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毕业设计)智能电网的发展及趋势概述——中英文文献

  智能电网的发展及趋势概述当前资源环境问题已经成为世界各国共同关注的焦点,人类社会对环境保护、 节能减排和可持续发展的呼声越来越高。近年来,欧美国家率先提出了”智能电网” 并进行了相关研究,引起了世界各国电力工业界的广泛关注,智能电网也逐渐成为 现代电网发展的新趋势和新潮流。根据我国宏观政策和用户对电能质量的实际需要, 未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应。发展智能电网, 有助于提高能源利用效率,减小环境污染,促进节能减排,实现可持续发展;同时 能够保证供电的安全性与可靠性,降低输电网的电能损耗,减少用户的电费支出。 可见,智能电网是我国国民经济和电力工业技术发展的必然结果。目前,虽然智能 电网的建设尚处于初期研究和规划试点阶段,但其在未来必将给电力工业的变革带 来巨大影响,因此对智能电网进行相关探讨尤为必要。本文将从智能电网的定义与 特点、国内研究现状及发展前景等方面进行分析,为建设国际领先、中国特色的智 能电网提出积极的建议。 国内智能电网的发展现状 近年来.我国经济发展迅速,电力需求同益增强,在电网建设与改造上投入了 大量资金,电网的覆盖面、供电能力以及设备的数字化程度都有了大幅度的提高。 根据我国能源资源的分布特点和国家发展战略部署,我们必须建设中国特色的坚强 智能电网。 目前,国内在智能电网相关技术领域已经开展了大量的研究和实践,输电技术 已经达到国际先进水平,配用电领域的智能化应用研究也在积极探索之中。2007年, 华东电网公司启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性 研究项目,启动了高级调度中心和统一信息平台等智能电网试点工程。2008年,华 北电网公司也开始进行智能电网相关的研究和建设,致力于打造智能调度体系,搭 建智能电网信息架构,研发清洁能源关键技术,为建设智能输电网奠定基础。上海 市电力公司也相继开展了智能配电网研究,重点关注智能表计、配电自动化以及用 户互动等方面。同时,天津大学、华中科技大学等高校也相继成立了智能电网研究 机构,对相关技术领域进行研究和探索。 2009年初,国家电网公司启动了一系列有关智能电网的重要课题研究,通过积 极探索国内外智能电网技术发展动态,分析建设中国特色智能电网的技术婴求,调 研中国智能电网的研究现状,揭示了坚强智能电网的内涵与特征,制定了发展目标、 技术框架体系与实施计划等。除此之外,家电网晋东南-南阳.荆门lo00kV特高压交 流试验示范工程和南方电网云南.广东800kV特高压直流输电工程相继投入运行, 实现了我国在具有长距离、大容量特征的特高压核心技术上的重大突破,构建了智 能电网的坚强骨干网架,为中国智能电网的建设奠定了基础。 2009年5月21日,在北京召开的2009特高压输电技术国际会议上,国家电网公司 提出了发展坚强智能电网的内涵,是以坚强网架为基础,以信息通信平台为支撑, 以智能控制为手段,包括电力系统的发电、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、友好互动的现代化电网。发展坚强智能电 网的目标是加快建设以特高压电网为骨干网架,级电网协调发展,具有信息化、数 字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。与此同时,家电网公司公布了 规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案,确定了智能电网的发展方向。 国外智能电网的历史发展 2005年,坎贝尔发明了一种技术,利用的是(Swarm)群体行为原理,让大楼里 的电器互相协调,减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔发明了一种无线控制器, 与大楼的各个电器相连,并实现有效控制。比如,一台空调运转15分钟,以把室内 温度维持在24;而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下,停运15分钟。 这样,在不牺牲每个个体的前提下,整个大楼的节能目标便可以实现。这个技术赋 予电器于智能,提高能源的利用效率。 2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》 EuropeanStrategy forSustainable,Competitive SecureEnergy)强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。这时候的智能电 网应该是指输配电过程中的自动化技术。 2006年中期,一家名叫网点“(Grid Point)的公司最近开始出售一种可用于监测 家用电路耗电量的电子产品,可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这 个电子产品具有了一部分交互功能,可以看作智能电网中的一个基础设施。 2006 年,美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能 电网”解决方案。这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以 通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网,优化电网性能、 防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。 这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案,标志着智能电网概念的正式诞生。 2007年10月,华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目,并规划了从2008 2030年的“三步走”战略,即:在2010年初步建成电网高级调度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网,2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。 该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。 2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城 市,每户家庭都安装了智能电表,人们可以很直观地了解当时的电价,从而把一些 事情,比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使 用风电和太阳能等清洁能源。同时,变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦 有问题出现,可以重新配备电力。 2008年9月 Google与通用电气联合发表声明对外宣布,他们正在共同开发清洁 能源业务,核心是为美国打造国家智能电网。 2009年1月25日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布:将铺设或更新 3000英里输电线万美国家庭安装智能电表——美国行将推动互动电网 的整体革命。2月2 日能源问题专家武建东在《全面推动互动电网革命拉动经济创新 转型》的文章中,明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。 2009年2月4日,地中海岛国马耳他在周三公布了和IBM达成的协议,双方同意建 立一个“智能公用系统”,实现该国电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把 马耳他2万个普通电表替换成互动式电表,这样马耳他的电厂就能实时监控用电,并 制定不同的电价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达9100万美元(合7000万 欧元),其中包括在电网中建立一个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发 电站以及其他的基础设施一起提供相关数据,让电厂能更有效地进行电力分配并检 测到潜在问题。 IBM将会提供搜集分析数据的软件,帮助电厂发现机会,降低成本 以及该国碳密集型发电厂的排放量。 2009年2月10日,谷歌表示已开始测试名为谷歌电表PowerMeter的用电监测 软件。