智能电网范文
时间:2023-04-08 13:57:13
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1 智能电网的概念及现状
首先,我们来了解下智能电网的概念,从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家普遍认同以下观点:智能电网就是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
中国在电网的规模和投资方面取得的成绩有目共睹。中国的电网企业在发展智能电网方面也具有自身优势。中国目前在特高压与高压输配电领域的许多技术都是引领全球的。另外,由于中国在可再生能源发电领域的迅速发展,可再生能源电力接入电网方面也具有一定的优势。不过,智能电网是一个庞大而完整的体系,在电力消费端、需求响应等方面,欧美国家暂时处于领先地位,特别是在消费端的投入和重视程度上,欧美市场也相对比较成熟。
2 智能电网的特点
将计算机应用于电网之中,将数字传感器、遥控装置等加入现有的电力传输及分配系统中,实现数据连接、采集、整合,再进行科学的分析,使电网变得更加智能、绿色、高效。而且这样的“智能电网”能更加及时、透明地反应电网状况。例如:实时将电力负荷与电价信息传回电厂,消费者能及时了解到自己所消费的电量及所要缴纳的电费;人们可以为家用电器设置相应程序,电厂甚至还可以直接向电器发送指令,减少高峰时的电力负荷;智能仪表能够将风能、太阳能等分散的、间歇性的可再生能源发电并入电网,并使消费者将自家多余电量卖入电网;智能电网可同时协调多辆电动汽车充电,充满电的电动汽车同时也是移动能量储存器等。下面探讨下智能电网的特点:
2.1 具有坚强的电网基础系统,同时也具备技术支撑系统,能够抵御各类外部干扰和攻击,即使电网发生大扰动和故障的时候,仍能保障对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故。
2.2 智能电网不仅具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,还具有强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
2.3 智能电网支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布式电源和微电网的接入,这样就能够实现与用户的高效互动,满足用户多样化的电力需求,并提供对用户的增值服务。
2.4 通信、信息和现代管理技术的综合运用,使智能电网实现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。
2.5 智能电网中建立了双向互动的服务模式,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;优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。
3 智能电网发展历史及趋势
智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视,利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。21世纪初智能电网在欧美的发展,为全世界电力工业在安全可靠、优质高效、绿色环保等方面开辟了新的发展空间。虽然国际上对智能电网研究和应用还处于初期阶段,但欧洲、美国、日本等国家和地区已经在智能电网及其相关领域取得明显成果,电网智能化水平不断提高。
随着国民经济的持续快速发展和人民生活水平的不断提高,我国电力需求较快增长的趋势在较长时间内不会改变。同时,我国能源与生产力布局呈逆向分布,能源运输形势长期紧张。但目前我国电网发展相对滞后,在能源综合运输体系中的作用还不明显。这些在客观上要求加快转变电力发展方式,提升电网大范围优化配置能源的能力,建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是满足这一要求的必然选择。
特高压输电具有远距离、大容量、低损耗、高效率的优势,建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网,能够促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发利用。同时,特高压电网可以提升电网抵御突发性事件和严重故障的能力,进一步提高电力系统运行的可靠性和稳定性,使坚强智能电网建设具备坚实的网架基础。
