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關鍵詞:智能電網(wǎng);數(shù)字技術;信息化;發(fā)展
前言
所謂智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化,是建立在當前的集成、高速雙向通信網(wǎng)絡的基礎上,運用先進的傳感與策略技術,現(xiàn)代化的設備實現(xiàn)安全、經(jīng)濟、可靠的電力使用目標,推動我國電力市場及資產(chǎn)的高效運行。
1 不同角度的智能電網(wǎng)
1.1 科學的角度認識智能電網(wǎng)
隨著電子技術的應用,智能電網(wǎng)的發(fā)展速度也在不斷加快,不論是自然科學的工學、農(nóng)學,或者是社會學科的哲學、經(jīng)濟學等都有涉及,建設具有中國特色的智能電網(wǎng),要注重科學發(fā)展,強調(diào)電力系統(tǒng)軟硬件與人、社會及資源環(huán)境的互相協(xié)調(diào)。
1.2 標準角度智能電網(wǎng)
標準是企業(yè)賴以生存的根本,打造具有中國特色的智能電網(wǎng)除了要注重技術的不斷革新外,還必須要加強產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新,在國際上提出我國特色的知識產(chǎn)權標準,推動其他行業(yè)的快速發(fā)展,增加就業(yè)與拉動內(nèi)需。
1.3 從資產(chǎn)壽命角度分析智能電網(wǎng)
英美國家的電網(wǎng)設備退役前的平均壽命一般是40-60年,最高壽命是80年,但我國的輸變電主設備的壽命尚不及發(fā)達國家的一半,情況堪憂。
1.4 從電力用戶的角度
作為社會的基礎設施,電力資產(chǎn)部分是屬于納稅人的,用戶用電需要繳納一定的費用。從這一角度來說,改變當前“電老大”的形勢迫在眉睫,這是社會奔小康、豐富公民生活的必然要求,因此,智能電網(wǎng)建設是用戶用電的必然要求。
1.5 應急減災角度對智能電網(wǎng)的需求
打造具有中國特色的智能電網(wǎng),不僅可以促進經(jīng)濟水平的提高,同時也擴大了行業(yè)規(guī)模,滿足了用戶更多的需求,同時也促進了信息化與自動化及數(shù)字化的發(fā)展。另外,也使突發(fā)事件增加,會受到恐怖襲擊,這就要求增強應急減災的能力,優(yōu)化當前的電網(wǎng)管理,實現(xiàn)科學與智慧的管理。
2 我國智能電網(wǎng)的構(gòu)想結(jié)構(gòu)
從當前的發(fā)展形勢來看,我國智能電網(wǎng)以信息通信系統(tǒng)為基礎,同時融合監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng),為電網(wǎng)運行提供保障,確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,實現(xiàn)數(shù)字化與信息化的目標,為用戶提供更加滿意的服務,提供更加穩(wěn)定、安全且清潔的電力能源,保護環(huán)境。
從構(gòu)成來看,發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)與用電系統(tǒng)構(gòu)成了電力系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)由管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)共同構(gòu)成。簡單來說,我國智能電網(wǎng)是由電力系統(tǒng)與信息通信系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)、目標客戶系統(tǒng)共同構(gòu)成。
3 智能電網(wǎng)建設的對策
3.1 博弈關系
智能電網(wǎng)建設的發(fā)展會影響、改變以下的博弈關系,因此,電力企業(yè)必須要提前做好應對措施,建立電力事業(yè)與社會進步、環(huán)保及資源合理運用的博弈關系;同時要處理好群體與集團間的博弈關系;打破電力行業(yè)目前格局與壟斷市場間的博弈關系;行業(yè)間的博弈關系也被改變;行業(yè)內(nèi)部博弈關系也被轉(zhuǎn)變,例如發(fā)電集團、電網(wǎng)集團與供用電公司間的博弈;智能電網(wǎng)技術領域的博弈關系也發(fā)生了變化。打造具有我國特色的智能電網(wǎng),需要多方的共同努力才能實現(xiàn)。
3.2 劃分資產(chǎn)壽命
隨著人們對安全生產(chǎn)的重視程度日益提高,資產(chǎn)管理中存在單純追求安全性的行為,降低了工作效率,人為的使設備壽命縮短,同時受到其他因素的影響,我國電氣設備的壽命與發(fā)達國家的距離較大,同時受到信息化、數(shù)字化、自動化的影響,資產(chǎn)的壽命也在縮短,更新速度快,挑戰(zhàn)從業(yè)者的素質(zhì)。因此,打造具有中國特色的智能電網(wǎng)過程中要考慮從資產(chǎn)壽命的角度劃分時代,實現(xiàn)協(xié)調(diào)、優(yōu)化、統(tǒng)一資產(chǎn)的目標。
