智能电网的应用范文

时间:2023-12-29 17:52:00

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智能电网的应用

篇1

随着时代的快速发展,各国都开始大力提倡建设智能城市,而智能电网就是智能城市建设的重要组成部分。接下来在本文中主要针对智能电网技术和智能城市进行详细介绍,列举智能电网技术应用时出现的问题,并提出相应的解决对策,从而促进智能城市的快速建设。

【关键词】智能城市;智能电网;应用;问题;对策

引言

随着我国国民经济的快速发展,人们对生活质量提出了新的要求,智能化城市建设已经成为未来的发展趋势。智能城市的出现主要是为了将城市管理、建筑、电网、交通等集一体化发展,有效将知识经济和信息技术相结合,实现城市的现代化智能发展。而智能电网是智能城市建设中极为关键的一部分,但是由于技术和其他因素的影响,导致智能电网尚存在缺陷,因此必须要加强对智能电网的改进和完善。

1智能成熟与智能电网的介绍

1.1智能城市

通常所说的智能城市其实就是在现有城市基础上进行了改进与升级,有效调整城市社会形态和经济结构,使城市朝着智能化方向发展。早在20世纪80年代就开始出现了智能城市,只不过当时的智能化主要是局限于某一部分,比如商业、医疗或交通等,没有实现城市的整体智能化。想要实现智能城市的建设,必须要加强对计算机技术、网络技术、通讯技术、电子技术的结合,也要加强对试点城市的开发。

1.2智能电网

随着我国工业化进程的加快,电力能源已经成为我国主要能源,这就使得用电需求开始增加,因此,电力企业就必须要加强对供电系统的改革,而智能电网就是未来发展的趋势,主要是将集成的高速双向通信网作为基础,加强对新技术和新设备的引入,利用先进的控制方法,实现对供电网的综合利用,其中主要包括智能调度、智能变电站、智能配电网等几部分。智能电网与传统电网相比,具有自愈功能、抵御功能、资产高效运行等优势,不仅可以降低供电成本,还可以减少对环境的污染,使得城市发展与环境保护相互协调,实现了对资源的合理配置。

2智能电网技术在智能城市建设中的应用

2.1总述

想要实现智能城市的建设,必须要完成对智能电网的建设。①智能电网的建设,可以减少对不可再生能源的使用,智能电网用电力能源取代传统能源,这样就可以有效缓解能源紧张的局势。②当前我国环境污染问题严重,大量不可再生能源的使用,导致大量污染气体的排出,智能电网的应用可以有效降低城市污染指数,加强节能降耗工程的进展,有效推动电力产业的快速发展。此外,智能城市建设中,智能电网技术与信息技术相结合,以智能电网技术为基础,利用信息技术提供精细化服务,加强对智能住宅小区、智能楼宇的建设,这也是未来城市发展的重点。

2.2智能家居的应用

随着人们生活水平的提高,人们对于住宅生活的需求也开始提高,除了要确保住宅的质量外,还要加强住宅的安全性、舒适性和环保性。设计人员利用网络通讯技术实现了家居系统的智能化,将内部家居系统与外界网络系统相连,这样就能实现对家居信息的传输与共享,进而提高家居服务水平。智能家居的应用,不仅可以实现远程抄表,还能实现远程教育和医疗,能够有效保证家居生活质量的提升。智能家居的特征主要表现在以下几个方面:①住户可以通过手机网络实现对住宅监控画面的查看,可以通过语音系统解决一些实质性家居事务;②住户不必再到水电费营销网点进行费用缴纳,只需要在网络系统中直接缴费即可;③智能家居系统的应用,住户可以与供电公司进行交流、沟通,对当前用电量和电价进行咨询,强化了住户的环保意识。

2.3电动汽车的应用

随着家庭经济水平的提升,家用轿车也开始逐渐增多,但是现代城市环境污染问题日益严重,为了减少对环境的污染,智能城市建设中也将电动汽车的开发作为重点,电动汽车的研发可以有效减少对不可再生能源的使用,还可以提高资源的使用效率,终将取代传统的代步工具。

3智能电网建设中存在的问题及解决对策

虽然智能电网是智能城市建设的重要部分,但是智能电网建设过程中出现了诸多问题,比如电网建设与城市建设速度协调、遗留问题较多等,这些问题的存在都将导致智能城市建设的速度减慢。因此,必须要采取相应的解决对策。

(1)我国政府部门要建立试点城市,根据智能城市的建设需求,制定相应的组织结构和工作政策,下属各部门要加强合作,明确项目方案和设计计划,政府部门要确保资金早日到位,重视智能电网投资汇报,比如采用“临时电价政策冶”,通过提高电价水平回收智能电网方面的投资,形成一种投资的良性循环。

(2)政府要制定工作组织体系和标准制定线路图,明确只能电网参考模型,制定有限行动措施,准备必要的有效指导工作文件,提供人力资源保障,辅助措施落到实处,激励措施也落到实处。从细微处入手,将城市智能电网的体系“由点到线、由线到面、由面到体”,保证电网投资和建设的高效管理。加强电网规划投入,同时扫清相关体制障碍,简化智能电网选址、审批和建设的过程,消除体制壁垒。

4结束语

综上所述,智能城市的建设离不开智能电网技术,政府部门要明确试点城市,充分利用智能电网技术的优势,快速推进智能城市的发展。

参考文献

[1]林弘宇,田世明.智能电网条件下的智能小区关键技术[J].电网技术,2011(12).

[2]李野.对智能小区“一卡通”系统的分析与思考[J].河南科技,2010(08).

[3]马德顺.智能电网在电力系统的应用研究[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2010(05).

篇2

【关键词】智能电网;智能电表;功能;应用;特点

随着社会经济的不断发展,电网技术得到了飞速的进步,智能电网概念得到了提出和发展。在对电网的规划和发展中,由于各国经济发展模式以及实际发展情况的差异性,对于电网的需求也存在着较大的不同,但是自愈性、兼容性、交互性、安全性、经济性等特点,是未来电网发展必不可少的,智能电网可以说是电网发展的必然趋势。

1、智能电网概述

1.1概念

智能电网是21世纪电力系统的重大科技创新,其实质在于电网的智能化,是一种建立在集成化、高速化的双向通信网络基础上,利用先进的测量技术、传感技术、设备技术等,对电网运行进行管理和控制,从而实现电网运行安全性、可靠性、经济性、高效性以及环保性的目标的电力网络。智能电网的主要特征在于其自身的自愈性、自适应性、自主抵御攻击以及智能配电等。

1.2优势

(1)可以实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。(2)其自身具备坚强的电网基础体系和技术支撑,可以有效抵御各类外部干扰和攻击,可以适应大规模清洁能源以及可再生能源的接入,保证电网运行的稳定性。(3)通过信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施的有机融合,可以对电网的运行信息进行实时监测,及时发现可能发生的故障。故障发生时,电网可以快速隔离故障,实现自我恢复,从而避免大面积停电的发生。(4)通过建立双向互动的服务模式,使用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息,合理安排电器使用;电力企业可以获取用户的详细用电信息,为其提供更多的增值服务。

2、智能电表的发展

智能电表是智能电网的终端设备,具备传统电能表的计量功能,但是却并不只是电能表那么简单。在智能电网下,智能电表同时具备了双向多种费率计量功能、用户端控制功能、数据通信功能等,代表了智能电网用户终端的发展方向。智能电表的发展规划提出于2009年,主要是为了对经济发展进行刺激。在2009-2011年,是对智能电表的规划试点阶段,工作的重点在于对智能电网的整体规划以及相关技术的研究;2012-2015年是全面建设阶段,需要加快城乡配电网和特高压电网的建设,形成初步的智能电网运行控制和服务体系;2016-2020年,拟全面建成智能电网,对智能电表进行普及和应用,实现电力网络的全面智能化,切实提高电网运行的安全性和可靠性。

