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Abstract: This paper briefly explains the meaning and characteristics of the smart grid, introduces the development of smart grid and its development trend in China and other countries in the world, the great significance of the development of smart grid on the aspects of social, economic, power system, energy-saving emission reduction.
Keywords: smart grid, current situation, development
中图分类号: U665.12 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
意义 概述:智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,也被称为“电网 2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测 量技术、 先进的设备技术、 先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用, 实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征 包括自愈、 激励和包括用户、 抵御攻击、 提供满足 21 世纪用户需求的电能质量、 容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 智能电网的主要特征: 智能电网的主要特征: (1)坚强。在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而 不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电 网的安全运行;具有确保电力信息安全的能力。 (2)自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和 预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。 (3)兼容。支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布式电源和微电网 的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求并提供 对用户的增值服务。 (4)经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配 置,降低电网损耗,提高能源利用效率。 (5)集成。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、规范化和精益化管理。 (6) 优化。优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。1.世界主要国家的智能电网发展现状
1.世界主要国家的智能电网发展现状
1.1 美国的智能电网发展现状 美国的智能电网发展现状 美国已开始向部分家庭安装带有通讯功能的智能电表(SmartMeter), 目标是以家庭为单位,随时监测电力消费和管理,更加有效地实现输电和供 电。为此,对企业及地方团体实施的 100 个项目给予财政援助,计划 2013 年前在 2600 万个家庭安装智能电表,相当于 09 年 3 倍。奥巴马总统强调说,“现在是建设绿色能源高速公路的时代”。新能源产 业有望创造 43000 个就业岗位,环保产业将成为拉动未来美国经济的重要支 柱之一。
1.2 日本的智能电网发展现状 日本的智能电网发展现状 东京电力和西电力等电力公司开始投资构建第二代智能电网 (SmartGrid),目标除在所有家庭安装智能电表(SmartMeter)外,还计划 加强送变电设施及蓄电装置建设。2020 年前相关电力设施投资预计超过 1 万亿日元。 智能电表作为第二代智能电网的核心设备,主要测量每个家庭电力消费 情况及随时掌握太阳能发电量等信息。东京电力 2010 年起主要面向家庭安 装 2 千万部。 西电力 2010 年 3 月底前在 40 万个家庭安装, 并计划更换 1200 万部。预计 2020 年前日本智能电表需求量约 5 千万部,每部成本近 2 万日 元,共计约 1 万亿日元。 日本智能电网与欧美不同,主要特征是积极地利用家庭进行太阳能发电。 太阳能发电长期目标是 2020 年发电 2800 万千瓦,相当于现在 20 倍;2030 年发电 5300 万千瓦,相当于现在 30 倍。为此,需要增设电压调整装置和变 压器,预计 2030 年前追加投资 6 千亿日元。
