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中圖分類號TM76 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)85-0086-02
0引言
2009年,國家電網公司提出建設堅強智能電網的發(fā)展戰(zhàn)略,提出加快建設以特高壓電網為骨架的堅強、自愈、高度智能化的電網。
2010年,國務院將“三網融合”技術上升為國家戰(zhàn)略。在倡導節(jié)能減排、綠色能源的政策背景下,國家電網也提出利用“電網最后一公里”的口號,大力推動電力光纖到戶(FTTH)的建設,強力支撐“三網融合”戰(zhàn)略。
隨著國家建設堅強智能電網的進程不斷推進,我國的電力行業(yè)也發(fā)生了一場包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)在內、覆蓋電網所有電壓等級的深刻變革。實現“電力流、信息流、業(yè)務流”高度一體化融合的智能電網建設過程也帶動了電纜智能化的蓬勃發(fā)展。
1 電纜線路簡介
電力線路可分為架空線路和電纜線路兩種,其中,架空線路用于構建高壓和特高壓線路主網,電纜多應用于中低壓的配網和工礦企業(yè)用戶內部。
1)按電壓等級不同
低壓電纜使用于380V/220V~660V電壓等級,中壓電纜使用于6kV~35kV電壓等級,高壓電纜使用于110kV~220kV電壓等級,超高壓電纜使用于330kV及以上電壓等級。
2)按照載體材料不同
可將電纜分為銅芯/鋁芯電纜、光電復合電纜、超導電纜等。
3)按使用區(qū)域不同
可分為建筑用電纜、車船用電纜、電氣化鐵路用電纜、新能源專用電纜等。
2 電纜線路的智能化
2.1 電纜智能化的特殊性
自從國家電網公司提出建設智能電網的戰(zhàn)略規(guī)劃以來,數字化變電站在國內日漸興起,二次設備轉向智能化發(fā)展方向。電力一次設備探索與傳感器結合來實現智能化控制,而二次設備則致力于與一次設備相集成,近年來,數字化變電站在國內方興未艾,一、二次設備的智能化程度得到了大幅度提高。
然而,電纜的智能化尤其自身特殊性,主要表現為以下幾點:
首先,電纜在單位年限內出現故障的概率不大。其次,電纜產品與其它電力設備的特性不同,電纜線路是分布式產品,電纜線路沿線的環(huán)境條件多變,影響因素復雜,不可像變壓器等單元式產品,可以直接與傳感器相結合,通過光纖等方式實現智能化的控制和測量。另外,對于數量龐大的電纜線路,如果全部使用傳感器來實現智能化,不僅實現成本很高,在技術上也將面臨很多難題。
所以,電纜的智能化需要開辟新的方法與途徑,拓展新的技術領域。
2.2 電纜的智能化途徑
2.2.1 探索新材料電纜
使用各種新材料,研制適合智能電網的電纜產品。目前,新材料電纜的研究已經取得一定成果。
1)光纖復合低壓電纜
2010年5月,在一次業(yè)內會議上,國務院國資委相關領導表示,將加快推進智能電網、電信網、廣播電視網、互聯網的協(xié)調發(fā)展,最終實現“四網融合”。
同時,四網融合也是國家電網公司的發(fā)展規(guī)劃之一,為此專門成立負責專項推進此工作的智能電網部。目前,國內僅有部分用戶使用電信網和互聯網,但所有的電力用戶都使用電力網,包羅一切用戶的特點使電力線上網更有優(yōu)勢。國內對電力網上線技術的研究開展比較早,理論研究已經基本成熟,并有多個試點工程投入運行。
四網融合的實現過程并不復雜,通過在配電網實施電力光纖到戶,將光纖復合低壓電纜(OPLC)接入低壓通信網,光纖和低壓電力線一并敷設,并且加裝智能電表并實現到戶,通過技術手段配合無源光網絡技術,使該光纖可以傳遞四個網各自需要的數據,承載用電信息采集和四網融合等業(yè)務。
由上述可見,光纖復合低壓電纜(OPLC)集光纖通信技術和電力傳輸技術與一體,在智能電網用戶端的建設中,具有強大的優(yōu)勢和應用推廣前景。
2)耐水樹電纜
