智能電網(wǎng)對電網(wǎng)自動化技術(shù)的影響

彭國寧++湯文潔

摘 要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)應(yīng)運而生，且在電力系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)快速普及，為電力行業(yè)的發(fā)展帶來了深刻變革。該文在闡述推動智能電網(wǎng)發(fā)展因素的基礎(chǔ)上，分析智能電網(wǎng)發(fā)展對電網(wǎng)自動化技術(shù)的影響，探討當(dāng)前在智能電網(wǎng)階段電網(wǎng)自動化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 電網(wǎng)自動化技術(shù) 影響

中圖分類號：TM72 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0030-02

隨著社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平不斷提高，城市化進程加快，加之工業(yè)化與信息化的快速發(fā)展，社會用電量越來越大，對電能的需求也隨之增大。傳統(tǒng)發(fā)電形式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，故迫切需要尋找一種新的發(fā)電系統(tǒng)。在科學(xué)技術(shù)的推動下，智能電網(wǎng)走入電力系統(tǒng)領(lǐng)域中，為電力系統(tǒng)的發(fā)展帶來了一種新的發(fā)展生機。智能電網(wǎng)也稱為電網(wǎng)的智能化，是建立在高速集成雙向通信網(wǎng)絡(luò)上，其主要特征為自愈、供需互動、推動節(jié)能減排發(fā)展、協(xié)調(diào)與自適應(yīng)控制及資產(chǎn)優(yōu)化管理。目前，我國正在大力研究與推薦智能電網(wǎng)的使用，該文主要闡述智能電網(wǎng)對電網(wǎng)自動技術(shù)的影響。

1 推動智能電網(wǎng)發(fā)展的因素

1.1 全球性環(huán)境與能源的挑戰(zhàn)

二氧化碳的排放和能耗是導(dǎo)致全球變暖的主要因素，在等效二氧化碳的排放中發(fā)電廠所占比例較大，就美國而言，發(fā)電廠等效二氧化碳排放所占比例為33%。在能源方面，電力事業(yè)的快速發(fā)展致使石油的需求越來越大，預(yù)測全球2030年電力需求將比2016年上漲67%，我國2020年電力需求將達7.7萬億kWh，而面對如此大的需求量，依靠傳統(tǒng)電力模式將變得十分困難。

1.2 電網(wǎng)的高效、安全運行

傳統(tǒng)電網(wǎng)安全控制是通過離線整定、實時動作的繼電保護或穩(wěn)定補救裝置來實現(xiàn)的，該種模式會造成保護過慢而致震蕩或發(fā)生不必要的問題。智能電網(wǎng)是通過在線的快速仿真、評估事態(tài)發(fā)展、決定分區(qū)與隔離等，能制止或縮小事態(tài)的擴大，并在故障區(qū)內(nèi)予以輔助服務(wù)提供，確保居民基本用電。

1.3 供需需求雙向服務(wù)

傳統(tǒng)電網(wǎng)是從上至下的單向供需關(guān)系，智能電網(wǎng)的供需關(guān)系是雙向的。智能電網(wǎng)可促使用戶通過需求響應(yīng)來改變自己用電方式，主動參與電網(wǎng)管理與市場競爭。供需的雙向服務(wù)已是推動智能電網(wǎng)發(fā)展的一個重要因素，但供需效益需以開放供電市場為前提。

1.4 高性價比的社會效益與經(jīng)濟效益

投入產(chǎn)出的高性價比是推動智能電網(wǎng)的又一重要因素。智能電網(wǎng)的使用能讓美國電網(wǎng)提高5%，美國EPRI估計，投資1 650億美元，實現(xiàn)后效益可達6 280～8 020億美元。超導(dǎo)輸電技術(shù)能跨越4個時區(qū)送電，高溫超導(dǎo)電纜的輸電能力較銅導(dǎo)線相比提高了150倍。

2 智能電網(wǎng)對電網(wǎng)自動化技術(shù)的影響

2.1 為自動化技術(shù)的發(fā)展提供穩(wěn)定的環(huán)境

智能電網(wǎng)通過其強大的范圍，經(jīng)過相應(yīng)信號指導(dǎo)電網(wǎng)設(shè)備的有效運行，從而為自動化技術(shù)發(fā)展提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。智能電網(wǎng)在發(fā)展中能通過相應(yīng)的智能用電設(shè)備，參與到電能市場的管理中，降低電能市場對電網(wǎng)自動化技術(shù)相關(guān)電機組的需求，并且通過價格信號能將電網(wǎng)自動化技術(shù)有力地應(yīng)用到各電力非阻塞區(qū)，降低電網(wǎng)在輸出過程中所產(chǎn)生的電阻塞成本。智能電網(wǎng)發(fā)展能為自動化技術(shù)發(fā)展提供穩(wěn)定的工作環(huán)境，是智能電網(wǎng)對電網(wǎng)自動化技術(shù)的主要影響。

2.2 推動電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展并促進其運行

智能電網(wǎng)通過其自身優(yōu)勢，有效推動電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展，并有效促進其效率。智能電網(wǎng)下的電力市場主要是以能量管理為主，因電力市場在電力傳輸中較復(fù)雜，而智能電網(wǎng)能對電力市場的管理與能量系統(tǒng)提出更精準要求。能量管理系統(tǒng)能在一定程度上影響電網(wǎng)的安全運行狀態(tài)，智能電網(wǎng)對電力市場的管理與能量系統(tǒng)的高要求，能促進電網(wǎng)自動化技術(shù)在電力市場中的發(fā)展，并按高標(biāo)準要求來提高其運行效率。