1.3 欧洲的智能电网发展现状 欧洲的智能电网发展现状 英国目标是 2020 年在全国所有 2600 万个家庭安装智能电表,此项工作 主要通过电力公司完成。并且已正式进行了适应风力发电等可再生能源的智 能电表等相关实验。 法国 09 年秋天也了将再生能源纳入智能电网的计划,并开始征集 相关企业参与。 德国制定了“EEnergy”计划,总投资 1 亿 4 千万欧元,09 年至 2012 年 4 年时间内,在全国 6 个地点进行智能电网实证实验。
1.4 中国的智能电网发展现状 近年来,我国电力行业紧密跟踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势, 着力技术创新,研究与实践并举,在智能电网发展模式、理念和基础理论、 技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。 2009 年 5 月,在北京召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上,国家 电网公司正式了“坚强智能电网”发展战略。2009 年 8 月,国家电网公司 启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专 项研究和试点工程等一系列工作。 在 2010 年 3 月召开的全国“两会”上,总理在《政府工作报告》 中强调:“大力发展低碳经济,推广高效节能技术,积极发展新能源和可再 生能源,加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发 展战略。
2.我国智能电网的发展趋势
2.我国智能电网的发展趋势电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。同时,电 网也在不断吸纳工业化、信息化成果,使各种先进技术在电网中得到集成应 用,极大提升了电网系统功能。
2.1 智能电网是电网技术发展的必然趋势。 智能电网是电网技术发展的必然趋势。 近年来,通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用, 并与传统电力技术有机融合,极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术 与信息技术在电网中的应用,为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持, 使电网自愈成为可能。调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展, 为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和 用户信息采集技术的推广应用,促进了电网与用户的双向互动。随着各种新 技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成,智能电网应运而生。
2.2 发展智能电网是社会经济发展的必然选择。 发展智能电网是社会经济发展的必然选择。 为实现清洁能源的开发、 输送和消纳, 电网必须提高其灵活性和兼容性。 为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰,电网必须依靠智能化手段不断提高 其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本,促进节能减排,电网运行必 须更为经济高效,同时须对用电设备进行智能控制,尽可能减少用电消耗。 分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展,改变了传统的供用电模式, 促使电力流、信息流、业务流不断融合,以满足日益多样化的用户需求。 电力技术的发展, 使电网逐渐呈现出诸多新特征, 如自愈、 兼容、 集成、 优化, 而电力市场的变革, 又对电网的自动化、 信息化水平提出了更高要求, 从而使智能电网成为电网发展的必然趋势。
3.智能电网发展的重要意义 智能电网发展的重要意义智能电网是我国电网发展的必然趋势,它将谱写电网建设的新篇章。其 重要意义体现在以下几个方面:
3.1 给人们的生活带来的好处 坚强智能电网的建设,将推动智能小区、智能城市的发展,提升人们的 生活品质。①让生活更便捷。家庭智能用电系统既可以实现对空调、热水器 等智能家电的实时控制和远程控制;又可以为电信网、互联网、广播电视网 等提供接入服务;还能够通过智能电能表实现自动抄表和自动转账交费等功 能。②让生活更低碳。智能电网可以接入小型家庭风力发电和屋顶光伏发电 等装置,并推动电动汽车的大规模应用,从而提高清洁能源消费比重,减少 城市污染。③让生活更经济。智能电网可以促进电力用户角色转变,使其兼 有用电和售电两重属性;能够为用户搭建一个家庭用电综合服务平台,帮助 用户合理选择用电方式,节约用能,有效降低用能费用支出
