智能電網的概念范文

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智能電網的概念

篇1

【關鍵詞】OS2 電網 調度自動化 一體化 模塊化

為適應電網的快速發展需求,提高電網運行能力,解決電網中的信息孤島、協作難等問題,二次系統一體化的研究早在幾年前就被提上議事日程,并提出一體化電網運行智能系統(OS2)。這一系統打通各個專業系統之間的聯系壁壘,實現各專業系統的橫向業務協作和縱向數據交流,提高電網的綜合運行能力;將孤島式的專業系統有機聯系起來,加強專業系統之間的數據交互。

1 OS2整體架構

1.1 定義

OS2就是按照SOA標準體系,具有一體化、模塊化、智能化特征,能滿足電網公司各級調度主站和10kV以上所有廠站運行業務需求和管理需求的新一代電網運行技術支持系統。OS2的主站端系統涵蓋電網運行監控、管理的業務功能,運用標準化、開放的技術架構,將在線與決策、保信、節能發電調度、發電輔助服務考核、DMIS等系統有機結合起來,滿足電網運行監控和管理全部的業務需求。廠站端則是在現有的自動化系統、數字變電站等的基礎上,整合間隔層裝置、站控層數據、站端智能化功能,并建設統一的數據采集通道,實現各類數據的統一采集和交換。

1.2 技術架構

OS2由主站端系統和廠站端系統組成,各個主站端和廠站端系統又可以分成運行控制系統(OCS)、運行管理系統(OMS)、電力系統運行駕駛艙(POC)或變電運行駕駛艙(SOC),覆蓋電網運行和管理的全過程,如圖1所示。

在這個技術架構中,OCS的主要功能是電網運行的在線監控和自動控制;OMS則是通過運行分析輔助決策,重視決策的策劃。OCS與OMS的協同配合,實現電網的閉環控制和管理。POC建立在主站端系統的OCS和OMS上,它面向電網的決策管理人員和關鍵崗位人員,服務用戶,為其提供一站式的運行狀況和決策支持服務。而SOC則是建立在中心站的OCS與OMS之上,面向變電運行的關鍵崗位,為其提供面向廠站的運行、設備管理等方面的服務。除此之外,在這個系統中,還有橫向/縱向的OSB系統,其貫穿于整個電力生產的全過程中,是OS2系統的信息交互紐帶。各個主站、廠站系統通過縱向的OSB實現信息交互,而系統內則采用橫向OSB系統,通過統一的信息編碼、標準接口實現各個模塊的即插即用,將系統與企業的信息管理系統交接起來,實現為企業的在線服務,實現信息共享。

2 OS2的特征

2.1 一體化

OS2提出的初始原因之一就是要解決電網系統中的信息孤島、缺乏統一規劃管理問題。因此,該系統在建設之初就大力推進全方位覆蓋、全過程管理和統一規劃。在OS2系統中,其一體化特征主要體現在三個方面:一是從廣度上覆蓋整個電網,一體化的全方位覆蓋,它支持全網各級調度主站和廠站的一體化運行監控、運行管理。二是從深度上實現全過程的覆蓋,滿足電網運行的安全、經濟、技術等要求,覆蓋電網運行的全過程,實現電力系統發電、輸電、配電、用電等環節的無縫對接和一體化管理。三是從協同作戰上實現一體化的全面協同,支持電網各個專業業務的橫向、縱向協調。

2.2 模塊化

OS2是面向電網專業業務的運行調度自動化系統,它以業務為導向,將其形成不同的模塊,實現業務與生產的耦合。從系統運行方面來看,模塊化包含了整個電力系統發電、輸電、配電、用電的全過程。它建設了開放的信息化平臺,并應用標準化接口保證各類專業系統以模塊化形式即插即用,實現各個專業系統融入OS2中協同作戰。在主站端的模塊化上,它將電網的運行數據集中到一起,為決策提供輔助服務;統一了電網的模型,消除信息孤島,實現了各個業務的橫向、縱向交流,提升電網的一體化運行管理能力;整合現有資源,并健全標準體系,加強信息化管控。

2.3 智能化

OS2的智能化是實現電網運行信息的橫向、縱向無障礙流通和交互,打破了專業系統之間的壁壘,實現了電網的閉環運行控制,并加強安全監控預警,保證電網運行的安全。通過智能化提高各個系統之間的協同作業能力,從而有效提高各項工作的效率和質量,提高經濟效益和社會效益。從技術角度來說,OS2實現各個專業、領域的互動配合。一是調度中心的各個專業之間的互動配合。二是電網運行與規劃之間的互動配合,OS2實現貫穿于電力系統運行全過程的信息無障礙交互,而這些正好為規劃工作提供依據,使得規劃工作更加精細化,及時將電網運行的數據資料傳遞給電網規劃,然后智能化進行不同周期、不同主題的規劃,并跟蹤規劃對電網運行產生的影響。

3 結束語

本文介紹了一體化電網運行智能系統(OS2)的定義、技術架構、特征,其不能滿足電網運行的經濟、技術、安全等方面需求,介紹了電網運行的新思路,為實現電網運行管理的跨越式發展奠定基礎。

參考文獻

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[2]汪際峰.一體化電網運行智能系統的概念及特征[J].電力系統自動化,2011,35(24):1-6.

[3]蘇揚,溫柏堅,胡劍鋒等.一體化電網運行智能系統的安全網絡架構設計[J].計算機安全,2013(11):42-46.

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關鍵詞:智能電網;智能配電網;智能電能表;控制策略

中圖分類號:TP393 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1302(2014)10-00-02

0 引 言

從概念提出到工程實踐探索,智能電網經歷了由論壇、技術路線再到政府企業推動等一系列發展歷程,這些可以從國內外的發展概況大致尋覓到一些蹤跡。

智能電網概念的提出源自于美國。為升級其老化的電網,提升電網的安全性、可靠性,并提高用電方效率,節省用電支出,美國的研究機構于2001年提出智能電網的概念,又在2009年將其確立為國家戰略,并相繼成立了智能電網聯盟和其他組織。在政府、電力企業和制造企業共同推廣下,Xcel公司建設了世界上第一個以智能計量為基礎的智能電網城市―― 博爾德(Boulder),逐步開展智能電網的工程實踐和示范應用。美國專注發展智能電網的配電和配電側,注意電力網絡基礎設施的更新和升級,同時促進可再生能源和分布式電源接入的發展。

歐洲智能電網主要是在分布式能源系統和可再生能源的大規模利用的基礎上建立的。2004年設立了智能電網技術論壇,從環境友好的視角著手,倡導并積極推動分布式電源,尤其是光伏發電的應用。

在世界其他國家都在積極建設智能電網的同時,中國也在積極推動著智能電網的發展進程。 在“2009特高壓輸電技術國際會議”上,我國國務院副總理張德江表示,已將智能電網發展納入到我國國家能源戰略的規劃中。同年8月,國家電網公司啟動了一項研究,以開發一個標準體系研究與制定、智能化規劃編制、重大項目和試點研究測試中心建設工程化研究等一系列工作。中國南方電網公司和其他一些地方電力公司還開展智能電網、智能配電網的基礎理論研究,基于集中抄表系統試點和饋線自動化的關鍵技術和設備的研究、開發及小規模示范應用。

國家電網公司明確提出:智能電網是以特(超)高壓為骨干網架,各級電網協調發展,以通信信息平臺為支撐,具有互動化、信息化、自動化特征,涵蓋電力系統的發電、變電、配電、輸電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。