智能電網建設過程中,將加大配電網尤其是中低壓配電網的建設和改造力度。在大規(guī)模的配電網改造過程中,由于城市空間日漸擁擠,可用線路走廊減少,市中心地價攀升等原因,在市中心埋設地下電纜的數量日益增多。
耐水樹電纜與常規(guī)電纜相比,具有較大優(yōu)勢。常規(guī)電纜在電磁場、雜質等因素的影響下,會產生樹枝狀劣化等絕緣損壞,進而導致電纜線路發(fā)生擊穿故障。而具有特殊工藝的耐水樹電纜具有優(yōu)越的抗擊穿性能和免維護性,雖然目前在整個中壓電纜中,耐水樹電纜的份額只有10%,但在智能電網的建設過程中,耐水樹電纜必將得到更大規(guī)模的推廣使用。
3)高壓、超高壓電纜
智能電網明確提出建設特高壓為骨架的各級協(xié)調電網,2011年公布的國家“十二五”綱要中,也提出了發(fā)展特高壓輸電技術,加大對智能電網投資的要求,隨著“三華同步電網”的規(guī)劃實施,特高壓再造中國能源輸送的主干線,多條特高壓工程已經在建。
特高壓工程的紛紛上馬為高壓、超高壓電纜提供了巨大的發(fā)展機遇,隨著智能電網的建設進程不斷推進,高壓、超高壓電纜將會得到大規(guī)模應用。
關鍵詞:電網調度;智能化;自動化
中圖分類號:TM734 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)12-0094-02
1 電網調度智能化與自動化的發(fā)展現狀
由于國情大不相同,各個國家現有的電網發(fā)展狀態(tài)也有所區(qū)別。大多數西方國家現階段主要致力于智能電網配電系統(tǒng)的智能化與自動化發(fā)展。與國外的技術相比,我國的電網技術還有一定的差距,智能電網發(fā)展在我國也處于起步階段,而與之相對應的電網調度的智能化和自動化的發(fā)展也起步較晚。在重視技術引進和著重發(fā)展戰(zhàn)略的促進下,近幾年我國電網調度的智能化和自動化也得到了長足的發(fā)展。目前,我國電網的發(fā)展還是處在轉型期階段,盡管相對于國際主流技術還有差距,但我國電力企業(yè)已經在電網各個層面技術的發(fā)展上采取了大量的相應措施。
其中,電網調度智能化和自動化所面臨的局面也是處在不斷變化之中的。最主要的一點變化特征正就是市場化的趨勢。伴隨著改革開放以來,電力市場也隨之變得更加的繁榮,更多的經濟實體加入到了電力市場中來,使得電力調度更具有多元性也更有活力。但同時,電力調度的多元化也帶來了一些問題,注入并網的技術問題,調度方式的理念問題等等都對電力調度有著一定的影響。面對這類問題,不應該再像以往一樣依靠政府行政手段來調控,而是要借助市場的力量來磨合、調節(jié)。隨著經濟的發(fā)展,對電力的需求只會越來越大,而相應的電網構建也會越來越龐大,電網組成也會變得更加復雜,電網調度智能化與自動化也隨之快速發(fā)展。到目前為止,電網調度基本上是經歷了三個階段的發(fā)展。
在第一個階段,電網調度的智能化和自動化在很大程度上還是要依賴于工作人員的手工操作,智能化和自動化程度很低。信息的傳達基本上都是依靠電話和語言表達,僅僅是在機械方面完成了部分的調度智能化和自動化,很明顯這種程度的智能化和自動化完全不能有效提高電網調度的效率。電網調度的智能化和自動化的第二個階段是以遠程技術的運用作為起點的,在這一階段為了適應跨區(qū)域的電網調度的發(fā)展,電力系統(tǒng)的調度必須要有一個整體的調度中心來完成不同區(qū)域的協(xié)調工作。在這一階段的初期,電力調度中心的通信手段還是依靠電話,隨著通信技術的逐步發(fā)展,通過遠程通信和遙控技術電網調動實現了又一步智能化和自動化過程。而電網調度智能化和自動化的最后一個階段是伴隨著全球互聯網技術、計算機技術和物聯網技術的突飛猛進而發(fā)展的,這一階段主要以物聯網技術的應用為主,主要完成電力系統(tǒng)的監(jiān)控、高智能度遠程操縱和實時信息反饋等功能,各種新型傳感器和通信技術等的運用使得電網調度的效率得到了極大的提高。
2 電網調度智能化與自動化發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)