3.2 产生的社会经济效益 坚强智能电网的发展,使得电网功能逐步扩展到促进能源资源优化配置、 保障电力系统安全稳定运行、提供多元开放的电力服务、推动战略性新兴产 业发展等多个方面。作为我国重要的能源输送和配置平台,坚强智能电网从 投资建设到生产运营的全过程都将为国民经济发展、能源生产和利用、环境 保护等方面带来巨大效益。 (1)在电力系统方面。可以节约系统有效装机容量;降低系统总发电 燃料费用;提高电网设备利用效率,减少建设投资;提升电网输送效率,降 低线损。 (2)在用电客户方面。可以实现双向互动,提供便捷服务;提高终端 能源利用效率,节约电量消费;提高供电可靠性,改善电能质量。 (3) 在节能与环境方面。 可以提高能源利用效率, 带来节能减排效益; 促进清洁能源开发,实现替代减排效益;提升土地资源整体利用率,节约土 地占用。 (4)其他方面。可以带动经济发展,拉动就业;保障能源供应安全; 变输煤为输电,提高能源转换效率,减少交通运输压力。
3.3 对于电力系统的意义 (1)能有效地提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网强 大的“自愈”功能,可以准确、迅速地隔离故障元件,并且在较少人为干预的 情况下使系统迅速恢复到正常状态,从而提高系统供电的安全性和可靠性。 (2) 实现电网可持续发展。 坚强智能电网建设可以促进电网技术创新, 实现技术、设备、运行和管理等各个方面的提升,以适应电力市场需求,推 动电网科学、可持续发展。 (3)减少有效装机容量。利用我国不同地区电力负荷特性差异大的特 点,通过智能化的统一调度,获得错峰和调峰等联网效益;同时通过分时电 价机制,引导用户低谷用电,减小高峰负荷,从而减少有效装机容量。 (4)降低系统发电燃料费用。建设坚强智能电网,可以满足煤电基地 的集约化开发,优化我国电源布局,从而降低燃料运输成本;同时,通过降 低负荷峰谷差,可提高火电机组使用效率,降低煤耗,减少发电成本。 (5)提高电网设备利用效率。首先,通过改善电力负荷曲线,降低峰 谷差,提高电网设备利用效率;其次,通过发挥自我诊断能力,延长电网基 础设施寿命。 (6)降低线损。以特高压输电技术为重要基础的坚强智能电网,将大 大降低电能输送中的损失率;智能调度系统、灵活输电技术以及与用户的实 时双向交互,都可以优化潮流分布,减少线损;同时,分布式电源的建设与 应用,也减少了电力远距离传输的网损。
3.5 对于能源资源配置的意义我国能源资源与能源需求呈逆向分布,80%以上的煤炭、水能和风能资 源分布在西部、北部地区,而 75%以上的能源需求集中在东部、中部地区。 能源资源与能源需求分布不平衡的基本国情,要求我国必须在全国范围内实 行能源资源优化配置。建设坚强智能电网,为能源资源优化配置提供了一个 良好的平台。 坚强智能电网建成后, 将形成结构坚强的受端电网和送端电网, 电力承载能力显著加强, 形成“强交、 强直”的特高压输电网络, 实现大水电、 大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、 高效率输送,显著提升电网大范围能源资源优化配置能力。
3.6 对于清洁能源发展的意义 目前,风能、太阳能等清洁能源的开发利用以生产电能的形式为主,建 设坚强智能电网可以显著提高电网对清洁能源的接入、消纳和调节能力,有 力推动清洁能源的发展。①智能电网应用先进的控制技术以及储能技术,完 善清洁能源发电并网的技术标准,提高了清洁能源接纳能力。②智能电网合 理规划大规模清洁能源基地网架结构和送端电源结构,应用特高压、柔性输 电等技术,满足了大规模清洁能源电力输送的要求。③智能电网对大规模间 歇性清洁能源进行合理、经济调度,提高了清洁能源生产运行的经济性。④ 智能化的配用电设备,能够实现对分布式能源的接纳与协调控制,实现与用 户的友好互动,使用户享受新能源电力带来的便利。
【关键词】智能电网;风力发电;新能源利用
一、智能电网概念及主要特征
智能电网(smart grid,SG)是近年来国际上关于未来电网发展态势的一个异常热门的名词和话题。一般意义上,智能电网就是以物理电网为基础,将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、减小对环境影响、提高供电的安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、适应电力市场发展、实现与用户间的互动和为用户提供增值服务等多个优点。
