智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

1、<p>　　智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　[摘要] 智能電網(wǎng)作為中國(guó)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)的核心，是全球下一代電網(wǎng)最基本的模式，它的本質(zhì)是互動(dòng)經(jīng)濟(jì)、兼容利用和能源替換。作為未來電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)研究是非常有必要的。本文首先對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的含義以及特征做了分析，在此基礎(chǔ)上，從三個(gè)方面闡述了智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，包括通信體系的建立與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布置、廣域保護(hù)和智能調(diào)度系

2、統(tǒng)的建立和可再生資源的科學(xué)合理使用。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞] 智能電網(wǎng)；智能調(diào)度； 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ；通信體系 ；關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)： S972.7+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　1．智能電網(wǎng)的內(nèi)涵及特征概述 </p><p>　　智能電網(wǎng)不僅是電網(wǎng)系統(tǒng)以后的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)

3、展的選擇。一般來說，物理電網(wǎng)是智能電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，通過采用目前先進(jìn)科學(xué)的信息、通訊、控制、傳感測(cè)量和決策分析等技術(shù)，與物理電網(wǎng)互相間進(jìn)行高度集成而形成一種新型的電網(wǎng)，也叫做電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化。智能電網(wǎng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的日常運(yùn)行進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)，然后將電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的問題和故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取診斷措施，使得電網(wǎng)的自動(dòng)恢復(fù)有效達(dá)成，防止大范圍的停電，從而減小損失。智能電網(wǎng)的特征一般如下：首先是具有自愈性。即智能電網(wǎng)可以采取不間斷的在線評(píng)估方法來自我

4、監(jiān)測(cè)，能夠?qū)⒁呀?jīng)發(fā)生和將要發(fā)生的故障和問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，且能自動(dòng)化的采用相關(guān)修復(fù)措施，使得危害最低。其次是信息化和數(shù)字化。在智能電網(wǎng)中芯片技術(shù)、信息通訊技術(shù)以及電子電力技術(shù)等數(shù)據(jù)采集方法和控制方法得到了廣泛應(yīng)用，電力設(shè)備中嵌入了具有自動(dòng)分析作用的數(shù)字化芯片，使得電網(wǎng)成功步入了數(shù)字化和信息化階段。然后是電網(wǎng)運(yùn)行全過程的智能化。在發(fā)電時(shí)，智能電網(wǎng)可以完成智能化的協(xié)調(diào)并介入新能源。用戶端可以促使供電方形成互動(dòng)協(xié)調(diào)的智能化，從整體上達(dá)到及時(shí)的需求響

5、應(yīng)，用戶按照電力系統(tǒng)能夠滿足自我需求的能力來進(jìn)行電力消費(fèi)的適時(shí)調(diào)整</p><p>　　2．智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　2.1 建立電網(wǎng)通信體系，布置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) </p><p>　　通信支撐是智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵部分，而通信接入則是通信支撐的重要部分。由于EPON系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能和電網(wǎng)的鏈形和環(huán)形結(jié)構(gòu)完美融合，而且還能節(jié)省光纖，使得電網(wǎng)站點(diǎn)與

6、配電終端互相間鏈路的保護(hù)作用以及50ms切換保護(hù)作用能成功實(shí)現(xiàn)，并且符合智能電網(wǎng)運(yùn)行中高效經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)強(qiáng)可靠、開放透明、環(huán)保清潔以及互動(dòng)有好的基本要求，從而EPON技術(shù)是通信支撐中通信接入的最適合方法，以EPON為基礎(chǔ)的組網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)在配電、用電以及調(diào)度中非常科學(xué)的通信方式。在推進(jìn)過程中，智能電網(wǎng)和信息通信關(guān)系緊密，因此布置出堅(jiān)強(qiáng)、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是不可或缺的。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布置是否科學(xué)合理與智能電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)劣息息相關(guān)。配電自動(dòng)化和DM

7、S高級(jí)功能的實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)是智能電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析。在分析過程中主要有樹搜索法與鄰接矩陣法兩種方法，二者可以同時(shí)運(yùn)用于智能電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析中。一般而言在廠站分析時(shí)經(jīng)常運(yùn)用鄰接矩陣法，這樣能和所有的主接線形式相符合。在廠站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析中使用鄰接矩陣法時(shí)，將鄰接矩陣的自乘運(yùn)算用節(jié)點(diǎn)消去法來替代，能使得廠站的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆?jì)算速度大大提高。 </p><p>　　2.2 廣域保護(hù)和智能調(diào)度系統(tǒng)的建立 </p>

8、;<p>　　2.2.1 系統(tǒng)模擬與快速仿真 </p><p>　　在對(duì)智能調(diào)度和廣域保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行快速模擬和仿真時(shí)，已經(jīng)開發(fā)完成的DES軟件結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，主要包括電力模擬子系統(tǒng)、教員控制子系統(tǒng)、EMS/SCADA仿真子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)。電力模擬子系統(tǒng)主要運(yùn)用于模擬智能系統(tǒng)日常實(shí)際的運(yùn)行狀況，也就是智能系統(tǒng)各種電力設(shè)備和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)響應(yīng)。電力模擬子系統(tǒng)主要有算法的求借以及模型的生成