3.3 動力因素
我國智能電網(wǎng)的發(fā)展受到諸多因素的影響,除了經(jīng)濟的快速發(fā)展外,城鎮(zhèn)的快速發(fā)展對其也有一定的積極意義,同時電力市場化進程迅速推進,市場需求在不斷增多也促使電網(wǎng)建設的快速發(fā)展,同時新技術的不斷涌現(xiàn)在很大程度也實現(xiàn)多行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
3.4 發(fā)展對策
中國智能電網(wǎng)建設的發(fā)除出了要注重提高商業(yè)價值外,還要不斷地創(chuàng)新科學技術。同時西方的電力負荷市場將近飽和,我國的電力負荷市場將會迅猛發(fā)展,同時要善于采用新型材料及智能電網(wǎng)改進輸電損耗的問題,發(fā)展超導配電網(wǎng),增強客戶服務,推動智能電網(wǎng)建設的發(fā)展。另外,市場化也是一種挑戰(zhàn),要在當前形勢下深化技術革新,運用互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視等傳播媒介為我國電力企業(yè)的長遠發(fā)展奠定基礎,為其發(fā)展提供多元化的政策支持,實現(xiàn)共贏。
3.5 提倡“節(jié)約每度電”的理念
在滿足用戶用電需求的前提下要不斷地提倡節(jié)約理念,在用戶中倡導“節(jié)約每度電”的思想,同時要提高電力設施的利用率,提倡合理用電,為用戶提供更加豐富多彩的電力服務,關注公民需求。
3.6 注意避免的傾向
從發(fā)展情況來看,智能電網(wǎng)建設的發(fā)展是一把雙刃劍,在發(fā)展過程中必須要處理好相互的關系,不能使其過度浪費經(jīng)濟資源,要掌握好信息化、自動化與數(shù)字化的標準。
4 結(jié)束語
為了打造具有中國特色的智能化電網(wǎng),站在大局角度,從全方位考慮,不論是發(fā)展對策或是具體實施方法及實施步驟,都要遵循協(xié)調(diào)、和諧的原則,將消極因素轉(zhuǎn)化為積極因素,由傳統(tǒng)的機電控制型轉(zhuǎn)向電子控制型、智能控制型。在規(guī)劃我國特色智能電網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)時,需要通過借鑒信息通信系統(tǒng)的技術實現(xiàn)更新?lián)Q代,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與信息共享,為用戶提供更加安全、可靠、清潔且自愈能努力較強的電力能源。同時要善于運用社會資源、多行業(yè)協(xié)同服務,電力產(chǎn)業(yè)、電信企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)廣播電視媒體產(chǎn)業(yè)、家電產(chǎn)業(yè)等兼容將其整合的到一起。在這一機遇下電力行業(yè)要根據(jù)發(fā)展情況不斷調(diào)整自己,積極抓住機遇,快速的發(fā)展壯大,在公民中提倡節(jié)約用電,吸收西方先進經(jīng)驗促進電力行業(yè)的快速發(fā)展,推動我國電力事業(yè)的進步。
參考文獻
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關鍵詞:智能電網(wǎng);農(nóng)村電網(wǎng);改造;升級
中圖分類號: U665 文獻標識碼: A
智能電網(wǎng)是以實現(xiàn)電網(wǎng)運行的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全為目標,它作為世界電網(wǎng)的共同趨勢,世界各國根據(jù)各自的國情及電力工業(yè)特點提出了智能電網(wǎng)的定義。傳統(tǒng)電網(wǎng)已難以支撐現(xiàn)代社會發(fā)展的要求,智能電網(wǎng)的提出符合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會對電力的需求。因此,農(nóng)村電網(wǎng)改造升級就應當在智能電網(wǎng)建設的背景之下,實施農(nóng)村電網(wǎng)的改造升級在技術方面遵循新建與改造統(tǒng)一、短期效益和長遠利益統(tǒng)一、標準化和差異化統(tǒng)一、相關各方利益統(tǒng)一的四統(tǒng)一的原則,同時要重點采用智能電網(wǎng)技術。
一、當前農(nóng)村電網(wǎng)的現(xiàn)狀概述
首先,農(nóng)村電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上還存在著不合理性。在電網(wǎng)中低壓網(wǎng)絡的延伸過長,供電所達到的半徑過大,導致配電變臺離負荷中心有偏移的情況發(fā)生,并且低壓網(wǎng)絡在質(zhì)量上不夠,線路也相對更長,導線的截面也更小,時間一長負荷更重,迂回倒送的線路多,也造成供電線路交叉存在的更復雜,造成了許多安全隱患,容易導致各種供電線路事故的發(fā)生。