因此,在坚强智能电网建设中,必须以特高压电网为骨干网架,连接大型能源基地及主要负荷中心,以更好地保障国家能源供应和能源安全,满足经济社会快速发展的需要。
2009年5月,中国国家电网公司正式了举世瞩目的“建设坚强智能电网”的研究报告,首次向社会公布了“智能电网”的发展计划。
2010年3月“加强智能电网建设”首次列入《政府工作报告》,我国智能电网建设步伐加快;2010年5月1日,我国第一个智能电网示范工程在上海世博园率先投运;6月29日,国家电网公司制定并了《坚强智能电网技术标准体系规划》,成为全球首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。在政府、行业、企业的合力推动下,我国智能电网建设全面提速,成为世界智能电网建设的先行者和引导者。
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关键词:智能电网;现状;建设
中图分类号:TM76 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)20-0173-03
1 概述
受到2008年世界性经济危机的影响,部分国家为了摆脱经济困境、刺激经济复苏,均试图通过增大基础设施建设投资来拉动经济。美国率先提出智能电网理念,并宣布将投巨资进行智能电网(Smart grid)的建设,由此引发了全世界对于智能电网的关注,各国纷纷提出自己对于智能电网概念的看法。虽然各国对于智能电网的定义理解不尽相同,但却有很多共同点,即大多强调提高配电端的使用效率和信息交互的重要性。随着美国率先在智能电网领域迈出的实践,电力工业新纪元的轮廓已经依稀可见轮廓。世界范围内,电力工业迎来一次新的革命-信息技术与传统电力工业融合。
2 什么是智能电网
2.1 智能电网基本概念
按照能源专家吴建东先生的描述,将“智能电网”称为“智能互动电网”或“互动电网”或许更加准确。这意味着智能电网的一个重要特点是能够实现电力供应者与电力消费者之间的“互动”,正是这一特点使智能电网得以优化配电端使用效率,提高资源优化配置能力。综合各国际组织对于智能电网概念的定义,本着客观的态度加以综合归纳,我们认为:智能电网是以先进的信息、控制、传感、新型储能和输电技术为依托,以深度信息化、全面互动化、电能清洁化、资产高效化为特征,具备全方位、全过程、全要素的智能检测、诊断、通信、控制、决策与自愈能力的新型电网。它能够承载大规模可再生能源并网发电,促进全社会低碳经济的发展和大规模的节能减排,促进建设更加有效地电力市场,提高电网资产率、输电和用电能效,全面实现电网的安全、清洁、高效、优质的运行。
2.2 建设智能电网的意义
规划并建设智能电网对于当今世界具有重大意义,其影响范围将极大地超出电力工业。首先,智能电网规模巨大,其新建、改造费用需要依靠大量的政府投资。以此来拉动内需,增加资本市场的活跃度。其次,智能电网的建设将提高社会资源的利用效率,在低碳、安全、效率方面对电网进行升级,提高本国的劳动生产率,增强国家的竞争力。从长远的经济角度考虑,由于智能电网的“削峰填谷”效果,仅在美国未来就可以减少50%的高峰用电量。这意味着发电厂可以减少很大一部分备用装机容量的建设,从而减少了重复投资。与此同时,智能电网带动的相关产业的繁荣还将创造出数以百万计的“绿领就业机会”。
智能电网的发展将创造新的、高价值的永久性职位,并将使众多电力企业、制造业公司受益。比如在硬件制造方面的蓄电池产业和智能电表、插充式电动汽车,以及在软件方面的神经网络、智能停电管理以及网络安全保护等等。电力科学家认为,智能电网的最新发展趋势是智能住宅和智能城市。在智能住宅阶段,仅在中国的电表改造一项我们就要为数以亿计个家庭安装新的智能电表。按照每块电表一千元的价格计算,这就将带动我国一个千亿元的制造业的崛起。这还不考虑线路的重新改造和控制系统的接入。美国电力科学家认为,在智能住宅初步建成后的智能城市建设阶段,需要安装并整合数以万计的在家控制装置和可调度分布式发电单元。这就将是一个更加宏大的工程。
总之,新的智能电网所具有的性能将使电能以更高的效率、更安全可靠、更便宜的价格保质保量地输送到用户处,是电力行业在发展过程中必然经历的一次新革命。而其所带动的各项社会产业格局的变化则将深远的影响人类社会。同爱迪生1882年在纽约发明电力系统,西屋1895年第一次采用交流输电技术一样,具有重要的意义。
