全球能源互聯(lián)網下，智能電網建設急速前進。當前我國大力發(fā)展智能電網，目的是要進一步提高電網接納和優(yōu)化配置多種能源能力，同時推動清潔能源、分布式能源的科學利用，全面構建安全、高效、清潔的現(xiàn)代能源保障體系，并帶動上下游產業(yè)轉型升級，實現(xiàn)我國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的亮點。

 

一、中國智能電網基本特征及技術進展

 

電能在當前社會不可或缺，然而從發(fā)電到電能的分配使用是一個極其復雜的過程，不但要消耗大量資源，還要有足夠的財力和先進的技術支持。隨著社會各方面用電量的增加，對電能質量、環(huán)保、成本等因素也更為重視，現(xiàn)有的電網模式效率低，不安全因素較多，難以滿足新世紀人們的用電需求。智能電網以集成高速雙向通信網絡為基礎，利用多種高新技術和先進設備，能夠真正實現(xiàn)電網的安全、高效、穩(wěn)定、環(huán)保、經濟性，是今后的發(fā)展趨勢。我國智能電網應用時間較短，優(yōu)勢也未能得到充分發(fā)揮，前景廣闊還需進一步研究。

 

1.智能電網的自動化

 

自動化可代替大部分人工操作，進而提高工作效率，減少失誤。配電自動化和調度自動化在過去較為常見，配電是電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，直接關系到用戶是否能夠正常用電，而配電自動化則融合了計算機、現(xiàn)代控制、網絡傳輸多種技術，使得電能質量和供電可靠性明顯提升，為客戶提供更優(yōu)質的服務。同時還能夠節(jié)約成本。國外最初實現(xiàn)了自動抄表和線路故障自動隔離，之后再計算機網絡技術推動下，逐漸形成了配電自動化、配電管理和用戶自動化的綜合自動化技術。我國在此方面相對落后，在上世紀90年代中后期才對配電自動化有所涉及，目前水平與國外發(fā)達國家還有一段差距。

 

調動自動化以計算機、網絡通信和遠東技術為核心，具有狀態(tài)監(jiān)測、風險評估、負荷預測、自動調度等功能，解決了早期用電話指揮時出現(xiàn)的各種問題，有利于提高電網運行管理水平，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。該技術已經歷了三代，第四代技術也開始應用。

 

智能電網的自動化也存在有弊端：調度側智能專家系統(tǒng)還不完善，未完全實現(xiàn)無人化操作，且控制和輔助決策系統(tǒng)尚無統(tǒng)一標準;廠站自動化水平遠低于國外發(fā)達國家;雖然控制系統(tǒng)種類繁多，但彼此間缺少聯(lián)系，協(xié)調性較差;PID控制技術難以滿足越來越高的要求。所以在今后要統(tǒng)一各控制系統(tǒng)的標準，進行規(guī)范化建設。積極研究智能控制方法，盡量減少人工操作;可從國外學習技術并借鑒其成功經驗。

 

2.智能電網的信息化

 

在信息化社會，信息化技術滲透于各個方面，電網信息化主要涉及兩大方面：一是企業(yè)管理，不管是電能計量、信息管理，還是資源管理、市場調查，都需要及時獲取足夠的所需信息，而電網信息化則實現(xiàn)了這一點;二是電力生產控制，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，質量性能也不斷提升，上世紀70、80年代多是電力線載波和模擬微波，而如今則發(fā)展成光纖、衛(wèi)星、無線、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，我國國家電網公司將SG186信息化工程作為重點工作，先后涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀工程項目，是我國電力信息化時代的一件大事。其實，我國自上世紀60年代，就開始了電力工業(yè)信息化建設，受當時條件限制，主要體現(xiàn)在利用計算機系統(tǒng)監(jiān)測變電站，以及電力設備運行狀態(tài)。隨著計算機、信息化技術的進一步發(fā)展，更多高新技術相繼應用于電力行業(yè)。

 

然而電力信息化建設過程并非一帆風順，我國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。相關標準也不統(tǒng)一，在信息采集和設備上投入過多，疏忽了信息整理，利用率較低，而且企業(yè)生產控制系統(tǒng)經常和管理系統(tǒng)脫節(jié)。這就要求必須盡快統(tǒng)一行業(yè)內信息化標準，建立起完善的電力信息平臺，并對各平臺加以整合，進行集中化管理。對采集到的數(shù)據(jù)信息充分利用，進行深度挖掘，并促進生產控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)的結合。

 

3.智能電網的數(shù)字化

 

信息是無形的，如何用一個容易度量的方法去理解信息十分關鍵。數(shù)字化則將信息轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，方便人們更加直觀地了解信息。而同時，計算機運行都是靠數(shù)字來完成的可以說，數(shù)字化是計算機的基礎。電網數(shù)字化在國外在上世紀就已出現(xiàn)，我國本世紀初才提出數(shù)字電力系統(tǒng)的概念，能夠以數(shù)字對電力系統(tǒng)結構、運行情況，以及企業(yè)經濟效益、人員組成等進行詳細的描述。電力數(shù)字化主要涉及以下兩方面：一是與企業(yè)信息化建設相適應，用數(shù)字表現(xiàn)企業(yè)的環(huán)境和管理水平;二是與自動化建設相關，即以數(shù)字仿真技術為基礎的高級應用系統(tǒng)。