其次,電網(wǎng)中電力線路不達標準。在還沒能進行農(nóng)網(wǎng)改造的農(nóng)村,基本都是用戶自行對低壓線路進行建設,因此各種不合格的情況均有發(fā)生。比如,用廢舊的導線,甚至分匝接線,這類情況容易造成線徑太小,線路電阻大,容易漏電。
第三,無功不足的程度較高。感應電動機在農(nóng)村用電設備中所占的比例較大,與變壓器都需要一定的無功,然而,當前農(nóng)網(wǎng)在無功補償上還是處在相對落后的階段,功率因數(shù)比較低,線路末端的電壓也相對更低。
第四,負荷率低且不平衡。在一些經(jīng)濟不太發(fā)達的區(qū)域,主要用電還是指照明,因而配電變壓器容量較大的情況下,這些地區(qū)的負荷很小,變壓器基本都是空載運行,負荷率相當?shù)?,造成較大程度的耗損。另外,在這些地區(qū)單相負荷比較多,因此負荷不平衡,造成零線的電流較大,耗損也相應增加。
最后,管理上不夠嚴謹。在農(nóng)村用電的電網(wǎng)系統(tǒng)中,亂接的現(xiàn)象嚴重,違章用電更是相對普遍,對用電現(xiàn)象的查處也存在著諸多漏洞,加劇了用電耗損的程度。
二、智能電網(wǎng)建設對于農(nóng)村電力系統(tǒng)的意義 (1)減少有效裝機容量。通過智能化的統(tǒng)一調(diào)度,利用我國不同地區(qū)電力負荷特性差異大的特點,獲得調(diào)峰、錯峰等聯(lián)網(wǎng)效益;依據(jù)分時電價機制,減小高峰負荷,引導用戶低谷用電,把裝機的容量有效地減少了。 (2)降低線損。電能輸送中的損失率由于特高壓輸電技術為重要基礎的堅強智能電網(wǎng)而大大降低;用戶的實時和智能調(diào)度系統(tǒng)、靈活輸電技術進行雙向交互,為潮流分布的優(yōu)化提供便利;(3)能有效地提高農(nóng)村供電可靠性以及電力系統(tǒng)的安全性。要想迅速、準確地隔離故障元件就必須把智能電網(wǎng)強大的“自愈”功能利用好,同時可以在較少的人為干預情況下使得系統(tǒng)迅速恢復正常,進而把系統(tǒng)供電的可靠性以及安全性提高。(4)降低系統(tǒng)發(fā)電燃料費用。建設堅強智能電網(wǎng),可以把農(nóng)村電網(wǎng)燃料運輸成本有效的降低;(5)實現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。堅強智能電網(wǎng)建設可以促進電網(wǎng)技術創(chuàng)新,實現(xiàn)各個方面的提升,可以很好地適應電力市場的需求,為電網(wǎng)科學的發(fā)展提供便利。(6)提高農(nóng)村電網(wǎng)設備利用效率。 三、農(nóng)村電網(wǎng)升級改造的措施
智能電網(wǎng)的關鍵技術就是數(shù)字化變電站,采用該技術,可以真正地把“信息傳遞網(wǎng)絡化、數(shù)據(jù)采集數(shù)字化、操作控制智能化”所實現(xiàn),變電站技術的重要組成部分就是數(shù)字化技術。數(shù)字化變電站當中的二次電子裝置和一次電氣設備都可以進行數(shù)字化通信,而且有著全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺和數(shù)據(jù)建模,然后在這個平臺的基礎上可以進行智能裝置間的相互操作。在這種情況下,為了可以給智能電網(wǎng)提供基礎,所構(gòu)建的數(shù)字化變電站必須是有著數(shù)字化的一次電氣設備、全站統(tǒng)一的標準平臺以及網(wǎng)絡化的二次裝置這三個特征。
(1)農(nóng)網(wǎng)工程管理改進措施
解決當前在農(nóng)網(wǎng)工程建設中所出現(xiàn)問題,一方面要制定項目設備和材料的質(zhì)量驗收管理制度,同時還對科學合理的安排采購材料和設備的計劃,還要按照電網(wǎng)工程的進度做好物資供應計劃;另一方面工程進度要合理的規(guī)劃,同時要加強監(jiān)管施工質(zhì)量和進度;最后要合理的選擇設計單位,加強對工程圖紙及方案的審核力度。
(2)10KV農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃改進措施
解決10KV農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃存在的問題,首先要科學規(guī)劃農(nóng)網(wǎng),制訂合理的配電臺區(qū)、加強10KV配電規(guī)劃、改善電能質(zhì)量、降損節(jié)能。主要措施有:一是按照密布點和短半徑的原則形成10kV線路“手拉手”的總體布局:二是將要改造的及新規(guī)劃的10KV線路盡可能建設在規(guī)劃走廊內(nèi),為日常的維護和運行提供便利;三是要明確10KV農(nóng)網(wǎng)的供電范圍,同時要根據(jù)變電所及負荷的增加不斷的進行調(diào)整,防止跨區(qū)域、交叉跨越用電現(xiàn)象的發(fā)生。還有應當重視對農(nóng)網(wǎng)改造的質(zhì)量,安排合理地改造與建設項目、創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)農(nóng)網(wǎng)工程。
