鄭釗

摘 要：目前世界發(fā)展面臨的一個(gè)重要難題就是能源消耗過(guò)多造成的能源危機(jī)，改善這一問(wèn)題的方法就是實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)化向信息化的轉(zhuǎn)變，提高電力能源的利用率。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為對(duì)象，結(jié)合新的控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)輸電的智能交流。文章簡(jiǎn)要介紹智能電網(wǎng)，分析信息時(shí)代下智能電網(wǎng)的建設(shè)要求。

關(guān)鍵詞：信息時(shí)代；智能電網(wǎng)；建設(shè)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）18-0100-01

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了我國(guó)電力信息化的發(fā)展。在數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的信息時(shí)代中，電網(wǎng)建設(shè)智能化的實(shí)現(xiàn)，有利于信息時(shí)代中經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)新的要求的實(shí)現(xiàn)。

1 智能電網(wǎng)概述

1.1 智能電網(wǎng)的定義

智能電網(wǎng)目前并沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但對(duì)智能電網(wǎng)的基本認(rèn)識(shí)是：智能電網(wǎng)對(duì)電力用戶在高峰時(shí)期的用電量進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了即插即用的分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行，達(dá)到了電力資源的節(jié)能減排效果。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的信息化和數(shù)字化，是傳輸電網(wǎng)的智能化升級(jí)，以對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施進(jìn)一步優(yōu)化，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，解決了分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行中的電力問(wèn)題。

1.2 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

①及時(shí)性。智能電網(wǎng)可以對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)的預(yù)測(cè)、發(fā)現(xiàn)電力運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，迅速對(duì)問(wèn)題的原因進(jìn)行判斷，及時(shí)消除安全故障或者安全隱患。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，智能電網(wǎng)可以迅速的對(duì)人為破壞和自然擾動(dòng)進(jìn)行辨別，對(duì)攻擊進(jìn)行有效的防御，保證電力設(shè)備和電力工作人員的安全。智能電網(wǎng)可以對(duì)故障進(jìn)行快速隔離和自我恢復(fù)，減少人工干預(yù)，避免發(fā)生大規(guī)模停電現(xiàn)象，提高了電力系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行。

②交互性。電網(wǎng)的運(yùn)行需要電力用戶的參與，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行的交互性。結(jié)合電力用戶的實(shí)時(shí)電價(jià)對(duì)用電模式進(jìn)行調(diào)整，鼓勵(lì)電力用戶使用分布式電源，對(duì)剩余的電力進(jìn)行出售，提高了電力資源的利用率。

③節(jié)能性。智能電網(wǎng)的即插即用分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行，緩解了用電壓力，大量應(yīng)用了風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能等可再生發(fā)電能源，降低了電力生產(chǎn)到消費(fèi)環(huán)節(jié)的能源損耗，提高了電力能源的利用率。智能電網(wǎng)對(duì)電力資源的優(yōu)化配置，增加了電力設(shè)備的傳輸容量，提高了電力設(shè)備的利用率，對(duì)電力成本進(jìn)行了控制，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 信息時(shí)代智能電網(wǎng)的建設(shè)

2.1 用戶側(cè)智能電網(wǎng)的建設(shè)

用戶側(cè)智能電網(wǎng)包括智能電表和AMI兩個(gè)部分，信息時(shí)代下智能電網(wǎng)的建設(shè)，包括對(duì)用戶側(cè)智能電網(wǎng)的建設(shè)，換一種說(shuō)法也就是對(duì)智能電表和AMI的建設(shè)。

①智能電表。智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)備之一就是智能電表的建設(shè)，是很多智能電網(wǎng)建設(shè)的起動(dòng)項(xiàng)目。在電力用戶處的智能終端設(shè)備進(jìn)行安裝，包括信息數(shù)據(jù)的采集、電力用戶設(shè)備的控制、電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)和升級(jí)等功能。在電力系統(tǒng)中對(duì)電力用量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以運(yùn)用智能電表的連續(xù)通信功能進(jìn)行，還可以當(dāng)作需求管理側(cè)的接口，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的管理和操作。

②AMI。AMI包括智能電表、通信系統(tǒng)和電表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在智能電網(wǎng)中發(fā)揮著基礎(chǔ)作用。AMI可以根據(jù)智能電表對(duì)不同通信設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，按照特定的電力需求和已經(jīng)設(shè)定好的方法對(duì)電力用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、收集和分析。電力用戶的用電時(shí)間可以根據(jù)電力價(jià)格的變化進(jìn)行調(diào)整，還可以通過(guò)分布式電源裝置參與電力的削峰填谷，實(shí)現(xiàn)電力用戶單一被動(dòng)的消費(fèi)者到電網(wǎng)運(yùn)行控制的參與者的轉(zhuǎn)變。