在2011年,國家電網公司建成智能電網綜合示范工程――天津濱海新區“中新生態城”。南方電網公司正在啟動建設橫琴島智慧城市項目。

1 智能電網

1.1 智能電網的概念

目前為止,針對智能電網這一概念,分別從不同的角度分類和功能進行描述,出現了各種版本,尚未給出一個確切而嚴格的定義。一般而言,智能電網是集成了電力系統中計算機技術與信息技術的應用。從智能電網的混合動力控制理論出發,協同、有效和可靠的方式來實現所有的電網運行,具有自愈功能;能夠快速響應電力市場的業務需求;通過構建一個統一的通信架構平臺,實現實時、全面、準確的信息采集。

對于智能電網,堅強電網架構和雙向通信網絡可以為其提供物理支持,而各種集成高級應用功能可為其可視化軟件支持,準許可再生能源和分布式發電單元的大量接入和微網運行。

智能配電網以配電網高級自動化的先進技術為基礎,以先進的測量和傳感技術、控制技術、計算機技術和網絡技術、信息和通信等技術的應用和集成為媒介,采用智能開關設備、配電終端設備,經由堅強電網架構和雙向通信網絡的物理支持,以及各種集成高級應用功能的可視化軟件支持,準許可再生能源和分布式發電微電網操作單元大量接入和微網運行,促使不同類型的電力用戶主動參與到電網互動中來,進而使在正常工作狀態下配電網的全面監控、保護、控制、優化和非正常運行狀態下的自愈控制成為可能,最終為電力用戶提供安全、可靠、高質量、經濟、環保的電力供應及其他附加服務。

1.2 建設智能電網的重要意義

優化能源結構,保障能源安全供應;優化資源,提高電網資源配置能力;提升系統的清潔能源接納能力;推動節能減排,促進低碳經濟。

2 智能電網的系統組成

2.1 應用系統

智能電網的系統組成主要包括智能調度自動化系統、智能變電站自動化系統和智能配電自動化系統。調度自動化是集成自動化的一部分,由遙控裝置和調度主站系統組成,用于監視整個電網的運行狀態。通過對主站、廠站端、通信三大通信組件的調度實現自動化系統體系結構的調度。其作用包括:實現電網的安全運行監控,實現電網經濟調度,實現安全分析和事故處理的狀態。

智能變電站自動化系統由智能變壓器、智能開關等設備和各種繼電保護裝置、自動重合閘裝置、低頻自動減負荷裝置、備用電源自投裝置、遙控裝置等組成;其綜合了先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術,實現了全變電站主要設備和輸、配電線路自動監視、測量、自動控制和微機保護,以及通訊和調度等綜合自動化系統,集保護、測量、控制、調節、通信、調度于一體。

智能配電網絡主要是由主站系統、子站系統、通信系統、遠程終端的組成,采用分布網絡,智能模塊和設備,并結合了地理信息系統的應用。在正常情況下,使得配電網與電力系統各個環節的協調和優化運行得以實現;而在故障情況下,保證快速定位、隔離、恢復、負荷轉移等功能得以實現,為用戶提供優質可靠的電力,為電力企業提供便捷、高效的管理平臺和渠道,從而實現電力企業管理者、電力用戶、系統運行操作的協調和統一。

智能電網需要先進的技術支撐,其主要技術組成包括:智能化通信技術;智能化量測技術;智能化控制技術;智能調度技術;智能化設備技術。

2.2 基本功能與目標

智能電網作為一種先進的工具,其基本功能與目如下:

提高供電的可靠性:通過物理電網建設,提高控制水平,在電網受到各種干擾時,以保證可靠運行;

改善電能質量:電能質量的三項主要指標是電壓、頻率和波形。通過系統的控制策略優化無功,在地方分層分類控制就地平衡的基礎上,確保電壓合格率的前提下,減少諧波量,從而實現電能質量的優化;

降低網損:主要利用新的技術和設備,減輕設備磨損,采用調整經營模式的途徑以降低網損,通過合理控制調度初級能源的轉換效率;

環保:采用技術手段來開發并加大風電,太陽能發電能新能源接入電網的比例,以節省化石能源的使用,從而控制碳排放量,并減少對環境的破壞等。

2.3 智能電網的基礎應用及高級應用

智能電網的基礎應用包括:傳統的生產、調度運維功能及其初步提升等;高級應用包括智能調度、智能控制、優化運行等,還包括一些定制化的應用。

2.4 智能配電網網架結構與通信平臺

配電網特征是點多、面廣、線長、變化快。其通信環境與調度中心到變電站之間的點對點的不同,要求涵蓋整個配電網側的分支與分段開關,理想狀態如圖1所示,與配電網主網架重合。結構合理、網架完善的配電網主體和安全經濟、靈活可靠的智能配電裝備是智能配電網的發展基礎。

圖 1 理想的通信與網架示意圖

通信平臺是智能配電網的信息通道,可以采用無源光纖等構建主環,利用有線、載波、光纖、無線、公網相結合的多種通信方式的整合應用來構建分支線路與區域。

3 結 語

智能電網從基礎研究的概念提出到關鍵技術和設備的研究和開發,再到智能電網的引入,直至當前登陸的示范應用,都是一個不斷發展的過程。智能電網的內涵和外延,伴隨著新材料、新技術的開發和利用都將不斷發生變化。

智能電網這一宏偉的目標并不能單純依靠幾個具體的項目建設來實現。縱觀歷史可以看出,推動工業革命發展的力量是能源的發展,從蒸汽機時代的化石燃料向可再生能源時代,電力作為二次能源的時代,從集中式向分布式,智能電網技術可以更加靈活有效的控制需求來實現電源系統。

綜上所述,今后智能電網和電力人追求的目標和關注的重點應該是:通過不斷研發改進各種關鍵技術,實現的電網自愈,故障的隔離和網絡的重組,進而完成對電網的快速反應。

參考文獻

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[2]胡學浩.智能電網――未來電網的發展態勢[EB/OL].http:///,2011.

[3]苗新,張逸飛,劉津.智能電網的中國之路[J].國家電網,2009(7):54-56.

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智能電網的概念是通過應用電力電子、信息以及通信技術,智能電網提供高品質的服務,使能源效率最大化。1、智能電網目標是使用各種傳感器實時計算,增強電能力,減少輸電線路故障。測試設備:太陽能輻射、風向、速度、環境溫度、電流、線溫、輸電線路監測傳感器。數字變電站目標:應用數字化設施降低故障與成本。測試設備:154KV&23KVGIS智能電力設備。智能配電系統目標:分布式發電可以實現雙向故障檢測,優化負載平衡。測試設備:避雷監測裝置、分布式發電接口設備。2、智能用戶目標:建設基礎設施,發展需求響應新商業模式。測試設備:AMI先進計量設施,小型風電、太陽能發電、電動汽車充電器、儲能電池、智能電器、家庭能源管理。3、智能運輸目標:發展各種電動車充電設施、付費及操作系統。測試設施:快速充電器、充電樁、客戶信息管理系統、操作系統。4、智能可再生能源目標:穩定電力質量的輸出與補償。測試設備:分布式能源管理系統,能源管理系統,靜止同步補償器。5、智能電力服務目標:實時電價收費設計、聯盟之間電力交換,數據采集及驗證。測試設備:智能面板/智能服務門戶。

