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[摘 要]电能已在人类能源利用方式中占有很高的比例,随着电力交通技术、可再生能源利用技术的发展,这一比例还将大幅提高。全球范围内的能源、环境问题的突出,迫使人们对电网这个大规模、高密度、强动态的能源收集、传输与分配系统,提出更可靠、更高效、更可控的要求,智能电网的概念应运而生,本文将在笔者实际工作经验的基础上,通过对这些问题的深层次挖掘,分析未来智能电网控制技术的发展方向。
[关键词]智能电网;控制技术;发展;自愈技术
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0076-01
一、当前我国智能电网技术的综合分析
(一)智能电网的概念理解
智能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”,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,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。目前对智能电网几个版本的定义,一般都是基于本国的电网运行环境以及现有技术水平来定义的,对智能电网的内涵与发展思路也不尽相同。但是从整体上来看,尚处于不断发展变化的智能电网是指基于通讯技术、信息技术、监控技术、感应技术以及最基本的电力工程技术的配合与效用的发挥,能够最终实现电网运行效率的提高,且具备提供多种附加服务的客户端的一种前沿的新兴电网。同时,电网清洁系统以及智能计量系统等都被纳入了广义的智能电网的概念中。
(二)当前智能电网控制技术的重要作用
电力行业是重要的基础产业,电网是实现我国能源战略布局的重要手段、能源产业链的重要环节和国家综合运输体系的重要组成部分,发展任务艰巨。
对于电力系统智能电网控制技术的作用:
(1)能有效地提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网强大的“自愈”功能,可以准确、迅速地隔离故障元件,并且在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态,从而提高系统供电的安全性和可靠性。
(2)实现电网可持续发展。坚强智能电网建设可以促进电网技术创新,实现技术、设备、运行和管理等各个方面的提升,以适应电力市场需求,推动电网科学、可持续发展。
(3)减少有效装机容量。利用我国不同地区电力负荷特性差异大的特点,通过智能化的统一调度,获得错峰和调峰等联网效益;同时通过分时电价机制,引导用户低谷用电,减小高峰负荷,从而减少有效装机容量。
(4)降低系统发电燃料费用。建设坚强智能电网,可以满足煤电基地的集约化开发,优化我国电源布局,从而降低燃料运输成本;同时,通过降低负荷峰谷差,可提高火电机组使用效率,降低煤耗,减少发电成本。
(5)提高电网设备利用效率。首先,通过改善电力负荷曲线,降低峰谷差,提高电网设备利用效率;其次,通过发挥自我诊断能力,延长电网基础设施寿命。
(6)降低线损。以特高压输电技术为重要基础的坚强智能电网,将大大降低电能输送中的损失率;智能调度系统、灵活输电技术以及与用户的实时双向交互,都可以优化潮流分布,减少线损;同时,分布式电源的建设与应用,也减少了电力远距离传输的网损。
(三)对当前智能电网控制技术的特点分析
从整体而言,当前的智能电网控制技术具有可靠灵活以及经济高效等特点,具体而言,包括以下几个方面:
1.自动化
自愈和自适应实时掌控电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患;在尽量少的人工干预下,快速隔离故障、自我恢复,避免大面积停电的发生。
2.安全可靠
更好地对人为或自然发生的扰动更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。
3.经济高效
优化资源配置,提高设备传输容量和利用率;在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口;支持电力市场竞争的要求,实行动态的浮动电价制度,实现整个电力系统优化运行。
4.兼容
既能适应大电源的集中接入,也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用,满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