目前,電網調度智能化與自動化的發(fā)展盡管已經取得了一定的成績,但也要注意到現階段所面臨的一系列的問題,發(fā)展過程中遇到的挑戰(zhàn)如果能夠積極處理就能將其變?yōu)榘l(fā)展中的機遇。而電網調度智能化和自動化發(fā)展所面臨的首要挑戰(zhàn)第一機遇即是西電東送工程。西電東送工程是我國21世紀能源發(fā)展的一項重大戰(zhàn)略,是西部大開發(fā)最具代表性的工程。其目標是開發(fā)內蒙古、山西等地的電力資源,輸送到電力明顯不足的京津唐和上海等地區(qū)。西電東送工程面臨著許多的問題,包括市場監(jiān)管、利益分配、交易機制等,其中電網的調度就是其所面臨的最重要的技術問題之一。因此,在這一工程中電網調度的智能化和自動化必將發(fā)揮其巨大的推動作用。再就是國家處于戰(zhàn)略安全角度的考慮,將電網的運行安全也加入到了整個國家的安全防御體系考慮當中,這對電網調度在特殊情況下的反應能力、自我保護能力等都有著新的要求,這也是電網調度的智能化和自動化中防護等技術未來的主攻方向。
3 發(fā)展趨勢分析
電網調度的智能化和自動化的發(fā)展趨勢并不是一個可以簡單把握的方向,因為根據以往的發(fā)展態(tài)勢來看,每一次的變革都是伴隨著在其他領域技術的創(chuàng)新。當然,將與之相關的領域的所有技術聯系起來分析,可以對電網調度智能化合自動化的發(fā)展有一個大概的動態(tài)了解,其大體發(fā)展方向可以分為以下兩點:
①數字化。當今信息時代虛擬技術的爆發(fā)使得世界上所有的一切都能用最簡單的數字來表示,電網調度的發(fā)展也不例外。不論國內國外,電網調度的發(fā)展必將是以數字化電網為研發(fā)和實際應用為重中之重,而智能化和自動化的發(fā)展也必須依托電網調度數字化的系統(tǒng)建立,必須通過信息、通信、決策和管理系統(tǒng)的數字化取得更大的進步。
②網絡化。網絡化其實在一方面也是數字化的延伸,沒有數字化也就沒有網絡化,也只有網絡化使得數字化有意義。網絡化是提高電網調度效率的必然途徑,在互聯網大行其道的今天,包括電網調度的所有技術如果沒有結合網絡技術那就必將被時代所淘汰。網絡化的引入也能為電網調度智能化和自動化提高實時性、密切性,更能確保各個層次的電網調度能夠更快更好地實現。
一、農村電網的智能化建設的重要意義
1、有助于農村電網可靠性的提高
一些農村所處的位置較為偏遠,無論是在進行構架線路之上,還是進行電網的維護之時都存在一些難度和缺陷。加之農網建設相較于其他電網的建設,資金稍顯不足投入有限,所以無論是電力設備還是智能化的水平都和其他電網存在巨大的差異。雖然通過電網的架設工程,農網得到了一定程度之上的鞏固,但隨著經濟的發(fā)展,農村用電量在不斷的加大。因此電網出現故障的頻率也隨之上升,電路穩(wěn)定性不好等問題越來越多。由于農村的經濟條件有限,所以在有限的條件下進行網架荷載能力的提升,才能夠使得農村用電得到進一步的保障。
2、有助于配電設置的優(yōu)化
針對農村的供電規(guī)劃不夠明確,農網中對于變壓器的配置存在著明顯的不足。尤其是當處于農忙時節(jié)之時,農村在此時正是用電的高峰期,相應的由于配置問題變壓器無法負荷電力的使用。在這個時候配電設備就非常容易出現各種故障,不僅無法保障農民的正常用電需求而且也不同程度的造成設備的損壞。因此農村電網在供電方面的穩(wěn)定性迫切的需要被提高。在提高其穩(wěn)定性之時,應該充分的結合當地的實際情況,了解電峰值的相關數據,然后再對變壓器進行科學而合理的配置調整[1]。
3、有助于農村電網建設的安全性
農村和城鎮(zhèn)不同,各種植物的數量巨大,尤其是高大的樹木,其大大提高了供電線路的維護難度。因此為了保障線路的安全性,就必須將安全運行建立在電網絕緣化的基礎之上。在進行農網的智能化建設當中,為了保障安全性可以安裝檢測設備,并且這個建設設備必須符合智能化的要求,以保障能夠對安全問題進行智能化的監(jiān)控,同時還需要監(jiān)控電力信號。
二、農村電網智能化改造的主要內容
