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【摘 要】文章阐述了智能电网规划的含义、特点及发展历程,分析了智能电网的优势及关键技术,探讨了智能电网规划在电力系统规划中的应用问题。
【关键词】智能电网;规划;电力系统;应用
1.引言
1.1概述
智能电网规划(Intelligent electrical network plan)是中国国家电网公司2009年5月21日首次公布的,主要内容是坚强智能电网以坚强网架为基础,通信信息平台为支撑,智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。
1.2发展历程
2009年—2010年:规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各环节的试点。
2011年—2015年:全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
2016年—2020年:引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备达到国际先进水平。届时,电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到35%,分布式电源实现“即插即用”,智能电表普及应用。
2020年,全面建成统一的“坚强智能电网”。
2.智能电网特征
(1)现代化的电网可以针对自身的故障及问题做到及时发现,进行快速解决,减少停电时间,降低经济损失,简称“自愈”作用。
(2)现代化的电网中,各电力用户可以明确看到电费的价格,并用可以选择适用自身实际情况的供电方案及价格。
(3)现代化电网允许即插即用的与包括电能储存设备及可再生能源等任何电源相连接,具有很强的兼容性。
3.智能电网优势
(1)智能电网在应用技术上实现了自动化和智能化,优化配置了电力资源。
(2)电网相应功能的实现,落实了节能减排的环境方针,减少碳排放量,提高了电力能源的利用率,达到多元化的能源供应目标,满足社会日益增长的能源需求。
(3)我国电网改造计划在智能化电网的发展上起到了了关键性的促进作用,智能电网技术的应用为实现电力资源优化配置和提高电网调度创造技术条件,满足人民群众供电需求。
4.智能电网技术存在问题及对策
(1)智能电网技术应用时间短:这就要求在实际应用过程中,可以先对常规能源的稳定性进行深入分析,优化能源结构,调整能源地域分布不均衡带来的供求矛盾,更好实现高效、节能、环保需求。
(2)我国智能电网技术不够成熟,与国际先进的智能电力技术之间存在很大差距,无法满足社会对电力智能化发展的需求:这就要求广大电力工作者和科技人员加快对智能化电力技术研究,缩小与世界先进的智能化电力技术的差距,更好满足电网管理和社会用电需求。
5.智能电网关键技术
5.1发电与储能技术
在能源转化、传输、使用环节上,发电环节是整个过程中最有可能减少排量的,所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能,分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。
新能源、洁净能源和再生资源,对环境改善方面具有很大的积极作用,特别是减轻温室效应方面,同时能够提高供电的安全性与可靠性,以及缓解能源供给不平衡问题。
5.2输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术,特高压输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术,提高了输电能力,并能实现远距离电力系统互相连接。
5.3高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术,涉及较多电子设备,如智能表计、电力电子控制器等,利用这些智能电子设备进行网络化通信,同时坚持各种干扰与自我监测,充分体现出上文中“自愈”这一特性。
5.4智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比,智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
5.5智能调度技术
该技术是智能电网中最关键的技术,能够全面进行资源优化配置,科学决策管理、高效调度等,实现大面积连锁故障的预防,实现调度的智能化。
6.智能电网在电力系统规划中的应用
6.1智能电网信息模型建立
在智能电网管理系统中,不但要对电力系统固有的生产属性进行信息化管理,而且将各个数据之间的层次分布关系整理清楚。
智能电网管理系统模型包括了生产属性信息和空间图形信息,空间图形信息可以准确描述电力系统的各个空间位置,这一系列工作在GIS技术通过坐标(X,Y)可以得到很好的表示。
电力技术及电力系统属性信息数据量非常庞大,它采集了大量的地物特征及各种各类的电力设备,不仅能够对生产设备实施信息化操控,还能对电力系统中固定设施进行全程监控,反映在几何数据模型中,这些生产工作都是由几何图形表示,他们都是点、线、面的对象集合。通过这些地物可以组合成为电力系统环境下的所有地物,并分别具有各自的属性特征与几何特征。