这是一个测试版在线仪表盘,代表着谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。 2009年2月28日,作为华北公司智能化电网建设的一部分——华北电网稳态、动 态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组的验收。这套系 统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系 统高度集成,调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运 行情况的全景监视并获取辅助决策支持。此外,该系统通过搭建并网电厂管理考核 和辅助服务市场品质分析平台,能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流 程化水平。 智能电网概念 近几年,国家陆续出台政策扶持智能电网的发展。2011 年,我国智能电网进入 全面建设阶段,智能电网的发展促使智能电表招标采购活动上升,加速了我国智能 电表市场的增长。全球智能电网的发展,需要使用新型电表,为我国企业带来机会。 受国家政策的推动以及国外市场的刺激,未来几年我国智能电表市场将保持增长态 势。行内预测,2016 年智能电表的出货量将达到9780 智能电网(SmartPowerGrids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建 立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设 备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、 安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标;解决方案主要包括以下几个方面: 一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的 收集体系;三是进行分析的能力,即依据已经掌握的数据进行相关分析,以优 化运行和管理。电网智能化的六大方面:智能化变电站、发电、智能输电、智能配 电网、智能用电和智能调度;这次主要关注下智能电网中的智能化变电站系统。智 能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平 台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、 计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析 决策和协同互动等高级功能的变电站。 电网结构 从广义上来说,智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智 能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。下图 1-1 展示了 未来智能电网的基本结构,电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户,同时电网 中还遍布各种形式的新能源和清洁能源:太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等;此外,高 速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互,高级的分析工具和决策体系 保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。 1、目标 智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用 安全,电网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。 智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力 供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警,并能忍受大多数的电网扰动而不 会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受 供电中断的影响。 智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大 面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电 网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。 智能电网必须更加高效—智能电网利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损 耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和 允许低成本的电源包括可再生能源的接入。 智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费 过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况 下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。 智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就是对 电力的使用必须是安全的。 2、主要特征 智能电网包括六个方面的主要特征,这些特征从功能上描述了电网的特性,而 不是最终应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。 2.1自愈电网 “自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人 为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,从而几乎不中断对用户的供 电服务。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的 特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已 经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电 网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断,充分 应用数据获取技术,执行决策支持算法,避免或限制电力供应的中断,迅速恢复供 电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、发电厂和线路; 实时应急分析将确定电网整体的健康水平,触发可能导致电网故障发展的早期预警, 确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施;和本地及远程设备的通信将帮助分 析故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态,基于这些分析, 采取适当的控制行动。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故 障或发生其他的问题时,在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进 行通信,以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上,同时传感器 还有检测故障前兆的能力,在故障实际发生前,将设备状况告知系统,系统就会及 时地提出预警信息。 2.2 促进参与 在智能电网中,用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电 力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能电网的角度来看,用户的 需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性; 从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择,通过参与电网的运行和管理,修 正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。