尽管各国针对电力工业应致力于提高电网智能化水平及等级已达成共识,但不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式来理解智能电网。我国智能电网主要特征:(1)坚强(Robust):就是要保证整个电力系统的安全可靠性。(2)自愈(Self-Healing):具有自动故障诊断、隔离和系统自我恢复的能力。(3)兼容(Compatible):支持适应分布式发电和微电网的接入。(4)经济(Economical):实现资源的合理配置,降低损耗,提高能源的利用率。(5)集成(Integrated):实现信息高度集成,标准化、规范化和精细化的管理。(6)优化(Optimized):优化资产利用率,降低投资成本和运行维护成本。
二、我国风电发展现状及存在的主要技术难题
我国的风能资源非常丰富,主要分布在“三北”和沿海经济发达地区,这些天然优势奠定了我国风能行业发展的基础。近年来,我国风电发展也远远超出预期,据《中国风电发展报告2010》:截至2009年底,中国风电装机容量达25.8GW,成为风电行业全球领头羊,其装机容量增速超过100%,累计装机容量如今全球排名第二,新增装机容量全球排名第一。尽管我国风电发展取得了有目共睹的成就,但还是存在一系列的技术难题,导致风电并网困难。这些技术难题大致可归纳为三方面:一是电能质量问题。风电系统对电能质量的影响主要是电压波动与闪变及谐波问题。风电的随机波动会导致风速风向变化,影响到整个风机系统运行工况,使得风机输出功率波动大。极端情况下,甚至会造成风机集体从电网解列,给电网造成巨大冲击。二是电网稳定问题。静态稳定方面,无功调节控制能力不足会对电压稳定造成一定影响;动态稳定方面,电网故障期间或故障切除后风场的动态特性会影响电网的暂稳特性。三是电网规划设计缺陷及调度问题。中国的风电场主要位于远离负载中心的电网末端,风能的间歇性势必导致电能供需不平衡,使原有的电网规划设计与之不相适应。而风能的不可控性,导致电网可用调峰容量不足,制约风场出力。
三、智能电网破解风电并网技术难题
1.研究综述。有关智能电网背景下的风力发电已有大量研究,大量资料概述了清洁能源和智能电网技术的发展概况,指出了在清洁电源与大电网并网过程中应用智能电网技术的必要性。并分析探讨了实现大规模风电场有功智能控制的系统设计方案,通过对整个甘肃电网的运行结果验证了方案的有效性,成功实施解决了甘肃大规模风电开发初期的电网运行安全问题。同时研究了把风电以微网形式并入智能电网的策略,结果表明,在风电正常运行和意外切出情况下,可以很好的平抑功率的波动性,为智能电网的安全运行提供保证。指出智能电网相比传统电网而言,其具有的自愈兼容、安全经济、优质互动等特点,使得风电受电网限制的瓶颈将得以打破,但文章并未指出具体操作方法或应用实例。
2.智能电网技术推动风力发电发展。通过对相关文献的研究,智能电网技术的快速发展为风力发电的无缝并网提供了良好的技术保障。应用智能电网技术能够推动风力发电与现有电力系统有机融合,实现“即插即用”的标准和高效的智能化管理、与电网实时互动和协调运行,是我国未来电网的发展方向。而智能电网中的智能微网能有效实现这一目的。微网是一种由负荷和微型电源及储能装置共同组成的系统,它可同时提供电能和热量;微网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换,并提供必须的控制;微网相对外部大电网表现为单一可控单元,同时满足用户对电能质量和供电可靠性、安全性的要求。此处微网考虑到风力发电的不可控性,对其微网中的测量控制保护等技术需考虑智能电网特性,融入智能电网相关技术。
智能微网提供了一个有效集成应用分布式电源的方式,继承拥有了所有单独分布式电源系统所具有的优点;智能微网作为一个独立的整体模块,不会对主网产生不利影响,不需要对主网的运行策略进行修改;智能微网可以灵活的将分布式电源接入或断开,即分布式电源具有“即插即用”的能力。
综上可知,将风电并入智能微网、协调配合主网运行,可以打破传统条件下风电接入并网的瓶颈,有助于推动风力发电的发展。
风电并网的诸多问题往往是由于响应速度慢、惯性小的特点引起的,而集成多个分布式电源的智能微网增加了系统容量,并有相应的储能系统,使得系统惯性增大,减弱电压波动和电压闪变现象,提高了电能质量。智能微网是新型电力电子技术和分布式发电、可再生能源发电技术和储能技术的综合应用,它所具有的以上一些优点,使得风力发电的接入并网不再大受传统电网制约,具有一定的灵活性和智能性,风力发电接入智能微网如图1所示:
图1风力发电接入智能微网
智能微网在主网发生故障时仍可孤立运行继续保障部分重要负荷供电,增强重要负荷抵御来自主网故障影响的能力,提高系统的供电可靠性。在智能微网中通过具有快速起停和快速负荷调节特性的燃气轮机和燃料电池来补偿风电场出力的波动,使得整个系统的出力在一段时间内稳定的输出,克服仅仅由风电场的出力波动对电网造成的不利影响,解决风电对电网稳定性所引起的技术问题,同时通过调节燃气轮机和燃料电池的输出,使得整个发电系统具有良好的可调度性。这一技术方案在现有的技术条件下,对于风电的大规模开发具有十分重要的意义。