二、智能電網標準化

1、智能電網標準化主要計劃5個主要項目是:發展國際互操作性標準框架、建立框架操作及管理系統、發展主要部門關鍵標準、促進全球標準化活動、建立全球合格評定和認證體系。策略是:與韓國智能電網協會、智能電網研究院及聯盟建立標準合作系統;通過濟州島示范項目驗證測試與開發標準;通過標準合作,進行標準活動的管理。目標是建立智能電網標準體系,引領全球標準。另外,標準合作系統有科技與標準研究院、韓國IBC專家委員會、智能電網標準化論壇、智能電網協會等以及不同領域的委員會等。2、智能電網主要標準研發主要成就:確定約100個國家標準包括智能電網的核心:IEC61850標準;確定包括智能電表、電動汽車充電系統等核心設備的韓國國家KS認證標準。研發標準接口圍繞國家標準協調員,促進智能電網接口的相關研發業務;國際標準、KS標準。3、韓國智能電網互操作性標準框架及路線圖內容包括:智能電網概念域模型、數據模型(研究/推論)、智能電網功能(研究/定義)、不同領域智能電網標準差距(分析)、智能電網標準開發PAP(推論)、智能電網標準路線圖(推論)。框架路線為:(2011~2012年)韓國智能電網概念模型定義,為供應商提供基本立場及指南。(2013~2014年)為基準城市進行標準指導,包括安全、測試/批準、修改。(2015~2016年)建立合格評定及認證系統。

三、韓國智能電網示范基地

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【關鍵詞】智能電網 信息系統 體系結構

一、智能電網信息系統的概念

智能電網信息系統的具體概念,就是通過把以往的傳統能源網絡與現代的信息系統進行合理的融合而產生的一種新型的電力能源系統,這樣一來,電力系統網絡的可觀察性能以及可操控性能都大大的得到加強。以往的電力能源網絡系統中,電力能源的使用率非常低,互動能力也不高,同時對于安全穩定因素的分析也十分的困難。通過這種融合而成的智能電網信息系統可以全面解決上述問題,并且還能對電力能源實施全面實時的調控,對于電力能源的發電環節以及儲能環節的使用和接入效果都有著較大的提升。

二、智能電網信息系統的發展現狀

(一)智能電網信息系統在國際上的發展情況

美國一家能源公司在2008年在科羅拉多州進行智能電網的試運行,在運行的過程中為當地的居民明顯降低了電力的費用,同時也使得當地用電更加方便和穩定。歐洲是在2005年正式建立的智能電網信息系統技術平臺,目前經過設計與操作,歐洲基本上實現了對于電網系統的安全操作以及合理運營。在2008年,日本和韓國也分別提出了智能電網信息系統的計劃內容。在我們國家,智能電網信息系統的具體發展計劃是在2009年提出的,并且計劃在2020年全面實現智能電網信息系統的建設。2010年我們國家已經在河北地區的一個小區進行了智能電網信息系統的實驗。

(二)我們國家電網信息系統的缺陷

我們國家目前運行的電網信息系統存在的缺陷主要有:首先,我們國家目前運行的電網信息系統中的重要參數是隨機時變的,不可以被觀察,從而導致無法對電力系統進行有效的觀測和調度。其次,輸電線路在進行使用的過程中,由于需要提升其可靠性,導致可利用度非常的低。再次,對于輸電過程中產生的故障問題無法通過信息的傳輸來及時進行反映,只能通過試探的方式來對故障進行解決。最后,無法對電力系統進行負荷的情況下進行互動,從而導致熱備用浪費的情況發生。這些問題都可以通過智能網絡信息系統的建立而得到妥善的解決。

三、構建智能電網信息系統體系的基礎設備

(一)智能電網中的控制和量測設備

量測設備是構建智能電網信息系統的基礎設備,在構建智能電網信息系統的過程中,對于傳感器的部署和應用都離不開量測設備的使用。從目前的技術水平角度來觀察,智能電網信息系統中的傳感器量測系統主要是針對個人用戶的量測以及智能電網運行以及維護的量測兩個方面進行。其中針對個人用戶的量測功能主要體現在通過個人用戶的用電數據進行分析,進而給個人用戶提供一些用電方面的建議。針對智能電網運行以及維護的量測功能主要體現在對于輸配電線路以及電廠的信息方面。

智能電網能夠成功構建的基礎前提就是電力的控制設備能夠順利運行,其中功率和電壓的參數對于電網系統十分重要,所以就需要對功率和電壓的參數進行有效的控制和觀測。這就需要運用一些智能設備來對其進行實現,從而成功的構建智能電網信息系統。

(二)智能電網信息系統中的通信網絡系統

通過信息通信系統的幫助,可以把視頻數據、語音數據以及圖像數據進行有效的結合。在構建智能電網信息系統的過程中,通信網絡系統對于智能電網信息系統的量測設備以及控制設備都具有非常重要的支持作用,所以說,通信網絡系統對于智能電網信息系統來說,是必不可少的一個組成部分。對于個人用戶的量測結果通常都是利用局域網的傳播,進而進入無線網之中。然而智能電網信息系統把局域網又分為了家庭局域網以及領域局域網,目前來說,通過無線網絡系統搭建出來的智能電網已經與個人用戶的局域網建立了協議。從主干通信網絡的角度上來看,智能電網信息系統有著幾種不同的組網方法。一個是利用融合電力網絡和信息網絡的方式來對智能網絡信息系統進行構建,意思就是說通信載體的自身已經成為電力網絡中的一個組成部分。另一個是利用對智能電網信息網的構建以及對電力網絡的分離來對智能電網信息系統進行實現,意思就是說通過獲取另外的網絡資源來對電力系統信息網絡進行構建。

四、結束語

結合上文的闡述,從當前的形勢觀察,智能電網信息系統對于網絡的傳輸速度以及對數據進行分析處理的效率和對數據進行儲存的效果都有著非常高的需求。這些需求也就從側面影響著對電網穩定運行進行控制的復雜程度。雖然智能電網在研究的過程中涉及到的研究領域非常多,但是智能電網在保證電力穩定安全運行方面以及為用戶節省用電方面所提供的作用也是非常巨大的。所以說,智能電網已經成為電網系統未來進行發展的主要方向,為了能夠保證智能電網信息系統的合理構建和順利運行,應該更加積極的對支撐平臺和應用體系以及基礎設施進行研究和完善。

參考文獻:

[1]劉佳.多網融合下的智能電網信息系統安全機制[J].計算機光盤軟件與應用,2014,(21).

