确的量测感知, 自适应智能决策, 基于决策指令和应对动态响应相协调的控制执行, 形成具备自我感知、自我诊断、自我预防、自我愈合的大电网智能安全控制能力。

2.2.3一体化调度计划运作平台。

通过一体化调度计划运作平台研究, 实现智能电网和所有并网运行发电机组的安全、节能和经济运行, 以信息化手段提高电力生产管理现代化水平, 为特高压大电网安全稳定运行和实现资源优化配置提供坚强技术支撑。

2.2.4大型可再生及分布式能源接入控制技术。

通过研究计及风电场等可再生能源的电力系统运行与控制的相关技术, 在智能调度技术支持系统平台上实现计及大型可再生能源及分布式能源的电网调度控制, 充分发挥可再生能源、分布式能源在电力系统安全、稳定、优质和经济运行中的作用。

2.2.5一体化调度管理方面。

一体化调度管理着重体现智能电网的高效, 它涉及调度中心的规范化和专业化管理、精益化和指标化管理以及调度中心的纵向互联, 是调度中心对外提供各类功能和数据服务的窗口。调度管理类功能包括调度门户功能、统计分析报表功能、专业管理功能、生产控制管理功能、业务流程处理功能、运行值班管理功能等。

3结论与展望

智能电网是未来电网发展的必然。其主要特点是整个电网信息共享, 分布式电源尤其是新能源的接入, 以及电力用户与输配电系统之间存在的电能双向流动。电网调度的目的不再只停留在保护系统安全, 而要更多在在系统安全的基础上考虑如何提高电能质量, 如何合理的分析电网的潮流分布。分布式电源接入的安全性分析、管理、建模、控制以及面向用户的配电网管理、控制、优化将是未来智能调度研究的重中之重。

基于智能电网大数据技术发展研究 篇10

1 智能电网与大数据技术的特点

不论智能电网, 还是大数据技术都是近些年新兴产物, 是随着计算机技术、通信技术、网络技术、数字技术的普及而发展起来的高新技术。智能电网与大数据技术为经济发展和社会进步带来了新机遇。下面通过几点来分析智能电网与大数据技术的特点。

1.1 智能电网

智能电网是电网的智能化, 指利用大量智能装置接入电力系统来实现智能化、自动化电网运行, 是二十一世纪的新兴产物。在智能电网中, 融入了传感技术、决策支持系统技术、智能自动化控制技术、测量技术, 基于多项通信网络来实现。其核心系统构成是:智能变电站、智能配电网、智能调度系统、智能电能表等。通过智能电网能降低电网运行成本, 提高电网坚强度, 减小电网损耗, 实现电网的经济、安全、可靠运行。且智能电网容许多种发电形式的接入, 为新能源利用提供了便利, 并具有一定自愈功能和攻击抵御能力, 有效降低了电网故障率。智能电网最早出现于二零零五年, 现如今智能电网已成为现代电网建设的主流方向, 我国已投入五千亿进行智能电网建设。

1.2 大数据技术

二十一世纪人类社会已经进入信息时代, 信息技术被融入到各个领域, 社会活动中产生的数据量越来越大。大数据最早由麦克锡提出, 他认为信息社会中工业经济正在逐步向知识经济转变。在这一大背景下, 谁能拥有信息资源, 谁就拥有市场、拥有优势, 大数据时代已经到来, 经济活动、商务活动以及其他领域的一切社会活动都离不开数据信息。二零一二年后, 大数据技术得到重视, 被开始被应用。大数据技术下的数据信息类型多, 数据量大, 传输速度快、实效高, 信息来源广, 计量单位最少是P, 信息传播形式以双向或多向传播为主, 数据类型即可是音频、编码、也可以是影像图片, 且可以实现异构数据传输, 数据受众群体非常庞大, 但信息价值密度会下降, 需要进行数据提纯。

2 智能电网对数据传输及通信的需求

显然智能电网与传统电网工作模式不同, 对数据通信技术要求较高, 具有一定特殊性, 若通信质量不能得到保障, 必然会给电网系统造成负面影响。智能电网的安全、高效运行离不开通信网络的支持。在电网运行过程中需要对电能生产、输送、调度、消费等相关信息技术高效、及时的处理、控制、传输, 所以要求通信网络满足稳定性、高效性、实时性、双向性, 涉及数据业务和图形业务及特殊业务三大类。根据传输速率及信息类型不同, 具体可分为: 骨干通信网络和终端接入网络, 网络结构可能分为:树型和线型。智能电网对通信质量有着较高要求, 通信编码错误, 可能会引起系统误动、错误操作等问题, 造成电网波动, 甚至导致非计划性停电, 影响供电稳定性与可靠性。电力通信数据数据流量大, 流向变化多, 通信节点繁杂, 业务量非常大, 非常适合应用大数据技术。大数据技术的融入, 增强了业务联系性, 降低了系统控制难度, 提高了系统稳定性与数据传输速率, 很好的改善了网络脆弱性问题, 避免某一节点的故障引起通信故障。