二、我国未来智能电网控制技术的发展方向研究
(一)信息科技含量不断增加的趋势
随着智能电网控制技术的发展完善,信息科技含量在其中发挥的作用愈加凸显,也只有实现信息科技的高融合性与强大集成性才能真正实现智能电网在电网中的应用。现代化信息科技中的双向、高速以及时效等特性都把智能电网建设成为了更加高效便捷的动态更新的现代化必备基础设施之一。具体的信息科技主要有以下两方面:一方面是全新的通信技术,包括无线统计技术与光纤通信技术。基于这两项未来的基本通信技术,能够实现分组传送、自动交换光、远距离的传送技术以及复用技术等,为电力系统开启全新通信技术的新时代。另一方面则是参数测量技术,作为整个智能电网的感知部分,更是整个智能电网控制技术中不可缺少的组成部分。通过对现有数据的测控转化为信息,从而能够更好地与用户沟通,并避免数据读取错误、用电阻塞等问题。
(二)能量储备技术的发展完善
由于电能本身的特殊性就决定了生产与消费的同时性,但是当前电网发展面临着一系列的问题,如电力负荷的增加对电力输送的效率提出了更高的要求,可再生能源应用范围的扩大在一定程度上威胁到了电力输送。面对这样的社会发展环境,就需要通过智能电网储备技术不断发展完善。首先是基于大容量的抽水蓄能技术能够有效解决以上问题,其中主要是一些新型工艺与新型材料的应用,如液流电池以及NAS电池等在新型电网中将会得到更加广泛的应用。而超导磁储能系统更是成为了电网行业的巨大变革,颠覆了传统的电力储能系统,能够实现寿命的延长与功率的增加,并达到能量缓冲、后背与平衡的功效。笔者相信,在未来的智能电网控制技术发展中,如何高效利用储能设备也是至关重要的。
三、结语
要真正促进智能电网控制技术的发展,一定要有针对性地解决当前存在的障碍性问题。笔者认为高端智能电网控制技术的实现,需要加强对信息流的管控与调节,并且强化资金流与电力流管理中的技术含量。通过对智能电网控制技术的综合分析,在构架整体电网发展架构的前提下,通过相关技术革新来迎接电力发展的时代挑战,将高压电网建设成为国民经济发展的坚强后盾。
参考文献
[1] 范少伟,刘胜文.智能电网的发展现状与共性技术研究[J].广西电业,2013(11).
[2] 李晓娜.智能电网电压控制技术及其应用研究[J].技术与市场,2013(09).[3]韩晓民.职能电网控制技术及其发展[J].科技导报,2010(23).
[关键词]智能电网;控制技术;发展;自愈技术
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0076-01
一、当前我国智能电网技术的综合分析
(一)智能电网的概念理解
智能电网就是电网的智能化(智电电力),也被称为“电网2.0”,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,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。目前对智能电网几个版本的定义,一般都是基于本国的电网运行环境以及现有技术水平来定义的,对智能电网的内涵与发展思路也不尽相同。但是从整体上来看,尚处于不断发展变化的智能电网是指基于通讯技术、信息技术、监控技术、感应技术以及最基本的电力工程技术的配合与效用的发挥,能够最终实现电网运行效率的提高,且具备提供多种附加服务的客户端的一种前沿的新兴电网。同时,电网清洁系统以及智能计量系统等都被纳入了广义的智能电网的概念中。
(二)当前智能电网控制技术的重要作用
电力行业是重要的基础产业,电网是实现我国能源战略布局的重要手段、能源产业链的重要环节和国家综合运输体系的重要组成部分,发展任务艰巨。
对于电力系统智能电网控制技术的作用:
(1)能有效地提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网强大的“自愈”功能,可以准确、迅速地隔离故障元件,并且在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态,从而提高系统供电的安全性和可靠性。
(2)实现电网可持续发展。坚强智能电网建设可以促进电网技术创新,实现技术、设备、运行和管理等各个方面的提升,以适应电力市场需求,推动电网科学、可持续发展。
