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【摘 要】 智能电网是当前我国电力行业关注的重点。文章概述了智能电网的主要特点,分析了在运行中的问题和解决措施,并结合我国智能电网建设的实际对智能电网的发展趋势进行了展望。
【关键词】 智能电网;存在问题;发展趋势
引言:
随着市场化改革的推进、数字经济的发展、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格与国家能源政策的最新调整.电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密、电能质量水平要求逐步提高、可再生能源等分布式发电资源数量不断增加.气候变化初露端倪.传统网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(Smart Grid)的设想。实现对传统电网基础上的升级换代。
目前, 智能电网还处于初期研究阶段, 国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同, 不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式和理解,对智能电网进行研究和实践, 因此, 智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。
1.智能电网的概念
智能电网并非是一堆先进技术的展示.也不是一种着眼于局部的解决方案。智能电网是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础.通过引入通信、自动控制和其他信息技术.从实现对电力网络的改造.达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标。为了理解智能电网.需要站在全局性的角度观察问题.综合考虑智能电网的4个维度。即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现。
2.智能电网主要特征
●坚强性
在电网发生小扰动或大扰动故障时, 电网仍能保持供电能力, 而不发生大面积的停电事故; 在电网发生极端故障时, 仍能保证电网的安全运行; 二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。
●自愈性
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力;具有强大的预警控制系统和预防控制能力; 具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
●兼容性( Compatible)
能支持可再生能源的正确、合理地接入; 适应分布式发电和微电网的接入; 能使需求侧管理的功能更加完善; 实现与用户的交互和高效互动。
●经济性
支持火电和水火电联合经济运行; 支持电力市场和电力交易系统; 提供清洁和优质电力; 实现资源的合理配置; 降低电网损耗, 提高能源利用效率。
●集成性
实现电网信息的高度集成和共享; 采用统一的平台和模型; 实现标准化、规范化和精细化的管理。
●优化性
优化资产的利用率; 降低投资和运行维护成本。
3.智能电网运行中的问题
1).目前,对于智能电网缺乏完整准确的定义,没有统一标准,并且对智能电网的目的和发展方向模糊不清。
2).根据我国目前电网实践的科学和技术水平,以及智能电网的特点,要实现真正的智能电网,还有很多关键技术的研究没有得到解决。
3).按智能电网的特征,其对产品和设备的要求更高,不仅要求一次设备和二次设备的智能化,而且要能够在智能电网的发展中有自己的知识产权。
4).由于多年来“重发轻供”影响,配电网的骨架不够坚强,网架结构比较薄弱。另外,配网一次设备的需求仍然保持旺盛,其自动化水平很低,配电网新技术应用还有待提高。
5).目前我国用电的营销模式主要靠人工,相对来说比较落后,电网和用户之间的互动比较少,并且分布式电源的接入还没有得到解决,电网通信安全、监管、商业化应用、成本回收等风险较大。
6).传统的配电网只适用于单向潮流,难以适用于双向潮流,面临难以预测和控制等一系列问题。
4.解决措施
1) 制定智能电网标准体系。
2).提高在线检测检修输电线路的技术水平;输电线路采用大截面导线、新材料、新技术;采用柔性输电技术。
3).智能变电站安装先进的自动化装置,同时和电力调度互动。另外,建设及时准确的信息采集系统,制定比较先进的装备标准规范,提高包括一次設备在内的设备智能化。对于一次设备智能化低的方案有:制造一些智能化的一次设备;对于现有的设备来说可能给它们配备一些智能终端,实现一次设备的智能化。
5.智能电网的发展前景
5.1发电环节
