全球能源互聯(lián)網(wǎng)下，智能電網(wǎng)建設(shè)急速前進(jìn)。當(dāng)前我國(guó)大力發(fā)展智能電網(wǎng)，目的是要進(jìn)一步提高電網(wǎng)接納和優(yōu)化配置多種能源能力，同時(shí)推動(dòng)清潔能源、分布式能源的科學(xué)利用，全面構(gòu)建安全、高效、清潔的現(xiàn)代能源保障體系，并帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源科技和裝備水平的全面提升。小編今天帶您扒一扒智能電網(wǎng)的亮點(diǎn)。

 

一、中國(guó)智能電網(wǎng)基本特征及技術(shù)進(jìn)展

 

電能在當(dāng)前社會(huì)不可或缺，然而從發(fā)電到電能的分配使用是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，不但要消耗大量資源，還要有足夠的財(cái)力和先進(jìn)的技術(shù)支持。隨著社會(huì)各方面用電量的增加，對(duì)電能質(zhì)量、環(huán)保、成本等因素也更為重視，現(xiàn)有的電網(wǎng)模式效率低，不安全因素較多，難以滿(mǎn)足新世紀(jì)人們的用電需求。智能電網(wǎng)以集成高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用多種高新技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，能夠真正實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、高效、穩(wěn)定、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性，是今后的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)智能電網(wǎng)應(yīng)用時(shí)間較短，優(yōu)勢(shì)也未能得到充分發(fā)揮，前景廣闊還需進(jìn)一步研究。

 

1.智能電網(wǎng)的自動(dòng)化

 

自動(dòng)化可代替大部分人工操作，進(jìn)而提高工作效率，減少失誤。配電自動(dòng)化和調(diào)度自動(dòng)化在過(guò)去較為常見(jiàn)，配電是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到用戶(hù)是否能夠正常用電，而配電自動(dòng)化則融合了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸多種技術(shù)，使得電能質(zhì)量和供電可靠性明顯提升，為客戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。同時(shí)還能夠節(jié)約成本。國(guó)外最初實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)抄表和線(xiàn)路故障自動(dòng)隔離，之后再計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)下，逐漸形成了配電自動(dòng)化、配電管理和用戶(hù)自動(dòng)化的綜合自動(dòng)化技術(shù)。我國(guó)在此方面相對(duì)落后，在上世紀(jì)90年代中后期才對(duì)配電自動(dòng)化有所涉及，目前水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還有一段差距。

 

調(diào)動(dòng)自動(dòng)化以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)東技術(shù)為核心，具有狀態(tài)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)調(diào)度等功能，解決了早期用電話(huà)指揮時(shí)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，有利于提高電網(wǎng)運(yùn)行管理水平，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。該技術(shù)已經(jīng)歷了三代，第四代技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用。

 

智能電網(wǎng)的自動(dòng)化也存在有弊端：調(diào)度側(cè)智能專(zhuān)家系統(tǒng)還不完善，未完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，且控制和輔助決策系統(tǒng)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);廠站自動(dòng)化水平遠(yuǎn)低于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家;雖然控制系統(tǒng)種類(lèi)繁多，但彼此間缺少聯(lián)系，協(xié)調(diào)性較差;PID控制技術(shù)難以滿(mǎn)足越來(lái)越高的要求。所以在今后要統(tǒng)一各控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行規(guī)范化建設(shè)。積極研究智能控制方法，盡量減少人工操作;可從國(guó)外學(xué)習(xí)技術(shù)并借鑒其成功經(jīng)驗(yàn)。

 

2.智能電網(wǎng)的信息化

 

在信息化社會(huì)，信息化技術(shù)滲透于各個(gè)方面，電網(wǎng)信息化主要涉及兩大方面：一是企業(yè)管理，不管是電能計(jì)量、信息管理，還是資源管理、市場(chǎng)調(diào)查，都需要及時(shí)獲取足夠的所需信息，而電網(wǎng)信息化則實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn);二是電力生產(chǎn)控制，包括能量管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)等。在通信硬件方面，質(zhì)量性能也不斷提升，上世紀(jì)70、80年代多是電力線(xiàn)載波和模擬微波，而如今則發(fā)展成光纖、衛(wèi)星、無(wú)線(xiàn)、數(shù)字微波等，效率和安全性能明顯提升，覆蓋范圍更廣。十一五后，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司將SG186信息化工程作為重點(diǎn)工作，先后涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀工程項(xiàng)目，是我國(guó)電力信息化時(shí)代的一件大事。其實(shí)，我國(guó)自上世紀(jì)60年代，就開(kāi)始了電力工業(yè)信息化建設(shè)，受當(dāng)時(shí)條件限制，主要體現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)變電站，以及電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。隨著計(jì)算機(jī)、信息化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，更多高新技術(shù)相繼應(yīng)用于電力行業(yè)。