3、智能电网环境下的新型智能电表

随着科学技术的进步,智能电表的规格和类型也在不断更新,其功能越来越完善。在智能电网的环境下,新型的智能电表主要包括IC卡电表和IC卡智能电度表两种,其功能和作用都是十分巨大的。

3.1功能

与传统的电表相比,智能电表具有计量精准、电量记忆、自动抄表、预付电费、远程信息传输等优点,其功能是传统电表所难以比拟的。通过智能电表,用户可以对自己的用电情况、电费信息、账户余额等进行查询,从而及时发现电力异常,避免经济损失。同时,也可以结合实际用电需求,编制科学合理的用电计划,减少电力的浪费。而智能电表与远程自动抄表系统的结合,可以实行自动化抄表,减少人工抄表产生的误差,提高抄表的准确性。同时,电力管理人员可以通过对电表数据的在线分析,及时发现电力网络中的异常信息,从而在第一时间进行处理,避免长时间停电对于居民生产生活造成的影响。

通过相应的总结,智能电网环境下智能电表的功能主要包括以下几种:

(1)电能计量功能。电能计量功能可以说是电能表的通用功能,也是最基本的功能。但是,与传统电能表相比,智能代表的电能计量功能更加强大,也更加全面,可以进行分时计量,也可以对用电时段进行测量,同时还可以对电量信息进行储存,方便用户进行查询。

(2)智能控制功能。首先,可以根据用户的用电信息,对电价进行自动调整,实行阶梯计费,从而保障用户和供电企业双方的利益。例如,如果智能电表检测到用户当月的用电量超出预定的标准,可以根据实际情况,对后续的电价进行适当调整,使得用户可以对自己的用电量进行调整,从而避免不规范用电的行为,减少电力的浪费。其次,可以与远程抄表系统配合,实现自动抄表,从而改变传统人工抄表的形式,一方面可以有效节约人力资源,另一方面也可以减少人为错误,避免徇私行为。

(3)双向互动功能。首先,电力网络的管理人员可以通过相应的通信网络,利用智能电表终端向用户传达电价信息,使得用户可以及时了解自身的用电情况,合理编制用电计划;同时,也可以通过智能电表,向用户停电信息等,对用户的不规范用电行为进行提醒,从而使用户可以及时改变用电方式,保证电力系统的安全和稳定。

然后,可以通过智能电表,对用户的用电信息和变化趋势进行分析,从而了解区域电力的整体使用情况,合理安排供电计划,提高配电效率和质量,获得更大的经济效益。

3.2应用

智能电表在智能电网中的应用,主要体现在电量的采集、远程费控以及阶梯电价三个方面。下面以实际事例对其进行说明:

实例一:某大型机械加工厂为了保证生产效率,自备有三台发电机组,可以对工程整体的机械设备进行供电。通过智能电表的电量收集和计量功能,技术人员对自发电和购电之间的经济关系进行了分析,最终决定每月购买一定的电量,同时自行发电填补空缺,最终使得电力方面的费用支出得到减少。

实例二:某家电城为了减少电量消耗,利用智能电表的通信控制功能,对智能家电进行启停控制,根据营业时间的变化控制家电的开启和关闭,从而大大减少了电力的消耗。

实例三:某钢铁冶炼企业常年耗电量巨大,成为影响企业经济发展的重要因素。通过与电力管理企业的沟通,在企业实行了分时电价政策,通过智能电表的自动调节功能,对电力调度进行合理分配,从而降低了企业的用电成本,促进了企业经济效益的提高。

3.3特点

智能电网下的智能电表,其特点包括以下四个方面:(1)可靠性高,使用寿命长,一般情况下智能电表的寿命都在10年以上;(2)规格统一,便于维护和更换;(3)尺寸小,功能齐全;(4)可以实现电费的预存和管理,并及时向用户提供余额信息,方便及时缴费。

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【关键词】智能电表;智能电网;应用

1.智能电表在我国的发展前景

随着信息时代的到来以及科学技术的不断发展,从而能够使智能电表在目前的信息社会里担当着非常重要的角色,能够发挥很大的作用,使其发展前景能够更加的广阔。

当前,智能电表的一个智能化主要就是使抄表以及付费更加的方便和快捷,但是还不能够说这个就是真正意义上的智能电表。目前,在我们国家的所谓的智能电表其实只能说是电子电表而已。交互其实就是智能电表一个最大的特征,即供电公司与用户之间的信息交互。管理可以说是信息交互的一个关键点,如果想让管理变得更加的人性化以及方便快捷的话,那么其芯片的处理信息能力要足够的强。最终智能电表还是向模块化、系统化以及网络化这几个方向进行发展的。

智能电表利用模块化的功能设计,其优点主要有:如果电能表想要进行升级换代的话,那么可以对部分功能的模块进行更换,并不需要把电能表全部更换了,因此,就不会造成成批的电能表被淘汰或者是调换,也就摆脱了重构整个系统这个厄运。还有一个优点就是因为结构的标准化以及功能的模块化,在购买电能表的时候,供用电管理的部门就可以不用对一家的产品进行过分的依赖,从而能够对电能表的开发以及研制进行规范。

网络化其实就是能够对任何一个场合实现电能数据的实时采样及其存储,再利用有线网络或者是无线网络来进行传输,能够实时的把信息输送给用电信息管理的系统里,然后再利用数据的共享与分析,这样能够对异地的用电信息进行实时的监控以及测量。经过网络化,把智能电表中的一些功能移到数据管理平台层以及网络层,然后再利用数据的共享以及对其进行综合的分析,把智能电表的一些功能能够实现出来,从而能够把智能电表的这个设计在一定程度上得到简化。

系统化主要就是把电力系统的自动化技术以及计算机技术进行综合的利用,然后再把海量的用电数据在数据控制管理的平台上进行有效的分析、处理以及管理。同时在系统化以及网络化的推广下,用电信息的管理系统能够往开放性以及分布性这些方向进行发展,让用电信息的管理功能进行扩展的时候能够更加的灵活,同时要提高其性能以及在使用的时候能够更加的简单方便。

2.智能电表的特点及其功能

智能电表主要就是以电子式电表为发展基础的。然后再对数字技术的不断扩展,电子式电表也就有了预付费以及分时计费这些功能了。智能电表的核心就是一个智能芯片,集成了读表器,该读表器有着双向信息的交流功能,还有一个数据库以及操作管理系统,构建通信技术以及计算机技术等多系统进行交流的平台,同时能把自动计费、电功率的计时计量以及即时的双向通信与优化用电这些功能能够实现出来。智能电表还支持浮动电价,智能电表是一个能够编程的电表,其电能计量的准确度是能够满足的,而且能够有更多的数据被测量以及被存储,使其功能能够更加的强大。智能电表还具有双向通信的功能,因为其内部有通信的模块,有着双向通信的功能,利用双向的数据中心以及通信网络实现信息的交流。智能电表还可以对智能的家电进行控制,因为智能电表有着与智能家电进行通信控制的功能,主要是由智能电表对家电进行起停的控制,减少用电的高峰,对用电的低谷进行提高,从而能够节约用电费,对电网的削峰填谷起到一定的作用。另外,智能电表还有着双向计量的功能。