1、對農村供電進行規(guī)劃優(yōu)化供電模式
根據城郊、不同地區(qū)縣城以及農村的實際情況,建立一套適合不同區(qū)域配電網的供電模式,在此之上開發(fā)出智能配電網的決策支持系統(tǒng)。并且提出能夠滿足應對多能源互補需求以及互動化要求和負荷預測的方法,同時還應當找出智能配電網布局的優(yōu)化方法,優(yōu)化電壓等級的方法以及智能配電網區(qū)域的接線方式等。除此之外,還應當找出多能源互補環(huán)境下以及互動化要求智能配電網的供電模式。
2、建設農村電力設備實現電網智能化
2.1農村建設現代化的變電站
實現變電站智能化,解決農電當中對變電設備的控制與監(jiān)測。找出適合農網數字變電站的建設模式,在此基礎上還應當找出變電設備在線監(jiān)測的重要技術。找出優(yōu)化變電站設備的最佳方法,為了能夠進一步實現變電站主設備全壽命周期綜合優(yōu)化管理,應當提出變電站設備的智能控制化策略[2]。
2.2對農村電網的配電開關進行管理,提高其智能化程度
對智能選項斷路器進行研制,制造出非平面的開關操動機構,不斷加大高性能開關的使用范圍。
3、實施智能調度
首先,提出能源調度的技術解決措施,以安全運行為整體目標,研究智能決策系統(tǒng)。其次,為實現縣供電企業(yè)的可視化和一體化,應當完成覆蓋縣供電企業(yè)的調度、集控、配網和配電管理。最后,調度系統(tǒng)防護體系的建立。
4、多能源互補農村配網運行
對無功運行優(yōu)化的配網經濟運行區(qū)計算機模型進行建立,從而找出負載經濟調度方法和原則;找出節(jié)能型變壓器的優(yōu)化方法,對分布式電源配網經濟運行理論進行建立。為滿足在線應用的各種要求,對農網資源優(yōu)化配置以及安全穩(wěn)定等實用軟件進行開發(fā)。
5、實行試點工作
在推進農村電網智能化的建設當中可以在一些具有代表性作用的地方,進行試點工作,然后通過試點的推行而總結經驗和教訓,以便于進行全國性的農網智能化建設。
三、加強農村電網的智能化建設的具體措施
1、加強農村電網智能化建設的組織規(guī)劃工作
進行農村電網智能化的建設由于涉及的范圍較廣,而且每個地區(qū)無論是管理方式,還是各方面的發(fā)展水平都存在一定的差異,所以在建設當中必須充分結合當地的實際情況,做好組織和規(guī)劃工作。結合農村電網的目前的情況、經濟條件等方面,并且依據有關的標準規(guī)范進行。從而保障農網智能化建設在體系框架之下,被建設的更加標準和規(guī)范,并且不斷的完善和改進。
2、建立智能控制和風險預警系統(tǒng)
農村電網應當實現外部災害的評估、預防控制、風險預警以及應急控制等功能,建立一套極端外部農網智能控制下的系統(tǒng)。對于農村電網而言,它是農村經濟發(fā)展的重要設施之一,現如今我國農網正面對農村經濟發(fā)展以及多種優(yōu)惠政策,因此我國農網建設任務顯得非常繁重,除了需要大量的資金以外,農網還應當更好的服務于農村民眾,滿足國家節(jié)能減排的政策方向,將電網投資企業(yè)的作用得以充分發(fā)揮,使其能夠得以健康發(fā)展。
3、構建完善的信息數據交換系統(tǒng)
農村電網當中要根據具體需要構建數據總線技術,實現信息數據的及時交互。通過構建完善的信息數據交換系統(tǒng),能夠很大程度提高生產與管理的效率,降低運營成本。信息數據交換系統(tǒng)的建立建立還能夠促進營銷體系及電量收集體系的發(fā)展,最大限度實現統(tǒng)一管理。如根據IEC61970/61968標準的通信接口中接入標準的E1技術,實現數據交互;各種信息間進行橫向應用集成,促進數據交互平臺業(yè)務流與信息流的一體化融合[3]。
4、加大投入力度
農網的智能化建設少不了國家和社會的支持,這是一項基礎建設,同時也是一個重要的公共事業(yè)。因此政府應該為其的建設提供政策支持,一面促進農村經濟的發(fā)展,一面進行家電下鄉(xiāng)等惠農政策。同時政府也可以進行直接的投資,發(fā)動電力企業(yè)的投資,以促進農網智能化建設的成功。
