1智能電網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)是指以電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等環(huán)節(jié)做對象，并不斷研發(fā)新的控制、信息及管理技術(shù)等，且使以上技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電到用電等環(huán)節(jié)信息的共同交流，最終實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)、輸送及使用等方面的優(yōu)化。結(jié)合我國的實(shí)際國情提出了構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，通過以特高壓電網(wǎng)作為主要網(wǎng)架，使各級電網(wǎng)共同發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”為一體的智能電網(wǎng)，對保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行及降低能耗、提高效果具有重要的意義。

2建設(shè)智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

作為未來智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，靈活、堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是建筑智能電網(wǎng)的關(guān)鍵。由于我國能源分布和能源需求分布失衡。因此，不管是考慮當(dāng)前，還是考慮未來要滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力的需求，都需要走大規(guī)模、遠(yuǎn)距離的輸電道路。通過特高壓輸電，能有效提升輸送容量及降低損耗，對節(jié)約投資、保護(hù)環(huán)境等方面具有重要的意義。但如何優(yōu)化特高壓線路及對各級電網(wǎng)的規(guī)劃、特高壓電網(wǎng)和各級電網(wǎng)之間的銜接及一次、二次系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)發(fā)展等問題需要進(jìn)一步解決。

2.2通信系統(tǒng)集成技術(shù)

智能電網(wǎng)必須具備可靠的監(jiān)視及系統(tǒng)分析能力，也就是具備對故障早期征兆的識別、預(yù)判能力及對存在擾動(dòng)發(fā)出信號的能力。智能電網(wǎng)也必須要進(jìn)行不斷的整合與集成，以為電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)行等方面提供實(shí)時(shí)、有效的信息服務(wù)。因此，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，要全面運(yùn)用電纜、光纖、無線通信及電力線載波等寬帶通信網(wǎng)。通過進(jìn)行系統(tǒng)集成技術(shù)，是保證電網(wǎng)的正常、安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.3高級計(jì)量體系及需求側(cè)管理

智能電網(wǎng)需要全方位掌握用戶的實(shí)際用電規(guī)律，以進(jìn)行有效的規(guī)劃，保證需求與供應(yīng)之間的平衡。由于智能電表與其相連的通信系統(tǒng)可組成一個(gè)先進(jìn)的計(jì)量系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對用戶的遠(yuǎn)程監(jiān)測、用戶側(cè)管理及分時(shí)電價(jià)管理，其需求側(cè)管理目標(biāo)如圖1。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電表除了原有的電流計(jì)量功能，還可作為互聯(lián)網(wǎng)路由器使用，使電力部門能以智能電表的終端用戶作為前提，從而實(shí)現(xiàn)通信及寬帶等整合。

2.4智能調(diào)度技術(shù)

智能調(diào)度是指對當(dāng)前調(diào)度控制中心功能的有效擴(kuò)展，該技術(shù)也是智能電網(wǎng)未來的發(fā)展方向。智能調(diào)度的目的是建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)及一體化技術(shù)，以起到協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)保護(hù)控制、穩(wěn)定控制、緊急控制、解列控制及恢復(fù)控制等綜合防御體系。智能調(diào)度的重點(diǎn)就在于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的決策指揮，其目的是為了預(yù)防電網(wǎng)出現(xiàn)大面積的故障，避免出現(xiàn)大面積停電現(xiàn)象。智能調(diào)度所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾點(diǎn)：(1)系統(tǒng)快速仿真與模擬技術(shù);(2)智能預(yù)警技術(shù);(3)調(diào)度決策可視化技術(shù);(4)智能數(shù)據(jù)挖掘技術(shù);(5)預(yù)防控制技術(shù);(6)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)。而且，應(yīng)急指揮系統(tǒng)與配電自動(dòng)化等技術(shù)也是智能調(diào)度技術(shù)中的重要組成部分。

2.5電力電子設(shè)備

電力電子技術(shù)能在智能電網(wǎng)中的發(fā)電、輸電、配電及用電等環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用。目前，電力系統(tǒng)所采用的電子裝置都為全控型大功率電力電子器件、高性能的大功率變流器拓?fù)浼癉SP全數(shù)字控制技術(shù)等。通過應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，大大推進(jìn)我國電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)的全面建設(shè)。

2.6分布式能源接入技術(shù)