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關鍵詞:智能電度表 未來電網 節能環保

智能電度表作為一種新型的電表,與以往普通的電度表相比,最突出的特點便是其為全電子化的節能電度表,是科技進步的一種表現,代表著未來電網發展的趨勢――智能化與節能。

1、智能電度表的簡述

1.1 智能電度表的概述

智能電度表作為新型的電表,它具備傳統的普通電表的基本功能――用電量的計量功能之外,最主要的是它代表了未來電網的發展方向――節能型、智能型的電網。智能電度表是智能電網的智能終端,就中國而言,隨著國家電網智能化的建設與推進,智能電度表被大眾接受和使用將會迅速普及。智能電度表的工作原理是實施網絡供電或者銀行供電的形式,用電戶在電力公司創建的網絡頁面內的營業點進行繳費,當然需要用電戶開通網上繳費的業務。

1.2 智能電度表的主要功能

智能電度表完全是現代化的管理,省去了上門抄電表、收費等麻煩,一切都進入智能化、現代化的時代,并且其“先買電,再用電”的形式也避免了一些收費難的頑疾。智能電度表擁有以下主要功能:自動斷電,促使用電戶購電及時;網上繳費或者銀行繳費便利;一卡一表,防竊電;能耗低,環保節能和過壓保護功能等。

2、從智能電度表的節能環保到未來電網的發展方向

2.1 智能電度表的功能與未來電網節能環保的聯系

智能電度表作為一種新型的節能環保的電表,是促使未來電網向節能環保方向發展的重要推助力。從智能電度表的功能中我們也可以看出,未來電網的發展會以節能環保作為主要特點。

智能電度表較之以前的傳統電表最為主要的特點就是其智能化、節能化。智能化的表現是:第一,當購買的電量小于報警電量時,電表常常顯示剩余電量提醒用戶購電;第二,當表中購買的電量等于報警電量時,跳閘斷電一次,只要用電戶再次插入IC卡,便可恢復供電,作以提醒用電戶及時購買電量;第三,在電表內購買的電量用完時能自動斷電,督促用電戶及時購買電量。而節能化主要是未來電網的發展方向,其體現在:第一,智能電度表采用最新設計和SMT先進生產工藝,使得電量消耗低,有利于節能目的的實現;第二,通過網上繳費和銀行繳費的形式,減少了電網公司的人員壓力,不用上門查表,入戶收費,對于電網公司的人力資源的合理利用使得未來電網擁有環保和節能的特點。

2.2 未來電網的環保節能意識在其他方面的體現

現在社會電器的普遍應用使得用電量與用電范圍的擴大,從而也曾引發一系列的危險事件。隨著智能電度表的誕生,不僅使人們在用電方面得以安心,而且還引領了節能環保用電的新潮,伴隨著越來越多的人群的使用,在某種程度上也是為“綠色社會”、為環保節能作出了貢獻。但是,未來電網的節能環保特點不僅僅體現在智能電度表上,還通過很多方面來表現。

從我國來看,要建設高效安全、經濟環保的現代化電網結構,需要在全國范圍內進行能源的優化、整合,提升電網的供電能力,實現智能化的技術,拓展供電服務面,完成“以電代煤、以電代油”的模式,在生產、消費、運輸等各方面實現電能的替代,使得全面的節能化的實現。以電代煤、以電代油的模式是最直接的節能方式,本身煤、油資源就是不可再生資源,而現今的技術也不能將其全然利用,更嚴重的是使用煤、油還對于環境有所損害,對于電力資源代替煤、油資源是一項顯而易見的節能環保的方式。而拓展供電服務面,最接近生活的就是可以在城市中多設立電動車充電站點,既是方便了市民的出行,又是為環保節能做出貢獻。電動車在城市的普遍不僅可以緩解城市的交通壓力,更為重要的是可以減少機動車的尾氣排放對環境的污染。

不管是智能電度表的應用,還是其他電力方面的節能環保概念的融入,都是在指明未來電網的發展是朝著節能環保的方向前進的。未來電網以節能環保作為發展的指向標也有其原因:一方面是當今世界和社會發展現狀的現實要求;另一方面是結合了我國的國情出發,我國雖然是資源大國,但是資源人均占有量確實較少,為了實現我國經濟更好的發展、可持續的發展,我國的建設、發展都將是以節能環保標準和最終歸宿。并且電網的節能環保概念的普及,還可以緩解我國資源緊缺的問題,也可以在發展經濟的同時,兼顧環境的保護,形成的良好的環境又為發展提供了一個穩定的氛圍,這是一個良性循環。

3、普及智能電度表的意義

智能電度表的使用一方面減輕了電力行業送電的壓力,使得電網供電管理的優化,在某種程度上達到自愿的合理利用,便也可以視為節能、環保的作用;另一方面,對于老百姓來說,智能電度表是電表入戶,方便百姓查看用電的信息,更為方便的是交電費可以通過充值來實現,如今社會已經實現了足不出戶,網上繳費的可能,這一系列的進步都是方便了老百姓的生活。

對于未來電網的發展方向來說,智能電度表的普及使得人們節能環保意識的增強,這也就有利于電網在推動其他有利于環保,有利于實現“綠色社會”理念的產品的問世。智能電度表作為電網環保節能的有利措施,對于百姓將節能意識融入生活起到了重要的作用。

4、結語

本文通過對于智能電度表的簡單介紹,聯系到未來電網的發展趨勢――節能環保。節能環保,作為智能電度表較之普通電表的突出特點,也作為未來電網發展的方向,對于新型智能化的電表的普及和推廣帶來了許多便利,對于“綠色社會”的打造也起到了積極的作用與影響力。

參考文獻:

[1]周曉紅. 新型智能電表的發展現狀及趨勢[J]. 中國高新技術企業,2011,33.

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關鍵字:智能電網 電力設備制造 機遇與挑戰

自從美國奧巴馬政府提出“智能電網”這一全新的能源領域概念后,各國政府及電力提供企業、電力設備制造企業迅速反應,紛紛提出建設智能電網的計劃或者是意向。各類電力企業,尤其是電力設備制造企業也迅速提出自己的發展方向和應對措施,期望借由此次機遇,實現自身的巨大發展。面對智能電網推廣發展帶來的機遇與挑戰,電力設備制造企業之間的競爭日益加劇,甚至已經處于白熱化的程度。

一、智能電網

智能電網一詞由美國奧巴馬政府的能源智囊首先提出,其旨在建立安全、可靠的電力供應體系。智能電網必須具備安全、可靠、環保、經濟和高效的特點。首先,智能電網必須安全,保證用電安全及國家供電安全,有有效的措施避免出現重大安全事故和電力事故,保證電力供給和使用的安全性;其次,智能電網必須可靠,即用戶可以隨時隨地使用電力,保證用戶的電力供給,簡單說就是實現隨時供應用戶電力的狀態;第三是環保,也就是說,智能電網必須實現環境友好,不可以環境為代價實現電力供應和電力使用的方便快捷目的,低碳環保;第四,智能電網必須實現經濟用電,即減少用電成本和用電帶來的損失,經濟實用、能為大眾所接受;第五,智能電網必須具備高效的特點,即電力能源高效運用,盡可能的減少電力損耗,實現電力能源的最大化傳輸與使用。

二、智能電網對于電力設備制造企業的新要求

智能電網概念的提出對于電力發展的方向影響巨大,它使得國家電力發展方向發生了根本性的改變,與此同時,其也改變了電力設備制造企業的發展模式,對其提出了新的要求。

1、智能電網要求電力設備制造企業必須增加研發投入,提高設備自動化程度

由于智能電網要求電力供應的常規化和安全化,保障用戶用電的及時性和高效性,因此,電力設備需要實現自動化運行。這要求目前在線運行的電力設備必須更新換代,而這對于電力設備制造企業來說就意味著巨大的商機。這個商機需要電力設備制造企業不斷更新自身產品,在研發上投入巨大的資源和精力,改變和改進以往產品的技術含量,大力研發自動化電力設備,以滿足智能電網對于電力設備的要求。