建立和完善農(nóng)電科技創(chuàng)新機制
各單位要切實加強對農(nóng)電科技工作的領導,設立農(nóng)網(wǎng)科技發(fā)展專項基金,建立農(nóng)電技術發(fā)展激勵機制和保障機制;加強對科技創(chuàng)新人才培養(yǎng),增強企業(yè)創(chuàng)新能力。通過建立健全農(nóng)電科技創(chuàng)新機制,為探索農(nóng)電科技發(fā)展方向,制定科技規(guī)劃和研究開發(fā)科技項目,推動農(nóng)網(wǎng)技術進步提供重要保證。
(4)選擇實事求是、因地制宜的農(nóng)網(wǎng)建設技術原則
在過去,某些單位在對于農(nóng)網(wǎng)建設技術標準上還是僅僅只是模糊的認識。因此,我們必須統(tǒng)一地認識農(nóng)網(wǎng)的建設標準,注重實效,因地制宜,力求先進,各單位在農(nóng)網(wǎng)建設改造當中,把工程造價、建設規(guī)模、技術標準等因素要綜合考慮,注重設備技術含量,制定符合實際的農(nóng)網(wǎng)建設技術原則。
由于國家投入巨資在農(nóng)網(wǎng)改造工程,解決了長久以來農(nóng)網(wǎng)發(fā)展當中出現(xiàn)的緊迫問題,電網(wǎng)的整體實力提高了。各建設改造單位一定要提高自身的知識以及認識,在確定方案,制定計劃,安排資金,還有工程組織建設等方面,應當把把技術創(chuàng)新和進步放到最關鍵的位置。
(5)合理安排電網(wǎng)的運行方式
首先,實現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟運行,在系統(tǒng)有功負荷經(jīng)濟分配的前提下,做到電網(wǎng)及其設備的經(jīng)濟運行。其次,選擇合理的電網(wǎng)運行電壓,提高電網(wǎng)電壓等級可以提高用戶功率因素,在采用無功補償裝置的基礎上,合理地調(diào)整電網(wǎng)運行電壓。其三,平衡電網(wǎng)的三相負荷,三相電流不平衡的程度越大,有功功率損失也就越多,所以必須定期進行三相負荷的負荷測定和調(diào)整工作,力求變壓器三相電流平衡。最后,提高電網(wǎng)的負荷率。應根據(jù)用戶的用電規(guī)律,合理而有計劃地安排用電負荷及用電時間,提高電網(wǎng)的負荷率。
(6)提高農(nóng)村電網(wǎng)的經(jīng)濟效益
根據(jù)地區(qū)農(nóng)網(wǎng)建設和改造的特點,應當是從節(jié)約電能和降低電網(wǎng)損耗兩方面入手去分析當前農(nóng)網(wǎng)建設和改造的社會經(jīng)濟效益構(gòu)成。應選用節(jié)能裝置,同時以串聯(lián)的方式接到農(nóng)網(wǎng)的電力系統(tǒng)當中,從而進行集中控制和多方位管理電力系統(tǒng)輸進的電能,以達到改善電能質(zhì)量的目的,最終把供電的參數(shù)調(diào)整到負荷設備最佳的狀態(tài)。
總之,農(nóng)村電網(wǎng)升級和改造是一項長遠的課題,隨著中國社會經(jīng)濟的發(fā)展,當前的農(nóng)配網(wǎng)存在的矛盾在不斷的升級,因此就還需對農(nóng)網(wǎng)進一步的深入分析,供電企業(yè)應該充分認識到農(nóng)村電網(wǎng)改造和升級同智能電網(wǎng)的關系,結(jié)合當?shù)剞r(nóng)村特點,制定合理的農(nóng)村電網(wǎng)的規(guī)劃與設計,降低農(nóng)網(wǎng)損耗,同時加大對農(nóng)村地區(qū)節(jié)能意識的宣傳,以提高農(nóng)村的經(jīng)濟效益,促進新農(nóng)村的發(fā)展。
參考文獻
關鍵詞:智能電網(wǎng);實驗室建設;人才培養(yǎng)
中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1673-9132(2016)13-0256-232 DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.13.092
智能電網(wǎng)學科實驗資源的建設主要是構(gòu)架融智能電網(wǎng)技術、信息技術、網(wǎng)絡控制技術、通訊技術于一體,進行智能電網(wǎng)領域相關教學與關鍵技術研究的實驗與實踐資源建設,提高實驗資源的科研水平,大力推進成果提升、關鍵技術攻關和成果轉(zhuǎn)化。
一、智能電網(wǎng)實驗平臺資源建設
