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摘要:现阶段我国经济发展十分迅速,人们的生活水平和都有了显著的提高,因而,人们对低碳生活和环保生活已经成为了人们日益追求的目标,随着环境压力的不断加深,电力系统的改革也在不断的深化,用户对供电系统也提出了安全性能更高、可靠性更强、经济性更加良好等需求标准,为了满足广大用电用户的需求,电力行业因此提出了智能电网的定义和概念,本文针对智能电网的应用和发展进行了深入的探究和分析,详细的阐述了智能电网的定义和特点以及智能电网的应用,为日后研究智能电网的工作奠定了一定的理论基础,提供了一定的科学依据。
关键词:智能电网;发展模式;关键技术
引言
智能电网的发展受到现有能源结构与分布形式、电网发展水平、电价管理机制、电力工业管理模式等诸多因素的影响,各国发展模式及其关键技术应用也有所不同。为了更好地理解智能电网发展轨迹和未来走向,本文对此进行了分。
1智能电网的概念
智能电网指的是在完全自动化的状态之下,对电力进行传输的一个网络系统,它能够对每一个用户和每一个电网节点进行监视和控制,从而确保从电厂到终端,整个配电过程中的所有节点和电能能够实现双向的流动。对于智能电网系统来说,分布式计算和提供实时的通信信息,是它所拥有的最明显的优势,能够保障整个电网系统达到供需之间的平衡,从而对负荷的分布进行优化,提高电能的利用效率,确保用电的安全和稳定。
2智能电网的特征与发展模式
2.1智能电网的发展模式
前已述及,智能电网发展模式受到各国能源结构、电力需求、管理模式等因素的影响,被烙上各国鲜明的印记。例如,欧美国家有较完善的监管与市场机制,终端电价早已放开,居民用电占比达到30%,能源结构分布合理,新能源主要以分布式电源接入,电力市场成熟,需求增长缓慢,电网所有权与管理权分散等。这些特点决定了欧美国家智能电网发展模式侧重配用电侧,并兼顾输电技术的可控性。在配用电侧,利用高级计量架构(AMI)技术及相应的市场机制,集成用户侧分布式能源、电动汽车、智能用电等设备,提高配用电侧的智能化水平。与之相比,我国发展智能电网的条件有明显不同,电力市场化改革方兴未艾,终端电价尚未放开,居民用电占比不到15%,能源与负荷分布极不均衡;电力需求增长较快,而且我国电网所有权与管理权集中,适于统一规划。前些年,我国智能电网建设主要集中在输变电侧,建成了一批特高压输电线路、智能变电站、换流站,新能源主要是集中引入,配用电侧相对欧美国家滞后较多。当然,配网智能化建设近年来也在抓紧部署,包括用电侧的电动汽车、智能小区等也有涉及,但远未形成规模化。
2.2智能电网的特征
在智能电网系统中,它最主要的特征如下几点。首先,是兼容性。智能电网可以融合多种发电方式。是安全性。在电路发生故障的时候,无论是短路断路,或者是由于自然灾害所引发的电力故障,智能电网都可以安全地对用户进行供电,确保电力供应的安全性。其次,是自愈性。智能电网可以对性能进行解析和预测,对性能出现的故障和隐和自我修复,保障迅速的恢复供电系统的功能。第三,安全性。在电路发生故障的时候,无论是短路断路,或者是由于自然灾害所引发的电力故障,智能电网都可以安全地对用户进行供电,确保电力供应的安全性。第四,是交互性,智能電网的用户接口十分的良好,它可以对系统进行优化,提高整体的利用效率。最后,是集成性,智能电网可以对系统进行优化,从而提升企业的管理效率和电力生产效率。
3智能电网关键技术
3.1智能变电站技术
由于欧洲国家新建变电站较少,智能变电站的重点在于运行维护的高效性与良好的商业利益,我国以满足电力需求增长为出发点,主要在新建变电站中落实智能变电站理念,以保障电网运行的安全性与可靠性。智能变电站是智能电网的重要节点,关键特征是基于IEC61850标准(即我国电力行业标准DL/T860)。根据《智能变电站技术导则》(GB/T30155—2013),智能变电站采用了智能高压设备(比如智能电力变压器、智能高压开关设备等)、电子式互感器、适应新能源接入的继电保护与安全自动装置等,应具有高运行可靠性与长期运行的经济性,并应易扩展、易升级、易改造、易维护。目前,我国已建成超过1000座智能变电站,虽然验证了一批新技术与新设备,但也暴露了一些技术缺陷,比如电子式互感器稳定性差、自动化检测调试能力不足、缺乏有效的运行维护工具等,需要今后改进和完善。
3.2智能用电技术
智能用电体现在满足用户多元化需求、支持新能源接入2个层面,是促进可再生能源消纳的重要接口。智能用电的关键技术包括用于智能量测的信息互动技术、满足分布式电源即插即用的智能微网技术、基于智能需求侧管理的用能互动技术3个方面。智能电网的终极目标体现在用电上,所以引导用户侧优化用电、柔性用电也是非常重要的。目前,我国已经开始了智能用电技术应用试点,但要大规模推广,还有赖政策扶持和电改的不断深入。
3.3特高压输电技术