在智能电网中,用户将根 据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同时需求响应(DR) 计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求,减少或转移高峰电力需求的 能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支,通过降低线损和减少效率低下的调 峰电厂的运营,同时也提供了大量的环境效益。在智能电网中,和用户建立的双向 实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时 通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网的状况、计划停电信息以及其他一些 服务的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。 2.3 抵御攻击 电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电 中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力,甚至 是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻 止攻击,最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电 力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将 包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。不管 是物理攻击还是网络攻击,智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息 的密切沟通,在电网规划中强调安全风险,加强网络安全等手段,提高智能电网抵 御风险的能力。 简化联网的过程,类似于“即插即用”,这一特征对电网提出了严峻的挑战。 改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。从小到大各种不同容量 的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联,包括分布式电源如光伏发电、风电、 先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池。商业用户安装自己的发电设备 (包括高效热电联产装置)和电力储能设施将更加容易和更加有利可图。在智能电 网中,大型集中式发电厂包括环境友好型电源,如风电和大型太阳能电厂和先进的 核电厂将继续发挥重要的作用。加强输电系统的建设使这些大型电厂仍然能够远距 离输送电力。同时各种各样的分布式电源的接入一方面减少对外来能源的依赖,另 一方面提高供电可靠性和电能质量,特别是对应对战争和具有重要的意义。 在智能电网中,先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作, 并为市场参与者提供了充分的数据,因此电力市场的基础设施及其技术支持系统是 电力市场蓬勃发展的关键因素。智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有 效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场, 汇集更多的买家和卖家。用户通过实时报价来感受到价格的增长从而降低电力需求, 推动成本更低的解决方案,并促进 智能电网优化调整其电网资产的管理和运行以实现用最低的成本提供所期望的 功能。这并不意味着资产将被连续不断地用到其极限,而是有效地管理需要什么资 产以及何时需要,每个资产将和所有其他资产进行很好的整合,以最大限度地发挥 其功能,同时降低成本。智能电网将应用最新技术以优化其资产的应用。例如,通 过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使 资产能够在更大的负荷下使用。 智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测,以获取设备的运 行状态,在最恰当的时间给出需要维修设备的信号,实现设备的状态检修,同时使 设备运行在最佳状态。系统的控制装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。 通过对系统控制装置的这些调整,选择最小成本的能源输送系统,提高运行的效率。 最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运行的费用。此外,先进的 信息技术将提供大量的数据和资料,并将集成到现有的企业范围的系统中,大大加 强其能力,以优化运行和维修过程。这些信息将为设计人员提供更好的工具,创造 出最佳的设计来,为规划人员提供所需的数据,从而提高其电网规划的能力和水平。 这样,运行和维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理。 未来分时计费,分时计费、削峰填谷、合理利用电力资源成为电力系统经济运 行的重要一环。通过计费差,调节波峰、波谷用电量,使用电尽量平稳。对于用电 大户来说,这一举措将更具经济效益。有效的电能管理包括三个主要的步骤,监视、 分析和控制。监视就是查看电能的供给、消耗和使用的效率;分析就是决定如何提 高性能并实施相应的控制方案。通过监测能够使我们“看到”问题,控制就是依据这 些信息可做出正确的峰谷调整,赋予电能原始数据额外的意义。最大化能源管理的 关键在于将电力监视和控制器件、通讯网络和可视化技术集成在统一的系统内。 电只要发出来,就消耗了能量。如果能记录用电信息,根据历史用电信息来预 测发电量,使发电量与用电量相当,不产生多于的电量,才是真正的节能。用户还 可以将预存的富余电力,在用电峰值时,反馈回电网,帮助电网减小发电负担,从 中获得收益。 关键技术 通信 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的 通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,因为智能电网的数据获取、保护和控 制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一 步。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的网 络—电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下图显示了 电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个 动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后, 它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻 击,从而提高电网价值。高速双向通信系统的建成,智能电网通过连续不断地自我 监测和校正, 传感器 应用先进的信息技术,实现其最重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰 动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同 的智能电子设备(IEDs)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用 户进行网络化的通信,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。在这一技术领域 主要有两个方面的技术需要重点关注,其一就是开放的通信架构,它形成一个“即插 即用”的环境,使电网元件之间能够进行网络化的通信;其二是统一的技术标准,它 能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信,也 就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、 设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企 业以及标准制定机构进行通力的合作,才能实现通信系统的互联互通。 