智能電網(wǎng)實驗資源包含大量分布式可調(diào)節(jié)設備(如光伏發(fā)電、風電機組、同步發(fā)電機組、燃料電池、儲能、柔性負荷等多類型分布式單元)和多種結(jié)構(gòu)形式電網(wǎng)線路。由于智能配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模大,分布式設備容量小、數(shù)量多、地域分散等特征,單一的集中控制模式或分散控制模式均難以適應有源配電網(wǎng)的特征需求。因此,智能電網(wǎng)研究生實驗資源的整體控制結(jié)構(gòu)擬采用“上層集中協(xié)調(diào)、下層分布式協(xié)同”的控制框架。在此控制框架下,電網(wǎng)被劃分成若干分布式設備群或控制區(qū)域。電網(wǎng)集中控制中心負責集中協(xié)調(diào)各分布式設備群或區(qū)域,而在分布式設備群或區(qū)域內(nèi)部則通過協(xié)調(diào)各分布式可調(diào)單元來完成集控中心下達的任務。集成化智能電網(wǎng)半實物仿真實驗環(huán)境建設主要包括:(1)電網(wǎng)安全運行與控制監(jiān)視屏區(qū)、模擬電網(wǎng)動態(tài)仿真運行以及模擬電網(wǎng)管理與控制區(qū)。其中,監(jiān)視屏區(qū)主要用于顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)和控制效果。(2)模擬電網(wǎng)動態(tài)運行區(qū)包含虛擬配電網(wǎng)系統(tǒng)和部分實際物理設備(如儲能、光伏單元等),兩者通過功放接口設備實現(xiàn)“虛實互聯(lián)”,可用于模擬有源配電網(wǎng)管理與控制區(qū)域包含集控中心、區(qū)域控制中心和數(shù)據(jù)存儲與分析。
二、智能電網(wǎng)實驗課題資源建設
實驗課題資源的建設是學科實驗室的一個軟核心。豐富和有創(chuàng)意的實驗課題既能實現(xiàn)研究生課內(nèi)外教學與實踐活動的統(tǒng)一,也可滿足綜合實驗與科研實驗的統(tǒng)一。智能電網(wǎng)實驗室充分依托校企合作實驗資源與經(jīng)驗,集成化建設智能電網(wǎng)實驗資源,主要包括上層系統(tǒng)集中控制、中層區(qū)域分布式控制和底層可調(diào)單元控制的協(xié)調(diào)運行。
(一)上層系統(tǒng)級集中控制的實驗課題
智能電網(wǎng)實驗室上層系統(tǒng)可進行電網(wǎng)運行分析和動態(tài)仿真;電網(wǎng)集中式狀態(tài)估計;電網(wǎng)集中優(yōu)化協(xié)調(diào)調(diào)度;網(wǎng)絡故障后網(wǎng)架重構(gòu);智能變電站實時監(jiān)控研究;復雜電網(wǎng)的控制策略等。根據(jù)智能電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特征,研究包含多種量測設備(PMU、RTU、SCADA)的布點優(yōu)化方法,以及研究量測數(shù)據(jù)具有多時空尺度、不完備性(如通信網(wǎng)絡產(chǎn)生的丟包)等特征的狀態(tài)估計方法。在負荷預測和發(fā)電預測支撐下,研究電網(wǎng)多目標、多約束情況下的有功、無功優(yōu)化調(diào)度策略。
(二)中層區(qū)域級分布式控制的實驗課題
與傳統(tǒng)的集中式運行與控制不同,分布式運行與控制是通過區(qū)域間協(xié)調(diào)變量相互通信交換信息,最終進行全系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)估計與運行控制。實驗室可模擬常見的信息不確定性因素(如延時、丟包等),分析電力通信信號傳輸。在各子區(qū)域狀態(tài)估計基礎上,通過區(qū)域間協(xié)調(diào)變量相互通信交換信息,最終估計出全系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù),在各區(qū)域之間能夠進行相互通信。研究分布式協(xié)同控制,將多個相互依賴的可調(diào)節(jié)單元有機地組織起來,以共同完成某一任務的分布式控制策略。
(三)底層可調(diào)節(jié)單元控制的實驗課題
在電網(wǎng)底層,智能電網(wǎng)實驗室主要開展電力電子逆變器控制等相關實驗課題,依托現(xiàn)有產(chǎn)學研模式下研制的500kV光伏逆變器裝置等,進一步開展分布式電源(光伏、風電機組、儲能等)以及FACTS裝置的控制系統(tǒng)設計研究工作;研究發(fā)電機組的調(diào)速與調(diào)壓控制的相關問題,搭建控制系統(tǒng)進行實現(xiàn)物理電力電子變換器控制,以及硬件在環(huán)測試等功能。可見,通過建設智能電網(wǎng)實驗資源,可以開展可再生能源發(fā)電并網(wǎng)、微電網(wǎng)運行控制、綜合負荷與電網(wǎng)互動等智能電網(wǎng)方面的多項實驗課題,實現(xiàn)電力網(wǎng)絡信息通信技術、可再生能源發(fā)電技術、分布式電源協(xié)調(diào)控制技術、微電網(wǎng)智能調(diào)度技術、柔性負荷監(jiān)控技術等智能電網(wǎng)相關領域的虛擬仿真與實體交互實驗等。同時,依托虛擬通信網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)絡教學共享,最大限度發(fā)揮該平臺仿真高危、大電壓、高成本、高消耗等智能電網(wǎng)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實對象的功能。利用PSCAD、RTLAB等軟件,仿真電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變配電、用電全過程,結(jié)合實體元件和虛擬通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)虛實結(jié)合的智能電網(wǎng)中能量流與信息流的交互。