风能资源的特性决定了其最适合分散利用的特点,地球上任何有一定风力的地方,只要环境条件许可都可以建立风力发电站。随着分布式电源技术的进步和成本降低,每个电力用户甚至家庭都可以建立一定规模的分布式发电站,除满足自身的用电需要外,还可以向电网输送多余电量。这样,在电力系统中,将分布着数量众多的微小型终端用户的分布式发电站组成的微网发电系统,在某个局部区域内直接将微网发电系统、电网和终端用户联系在一起,以优化和提高能源利用效率。电力系统能够容纳这些微网发电系统,并能保证整个电力系统的安全可靠运行,是推动利用可再生能源发展的重要途径,也是智能电网发展的目标。
四、展望
积极探究智能电网背景下的风力发电发展,对于实现新能源的大规模开发应用,进而彻底解决我国能源紧缺、环境污染等问题,实现节能减排的具体目标具有重要的意义。本文首先介绍了智能电网的概念及我国智能电网特征,阐述了我国风力发电的现状和存在的主要技术难题,然后针对传统电网条件下风电并网困难的主要问题,通过对相关文献综述研究,提出了将风电并入智能微网中、协调配合主网运行这种方式来支持风力发电的发展,希望能为将来风力发电的发展提供一些参考。由于仅浅要设想了在智能电网相关技术已经完善条件下的风力发电,并未考虑到现实中智能电网技术发展的局限性和相关配套基础设施的不完善,本文涉及到的一些智能微网相关技术方面的细节尚需进一步探讨、研究。
参考文献
[1]郭瑞.智能电网条件下我国风电产业的发展问题综述[J].广东电力.2010,23(3):27~29
[2]栗向鑫,江长明.智能电网综述[J].2009中国电机工程学会年会.2009
[3]李俊峰,施鹏飞,高虎.中国风电发展报告2010[M].海南:海南出版社,2010
[4]胡学浩.智能电网――未来电网的发展态势[J].电网技术.2009,33(14):1~51
[5]季阳,艾芊,解大.基于智能电网的清洁能源并网技术[J].低压电器.2010(4):2~25
关键字:智能电网;电力技术和系统;应用规划
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
可持续发展观念逐渐成为了我国社会发展的重要指导思想,而当今世界的资源越发不足,因此应该大力推行可持续发展理念,将眼前的发展和永久的利益结合起来。从电力系统角度来看,电力技术的市场前景是非常广阔的,并且目前社会主义市场经济需要智能电网的融合和推动。鉴于智能电网的主要特征:“安全”、“可靠”、“高效”、“经济”、“环境友好”,那么智能电网的重要性就逐渐体现出来了。本文就根据智能电网的主要作用、特点、技术构成等相关方面进行研究,探索智能电网在电力系统和技术应用中的巨大作用。
一、智能电网的含义和特点
(一)智能电网的含义
若干年前,一位科学家创造出了一种新型的无线控制器,主要是采用一种群体方式,将楼宇中的电器进行统一协调和调动,这就是智能电网。智能电网也被称为未来电网,它并不是具体的一个电网设施,而是一种综合了先进技术、将电网设备与其相结合的现代化电网,其主要特征为“安全”、“可靠”、“高效”、“经济”、“环境友好”,智能电网所涉及的专业领域很广泛,包含了制动控制、分析决策、导航感应、传感测定和计算机技术等。如果想深入研究智能电网,那么应该充分理解其含义、特点、所采用的技术等多个方面。
(二)智能电网的特点
智能电网是以环境内容、市场导向和安全信息为基础的,其特点有如下几点:兼容、绿色、优质、协调、集成、交互、自愈、高效。这8个特点中,自愈的含义是供应电力的同时,智能电网能够及时找出运营过程中的错误和问题,进而妥善解决,从而使得电力输送的质量更加稳定,并且安全性、可靠性也更加切实;此外,交互的含义是智能电网将用户和电力企业进行双向的沟通和反馈,最终使得两者相适应,智能电网的双向通信和双向沟通是交互性的重要体现,那么电力用户就能以自身实际情况为基础,电力企业就能为其提供指定的需求。智能电网中的先进技术应用范围非常广,采用先进技术对智能电网进行优化和融合,就能有效提高其经济效益,并且高效运作;而绿色则是为了凸显智能电网所用能源为清洁的、绿色的、可再生的,这些能源不会对环境造成任何不利影响,还能缓解目前资源消耗量大的现状,能有效解决地区的能源不平衡分部问题。此外,智能电网还能将自动化生产和计算机技术综合并应用,且通过联网,还能够实现地方性的具体交易甚至全国性的大宗电力交易。
二、智能电网在电力技术和规划中的运用
在对智能电网的含义和特点进行深入了解后,可以具体分析其特征,进一步实现智能电网在电力系统中的多元化应用。
(一)智能电网在发电中的充分应用
电力生产中的重要环节之一就是发电,那么如何将电力资源进行转化和储存所需要用到的科学技术进行广泛应用和推广,是目前电力技术和系统规划中的重要任务。智能电网能够利用最新的发电设备和技术传输并储备电力,在上述过程中,智能电网所利用的发电技术是多种多样的,例如生物发电系统、风能发电方式和地热发电等等,智能电网能够将上述发电方式有机综合,在为社会带来充足电力的同时,还能进一步降低环境污染率;另一方面,智能电网通过采用多元化的技术,还能有效提高电力系统的可靠供电性和安全供电性,从根本上缓解了电力供不应求的局面,逐渐将供电和发电趋向平衡。