智能電網的自動化程度和智能化程度是以往各類電力能源供給方式所無法比擬的,電力設備制造企業需要不斷研制新的、更加智能化和安全的電力傳輸與使用設備,保證智能電網的推廣和發展。智能化的要求不僅僅在于管理的智能化,更在于電力生產過程中的智能化、電力傳輸中的智能化以及電力使用的智能化,更重要的一點是實現電力體系的“自愈”,即自我檢查、自我修復、自我改進的功能,全面實現電力系統的智能化。

2、智能電網要求電力設備制造企業不斷提高自身產品安全性

智能電網的一個重要要求就是電力能源的安全性,這不僅僅是指電力能源生產的安全性,更是指電力運輸與電力使用的安全性,保證這個安全性需要電力設備制造企業不斷提高自身產品的質量,增加產品的安全性。智能電網由于處于智能化及自動化控制之中,因此需要電力設備具有一定的“自愈”能力,即實現電力設備的自我調節,一個重要的關鍵點就是電力設備的自我安全保護系統,實現電力設備的安全運行,達到智能電網對于電力設備的安全性要求,電力設備制造企業需要不斷從自身的產品出發,研發和改進自身的產品生產模式和產品種類,進一步提高電力設備的產品安全性。

電力能源的全程安全包含了電力生產設備的安全、電力輸送設備的安全、電力使用過程的安全,特別要提出的一點是電力維修的安全。在這些安全要求之下,電力設備制造企業被要求將其產品的安全系數提高到一個前所未有的程度,以在嚴謹的意義上提供安全保障。

3、降低電力設備的制造和使用成本,實現智能電網的經濟化目的

智能電網不是高成本工程,它是涉及到千家萬戶的用電便捷和經濟化的工程,這需要電力設備制造企業不斷降低生產成本,從而降低整個電網的建設和運行成本。在此過程中,電力設備制造企業需要不斷提高自身產品的科技含量,大膽使用新原料新技術,積極開發節能產品,實現產品的升級換代和產品自身生產成本的降低。

降低電力設備及整個電網的建設成本需要電力設備制造企業不斷努力,根據實際情況合理利用社會資源,積極開拓新的方式和方法,降耗節能,使用新的制造技術和國際先進的管理經驗,實現自身的制造成本降低,進而降低電力建設成本,實現智能電網經濟化的目的。

近年來,隨著世界電力設備生產技術的不斷發展,各種新型的電力制造技術不斷涌現,這些技術在帶來新的電力電網變革的同時也帶來了成本的降低。低成本、低投入,高產出成為了當今世界各國電力設備生產企業的共識,搶占這一機遇,降低設備生產成本是一個重要的著手點。

4、提高電力設備效率,減少電力輸送損耗,實現電網高效運行

現在世界各國的電力能源在輸送過程中造成的損耗成為電力浪費的一個重要的現象,這不僅使得大量的電力能源白白浪費,還給整個電力電網運輸帶來的不小的安全隱患。智能電網需要一個高效運作的電力輸送系統和電力能源生產系統以及電力配送系統。

高效的電力能源生產系統即實現電力生產的最大化運作。例如提高煤炭向電力的轉化利用率,提高核電燃料的利用率等。最大限度的實現能源的轉化,將有限的資源轉化為電力能源。高效的電力輸送系統指的是實現電網輸送的最小損耗,利用高科技手段,提高傳輸的效率,減少損耗和不必要的電力能源丟失。高效電力配送體系指的是利用現代化手段提高電力到用戶的配送調節度,實現電力能力的合理配置,盡量減少損耗,實現電網高效運行。

智能電網要求電力設備制造企業在這三個方面著手,大力研發新材料,使用新技術,實現真正意義上的節能和提效。減少損耗,提高電網乃至整個電力系統的效率是智能電網建設對于電力設備制造企業的根本要求。

三、智能電網推廣發展對于我國電力設備制造企業的啟示及建議

智能電網概念在我國的提出和發展是近幾年才提出的,其在我國還處于初級階段,我國電網運行還處在傳統的狀態,電力設備制造企業普遍存在技術含量低,重復建設嚴重等問題,其核心競爭力和核心技術不強,缺乏必要的人才隊伍,整體上還處于比較薄弱的發展階段。

1、增加研發投入,加大對于電力設備自動化及智能化的研究

加大電力設備研究力度,投入資金和資源進行核心技術開發和核心產品的研制以及升級換代成為我國電力設備制造企業面臨的首要問題。我國電力設備制造企業應該以此次智能電網推廣發展為契機,積極開展新產品、新技術的研發工作,形成我國電力設備制造業的核心競爭力,培養一批具有先進技術和研發能力的隊伍,為我國智能電網的建設做出應有的貢獻。

企業應積極聯系相關電力設備研發的國家機構及實驗室,將新技術應用于實際生產,從而提高我國電力設備的自動化和智能化程度,進而為我國智能電網的推廣和發展鋪平道路。電力設備制造企業應該充分認識到目前國際電力設備發展的新形勢和新動向,積極參與國際技術合作,引進先進技術和資金,用于我國智能電網設備的開發與生產,促進企業的全面發展。

2、把握機遇,積極參與國家智能電網建設

對于我國電力設備制造企業來說,智能電網建設是一次難得的機遇,把握這個機遇可以幫助企業發展更進一步,使得企業發展跨入一個嶄新的階段。因此,各類電力設備制造企業應該積極參與國家智能電網建設。

電力設備制造企業應積極研究促進智能電網建設發展的方案,制定自身對策,積極準備,應時而上,為智能電網改造做出企業自身的貢獻。在企業發展和國家建設雙豐收的前提下,智能電網的發展必然會給企業帶來巨大的社會效益和經濟效益。參與國家智能電網建設不僅要提供優質高效的電力設備,還要積極參與智能電網建設的技術研發和技術改進計劃,這不僅可以幫助企業樹立自身品牌,還可以借此提高企業自身的核心競爭力,使企業在激烈的國際競爭中處于領先地位,從而獲得企業的迅猛發展。

3、完善自身管理,規范電力設備制造企業管理規范化

良好的管理是企業發展的必然要求,電力設備制造企業同樣如此。面對智能電網發展帶來的巨大機遇,電力設備制造企業應該積極加強自身管理,規范自身的內部控制規程,防止出現質量問題;提高內部員工的自律性和規范性,保障產品的質量安全性和可靠性。加強自身管理更重要的是加強產品質量管理,建立健全自身自量監督機制,實現內部產品質量的可控可查,杜絕問題產品出廠,這不僅僅是對于自身產品負責,更是對國家和生命負責。

結語:

發展智能電網對于國家電力能源安全是一項重大工程,電力設備制造企業只有不斷發展自己,才能抓住這次機遇,發展壯大自己,從而在國際電力設備制造業占據一席之地。

參考文獻:

[1] 古麗. 國外智能電網發展概述. 深信服科技.2010.8

[2] 喬弘 吳蓉. 智能電網的特點與發展淺述.中國新科技產品.2010(19)

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[關鍵詞] 電力;營銷;前沿技術

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 21. 053

[中圖分類號] F272 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2016)21- 0112- 01

為了適應市場化需求,電力企業迫切地希望利用信息化、自動化、智能化的營銷前沿技術來促進電力營銷工作水平的提高。

1 推進電力營銷自動化技術應用

1.1 電力營銷自動化的概念

電力營銷自動化就是通過先進的通訊技術、電子技術和網絡技術,實現對電力營銷信息的加工以及處理,達到電力營銷信息綜合處理,進行輔助決策自動化,為電力營銷服務的目的,使電能商品能夠迅速、及時、可控、便捷、主動地服務于電力用戶的一種管理方法。