2.3 外界对于智能电网的规划、建设理念
说到底,智能电网是一个“壳儿”,不同国家立足各国国情的不同,智能电网的概念亦有所不同,因此规划、建设的手段必然不同,最终达到的效果,受益群体也必然不同。目前关于智能电网具有代表性的概念主要由美国、欧洲、中国和日本提出。下面将对美国、欧洲和日本不同概念分别加以叙述。在此基础上再提出其对于我国智能电网战略的指导意义。
2.3.1 美国
美国全国范围内存在3个交流输电网,设备古老技术陈旧。因此美国在智能电网的建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新。2003年,时任美国总统的布什就提出“电网2030规划”。2007年,美国颁布“能源独立与安全法案”,确立了国家层面的电网现代化政策。由于美国电网建设主要是在五六十年代完成的,因此设备陈旧,线路改造难度极大。电网的改造尤其是线路的调整涉及沿线居民的切身利益,因此推广起来困难重重。实施智能电网的建设是有利于美国政府排除民间压力对自身的电力系统进行改造。
综上所述,美国的智能电网并非对以往电网概念的彻底颠覆与脱胎,而是希望在迅速弥补与新兴国家电网建设差距的基础上实现技术上的超越。
2.3.2 欧洲
欧洲为了应对气候变化,对能源进口依赖日益严重等挑战,向客户提供可靠便利的能源服务,同样对于智能电网给予了高度的重视。可以说,欧洲的智能电网规划是最有异于传统电网的,并且最受到环保工作者和可持续发展人士拥簇的。其正在着手制定的能源政策全面覆盖电源侧、输电侧和用户端,最为深入的贯彻了可持续发展、低能耗经济发展的思想。欧洲在发展智能电网的过程中将可再生能源放在中心目标的位置,因此将分散式电源作为发展的必然方向。图1 清晰地表示了丹麦由集中发电向分布式发电转变后电源分布的变化。由几个集中的大电源变成了无数的分散小电源对本地供电。
当然,欧盟关于智能电网的认识也绝非一日之功。其前身是EU2006的绿皮书文件,《欧洲可持续的、竞争的和安全的能源策略》。其中提到过,欧洲已经进入一个新能源时代,能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性、竞争性和安全性。后面欧洲对于电网建设的进一步要求包括灵活性、可接入性、可靠性和经济性。
2.3.3 日本
针对美国提出的智能电网,日本经济产业部副部长指出,美国脆弱的电网系统无法与日本坚强的电网系统无法单纯地进行比较,日本将根据自身国情,主要围绕大规模开发太阳能等新能源,确保电网系统稳定,构建智能电网。
2.3.4 归纳小结
纵观美国、欧洲、以及日本的智能电网规划我们可以看出,各国对于智能电网的理解是基于本国实际情况的。其中欧洲电网由于完全由二战之后建立起来的,技术装备都比较先进,水平比较高。由于社会发展水平较高,人民素质也比较高,对于环保、可持续发展比较重视。社会资本充裕,可以投资向新技术发展。欧洲国家普遍面积偏小,船小好调头却难以集中力量办大事儿,利益集团结构较为简单,因此选择的途径最具有突破性但也显得比较温和。美国电网技术水平较低,国家较大,利益集团结构复杂,因此相对较为固守陈规,以“弥补不足”为基础,侧重网络框架的重新架构。美国一贯以高科技进步拉动经济增长,此次亦不例外,在智能电网的构建中不采用温和的已有的成熟技术,而坚持采用高新技术的应用,力图以此拉动相关高科技产业的。包括智能电表,智能调度等一系列相关内容。至于日本,由于国家资源及其贫瘠,而已有电网设备十万发达而坚强,因此在智能电网阶段主要侧重新能源的接入。这就在本质上偏向于欧洲的模式,但由于日本在国民精神上危机意识极强,因此其侧重点仅在于防范,而并非保护环境等等高尚的想法。
2.4 中国建设智能电网的国情
2.4.1 中国电力行业格局及现状
2002年电力改制之前,中国的电力行业一直是一个从发电、输电到配电各机构统一部署的而且带有浓厚的行政色彩的庞大部门。上面的单位有电力部,下面地方有各省、市供电局。2002年,国家为了在电力行业内部引入竞争机制,实现中国的电力体制改革。从上至下的对其进行体制改革。将其进行公司化改造后再次进行拆分,形成了11个新的电力公司,包括:国家电网公司、中国南方电网有限公司,中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司等五家发电公司,以及中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司等四家辅业公司。从分割的情况来看。从宏观上讲实现了厂网分离,但没有输配分离。在发电侧新成立了五家发电公司,因此引入了充分的竞争。而在输配方面国家电网与南网分开,引入竞争的力度很小。成立了投资公司、顾问公司实现了主辅分离。为了对电力企业进行有效的监管,国务院还成立国家电力监管委员会,按照垂直管理体系,向区域电网公司电力交易调度中心派驻代表机构。监管委员会的主要职责是制订市场运营规则,监管市场运行,维护公平竞争;向政府价格主管部门提出调整电价建议;监督电力企业生产标准,颁发和管理电力业务许可证;处理电力纠纷;负责监督社会普遍服务政策的实施。
