智能電網(wǎng)建設的關鍵技術

1、<p>　　智能電網(wǎng)建設的關鍵技術</p><p>　　[摘要] 智能電網(wǎng)作為中國現(xiàn)代化電網(wǎng)建設的核心，是全球下一代電網(wǎng)最基本的模式，它的本質(zhì)是互動經(jīng)濟、兼容利用和能源替換。作為未來電網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢，進行智能電網(wǎng)建設的關鍵技術研究是非常有必要的。本文首先對智能電網(wǎng)建設的含義以及特征做了分析，在此基礎上，從三個方面闡述了智能電網(wǎng)建設的關鍵技術，包括通信體系的建立與網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的布置、廣域保護和智能調(diào)度系

2、統(tǒng)的建立和可再生資源的科學合理使用。 </p><p>　　[關鍵詞] 智能電網(wǎng)；智能調(diào)度； 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構 ；通信體系 ；關鍵技術 </p><p>　　中圖分類號： S972.7+6 文獻標識碼： A 文章編號： </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，同時是國家經(jīng)濟發(fā)

3、展的選擇。一般來說，物理電網(wǎng)是智能電網(wǎng)運行的基礎，通過采用目前先進科學的信息、通訊、控制、傳感測量和決策分析等技術，與物理電網(wǎng)互相間進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)的日常運行進行控制、監(jiān)測，然后將電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中的問題和故障及時發(fā)現(xiàn)并采取診斷措施，使得電網(wǎng)的自動恢復有效達成，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估方法來自我

4、監(jiān)測，能夠?qū)⒁呀?jīng)發(fā)生和將要發(fā)生的故障和問題及時發(fā)現(xiàn)，且能自動化的采用相關修復措施，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、信息通訊技術以及電子電力技術等數(shù)據(jù)采集方法和控制方法得到了廣泛應用，電力設備中嵌入了具有自動分析作用的數(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)運行全過程的智能化。在發(fā)電時，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協(xié)調(diào)的智能化，從整體上達到及時的需求響

5、應，用戶按照電力系統(tǒng)能夠滿足自我需求的能力來進行電力消費的適時調(diào)整</p><p>　　2．智能電網(wǎng)建設的關鍵技術 </p><p>　　2.1 建立電網(wǎng)通信體系，布置網(wǎng)絡拓撲結(jié)構 </p><p>　　通信支撐是智能電網(wǎng)運行的關鍵部分，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)絡拓撲結(jié)構能和電網(wǎng)的鏈形和環(huán)形結(jié)構完美融合，而且還能節(jié)省光纖，使得電網(wǎng)站點與

6、配電終端互相間鏈路的保護作用以及50ms切換保護作用能成功實現(xiàn)，并且符合智能電網(wǎng)運行中高效經(jīng)濟、堅強可靠、開放透明、環(huán)保清潔以及互動有好的基本要求，從而EPON技術是通信支撐中通信接入的最適合方法，以EPON為基礎的組網(wǎng)技術是智能電網(wǎng)在配電、用電以及調(diào)度中非?？茖W的通信方式。在推進過程中，智能電網(wǎng)和信息通信關系緊密，因此布置出堅強、靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構是不可或缺的。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構布置是否科學合理與智能電網(wǎng)運行的優(yōu)劣息息相關。配電自動化和DM

7、S高級功能的實現(xiàn)的前提和基礎是智能電網(wǎng)拓撲結(jié)構的分析。在分析過程中主要有樹搜索法與鄰接矩陣法兩種方法，二者可以同時運用于智能電網(wǎng)的拓撲結(jié)構分析中。一般而言在廠站分析時經(jīng)常運用鄰接矩陣法，這樣能和所有的主接線形式相符合。在廠站的拓撲結(jié)構分析中使用鄰接矩陣法時，將鄰接矩陣的自乘運算用節(jié)點消去法來替代，能使得廠站的網(wǎng)絡拓撲計算速度大大提高。 </p><p>　　2.2 廣域保護和智能調(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>　　在對智能調(diào)度和廣域保護系統(tǒng)進行快速模擬和仿真時，已經(jīng)開發(fā)完成的DES軟件結(jié)構相對比較復雜，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)庫管理子系統(tǒng)。電力模擬子系統(tǒng)主要運用于模擬智能系統(tǒng)日常實際的運行狀況，也就是智能系統(tǒng)各種電力設備和相關網(wǎng)絡的動態(tài)、靜態(tài)響應。電力模擬子系統(tǒng)主要有算法的求借以及模型的生成