(二)智能电网在输电配电中的应用
输电和配电属于智能电网应用中的关键步骤,那么怎样才能做到输电配电中对智能电网的有效应用,是目前较重要的一个环节,在智能电网中合理应用输电和配电,能够对电力资源进行高效的利用。智能电网能够智能配置电网,并利用特高压的输电技术和设备进行电力的分流和运输,将输电和配电有机融合,不但能够将较远距离之外的电力系统相连接,还能利用超高温高导输电措施将损输电的耗降到最低,将污染度控制在0。
(三)高速双向通信的应用
智能电网的技术中,高速双向通信是其重要的组成部分,该通信所用到的是智能电表和电子设备等高新技术,且这些高新技术相互融合、相互作用,能够达到智能管理的目的。在电力系统中,智能电网能够在电力运行过程中对用电量、输送电力的具体情况进行实时监控,对于运行时出现的问题,也能进行智能纠错,因此,智能电网在高速双向通信中具有很高的实用性,实现了电力输送的高效性和科学性。
(四)智能固态表针的应用
传统的电力系统中,广泛应用的是电磁表,电磁表能够对用电进行有效管理,而智能固态表针与其相比,其优势和特点就明显体现出来了。例如智能固态表针能够促进电力使用情况的即时通信和及时交换,对于不同时段的电力使用情况和用电价格能够进行记录、综合和掌握,从而推进用电的科学化和合理化。
(五)采用先进的电力技术对电网进行管理
智能电网的应用就代表必须要对旧式的电力技术进行创新,智能电网在建立和实施的过程中必然会具有多元化的新型技术和性能极佳的设备,例如全控型的大功率电器和元器件等等。这些最新的高科技设备也是目前对于智能电网建设和应用的最新要求,能够有效提高电力设备和电力系统的运行效率。
(六)智能电网在电力调度中的应用
我们知道,电力系统的电力管理和调度是一个系统化的过程中,它涉及的面相对较广,同时具有一定的复杂性。实现智能电网的应用,可以通过智能化系统对电力资源进行跟踪分析,有针对性的开展电力调度和控制,因为智能电网可以对电力运行数据进行分析,进而采取智能化的操作,避免了一定程度上的用电故障和电力管理混乱情况的出现。
结束语
总而言之,随着社会不断发展,市场经济发展越来越繁荣。我国电力系统更应该顺应社会发展需求,不断整改应对措施。这些问题需要得到积极的应对,在改进基础上提升智能电网效率。在改革过程中,电网发展越来越顺畅,呈现出全新的发展模式。可想而知,在未来发展中,它将具备新前景。这也正是我国电网发展之趋势,这个趋势呈现出美好的景象。我国是一个人口众多,地域辽阔之国家,电网布局要符合我国国情,进行布局时能够充分考虑全局观。基于复员辽阔的国情上,进行科学化的电网建设和布局,这对未来电网发展有重要作用。在进行具体的建设时,应该着重做好电网规划,制定出发展战略。这样才能在竞争激烈的市场经济中,占据一席之位。科技推动社会发展,电网建设离不开智能化电网技术的融合,想要实现这一目的,需要进行规范化管理。
参考文献:
[1]王建平,王梦彪.智能配电网通信实时性与可靠性QoS路由机制研究[J].电子测量与仪器学报,2013(03)
[2]鞠阳,张惠刚.智能电网信息工程专业人才培养体系构建[J].南京工程学院学报:社会科学版,2013(01)
[3]杨洋.基于无线传感网的智能电网线路传感器系统的研制[J].贵州电力技术,2013(03)
关键词:智能化模式 电网调度 关键技术 控制管理
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(a)-0001-02
1 智能调度概述
随着科学技术的迅速发展,智能电网的应用逐渐普及开来。电网的发展更是朝着快速化、智能化的方向发展,对电网调度的能力提出了更高的挑战和要求,而传统的依靠经验进行电网调度的模式,已难以适应当前的发展需求。国家电网公司在坚持自主创新的基础上,加快了电网网架的建设速度,以促进各级电网的信息化、自动化发展,努力形成统一完善的智能电网。而在智能电网的建设中,智能调度是一项极为关键的内容,其功能相对于智能输电网的神经中枢。
不仅能够维系电力的生产,还能够保障智能电网的运行与发展。新的电网网架是以特高压电网为骨干的,强调的是各级电网之间的协调发展,以满足其安全运行的需求,为其提供可靠的技术支持。智能调度技术的应用,能够提高电网监控的质量和效率,对电网的状态能够做到预先感知,从而将风险降至最低程度。同时,还有着实时自愈的功能,能源接入的方式更加灵活,提高电网的经济运行效率、以及节能减排的水平,更好的为和谐社会建设服务[1]。
2 智能调度的架构
在输电网中采用智能调度,需要借助于各种先进的技术方法与智能化的手段,以达到对输电网的自动化、智能化的监控、分析、预警与处理控制,提供更为安全可靠、经济环保的技术支持。整体而言,智能调度具有感知能力强、自动化与精细化程度高、抗风险能力强、运行经济性好等特征。从应用的效果来看,智能调度应用于电网监控,不仅更为敏锐和具有前瞻性,且其自愈调整效果更佳,极大的提高了电网的运行经济效益。