3 基于智能电网大数据技术发展

通过前文对智能电网对数据传输及通信的需求, 可以知道智能电网对通信和数据传输有着较高的要求, 传统数据技术显然已不能满足通信需求, 其局限性越来越明显。而大数据技术的融入, 则增强了智能电网运行安全性、稳定性、可靠性, 解决了智能电网通信问题。传统数据通信技术下, 智能电网通信由静态路由算法, 这种通信方式具有一定滞后性, 网络扩充时需要进行更新, 所以通信速度慢, 多节点通信中路由表数据非常庞大, 将直接影响寻址速度, 造成通信速度下降。大数据技术则融入了动态多径路由算法, 优化了寻址方式, 在大数据、多节点通信中, 依然可以快速寻址, 采用了混合驱动寻址模式, 降低了寻址延迟性。另一方面, 由于智能电网涉及节点多, 单一系统结构易造成整个网络的故障。而大数据技术下, 运用多层技术, 对转接点、交换点、端节点进行了数据整合, 通过多层次数据整合来满足电力信息交换任务要求, 优化主干线路和节点。另一方面, 大数据技术下, 寻址策略发生了变化, 融入了极坐标寻址技术。寻址策略影响着寻址速度和数据交换速度, 电力数据传输中大节点设置非常复杂, 设计到编址和编码。大数据技术中利用物理寻址作为寻址依据, 大大降低了寻址难度, 减小冗余节点数量, 有效解决了电力通信中拥堵问题。毫无疑问, 大数据技术为电力工业发展提供了新技术支持, 非常值得推广和应用。

4 结束语

智能电网是现代电力发展的主流, 而传统通信与数据交换技术并不能满足智能电网发展的需求, 应积极融入大数据技术。利用大数据技术来提高通信质量、数据交换速度, 增强路由寻址能力, 保障智能电网的高速、高效运行, 解决传统网络脆弱性问题。

参考文献

[1]彭小圣, 邓迪元, 程时杰, 文劲宇, 李朝晖, 牛林.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报, 2015 (03) :503-511.

[2]李振元, 李宝聚, 王泽一.大数据技术对我国电网未来发展的影响研究[J].吉林电力, 2014 (01) :10-13.

智能电网:打通风电发展瓶颈 篇11

对此,国家电网公司给出答复:建设特高压智能电网是接纳清洁能源的唯一途径。日前,国家电网公司发布《绿色发展白皮书》,将积极提升消纳清洁能源能力,预计到2020年,可消纳清洁能源4.9亿~5.7亿千瓦,占电力装机总比重的32%~33%。

这是中央企业对中国政府承诺“2020年,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%”的一个有力回应。国家电网有关人士表示:“国家电网公司以加快建设坚强智能电网,打造能源配置绿色平台作为推进绿色发展的着力点,聚合电力产业和全社会的绿色发展潜力,预计未来十年可实现二氧化碳累计减排105亿吨。”

风电:遭遇“车多路少”

酒泉市的瓜洲、玉门荒漠地区及肃北马鬃山地区素有“世界风库”之称,然而,由于酒泉风电基地远离电网和负荷中心,消纳和送出成为制约可再生能源大规模开发的一大“瓶颈”。同样,在拥有最优质和相对稳定风源的内蒙古,风电厂发了电也无法进入终端用户,大部分风机在夜间低谷期弃风停运,遭遇“车多路少”的尴尬。

内蒙古发改委能源处处长赵钢深有体会,“当前内蒙古风电发展的瓶颈是并网问题,这已严重制约风电发展”。

国家电监会《我国风电发展情况调研报告》显示,目前全国风电场普遍经营困难,甚至亏损,还有近1/ 3的风电机组处于闲置状态。

近年来,我国风电发展速度大大超出原来的规划预期,最近四年我国风电并网容量增速连续达到100%。

对此,国家电网能源研究院副院长胡兆光表示,尽管内蒙古自治区和国家电网公司都已承诺接纳内蒙古风能发电,但是目前风能发电突飞猛进,已经远远超过了电网承诺的容量。

“在当前的电网状况下,一旦风电场同时发电,当地电网将立即瘫痪。”胡兆光解释,中国风能资源丰富的地区主要分布在“三北”地区,而这些地方又是电网最弱的地区,因此中国风力发电将面临电网不堪重负的问题。

清洁能源如何“送得走”

“我国的资源禀赋、国情、技术特性和经济性决定了建设以特高压为骨干网架的坚强智能电网,是实现清洁能源大规模开发、远距离输送和大范围消纳的唯一方式。”国家电网公司在《绿色白皮书》中明确阐述。

