電力智能系統(tǒng)的信息化作用及發(fā)展趨勢(shì)

唐強(qiáng)++高鴻鵠

摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)電力的需求也越來越具體化。電力智能系統(tǒng)是通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的各種電力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，可極大地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。本文就從電力智能系統(tǒng)信息化入手，對(duì)智能電力系統(tǒng)與信息化相輔相成的關(guān)系進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù) 電力 智能化 管理 效率

1 概述

智能電網(wǎng)雖然主題是“電網(wǎng)”，但實(shí)際上是一個(gè)非常綜合的領(lǐng)域，是通信、材料、控制、計(jì)算機(jī)等相關(guān)的前沿技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)的融合和統(tǒng)一，為的是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的幾大要求：安全可靠、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、開放互動(dòng)等。中國的智能電網(wǎng)技術(shù)研究起步較晚，但發(fā)展迅速，隨著各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，發(fā)展智能電網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)形成共識(shí)。智能電網(wǎng)的發(fā)展，說明信息化與工業(yè)化的融合將是不可阻擋的趨勢(shì)。未來社會(huì)，信息化將無處不在。只有具備信息化、智能化功能的產(chǎn)品，才是真正高效的產(chǎn)品。對(duì)企業(yè)來說，通過創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)出高科技產(chǎn)品，才有更強(qiáng)的市場競爭力。

2 未來智能電網(wǎng)建設(shè)方面新技術(shù)應(yīng)用

未來能源電力結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型對(duì)配電系統(tǒng)發(fā)展的影響更為顯著，其中配電網(wǎng)運(yùn)行的外部環(huán)境有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)：①大量電動(dòng)汽車充放電設(shè)施將會(huì)接入配電系統(tǒng)；②分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)與微網(wǎng)將會(huì)在配電系統(tǒng)中大規(guī)模存在；③能源消費(fèi)模式將會(huì)因用戶與配電系統(tǒng)間靈活互動(dòng)機(jī)制的建立而改變；④配電系統(tǒng)將會(huì)成為電力、能源、信息綜合服務(wù)的綜合技術(shù)平臺(tái)；⑤先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)將在配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

基于上述電網(wǎng)和電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的判斷以及建設(shè)第三代電網(wǎng)的需求，提出近期必須開展研究的10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域：①大規(guī)模新能源與可再生能源電力友好接入技術(shù)（含分布式）；②大容量輸電技術(shù)；③先進(jìn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；④電力通信與信息技術(shù)；⑤大容量儲(chǔ)能技術(shù)；⑥新型電力電子器件及應(yīng)用技術(shù)；⑦電網(wǎng)先進(jìn)調(diào)度、控制與保護(hù)技術(shù)；⑧電力系統(tǒng)先進(jìn)計(jì)算仿真技術(shù)；⑨智能配電網(wǎng)和微網(wǎng)技術(shù)；⑩智能用電技術(shù)。

未來電網(wǎng)發(fā)展模式、新型輸電方式和輸電線路、超導(dǎo)電力及其發(fā)展前景、未來電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)、新型電力電子技術(shù)器件和裝備、新型輸變電裝備技術(shù)等內(nèi)容展開。這些新技術(shù)的發(fā)展將對(duì)未來電網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

3 電力信息化對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要影響

3.1 信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng) 電力物聯(lián)網(wǎng)是電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。環(huán)境壓力、電力負(fù)荷的高速增長、設(shè)備的老化、投資改造資金的困局主要是由于新能源的快速發(fā)展、分布式能源的日益普及、經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致的。這些都促使電力行業(yè)探索更新更好的發(fā)展模式。而剛剛出現(xiàn)的電力物聯(lián)網(wǎng)正好迎合了電力行業(yè)這一需求，率先發(fā)展起來的智能電網(wǎng)，其核心在于構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集電網(wǎng)和用戶用電信息，將電能輸送給終端用戶采取最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式，對(duì)電能實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的配置與利用，使電網(wǎng)運(yùn)行的能源利用效率和可靠性得到了很大的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化之后，每年在配電、輸電、用電等環(huán)節(jié)即可節(jié)約5%至10%的電力資源，節(jié)省價(jià)值近2000億元人民幣。智能電網(wǎng)的信息化、互動(dòng)化和自動(dòng)化是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的承載和實(shí)施者。未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定、高效是一大問題，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控和一體化集成聯(lián)動(dòng)并降低智能變電站的綜合管理成本。