特高压输电是指交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级的输电工程及技术。从2009年晋东南-南阳-荆门特高压交流输电线路投入运营以来,我国已建成十几条特高压输电线路,在建的昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的特高压输电工程,不仅如此,还走出了国门,承建了巴西美丽山±800kV特高压直流输电工程,表明我国在特高压输电领域已居世界领先地位。另外,柔性特高压输电技术也得到应用。
3.4环保技术
智能电网在节能减排和低碳经济等方面也做出了巨大的贡献,在清洁能源中广泛地应用智能电网,可以加速清洁能源的发展速度,促进能源的优化配置方案,还可以指导用户合理科学的用电,降低用电的负荷,从而实现节能减排的目标。对于高压输电来说,智能电网也是一种灵活性较强的现代化技术,不仅可以大幅度的降低在传输过程中产生的不必要的能量损耗,还可以节约系统的生产成本,实现用户和电网之间的沟通与交流,促进用电技术的进一步发展,提升电能的使用效率,节约能源。
3.5智能配电技术
配电系统因为与用户联系最紧密,所以在智能电网中的作用非常重要。传统电网比较单一,配电网中不存在电源,但在智能配电网中,会接入太阳能、小型风能、小型水能、生物质能、天然气等分布式电源,以及接入电动汽车、柔性负荷等,这对配电技术提出了新的要求,概括起来包含10大关键技术:①智能配电系统中的储能价值分析与应用技术:②智能配电系统的态势感知技术;③智能配电系统快速分析与仿真技术;④智能配电系统分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力评估与提高技术;⑤智能配电系统的不确定性建模技术;智能配电系统中的储能价值分析与应用技术;⑥智能配电系统风险评估与安全预警技术;⑦智能配电系统优化规划技术;⑧智能配电系统新型保护理论与技术;⑨智能配电系统智能控制技术;⑩智能配电系统与用户互动技术。
结语
“智能电网”是一个动态概念,随着技术的发展、观念的更新、政策的调整,将会被赋予不同的内涵。就目前而言,智能电网有外延扩大趋势,通过与水、油、气融合为智能能源网,同时物联网、云计算、大数据技术也将在智能电网中得到应用,伴随“互联网+”时代的到来,智能电网发展前景向好。
参考文献:
[1]张东霞,姚良忠,马文媛.中外智能电网发展战略[J].中国电机工程学报,2016,33(31):1-14.
[2]樊陈,倪益民,申洪,等.中欧智能变电站发展的对比分析[J].电力系统自动化,2015,39(16):1-7,15.
[3]王守相,葛磊蛟,王凯.智能配电系统的内涵及其关键技术[J].电力自动化设备,2016,36(6):1-6.
关键词:智能电网;发展模式;关键技术
引言
智能电网的发展受到现有能源结构与分布形式、电网发展水平、电价管理机制、电力工业管理模式等诸多因素的影响,各国发展模式及其关键技术应用也有所不同。为了更好地理解智能电网发展轨迹和未来走向,本文对此进行了分。
1智能电网的概念
智能电网指的是在完全自动化的状态之下,对电力进行传输的一个网络系统,它能够对每一个用户和每一个电网节点进行监视和控制,从而确保从电厂到终端,整个配电过程中的所有节点和电能能够实现双向的流动。对于智能电网系统来说,分布式计算和提供实时的通信信息,是它所拥有的最明显的优势,能够保障整个电网系统达到供需之间的平衡,从而对负荷的分布进行优化,提高电能的利用效率,确保用电的安全和稳定。
2智能电网的特征与发展模式
2.1智能电网的发展模式
前已述及,智能电网发展模式受到各国能源结构、电力需求、管理模式等因素的影响,被烙上各国鲜明的印记。例如,欧美国家有较完善的监管与市场机制,终端电价早已放开,居民用电占比达到30%,能源结构分布合理,新能源主要以分布式电源接入,电力市场成熟,需求增长缓慢,电网所有权与管理权分散等。这些特点决定了欧美国家智能电网发展模式侧重配用电侧,并兼顾输电技术的可控性。在配用电侧,利用高级计量架构(AMI)技术及相应的市场机制,集成用户侧分布式能源、电动汽车、智能用电等设备,提高配用电侧的智能化水平。与之相比,我国发展智能电网的条件有明显不同,电力市场化改革方兴未艾,终端电价尚未放开,居民用电占比不到15%,能源与负荷分布极不均衡;电力需求增长较快,而且我国电网所有权与管理权集中,适于统一规划。前些年,我国智能电网建设主要集中在输变电侧,建成了一批特高压输电线路、智能变电站、换流站,新能源主要是集中引入,配用电侧相对欧美国家滞后较多。当然,配网智能化建设近年来也在抓紧部署,包括用电侧的电动汽车、智能小区等也有涉及,但远未形成规模化。
2.2智能电网的特征