1.2 電力營銷自動化對電力營銷的影響

營銷自動化水平的提高,保證了供電范圍內所有信息傳輸的效率,提高了其時效性,還提高了上層管理部門作決策的效率和應對突發事件的反應能力;營銷自動化水平的提高,有助于完善各級營銷系統中各種數據的流程管理和匯總管理,減少了因數據不統一造成的誤差和統計麻煩,減少了不必要的成本開支。實行營銷自動化,不僅統一了系統,核實了標準,減少了系統改造升級和維護的成本,還將用戶的信息聯網公開,使電費直接劃撥入賬,不用層層上繳,便于供電用戶跨所繳費和供電企業及時收費,完成營銷目標。同時,還統一了業務辦理的流程,提高了用戶業擴報裝等業務的辦理效率,有利于提升電力部門的形象,提高其社會效益和經濟效益,完善服務品質,加強供電企業的市場競爭力。

2 推進電動汽車及其充電設施接入

2.1 電動汽車及充電設施的概念

電動汽車是指以電能為動力的汽車,一般采用高效率充電電池、或燃料電池為動力源,其主要類型有純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車。其充電設施主要有:分散設置的交流充電樁;配備多臺直流充電機和交流充電樁、集中設置的充電站;配備地面充電系統的換電站。

2.2 電動汽車及充電設施的接入對電力營銷的影響

電動汽車的大規模接入,將直接推動售電量的增長,到2015年,我國純電動汽車保有量已達到266萬輛,全年電力需求在212億kWh。在節能減排和電力增供擴銷的雙重要求下,電網企業應主動研究電動汽車市場和電動汽車充電對電網技術、經濟等層面帶來的影響,實施與之相適應的營銷策略。利用既有的技術、品牌和客戶服務優勢,以電網為基礎,研發和擴充智能充電設備,智能充電樁根據分時電價,制定出最優充電方案,自動完成汽車充電啟停控制;建立完善的電動汽車充電服務體系,提供網絡式智能充電管理服務,結合技術創新和電力營銷,通過智能電網形成電動汽車與電網G2V和V2G雙向互通,在降低充電成本的同時,達到削峰填谷的效果,實現客戶和電網企業共贏;將電動汽車作為移動的分布式儲能單元接入電網,用于旋轉備用、新能源接入,提高電網供電靈活性、可靠性和能源利用效率,延緩電網建設投資;創造和推廣最經濟的充電運行模式,向電動汽車的產業鏈下游延伸,擴展電網企業的業務范圍,全方位占領電動汽車充電市場。

3 推進智能家居和智能樓宇/小區建設

3.1 智能家居和智能樓宇/小區的概念

智能家居是應用先進的計算機、通信和傳感技術,將與家居生活有關的各種設備和應用系統有機結合到一起,既可在家庭內部實現家居設備的自動控制、信息共享和通信,又可與家庭外部網絡進行信息交換,實現家居設備遠程控制。智能家居的主要目標是為人們提供一個集服務、管理于一體,高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。

智能樓宇/小區是采用光纖復合低壓電纜或電力線載波等先進技術,構建覆蓋居民所在的小區通信網絡,通過用電信息采集、雙向互動服務、小區配電自動化、分布式電源及儲能、電動汽車充電、智能家居監控等新技術成果,綜合了計算機、通信、控制、測量等多學科技術,是多領域、多系統的集成應用。

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能電網的應用研究,研究方向涉及發、輸、配等各個環節,在這些環節中,智能電網的安全性和可靠性成為研究的重中之重,利用計算機網絡安全防護體系來構建

智能電網的安全防御中心,可以確保智能電網能夠有效的預防、檢測、反應相應的物理攻擊和網絡攻擊,以提高智能電網的安全性,論述計算機安全防御的概念、

組成、關鍵技術等內容,對智能電網的安全體系具有實際的指導作用。

關鍵詞:智能電網;計算機網絡系統;安全防御體系

中圖分類號:TP393.08 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0120156-01

智能電網的理念首先在2006年由美國的IBM公司提出,該方案中提出

了通過對電力生產、輸送、零售等各個環節的優化管理,將先進的計算機

技術、控制技術、通訊技術、信息技術植入其中,以達到電網協調、有

效、可靠的基本工作目標,同時實現快速響應及自愈功能,以實現為用戶

提供安全可靠、經濟有效的電力服務的目的。

1智能電網的基本特征

智能電網主要的基本特征有以下六點:

1)自愈性:電網的自愈性是和電網的堅強性連接在一起的,主要的

功能是在電網的一部分或某一元件出現問題時,電網系統能及時有效地將

其與實際運行電網進行分離,這種分離幾乎是在無人為干預的情況下完成

的,以達到不中斷供電服務的前提下使系統迅速恢復到正常運行的狀態。

2)激勵和包括用戶:目前的電網運行是用戶被動的接受服務的方式,而

在智能電網體系中,用戶可以在互動的前提下,詳細的了解電力的運行狀

態以及其他的一些服務信息,從而制定出適應于自身情況的電力使用方

案。3)抵御各種不安全攻擊:電網的外界不安全因素分為物理攻擊及網

絡攻擊,對于這些攻擊,智能電網系統應當具有完善的檢測、威懾、預

防、反應體系,以維持供電的正常穩定供電,盡量杜絕和減少電網運行的

不安全因素。4)提高電能質量:過去,電能質量主要集中在對供電電

壓、電流、頻率等參數的檢測,而近幾年來,隨著各種非線性電力電子設

備的普及使用,各種諧波電流相繼產生,對電能質量起到了很大的干擾作

用,而用電企業和用戶的數字化電氣設備對用電質量提出了更高的要求。

因此,智能電網的使用可以有效地保證電能質量,以提高設備的運行穩定

性。5)有利于各種其它類型能源的接入運行:光伏發電、風能發電、潮

汐發電、生物發電等各種可再生能源發電形式,在智能電網的統一管理

下,可以實現方便、快捷的并網運行。6)優化其資產應用:智能電網通

過高速通信網絡實現對運行設備的在線狀態監測,以獲得設備的運行狀

態,使其長期有效地運行在最佳運行狀態,以優化各設備的運行效率。

2 智能電網的安全性要求分析

智能電網通過通信網絡將多種系統、多種設備、各種智能儀表連接起

來,并將各種操作系統融合在一起,提供可視的,可監控的電網系統。這

一系統與傳統電網最大的區別就是雙向性,所以它的安全風險不僅僅來自

于內部網和終端設備的威脅,而直接暴露在用戶面前的終端設備將更容易

面對攻擊,黑客也有更多的機會從不同的設備中找到漏洞,從而入侵智能

電網系統。最終的結果就是很難找到和隔離某個導致安全風險的漏洞。

2010年發生的Stuxnet網絡攻擊事件,導致了伊朗核電站超過1000個離心

機設備損壞,就證明了智能電網安全的脆弱性。

智能電網的安全性事故還不僅僅體現在電網運行的安全性上,由于信

息技術的應用,有關智能電網中信息安全性的保障問題也是令人擔憂的事

情,包括為了避免繳納電費而進行的數據篡改或欺詐;用戶賬戶不正常登

錄時的隱私泄露問題;通過操縱網絡中的某個設備導致整個電網或部分電

網設備運轉不正常等內容。

綜上所述,智能電網的安全性問題是一個綜合性的問題,對智能電網

中的網絡通信技術、存儲技術、信息安全技術提出了更高的要求。

3 計算機安全防御體系組成

智能電網是一個涉及多學科、多技術領域的戰略性概念,架構堅強的

安全網絡體系除物理安全之外,還要在以下六個方面來保證智能電網的安

全性。

3.1 智能電網中數據的安全存儲。智能電網中的數據的安全性和智能

電網中物理的安全性一樣重要,存儲安全保障的最終目標是保障數據信息

的完整、不受損壞、不被竊取,同時具有非常完善的數據備份與恢復功

能,以保證在發生存儲安全事故時,在第一時間、將負面影響降至最低

點,最大限度的減少各種損失。

3.2 完善的認證系統。基于PKI技術的CA認證系統對于保障電網企業

的安全具有非常重要的作用。它可以為智能電網上的各種應用提供身份認

證、數字簽名認證、數字加密傳輸等的安全保障。CA認證中心是PKI系統

中的重要組成部分,完成了PKI的基礎的功能。

基于PKI技術的CA認證系統可以為智能電網提供各種電力設備資源的

授權管理及訪問控制,從而實現有效的用戶管理、審核管理、資源管理、

角色管理等功能。

3.3 防火墻。防火墻從本質上說是一種保護裝置,原是建筑大廈中設

計防止火災從大廈的一部分傳播到另一部分的設施。隨著Internet的迅速

發展,防火墻成為了防止病毒、資源盜用等危險傳播到網絡內部的有利措

施。而對于電網企業來說,采用防火墻來做為安全防護體系中的第一道防

御,是必不可少的防御措施。

3.4 入侵檢測。入侵檢測是對入侵行為的檢測。它通過收集和分析網

絡行為、安全日志、審計數據、其它網絡上可以獲得的信息以及計算機系

統中若干關鍵點的信息,檢查網絡或系統中是否存在違反安全策略的行為

和被攻擊的跡象。

隨著網絡攻擊技術的日益提高,網絡系統中的安全漏洞不斷被發現,

傳統的防御技術及防火墻技術已無法全面應對以上的措施,于是入侵防御

系統應運而生。

3.5 病毒防護。網絡上的病毒可謂是形態各異、種類繁多,養成良好

的防病毒習慣,采取先進的實時反病毒技術可以在一定程度上保護整個系

統的安全性。

3.6 漏洞掃描。一般來講,系統自身的漏洞可能更具有危害性,黑客

通過掃描等方式,對指定的系統進行安全脆弱性檢測,從而發現一些可以

利用的漏洞,以實現滲透攻擊的行為。

及時采用掃描工具對于智能電網內的各個計算機系統進行有效地掃

描,保證一但發現有漏洞就要馬上修復是杜絕漏洞的有效手段。

4 結語

智能電網的安全防護工作是一個復雜性和動態性都很強的工作,本文

提出了通過6個方面構建防護系統的主體思想,可指導電網企業有效地解

決由于智能電網信息化而帶來的系統安全性維護問題。

參考文獻:

[1]崔毅、李福嶺,淺談智能電網和智能網絡[J].電力信息化,

2008,6(11).

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關鍵詞:電力 能源 智能電網 網絡 系統 技術 高效 發展

1 智能電網的概念及現狀

首先,我們來了解下智能電網的概念,從技術發展和應用的角度看,世界各國、各領域的專家普遍認同以下觀點:智能電網就是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。

中國在電網的規模和投資方面取得的成績有目共睹。中國的電網企業在發展智能電網方面也具有自身優勢。中國目前在特高壓與高壓輸配電領域的許多技術都是引領全球的。另外,由于中國在可再生能源發電領域的迅速發展,可再生能源電力接入電網方面也具有一定的優勢。不過,智能電網是一個龐大而完整的體系,在電力消費端、需求響應等方面,歐美國家暫時處于領先地位,特別是在消費端的投入和重視程度上,歐美市場也相對比較成熟。

2 智能電網的特點

將計算機應用于電網之中,將數字傳感器、遙控裝置等加入現有的電力傳輸及分配系統中,實現數據連接、采集、整合,再進行科學的分析,使電網變得更加智能、綠色、高效。而且這樣的“智能電網”能更加及時、透明地反應電網狀況。例如:實時將電力負荷與電價信息傳回電廠,消費者能及時了解到自己所消費的電量及所要繳納的電費;人們可以為家用電器設置相應程序,電廠甚至還可以直接向電器發送指令,減少高峰時的電力負荷;智能儀表能夠將風能、太陽能等分散的、間歇性的可再生能源發電并入電網,并使消費者將自家多余電量賣入電網;智能電網可同時協調多輛電動汽車充電,充滿電的電動汽車同時也是移動能量儲存器等。下面探討下智能電網的特點:

2.1 具有堅強的電網基礎系統,同時也具備技術支撐系統,能夠抵御各類外部干擾和攻擊,即使電網發生大擾動和故障的時候,仍能保障對用戶的供電能力,而不發生大面積停電事故。

2.2 智能電網不僅具有實時、在線和連續的安全評估和分析能力,還具有強大的預警和預防控制能力,以及自動故障診斷、故障隔離和系統自我恢復的能力。

2.3 智能電網支持可再生能源的有序、合理接入,適應分布式電源和微電網的接入,這樣就能夠實現與用戶的高效互動,滿足用戶多樣化的電力需求,并提供對用戶的增值服務。

2.4 通信、信息和現代管理技術的綜合運用,使智能電網實現資源的優化配置,降低電網損耗,提高能源利用效率。

2.5 智能電網中建立了雙向互動的服務模式,用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息,合理安排電器使用;優化資產的利用,降低投資成本和運行維護成本。

3 智能電網發展歷史及趨勢

智能電網是一個完整的信息架構和基礎設施體系,實現對電力客戶、電力資產、電力運營的持續監視,利用“隨需應變”的信息提高電網公司的管理水平、工作效率、電網可靠性和服務水平。21世紀初智能電網在歐美的發展,為全世界電力工業在安全可靠、優質高效、綠色環保等方面開辟了新的發展空間。雖然國際上對智能電網研究和應用還處于初期階段,但歐洲、美國、日本等國家和地區已經在智能電網及其相關領域取得明顯成果,電網智能化水平不斷提高。

隨著國民經濟的持續快速發展和人民生活水平的不斷提高,我國電力需求較快增長的趨勢在較長時間內不會改變。同時,我國能源與生產力布局呈逆向分布,能源運輸形勢長期緊張。但目前我國電網發展相對滯后,在能源綜合運輸體系中的作用還不明顯。這些在客觀上要求加快轉變電力發展方式,提升電網大范圍優化配置能源的能力,建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網是滿足這一要求的必然選擇。

特高壓輸電具有遠距離、大容量、低損耗、高效率的優勢,建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網,能夠促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發利用。同時,特高壓電網可以提升電網抵御突發性事件和嚴重故障的能力,進一步提高電力系統運行的可靠性和穩定性,使堅強智能電網建設具備堅實的網架基礎。