綜上所述,智能電網(wǎng)實驗室建設基于“實踐教學社會化、企業(yè)化”的理念,利用自身學科優(yōu)勢,依托省部級重點實驗室、工程項目研究中心等各類科研平臺,全方位、多層面利用社會資源提高學生實踐素質(zhì),引導學生系統(tǒng)參與實驗實踐活動,強化學生工程實踐能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng),提升學生的實踐能力與創(chuàng)新精神。這樣就為智能電網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)、開展高層次高水平的科研活動、展現(xiàn)高水平智能電網(wǎng)科研成果提供了更加堅實的基礎,增強了學校服務于江蘇以及區(qū)域經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的綜合實力。
參考文獻
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關鍵詞:智能電網(wǎng) 電力產(chǎn)業(yè) 新能源
中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0071-01
隨著社會的不斷進步,對于人類來講,電力已經(jīng)和食物、水同等重要,不論是日常的照明還是企業(yè)的運營都離不開電力的支持。電力產(chǎn)業(yè)資源被列為國家的重點資源,并主要由五大電力公司運營和建設。由于全球資源的日益枯竭,低碳環(huán)保和能源合理利用等已經(jīng)成為全球電力系統(tǒng)關注的問題,而且隨著信息技術的不斷發(fā)展,智能電網(wǎng)的概念浮出水面,采用最先進的技術和設備于一身,代表著未來全球電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。
1 智能電網(wǎng)概述
智能電網(wǎng),指的是電網(wǎng)的智能化,至今為止,并沒有統(tǒng)一的定義。智能電網(wǎng)將先進的通信、傳感、計算、物理、自動化等技術融為一體,對原有的網(wǎng)絡和設備進行了升級改造,形成新型電網(wǎng),從而形成一張可以將所有用戶的所有行為整合到一起的電力傳輸網(wǎng)絡。智能電網(wǎng)由智能變電站、終端、調(diào)度系統(tǒng)、配電網(wǎng)、發(fā)電系統(tǒng)等組成,可以實現(xiàn)智能監(jiān)控、全自動化、抵御攻擊等功能,為電力產(chǎn)業(yè)提供了一個更安全、更高效、更環(huán)保的環(huán)境和技術,是電力產(chǎn)業(yè)的又一次革新。全球也已經(jīng)大力開展智能電網(wǎng)方面的建設,我國國家電網(wǎng)計劃投入5000億元,并制定了《堅強智能電網(wǎng)技術標準技術規(guī)劃》,希望在2015年建立“三橫三縱”的智能電網(wǎng)。
2 智能電網(wǎng)建設的關鍵技術分析
(1)靈活、可靠的電網(wǎng)拓撲和設備
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和智能化,電網(wǎng)拓撲和設備的穩(wěn)定性和安全性問題日益凸顯,汶川、雅安地震也突出了地震、冰災等自然災難或者異常情況對電網(wǎng)拓撲和設備的高度要求。靈活、可靠的電網(wǎng)結(jié)構(gòu),堅強的主網(wǎng)架構(gòu),高質(zhì)量的設備都是智能電網(wǎng)建設的基本要求。
(2)高度集成的通信技術
智能電網(wǎng)是建立在高度集成、高速、雙向通信網(wǎng)絡基礎之上的,電網(wǎng)的智能化離不開通信技術的支持,不論是數(shù)據(jù)的獲取、故障檢測,還是網(wǎng)絡的控制、智能調(diào)度都需要通過通信網(wǎng)絡來完成,使用通信技術用于智能電網(wǎng)建設,大大提高了電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的實時性和安全性,并提高了設備使用效率、降低了成本。
(3)智能量測和傳感技術
通過智能量測和傳感技術,可以實現(xiàn)用戶側(cè)的遠程管理和監(jiān)測,主要由智能電表、數(shù)據(jù)管理量測系統(tǒng)以及通信網(wǎng)絡組成,支持隨時監(jiān)測、智能控制、雙向通信等功能,完成了電力產(chǎn)業(yè)與用戶之間的互動管理和服務。
(4)智能調(diào)度技術
智能調(diào)度技術是智能電網(wǎng)建設的核心,通過建立橫縱貫通的智能調(diào)度系統(tǒng)可以實現(xiàn)智能電網(wǎng)的在線分析與監(jiān)控,新型設備的高效調(diào)控以及電網(wǎng)拓展規(guī)模的需求。通過智能化調(diào)度,可以提高電網(wǎng)對異常故障的響應速度,為防御災難、駕馭大電網(wǎng)、靈活高效調(diào)控提供了技術支持。