 

我國目前電網數(shù)字化建設中存在的問題有：缺少系統(tǒng)外的信息，如風力、光照等，相關的數(shù)學模型也較少;調度側高級應用系統(tǒng)相對成熟，，但標準尚不統(tǒng)一，而廠站側數(shù)字化建設跟不上調度側發(fā)展速度。今后除了電力系統(tǒng)，還需考慮公共服務系統(tǒng)，對地質、天氣等方面加以重視，并構建相應的數(shù)學模型，以更好地指導數(shù)字化建設。此外要加快廠站數(shù)字化進程，而對于調度側，則應朝著標準化、規(guī)范化方向發(fā)展。

 

4.智能電網的互動化

 

隨著科技水平的進步，發(fā)電與電網之間存在了互動的可能。智能電網的產生就是為了實現(xiàn)電網與發(fā)電之間，電網與用戶之間的互動。互動是為了增加信息透明度，協(xié)調三者之間的復雜關系，使管理起來變得更簡單容易，并達到電力工業(yè)的效益最大化。目前也存在一些問題，如電力市場的透明度不高，破壞了電力競爭中公平、公正的原則，電力系統(tǒng)還沒有真正實現(xiàn)互動化過程，今后還需進一步完善;可再生能源發(fā)電的裝機容量快速增長，但是目前對可再生能源發(fā)電并網的相研究相對滯后，未來還需繼續(xù)努力，也可從國外借鑒成功經驗。

 

建立智能電網是一個浩大的歷史性工程。雖然目前我國很多復雜的智能電網項目正在進行中，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)網的構建，而且政府不只是在政策上支持電網的發(fā)展，同時也在努力從財政上支持電力行業(yè)的發(fā)展，每年對電力事業(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，政府對智能電網的發(fā)展是非常重視的。在這種政策和資金的支持下，對我國電網的智能化水平以及運行效率等都會有很大的推動作用，有助于電力行業(yè)效率的提升。隨著智能電網的不斷發(fā)展和普及，我國電力行業(yè)的供電量和輸電能力也確實在大幅度上升，以適應人們對供電量日益增長的需求，智能電網的發(fā)展為社會主義經濟發(fā)展做出了非常巨大的貢獻。

 

二、智能電網調度自動化功能

 

1.實時信息采集功能

 

智能調度自動化的實時信息采集部分通過廣域測量技術，利用PMU全面測量電網各節(jié)點的電壓、相位、功率及開關量等多種參量，同時也會收集電廠相關設備的運行數(shù)據(jù)(如煤耗、脫硫、煙氣、供熱等)以及并非電力系統(tǒng)的參量但對電力系統(tǒng)運行會產生相當影響的氣溫、雷暴、降水、風力等數(shù)據(jù)，為綜合分析電網運行狀態(tài)提供海量數(shù)據(jù)支撐。

 

2.析與評估功能

 

智能電網調度系統(tǒng)的分析與評估部分在正常運行時，應該可以輔助調度員更清晰的了解電網運行狀況，采用可視化技術，將對調度員提供電網實時運行情況，包含設備備用容量及運行情況，符合分布狀況，電網靜態(tài)穩(wěn)定性分析、大電網運行潛力分析、電網運行方式安排，保護及安全自動裝置的整定計算、對低頻振蕩的監(jiān)視與告警。對電網故障的智能告警等。同時也應提供教學培訓功能如專業(yè)及調度人員的培訓和考核、反事故演習等。在發(fā)生故障時，由于以下四個原因要求智能調度自動化系統(tǒng)分析與評估部分能夠協(xié)調系統(tǒng)安全與經濟給出故障處理及恢復決策方案建議。

 

1)發(fā)生故障時系統(tǒng)運行參數(shù)迅速變化給調度員施加很大壓力;

 

2)國外有研究顯示，當調度員承受的壓力超過臨界值后其反應速度會急劇下降;

 

3)有經驗的調度員退休或變更崗位導致在調度系統(tǒng)內工作經驗無法完全傳承下去;

 

4)個體差異導致值班調度員的技能水平會有波動。

 

3.調控及管理功能

 

調控功能是指調整控制電網的運行方式，包含對分布式能源的調度、用電負荷控制、自動發(fā)電控制、小水電及新能源并網控制、無功電壓控制、電網頻率控制、二次設備控制、新設備啟動控制等。管理功能指通過計算機及網絡技術對電力系統(tǒng)中眾多的調度生產資料及管理資料(如：供用電計劃、風力預測、水情預報、負荷預測、檢修計劃管理、并網協(xié)議管理、網站管理及信息發(fā)布、電網原始參數(shù)管理、檢修計劃管理、發(fā)電計劃、輔助服務管理、網損管理、運行值班管理、電網前期管理以及其他各種統(tǒng)計報表管理等)進行統(tǒng)一管理，避免信息孤島的產生，提高管理效率，為各種決策提供全面信息參考。