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智能电网

发布时间: 2012-07-03 14:07:08     来源: EDA中国

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智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、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的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。智能电网的主要特 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。

一、 智能电网介绍。

智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础, 通过应用和融合 先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信 等技术,利用智能化的开关设备、配电终端设备,在坚强电网架构和 双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件 支持下,允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行, 鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动, 以实现配电网在正常运行 状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控 制,最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应 和其它附加服务

智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端 组成,通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化,同时结合地理 信息系统应用, 实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和 优化运行以及故障情况下的快速定位、 隔离、 恢复、 负荷转移等功能, 从而为用户提供优质可靠的电能,为电力企业提供便捷、高效的管理 平台和途径,进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。

主要功能:

(1)鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实 时电价信息和洞中用电方案,促使用户主动选择与调整电能消费方 式。

(2)最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式 大型电源相互补充。

(3)支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、 实时电力交易等。

(4)满足电能质量需要,提供多种的质量-价格方案。

(5)实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成 为基础,使电力资源和设备得到最有效的利用;

(6)抵御外界攻击。具有快速恢复能力,能够识别外界恶意攻击并 加以抵御,确保供电安全。

 


 

国网和南网两大电网公司未来在智能电网方面的总投资将不低于 2000 亿,2015 年之前将完成主要框架建设。投资构成上,结合中 国式电网的几大部分目前的状态和未来的发展方向。预计,智能电网的投资构成上,不考虑大规模储能装置,配网自动化和用户侧系统将 占 40%,智能变电站占 20%、智能调度占 15%、柔性输电系统(含 清洁能源接入侧设备)占 10%,其他投资占 15%。

二、 智能电网在国内的发展情况。

就国内而言,智能电网建设的推进是迅速和高效的,但是这个智能 电力网的建设仅仅是智能能源网的网架建设的主要部分而非全部, 我 们不能以智能电网的局部竞争而放弃在智能网领域的整体创造,而 且, 这个体系建设所缺憾的就是还没有一个世界领先的技术标准体系。 与智能电网不同, 中国正在筹备建设的智能能源网, 是将现有的电力、 水务、热力、燃气等单向运转而且浪费巨大的能源网络改造为高效互 动的创新网络。

政府为解决由于新能源并网带来的调峰问题和电网适应性不够的 问题,“十二五”期间将普遍推行智能能源网。核电、风电等新能源要 投入民用,离不开智能能源网,如果说核电、风电是“汽车”,智能电 能源网就是“高速公路”。

就国内智能电网的建设而言, 其体系渊源源自欧美国家智能电网思 想和实践,其标准之应用也在很大程度上受制于国际力量的影响。从 组织目标运转而言,其向更高级别的互动能源网络结构跃进之时,也 许架构的升级路线只有选择分级叠加的更换方式,因此,目前国内电 力企业运转的智能电网改革模式和美国实施的智能电网建设应属相 同的产业变革类型。

三、 智能电网关键技术

1)配电网自愈控制技术

智能配电网的自愈控制通过应用先进的数学和控制理论, 建立起 配电网在异常脆弱区、故障扰动区、检修维护区、正常运行区下的自动判别算法,在稳定评价指标、电能质量评价指标、经济评价指标、 兼容评价指标、用户服务评价指标体系下,对配电网运行状态进行实 时评估和隐患预测,并执行相应区域的控制方案,以实现配电网优化 运行和自愈控制的目的,达到安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活 互动和友好开放的供电要求。

 


 

① 智能配电网自愈控制技术的支撑体系

 


 

② 智能配电网的分析、仿真及综合评价技术

③ 智能配电网在线风险评估、安全预警与智能决策技术

 


 

④ 智能配电网非正常状态下的自愈控制技术

2) 分布式发电与智能微网技术

微网技术是新型电力电子技术和分布式发电、 可再生能源发电技 术和储能技术的综合, 集成多个分布式发电单元和负荷作为一个单独 的系统,为用户提供电能和热能。在合理的控制方式下,微网可以并 网运行也可以脱离主电网孤立运行, 并可实现两种运行模式的无缝转 换。

DG是微网系统形成的物理基础,大量的DG并入电网以后,会给 电网带来积极影响,符合智能配电网要求。但大量的DG并入电网以 后,改变了传统配电网潮流单向流动的现状,给配电网带来了很多新 的技术问题:

a.电压调整问题;

b.继电保护问题;

C.对短路电流水平的影响;

d.对配电网电能质量的影响。

3) AMI技术

高级量测系统(AMI)是自动抄表技术(AMR)的高级发展, AMI和配 电管理系统(DMS)是实现智能电网的重要一步。 将两者有机地结合起 来, 可以提高电网运行效率和实现资源的优化配置, 可实现如下目标:

① 使用AMI与现场设备通信 ;

② 使用AMI数据改善在线潮流的计算效果;

③ 使用AMI数据实现配网状态估计;

④ 使用AMI优化无功/电压的控制策略;

⑤ 使用AMI提高停电管理系统的效率;

⑥ 使用AMI增强电网与用户之间的互动能力。

4) 配电网快速仿真与模拟技术

配电网快速仿真与模拟技术(DFSM)是实现配电网自愈的重要工 具,它能够实现的主要功能包括自适应保护、故障自动定位和排除、 网络重构、自动电压和无功控制等,仿真工具包括配电网状态评估、 电网潮流优化、电网动态安全评估、负荷预测等,建模工具包括网络 拓扑分析、设备模型、负荷模型和发电模型等

四、智能电网的几点思考

基于每个国家对于智能电网概念的理解不同,需求不同。所以, 我们不能用一种眼观来看待世界各国智能电网的发展。

国外对智能电网的研究相对于我国来说更早,同时技术也更加成 熟,深刻。所以我们要吸收他们的先进技术和经验,但是也不能全盘 接收,应该发展中国特色的智能电网。

开放才会更快的促进科技的发展。这个观点对于智能电网的研究 和发展同样适用。开放、统一标准,让更多的研究机构加入,就会有 更多的新技术产生。

给用户提供更多的方便和实惠。人性化的电网概念是至关重要 的,智能电网的设计除了在技术方面要深入研究之外,怎样最大限度 的满足用户的需要,提供更加便捷的服务是很重要的。

开放的市场。就如前面德国对于智能电网的发展一样。用户可以 根据自己的需要进行“买电”和“卖电”,这样不仅能够在一定程度上促 进电能的有效利用,也会增加用户对电的概念的理解和兴趣。减轻政 府部门的工作量。

关键字 : 电网 智能 
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