智能電網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)問題研究

祝清斌

摘要：本文主要介紹了智能電網(wǎng)的設(shè)計理念，主要特征和現(xiàn)在普通電網(wǎng)的差異性;總結(jié)了智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，通過對智能控制中心，智能線路和智能變電站，智能需求側(cè)管理等四個方向?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的實現(xiàn)進(jìn)行分析;最后闡述了智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，希望對我國未來電網(wǎng)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);相關(guān)問題;發(fā)展方向

1 關(guān)鍵技術(shù)

在智能電網(wǎng)的實現(xiàn)過程中，主要有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行支撐：

1.1 電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)

在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，要具備靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要想實現(xiàn)智能電網(wǎng)的運行，就必須將電網(wǎng)一次設(shè)備作為物理基礎(chǔ)進(jìn)行研發(fā)。

1.2 參數(shù)測量技術(shù)

在智能電網(wǎng)中，要想獲取信息，參數(shù)測量技術(shù)是不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)之一，利用參數(shù)測量技術(shù)在研究中獲得希望的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)利用一定的方式轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息方便供電系統(tǒng)的使用。

1.3 通信技術(shù)

對智能電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和保護(hù)控制的過程中，都需要利用通信系統(tǒng)作為支持。要想智能電網(wǎng)成為實時信息和動態(tài)交換交互的基礎(chǔ)設(shè)備，就必須利用通信系統(tǒng)建立高速，實時，雙向的通路。

1.4 信息管理系統(tǒng)

在智能電網(wǎng)中，信息管理系統(tǒng)主要分為四個方面：（1）采集與處理;（2）信息分析;（3）信息顯示;（4）信息安全。

1.5 智能調(diào)度技術(shù)

在智能電網(wǎng)實現(xiàn)的過程中，作為重要的環(huán)節(jié)，智能調(diào)度技術(shù)提到了關(guān)鍵的作用，在適應(yīng)大電網(wǎng)和特高壓的運行管理中，必須對調(diào)度技術(shù)進(jìn)行深刻的研究。

1.6 分布式能源接入技術(shù)

DER，所謂分布式電源，包含小型水電站，光伏電源，燃料電池和大多數(shù)的儲能裝置等。我國大多數(shù)的DER都有相近的負(fù)荷中心，對于供電可靠性的提高有一定的作用，所以，分布式電源得到了廣泛采用。我國的分布式電源一般集中在低壓配電網(wǎng)，改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特點，利用新的保護(hù)方案對電壓控制技術(shù)和儀表顯示來滿足分布式電源的需要。在進(jìn)行配電的過程中，將分布式電源對接到電網(wǎng)中，進(jìn)行協(xié)調(diào)使用，一方面擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)效益，另一方面為我國的電網(wǎng)提升了靈活性，在電網(wǎng)收到強(qiáng)烈的外在影響的時候，可以向用電戶提供緊急電源。

2 智能電網(wǎng)相關(guān)研究

在智能電網(wǎng)的各項功能上，需要將各個環(huán)節(jié)進(jìn)行把控：

2.1 控制中心

所謂智能控制中心，實際上就是將管理系統(tǒng)和配電網(wǎng)相結(jié)合，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，可以實現(xiàn)以下功能：預(yù)測功能，操作平臺，分析功能，調(diào)度功能，預(yù)警功能，決策功能等。本小節(jié)對七個功能進(jìn)行詳細(xì)分析：

（1）可視化互操作平臺。利用多媒體技術(shù)將該平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，在電壓，功率和頻率上進(jìn)行信息整理，實現(xiàn)“源端維護(hù)，全網(wǎng)共享”的智能控制。

（2）預(yù)測功能。根據(jù)高性能和通信系統(tǒng)和信息處理技術(shù)，聯(lián)合氣象部門和水利部門，對于負(fù)荷和大規(guī)模的能源開發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測。

（3）智能調(diào)度。在該功能中，主要包含數(shù)據(jù)管理和電網(wǎng)調(diào)度和協(xié)調(diào)等。數(shù)據(jù)管理需要對基礎(chǔ)信息進(jìn)行整合;電網(wǎng)調(diào)度需要根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)化決策;電網(wǎng)協(xié)調(diào)是通過一系列的手段進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào);信息披露是在合理合法的前提下，對于發(fā)電計劃和成本情況進(jìn)行準(zhǔn)確的披露。

（4）分析功能。首先，使用先進(jìn)的測量技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)行信息的獲取;然后進(jìn)行建模分析，對當(dāng)前的供電狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)度。

（5）核對功能。在智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)中都需要進(jìn)行精準(zhǔn)的核對，分為智能整定和在線校核兩個方面，利用智能整定可以保護(hù)定制計算和管理工作。

（6）預(yù)警功能和決策功能。在電網(wǎng)在線監(jiān)控的過程中，可以實現(xiàn)預(yù)警功能，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)警。

（7）鏡像備用功能。在一些特殊的電網(wǎng)情況中，控制中心會受到一些外來因素的影響失去功能，在這種情況下需要建立一定的鏡像備用，代替控制中心進(jìn)行電網(wǎng)控制。

2.2 智能變電站

智能變電站，可以完成信息的采集和測量等工作，還可以實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)和自動控制等先進(jìn)的功能，同時可以對用電和輸電情況進(jìn)行一體化的監(jiān)控，核驗設(shè)備的檢修期，完成對智能設(shè)備的管理。如下圖所示，智能變電站可以實現(xiàn)深層次的信息采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。

2.3 智能線路

電力輸送的通道是智能電網(wǎng)的重要途徑，其地域分布廣泛，受外力影響的機(jī)會較大，所以，對智能線路的管理和維護(hù)也是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵問題所在。

2.4 智能需求側(cè)管理

本小節(jié)主要介紹自動需求響應(yīng)，能效電廠，遠(yuǎn)程能耗監(jiān)測和能效診斷。

2.4.1 自動需求響應(yīng)

本體系包括智能電表和通信，數(shù)據(jù)等三個系統(tǒng)。借助這三個系統(tǒng)，可以實現(xiàn)智能需求側(cè)管理的響應(yīng)。例如，雙向?qū)崟r通信。

2.4.2 能效電廠

將一個區(qū)域內(nèi)的額分布式電廠進(jìn)行合并，形成一種虛擬電廠。

2.4.3 遠(yuǎn)程能耗監(jiān)測和能效診斷

利用以上方式可以自動編制診斷報告，為我國的用戶提供節(jié)能方面的參考意見。

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