因此,在堅強智能電網建設中,必須以特高壓電網為骨干網架,連接大型能源基地及主要負荷中心,以更好地保障國家能源供應和能源安全,滿足經濟社會快速發展的需要。

2009年5月,中國國家電網公司正式了舉世矚目的“建設堅強智能電網”的研究報告,首次向社會公布了“智能電網”的發展計劃。

2010年3月“加強智能電網建設”首次列入《政府工作報告》,我國智能電網建設步伐加快;2010年5月1日,我國第一個智能電網示范工程在上海世博園率先投運;6月29日,國家電網公司制定并了《堅強智能電網技術標準體系規劃》,成為全球首個用于引導智能電網技術發展的綱領性標準。在政府、行業、企業的合力推動下,我國智能電網建設全面提速,成為世界智能電網建設的先行者和引導者。

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【關鍵字】智能電網;電網系統;分布式能源;智能化

中圖分類號: U665.12 文獻標識碼: A

智能電網包含了一個智能型電表基礎建設,用于記錄系統所有電能的流動。通過智能電表,它會隨時監測電力使用的狀況。智能電網包括超導傳輸線以減少電能的傳輸損耗,還具有集成新能源,如風能,太陽能等的能力。從技術發展和應用的角度看,世界各國、各領域的專家、學者普遍認同以下觀點:智能電網是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。根據目前的研究情況,智能電網就是為電網注入新技術,包括先進的通信技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術和電力工程技術等,從而賦予電網某種人工智能,使其具有較強的應變能力,成為一個完全自動化的供電網絡。

智能電網(smart power grids),就是電網的智能化,智能電網就是電網的智能化,也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標,其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。

1、 智能電網分布式能源的智能管理系統和高級的智能儀表體系

1.1分布式能源的智能管理系統

分布式能源是指分布在用戶側的以小規模、小容量、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近的系統,主要包括分布式發電、分布式儲能、并網技術和具有潛在功率產品價值的需求,利用側負荷響應能源梯級資源和可再生能源及資源綜合利用設施,如以太陽能發電、風能發電、熱電聯產、沼氣利用等。分布式能源直接安裝在用戶端,盡量減少中間輸送環節的損耗實現對資源利用的最大化。分布式能源是智能電網的技術基礎,既可獨立運行,也可并網運行,而不管規模大小、使用什么燃料或應用的技術。

1.1.1分布式發電

分布式電網發電可以視為虛擬負荷的分布式發電設備直接由用戶控制啟停。即使接入配電系統,也可不參與自動發電控制,甚至在配網側安裝逆功率繼電器,正常時不向電網注入功率。分布式發電系統自身的特點決定了它不是采用煤作為一次能源,而是大量采用環境友善的可再生能源。可以說,分布式發電技術是與新能源技術密切相關的。

1.1.2分布式儲能

基于系統穩定性和經濟性的考慮,分布式發電系統要存儲一定數量的電能,這樣既可以穩定供電,同時,又能提供備用電力以及提高分布式發電機組的可調度性。到目前為止,人們已經開發了多種形式的儲能方式,主要分為化學儲能和物理儲能。然而,成本過高是限制很多儲能技術在分布式發電中大量推廣應用的問題,因此,提高能量轉換效率和降低成本是今后儲能技術研究的重要方向。

1.1.3并網技術

在電力系統中引入分布式電源所帶來的運行上的問題包括:調壓、繼電保護、瞬態重合閘、電閃、諧波、變壓器接地、孤島檢測等。依據分布式發電系統的特點與功能及其與傳統電系統之間的關系,將分布式發電并網系統分為規劃、電能質量、繼電保護、可靠性等方面的影響。有關研究出了利用電抗器高阻抗值的特性,限制分布式電源提供的短路電流,從而有效地解決了分布式電源與保護之間的協調性問題。

1.1.4需求相應資源

對電網而言,分布式發電的啟停可以看成是虛擬負荷的減少和增加。同樣,負荷的減少和增加也可等效于虛擬發電的增減。隨著電力市場的深入發展,負荷相當于潛在的功率產品的價值正在日益凸現。智能電網的任務在于實現需求響應資源的系統集成,使之在正常、緊急和恢復狀態下協調運行。這除了需要研發有關電約束、供電合同、平衡市場以及現貨市場外,還需要研發正常、緊急、恢復狀態下的各種運行軟件,諸如正常狀態下的直接負荷控制、固定負荷消費水平、按通知減負荷、分布式發電參與負荷響應程序、緩解輸配電阻塞,緊急狀態下的頻率控制、電壓控制、備用和黑啟動等。

1.2高級智能儀表體系及需求側管理

智能電網是在物理的電網之上,建立基礎的信息溝通平臺,將相關的設備、裝置、系統、用戶、員工、電能等互動起來。通過對用戶側和需求側的隨需訪問和智能分析,從而實現更智慧、更科學、更優化的電網運營管理,以實現更高的安全保障、更可控的節能減排和可持續發展的目標。智能電網要廣泛應用先進的設備技術,極大地提高輸配電系統的性能。未來的智能電網中的設備將充分應用在材料、超導、儲能、電力電子和微電子技術方面的最新研究成果,從而提高功率密度、供電可靠性和電能質量以及電力生產的效率。未來智能電網將主要應用三個方面的先進技術:電力電子技術、超導技術以及大容量儲能技術。通過采用新技術和在電網和負荷特性之間尋求最佳的平衡點來提高電能質量。

智能電網通過建立一個數字化信息網絡系統將能源資源從開發到終端用戶的各種電氣設備和其它耗能設施結合起來,通過智能化控制實現供能的精確化、對應化、互助化和互補化,全面提高能源利用效率和能源供應安全水平,將污染與溫室氣體排放降低到環境可以接受的程序,使用戶成本和投資效益達到一種合理的狀態。將形成覆蓋電網各個環節的通信網絡體系,實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務以及生產和調度應用集成等功能,全面實現電網管理的信息化和精益化。

2、 智能電網的幾點思考

基于每個國家對于智能電網概念的理解不同,需求不同。所以,我們不能用一種眼觀來看待世界各國智能電網的發展。

國外對智能電網的研究相對于我國來說更早,同時技術也更加成熟,深刻。所以我們要吸收他們的先進技術和經驗,但是也不能全盤接收,應該發展中國特色的智能電網。開放才會更快的促進科技的發展。這個觀點對于智能電網的研究和發展同樣適用。開放、統一標準,讓更多的研究機構加入,就會有更多的新技術產生。

給用戶提供更多的方便和實惠。人性化的電網概念是至關重要的,智能電網的設計除了在技術方面要深入研究之外,怎樣最大限度的滿足用戶的需要,提供更加便捷的服務是很重要的。開放的市場。就如前面德國對于智能電網的發展一樣。用戶可以根據自己的需要進行“買電”和“賣電”,這樣不僅能夠在一定程度上促進電能的有效利用,也會增加用戶對電的概念的理解和興趣。減輕政府部門的工作量。

由于智能電網的研究利用尚處于起步階段,各國國情及資源分布不同,發展的方向和側重點也不盡相同, 國際上對其還沒有達成統一而明確的定義。根據目前的研究情況,智能電網就是為電網注入新技術,包括先進的通信技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術和電力工程技術等,從而賦予電網某種人工智能,使其具有較強的應變能力,成為一個完全自動化的供電網絡。

智能電網的發展就像一切事物的發展規律一樣:總的趨勢是向前的,但是在前進的道路上難免會遇到挫折和考驗。這需要我們堅持信念和提高技術,將新的科技應用于實踐。在國家政府的扶持下,智能電網必定會展現出其特有的生命力!

參考文獻

[1 ]劉向陽,總后勤部某研究所,2009.11

[2] 劉琦琳.智能電網的現實意義[J].互聯網周刊,2008.4