沈芳

(中南大學信息科學與工程學院,湖南長沙 410012)

智能電網(wǎng)關鍵技術的研究

沈芳

(中南大學信息科學與工程學院,湖南長沙 410012)

在對智能電網(wǎng)進行構建的過程中,智能電網(wǎng)中的關鍵技術是其基礎。本文對智能電網(wǎng)的概念進行了介紹,同時也詳細的闡述了智能電網(wǎng)中各個環(huán)節(jié)的關鍵技術,通過對各項關鍵技術應用的相關情況進行分析,進而實現(xiàn)更好的進行應用的目的。

智能電網(wǎng) 關鍵技術 研究

1 智能電網(wǎng)的含義

智能電網(wǎng)的基礎是物理電網(wǎng)，它是把先進的通信技術、控制技術、信息技術、傳感測量技術和計算機技術和物理電網(wǎng)高度的進行集成從而形成新型的電網(wǎng)，這樣才可以滿足用戶對于電力的要求以及環(huán)保約束和優(yōu)化資源配置的要求，保證供應電力過程中的經(jīng)濟性和可靠性，從而適應電力市場化的發(fā)展。其主要特征有：一是可靠性，對電力供應的安全性和可靠性進行提高；二是經(jīng)濟性，通過有效的對能源進行管理來對電網(wǎng)的經(jīng)濟效益進行提高；三是靈活性，對用戶的多樣化需求進行滿足；四是易接入性，確保所有的用戶都可以接入電網(wǎng)。

2 智能電網(wǎng)的現(xiàn)狀

2.1 在結構體制方面

用電、配電、變電和輸電都是國家電網(wǎng)公司的業(yè)務范圍，在統(tǒng)一標準、統(tǒng)一規(guī)劃和快速推進等方面都明顯的存在著體制優(yōu)勢。

2.2 在運行控制大電網(wǎng)方面

我國具備深厚的運行技術的積累和統(tǒng)一調(diào)度的體制優(yōu)勢，調(diào)度技術裝備的水平在國際上是一流的，自主研發(fā)的繼電保護裝置和調(diào)度自動化系統(tǒng)、在線穩(wěn)定安全分析的技術以及廣域相量測量的技術等在世界上都是居于領先地位的。

2.3 在電網(wǎng)網(wǎng)架方面

當下，我國的電網(wǎng)網(wǎng)架結構在不斷地加強和完善，也成功的建立了特高壓交流實驗的示范工程并穩(wěn)定的運行，全面的對特高壓輸變電的核心技術進行掌握，全面的對后續(xù)的交直流特高壓的工程進行推進，為堅強電網(wǎng)的快速發(fā)展奠定堅實的基礎。

2.4 在分散式儲能和大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)方面

深入的對并網(wǎng)控制和光伏發(fā)電監(jiān)控等關鍵技術開展了研究，對風電接入電網(wǎng)的仿真分析平臺進行了建立，對風電場接入電力的技術規(guī)定等有關標準進行了制定，也對電化學儲能等課題開展了基礎性的研究。

3 智能電網(wǎng)中的關鍵技術

3.1 分布式電源

對智能電網(wǎng)中的互聯(lián)標準進行改進，會更容易地接入各種儲能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。在全部的電壓等級上，不同容量的各種儲能系統(tǒng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)都可以進行互聯(lián)。

3.2 可變頻變壓器——VFT

實際上，VFT是一個移相變壓器而且還是可連續(xù)調(diào)節(jié)的，它的核心部件是旋轉變壓裝置，其具有轉子繞組和三相定子，在運行時，轉子側和一個電網(wǎng)相連接，定子側和另一個電網(wǎng)相連接，VFT具有控制潮流和交換能力的能力，它是電網(wǎng)智能設備的一種。

3.3 微網(wǎng)

微網(wǎng)是一種配電子系統(tǒng)，它接有分布式的電源，它還是一個提前設計好的孤島，在主網(wǎng)脫離后也可以進行正常的獨立運行，維持給所有或者部分的重要用電設備供電。主電網(wǎng)和微電網(wǎng)可以靈活地斷開、連接，不僅可以和大電網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運行，當主電網(wǎng)出現(xiàn)故障時也可以單獨地運行。