3 智能電網(wǎng)建設在電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用
智能電網(wǎng)建設對電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進作用,電力產(chǎn)業(yè)具有投資大、產(chǎn)業(yè)鏈長、技術廣的特點,因此,通過智能電網(wǎng)建設可以提高電力產(chǎn)業(yè)的技術升級、加強電力產(chǎn)業(yè)的高效運作、促進電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。智能電網(wǎng)對電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)促進新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
我國雖然是地大物博,但是隨著改革開放以來,資源的高度使用,漸漸使我國也處在能源捉衣見肘的處境,以往電力產(chǎn)業(yè)的能源來源主要是煤炭,但我國煤炭主要集中在西部和北部,同時,煤炭存在污染嚴重、使用效率低、不可循環(huán)再生等問題,而智能電網(wǎng)建設不僅可以促進現(xiàn)有能源的充分開發(fā)利用,并且挖掘了很多像風能、水能、太陽能等新能源,隨著堅強智能電網(wǎng)的建設,電網(wǎng)對新能源輸送和分布式能源系統(tǒng)的消納能力不斷提升,促進了新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,提高了能源的使用效率和性能。
(2)促進設備產(chǎn)業(yè)體系的創(chuàng)新
智能電網(wǎng)建設的基礎就是具有靈活、可靠的電網(wǎng)拓撲和設備,只有堅強的網(wǎng)絡和設備作為后盾,才能促進智能電網(wǎng)高校、靈活的運作,因此,智能電網(wǎng)的不斷建設,必定會促使電力設備產(chǎn)業(yè)體系進行技術創(chuàng)新,加快新材料、新設備、新技術的出臺,優(yōu)化整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),智能電網(wǎng)的建設包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及調(diào)度六大部分,未來幾年之內(nèi),勢必會迎來整個產(chǎn)業(yè)鏈設備的投資和改建,推動設備產(chǎn)業(yè)體系的創(chuàng)新,從而適應智能電網(wǎng)的發(fā)展需求。
(3)推動電力市場化的革新
我國雖然一直提倡廠網(wǎng)分離,用戶直購電等政策,但長期以來,電力產(chǎn)業(yè)的市場關系仍然是“用戶―電網(wǎng)公司―發(fā)電廠”,電力行業(yè)也一直處于壟斷和停滯不前的狀態(tài),大大降低了我國電力行業(yè)在國際市場上的競爭力,也造成了電力生產(chǎn)的高度污染和浪費。隨著“十二五”期間,我國全面實行智能電網(wǎng)建設和節(jié)能環(huán)保發(fā)電調(diào)度,打破了以往的產(chǎn)業(yè)鏈,推動了電力行業(yè)市場化的革新,通過充分的市場競爭與合作,我國電力行業(yè)將會得到全所未有的突破和發(fā)展。
(4)提升社會經(jīng)濟的綜合效益
電力產(chǎn)業(yè)一直是國民發(fā)展的根本,如今,各行各業(yè)都離不開電力產(chǎn)業(yè),智能電網(wǎng)建設覆蓋了通信、傳感、計算、物理、自動化等多個行業(yè),形成一條巨大的產(chǎn)業(yè)鏈,智能電網(wǎng)的建設必定會帶來相關產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、效益的提升,拉動整個產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新和發(fā)展,智能電網(wǎng)不僅可以促進資源的節(jié)約和合理利用,更能創(chuàng)造大量的就業(yè)機會,使整個社會加入到智能電網(wǎng)的建設中,從而提升整個社會經(jīng)濟的綜合效益。
4 結(jié)語
電力產(chǎn)業(yè)是國之根本,隨著社會的不斷進步,電力產(chǎn)業(yè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)和革新,智能電網(wǎng)融合了通信、傳感、計算、物理、自動化等多行業(yè)技術,為電力產(chǎn)業(yè)提供了一個更安全、更高效、更環(huán)保的環(huán)境和技術。智能電網(wǎng)建設采用智能化和數(shù)據(jù)化技術,推動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的技術創(chuàng)新和升級,促進了整個社會的經(jīng)濟發(fā)展。智能電網(wǎng)高度響應了國家的可持續(xù)發(fā)展政策,相信在電力以及相關產(chǎn)業(yè)的大力推動下,不久的將來,我國一定會成功建設堅強的智能電網(wǎng),我國的電力產(chǎn)業(yè)也將發(fā)展越來越好。