对于调度中心内部来说,智能调度借助于智能化的手段,以可视化为主要特征。从测量分析、到建模计算、再到管理控制,服务于调度的各个环节,为其各个专业提供了更加精益化的服务。对于输电网来说,智能调度相当于输电网的大脑神经中枢。不仅能够对能源资源起到优化配置的作用,更提高了其他能源接入的技术支撑。无论是电网运行的监控能力,还是信息的自由交换与随需访问的能力,以及对特大电网的驾驭能力,都有了显著的提高。整个电网的输电能力得到了很好的挖掘,能够达到主动性、前瞻性、多周期、多防线的安全防御效果。
3 关键技术的控制管理
3.1 广域分布式网络架构
实现区域内广域网络的互联,是区域电网一体化建设的要求和基础,也是传统调度方式向自动化、智能化转变的体现。通过若干个级联交换机,将每个区域的后台主干网相连接,以实现双网冗余。双环形、双星形网是较为典型的系统网络架构,其中以环形网的投资更省。采用高效的网络拓扑分析方法,对一体化系统网络进行抽象,能够将大多数的平台模块与应用模块之间的差异进行屏蔽,有助于路径解析与解析效率问题的解决[2]。
从物理角度来看,在不同子系统的交换机之间,能够通过网络链接成环。充分考虑了网络本身所存在的冗余及其自身的可靠性,将部分通路设置为阻塞的状态,能够防止网络风暴的影响。当出现3点故障时,对于一体化系统来说,能够保证其网络的畅通,提高复杂条件下电网运行的稳定可靠。对于部分地区出现的网络带宽窄等情况,系统能够全过程的对数据传送进行分析,以便提供多种策略解决通信资源的占用率问题。将数据压缩技术应用于传输环节,可以实现大块数据的传输,大幅度提高了传输数据的压缩比。本地化数据在数据接收端的应用,进行数据的长期保存和区域内访问,使得数据流量大大减少。
3.2 一体化智能应用的技术支撑
智能调度的建设,离不开一体化智能应用的技术支撑。首先是模型与数据的管理技术,通过提供及时、准确、完整、可靠、一致的一体化模型与数据基础,以满足智能调度中所开展的新型业务的技术需求。其次是海量信息的存储管理,电网实现互联后,在空间和时间域中会出现海量信息。其处理、存储与读取的速度,关系到能否提供精确有效的海量基础数据。同时,可视化展示技术的应用,是以人机展示方式进行的,是智能化调度的重要体现。其对象不仅仅包括电网运行的信息,而是以调度中心为范围,包含了各个专业的人机界面。此外,地理信息的接入,不仅提高了智能电网的抗风险能力,更便于分布式能源的接入。
3.3 特大电网的智能运行控制
智能电网的一个关键性特征,就是特大电网的智能运行控制。通过构建智能电网的安全防御系统,以实现更为广域便捷、精确同步的量测感知,提高自适应智能决策的能力。一方面受到决策指令的控制,另一方面要与动态响应相协调,形成智能化的安全控制执行能力。当电网处于正常的运行状态时,如何通过优化调度以提高经济运行的效率。可以通过输电容量的提高,实现电网运行成本的降低,进而达到节能增效的目的。当电网处于警戒状态时,需要及时发现故障隐患,并采取有效的诊断和消除措施。以减小事故发生的概率和造成的损失,避免发生大规模停电的事故,达到控制和降低电网运行风险的目的。
3.4 一体化调度计划运作平台
智能电网的经济特征,主要体现在一体化调度计划运作平台上。该平台以节能减排为目标,通过优化模型和算法,使得一体化调度计划更加安全经济。一方面要对多时段能量计划进行研究,同时还应综合考虑到辅助服务计划,通过多层次的安全校核,对调度计划进行充分的评估分析。运作平台不仅先进实用,且可扩展、易维护。采用信息化的手段实施电力生产管理,能够提高电网的安全、稳定、节能、经济运行水平,更有助于资源的优化配置[3]。
3.5 一体化调度管理
在智能化的模式下,实施电网调度的一体化管理,不仅需要规范化、专业化的管理制度,更需要精益化、指标化管理措施。以调度中心为基础,纵向互联各类功能和数据,提高服务的窗口水平。调度管理类的功能涉及的方面较多,从调度门户的使用、报表的统计分析,到各个专业与生产控制的管理,再到业务流程的处理,以及运行值班的管理等,需要保证各个环节的紧密衔接。
参考文献
[1]李莹雯,周云峰.输配分离后电网调度管理模式研究[J].四川电力技术,2011(5):46-49.
【关键词】火力发电厂;重要性;智能电网
引言
电能是国家重要的战略能源,对于国民经济影响深远,随着全球环保意识的加强,对于电网来说,如何实现电网的低耗能、低污染,已经成为电能企业的重要任务,通过优化电网结构,完善电网的系统流程,实现电网的智能化,已经成为未来电网主要发展的方向。
随着国家电网公司“智能电网战略”的提出,通过对电力资源的“发电、储电、输电以及配电”等步骤的智能化整合,协调电力资源需要以及电能供给的平衡,提高电能利用率,提高电力投资的经济效益,实现电能企业的高效率、低消耗。火力发电厂在其中起到什么作用呢?