5、不斷加強相關技術管理和控制
在推進農村電網智能化建設當中,必須要有技術的支持。這就要求必須展開對于相關技術的研究和發(fā)展,以保障盡快攻克智能化建設當中所遇到的各大難題和關鍵技術支持。促進農村電網智能化的建設和各級的建設能夠協(xié)調進行,互幫互助,共同進步。在我國電網智能化的推進工作當中所研究出來的關鍵技術、主要技術等,其中一部分是可以直接被運用到農網的智能化建設當中的。
6、搭建數字化地理信息網絡平臺,積極發(fā)揮配電網在農村電力網絡中的地位與作用
首先,使生產管理系統(tǒng)與SG186相結合,共融于GIS系統(tǒng)之中,同時配置SCADA系統(tǒng)作為電網實時監(jiān)控的“指揮所”,形成對農村電網的有效監(jiān)測,力求達到對電網事故處理的信息化與自動化。其次,在農村電網當中,保證配電自動化與供電模式的統(tǒng)一,在農村建立新
型的供電模式與電力輸送模式實現對電網技術、布局與實施的一致。這對于實現配電系統(tǒng)改造與配電網的自動化擁有非常積極的推動作用,通過配電網設施的升級與改造,提高整體配電設備的功能與效率。配電功能的自動化功能應包括配網饋線自動化、配網SCADA、負荷管理、FAS高級應用以及GIS等。再者,使配電線路實現自動化管理。配電網的電力供應非常重要,它直接影響到用戶直接的用電情況,也影響到供電系統(tǒng)的可靠性,因而力求實現配電線路的自動化非常必要,在完成饋線自動化的同時,還要對農村電網運行的實際情況進行考量。
隨著電力科學技術的不斷發(fā)展,我國的智能化技術已經得到了很大的發(fā)展,智能化技術逐漸地進入我們的日常生活。對此,本文就智能化技術在電網改造中的應用進行簡單的分析與思考,并提出一些可供參考的意見與措施。
【關鍵詞】智能化技術 電網 改造
電力體系中大部門元件是具備龐大的物資性子,這也就申明電力體系是一個典范的動態(tài)大體系。然而正是由于這個原因,對電力系統(tǒng)控制就會增加難度。隨著電力系統(tǒng)不斷擴張,隨之而來的是電力系統(tǒng)控制需要更加先進的智能技術,智能技術通過先進的設備、控制方法、決策支持系統(tǒng),在電力系統(tǒng)運用中發(fā)揮著重大的作用,使電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運行。
1 智能電網的概念
智能電網的核心技術是采用世界較為先進的傳感測量技術、先進的通信技術、先進的自動控制技術以及能源電力技術。由于每個國家的國情不同,企業(yè)由于自身建設的不同,對于未來智能化技術也提出了不同的構想。歐盟委員會根據自身國情,定義智能化技術的電網為一個可以整合的傳輸網絡,進而達到能夠提供較為持續(xù)、經濟和安全的電能。
2 智能化技術在電網中的運用
電力系統(tǒng)自動化不斷的完善和改進恰是由于智能技術的運用,它的應用不但使電力更加廉價與便利,還協(xié)調電力系統(tǒng)發(fā)展的不成熟性和該系統(tǒng)自身的不穩(wěn)定性。智能技術主要包括一下幾大類:
2.1 模糊控制
它是一種十分簡單且很容易掌握的方法,能夠對系統(tǒng)宏觀的控制,最主要的特點是能夠有效的對隨機、非線性和不確定性系統(tǒng)的控制。它是一種比較新穎的方法,相對于常規(guī)的模式相比更具有優(yōu)越性。
2.2 專家系統(tǒng)控制
它在實現控制是利用智能協(xié)調、組織和決策,最大的特點就是能夠對各種啟發(fā)式和不確定的知識信息進行控制。專家系統(tǒng)在得到廣泛應用的同時也有其不足之處,就是具有較大的局限性。主要是因為專家系統(tǒng)控制技術僅僅運用的是一些淺層技術對于那些功能理解的深層適應無法滿足,其次是無法完全模仿電力全家的創(chuàng)造性和及時的應付新情況能力不足,對于一些復雜的問題因為沒有良好的分析組織能力工具得不到解決。所以在專家系統(tǒng)控制的分析方法等相關問題得到提升后,電力系統(tǒng)自動化技術才能夠得到快速發(fā)展,取得非同一般的效果。