3.在智能电网里面关于智能电表的应用

3.1对新能源的用电秩序进行优化

运用智能电表能够让人们比较快的就利用到太阳能以及风电等这些新的能源。利用智能电表进行实时的数据采集以及量测,这样预测到的负荷能够比较的准确,而且对新能源的调度能够进行指导和优化。由美国所开发出来的一个配电管理系统的平台,主要就是把智能电表当作门户站,而且是集分布式的发电优化、需求反应以及住宅节能的自动化等这些功能,让主电网里面的新能源系统和配电系统能够实现它们之间的协调及控制。

3.2 对分布式的能源配置进行优化

当分布式的能源跟配电电网进行并网运行的时候,它们还是会出现许多问题的。供电企业主要就是对配电系统利用智能电表进行实时的监控、调节以及控制,把分布式电源的一个基本特性以及在跟电网进行运行的时候所出现的相互之间的影响给掌握好了,从而能够把电能给终端的用户输送过去,而且所采用的输配电的方式是最安全的,同时也是非常经济的。这样既能够把电网运营的可靠性进行提高了,而且也把能源的利用率在一定程度上进行了提高。

3.3 把预测负荷的准确度进行提高

智能电表的广泛应用及推广,一些大用户能够把近期的一个用电计划利用智能电表上传给供电公司,有的用户是那种分布式的电源,这些用户也可以把自己的用电计划以及发电的数据利用智能电表上传给供电公司。然后供电公司再把用户所上传的计划用电的时间、顺序以及容量当作是预测负荷的一个比较准确的信息,同时还对负荷预测的系统进行自动的干预。这样既能够把负荷预测的一个准确度进行提高,而且还能够在一定程度上把电网的备用容量进行减少,从而能够把电网的经济效益给提高起来。

3.4 对故障的分析提供一些有用的依据

一般供电公司对用户的用电情况都是利用智能电表来进行实时监测的,这样能够对异常的状态实行其在线的分析,自动的控制以及动态的跟踪等,从而可以对供电的可靠性进行提高。如果发生了故障的话,可以利用智能电表对其用电记录的异常进行查询,提供一些非常可靠的数据给故障分析。

3.5 智能化的一个需求侧管理

一般智能电表基本上都是要采集很多电网的实时运行数据,同时对用电设备的情况、对能源的消耗进行智能化的控制和监测,这样对用户的负荷情况就能够比较详细的进行掌握了,然后再自动的编制用电的方案以及对其进行优化,接着自动的进行实施,对过程进行跟踪,最后自动的去监测以及对效果进行评估,从而能够实现需求侧的智能化的管理目标。

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1智能电网发展对电力电子技术的需求

1.1安全需求

在当前的智能电网建设当中,虽然电力电子技术已经得到了一定的应用,但是,对于相应的应用评估体系,还不够完善。在电力电子技术的应用当中,安全性是一个不容忽视的重要问题,在智能电网的建设当中,也具有十分重要的意义。就我国当前的电网构架结构来看,很多方面都十分薄弱,例如在输电、配电等方面,都存在着很多的问题和不足。所以,在智能电网的实际建设当中,应当对交流输电装置进行灵活的开发,同时加强对电网构架的建设工作。随着社会经济的不断高速发展,对电力能源的需求量也会逐渐增加,因此,智能电网的建设必将成为今后电力系统的主要发展趋势。与此同时,电网结构的复杂性将会越来越高。再加上我国一些地区地质灾害、气候灾害等自然灾害贫乏,更是对智能电网的安全性带来了极大的威胁。因此,需要在智能电网建设中,对先进电力电子技术进行应用,对电力系统的控制系统、电网构架等进行强化,从而更好的保证电网输配电的安全。

1.2质量需求

随着社会的发展,工业化水平不断提高,在生产过程当中,对于电力能源的质量要求越来越高。如果在供电过程中不能够确保电力能源的质量,将会造成十分不良的后果。根据相关统计资料表明,在美国,每年由于电能质量所造成的经济损失,能够达到上千亿美元之多。对此,在智能电网建设当中,应用先进的电力电子技术,能够有效提高电能质量,同时提升电网的输配电效率。

1.3资源环境优化需求

在我国当前的社会发展当中,对于资源的优化配置、以及生态环境的保护等都十分重视。因此,应当加强对光能、风能等绿色可再生资源的利用率。不过,这些资源的分布较为分散,同时稳定性较低。因此,要想提高对这些资源的利用效果,风力发电、太阳能发电等电力系统的稳定性,就应当对先进电力电子技术进行应用。这样,在智能电网的建设当中,就能够兼顾到资源和环境的优化,从而实现绿色可持续发展。

2先进电力电子技术的实际应用

2.1TCSC技术

TCSC技术又叫做可控串补技术,在交流输电技术当中,该技术具有较高的灵活性,其中主要包含晶闸管阀、电容器、阻尼器、金属氧化物限压器等部分。该技术的发展基础为常规的串补技术。在实际应用当中,该技术对于电力系统输电能力、系统稳定性等方面,都具有十分良好的提升作用。对于次同步谐振,能够进行充分的抑制,从而在输电过程中,使电网中的电能损耗得到降低,实现电力系统运行方式的优化。在较为灵活的交流输电技术当中,可控串补技术具有极高的代表性,它的发展情况,能够反映出世界先进的电力电子技术的发展趋势。在世界范围内,我国是第四个掌握了可控串补制造技术的国家。早在二十世纪后期,我国就已经开始系统性的研究可控串补技术。在2004年,我国成功自主建成了第一个TCSC工程——甘肃碧成220KVTCSC工程。而在2007年,我国已经成功建造出世界上最大的TCSC装置——伊冯500KVTSCS装置,并且已经正式投入运行当中。可控串补技术的应用,对于电网电离输送能力起到了极大的作用,从而推动了我国智能电网的发展和进步。

2.2SVC技术

在交流输电技术当中,SVC技术同样具有较高的灵活性。该技术的应用,能够发挥出很多作用。例如,通过对电力系统电压的调节,来确保电力系统的稳定运行;通过对无功潮流的控制,使系统输送电的能力得到增强;向直流换流器当中提供无功功率;将电力系统的静态、暂态稳定性加以提升;使电力系统中低频振荡阻尼加强等。在我国电力系统中,对于电网输配电的不足、以及提供电力系统稳定性来说,SVC技术是一项十分有效的技术。该技术当中的无功补偿、潮流优化等功能,能够对电网的电能质量进行有效的改善,从而使输电效率、输电能力、电网安全性、电网稳定性等得到提升。从二十世纪八十年代开始,我国逐渐开始进行SVC装置的引进和应用工作。在2004年,我国独立研制开发的第一项SVC工程——鞍山红一变100MvarSVC示范工程,正式投入运行使用当中。这一工程的成功,标志着我国对SVC电力系统的设计技术、制造技术的完全掌握。在此后的不断发展中,SVC技术得到了迅速的发展,先后在重庆、四川等地建设和运行了多套SVC装置。

3结论

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关键词:智能电表;电网;应用

中图分类号:U665文献标识码: A

一、智能电表的工作原理

智能电表的工作过程中,首先对电流及电压进行采样,在此基础上把采样数据处理转换成脉冲,这种脉冲与电能成正比例关系,然后利用单片机把脉冲处理成能够显示成用电量的数字,最终将其输出。这种新式的智能电表应该具有数字化功能,并能进行实时双向通信。

