基于信息時代的智能電網建設要點分析

鄭釗

摘 要：目前世界發(fā)展面臨的一個重要難題就是能源消耗過多造成的能源危機，改善這一問題的方法就是實現電力工業(yè)化向信息化的轉變，提高電力能源的利用率。智能電網以電力系統(tǒng)為對象，結合新的控制技術、信息技術和管理技術，實現了電力系統(tǒng)輸電的智能交流。文章簡要介紹智能電網，分析信息時代下智能電網的建設要求。

關鍵詞：信息時代；智能電網；建設要點

中圖分類號：TM933.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0100-01

社會經濟的發(fā)展和科學技術的進步，促進了我國電力信息化的發(fā)展。在數字化和網絡化的信息時代中，電網建設智能化的實現，有利于信息時代中經濟發(fā)展對電力系統(tǒng)新的要求的實現。

1 智能電網概述

1.1 智能電網的定義

智能電網目前并沒有統(tǒng)一的定義，但對智能電網的基本認識是：智能電網對電力用戶在高峰時期的用電量進行優(yōu)化，實現了即插即用的分布式電源并網運行，達到了電力資源的節(jié)能減排效果。智能電網在傳統(tǒng)電網基礎上，實現了電力系統(tǒng)的信息化和數字化，是傳輸電網的智能化升級，以對電力系統(tǒng)實施進一步優(yōu)化，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，解決了分布式電源并網運行中的電力問題。

1.2 智能電網的特點

①及時性。智能電網可以對電網的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)測，及時的預測、發(fā)現電力運行中出現的問題，迅速對問題的原因進行判斷，及時消除安全故障或者安全隱患。當電力系統(tǒng)發(fā)生異常時，智能電網可以迅速的對人為破壞和自然擾動進行辨別，對攻擊進行有效的防御，保證電力設備和電力工作人員的安全。智能電網可以對故障進行快速隔離和自我恢復，減少人工干預，避免發(fā)生大規(guī)模停電現象，提高了電力系統(tǒng)的可靠性運行。

②交互性。電網的運行需要電力用戶的參與，智能電網實現了電力系統(tǒng)運行的交互性。結合電力用戶的實時電價對用電模式進行調整，鼓勵電力用戶使用分布式電源，對剩余的電力進行出售，提高了電力資源的利用率。

③節(jié)能性。智能電網的即插即用分布式電源并網運行，緩解了用電壓力，大量應用了風力發(fā)電和太陽能等可再生發(fā)電能源，降低了電力生產到消費環(huán)節(jié)的能源損耗，提高了電力能源的利用率。智能電網對電力資源的優(yōu)化配置，增加了電力設備的傳輸容量，提高了電力設備的利用率，對電力成本進行了控制，實現了電力系統(tǒng)的正常運行。

2 信息時代智能電網的建設

2.1 用戶側智能電網的建設

用戶側智能電網包括智能電表和AMI兩個部分，信息時代下智能電網的建設，包括對用戶側智能電網的建設，換一種說法也就是對智能電表和AMI的建設。

①智能電表。智能電網建設中的重要基礎設備之一就是智能電表的建設，是很多智能電網建設的起動項目。在電力用戶處的智能終端設備進行安裝，包括信息數據的采集、電力用戶設備的控制、電力系統(tǒng)的遠程維護和升級等功能。在電力系統(tǒng)中對電力用量的實時監(jiān)控，可以運用智能電表的連續(xù)通信功能進行，還可以當作需求管理側的接口，實現實時的管理和操作。

②AMI。AMI包括智能電表、通信系統(tǒng)和電表數據管理系統(tǒng)，在智能電網中發(fā)揮著基礎作用。AMI可以根據智能電表對不同通信設備進行應用，按照特定的電力需求和已經設定好的方法對電力用戶的用電數據進行測量、收集和分析。電力用戶的用電時間可以根據電力價格的變化進行調整，還可以通過分布式電源裝置參與電力的削峰填谷，實現電力用戶單一被動的消費者到電網運行控制的參與者的轉變。

2.2 智能輸電網絡的建設

智能輸電網絡是進行電力傳輸的主要方式，影響了電力發(fā)電和用電的平衡供需，是電力系統(tǒng)安全運行的前提?，F在我國的智能電網輸電網絡存在輸電阻塞、損耗率高和維護不便等問題，改善這一現狀，可以從以下方面進行：

①潮流控制技術。解決輸電阻塞的一個行之有效的方法就是應用先進的潮流控制技術，先進的潮流控制技術實現了信息化技術的應用，例如高級的FACTS和HVDC設備，可以有效的對網絡潮流進行控制。

②降低輸電損耗。智能電網中輸電網絡中的一個重要的問題就是電力能源傳輸損耗，我國電力能源的傳輸損耗可以通過降低線路損耗和分攤網絡損耗進行。我國現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，可以通過特高壓技術和超導高溫技術實現，進行遠距離的電能傳播。利用智能的無功控制設備也可以實現減少輸電線路損耗的目的。

③監(jiān)測設備運行。智能電網的設備檢測，應用由智能傳感器組成的傳感網絡進行，可以實現輸電網絡的恢復。分布式傳感器的作用在于對線路參數、桿塔的機械強度、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行測量。利用傳感器監(jiān)測輸電運行設備狀況和網絡節(jié)點中的參數，對輸電系統(tǒng)提前進行自動監(jiān)測和分析，發(fā)揮繼電保護的作用。

2.3 智能變電站的建設

①智能變電站的數字化。智能變電站的數字化平臺，可以實現變電站的自動化運行，進行變電站信息的智能測量。自動化運行是變電站獨立于控制中心和其它變電站的運行，可以進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備實現自動運行。智能變電站的數字化包括智能開關設備、寬頻道、高準確性和較低的維護成本等特點，可以加快智能裝置的開發(fā)和應用。

②智能變電站的信息化。智能變電站是具有獨立的局域網和恢復能力的通信網絡，需要一個平臺對有線和無線的通線應用進行容納，對數據的信息采集、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傳統(tǒng)的一次回路進行替換，連接變電站層、間隔層和過程層，實現智能變電站的統(tǒng)一通信。

以全球定位系統(tǒng)為基礎的PMU的試驗成功，完成了電力系統(tǒng)的同步相量測量。在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應用，在智能電網中形成了WAMS。在高速通信網絡中應用WAMS，可以在廣域電網運行中對在線同步測量和相量數據進行匯總，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，為電力在線同步監(jiān)測提供條件。遠程終端單元不適合智能變電站的發(fā)展要求，應用PMU進行替換，通過GPS對變電站的測量參數進行統(tǒng)計和分析，才能提高變電站運行的可靠性和穩(wěn)定性。在智能感應器或者智能測量單元中實現變電站信息數據的計算，可以減少通信的數據流量。智能變電站具有一定的數據管理作用，具有較高的可視化水平。

3 結 語

電網的智能化發(fā)展是對多種高級技術的應用，具有智能監(jiān)測技術、智能仿真和高級計算技術等功能。智能監(jiān)測技術可以提高系統(tǒng)實時數據、用戶用電、可再生能源發(fā)電等信息的準確性，智能仿真和高級計算技術，可以對電力系統(tǒng)的運行狀況進行準確的監(jiān)測，對會發(fā)生的安全故障進行預測，實現對系統(tǒng)的運行和用戶用電方式的優(yōu)化。

參考文獻：

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