2.3 神經網絡控制
由于神經網絡控制與電力系統(tǒng)自動化相適應的特征,加之神經網絡控制本身具備較強的自我組織和學習能力以及其有強壯的網絡系統(tǒng)和處理能力,所以神經網絡控制能夠實現非線性的復雜映射,在很過范疇中發(fā)揮了巨大的作用。神經網絡控制的方式是由大量且簡單的神經元構成的神經網絡控制技術,神經網絡控制的基本原理是利用一定的學習算法,調節(jié)了隱藏在其連接權值上的大量信息權值,實現了非線性的復雜映射。這個概念得到了廣泛的運用,比如在自動控制領域、傳感型號處理領域和醫(yī)學領域中得到充分的運用。
2.4 線性最優(yōu)控制技術
線性最優(yōu)控制技術是電力系統(tǒng)控制技術中最重要的一部分,其重點就是控制發(fā)電系統(tǒng)。線性最優(yōu)控制技術研究的主要問題是如何提高發(fā)電系統(tǒng)的工作效率,如何改善發(fā)電系統(tǒng)的運行品質。現如今,發(fā)電機制電阻中應用最多的一項是線性最優(yōu)控制技術,它不僅僅適用于發(fā)電機電阻中,還應用于大型機組方面,通過最優(yōu)勵磁控制方式,能夠對動態(tài)的品質進行改善,特別是對于遠距離輸電線路能力有一個比較大的提高。電力系統(tǒng)控制技術中應用最多且最廣泛的就是線性最優(yōu)控制技術。
2.5綜合智能控制
它的重要發(fā)展方向就是智能集成化,不再是單取某一項的優(yōu)勢,而是將多項智能技術結合于一體。它實現了現代控制方法和智能控制這二者支架的難度集合,能夠在自適應性組織模糊控制、模糊變結構控制、自適應性神經網絡控制、神經網絡變結構控制等。綜合智能控制能夠實現對各種智能控制方法的融合,在復雜而且龐大的電力系統(tǒng)中,綜合智能控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮出更為突出的作用。神經網絡系統(tǒng)中的不足之處就是只適合于非機構化信息的處理工作,而模糊控制系統(tǒng)對于機構化知識的處理更加行之有效,所以如何使神經網絡系統(tǒng)與模糊控制系統(tǒng)結合就顯得尤為重要,但是這必須有一定的技術作為支撐。模糊邏輯和神經網絡的強項就是能夠從不同方向來為智能系統(tǒng)提供服務,然而兩種技術又有其不同之處,對于非統(tǒng)計性的不確定問題可以在模糊邏輯中得到解決,模糊邏輯屬于高層次推理過程,而神經網絡主要適用于低層計算方法。如何能夠使兩者的有機結合,通過一定的技術支撐便能到達事半功倍的效果。
3 智能化技術在實際應用中的分析
智能化的改造能夠降低投資以及降低運行成本,主要是從節(jié)約占地面積和建筑面積、建筑工程量、能耗幾個方面(見表1),智能化技術同時也可以降低運行成本以及維護。
4 結束語
現代化社會的發(fā)展趨勢必然是電力系統(tǒng)自動化與智能的技術的結合,電力系統(tǒng)的發(fā)展從低級到高級,從局部到整體中進步。研究和發(fā)展電力系統(tǒng)中的智能技術對于促進我國電力系統(tǒng)自動化的進程具有重要意義,我國目前的電力系統(tǒng)自動化中的智能技術發(fā)展還不成熟,只有不斷的在實踐中去發(fā)現問題,找到問題的不足,然后對于問題加以研究,積極學習國外的先進技術加上我國的現實情況在學習的基礎上不斷創(chuàng)新,發(fā)展出一套屬于我國的電力系統(tǒng)自動化與智能技術結合的理論,推動我國的智能化技術的發(fā)展,相信在不久的以后這一切都會實現。
參考文獻
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關鍵詞:電網智能化;電力通信;應用
中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A
電網智能化是目前科技發(fā)展的必然產物,同時智能電網又是高科技智能設備中重要的組成部分,利用了一系列先進的控制技術以及控制方法例如決策支持、傳感技術以及測量設備技術等,通過應用這些技術來時的智能電網可以更安全、更可靠的運行,所以說探討目前的情況下電網智能化中電力通信的應用是非常具有意義的。