目前,户表的改换一般采用的都是由电网公司统一匹配的智能电表。这种智能电能表采用了目前比较先进的集成电路技术,它是根据国际电能表标准和我国相关电力标准制造而成。优势特点明显,具有数据计量准确、存储安全、通信便利等特点,不仅对用电客户的远程信息采集实现控制,还能够对远程系统下发各类指令,在一定程度上保证了用户信息的传输存储安全,而且操作比较简单,具体实现过程如下:用户购电,用电客户拿IC卡交费,供电机构通过售电系统记入卡内;实施供电,用电户拿IC卡进行非接触式感应刷取;用电报警,当表内的电量接近报警设置的电量时,拉闸断电警报响起,用户只有再次刷卡才能实现正常供电;断电,当电量全部用完时,系统会自动拉下电闸,用户只有再次交费后才能实现正常的用电。这种方法,避免了以前人工上门抄表、收电费难、误差多等瓶颈问题,同时,因为使用了微机控制技术,用户的用电信息进一步的明细,还可进行用电信息的查询等。

二、智能电表在电网中的功能

1、双向通信功能

智能电表里有内置的通信模块,有着双向通信的功能,可以实现数据中心和通信网络之间的双向交流。供电的企业可以借由智能电表通知用户其感兴趣的信息,使用户可以提前获知并做好准备,调整自己的用电方式。还可以定期的向用户其用电情况,让他们实时的掌握自己的用电水平。在进行电价调整时,能够及时的通知用户,让他们节约用电,减轻国家用电压力。

2、支持浮动电价

和原来传统的电表比较,智能电表还是一个可以编译的电表,不仅满足准确度高的电能计量,还有着储存和测量数据的功能。比如可以保存有时标的电能信息,根据先前设定的时间差来对各类电量和电能进行储存和测量。支持实时电价的浮动,满足国家电网的不同需求和实时电价的电能计量工作。

3、双向计量

智能电表对于有储能设备,发电设备等分布式的用电大户,可以依据实时的电价引导这类用户合理经济的购买电量和使用电量,减少他们的电费支出。尽量鼓励每个家庭都安装风能,太阳能等低碳高效的储电设备。鼓励人们投资那些低碳节约的,如储冷,储热和储电的经济类设备,减轻电网电量的压力。实践证明,通过智能电表的双向计量功能,向用户即时的反馈用电情况,可以有效减少一个家庭每年13%-15%的用电量,减少3%-15%能源消耗,大大提升了环境效益和社会效益。

三、智能电表在智能电网中的作用

1、结算与账务

利用智能电表可准确和实时进行结算信息的处理,在一定程度上简化了以往账务处理较为复杂的流程。在当前这种电力市场环境下,能够及时地调度人员和转换能源的销售商。同时用户也能获得较为准确、及时的账务信息以及能耗信息。

2、确保电能的质量以及供电的可靠性

通过智能电表能够实时监测电能质量以及供电的实际情况,提前采取相应的措施预防电能质量问题的出现。同时智能电表所采集到的水、热能耗、气等相关数据还可用于负荷的分析和预测,通过这些信息来估算与预测电网的总能耗以及其峰值需求,从而达到合理用电、优化电网规划以及节能降耗等目的。

3、用户能量的管理

在智能电表所提供的相关信息基础上进行用户能量管理系统的构建,以此为不同的用户提供相应的能量管理服务,为用户提供相应的实时能耗数据,促使用户对其用电习惯进行调整,及时发现因设备故障等造成能源消耗异常等情况。此外,还可以进行负荷远程控制以及非法用电的检测,尤其在一些窃电高发地区,通过对其总表数据与总表下所有的表计数据进行比较,及时发现一些潜在的窃电行为。

四、智能电表的应用效益

1、电力用户效益

智能电表能提供给电力用户更加准确、丰富的用电信息和财务信息,可以让用户更加科学、合理地用电,还可以把电力用户产生的能耗信息传输到电力能量自动化系统中,优化调整电能质量,及时处理电能故障,从而提高人身与设备的安全性,确保用电安全与稳定。

2、电力公司效益

通过智能电表的应用,可以实现用电的计量、收费、服务、状态估计、故障管理、电能质量管理等诸多要求,且操作简单、反应灵敏,在降低电力公司管理成本的同时,又提高了配电网的应用质量和供电企业的服务质量,给电力企业带来诸多的经济效益与社会效益。

3、电力市场效益

通过采用可控的分布式能源,给电力市场提供更多零售产品,增加了市场价格快速变化的灵活性,从而增强电力市场的竞争性和功能应用的可靠性,减少了电力供应企业的市场风险。

4、社会与环境效益

通过智能电表的应用,可以为水、汽、热等计量表的通信提供电力供应,并共享远程通信通道,从而降低通信成本,同时将各种能源形式的测量数据汇总后也有助于分析和提高整体的能源利用效率。此外,智能电表具有远程抄表、远程送电、断电功能,大大提高了用电管理和服务水平,并支持全国正在推行的阶梯电价与分时电价的实际需要,这都将有利于节约用电和合理用电,达到良好的节能减排效果。

结束语

综上所述,智能电表在智能电网中发挥着非常重要的作用。智能电表的广泛安装还可以带动一大批下游产业,甚至是一个行业;而且智能电网的建设还可以为我们节省大笔资金的同时轻松做到对“峰谷差”的调节,因此智能电表在智能电网中不仅有着良好的经济效益,还有着良好的社会效益。因此,发展智能电表的应用使我们现在工作中的重点以及难点,我们只有通过不断地努力,克服困难,扩大我国智能电表在智能电网中的应用范围,在推进我国电力事业向前发展的同时,也为我国经济的飞速发展增添新的动力。

参考文献

[1]王思彤,周晖,袁瑞铭,等. 智能电表的概念及应用[J]. 电网技术,2010(34):4.

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[关键词]电力系统;智能电网;自动化;应用和展望

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)35-0048-01

从世界范围来看,虽然智能电网的发展还处于初级阶段,但其强大的功能已让世人惊叹。智能电网的自动化使智能电网的性能得到极大优化,也使电力系统实现了可观测、可控制和完全自动化,为电力系统的安全、高效运行提供了可靠保障。

1 智能电网概述

1.1 智能电网的定义

智能电网是一个比较复杂的概念,不同领域对其做出了不同的解释。总的来说,可对智能电网进行以下几个方面的论述。

首先,智能电网是一个自动化的电力传输网络系统,它对整个电力系统的运转程序起到监控的作用。

其次,智能电网由智能变电站、智能配电网、智能调度以及智能交互终端的等设备构成,智能电网的运转需要这些设备的强力支撑。

最后,智能电网以物理电网为基础,利用现代先进的通讯和信息技术,优化电力资源的配置,使用户的电力需要得到最大化的满足。

1.2 智能电网的特点和作用

与传统电网不同,智能电网将电力流、业务流和信息流高度融合,其特点和优势主要体现在以下几个方面。

第一、坚强的体系支撑,智能电网有电网基础体系和技术支撑体系作支撑,在运行中能够顽强抵抗来自外界的各类干扰和攻击。

第二、技术与设施的完美融合,智能电网将信息技术、自动控制技术等高科技技术与电网的基础设备进行融合,有效提升和优化了电网基础设备的性能,提高了电网故障的可预见性,同时,系统故障修复的功能也得到了有效提升。

第三、信息的高度集成,智能电网实现了电力信息的高度集成和共享,使得信息资源突破了时空的限制,为电力系统的全面运行提供了保障。

第四、服务模式的建立,智能电网使双向互动模式由理想变为现实,一方面,电力企业可以切实掌握用户的详细用电信息;另一方面,用户也可以通过各种渠道了解电力企业的供电能力、电能质量等状况。

2 智能电网自动化的应用

智能电网自动化应用主要体现在结构自动化、电力数据采集自动化以及电力远程控制自动化这几个方面,接下来,本文将以某电网厂站的自动化技术应用为例,对智能电网自动化的应用进行具体概述。