参数量测技术是智能电网基本的组成部件,先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况 和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以 及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电 力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的 功能,除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外,还有储存电力公司下达的 高峰电力价格信号及电费费率,并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能 有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内部电力使用的策略。 对于电力公司来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的 数据支持,包括功率因数、电能质量、相位关系(WAMS)、设备健康状况和能力、 表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消 费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力公司 的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序,极大地提高可靠性。计算机代理程序 是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数 字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样一个集成的分布式的保护系 统中,保护元件能够自适应地相互通信,这样的灵活性和自适应能力将极大地提高 可靠性,因为即使部分系统出现了故障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍 然能够保护系统。 设备 智能电网要广泛应用先进的设备技术,极大地提高输配电系统的性能。未来的 智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的 最新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。 未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术、超导技术以及 大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提 高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设备,如基于电力电子技术和新型导 体技术的设备,来提高电网输送容量和可靠性。配电系统中要引进许多新的储能设 备和电源,同时要利用新的网络结构,如微电网。 经济的 FACTS 装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器 件,使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。分布式发电将被广泛地应用,多台 机组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。超导技术将用于短路电 流限制器、储能、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将 使得需求响应的应用成为可能。 控制 先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措 施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对 输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度 上说,先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域,如先进控制技术监 测基本的元件(参数量测技术),提供及时和适当的响应(集成通信技术;先进设备 技术)并且对任何事件进行快速的诊断(先进决策技术)。另外,先进控制技术支持 市场报价技术以及提高资产的管理水平。 未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统,在专家系统允许 的范围内,采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上,这一自愈 电网的特性将极大地提高电网的可靠性。当然先进控制技术需要一个集成的高速通 信系统以及对应的通信标准,以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能 代理软件、分析工具以及其它应用软件。 (1)收集数据和监测电网元件 先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统 和用户参数以及电网元件的状态情况,对整个系统的状态进行评估,这些数据都是 准实时数据,对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义,同时还要利用向量测量 单元以及全球卫星定位系统的时间信号,来实现电网早期的预警。 (2)分析数据 准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步 的能力。状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析,这给先进控 制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题;专家系统将数据转化成信息用 于快速决策;负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测 负荷;概率风险分析将成为例行工作,确定电网在设备检修期间、系统压力较大期 间以及不希望的供电中断时的风险的水平;电网建模和仿真使运行人员认识准确的 电网可能的场景。 (3)诊断和解决问题 由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜 在的问题的解决方案,并提交给系统运行人员进行判断。 (4)执行自动控制的行动 智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的 自动控制行动成为可能,它还可以降低已经存在问题的扩展,防止紧急问题的发生, 修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。 (5)为运行人员提供信息和选择 先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号,而且也为运行人员提供信息。控 制系统收集的大量数据不仅对自身有用,而且对系统运行人员也有很大的应用价值, 而且这些数据辅助运行人员进行决策。 决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员一目了然的可理解的 信息,因此动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展示技术用来帮 助系统运行人员认识、分析和处理紧急问题。在许多情况下,系统运行人员做出决 策的时间从小时缩短到分钟,甚至到秒,这样智能电网需要一个广阔的、无缝的、 实时的应用系统、工具和培训,以使电网运行人员和管理者能够快速的做出决策。 (1)可视化—决策支持技术利用大量的数据并将其裁剪成格式化的、时间段和 按技术分类的最关键的数据给电网运行人员,可视化技术将这些数据展示为运行人 员可以迅速掌握的可视的格式,以便运行人员分析和决策。 (2)决策支持—决策支持技术确定了现有的、正在发展的以及预测的问题,提 供决策支持的分析,并展示系统运行人员需要的各种情况、多种的选择以及每一种 选择成功和失败的可能性。 (3)调度员培训—利用决策支持技术工具以及行业内认证的软件的动态仿真器 将显著的提高系统调度员的技能和水平。 (4)用户决策—需求响应(DR)系统以很容易理解的方式为用户提供信息, 使他们能够决定如何以及何时购买、储存或生产电力。 (5)提高运行效率—当决策支持技术与现有的资产管理过程集成后,管理者和 用户就能够提高电网运行、维修和规划的效率和有效性。 