 

然而電力信息化建設(shè)過(guò)程并非一帆風(fēng)順，我國(guó)在此方面信息集成度較低，易出現(xiàn)信息孤島，企業(yè)間缺少交流。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，在信息采集和設(shè)備上投入過(guò)多，疏忽了信息整理，利用率較低，而且企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)經(jīng)常和管理系統(tǒng)脫節(jié)。這就要求必須盡快統(tǒng)一行業(yè)內(nèi)信息化標(biāo)準(zhǔn)，建立起完善的電力信息平臺(tái)，并對(duì)各平臺(tái)加以整合，進(jìn)行集中化管理。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)信息充分利用，進(jìn)行深度挖掘，并促進(jìn)生產(chǎn)控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)的結(jié)合。

 

3.智能電網(wǎng)的數(shù)字化

 

信息是無(wú)形的，如何用一個(gè)容易度量的方法去理解信息十分關(guān)鍵。數(shù)字化則將信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，方便人們更加直觀地了解信息。而同時(shí)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行都是靠數(shù)字來(lái)完成的可以說(shuō)，數(shù)字化是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。電網(wǎng)數(shù)字化在國(guó)外在上世紀(jì)就已出現(xiàn)，我國(guó)本世紀(jì)初才提出數(shù)字電力系統(tǒng)的概念，能夠以數(shù)字對(duì)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況，以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、人員組成等進(jìn)行詳細(xì)的描述。電力數(shù)字化主要涉及以下兩方面：一是與企業(yè)信息化建設(shè)相適應(yīng)，用數(shù)字表現(xiàn)企業(yè)的環(huán)境和管理水平;二是與自動(dòng)化建設(shè)相關(guān)，即以數(shù)字仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)。

 

我國(guó)目前電網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)中存在的問(wèn)題有：缺少系統(tǒng)外的信息，如風(fēng)力、光照等，相關(guān)的數(shù)學(xué)模型也較少;調(diào)度側(cè)高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)成熟，，但標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，而廠站側(cè)數(shù)字化建設(shè)跟不上調(diào)度側(cè)發(fā)展速度。今后除了電力系統(tǒng)，還需考慮公共服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)地質(zhì)、天氣等方面加以重視，并構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以更好地指導(dǎo)數(shù)字化建設(shè)。此外要加快廠站數(shù)字化進(jìn)程，而對(duì)于調(diào)度側(cè)，則應(yīng)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。

 

4.智能電網(wǎng)的互動(dòng)化

 

隨著科技水平的進(jìn)步，發(fā)電與電網(wǎng)之間存在了互動(dòng)的可能。智能電網(wǎng)的產(chǎn)生就是為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與發(fā)電之間，電網(wǎng)與用戶(hù)之間的互動(dòng)?；?dòng)是為了增加信息透明度，協(xié)調(diào)三者之間的復(fù)雜關(guān)系，使管理起來(lái)變得更簡(jiǎn)單容易，并達(dá)到電力工業(yè)的效益最大化。目前也存在一些問(wèn)題，如電力市場(chǎng)的透明度不高，破壞了電力競(jìng)爭(zhēng)中公平、公正的原則，電力系統(tǒng)還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)互動(dòng)化過(guò)程，今后還需進(jìn)一步完善;可再生能源發(fā)電的裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，但是目前對(duì)可再生能源發(fā)電并網(wǎng)的相研究相對(duì)滯后，未來(lái)還需繼續(xù)努力，也可從國(guó)外借鑒成功經(jīng)驗(yàn)。

 