我国80%的水能资源分布在西南地区,76%的煤炭资源保有储量分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等西部和北部地区,95%以上的风能资源集中在“三北”地区和东部沿海,而2/3以上的能源需求集中在东中部地区。

清洁能源“发得出”更要“送得走”。按照“建设大基地、融入大电网”的规划布局,我国规划在内蒙古、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏等省区建设七个千万千瓦级风电基地。国家电网公司副总经理舒印彪指出,这些风电基地所在地区大多负荷较低,电网规模小,无法就地消纳,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。

以风电为例,如果仅考虑在本省内的风电消纳能力,2020年全国可开发的风电规模为5000万千瓦左右;通过特高压跨区联网和加大调峰电源建设,可以扩大清洁能源的消纳能力,2020年全国风电开发规模可增加5000万千瓦到1亿千瓦。

研究表明,通过跨区联网扩大清洁能源的消纳市场,充分利用西部丰富的水电、风电等清洁能源,到2020年,每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤,可减排二氧化碳13.8亿吨,全国环境损失每年减少44.8亿元。

业内专家表示,建设特高压电网,加强区域互联,扩大消纳范围,是促进清洁能源规模化发展的重要途径。

特高压成就“电力高速路”

“去冬今春,华中地区供电紧张,通过特高压试验示范工程紧急支援的功率达248万千瓦,日均电量5000万千瓦时,已成为我国南北方向一条重要能源输送通道和南北水火互济运行、实现跨省跨区资源优化配置的工程典范。”据华中电网公司有关负责人介绍,晋东南-南阳-荆门1000千伏特高压交流试验示范工程,2009年正式投运以来的一年间,已累计输送电量91亿千瓦时。

此外,于2009年年底全线成功带电的向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程投运后,可将西北清洁能源源源不断输往华东,为上海世博会的可靠稳定供电提供强有力的绿色动力。

越来越多的业内人士已达成共识,通过特高压坚强网架的建设,在全国范围内对包括煤电、清洁能源等在内的各种资源形式进行配置,为实现我国各类大型能源基地开发和电力高效送出提供了物理平台,将显著提升我国能源综合利用效率。

研究表明,2020年跨区输电方式与省网范围内消纳方式相比,可提升电网消纳风电规模近一倍。然而,据《国家电网绿色发展白皮书》分析,我国风电大规模发展和并网存在风电出力的反调节特性和有效预测困难,风电出力的随机性和间歇性会影响电网安全稳定运行,以及缺乏统一规划、技术标准和相关配套政策不完善,电能质量难以满足用户需求等亟待突破的瓶颈。

“电网的坚强程度、智能程度和系统调峰能力,在很大程度上决定了风电等间歇式能源的开发规模和利用水平。”国网能源研究院张运洲院长提出了解决之道,在规划建设大型水电、风电基地的同时,同步规划设计并网方案和跨省跨区输电通道,提高风电设备技术创新,实现风电场的功率可预测性和可控性,加快抽水蓄能、燃气电站等调峰电源的建设步伐,加强跨省跨区输电网络的建设,加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网。

智能电网控制中心技术的发展前景 篇12

1智能电网技术简介

想要真正实现智能电网对电能进行掌控,就要使用有效的手段对其进行良好的控制,在智能电网控制中心技术中, 信息技术、通信技术、电力电子技术、电能储藏技术、仿真技术以及试验评估等,都是缺一不可的,它们是保证智能电网稳定运行的关键。

1.1信息技术

想要使电网真正达到智能化,首先就要构建具有高度融合性的信息系统,然后在这一基础上再实现电网智能化。智能电网是充分利用通信系统的双向性、及时性、高效率性、 高速性等特点,实现随时接收信息,电能交换互动为基础的大型设备。通信系统的应用,可以有效地促使智能电网进行自我监测、调整以及校正,最终实现自愈的目的[2]。信息技术系统还会受不同类型的因素影响,给予一定的防范措施,避免事故发生。由于通信系统自身特性,决定了对智能电网的有效控制,进而使智能电网整体服务水平得到提升。 通信技术的应用更好地完成了对智能电网的控制,但是在以后发展过程中,要注意以下两点: 第一,通信技术中通信架构的开放性。就是要保证智能电网系统中的电网元件之间, 要实现实时网络化通信,从而推动智能电网发展。第二,技术标准的一致性。就是指电网设备和智能电网系统之间能够充分了解,设备与系统之间有一定互通性,并且可以进行相互操作。