对发展智能电网的建议及前景展望 中国智能电网的发展,必须结合国内特点,兼顾当前的实际情况和未来的发展 婴求,把握机遇,实现跨越式发展。针对国内智能电网的研究和实践现状,笔者提 出以下建议: (一)立足国情,科学规划。我国是世界上水电资源最丰富、水电装机容量最大 的国家,而火电资源集中在西部地区,电力负荷中心却在中东部地区。发展智能电 网必须正确对待电力需求快速增长和能源分布不平衡的实际情况,注重发挥水电优 势,处理好水电、火电、核电等各类发电方式的关系。同时,必须综合考虑可再生 能源与不可再生能源、本地发电与外电输送、电力供应与利用、电力企业与客户利 益等各方面因素,加强统一协调规划,实现又好又快的发展。 (二)突出特色,自主创新。发展智能电网并没有现成的模式可以遵循,世界各 国发展侧重点不同,我们必须结合自身特色,鼓励理论和技术的创新与实践。通过 发展特高压输电技术,构建坚强网架,提高系统运行的可靠性和灵活性,逐步实现 电网信息化、数字化、自动化、互动化。同时,应该注重信息技术和电器工业的发 展,大力推进电气设备国产化,为拉动国民经济快速发展做出贡献。 (三)规范管理,健全体系。为了保证未来的智能电网正常运行,必须建立完整 的一体化管理体系,以国家宏观政策为指导,建立健全规范合理的技术标准和管理 标准,实现智能调度和控制,提高决策效率,提升服务质量:必须充分利用先进的 智能化技术,保障电网各个环节的协调安全与经济运行,努力建成资源节约型、环 境友好型的现代化电网。 结语 中国电网建设经历了从分散到统一、从落后到先进的发展历程,具有灵活、清 洁、安全、经济、友好等性能的智能电网必将给世界能源革命带来巨大影响。建设 智能电网不仅是我国电力工业发展的必然趋势,也是推动国民经济发展、构建两型 社会的实际需要。中国的智能电网发展,必须突出中国特色,立足于基本国情和自 身电网发展特点,博采众长,吸取国外发展智能电网的先进理念和技术,把握机遇 和挑战,充分发挥自身电网优势和自主创新精神,建设符合我国能源战略和国民需 求的现代化电网。ecent years, European Americancountries took putting forward smartgrid conductedrelevant researches, which has attracted wide attention from powerindustry allcountries world.Smart grid has gradually become newtrend modernpower grid.According Chinas macro policy usersactual demand powerquality, futurepower grid must providemore safe, reliable, clean high-qualitypower supply.The development smartgrids helpimprove energy efficiency, reduce environmental pollution, promote energy conservation emissionreduction, achievesustainable development.At sametime, canguarantee powersupply, reduce powerloss transmissionnetwork, electricityconsumption users.Itcan smartgrid inevitableresult Chinas national economy powerindustry technology.At present, although smartgrid earlystage pilotplanni ng, certainly bring great impact powerindustry future,so particularlynecessary discusssmart grid.This paper smartgrid, domestic research status developmentprospects, putforward positive Suggestions internationalleading smart grid Chinesecharacteristics. developmentstatus smartgrid recentyears.With rapiddevelopment Chinaseconomy increasingdemand largeamount moneyhas been powergrid.According distributioncharacteristics Chinasenergy resources nationaldevelopment strategy, we must build strongsmart grid Chinesecharacteristics. largenumber practiceshave been carried out smartgrid technology transmissiontechnology has reached internationaladvanced level, intelligentapplication research powerdistribution alsounder active exploration. 2007,east China power grid corporation started feasibilitystudy project ntelligentinteracti ve power grid improving stableoperation capacity largepower grid, pilotproject smartpower grid advanceddispatchi ng center nformationplatform.In 2008, north China power grid company also began carryout research constructionrelated smartgrid, committed ntelligentdispatching system, buildi ng information architecture smartgrid, developing key technologies cleanenergy, buildingsmart transmission grid.Shanghai electric power company has also carried out smartdistribution network, focusing smartmeters, distribution automation sametime, tianjin uni versity, huazhong university otheruni versities have also set up smart grid research explorerelated technology fields. early2009, stategrid company initiated importantissues about smartgrid research, through exploring smart-grid technology development trends abroad,analysis Chinese characteristics baby smartgrid technology, research researchstatus smartgrid China, reveals strongsmart grid, set development goals, technicalframework implementationplan, etc.In addition, homegrid southeast nanyang.Jingmen lo00kV uhv ac test demonstrationproject southernpower grid yunnan.Guangdong800kV uhvdc power transmission project has been put operationsuccessively, which has achieved majorbreakthrough coretechnology

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