9、，仿真模型包括自動裝置、變壓器、負荷、發(fā)電機、網(wǎng)絡和繼電保護等模型。仿真算法求解技術主要包括網(wǎng)絡拓撲、節(jié)點的優(yōu)化、故障和動態(tài)過程以及穩(wěn)態(tài)潮流等的計算，還有暫態(tài)處理計算等。教員控制子系統(tǒng)主要指的是制作培訓方案、評估培訓結(jié)果以及控制培訓過程。教員控制子系統(tǒng)能夠進行故障設置的提供，能夠完成恢復、快照、恢復事故之前的狀態(tài)、暫停以及初態(tài)恢復等操作。EMS/SCADA仿真子系統(tǒng)也可以叫做圖形支撐系統(tǒng)，在畫面的風格特點以及內(nèi)容的顯示方面應該與在線系統(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)進行轉(zhuǎn)換并分析后，DTS的圖形支撐系統(tǒng)可以實現(xiàn)調(diào)用顯示。DTS系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的中心是數(shù)據(jù)庫管理的子系統(tǒng)，它可以提供數(shù)據(jù)通信的基礎平臺給系統(tǒng)中其他模塊。DES數(shù)</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)建設的主要技術 </p><p>　　在廣域保護和智能調(diào)度系統(tǒng)的建設中，主要有如下技術：首先是智能預警技術，系統(tǒng)的作用除了對無人

11、值守變電站的運行安全進行維護以外，預警對電站設備運行造成影響的各種因素，例如水災火災、煙霧以及電纜異常等情況。智能預警技術通過在線監(jiān)測的使用來對系統(tǒng)的故障及時發(fā)現(xiàn)并得出應對措施，以此來促進電力系統(tǒng)變電站運行過程中的安全性及可靠性。其次是優(yōu)化調(diào)度技術，指的是在智能電網(wǎng)系統(tǒng)運行控制中對各種技術綜合利用。一體化的調(diào)度管理技術充分體現(xiàn)了智能調(diào)度系統(tǒng)在運行中的高效化、規(guī)范化。優(yōu)化調(diào)度技術的運用顯示了智能電網(wǎng)的靈活性和經(jīng)濟性，與國家的節(jié)能減排策略相

12、符合，有利于資源配置，也能夠為分布式與可再生能源的接入實現(xiàn)技術支撐。然后是預防控制技術，進行智能化的電網(wǎng)故障辨別和恢復。智能電網(wǎng)利用高級分析技術與實時通信系統(tǒng)的結(jié)合來實現(xiàn)相應的自動化控制和執(zhí)行問題的自動檢測，能夠修改系統(tǒng)潮流、狀態(tài)和設置從而避免預測問題的產(chǎn)生。最后是調(diào)度決策可視化技術，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合業(yè)務接入、傳輸、交叉連接和交換等功能，進行電網(wǎng)全程的自動化診斷和集中監(jiān)控，對每個電路板提供熱插拔和熱備份功能，從而使得系統(tǒng)的可維護性和安全性提

13、高。 </p><p>　　2.3 可再生資源的科學合理使用 </p><p>　　可再生資源主要有太陽能、風能、生物質(zhì)能以及潮汐能等。由于電力系統(tǒng)能源和電力供應的日趨緊張，我國經(jīng)濟的進步收到了很大的限制，因此從保護資源和節(jié)約成本的角度出發(fā)，利用輸電配電設備的增加來進行高峰負荷需求的滿足已經(jīng)很難實現(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)電之間應該維持平衡，智能電網(wǎng)中的

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

15、lt;b>　　3．結(jié)語 </b></p><p>　　現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)建設必須從資源優(yōu)化配置、國家能源安全、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)構變化的適應以及電網(wǎng)企業(yè)社會責任等多方面進行。智能電網(wǎng)建設是一項復雜而有意義的工程，對于低碳經(jīng)濟的發(fā)展以及節(jié)能減排的促進意義重大。本文首先對智能電網(wǎng)建設的含義和特征做了分析，然后從通信體系的建立和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的布置、廣域保護和智能調(diào)度系統(tǒng)的

16、建設以及可再生能源的合理應用三個方面闡述了智能電網(wǎng)建設的關鍵技術，正是這些技術的不斷發(fā)展進步使得電網(wǎng)的智能化成為可能。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]武建東.再論中國互動電網(wǎng)革命：領跑下一代全球能源[N].東方早報，2009，3. </p><p>　　[2]楊德昌等.中國式智能電網(wǎng)的構成和發(fā)展規(guī)劃