重点解决的问题: 以国家能源发展战略为导向, 解决可再生能源(风电、光伏发电) 的接入、预测、监测、分析、控制问题, 提升可再生能源的机网协调运行水平。
建设目标:积极采用先进、高效的多元化发电技术, 实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化;实现机网信息的双向交换, 提高电网对发电侧的控制水平, 提高发电装备综合使用和能源利用效率, 促进节能降耗;强化电源支撑能力, 优化机组运行方式, 提升机网协调水平, 实现可再生能源有序接入, 保障电力系统安全稳定运行。
5.2配电环节
重点解决的问题: 配电网架薄弱; 配电自动化普及率实用化低; 分布式能源接入; 储能和电动汽车普及。
建设目标:建成高效、灵活、合理的配电网络, 配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力,配电网自愈取得突破;实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制;供电可靠性和电能质量显著提高;完成实用性配电自动化系统的全面建设, 全面推广智能配电网示范工程应用成果, 配电网主要技术装备达到国际领先水平。
5.3信息通信环节
信息环节建设目标: 建成系统化、层次化的架构; 形成信息高度融合、模型高度统一; 实现生产、运行、经营全价值链; 实现纵向贯通、横向贯穿、全网共享; 形成标准、完整、一致、安全的信息网络。通信环节建设目标: 实现时间同步和业务感知能力; 形成包容性强、接入灵活、即插即用; 实现有线和无线相结合; 构建公用通信网; 实现安全防护
6.结语
智能电网已为国际上众多国家能源决策部门及电力企业所认可。但基于不同的国情、出发点和认知, 对其的发展和实施内容上各具特色。中国建设统一坚强的智能电网, 必须遵循中国特色进行规划实施, 既要立足于目前处于发展期的现实, 又要兼顾未来成熟期的前景; 既要满足近期的需求, 又要适应未来的要求。对于国外发达国家目前关于智能电网的一些发展思想和技术思路, 我们应汲取其精华, 在中国智能电网建设的过程中结合国内特点, 实现跨越发展。
参考文献:
【1】 王成山, 王守相. 分布式发电供能系统若干问题研究[ J]. 电力系统自动化, 2008, 32, ( 20): 1~ 5, 31.
【2】 鲁宗相, 王彩霞, 闵勇等. 微电网研究综述[ J]. 电力系统自动化, 2007, 31, ( 19): 100~ 107.
【3】 余贻鑫, 栾文鹏. 智能电网[ J]. 电网与清洁能源,2009, ( 1) .
【关键词】 智能电网;存在问题;发展趋势
引言:
随着市场化改革的推进、数字经济的发展、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格与国家能源政策的最新调整.电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密、电能质量水平要求逐步提高、可再生能源等分布式发电资源数量不断增加.气候变化初露端倪.传统网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(Smart Grid)的设想。实现对传统电网基础上的升级换代。
目前, 智能电网还处于初期研究阶段, 国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同, 不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式和理解,对智能电网进行研究和实践, 因此, 智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。
1.智能电网的概念
智能电网并非是一堆先进技术的展示.也不是一种着眼于局部的解决方案。智能电网是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础.通过引入通信、自动控制和其他信息技术.从实现对电力网络的改造.达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标。为了理解智能电网.需要站在全局性的角度观察问题.综合考虑智能电网的4个维度。即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现。
2.智能电网主要特征
●坚强性
在电网发生小扰动或大扰动故障时, 电网仍能保持供电能力, 而不发生大面积的停电事故; 在电网发生极端故障时, 仍能保证电网的安全运行; 二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。
●自愈性