2.1 结构自动化

与国内其他电力厂站的自动化结构相同,该厂的电力自动化技术可概括为集中式微机远动技术、分布式微机远动技术、广域分布式实时采集技术以及综合自动化技术。

集中式微机远动技术将RTU(REMOTE TERMINAL UNIT 远程测控终端)作为系统运转的核心,该技术的性能与RTU的体系结构息息相关,中央处理单元对RTU的操作步骤进行实时掌控,为系统运行安全提供可靠保证。

分布式微机远动技术省略了变电和送电环节,该系统原有的落后设备被功能性强大的RTU替代。虽然从表面上看,整个远动系统和从前无异,但实际上,其安全性和实用性都得到了大大的提升。

广域分布式实时采集技术使大范围、大规模的电力信息采集由理想变为现实,利用该技术,信息采集成功的突破了地域和规模的束缚。

综合自动化技术的特点在于它不仅能对对象实施间隔保护,而且还能对设备单元进行实时测控,该自动化系统由控制中心、网络层、间隔层以及执行层等单元构成,实现了电缆联结控制向自动化控制的转变。

2.2 电力数据采集自动化

该电厂的电力数据的自动化采集分为直流采样和交流采样两种不同的形式。以下是对两种采样技术的论述。

2.2.1 直流采样技术

直流采样技术在工业控制领域有着广泛的应用,但其在电力系统的应用才刚刚起步。电力介质有其自身的特性,因此在进行采样处理时,要采用DSP技术才能完成取样过程。下图(图一)清晰地展示了直流采样数据采集和处理过程,从下图的展示中,我们可以清楚地看到,直流采样经历了二次系统――变送器/脉冲表――RTU的采样程序,变送器、脉冲表中的电压/电流变送器、功率变送器、脉冲电能表以及其它变送器等设备对RTU中的各项操作进行遥测,保证整个采样流程的顺利进行。

2.2.2 交流采样技术

与直流采样技术不同,交流采样是一种依靠计算机网络技术而且与电量测量技术相适应的新技术,该技术的先进之处在于它省略了变送器的变送过程,实现了电流数据的直接处理。下图(图二)就清楚地展现了交流采样数据采集的全过程,从图中,我们可以发现该模块可以同时完成多个线路的信息采集工作,中央处理单元与其他设备进行串联,使得本设备所遥测到的数据得以及时上传。

2.3 电力远程控制自动化

电力远程控制包含遥控和遥调两种技术,有了这两种技术作为支撑,自动发电控制和自动电压控制才能得以实现。遥控技术主要是对电力系统的开关设备进行控制,而遥调是指对调压变电器的分接点进行调节,对电压调节实行远程控制。就目前来看,遥调技术还处于发展的初级阶段,而遥控技术已经取得了突破性的发展,成功应用于电力系统智能电网中。遥控技术是智能电网自动化的基础技术和核心技术,掌握和运用这一技术对电网控制和电网安全运行意义重大。

3 电力系统智能电网自动化的展望

电力系统智能电网的自动化为电力系统的运行提供了技术保障,但是,就目前来看,我国电力系统还面临着严峻的挑战。新型能源技术的可持续发展状况直接关系到电力系统的运行状态,同时,电力系统的运行对电力市场的管制提出了新的要求,数字化技术的应用水平也极大地影响了电力系统的运行。随着时代的进步、科技的不断发展,在现有技术水平的支撑下,电力系统智能电网将沿着标准化、集成化和科学化的方向继续发展,智能电网自动化技术的更新和完善将为电力系统的安全运行提供有力保障。

我国电力系统智能电网的开发和利用还处于起步阶段,在进行系统开发时,要充分吸收和借鉴国际上一些先进的理论和技术,博采众长,并结合我国智能电网发展的具体情况,遵循智能电网发展的客观规律,实现我国电力系统智能电网的稳步、健康发展,为我国电力事业的发展创新提供可靠保障。

结束语

智能电网贯穿于发电、输电、配电以及用电全过程,渗透与电力系统的各个领域。智能电网具有自动化强、安全可靠、兼容以及经济效益高等特点,智能电网的使用,将大大提高我国电力企业电能供应的水平和质量,推动我国电力事业的发展。

智能电网凭借其先进性和科学性,已经得到了世界各国众多能源部门和电力企业的认可,开发和利用智能电网是适应时代进步和电力发展的重要举措。从目前的发展情况来看,我国开发和利用智能电网是历史发展的必然选择。

参考文献

[1]陈刚.包头市智能电网自动化系统改造可行性研究与应用[D].2012.

[2]梁鸿健.面向智能电网的自动化综合数据应用研究及系统开发[D].2012.

[3]赵江河,陈新.基于智能电网的配电自动化建设[J].电力系统自动化,2012,(18)

[4]马敬.电网自动化智能型辅助指挥系统的设计、推广使用[A].中国电机工程学会第十一届青年学术会议论文集[C].2010.

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关键词:智能电网;技术支持;功能;应用

引言

智能电网调度技术支持系统基础平台是智能电网调度技术支持系统开发和运行的基础,负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑,为整个系统的集成和高效可靠运行提供保障。其功能包括应用开发环境、应用集成环境、应用运行环境、应用维护环境。智能电网调度技术支持系统基础平台包含硬件、操作系统、数据管理、信息传输与交换、公共服务和功能6个层次,采用面向服务的体系架构。

一、智能电网调度技术支持系统的总体架构

主调和备调采用完全相同的体系架构,具有相同的基本功能并实现主、备调的一体化运行。横向上,系统通过统一的基础平台实现各类应用的一体化运行以及与SG-ERP信息系统的有效协调,实现主、备调间各应用功能的协调运行和系统维护与数据的同步;纵向上,通过基础平台实现上下级调度技术支持系统间的一体化运行和模型、数据、画面的源端维护与系统共享,通过调度数据网双平面实现厂站和调度中心之间、调度中心之间数据采集和交换的可靠运行。

系统应用整体分为应用类、应用、功能三个层次。应用类由一组业务需求性质相似或者相近的应用构成,用于完成某一类的业务工作;应用由一组互相紧密关联的功能模块组成,用于完成某一方面的业务工作;功能由一个或者多个服务组成,用于完成一个特定业务需求。

二、智能电网调度技术支持系统的主要功能

智能电网调度技术支持系统是指能够适应坚强智能电网安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保运行和调度生产各项运行、管理要求的平台,主要由基础平台和实时监控与预警、调度计划、安全校核、调度管理四类应用构成。

其中,基础平台向四类应用提供支持和服务,主要功能包括数据存储与管理、消息总线和服务总线、公共服务、平台一体化功能、安全防护等基本功能。实时监控与预警类应用实现对电力系统稳态、动态、暂态运行状态的监视、分析、评估和预警。调度计划类应用实现满足节能发电调度和电力市场需求的调度计划。安全校核类应用实现各种预想运行方式和实时运行方式下的电网安全分析。调度管理类应用为调度机构日常调度生产管理提供支撑。

三、智能电网调度技术支持系统的应用

调度技术支持系统是保障电网安全、优质、经济运行的重要技术手段,华北—华东—华高压同步电网和坚强智能电网的建设与运行,将使电网的形态和特性发生重大变化,对电网调度驾驭大电网的能力、进行大范围资源优化配置的能力和电网调度的一体化运行水平提出了更新更高的要求。现有的调度技术支持系统已经难以适应新的要求,迫切需要开展新一代智能电网调度技术支持系统的研究、开发和建设。