9、，仿真模型包括自動(dòng)裝置、變壓器、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和繼電保護(hù)等模型。仿真算法求解技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒐?jié)點(diǎn)的優(yōu)化、故障和動(dòng)態(tài)過程以及穩(wěn)態(tài)潮流等的計(jì)算，還有暫態(tài)處理計(jì)算等。教員控制子系統(tǒng)主要指的是制作培訓(xùn)方案、評(píng)估培訓(xùn)結(jié)果以及控制培訓(xùn)過程。教員控制子系統(tǒng)能夠進(jìn)行故障設(shè)置的提供，能夠完成恢復(fù)、快照、恢復(fù)事故之前的狀態(tài)、暫停以及初態(tài)恢復(fù)等操作。EMS/SCADA仿真子系統(tǒng)也可以叫做圖形支撐系統(tǒng)，在畫面的風(fēng)格特點(diǎn)以及內(nèi)容的顯示方面應(yīng)該與在線系統(tǒng)

10、保持相同。將用來描述EMS/SCADA系統(tǒng)的廠站圖、系統(tǒng)圖等含有的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并分析后，DTS的圖形支撐系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)用顯示。DTS系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的中心是數(shù)據(jù)庫(kù)管理的子系統(tǒng)，它可以提供數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)平臺(tái)給系統(tǒng)中其他模塊。DES數(shù)</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)建設(shè)的主要技術(shù) </p><p>　　在廣域保護(hù)和智能調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)中，主要有如下技術(shù)：首先是智能預(yù)警技術(shù)，系統(tǒng)的作用除了對(duì)無(wú)人

11、值守變電站的運(yùn)行安全進(jìn)行維護(hù)以外，預(yù)警對(duì)電站設(shè)備運(yùn)行造成影響的各種因素，例如水災(zāi)火災(zāi)、煙霧以及電纜異常等情況。智能預(yù)警技術(shù)通過在線監(jiān)測(cè)的使用來對(duì)系統(tǒng)的故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得出應(yīng)對(duì)措施，以此來促進(jìn)電力系統(tǒng)變電站運(yùn)行過程中的安全性及可靠性。其次是優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，指的是在智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行控制中對(duì)各種技術(shù)綜合利用。一體化的調(diào)度管理技術(shù)充分體現(xiàn)了智能調(diào)度系統(tǒng)在運(yùn)行中的高效化、規(guī)范化。優(yōu)化調(diào)度技術(shù)的運(yùn)用顯示了智能電網(wǎng)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，與國(guó)家的節(jié)能減排策略相

12、符合，有利于資源配置，也能夠?yàn)榉植际脚c可再生能源的接入實(shí)現(xiàn)技術(shù)支撐。然后是預(yù)防控制技術(shù)，進(jìn)行智能化的電網(wǎng)故障辨別和恢復(fù)。智能電網(wǎng)利用高級(jí)分析技術(shù)與實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)化控制和執(zhí)行問題的自動(dòng)檢測(cè)，能夠修改系統(tǒng)潮流、狀態(tài)和設(shè)置從而避免預(yù)測(cè)問題的產(chǎn)生。最后是調(diào)度決策可視化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合業(yè)務(wù)接入、傳輸、交叉連接和交換等功能，進(jìn)行電網(wǎng)全程的自動(dòng)化診斷和集中監(jiān)控，對(duì)每個(gè)電路板提供熱插拔和熱備份功能，從而使得系統(tǒng)的可維護(hù)性和安全性提

13、高。 </p><p>　　2.3 可再生資源的科學(xué)合理使用 </p><p>　　可再生資源主要有太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能以及潮汐能等。由于電力系統(tǒng)能源和電力供應(yīng)的日趨緊張，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步收到了很大的限制，因此從保護(hù)資源和節(jié)約成本的角度出發(fā)，利用輸電配電設(shè)備的增加來進(jìn)行高峰負(fù)荷需求的滿足已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)。另外，電力系統(tǒng)在發(fā)電中要求具有連續(xù)性，那么用電、供電年和發(fā)電之間應(yīng)該維持平衡，智能電網(wǎng)中的

14、發(fā)電容量和設(shè)備需要具有合理的備用容量。電力系統(tǒng)中對(duì)電能存儲(chǔ)的相關(guān)技術(shù)也存在現(xiàn)實(shí)性要求，利用大規(guī)模的電能存儲(chǔ)技術(shù)可以解決電力系統(tǒng)供電和配電的矛盾，使得電力設(shè)備的利用效率提高。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，風(fēng)能和太陽(yáng)能是解決能源需求問題的最根本方法，每年地球接收的風(fēng)能的20%或太陽(yáng)能的0.01%就能滿足全球的能量消耗，因此，在未來智能電網(wǎng)建設(shè)中，風(fēng)能和太陽(yáng)能，尤其是太陽(yáng)能電池發(fā)電技術(shù)，將會(huì)是主要的能源來源。 </p><p>&

15、lt;b>　　3．結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)建設(shè)必須從資源優(yōu)化配置、國(guó)家能源安全、上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展、電網(wǎng)資源利用效率的提高、能源結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)以及電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任等多方面進(jìn)行。智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而有意義的工程，對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及節(jié)能減排的促進(jìn)意義重大。本文首先對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的含義和特征做了分析，然后從通信體系的建立和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布置、廣域保護(hù)和智能調(diào)度系統(tǒng)的

16、建設(shè)以及可再生能源的合理應(yīng)用三個(gè)方面闡述了智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，正是這些技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步使得電網(wǎng)的智能化成為可能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]武建東.再論中國(guó)互動(dòng)電網(wǎng)革命：領(lǐng)跑下一代全球能源[N].東方早報(bào)，2009，3. </p><p>　　[2]楊德昌等.中國(guó)式智能電網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展規(guī)劃