6.2数据库分成自动化连续更新
不断地通过电网元件处的数据自动采集系统对本地数据库的实时记录进行自动更新。数据更新模式,通常可以同时运用于发电厂、变电站、煤矿等单位控制中心的数据库,直接对上一个控制中心的数据库进行相关的修改更新。这样就能有效的克服了系统操作显示速度太慢的弊端。
及时建立缓冲区于服务器端,大量存储常用数据,提升服务器操作效率,进而提升工作流网络的性能。
随着数据库信息资源的改变,“级联式”自动化连续更新工作也就展开了,区域控制中心、中央控制中心的数据库自然而然地就自动地实现了更新的目的。
7.江西电网加快变电站智能化改造
(1)110千伏塘圳变电站智能化改造工程总投资3000多万元,大量引进新设备、新技术、新工艺,充分体现了“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等智能变电站重要特征,实现了变电站的信息化、自动化、互动化。
变电站二次系统主要包括监控系统、高压设备在线监测系统、红外热成像系统、智能辅助系统、机器人巡检系统五大系统和一体化信息平台。其中全站核心系统—监控系统实现了信息传输使用光缆代替电缆,嵌入包括智能告警与分析决策、一键式顺控等六大高级应用。全站使用数字化技术,实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实时控制和智能调节,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用,实现设备信息和运维策略与电力调度全面互动,实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理。
(2)荷舍智能变贯彻“两型一化”和智能化等理念,采用了通用设计、通用设备;按照标准化建设管理,现场设施标准,行为规范,施工有序,环境整洁,全面推行了标准化工艺及示范性工艺的应用。
“江西智能电网建设已经具备加速发展的基础,江西将在"十二五"期间,加快特高压建设,打通与西部大媒电、大水电基地的电力大通道,构建科学合理的现代能源综合运输体系,实现"输煤输电并举",有效解决江西能源电力瓶颈问题,减轻煤炭运输压力和环保压力,促进江西绿色崛起”。
江西省是一次性能源资源匮乏地区,人均占有量约为全国平均水平的11%,预计到2015年,江西能源自给率不足30%。江西特高压和智能电网建设是鄱阳湖生态经济区十二项重大生态经济工程之一,在江西绿色崛起中起着基础性作用。
【参考文献】
[1]刘骥.智能电网的发展[J].电力建设,2009(10).
[2]史忠植.智能电网在电力规划系统中的应用[J].电力科技信息,2009(02).
[3]蔡丹君.智能电网运行[J].国家电网,2010(09).
【关键词】智能电网;规划;电力系统;应用
1.引言
1.1概述
智能电网规划(Intelligent electrical network plan)是中国国家电网公司2009年5月21日首次公布的,主要内容是坚强智能电网以坚强网架为基础,通信信息平台为支撑,智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。
1.2发展历程
2009年—2010年:规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各环节的试点。
2011年—2015年:全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
2016年—2020年:引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备达到国际先进水平。届时,电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到35%,分布式电源实现“即插即用”,智能电表普及应用。
2020年,全面建成统一的“坚强智能电网”。
2.智能电网特征
(1)现代化的电网可以针对自身的故障及问题做到及时发现,进行快速解决,减少停电时间,降低经济损失,简称“自愈”作用。
(2)现代化的电网中,各电力用户可以明确看到电费的价格,并用可以选择适用自身实际情况的供电方案及价格。
(3)现代化电网允许即插即用的与包括电能储存设备及可再生能源等任何电源相连接,具有很强的兼容性。
3.智能电网优势
(1)智能电网在应用技术上实现了自动化和智能化,优化配置了电力资源。
(2)电网相应功能的实现,落实了节能减排的环境方针,减少碳排放量,提高了电力能源的利用率,达到多元化的能源供应目标,满足社会日益增长的能源需求。
(3)我国电网改造计划在智能化电网的发展上起到了了关键性的促进作用,智能电网技术的应用为实现电力资源优化配置和提高电网调度创造技术条件,满足人民群众供电需求。
4.智能电网技术存在问题及对策
(1)智能电网技术应用时间短:这就要求在实际应用过程中,可以先对常规能源的稳定性进行深入分析,优化能源结构,调整能源地域分布不均衡带来的供求矛盾,更好实现高效、节能、环保需求。
(2)我国智能电网技术不够成熟,与国际先进的智能电力技术之间存在很大差距,无法满足社会对电力智能化发展的需求:这就要求广大电力工作者和科技人员加快对智能化电力技术研究,缩小与世界先进的智能化电力技术的差距,更好满足电网管理和社会用电需求。