(3)减少有效装机容量。利用我国不同地区电力负荷特性差异大的特点,通过智能化的统一调度,获得错峰和调峰等联网效益;同时通过分时电价机制,引导用户低谷用电,减小高峰负荷,从而减少有效装机容量。
(4)降低系统发电燃料费用。建设坚强智能电网,可以满足煤电基地的集约化开发,优化我国电源布局,从而降低燃料运输成本;同时,通过降低负荷峰谷差,可提高火电机组使用效率,降低煤耗,减少发电成本。
(5)提高电网设备利用效率。首先,通过改善电力负荷曲线,降低峰谷差,提高电网设备利用效率;其次,通过发挥自我诊断能力,延长电网基础设施寿命。
(6)降低线损。以特高压输电技术为重要基础的坚强智能电网,将大大降低电能输送中的损失率;智能调度系统、灵活输电技术以及与用户的实时双向交互,都可以优化潮流分布,减少线损;同时,分布式电源的建设与应用,也减少了电力远距离传输的网损。
(三)对当前智能电网控制技术的特点分析
从整体而言,当前的智能电网控制技术具有可靠灵活以及经济高效等特点,具体而言,包括以下几个方面:
1.自动化
自愈和自适应实时掌控电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患;在尽量少的人工干预下,快速隔离故障、自我恢复,避免大面积停电的发生。
2.安全可靠
更好地对人为或自然发生的扰动更好地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反应。在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备和电网的安全。
3.经济高效
优化资源配置,提高设备传输容量和利用率;在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口;支持电力市场竞争的要求,实行动态的浮动电价制度,实现整个电力系统优化运行。
4.兼容
既能适应大电源的集中接入,也支持分布式发电方式友好接入以及可再生能源的大规模应用,满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
二、我国未来智能电网控制技术的发展方向研究
(一)信息科技含量不断增加的趋势
随着智能电网控制技术的发展完善,信息科技含量在其中发挥的作用愈加凸显,也只有实现信息科技的高融合性与强大集成性才能真正实现智能电网在电网中的应用。现代化信息科技中的双向、高速以及时效等特性都把智能电网建设成为了更加高效便捷的动态更新的现代化必备基础设施之一。具体的信息科技主要有以下两方面:一方面是全新的通信技术,包括无线统计技术与光纤通信技术。基于这两项未来的基本通信技术,能够实现分组传送、自动交换光、远距离的传送技术以及复用技术等,为电力系统开启全新通信技术的新时代。另一方面则是参数测量技术,作为整个智能电网的感知部分,更是整个智能电网控制技术中不可缺少的组成部分。通过对现有数据的测控转化为信息,从而能够更好地与用户沟通,并避免数据读取错误、用电阻塞等问题。
(二)能量储备技术的发展完善
由于电能本身的特殊性就决定了生产与消费的同时性,但是当前电网发展面临着一系列的问题,如电力负荷的增加对电力输送的效率提出了更高的要求,可再生能源应用范围的扩大在一定程度上威胁到了电力输送。面对这样的社会发展环境,就需要通过智能电网储备技术不断发展完善。首先是基于大容量的抽水蓄能技术能够有效解决以上问题,其中主要是一些新型工艺与新型材料的应用,如液流电池以及NAS电池等在新型电网中将会得到更加广泛的应用。而超导磁储能系统更是成为了电网行业的巨大变革,颠覆了传统的电力储能系统,能够实现寿命的延长与功率的增加,并达到能量缓冲、后背与平衡的功效。笔者相信,在未来的智能电网控制技术发展中,如何高效利用储能设备也是至关重要的。
三、结语
要真正促进智能电网控制技术的发展,一定要有针对性地解决当前存在的障碍性问题。笔者认为高端智能电网控制技术的实现,需要加强对信息流的管控与调节,并且强化资金流与电力流管理中的技术含量。通过对智能电网控制技术的综合分析,在构架整体电网发展架构的前提下,通过相关技术革新来迎接电力发展的时代挑战,将高压电网建设成为国民经济发展的坚强后盾。
参考文献
[1] 范少伟,刘胜文.智能电网的发展现状与共性技术研究[J].广西电业,2013(11).
[2] 李晓娜.智能电网电压控制技术及其应用研究[J].技术与市场,2013(09).[3]韩晓民.职能电网控制技术及其发展[J].科技导报,2010(23).