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力;具有强大的预警控制系统和预防控制能力; 具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
●兼容性( Compatible)
能支持可再生能源的正确、合理地接入; 适应分布式发电和微电网的接入; 能使需求侧管理的功能更加完善; 实现与用户的交互和高效互动。
●经济性
支持火电和水火电联合经济运行; 支持电力市场和电力交易系统; 提供清洁和优质电力; 实现资源的合理配置; 降低电网损耗, 提高能源利用效率。
●集成性
实现电网信息的高度集成和共享; 采用统一的平台和模型; 实现标准化、规范化和精细化的管理。
●优化性
优化资产的利用率; 降低投资和运行维护成本。
3.智能电网运行中的问题
1).目前,对于智能电网缺乏完整准确的定义,没有统一标准,并且对智能电网的目的和发展方向模糊不清。
2).根据我国目前电网实践的科学和技术水平,以及智能电网的特点,要实现真正的智能电网,还有很多关键技术的研究没有得到解决。
3).按智能电网的特征,其对产品和设备的要求更高,不仅要求一次设备和二次设备的智能化,而且要能够在智能电网的发展中有自己的知识产权。
4).由于多年来“重发轻供”影响,配电网的骨架不够坚强,网架结构比较薄弱。另外,配网一次设备的需求仍然保持旺盛,其自动化水平很低,配电网新技术应用还有待提高。
5).目前我国用电的营销模式主要靠人工,相对来说比较落后,电网和用户之间的互动比较少,并且分布式电源的接入还没有得到解决,电网通信安全、监管、商业化应用、成本回收等风险较大。
6).传统的配电网只适用于单向潮流,难以适用于双向潮流,面临难以预测和控制等一系列问题。
4.解决措施
1) 制定智能电网标准体系。
2).提高在线检测检修输电线路的技术水平;输电线路采用大截面导线、新材料、新技术;采用柔性输电技术。
3).智能变电站安装先进的自动化装置,同时和电力调度互动。另外,建设及时准确的信息采集系统,制定比较先进的装备标准规范,提高包括一次設备在内的设备智能化。对于一次设备智能化低的方案有:制造一些智能化的一次设备;对于现有的设备来说可能给它们配备一些智能终端,实现一次设备的智能化。
5.智能电网的发展前景
5.1发电环节
重点解决的问题: 以国家能源发展战略为导向, 解决可再生能源(风电、光伏发电) 的接入、预测、监测、分析、控制问题, 提升可再生能源的机网协调运行水平。
建设目标:积极采用先进、高效的多元化发电技术, 实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化;实现机网信息的双向交换, 提高电网对发电侧的控制水平, 提高发电装备综合使用和能源利用效率, 促进节能降耗;强化电源支撑能力, 优化机组运行方式, 提升机网协调水平, 实现可再生能源有序接入, 保障电力系统安全稳定运行。
5.2配电环节
重点解决的问题: 配电网架薄弱; 配电自动化普及率实用化低; 分布式能源接入; 储能和电动汽车普及。
建设目标:建成高效、灵活、合理的配电网络, 配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力,配电网自愈取得突破;实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制;供电可靠性和电能质量显著提高;完成实用性配电自动化系统的全面建设, 全面推广智能配电网示范工程应用成果, 配电网主要技术装备达到国际领先水平。
5.3信息通信环节
信息环节建设目标: 建成系统化、层次化的架构; 形成信息高度融合、模型高度统一; 实现生产、运行、经营全价值链; 实现纵向贯通、横向贯穿、全网共享; 形成标准、完整、一致、安全的信息网络。通信环节建设目标: 实现时间同步和业务感知能力; 形成包容性强、接入灵活、即插即用; 实现有线和无线相结合; 构建公用通信网; 实现安全防护
6.结语
智能电网已为国际上众多国家能源决策部门及电力企业所认可。但基于不同的国情、出发点和认知, 对其的发展和实施内容上各具特色。中国建设统一坚强的智能电网, 必须遵循中国特色进行规划实施, 既要立足于目前处于发展期的现实, 又要兼顾未来成熟期的前景; 既要满足近期的需求, 又要适应未来的要求。对于国外发达国家目前关于智能电网的一些发展思想和技术思路, 我们应汲取其精华, 在中国智能电网建设的过程中结合国内特点, 实现跨越发展。
参考文献:
【1】 王成山, 王守相. 分布式发电供能系统若干问题研究[ J]. 电力系统自动化, 2008, 32, ( 20): 1~ 5, 31.
【2】 鲁宗相, 王彩霞, 闵勇等. 微电网研究综述[ J]. 电力系统自动化, 2007, 31, ( 19): 100~ 107.
【3】 余贻鑫, 栾文鹏. 智能电网[ J]. 电网与清洁能源,2009, ( 1) .