1 何謂電力通信和智能電網
1.1 電力通信
電力系統(tǒng)的通信網是由傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)以及終端設備三個方面構成的,其主要作用是保障電力系統(tǒng)的安全,使得電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運行,作為電力系統(tǒng)中的重要設施,電力通信網還是電力系統(tǒng)正常運行的依靠。目前我國在高電壓等級電網方面得到了快速而穩(wěn)定的發(fā)展,我國的電網及其運行技術已經走在了世界的前列,這更突出了應用電力通信在新的電網設施中的重要作用。如今我國比較成熟的電力通信技術有特種光纜技術,其他的通信業(yè)務網比如DDN、分組交換等也都有了很大程度上的進步。電力通信在電網智能化的過程中擔負的作用是自動化控制、現代管理以及商業(yè)運作,所以說電網智能和電力通信網絡的建設是一體化的,電力通信基礎設施構成部分如圖1所示。
1.2 智能電網
電網智能化可以看做和智能電網是一個概念,它的建立基礎是高科技智能系統(tǒng)、龐大的集成網絡以及高速雙向的通信網絡。智能電網可以有效的保證電力系統(tǒng)安全高效的運行,同時還可以更好地保證在安全的環(huán)境中,電力系統(tǒng)可以長期而高速的運行下去。智能電網主要具有以下四個方面的優(yōu)點:首先是形式方面的優(yōu)點,電網智能化對各個不同的發(fā)電形式之間產生的矛盾具有良好的緩解作用,不同的發(fā)電形式都可以同時的存在于智能電網之中;二是在用戶需求方面的優(yōu)勢,電力通信系統(tǒng)在電網智能化的支持下更加的穩(wěn)定而高效,同時也保證了其安全性,這些都和用戶對于優(yōu)質電能的需求是完全符合的,所以很受到用戶歡迎;三是運營方面的優(yōu)勢,之后智能電網的建立打破了以往的電力市場和結構,為這種長期以來一成不變的格局帶來了新的變化,通過市場中形成的良性競爭,來提高電力市場在運行方面的效率;四是能源利用率方面的優(yōu)勢,智能電網對于電力的損耗更低,這就相當于是提高了能源的使用率,對于環(huán)境造成的污染和影響自然也會更低。
電網的智能化為供電系統(tǒng)的自動化帶來了可能性,通過有效的實時監(jiān)控供電的各個環(huán)節(jié),對于發(fā)電廠的電流傳輸有穩(wěn)定作用,從而保證了用戶端電器的信息,同時電網智能化可以在第一時間將用戶端電器上的信息以及電流反饋出來,這樣就更便于進行電網資源的配置,達到了優(yōu)化資源使用率的目的,對于遠距離或者大規(guī)模電能輸送中的障礙也得到了有效地解決。所以綜合來說我國的電網智能化建設對于資源的節(jié)約以及能源結構的改良都是具有積極的意義的。
2 電力通信技術在新形勢下的發(fā)展
2.1 即時信息系統(tǒng)
即時信息系統(tǒng)的英文縮寫為RIS,主要作用是處理和分析電網中的運行數據,即時信息系統(tǒng)離不開互聯網技術的支持,其輔助工具是國家的電力數據網絡,然后將電力信息通過即時通信系統(tǒng)在社會上進行公開,這樣可以更好的實現對保障信息的隔離以及安全防護工作。
2.2 EMS系統(tǒng)
EMS系統(tǒng)的主要作用是對信息數據進行集合分類,首先通過電網的采集系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)來獲得那些數據并保證其準確性和實時性,然后再將這些數據按照緊急程度和使用程度來進行分類處理,優(yōu)先把緊急數據傳輸給即時信息系統(tǒng),不同的傳輸接口自身的信息傳輸速度也是不同的,這樣就可以保證實時數據的傳輸處理工作足夠及時,不會發(fā)生冗余數據干擾緊急數據處理過程這種情況。
2.3 電能計量系統(tǒng)