(一)特高压快速推进亟需相适应的调度平台

互联大电网的快速发展和华北—华东—华中电网的安全稳定运行,要求提高电网调度驾驭大电网的能力。随着特高压电网建设和华北—华东—华中电网通过特高压交流线路实现联网,华北—华东—华中电网将成为世界上最大、最为复杂的交/直流混联同步电网,其特点是地域跨度大、电压等级多、电气联系增强、电网运行方式和动态行为复杂多变,各区域电网之间的相互依赖和耦合程度越来越高,电网特性由区域主导转向全局模式,电网运行控制的难度加大,对一体化运行和电网的统一协调控制提出了新的要求。以往基于局部信息的电力系统分析和控制手段,将难以满足超大规模电网的安全稳定运行要求。

(二)新能源接入电网系统的需要

资源节约型、环境友好型社会建设和节能发电调度工作的开展,要求提高电网调度大范围资源优化配置的能力。我国在日前和实时电力市场的相关调度技术方面(如考虑安全约束的短期调度计划编制和实时经济调度等),尚无法满足节能发电调度目标的要求,需要建设相应的技术手段以满足新的要求。

(三)建设坚强智能电网,要求提高电网调度的智能化水平

电网调度是坚强智能电网的重要组成部分,其智能化水平是坚强智能电网技术水平和应用水平的重要体现,而调度技术支持系统是影响调度智能化水平的关键因素。因此,需要不断提高调度技术支持系统的技术水平与应用水平。

(四)深化“两个转变”,要求提高调度技术支持系统的标准化水平

目前已投运的各类调度自动化系统多数缺少系统总体设计和统一的技术规范,系统的标准化水平较低,各单位的维护能力和应用水平不平衡等,难以满足国家电网公司集团化运作、集约化发展和标准化建设的要求,难以适应国家电网公司备用调度体系建设的需要,更无法满足电网调度一体化运行的要求,迫切需要加强调度技术支持系统的标准化建设。

四、结束语

智能调度的发展目标是适应坚强智能电网调度建设和电网运行安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保的要求,以服务特高压大电网安全运行为目标,构建涵盖电网年月方式分析、日前计划校核、实时调度运行等三大环节的调度安全防线,实现数据传输网络化、运行监视全景化、安全评估动态化、调度决策精细化、运行控制自动化、网厂协调最优化,研发建设与企业规模、管理模式和电网运行特点相适应,具有国际领先水平、自主创新的一体化智能电网调度技术支持系统,形成一体化的智能调度体系,使电网调度的规范化、流程化、智能化水平达到国际领先水平。

参考文献:

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关键词:智能配电网;通信技术;应用

随着我国经济的不断发展,我国的电力系统也加快了建设步伐,配电网逐渐趋于智能化、网络化,提高了配电、输电的效率。不过,在电力系统的发展过程中,也面临着重重困难,在技术上和建设中都有很多阻碍因素,导致智能配电网通信技术的发展难以快速前进。在智能配电网通信技术的发展中,其通信技术是重点,如何建立一个综合性完善的通讯系统是关键。

一、智能配电网通信系统的概述

智能配网是智能电网的重要组成部分之一,当前通信系统具有三大特点,分别是通讯的数据量较小、通信距离不够远、通讯终端的节点数量偏多。通常110kV及以下的电力网络属于配电网络,整个电力系统与分散的用户直接相连的部分则是配电网,当前我国的智能电网的通讯主要是采用电缆进行传输,这种方式传输的信号质量不是很好,对于通讯数据的采集量比较小,因此很难将采集到的信息进行使用。在智能配电网中还有一个较大的局限性因素,就是通信距离不够远,在实际的运用中,其通讯距离只局限在五千米以内,其中有一个因素是地区配电网的覆盖区域本来就不是很广阔。除此之外,在智能配电网中,变电站和变压器都比较多,还有一些重合闸和负荷开关等节点,而这些节点都需要进行监控,大大增加了电力通信建设中的工作量。

二、当前我国通讯系统的业务需求

智能电网必然是未来的一个发展趋势,在当前,我国通讯系统的业务需求按照其功能进行划分,可以分为三类,即保护类需求、监控类需求和信息检测的需求。

1.保护类需求。与以往的电网保护方式不同,保护类通讯需求主要为智能配电中心的电网进行检测与监控,以保证通讯可以正常稳定进行。如果通讯失去作用,对整个电网都有着很大的影响,甚至会致使电网瘫痪。当前的电网主要是结合配网通讯通道实行纵联网络保护,单向和双向通信通道的时间延长有不同的标准,分别是单向延时小于100ms,双向延时小于一秒,对于路由的要求也很严格,带宽级别为30K。

2.监控通讯需求。为了保障电网设备可以持续稳定运行,就需要对全网设备进行监控,及时对电网进行检修,延长电网的使用周期。在全网设备的运行过程中,其单点流量大概是4K,节点的数量一般在两千个左右。

3.信息检测的需求。对用户的用电信息进行定期的搜集,对于大负荷的用户要进行预测和管理,并对其电能质量进行监测。

三、智能配电网通信技术特性分析

1.光纤通信技术。光纤网络通讯技术主要是由三个部分组成,分别是系统测光线路终端(简称为OLT)、用户测光网络单元(简称为ONU)和光分配网络(简称为ODN)。系统测光线路终端往往在中心机房,是一个多业务平台的路由器,而用户测光网络单元则在用户设备端附近并跟其融合在一起,向用户提供多种业务接入。用户测光网络单元的所在地方不一样,光纤通信技术的运用可以分为多种类型。光分配网络主要是对光信号的功率进行分配,为系统测光线路终端与用户测光网络单元之间提供一个光传输通道。当前光纤通信主要有两种,一种是太网无源光网络,简称为EPON;另一种为吉比特无源光网络,简称为GPON。GPON源自光纤通信早期的APON\BPON技术,由此发展过来,传输码流用的是ATM帧格式。EPON和GPON两种都是用光纤传输的形式,不过两者有个区别:EPON和GPON采用的标准不一样,GPON更高级点,可以传输更大的带宽,可带的用户也比EPON更多。

2.电力线载波通讯技术。电力线载波通讯技术主要势力利用电力线缆作为传输路径,通过载波的方式传输信号,这样就可以使得通讯信号比较稳定,不易遭到破坏。当前,在我国的35KV以上的电压等级中,对于电力线载波的使用已经十分普遍,电力线载波的通信传输频带为500兆赫。3.全球微波接入互操作技术。全球微波接入互操作技术,简称为WIMAX技术。也就是无线宽带城域网接入技术,能够将固定和移动用户进行快速的无线连接。全球微波接入互操作技术的网络体系主要是由核心网和接入网两块组成,其抗干扰的能力很强。

四、智能配电通信网的组网方式和所面临的问题

1.智能配电通信网的组网方式。当前我国的配电通信网的组网方式主要有两种,一种是配网自动化覆盖区域内,另一种是配网自动化覆盖区域外。配网自动化覆盖区域内,通讯网络对于安全性、可靠性和宽带的要求都比较高,一般采用GPON的方式进行传输,GPON可以快速对一个区域的网络进行全面覆盖;配网自动化覆盖区域外,传输带宽的要求比较低,全球微波接入互操作技术比较适用,但是因为一些限制因素,当前并没有进行大量广泛的使用这项技术,而是使用GPRS或者是4G网络。

2.智能配电通信网所面临的问题。在智能配电通信网的发展过程中必然会面临一些问题,针对这些问题,还需要做出进一步的努力。首先是全球微波接入互操作技术,虽然已经发展的较为成熟,但是目前却依旧没有对其分配专用的频段,而当前可用的频点较少,并不适合使用全球微波接入互操作技术进行组网。其次是PLC技术在当前还正在发展,要想对该技术进行实践使用,还需要制定统一的标准,当然,未来还需要加强对新技术的研发,掌握核心科技,促进通讯产业的发展。最后是关于无线公网的建设和使用,无线公网在通信的质量和通信的安全性等方面都无法得到有效的保障,而今,无线公网智能当做组网中的一个替补。

五、结语

智能配电网中的通信技术是当前我国电力行业的建设重点,通信技术是配电电网中的重要环节之一,各种通讯技术都各有其特点和优势,但是也都存在一些不足,在智能配电网的组网发展中还面临着很多问题,不过在当前的智能配电网通信技术上选择GPON较为稳定,宽带就以PLC相辅助,以无限公网的方式作为补充,保障智能配电业务能够正常、稳定、安全、可靠的运行。

作者:郑旭东 吴岳奇 单位:辽宁邮电规划设计院有限公司

参考文献:

[1]周治中.关于智能配电网通信技术分析及应用[J].中国电子商务,2013,14(4):83.