3.2 4G有效支撐智能電網(wǎng)建設(shè) 智能電網(wǎng)雙向互動(dòng)、實(shí)時(shí)高帶寬營銷互動(dòng)的業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的2G、3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以支撐，而4G可實(shí)現(xiàn)更多的互動(dòng)，如用電雙向互動(dòng)、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)有效互動(dòng)、營銷辦公及時(shí)互動(dòng)。多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)是4G系統(tǒng)的主要組成部分，3G上網(wǎng)的速度不及4G的十分之一，4G具有更多更強(qiáng)的性能，其具備高速移動(dòng)無線信息存取、三維圖像高質(zhì)量傳輸?shù)裙δ埽踩愿摺?008年，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)工作由國家電網(wǎng)公司開始全面推行，由于信息通信對(duì)智能電網(wǎng)的強(qiáng)大影響力，國家電網(wǎng)公司新一代電力信息通信網(wǎng)絡(luò)的研究與建設(shè)就由此開始了。不久之后，國網(wǎng)信息通信分公司在4G電力行業(yè)要進(jìn)行只能配用電網(wǎng)符合通信技術(shù)的研究，主要包括安全監(jiān)控、輸電效率、計(jì)量及用戶交互的傳感器網(wǎng)絡(luò)研發(fā)與應(yīng)用驗(yàn)證，并根據(jù)已獲國家無線電監(jiān)測中心授權(quán)的230兆赫茲頻率資源，設(shè)計(jì)研發(fā)出采用4G體制設(shè)計(jì)的230兆赫茲電力無線通信系統(tǒng)。2011年，230兆赫茲電力無線通信系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證工作被國家電網(wǎng)公司在海鹽縣供電公司完成。2012年2月，中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行鑒定，高度評(píng)價(jià)了該技術(shù)，是一項(xiàng)具有創(chuàng)新性的應(yīng)用，首次在國際上應(yīng)用的新型230兆赫茲電力無線通信系統(tǒng)從智能電網(wǎng)應(yīng)用需求出發(fā)。智能電網(wǎng)配用電側(cè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用的適應(yīng)性及可行性已經(jīng)通過實(shí)際應(yīng)用全面驗(yàn)證，在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值！

3.3 支撐廣泛互聯(lián)的城市公共服務(wù) 作為新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)接最終用戶的載體的智能電網(wǎng)，由此形成的服務(wù)產(chǎn)品將使傳統(tǒng)的“電力”商品實(shí)現(xiàn)根本性的升級(jí)，所衍生的服務(wù)模式將成為全新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。這一革命無疑將從根本上改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞯姆椒矫婷妗Ｖ腔鄢鞘械闹匾螒B(tài)是廣泛互聯(lián)。通過電力光纖構(gòu)建開放式光纖網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，注重支撐分布式能源、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施，提升電網(wǎng)智能化水平，服務(wù)智慧城市建設(shè)。國網(wǎng)上海電力目前已完成38.5萬戶覆蓋，其中成熟小區(qū)改造20萬戶，新建小區(qū)18.5萬戶。

3.4 智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要方向 由于智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)信息化在支撐了自動(dòng)化建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)入了智能化建設(shè)的新時(shí)代。基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，堅(jiān)強(qiáng)智能骨干通信網(wǎng)，高效、移動(dòng)協(xié)作平臺(tái)對(duì)ICT提出新的要求。我們相信，創(chuàng)新ICT方案更好地引領(lǐng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的。同時(shí)，大量電能在傳輸與配送環(huán)節(jié)被損耗掉，并沒有真正用于生產(chǎn)生活。因此，在能源短缺的今天降低線損、平衡負(fù)荷、提高電網(wǎng)效率變得越來越重要。如何通過先進(jìn)的ICT技術(shù)，來幫助電力企業(yè)構(gòu)筑“堅(jiān)強(qiáng)”、“智能”的電網(wǎng)成為信息化研究討論的重點(diǎn)是怎么通過先進(jìn)的ICT技術(shù)來幫助電力企業(yè)。endprint

有專家認(rèn)為，移動(dòng)性、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)是ICT的發(fā)展趨勢(shì)。一直致力于將領(lǐng)先的ICT技術(shù)運(yùn)用于電力行業(yè)場景，解決實(shí)際的業(yè)務(wù)問題的世界五百強(qiáng)的華為公司，比如已成功將4G LTE技術(shù)應(yīng)用于配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，無縫承載‘遙信、遙控、遙測三遙、計(jì)量自動(dòng)化、視頻監(jiān)控、移動(dòng)巡檢等業(yè)務(wù)，不僅解決了光纖難以覆蓋區(qū)域的配電終端通信需求，公網(wǎng)抄表成功率低的問題也得到了解決，極高的安全性和保密性也讓人更加滿意。為配電自動(dòng)化的規(guī)模推廣找到了一條經(jīng)濟(jì)可行之路。華為也成功將ASON抗多點(diǎn)失效、TDM與IP融合承載、超遠(yuǎn)距離無中繼傳輸?shù)认冗M(jìn)傳輸技術(shù)應(yīng)用于提升輸變電通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性與投資效率。在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，融合領(lǐng)先的寬帶PLC技術(shù)的新一代路由交換一體機(jī)由華為率先推出，為了給電力終端設(shè)備有效地接入物聯(lián)網(wǎng)提供方便，利用開放的M2M平臺(tái)、豐富的接口、實(shí)現(xiàn)智能表計(jì)、傳感器、控制器等的雙向高速互聯(lián)，為電力終端有效接入物聯(lián)網(wǎng)提供了通道。

4 結(jié)束語

綜上所述，信息化的應(yīng)用是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐，作為新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)接最終用戶的載體的智能電網(wǎng)，其所提供的電力流、信息流和業(yè)務(wù)流可以通過多種形式進(jìn)行再次“融合”，由此形成的服務(wù)產(chǎn)品將使傳統(tǒng)的“電力”商品實(shí)現(xiàn)根本性的升級(jí)，所衍生的服務(wù)模式將成為全新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。這一革命無疑將從根本上改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞯姆椒矫婷妗?/p>

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