在智能电网系统中,它最主要的特征如下几点。首先,是兼容性。智能电网可以融合多种发电方式。是安全性。在电路发生故障的时候,无论是短路断路,或者是由于自然灾害所引发的电力故障,智能电网都可以安全地对用户进行供电,确保电力供应的安全性。其次,是自愈性。智能电网可以对性能进行解析和预测,对性能出现的故障和隐和自我修复,保障迅速的恢复供电系统的功能。第三,安全性。在电路发生故障的时候,无论是短路断路,或者是由于自然灾害所引发的电力故障,智能电网都可以安全地对用户进行供电,确保电力供应的安全性。第四,是交互性,智能電网的用户接口十分的良好,它可以对系统进行优化,提高整体的利用效率。最后,是集成性,智能电网可以对系统进行优化,从而提升企业的管理效率和电力生产效率。
3智能电网关键技术
3.1智能变电站技术
由于欧洲国家新建变电站较少,智能变电站的重点在于运行维护的高效性与良好的商业利益,我国以满足电力需求增长为出发点,主要在新建变电站中落实智能变电站理念,以保障电网运行的安全性与可靠性。智能变电站是智能电网的重要节点,关键特征是基于IEC61850标准(即我国电力行业标准DL/T860)。根据《智能变电站技术导则》(GB/T30155—2013),智能变电站采用了智能高压设备(比如智能电力变压器、智能高压开关设备等)、电子式互感器、适应新能源接入的继电保护与安全自动装置等,应具有高运行可靠性与长期运行的经济性,并应易扩展、易升级、易改造、易维护。目前,我国已建成超过1000座智能变电站,虽然验证了一批新技术与新设备,但也暴露了一些技术缺陷,比如电子式互感器稳定性差、自动化检测调试能力不足、缺乏有效的运行维护工具等,需要今后改进和完善。
3.2智能用电技术
智能用电体现在满足用户多元化需求、支持新能源接入2个层面,是促进可再生能源消纳的重要接口。智能用电的关键技术包括用于智能量测的信息互动技术、满足分布式电源即插即用的智能微网技术、基于智能需求侧管理的用能互动技术3个方面。智能电网的终极目标体现在用电上,所以引导用户侧优化用电、柔性用电也是非常重要的。目前,我国已经开始了智能用电技术应用试点,但要大规模推广,还有赖政策扶持和电改的不断深入。
3.3特高压输电技术
特高压输电是指交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级的输电工程及技术。从2009年晋东南-南阳-荆门特高压交流输电线路投入运营以来,我国已建成十几条特高压输电线路,在建的昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的特高压输电工程,不仅如此,还走出了国门,承建了巴西美丽山±800kV特高压直流输电工程,表明我国在特高压输电领域已居世界领先地位。另外,柔性特高压输电技术也得到应用。
3.4环保技术
智能电网在节能减排和低碳经济等方面也做出了巨大的贡献,在清洁能源中广泛地应用智能电网,可以加速清洁能源的发展速度,促进能源的优化配置方案,还可以指导用户合理科学的用电,降低用电的负荷,从而实现节能减排的目标。对于高压输电来说,智能电网也是一种灵活性较强的现代化技术,不仅可以大幅度的降低在传输过程中产生的不必要的能量损耗,还可以节约系统的生产成本,实现用户和电网之间的沟通与交流,促进用电技术的进一步发展,提升电能的使用效率,节约能源。
3.5智能配电技术
配电系统因为与用户联系最紧密,所以在智能电网中的作用非常重要。传统电网比较单一,配电网中不存在电源,但在智能配电网中,会接入太阳能、小型风能、小型水能、生物质能、天然气等分布式电源,以及接入电动汽车、柔性负荷等,这对配电技术提出了新的要求,概括起来包含10大关键技术:①智能配电系统中的储能价值分析与应用技术:②智能配电系统的态势感知技术;③智能配电系统快速分析与仿真技术;④智能配电系统分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力评估与提高技术;⑤智能配电系统的不确定性建模技术;智能配电系统中的储能价值分析与应用技术;⑥智能配电系统风险评估与安全预警技术;⑦智能配电系统优化规划技术;⑧智能配电系统新型保护理论与技术;⑨智能配电系统智能控制技术;⑩智能配电系统与用户互动技术。
结语
“智能电网”是一个动态概念,随着技术的发展、观念的更新、政策的调整,将会被赋予不同的内涵。就目前而言,智能电网有外延扩大趋势,通过与水、油、气融合为智能能源网,同时物联网、云计算、大数据技术也将在智能电网中得到应用,伴随“互联网+”时代的到来,智能电网发展前景向好。
参考文献:
[1]张东霞,姚良忠,马文媛.中外智能电网发展战略[J].中国电机工程学报,2016,33(31):1-14.
[2]樊陈,倪益民,申洪,等.中欧智能变电站发展的对比分析[J].电力系统自动化,2015,39(16):1-7,15.
[3]王守相,葛磊蛟,王凯.智能配电系统的内涵及其关键技术[J].电力自动化设备,2016,36(6):1-6.