从技术上讲,中国在改革开放之后,随着GDP的急速增长,对于电力容量的需求也急速扩大。因此中国的电网骨架、发电厂以及底层配电设施大多是新建的,采用了相对较新的技术,是比较坚固的。在制度上讲,中国电力企业普遍脱胎于过去的行政机构。因此属于半军事化管理体系。高级别单位对资源的掌控往往是绝对的。因此效率要高于美国或者欧洲等国家。在电力行业改革之后,各机构的发展运作还不很成熟。
2.4.2 要建O坚强智能电网
中国电科院副总工程师胡学浩指出,西方国家的电网架构趋于稳定、成熟,现在侧重于智能配电网,而我国则在输电网部分还需加强。在一些欧美国家比如美、英等国,天然气发电已经初具规模,而先对比中国目前却仍受制于燃料短缺。欧洲和日本在传统发电企业已经成熟之际大力发展家庭太阳能发电装置,在中国,这种装置可能更多地作为一种不得已的手段安装在西部沙漠地区。
2020年,中国发电总装机容量将超过16亿千瓦,煤、水、风等能源资源与生产力布局很不平衡,这决定了中国必须走大规模集中开发、远距离外送电之路。这意味着,未来中国电力的发展、稳定与输电网络骨架的性能密切相关,中国智能电网的建设必须对输电网络骨架的性能予以更大的重视。
中国电力行业专家陈文龙认为,智能电网应当是涵盖整个发输配供用各个环节的,绝非仅仅与客户相连的“最后一千米”。发达国家对于智能电网的强调往往过于突出配电网络,这是与发达国家输电网络较为完善、国家面积较小等现实联系在一起的,并不适用于幅员辽阔的中国。每个国家发展计划宏大的智能电网,应该选取适合自身的应用模块。中国的输电网发展较快,因此我国的智能电网研究应关注这一领域,并非只专注于配电网。
从电力工业成熟度来看,中国电力市场目前仅存在于发电和输电之间,尚形成不了以电价为反馈信号的电网与客户的互动机制,配电和客户侧难以单纯形成有效的智能电网。这句更意味着中国的智能电网不能够照搬欧洲、日本模式。作为参照,我们可以看下面一个例子:2002年,美国电科院开展了世界上第一个智能电网框架研究项目,当时配电和客户侧是其研究重点。然而,目前最早提出智能电网的美国电科院开始将智能电网的提法向输电侧转移。
3 结束语
中国智能电网的建设必须与中国本国的国情结合起来。我国是一个社会主义国家,处于并将长期处于社会主义初级阶段。这意味着两点,第一就是我们的行动具有集中力量办大事儿的优越性,第二就是我们的工业发展目前仍然处于一个比较薄弱的追赶阶段。在此阶段,处于制度和技术双重的不同,我们决不能照搬欧美、日本的智能电网建设思路方针。我们智能电网的建设工作要服从于国家的宏观战略,服务于优化社会资源、更好的服务于人民、构建和谐社会的重要方针。
国家电网公司和南方电网公司目前作为中国能源行业的领军者,有责任,也有能力担当起发展智能电网的重任。其中尤其是国家电网公司提出的建设坚强智能电网的发展思路,在规划上已经比较成熟,并且也获得了广泛的国际认可。在搞好中国智能电网规划建设的同时为广大的发展中国家做好一个样板。自国家电网公司提出智能化电网理念的近十年来,在祖国大地上,一批智能变电站已经拔地而起,一批智能电网设备器材厂家做大做强,都充分验证了坚强智能电网理念在这片土地上的适应性。随着国家电网公司贯彻“走出去”战略,海外并购速度的加快,更提出“全球能源互联网”的理念。相信智能电网将在世界的范围内,服务更多国家和地区的人民以及经济建设。
相信坚强的智能电网将在未来的日子里为世界长久的强劲的发展提供更加强大的能源支持。
参考文献:
[1]国外智能电网研究与应用[N].国家电网报,2009-05-22(012).
[2]周勇.智能电网的发展现状优势及市场机遇[J].中国电器工业,
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[3]何学民.智能电网的最新动向和最新思路[J].中国电器工业,
2009,07:12-15.