5.智能电网关键技术
5.1发电与储能技术
在能源转化、传输、使用环节上,发电环节是整个过程中最有可能减少排量的,所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能,分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。
新能源、洁净能源和再生资源,对环境改善方面具有很大的积极作用,特别是减轻温室效应方面,同时能够提高供电的安全性与可靠性,以及缓解能源供给不平衡问题。
5.2输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术,特高压输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术,提高了输电能力,并能实现远距离电力系统互相连接。
5.3高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术,涉及较多电子设备,如智能表计、电力电子控制器等,利用这些智能电子设备进行网络化通信,同时坚持各种干扰与自我监测,充分体现出上文中“自愈”这一特性。
5.4智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比,智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
5.5智能调度技术
该技术是智能电网中最关键的技术,能够全面进行资源优化配置,科学决策管理、高效调度等,实现大面积连锁故障的预防,实现调度的智能化。
6.智能电网在电力系统规划中的应用
6.1智能电网信息模型建立
在智能电网管理系统中,不但要对电力系统固有的生产属性进行信息化管理,而且将各个数据之间的层次分布关系整理清楚。
智能电网管理系统模型包括了生产属性信息和空间图形信息,空间图形信息可以准确描述电力系统的各个空间位置,这一系列工作在GIS技术通过坐标(X,Y)可以得到很好的表示。
电力技术及电力系统属性信息数据量非常庞大,它采集了大量的地物特征及各种各类的电力设备,不仅能够对生产设备实施信息化操控,还能对电力系统中固定设施进行全程监控,反映在几何数据模型中,这些生产工作都是由几何图形表示,他们都是点、线、面的对象集合。通过这些地物可以组合成为电力系统环境下的所有地物,并分别具有各自的属性特征与几何特征。
6.2数据库分成自动化连续更新
不断地通过电网元件处的数据自动采集系统对本地数据库的实时记录进行自动更新。数据更新模式,通常可以同时运用于发电厂、变电站、煤矿等单位控制中心的数据库,直接对上一个控制中心的数据库进行相关的修改更新。这样就能有效的克服了系统操作显示速度太慢的弊端。
及时建立缓冲区于服务器端,大量存储常用数据,提升服务器操作效率,进而提升工作流网络的性能。
随着数据库信息资源的改变,“级联式”自动化连续更新工作也就展开了,区域控制中心、中央控制中心的数据库自然而然地就自动地实现了更新的目的。
7.江西电网加快变电站智能化改造
(1)110千伏塘圳变电站智能化改造工程总投资3000多万元,大量引进新设备、新技术、新工艺,充分体现了“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等智能变电站重要特征,实现了变电站的信息化、自动化、互动化。
变电站二次系统主要包括监控系统、高压设备在线监测系统、红外热成像系统、智能辅助系统、机器人巡检系统五大系统和一体化信息平台。其中全站核心系统—监控系统实现了信息传输使用光缆代替电缆,嵌入包括智能告警与分析决策、一键式顺控等六大高级应用。全站使用数字化技术,实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实时控制和智能调节,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用,实现设备信息和运维策略与电力调度全面互动,实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理。
(2)荷舍智能变贯彻“两型一化”和智能化等理念,采用了通用设计、通用设备;按照标准化建设管理,现场设施标准,行为规范,施工有序,环境整洁,全面推行了标准化工艺及示范性工艺的应用。
“江西智能电网建设已经具备加速发展的基础,江西将在"十二五"期间,加快特高压建设,打通与西部大媒电、大水电基地的电力大通道,构建科学合理的现代能源综合运输体系,实现"输煤输电并举",有效解决江西能源电力瓶颈问题,减轻煤炭运输压力和环保压力,促进江西绿色崛起”。
江西省是一次性能源资源匮乏地区,人均占有量约为全国平均水平的11%,预计到2015年,江西能源自给率不足30%。江西特高压和智能电网建设是鄱阳湖生态经济区十二项重大生态经济工程之一,在江西绿色崛起中起着基础性作用。
【参考文献】
[1]刘骥.智能电网的发展[J].电力建设,2009(10).
[2]史忠植.智能电网在电力规划系统中的应用[J].电力科技信息,2009(02).
[3]蔡丹君.智能电网运行[J].国家电网,2010(09).