1 智能电网简介
所谓智能电网,就是电网的智能化,智能电网是通过将现代先进设备、信息技术和控制技术等与以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备为基础的高度集成面形成的新型电网。与现在电网比更加可靠安全、高效经济、清洁环保、透明开放、环境友好。智能电网的发展是未来新能源发电的重要途径,能够满足新能源的需要。智能电网的主要特征是自愈电网、促进参与、抵御攻击、特殊优势、蓬勃发展、优化资产。火力发电厂作为智能电网中的主力发电设备,也起到必不可少的重要作用。智能电网图如图1所示:
2 火力发电厂简介
在发电设备中最主要有火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、太阳能发电站、生物能源发电厂等所有发电方式中,火力发电是历史上最为久远的发电方式,同时也是最重要的一种发电方式,火力发电厂简称火电厂,是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂,目前主要以煤为主;它的基本生产过程是:燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。火力发电厂过程图如图2所示:
燃料锅炉汽轮机发电机电能变电站电网供用户。
火力发电仍是现在电力发展的主力军,目前我国的发电厂主要是燃煤机组,容量占70%。截止2012年底,全国电力总装机容量突破11亿千瓦,其中火电装机容量达8.1917亿千瓦,约占总装机容量的71.5%;水电2.4890亿千瓦,占全部装机容量的21.7%;核电1257万千瓦,并网风电6083万千瓦,并网太阳能发电328万千瓦。由此可见,火电厂无论是对国民经济的发展,还是人民生活水平的提高,都起着重大作用。
火力发电厂弊端就是:污染空气、污染水源、耗费宝贵的煤炭资源。
3 在智能电网中,火力发电厂的重要性
发电设备是智能电网的基础,目前发电设备中最主要有火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、太阳能发电站、生物能源发电厂等。而目前核能发电厂存在着核安全及核废料是强发射性物质,会严重危害人类的生存;水力发电厂存在着建设费用高,发电量受水文和气象条件限制,引起一系列生态环境问题,最主要的表现就是下游湖泊、河道珍稀水生生物灭绝、湖泊自净能力下降、河道断流、支流水系两岸生态环境恶化,可能引发地质灾害,包括地震、滑坡、岩崩、泥石流等;其它能源(如太阳能、风能、生物能源等)发电站等由于受到投资成本、发电容量、自然环境等因素影响,只能作为辅助发电设备。所以就目前而言还是以火力发电厂为主要发电设备,至2012年底火力发电仍占总容量的70%,而保证了智能电网的坚强性,可见其重要性。
其次智能电网可靠安全中自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征,除了其先进的传感、控制、遥控技术外,必须有坚实的发电设备来调节,当电网中负荷发生较大变化时,还是要通过火力发电厂来进行调节,这是核能发电厂和水力以电厂不能做到的;这就是火力发电厂的调峰作用在自愈性起到很重要作用。
智能电网中高效经济、清洁环保是相互相成的,虽然火力发电厂由于其耗能高、污染大,但我们可通过安装脱硫、脱硝等设备,减少污染;通过优化发电技术,改进火力发电厂“上大压小”力度,实现整合大发电厂,改进小发电厂的办法,集中优势力量实现火力发电厂整体技术的革新。在此基础上,通过利用火力发电厂普及性高的特点,在突破火力发电厂能耗高、污染大的弊病的同时,将火力发电厂形成集群效果、规模效果。作为我国最重要的发电能源设备之一,火力发电给智能电网提供了科研实验,为智能电网实现电网智能化提供了可行性;而智能电网给火力发电提供了技术支持,使得火力发电形成高效率、低耗能、低污染的节能减排式发电设备。智能电网的建设与优化关系到国家战略能源问题以及现代电网优化设计问题,通过优化火力发电在智能电网中的应用,实现能源供应以及保障,在形成规模化以及集群化效果的基础上,以火力发电厂现有的设备以及技术为支撑,在提高火力发电厂发电技术以及优化发电厂发电设备的同时,确保火力发电厂在整个智能电网中的能够发挥重要作用。
4 结语
能源结构的调整,在很长一段时间内,将会是国家战略能源问题的关键问题,智能电网的建设与优化关系到国家战略能源问题以及现代电网优化设计问题,通过优化火力发电厂在智能电网中的应用,实现能源供应以及保障,在形成规模化以及集群化,优化我国电源布局,从而降低燃料运输成本效果;同时,通过降低负荷峰谷差,可提高火电机组使用效率,降低煤耗,减少发电成本。作为火电发电企业立足以人员精干、装备先进,管理现代、效益领先,环境优美、和谐共生为宗旨。以确保火力发电厂在整个智能电网中能够发挥更大重要作用。火电发电企业你准备好了吗?
参考文献:
[1]周世平.智能电网及国内近期发展概述[J].湖北电力,2010(S1).
[2]刘国忠.智能电网建设将解决我国风电送出瓶颈[J].电力技术,2010(10).