1.2电力电子技术

电力电子设备作为电力系统中不可缺少的重要组成部分,具有高度灵活性、高准确率、高速度等特点,在智能电网运行中发挥着非常的作用。电力电子技术由元器件、电路、系统三个不同层次所组成。其中,元器件是整个系统运行的基础保障,但是元器件串联还是存在一定的不足,需要不断探索更新来趋近完美状态。在众多元器件之中,全控型器件发展速度是最快的。在电力系统中,电力电子技术可以对高电压电能以及大容量电能进行有效处理,同时还对电磁的兼容性和电能实际质量有一定要求标准。正是因为这样, 级联技术也得到了快速发展,而建立在器件基础上进行的直接串联、多电平、变压器多样化等级联技术都能满足高压大容量的实际需求[3]。其中,在器件基础上进行直接串联的级联技术还存在一定问题,静态和动态压问题没有得到很好的解决,因此这种方法并没有得到大范围的使用。然而,多电平方式包含种类众多。例如,二极管钳位,飞跨电容三电平,H桥级联多电平等。在众多电平技术中H桥级联多电平是采用同一类型的单元电路设计来实现,由于其很容易达到模块化,因此,在电网控制设备中得到了大范围的使用。

1.3储能技术

现阶段,电力生产、电能输送、电能的消耗,这三者必须在同一时间内进行。由于电力行业大力发展,核电机组和火电机组的应用量在逐渐增加,电力系统的灵活性也随之降低,对电能质量的要求随着电力负荷的增加而增加。虽然使用可再生资源进行发电得到了应用,但是可再生资源还是具有一定的随机性,电力系统就会受到负荷和电源波动的影响,进而提升了电力系统对储能技术更高的要求。现阶段被大范围使用的储能技术有机械储能、电磁储能、电化学储能这三大类。而储能技术是实现电力系统对电能的缓冲、平衡以及储备的重要路径,并且可以有效改善电能生产、传输以及使用的模式。因此不断完善和改进储能技术,能够有效促进智能电网未来发展。

1.4仿真实验技术

电力系统仿真是在电力系统基础上建立物理或者是数学模型,然后对模型进行计算和实验,对电力系统行为特点做进一步研究。仿真在系统规划、设计、运行、实验等方面发挥着重要作用。在智能电网环境下,电力系统仿真呈现复杂化发展趋势,例如,时间尺度比较多、线性强度较弱、精度要求高。因此,仿真算法和平台也在逐步更新中。电磁暂态仿真技术能够对设备的快慢过程进行科学模拟。分网进行计算,就是把电力系统划分为多个子网络,然后在这些子网络中进行计算,而这些子网络中存在数据流量,最终实现电力系统的实时计算。由于智能电网的特点,对于仿真技术的要求标准相对较高,因此,仿真技术还要扩大研究范围[4]。

2智能电网控制中心技术未来发展趋势

智能电网会随着科技的发展而不断前进,其未来主要使用无线通信技术和光纤技术作为通信方式。而光纤技术主要朝着长距离传输、复用以及自动交换网络等方向上发展,而智能网络未来使用信息技术的难点则在于对电力系统整体的知识获取、对数据的深度挖掘、在线联机的分析处理等方面。而在电力电子技术方面上,器件串联得到了很好的应用,在电力系统中变压器的多类型技术中可以有效地对电力设备及电网系统进行隔离,设备的容量也因此而提高,但是器件串联实际占地面积大、经济成本较高,在实际应用中受到了一定的制约。

现阶段所有的储能设备都达不到经济低成本、高效率、 使用时间长、对环境污染小等效果,随着科技的发展储能技术水平也将得到提升,而储能技术也会在不同领域中被综合利用。因此想要保证智能网络很好的发展,就要保证技术的先进性,所以在实际应用中,就要把信息技术、现代化的设备制造技术、实验评估技术等进行有机融合,把实验评估技术作为基础,储能和电子技术作为执行手段,信息技术作为智能网络的核心内容,进一步达到智能电网中心控制的目的。

3结论

总而言之,传统电网会朝着智能电网的方向发展,其电力系统的控制也会呈现智能控制趋势。现阶段,电力系统具有较大的规模、多时间尺度以及非线性等特点。智能电网会将这些特点继续发扬,形成更加大规模、复杂程度高、可靠性高以及较好的兼容性能,所以这就需要更高水平的中心控制技术作为支持。因此,智能电网建设、运行的实际问题一直存在,不容忽视。而智能网络控制中心技术会随着科技水平的提升而进步,为智能电网未来的发展提供强有力的技术支撑。

参考文献

[1]刘颖.智能电网控制中心技术的未来趋势[J].通讯世界,2014(22):198-199.

[2]王广辉,李保卫,胡泽春,等.未来智能电网控制中心面临的挑战和形态演变[J].电网技术,2011,35(8):1-5.

[3]辛耀中,石俊杰,周京阳,等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化,2015(1):2-8.