2.2 智能輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

智能輸電網(wǎng)絡(luò)是進(jìn)行電力傳輸?shù)闹饕绞剑绊懥穗娏Πl(fā)電和用電的平衡供需，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提。現(xiàn)在我國(guó)的智能電網(wǎng)輸電網(wǎng)絡(luò)存在輸電阻塞、損耗率高和維護(hù)不便等問(wèn)題，改善這一現(xiàn)狀，可以從以下方面進(jìn)行：

①潮流控制技術(shù)。解決輸電阻塞的一個(gè)行之有效的方法就是應(yīng)用先進(jìn)的潮流控制技術(shù)，先進(jìn)的潮流控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息化技術(shù)的應(yīng)用，例如高級(jí)的FACTS和HVDC設(shè)備，可以有效的對(duì)網(wǎng)絡(luò)潮流進(jìn)行控制。

②降低輸電損耗。智能電網(wǎng)中輸電網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要的問(wèn)題就是電力能源傳輸損耗，我國(guó)電力能源的傳輸損耗可以通過(guò)降低線路損耗和分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行。我國(guó)現(xiàn)在的輸電線路損耗率為7.18%，每年損失的電力能源大約為1 000億kW·h，幾乎是大亞灣核電站14 a的發(fā)電總量。有效的減少輸電線路的損耗，可以通過(guò)特高壓技術(shù)和超導(dǎo)高溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的電能傳播。利用智能的無(wú)功控制設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)減少輸電線路損耗的目的。

③監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行。智能電網(wǎng)的設(shè)備檢測(cè)，應(yīng)用由智能傳感器組成的傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，可以實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)。分布式傳感器的作用在于對(duì)線路參數(shù)、桿塔的機(jī)械強(qiáng)度、架空線的垂度和溫度、絕緣子的絕緣情況、電力線路的擺放和覆冰情況等進(jìn)行測(cè)量。利用傳感器監(jiān)測(cè)輸電運(yùn)行設(shè)備狀況和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的參數(shù)，對(duì)輸電系統(tǒng)提前進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析，發(fā)揮繼電保護(hù)的作用。

2.3 智能變電站的建設(shè)

①智能變電站的數(shù)字化。智能變電站的數(shù)字化平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化運(yùn)行，進(jìn)行變電站信息的智能測(cè)量。自動(dòng)化運(yùn)行是變電站獨(dú)立于控制中心和其它變電站的運(yùn)行，可以進(jìn)行不同變電站和控制中心的互相通信，保證變電站的元件和設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。智能變電站的數(shù)字化包括智能開(kāi)關(guān)設(shè)備、寬頻道、高準(zhǔn)確性和較低的維護(hù)成本等特點(diǎn)，可以加快智能裝置的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

②智能變電站的信息化。智能變電站是具有獨(dú)立的局域網(wǎng)和恢復(fù)能力的通信網(wǎng)絡(luò)，需要一個(gè)平臺(tái)對(duì)有線和無(wú)線的通線應(yīng)用進(jìn)行容納，對(duì)數(shù)據(jù)的信息采集、監(jiān)控系統(tǒng)和通信協(xié)議保持不間斷性。利用智能傳感器和智能控制對(duì)傳統(tǒng)的一次回路進(jìn)行替換，連接變電站層、間隔層和過(guò)程層，實(shí)現(xiàn)智能變電站的統(tǒng)一通信。

以全球定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)的PMU的試驗(yàn)成功，完成了電力系統(tǒng)的同步相量測(cè)量。在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，在智能電網(wǎng)中形成了WAMS。在高速通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用WAMS，可以在廣域電網(wǎng)運(yùn)行中對(duì)在線同步測(cè)量和相量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為電力在線同步監(jiān)測(cè)提供條件。遠(yuǎn)程終端單元不適合智能變電站的發(fā)展要求，應(yīng)用PMU進(jìn)行替換，通過(guò)GPS對(duì)變電站的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，才能提高變電站運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。在智能感應(yīng)器或者智能測(cè)量單元中實(shí)現(xiàn)變電站信息數(shù)據(jù)的計(jì)算，可以減少通信的數(shù)據(jù)流量。智能變電站具有一定的數(shù)據(jù)管理作用，具有較高的可視化水平。

3 結(jié) 語(yǔ)

電網(wǎng)的智能化發(fā)展是對(duì)多種高級(jí)技術(shù)的應(yīng)用，具有智能監(jiān)測(cè)技術(shù)、智能仿真和高級(jí)計(jì)算技術(shù)等功能。智能監(jiān)測(cè)技術(shù)可以提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、用戶用電、可再生能源發(fā)電等信息的準(zhǔn)確性，智能仿真和高級(jí)計(jì)算技術(shù)，可以對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，對(duì)會(huì)發(fā)生的安全故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和用戶用電方式的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鐘金，鄭睿敏，楊衛(wèi)紅.建設(shè)信息時(shí)代的智能電網(wǎng)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，（13）.

[2] 陸慧.智能電網(wǎng)中現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2010，（4）.