智能電網在電能計量系統(tǒng)方面的要求是十分高的,除了保證具有常規(guī)的測量功能以外,還要求可以對電能的計量系統(tǒng)可以做到分時段的雙向計量以及累計儲存,對于電費的計算和電能的控制來說,這兩個功能意義都是十分重大的。除此之外電能計量系統(tǒng)還需要具備一系列其他功能,比如自動采集、對數據進行遠距離傳輸以及存儲、預先作出處理以及最后統(tǒng)計分析等,只有實現了這些功能,才能更好地做好智能電網的建設工作以及新的能源網并網。
2.4 需求端管理
如今電能用戶和智能電網都是采用無線公網的通信系統(tǒng)來進行信息交流的,所以說終端用戶的數量會比較多,換句話說就是電網節(jié)點過多但是業(yè)務量卻并不多。如果我們采用CDMA技術或者GPRS技術來進行二者之間的信息交流,在掌握用電戶情況的時候可以更加的及時并且有效,這也正是目前電網智能化的發(fā)展趨勢。
3 電力通信技術在智能電網各領域中的應用
3.1 在用電領域的應用
在用電領域范圍應用的通信技術具體可以表現在三個方面,輸電及用電的信息采集、高級計量管理以及互動營銷管理。根據這些情況我們可以得知選擇通信方式的形式上要保證正確,這也是應用電力通信的重點所在,在進行通信網絡構建的時候要運用正確的選擇,保證信息采集、電網以及用戶三方面都可以實現良好并且高效的互動。
3.2 在輸電領域的應用
智能電網實現了電力傳輸的遠距離、大容量以及低損耗,使得電網對于清潔能源的消化能力更加提升,從而保證電力資源可以實現跨省區(qū)進行優(yōu)化配置,對于我國電力工業(yè)布局的優(yōu)化具有非常重要的作用。我國在建設電網智能化的過程中對輸電線路也有一定的技術要求,即挖掘其輸送能力和狀態(tài)監(jiān)控。這里所說的狀態(tài)監(jiān)控包括很多方面,比如基礎信息環(huán)境信息、智能輸電線路系統(tǒng)、運行管理信息、災害預警信息等多個方面。對于不同機構、不同裝置以及不同單位都可以采用合理的通信方式,選擇靈活的接入系統(tǒng)來實時監(jiān)測信息數據,從而做到數據的統(tǒng)一和融合。
3.3 在變電領域的運用
變電站的可視化和自動化運行是在變電領域應用通信技術的重點內容,尤其是目前我國的智能變電站已經逐漸普及,在每個地區(qū)都有智能變電站的出現,所以變電站的可視化和自動化運行就成為了電網智能化建設中的核心內容。不僅可以提供嚴謹的數據信息和控制對象給智能電網,同時還可以采用不同的控制保護技術以及通信技術的來將其在智能變電站中得到有效應用。
3.4 在配電領域的應用
智能配電網作為智能電網的重要組成部分,其基礎是安全性能和可靠性能都十分高的通信網絡,以及靈活、可靠而高效的配電網網架結構,可以靈活地對故障進行處理甚至自愈,可以滿足諸多的要求,比如說提高電能質量、高滲透的儲能元件及分布式電源接入等。智能電網技術將很多現代技術比如現代通信、計算機、測控以及高級傳感等進行了集成和融合,對于配電系統(tǒng)的集成、自愈、互動、兼容以及優(yōu)化等方面的要求都可以完美實現。
3.5 在安全領域的應用
由于電網智能化的過程中將信息流、業(yè)務流以及電力流都高度的融合在了一起,所以必須保障信息的安全性,避免對電網運行安全造成影響。在將來的智能電網信息安全中我們需要更多的關注智能設備的數據安全、二三區(qū)業(yè)務融合的運用安全以及用戶雙向互動的網絡安全。作為信息安全基礎傳輸平臺,電力通信網絡對于智能電網穩(wěn)定安全運行有著重要的意義和作用,可以采用橫向隔離、縱向加密、病毒防御以及網絡防護等措施來保障電力通信網絡的信息安全。
結語
電力通信網的發(fā)展與演進是以智能電網的發(fā)展及業(yè)務需求為基礎的。隨著智能電網建設的不斷推進,智能電網業(yè)務在不斷地發(fā)展,與此同時,通信新技術也在日新月異,因此在不斷提升電力通信網性能的同時,要進一步強化網絡的安全性,合理使用新技術,優(yōu)化組織業(yè)務通道,為電網運行提供更加可靠的通信服務保障。
參考文獻
[1]樊曉東.電網智能化中電力通信的應用探析[J].科技與企業(yè),2014(24):71.