建立智能電網(wǎng)是一個(gè)浩大的歷史性工程。雖然目前我國(guó)很多復(fù)雜的智能電網(wǎng)項(xiàng)目正在進(jìn)行中，但缺口仍然很大。政府提出將在這期間完成三縱三橫一環(huán)網(wǎng)的構(gòu)建，而且政府不只是在政策上支持電網(wǎng)的發(fā)展，同時(shí)也在努力從財(cái)政上支持電力行業(yè)的發(fā)展，每年對(duì)電力事業(yè)的投入金額都非常巨大，為完成上述工程政府就投入了將近3000億人民幣，由此可見(jiàn)，政府對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展是非常重視的。在這種政策和資金的支持下，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的智能化水平以及運(yùn)行效率等都會(huì)有很大的推動(dòng)作用，有助于電力行業(yè)效率的提升。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和普及，我國(guó)電力行業(yè)的供電量和輸電能力也確實(shí)在大幅度上升，以適應(yīng)人們對(duì)供電量日益增長(zhǎng)的需求，智能電網(wǎng)的發(fā)展為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了非常巨大的貢獻(xiàn)。

 

二、智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化功能

 

1.實(shí)時(shí)信息采集功能

 

智能調(diào)度自動(dòng)化的實(shí)時(shí)信息采集部分通過(guò)廣域測(cè)量技術(shù)，利用PMU全面測(cè)量電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、相位、功率及開(kāi)關(guān)量等多種參量，同時(shí)也會(huì)收集電廠相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)(如煤耗、脫硫、煙氣、供熱等)以及并非電力系統(tǒng)的參量但對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)影響的氣溫、雷暴、降水、風(fēng)力等數(shù)據(jù)，為綜合分析電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)提供海量數(shù)據(jù)支撐。

 

2.析與評(píng)估功能

 

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的分析與評(píng)估部分在正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該可以輔助調(diào)度員更清晰的了解電網(wǎng)運(yùn)行狀況，采用可視化技術(shù)，將對(duì)調(diào)度員提供電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，包含設(shè)備備用容量及運(yùn)行情況，符合分布狀況，電網(wǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析、大電網(wǎng)運(yùn)行潛力分析、電網(wǎng)運(yùn)行方式安排，保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的整定計(jì)算、對(duì)低頻振蕩的監(jiān)視與告警。對(duì)電網(wǎng)故障的智能告警等。同時(shí)也應(yīng)提供教學(xué)培訓(xùn)功能如專(zhuān)業(yè)及調(diào)度人員的培訓(xùn)和考核、反事故演習(xí)等。在發(fā)生故障時(shí)，由于以下四個(gè)原因要求智能調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)分析與評(píng)估部分能夠協(xié)調(diào)系統(tǒng)安全與經(jīng)濟(jì)給出故障處理及恢復(fù)決策方案建議。

 

1)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)迅速變化給調(diào)度員施加很大壓力;

 

2)國(guó)外有研究顯示，當(dāng)調(diào)度員承受的壓力超過(guò)臨界值后其反應(yīng)速度會(huì)急劇下降;

 

3)有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度員退休或變更崗位導(dǎo)致在調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)工作經(jīng)驗(yàn)無(wú)法完全傳承下去;

 

4)個(gè)體差異導(dǎo)致值班調(diào)度員的技能水平會(huì)有波動(dòng)。

 

3.調(diào)控及管理功能

 

調(diào)控功能是指調(diào)整控制電網(wǎng)的運(yùn)行方式，包含對(duì)分布式能源的調(diào)度、用電負(fù)荷控制、自動(dòng)發(fā)電控制、小水電及新能源并網(wǎng)控制、無(wú)功電壓控制、電網(wǎng)頻率控制、二次設(shè)備控制、新設(shè)備啟動(dòng)控制等。管理功能指通過(guò)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)中眾多的調(diào)度生產(chǎn)資料及管理資料(如：供用電計(jì)劃、風(fēng)力預(yù)測(cè)、水情預(yù)報(bào)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、檢修計(jì)劃管理、并網(wǎng)協(xié)議管理、網(wǎng)站管理及信息發(fā)布、電網(wǎng)原始參數(shù)管理、檢修計(jì)劃管理、發(fā)電計(jì)劃、輔助服務(wù)管理、網(wǎng)損管理、運(yùn)行值班管理、電網(wǎng)前期管理以及其他各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理等)進(jìn)行統(tǒng)一管理，避免信息孤島的產(chǎn)生，提高管理效率，為各種決策提供全面信息參考。