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【关键词】配网自动化;智能配电网技术

一、引言

智能配电网技术主要是指通过具有自动检测功能和自动控制功能的设备对电能传输和使用的全过程进行自动化管理和自动化调度。配网自动化技术能够实现对电力系统远程和就地的自动控制、调节和监视,为实现电力系统稳定、安全、正常的运行提供保障的基础,另一方面也有利的保障和满足供电质量的实际需求和经济效益以及管理效率。

通过智能配电网的自动化系统的有效应用,可有效协调电力系统的不稳定性。在电力系统自动化中应用智能技术不仅能够发展和完善电力自动化技术等需求。但当前我国电力系统自动化水平还不是很高,各方面发展不太成熟,都不同程度的存在一些问题和不完善的地方。因此,考虑到当前电力系统的发展还不是很成熟,为了尽可能的满足公众对廉价和便利的电力网络需求,将智能技术应用到电力系统当中十分必要。

二、智能配电网的自动化技术在电力系统中的应用

智能配电网的自动化技术可以提高电力系统维护运行的水平,降低检修工人劳动的强度,提高供电的质量,减少停电的时间;配电的电力系统进行配电的自动化可以增加经济的效益:它的直接的效益是,很大的程度上对故障进行处理的时间缩短了,停电时间减少了,使配电的电力传输顺利进行,提高了经济效益,并且配电网进行自动化的建设可以使电力系统运行方式更加的经济,线路分段点的布置更加的合理,对线路进行补偿和投入更加的合理,对电力系统网络的损耗进行减少;间接效益是,由于配电网采用了自动化的系统,电力的运行部门对故障的查找以及维护方面不用花费许多时间以及人力,运营的成本降低了。

(1)配电网的自动化技术可以把电力系统监控的范围进行扩大,起到有效的管理;配电网的运行管理水平也得到提高;对事故和操作造成的停电时间进行缩短,供电的可靠性提高;改善供电的质量,用户的服务水平质量和劳动的生产率同时提高。

(2)使用环网的供电方式,对线路出现的故障和检修引起的停电,对于非必要停电区段可通过进行环网供电进行供电。使用配电网的自动化系统,对线路故障出现的具置可以快速地进行监测、进行隔离处理;对线路的供电进行恢复,对故障停电造成的范围进行缩短,对用户的停电时间进行缩短,对非故障区段可通过环网转供进行供电,提高供电的可靠性。

三、智能配电网技术支持系统的研究

3.电力系统中的配电网自动化技术

3.1电网调度自动化

电网调度自动化主要包括核心计算机控制系统以及用于实时分析、计算的软件系统。电网调度自动化技术能够在进行电力生产时,利用对电网系统安全性和运行状态的分析和监控,对电力市场进行自动调度,满足电力市场实际运营需求。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。在发电厂和变电站进行信息收集的部分为远动端,调度端则主要用于对远动端收集来的信息进行调度。

配电网智能调度通过获取配网全景信息实现一体化的信息支撑、优化的调度计划,建立智能调度技术支持系统和智能型运行控制体系。配电网智能调度的核心是在线实时决策指挥,包括系统快速仿真与模拟、智能预警技术、优化调度技术、预防控制技术和事故处理与恢复技术。配电网调度智能化是对现有配网调度控制功能的扩展。

以下是配电网调度工作存在的主要问题:

(1)对配电网的监视、控制手段不足。目前配网运行数据的完备性和准确性存在差距,控制手段不足。配电自动化系统的建设应着重提高系统的覆盖面,保证较高的故障遥信覆盖率;利用与计量自动化等相关系统的接口,扩展系统信息监视功能;选择对故障隔离和网络重构效果最好的设备进行遥控,提高网络重构和设备控制能力。

(2)配网故障快速处理能力不足。配网故障信息完备性和处理能力不足,无法快速发现、隔离和恢复故障,影响供电可靠性。具有自愈功能的智能配电网可以利用自愈控制技术提高故障快速处理能力,减少电网故障对用户的影响,保证供电可靠性和电能质量。

(3)配网调度管理粗放,辅助决策手段不足。配网操作量大,合、解环操作频繁,误操作风险巨大,防误操作技术手段不完善。利用配网自动化的风险预警预控、智能报警、智能防误和程序化操作等技术,可以有效提高配网调度管理水平,减少人工操作,提高工作效率和安全运行水平。

3.2配电网自动化

配电网自动化技术通过将配电线路和配电站结合,共同合成配电网,具有分散、点多、面广等方面的特点。该技术能够对配电网运行状态进行实时监控,从而对配电网运行模式进行改进和优化,当配电网发生故障,出现运行异常现象时,配电网自动化技术能够将故障及时找出,并予以有效的处理措施。

配电自动化技术是智能配电网技术支持系统的重要组成部分。建立和完善配电自动化系统,可以提高对配电网的运行监控能力,实现对配电网的实时监控和运行分析,提高用户供电可靠性和配网运行管理水平(如图1)。

目前部分地区供电企业已开展了配电自动化系统的试点和建设工作,存在的主要问题包括:

(1)配电自动化系统涉及专业多,覆盖面大,系统接入设备型号繁多,通道形式多样,相关技术标准尚未统一。配电自动化系统的建设应保证系统的兼容性、开放性、安全性、先进性与实用性,避免因系统发展和技术进步引起大规模改造甚至推倒重来。

(2)配网结构调整和设备改造频繁,图形参数维护工作量巨大,配网自动化系统的难点在于运行维护。在配电自动化系统涉及和建设中,应充分考虑运行维护的业务流程设计,评估配电自动化系统投运后的管理成本,提高系统的投入产出效益;坚持建设和管理并重。

四、智能技术与自动化的发展趋势

4.智能配电网技术支持系统的发展趋势

4.1智能配电网

智能配电网通过广泛应用的分布式智能设备、通信系统和自动控制系统,对配网设备的运行状况进行实时监控,进行数据收集、整合和分析挖掘,实现电网各成员之间的无缝连接及实时互动,达到对整个电网运行的优化管理。

智能配电网可以提高对电网信息的获取能力,实现精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理,提高能源综合投资及利用效益。智能配电网具有自愈和自适应功能,实时掌控电网运行状态和负荷分配,及时预测、诊断和处置系统故障和隐患,保证电网安全和供电可靠性。

智能配电网可以优化系统资源配置,提高需求侧管理水平,满足用户端个性化的电能需求。智能配电网具有良好的兼容性,支持分布式能源及可再生能源的友好接入,以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求,满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

4.2配电网运行管理现状

配电系统处在电力系统的最末端,直接面向用户,是保证用户可靠供电和电能质量的关键环节。配电网的可靠性指标是整个电力系统结构及运行特性的集中反映。长期以来,配电网建设滞后于地区经济和输电网的发展,制约了配电网管理效率和供电可靠性的提高。目前用户停电80%以上是由配电系统原因引起的,电网有一半的损耗发生在配电网。目前配电网的自动化程度远低于输电网,而分布式电源接入主要影响配电网的运行与控制。