篇3
【关键词】智能微电网
当今社会,智能电网的发展越来越受重视,许多国家和地区都投入大量的资金与资源进行科学研究与工程试验。而微网作为智能配电网的重要组成部分,也必然的受到了许多国家的重视与推广。
基于微网结构的电网调整能够方便大规模的分布式能源互联并接入中低压配电系统,提供了一种充分利用分布式能源发电所机制。
微网可作为输电网、配电网之后的第三级电网;相比目前的大电网,这种结构具有显著的社会经济和环境效益。通过建立微网可以使得分布式发电应用于电力系统并发挥其最大的潜能。
智能微网是分布式电源的重要的组成形式,它是指将各种不同类型的分布式电源和储能装置,通过一定的电网结构连接起来形成一个微型电网系统。微网既可以通过联络变压器(或者又可称公共耦合点,Point of Common Couple, PCC)与主网并联运行,也可断开联络变压器孤岛运行,即我们通常说的联网运行与孤岛运行。微电网可以极大的提高微网运行的灵活性。另一方面,通过控制联络变压器的功率传输,可以减少微网接入对主网的影响,并且可以充分利用微网内的分布式电源,提高小型电源的利用率,特别是目前备受关注的新型清洁能源发电,如风电,光伏发电等。图1为微网的基本结构图。
由图所示,该结构由多个分布式电源,如燃料电池,微型燃气轮机,热电联产机组组成,并且分为了A、B、C三条馈线,同时将负荷分为敏感负荷、可调节负荷和非敏感负荷。A馈线接了敏感负荷,由热电联产机组供电,并且为附近的热负荷提供能量;B馈线接了可调节负荷,由微型燃气轮机和燃料电池供电;C馈线接了非敏感负荷,没有电源支撑,直接由配电网供电。三条馈线都有静态开关控制,当微网孤岛运行时,能量管理系统会根据功率平衡条件调节分布式电源的出力,若满足不了频率稳定要求,则考虑切断非敏感负荷,即C馈线;敏感负荷(重要负荷)由出力较为稳定的热电联产机组提供,可以保证其用电可靠性,并且还能提供热能;可调节负荷由调节性能较好的微型燃气轮机组和燃料电池配合提供电能,可维持相应负荷的供电可靠性。
结合工业园区的实际情况与西门子的benchmark模型,笔者初步提出了一个适用于工业园区的智能微电网模型。如图2所示。
由图中可以看出,设计的这个微电网包含了风、光、燃气轮机、储能系统、常规负荷和可中断负荷。设计要求是:当QF1断路器断开时,微电网能够孤岛运行;当工业园区里面的负荷过大时,可通过10kV配电网向微网输送电能,亦可通过切断可中断负荷的方式使微电网保持频率的稳定;当QF6断路器断开时,风光储系统能够独立孤岛运行。
当微网负荷增大到工业园区的多种分布式能源不能满足其用电需求时,在由外部电网对其输送功率;当工业园区的多种分布式能源的出力大于负荷需求时,多出的能量可以转到储能装置,或者减少多种分布式能源的出力。
参考文献:
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自从一个多世纪前电网问世后,其本身几乎没有改变,一端是电站,当另一端用户需要时供应电力。这种方式许多年来都行之有效,推动了工业化国家的发展,但现在却渐渐过时了,“智能电网”的出席,改变的不仅仅是技术,更是一成不变的商业模式。
韩国:三步跨入“智能时代”
2009年9月,韩国绿色增长总统委员会了“绿色增长国家战略”,确立了智能电网在韩国国家发展战略中的重要地位。其智能电网发展路线分为三个阶段,目标是在2030年全面完成韩国智能电网建设,实现整个电网的智能化。第一阶段(2009~2012年),完成智能电网初期建设,确立韩国智能电网在世界上的领先地位。第二阶段(2013~2020年),在全国范围内推广智能电网,重点实现用电环节的智能化。第三阶段(2021~2030年),全面完成智能电网建设,实现整个电网的智能化。
美国:复合式智能电网
由美国能源部输配电办公室出版了GRID2030,明确提出了未来的愿景。到2030年,美国的电力网将提高现有系统的可靠性、电能质量、安全性,将提高电力传输和电力市场的效率。它通过发电厂和用电设备任意两点的电力流和信息双向联通,实现对每个用户和节点的自动监视和控制。超导技术将使电力远距离无损传输成为可能,新导体材料将使电力线传输能力增加二到三倍,高级储能技术和需求侧管理可以消除调峰问题,由于停电和电能质量问题引起的经济损失将降到极小,在满足用户日常电力需要的同时极大减少对环境的影响。
英国:低碳经济是目标