2.3 加強電網(wǎng)自動化技術(shù)各項功能的融合

智能電網(wǎng)在發(fā)展與更新中能加強電網(wǎng)自動化技術(shù)各項指標(biāo)的融合，是智能電網(wǎng)發(fā)展機制對自動化技術(shù)產(chǎn)生的關(guān)鍵影響。智能電網(wǎng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展與更新能加強電網(wǎng)自動化技術(shù)各項指標(biāo)的融合，主要是因智能電網(wǎng)通過對電力配電管理系統(tǒng)的運用，對電力能力管理系統(tǒng)的運用等，對電網(wǎng)系統(tǒng)的全局性監(jiān)控，能夠通過電力在傳輸過程中的數(shù)據(jù)等，對電力傳輸?shù)默F(xiàn)狀了解，各種管理系統(tǒng)的應(yīng)用，能有效促進電網(wǎng)自動化技術(shù)中電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的各項功能之間的有效融合，通過對電能在電力市場中的運輸態(tài)勢，進行充分分析和探討，從而能夠有效提高電網(wǎng)運行的效率，為智能電網(wǎng)下自動化技術(shù)各項功能的穩(wěn)定運行提供有力的基礎(chǔ)。

3 智能電網(wǎng)在電網(wǎng)自動化技術(shù)上的發(fā)展

3.1 電力市場管理系統(tǒng)

電力市場及市場管理系統(tǒng)為智能電網(wǎng)功能的應(yīng)用提供了交易平臺和清晰且明確的價格信號。如通過智能用電設(shè)備的負荷響應(yīng)管理功能參加輔助服務(wù)電力市場，可為智能用電設(shè)備擁有者提供收益，減少對發(fā)電機組備用要求，分布式發(fā)電和負荷側(cè)管理輔助服務(wù)能有效降低電網(wǎng)輸電阻塞成本。在電力市場下，對阻塞線路增加智能柔性輸電設(shè)備，提高輸送極限，能提高線路的盈利能力。因此，電力市場的存在和各種針對智能電網(wǎng)的新服務(wù)、新交易的加入，使智能電網(wǎng)從概念、政策和法律轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟動力和價格信號。電力市場價格傳導(dǎo)作用的充分發(fā)揮，能讓智能電網(wǎng)投資受到良好的經(jīng)濟效益和社會效益，確保智能電網(wǎng)能長期穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)是電網(wǎng)的實時運行控制中樞，其包括數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，自動發(fā)電控制和經(jīng)濟調(diào)度控制，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、安全分析、調(diào)度員模擬培訓(xùn)系統(tǒng)。能量管理系統(tǒng)是電力市場系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因電力市場越來越復(fù)雜化，使得其對能量管理系統(tǒng)提出了更高要求。

3.3 配電管理系統(tǒng)

配電管理系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的一個重要技術(shù)系統(tǒng)，以實現(xiàn)配電網(wǎng)的管理自動化，優(yōu)化配網(wǎng)運行、提高供電可靠性、為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。智能電表、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電、負荷側(cè)管理、部分風(fēng)力和太陽能發(fā)電及電動汽車等均需接入配電網(wǎng)絡(luò)。在智能電網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運行發(fā)生著巨大變化，簡單地樹形網(wǎng)絡(luò)已滿足不了配電網(wǎng)絡(luò)的需求，電力也不再是單一的由輸電網(wǎng)單向流向配電網(wǎng)。配電管理系統(tǒng)需要統(tǒng)籌管理智能配電設(shè)備、復(fù)雜的運行狀態(tài)及多變的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.4 電網(wǎng)調(diào)度智能監(jiān)控系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控的主要內(nèi)容為電壓監(jiān)控、頻率監(jiān)控、潮流監(jiān)控、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、備用容量監(jiān)控及省際聯(lián)絡(luò)線關(guān)UI監(jiān)控等，其是確保電網(wǎng)安全運行的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控可對電網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)進行智能監(jiān)視，可集中、直觀準確展示當(dāng)前主要設(shè)備的停役信息，利于調(diào)度員對設(shè)備運動狀態(tài)進行重點監(jiān)控。電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控還能對電網(wǎng)穩(wěn)定進行斷面智能監(jiān)視，其能通過電網(wǎng)穩(wěn)定斷面限額庫實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定斷面限額的自動更新與同步。電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控還能對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)視與調(diào)整，找出電網(wǎng)運行的危險點，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析來尋找降低或消除危險的控制策略。

4 結(jié)語

智能電網(wǎng)是科學(xué)技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物，智能電網(wǎng)以優(yōu)化資源配置、實現(xiàn)節(jié)能減排、促進社會與經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)。智能電網(wǎng)為電網(wǎng)自動化技術(shù)提供了更為多元化的發(fā)展空間，實現(xiàn)了電網(wǎng)自動化技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)的有機融合與相互滲透，從而衍生出諸多變革與創(chuàng)新，促進了電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展。另外，智能電網(wǎng)在發(fā)展實施中應(yīng)注重規(guī)避風(fēng)險，使其更好、更充分發(fā)揮巨大作用。

參考文獻

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