3.4 自愈電網(wǎng)

智能電網(wǎng)中最重要的特征就是自愈，自愈電網(wǎng)通過連續(xù)不斷地對自我進行在線評估來對電網(wǎng)可能發(fā)生的問題進行預測，找出正在發(fā)展的或者已經(jīng)存在的問題，并立即進行糾正和控制。它保證了電網(wǎng)的效率、可靠性、安全性以及電能質(zhì)量。

4 智能電網(wǎng)中的重要環(huán)節(jié)應用關鍵技術的情狀

4.1 發(fā)電環(huán)節(jié)

目前，為了使機網(wǎng)可以協(xié)調(diào)的發(fā)展，已經(jīng)深入的對電網(wǎng)接納能力、電網(wǎng)安全穩(wěn)定、發(fā)電出力預測以及控制大規(guī)模的可再生能源發(fā)電的運行等關鍵技術進行了研究。對并網(wǎng)的技術標準進行了制定，對風電功率示范預測的系統(tǒng)進行了開發(fā)研究，對風電接入電網(wǎng)的仿真分析平臺進行了建立。當下，我國的調(diào)速、發(fā)電機勵磁等設備都已經(jīng)實現(xiàn)了自動化、數(shù)字化，在控制風電等新能源發(fā)電的運行的技術方面已經(jīng)取得了進步。

4.2 輸電環(huán)節(jié)

對全套的特高壓交流設備進行了研制，其代表了世界最高的水平，也已經(jīng)成功地投運了特高壓試驗的示范工程。對在線監(jiān)測、檢修輸電線路的狀態(tài)等重大技術進行了研究，對線路安全運行的水平進行了提升；積極的應用大截面鋼管塔、導線等新材料、新工藝和新技術；部分的交流輸電技術已經(jīng)達到了國際領先的水平，在500kV以及以下的電壓等級的輸電系統(tǒng)中，對靜止無功補償器、可控串補等進行了示范應用，也廣泛的對傳統(tǒng)直流技術進行了應用。

4.3 變電環(huán)節(jié)

在變電站自動化的領域中，我國已經(jīng)處于國際的先進水平，變電站自動化的系統(tǒng)以及設備是具備自主知識產(chǎn)權的，它們也都已經(jīng)完全達成了國產(chǎn)化。對于新建站來說，它們都采取了變電站綜合的自動化系統(tǒng)，許多的老站通過技改也實現(xiàn)了變電站的綜合自動化。

4.4 配電環(huán)節(jié)

不僅要對堅強電網(wǎng)的建設進行加強，也要對城鄉(xiāng)電網(wǎng)統(tǒng)籌的進行發(fā)展，這樣既可以對建設和改造城市和地、縣級的配電網(wǎng)的步伐進行加快，也可以逐漸的對供電“瓶頸”進行消除，不斷的對供電能力以及供電可靠性進行提升。初步的對饋線自動化技術和配電自動化進行了應用，逐步的提高了配網(wǎng)的自動化水平。

4.5 調(diào)度環(huán)節(jié)

我國的調(diào)度系統(tǒng)裝備的總體技術已經(jīng)處于國際的先進水平，在在線穩(wěn)定分析、電網(wǎng)自動電壓的控制、電力二次系統(tǒng)的安全防護以及廣域相量測量的系統(tǒng)等方面有著明顯的技術優(yōu)勢以及深厚的積累。自主研發(fā)的廣域相量測量的系統(tǒng)以及能量管理系統(tǒng)以及得到了廣泛的應用。

眼下，對于節(jié)能發(fā)電調(diào)度的關鍵技術、支持調(diào)度技術系統(tǒng)的研發(fā)以及數(shù)字化電網(wǎng)的關鍵技術等方面已經(jīng)取得了大量的研究成果，為建設和調(diào)度智能電網(wǎng)的工作奠定堅實的基礎。

[1]高翔.數(shù)字化變電站應用技術[M].北京：中國電力出版社,2008：232-233.

[2]STEVENS B,PUBLIC E,F0RGE S.et al.Chapter 3：0utlook for Global in Vestment in Electricity in Frastructures,Infrastructures to 2030,Telecom.Land Transport,Water and Electricity[R].0rganization for Economic Co-operation and Development,2006：56-57.