4.3智能配电网研究的开展

智能配电网建设涵盖电源、电网、用户的全流程和贯穿电网规划、设计、建设、运行维护、技术改造、退役的全过程,最终形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化。

(1)开展智能配电网研究,需要优化配电网各环节的协调配合,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠性的实时、全面监视,提高配网整体资产利用率与管理水平,建设结构合理、安全可靠、经济环保、技术先进、信息畅通的现代化配电网。

(2)开展智能配电网研究,应积极推进配电自动化建设,采用经济、可靠、先进的传感、通信和控制技术,提升配网在网络重构、潮流优化和自愈控制方面的智能化水平,确保配电网的可观测性和可控性,提高供电可靠性和电能质量。

(3)开展智能配电网研究,需要深入探索配网智能化的内涵和技术特征,构建促进配网智能化的整体技术构架,制定和实施相关技术标准和规范。确保对广大用户的安全可靠供电是地区电网企业的核心工作。智能配电网研究对提高配电网运行管理水平和供电可靠性具有重要意义。

五、结语

综上所述:为实现电力系统电网各个成员之间的完美链接和互动来达到整个配电网生产运行的优化管理。在策略上制定和实施相关技术标准和规范尤为重要。这样有利于开展和构建促进对智能配电网的广泛应用的电网智能设备、通信系统、自动控制系统来进行一系列运行状况来实施开展数据收集、整合分析等各项研究工作来达到最优化的配网运行管理。

参考文献

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[2]雷煜卿,李建岐,侯宝素.面向智能电网的配用电通信网络研究[J].电网技术,2011.

[3]李祥珍,何清素,孙寄生.智能配电网通信组网技术研究及应用[J].中国电力,2011.

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【关键词】调控一体化 电网 智能告警技术 应用

智能电网系统虽然能够显著提高各电压等级电力传输的效率,但是其在一定程度上也提高了系统事故的发生概率,所以相关技术然预案还必须对智能告警技术进行完善,在具体运行过程中,对电网各种告警信息进行实时监测和跟踪,同时对各种信息进行汇总和分析,提出相应的解决措施。文章针对调控一体化电网综合智能告警系统,对其基本架构和告警技术进行分析,以期能够给同行带来一点参考价值。

1 调控一体化电网综合智能告警系统的基本构架

智能告警技术软件具有在线智能告警分析的作用,该软件是建立在告警专家规则库、实时告警信息基础上的,在线决策则需要利用状态估计板块、风险评估板块、灵敏度分析板块、负荷转移板块等,协助相关负责人对告警信息进行分析和处理。

电网综合智能告警系统的硬件架构是建立在安全三区内,需要的实时数据、模型、图形等都是从能量系统中获取的,事故信息由保护信息系统中获取。软件架构具体包括两个层面,一是实时状态监测,主要是对获取的实时数据、图形和模型进行状态估计,对事故信息进行汇总上报,同时利用计算机对各种信息进行计算,统计出灵敏度分析数据、风险评估数据,同时将告警信息上传至可视化界面上。二是状态预测,针对可能发生的事故,停电预案模块能够进行负荷转移分析,并制定相关的应对方案,在可视化界面上展示相关的辅助决策供决策者选择。检修模块主要是用来实施假想潮流计算,其能够将转移路径上的关键支路挖掘出来,利用可视化界面提醒工作人员重点监视。

2 调控一体化电网综合智能告警系统的评估技术

2.1 风险评估技术

大型电网若首先模拟出一个数值结果,同时计算出相关指标,这样就能实现电网风险评估的要求。其中在电网规划中要实现风险评估,可以采用蒙特卡洛模拟法,即借助随机生成的方法对真实系统的功能及发展特点进行模拟,进而将系统的运行规律揭示出来。该方法通常用于大型电网负荷预测模拟中,能够得到各项评估指标在风险事故中所占比例。

设备一旦发生告警信息,在预想状态下,设备立刻停止运行,并对该设备负荷进行蒙特卡洛模拟,结合具体情况,针对最大负荷的不确定性进行重点分析。利用蒙特卡洛模拟对电网最大负荷点的潮流进行分析时,其能够全面展示线路或者断面所能承受尖锋潮流的状态,如果网络承受力小于尖峰值,就表示电网运行方式存在一定的风险,必须要在能够承受的风险范围内进一步优化方案。

2.2 负荷转移技术

在高压、超高压、特高压电网中,有功潮流间线性关系普遍良好,而且局部具有良好的线性化效果,计算误差偏低,由此可见,电网预想故障前有功潮流与故障后有功潮流具有线性化关系。即电网设备各项参数与有功潮流有着直接的关系,而且各设备间的有功潮流也具有线性关系,合理误差范围内对有功潮流进行计算,有功潮流在监视控制系统中属于一个自由变量,其与直流潮流模型存在一定的相似性,因此具有有功潮流的各种设备就称为设备组。

预想开断一旦发生,有功潮流在电网中各设备间也会重新分布,其中,预想开断的位置、开断前的潮流与预想开断前后的潮流变化有着密切的关系。在发生预想开断时,部分切除设备的有功潮流将会借助该设备组中剩下的其他设备继续进行传输,剩下的有功潮流则会逐步转移到其他设备组中。其中,若设备组中有设备出现预想开断,那么,开断后剩余的潮流/开断前有功潮流,这个比值就是剩余系数,其他设备组开断前后有功潮流的增量/设备组预想开断开断前的潮流,这个比值为转移系数。

环网线路电流一旦超过限度,那么电网综合智能告警软件会反映其下带的主变压器拓扑结构,同时将各主变压器对越线线路的有功灵敏度提示给相关工作人员。在离线系统进行仿真时,剩余系数、转移系数就已经存储到专家库中,如果设备出现切除风险,那么剩余系数与转移系数就能直接调用。如果电网设备出现异常告警,而且告警具有特殊性时,异常设备就变成假想对象,工作人员要立刻分析设备故障,并且确定各设备组故障后的潮流,当前负荷状态仍需要借助蒙特卡洛模拟法进行分析,得出切负荷/切设备的概率,概率小于设定值,表示事故未发生,反之,表示事故已经发生,此时工作人员需要将事故等级予以确定。软件在主变压器负荷超限状态下,会主动展示其下带的线路与拓扑结构,并提出相关的建议。

2.3 事故评价系统

根据各地区电网的具体情况,电网事故具体划分了7个等级。为了增强安全度,许多地区针对运行电网均配置备自投装置,当设备故障发生时,失电母线在备自投装置作用下,就会自动倒入到对策变压器或带电线路上,而且智能告警系统具有备自投仿真作用,进一步提高了风险评估的精度。电网综合智能告警系统能够结合网架自动生成备自投装置模型,在假想分析故障时,借助备自投模型将失电负荷导入到带电供区,这样计算精度就得到了大幅度的提升。

而且,该系统能够通过保护系统获取实时事故简报,自动将事故简报与事故告警联系在一起。

此外,电网综合智能告警系统能够在线对停电预案与实时拓扑的触发条件进行比对分析,如果实时拓扑与预案能够成功匹配,那么匹配成功的预案就会直接显示在监视界面上。物理隔离计划、停电区域恢复计划、关键之路监视信息等均是停电预案的重要内容。

3 总结

综上所述,智能告警系统目前已经投入使用的模块有遥信智能告警、故障诊断、遥测智能告警、停电预案辅助鞠策等。利用智能告警系统能够对告警相关设备进行分析,不仅提升了告警分析的效率,而且出现告警时,还能立刻对故障应急方案进行提示,促进整体工作效率的提升。

参考文献

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