參考文獻
1.智能電網(wǎng)的概述
智能電網(wǎng)就是一個電力的系統(tǒng),其中會包括很多配電和輸電的體系,能夠迅速反應電力市場需求與公司的需求,智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常智能,能夠?qū)⑿畔⒀杆賯鬏敵鋈?,提供更加好的服務給需要的用戶。從長期發(fā)展的角度看來,電網(wǎng)建設最節(jié)約資源的方式就是構(gòu)建一個智能的電網(wǎng)系統(tǒng)。目前全球氣候和人口問題愈發(fā)嚴重,中國是世界上面第一人口大國,并且由于中國內(nèi)部各個地區(qū)之間存在明顯差異,因此在建設電網(wǎng)系統(tǒng)的時候,要與其他國家區(qū)分開來,結(jié)合我國自身的國情,明確建設過程中的重點工作。
2.智能電網(wǎng)的特征
2.1環(huán)保智能電網(wǎng)的環(huán)保特征與我國生態(tài)建設的要求相符合,可以對于電網(wǎng)的資源再次利用,同時還能夠減少工業(yè)生產(chǎn)給生態(tài)的環(huán)境造成不好的影響。
2.2優(yōu)化資源在建設電網(wǎng)的時候會用到各種各樣的資源,但是在建設國內(nèi)電網(wǎng)時資源的運用率非常低,同時也會給電網(wǎng)帶來非常不理想的收益。在對智能電網(wǎng)的建設過程中,要盡量優(yōu)化資源,最有效的將資源運行效率提高。
2.3經(jīng)濟收益高在建設智能化的電網(wǎng)時候,要充分考慮全方面的因素,降低在建造時候的成本費用,這樣既可以保證電能的品質(zhì),同時還能夠?qū)⑽镔|(zhì)的收益提高。
2.4交互性強智能電網(wǎng)的交互性很強的特征,是指在能源供給的環(huán)節(jié)中,要建立一個質(zhì)量比較高的市場溝通體系,能夠在第一時間掌握客戶的需求,為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務。
2.5自動化智能電網(wǎng)自動化的特性主要就是指能夠?qū)ψ陨淼膯栴}進行診斷和修復,這樣不僅僅能夠節(jié)約成本,還能夠節(jié)約時間提高整個系統(tǒng)的運行效率。
2.6電網(wǎng)的構(gòu)架非常牢固中國經(jīng)常會發(fā)生自然災害,災害會對電網(wǎng)的整體系統(tǒng)造成很大的影響,可能會導致電無法輸送出去,因此在對電網(wǎng)進行建造的時候要保證構(gòu)架要非常牢固,這樣才能夠保證電網(wǎng)能夠承受住自然災害的威脅,保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)能夠正常運行。
3.電力工程在整個智能電網(wǎng)建設過程中的應用
3.1優(yōu)化質(zhì)量和能源轉(zhuǎn)換的技術質(zhì)量的優(yōu)化就是指在建設智能電網(wǎng)的時候要將電能劃分為不同等級,用評估判定方法建造為一個完整的電網(wǎng)體系。在建造智能電網(wǎng)的時候要將經(jīng)濟性放在首位,確定供電和用電的接口,建立一個有效的電能質(zhì)量的評估體系和客戶的評估體系。
同時在對電網(wǎng)進行建設的時候還要考慮到電力工程技術方面的法律法規(guī)在不斷改進,保證智能的電網(wǎng)能夠更加有經(jīng)濟價值。同時低碳的能源會成為日后發(fā)展的主要能源,因為能夠減少對環(huán)境的污染,還能夠降低能源的消耗。低碳的能源主要就是用一些先進的技術對電量轉(zhuǎn)換進行改善,將能源充分利用起來,目前使用最為廣泛的兩個低碳能源就是風能和太陽能。
3.2在智能開發(fā)過程中的應用通過仔細的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn),這幾年電力工程的技術被廣泛運用到建設智能電網(wǎng)的過程中,主要就是用電子器和電力對電能進行控制和轉(zhuǎn)換。在建設智能電網(wǎng)系統(tǒng)中運用電力工程的技術可以降低過程中的耗電量,同時還能夠減少運用機電設施的頻率,將整個系統(tǒng)的工作效率大大提高。
3.3電力工程中高壓直流輸電的技術在目前的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中,有一小部分的環(huán)節(jié)是運用交流電,但是還是有很大一部分是運用直流電的輸電體系。在實際的供點和配電的過程中要確保運送的電是直流電,為了能夠順利進行環(huán)流和逆變的工作,就要發(fā)揮控制換流器的作用,并且此時只有運用高壓直流電的送電方式才可以將這個目標在根本上實現(xiàn)。換流器在很多情況下都是用管段作用原件組成,使得電力運輸?shù)南到y(tǒng)具有經(jīng)濟性和穩(wěn)定性,除此以外該技術還能夠擺脫距離的影響,無論是長距離還是短距離都可以很好的運輸。隨著科學技術的不斷進步,這個技術還將被運用到更多個環(huán)節(jié)和更大的容量上面。
4.結(jié)束語