分布式能源可劃分為分布式發(fā)電與分布式儲(chǔ)能，在一些發(fā)達(dá)國家得到全面的運(yùn)用。其中，分布式發(fā)電技術(shù)還涉及到以下技術(shù)：(1)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù);(2)太陽能光伏發(fā)電技術(shù);(3)燃料電池技術(shù);(4)風(fēng)力發(fā)電技術(shù);(5)海洋能發(fā)電技術(shù);(6)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù);(7)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)等。而分布式儲(chǔ)能裝置則涵蓋蓄電池、飛輪及超導(dǎo)儲(chǔ)能等。隨著現(xiàn)代電網(wǎng)中的風(fēng)電接入量越來越多，風(fēng)力發(fā)電廠對電場的動(dòng)態(tài)模型及計(jì)算速度的要求越來越高。而且，風(fēng)能、太陽能等分布式能源均具有一定的波動(dòng)性與間歇性，容易影響到電力系統(tǒng)的可靠供電。

3智能電網(wǎng)的建設(shè)策略

3.1全面發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)

對于智能電網(wǎng)建設(shè)而言，全面發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)能有效促進(jìn)其發(fā)展。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，其模式是一種從生產(chǎn)到傳輸再到使用的單一模式，在一定程度上限制了其發(fā)展。在智能電網(wǎng)建設(shè)中，通過應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)，以增設(shè)一個(gè)電能的“存儲(chǔ)”環(huán)節(jié)。通過應(yīng)用該存儲(chǔ)技術(shù)，能有效提高電網(wǎng)的使用性能，而且還對可再生資源與分布式發(fā)電的全面應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢，既可以起到技術(shù)支撐的作用，還可以增加電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用選擇。同時(shí)，在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，其對儲(chǔ)能裝置的要求比較高，必須具備以下條件：(1)響應(yīng)速度要快;(2)能量密度比較大，即可以以較小的體積提供比較大的能量;(3)功率密度較大，即可以為系統(tǒng)功率出現(xiàn)突變時(shí)提供的補(bǔ)償功率;(4)耐溫性能較好，可以很好地適應(yīng)一些高溫、低溫等復(fù)雜環(huán)境;(5)儲(chǔ)能效率比較高;(6)儲(chǔ)能量比較大，即可以滿足峰谷的調(diào)節(jié)及有效適應(yīng)可再生能源在短期性與晝夜變化的相應(yīng)要求。

3.2全面發(fā)展分布式智能電網(wǎng)

分布式智能電網(wǎng)是指靠近電力用戶構(gòu)建的一種小型發(fā)電機(jī)組、微型電網(wǎng)及儲(chǔ)能系統(tǒng)，且能實(shí)現(xiàn)和外部電網(wǎng)的有效互聯(lián)。而且這部分小型發(fā)電機(jī)組可以是各不相同的，能有效運(yùn)用太陽能、水能及風(fēng)能等可再生資源。在接入分布式電源后，原有的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)還可保持不變，在一定程度上減小了輸、配電網(wǎng)運(yùn)行及升級時(shí)所需要的投資成本。另外，通過接入分布式電源，還能有效改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量及運(yùn)行可靠性等。因此，通過全面發(fā)展分布式智能電網(wǎng)，不僅能有效提高可再生資源的利用效率，還能有效提高電網(wǎng)在運(yùn)行過程中的安全、穩(wěn)定及可靠性。

4堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢

目前，我國還處于工業(yè)化發(fā)展階段，對電力裝機(jī)設(shè)備的需求量還非常之大，且由于我國資源的分布與消耗呈現(xiàn)逆向形式。因此，在我國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)(如圖3所示)的建設(shè)中，其發(fā)展的目標(biāo)如下：(1)優(yōu)化我國的資源配置，有效解決能源資源分布與消耗呈現(xiàn)逆向的問題;(2)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，促進(jìn)可再生資源的可持續(xù)發(fā)展;(3)促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展，提升電力企業(yè)的市場競爭力;(4)有效滿足用戶的需求，提升服務(wù)質(zhì)量;(5)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與資源的可持續(xù)發(fā)展。目前，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)明確，將加快對特高壓骨干網(wǎng)架的全面建設(shè)，在促進(jìn)各級電網(wǎng)共同發(fā)展的前提下，同時(shí)就發(fā)電、輸電、用電及調(diào)度等環(huán)節(jié)進(jìn)行智能化的建設(shè)，并分階段進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，預(yù)計(jì)在2020年，在我國將建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

5結(jié)束語

綜上所述，通過對電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，能有效優(yōu)化資源的配置，并能實(shí)現(xiàn)可再生能源的合理接入，對提高資源的利用效率及提高電能質(zhì)量、供電穩(wěn)定性等具有重要的意義。而在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中，不僅要全面考慮當(dāng)前的發(fā)展情況，還要對其發(fā)展前景進(jìn)行考慮，只有這樣，才能全面建設(shè)統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

作者：邢迪 工作單位：廣東電網(wǎng)公司佛山供電局