2003年英国发表了《我们未来的能源——创建低碳经济》白皮书,首次正式提出“低碳经济”概念,宣布到2050年从根本上把英国变成一个低碳经济国家。未来英国的智能电网将是具有高可靠性和质量的电网,接入低碳或无碳发电设备,利用需求侧管理技术,通过税收和新产品鼓励用户减少能源消耗和碳排放,让整个电力系统运行在碳排放和成本最优点,提高整个电网的可视性。有报告显示,英国智能电网投资将受益于碳减排目标和绿色经济发展,例如电动汽车。该报告建议,智能电网将为英国创造1万多就业机会。
德国:2030年新能源完全入网
《2020年能源政策路线图》提出了德国智能电网2020年和2030年的远景。到2020年,随着新的电厂和海上风场的建立,电力供应更加向德国的东部和北部转移。整个德国电网将得到整体提高,电网能够接受可再生能源和新型节能电厂。北海的海上风场通过高压直流线路与周边国家相连。智能电网通过需求侧响应管理可以容纳柔性潮流。到2030年,智能的欧洲电网将全部消纳风电和太阳能发电,通过欧洲新型高压直流线路,北非的太阳能发电将可以输送到欧洲,智能电网可以在发电和使用侧都实现节能。
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【关键词】:智能;电网;安全措施
1、信息安全建设的现状
1.1构建信息安全系统的防御模型
我国的国家电网把电网信息系统按照“分区、分级、分域”的思路进行合理的划分,同时经过对外网的连接需求进行合理的区分,然后再把这几个区域划分成内区域和外区域。并且按照信息系统自我制定的系统登记,根据高级系统自身组成的防御系统,以及低级防御系统进行保护的方式进行合理的划分。并且针对安全区域,在系统的边界、网络、以及主机的应用等方面进行安全需求的分析以及防护措施的详细设计。
1.2制定相关等级防护技术的测评方式
按照国家要求和具体的标准,结合我国电网信息系统的具体规模和重要程度,以及具体能够影响到的范围要素,编制相关的系统保护指南,对于电网的保护实施管理工作,明确各个范围实施保护过程中需要采取的具体措施。并且在等级保护的测评方面,对于信息系统、安全产品等位置的测评方式进行等级完善,同时还需要进行等级测评实践,最终才能够进行建设验收,得出测评依据。
2、智能电网信息安全技术内容
2.1物理安全是智能电网信息安全技术中较为基础的部分。因此,对于电力系统而言,基础部分的安全问题能够保障,就是对整个电网信息安全的整个保障。一般来说,备份是来自于最基础的信息安全技术,包括数据信息备份、文件信息备份等,保证信息的安全性,来维持电网的正常运转。
2.2由于智能电网不止是单一的信息网,而是由很多不同功能的信息网经过各种复杂的连接路径组成,而且,信息网的内型异同也会对安全的要求程度造成影响,其具体情况也要根据信息网的内型决定。所以,信息网的安全性能与其自身内型密切相连,要保护各种信息网的内型,进行不同程度的信息处理。例如,安全设备的配备、机密信息的加密处理工作等。
2.3应用安全是整个智能电网运行安全的重要保证。由于一些操作失误,会使智能电网在实际运行过程中常出现一系列故障。针对这些故障,首先是电力企业操作人员的专业技术不强。智能电网具有特殊性能,其对操作人员的技术水平要求较高。一些专业技术不够的人员很难精于管理,操作上失误也就成为了一种承担的风险,而这种失误会直接对智能电网应用系统造成不利影响,导致出现各种问题。
2.4数据安全是智能电网信息安全技术中重要的组成部分,数据的信息安全则是对智能电网运行的重要保障。因此,要对数据信息丢失的问题格外重视,避免由于数据信息丢失而影响电网的正常运行,甚至造成电网不安全运行的危险。所以加密保护工作不容忽视,对于电力系统各类数据的保护极为重要。另外,在实际运行过程中,除了对电力系统的各类数据加密保护,还要实行现代化的存储技术对数据进行主观保护,将电网信息完全防护工作落到实处,保护数据信息安全,减少或防止病毒入侵和黑客进攻对数据的安全性造成不良影响。
2.5主机是智能电网运行的重要载体,如果连主机的安全性能都不能保证,那就很难做到智能电网能够安全、有效地运转。一般情况下,病毒、恶意程序的攻击是对内部主机造成直接危害的主要因素,因此,为了防止病毒的入侵和恶意程序的攻击,除了做好对主机的基础防护外,还要做好身份识别、访问限制、安全审计等安全防护的诸多措施,以保证主机能够安全运行,从而支持整个智能电网的安全运转。
2.6物理数据安全情况。电网中的物理数据安全主要就是需要对电网进行软件以及硬件双方面的安群保护,首先在机房的运行环境中需要保证电磁防护以及物理隔离等技术的措施,并且在机房物理设施的层面,还需要防止非常强的电磁信号对信息内部造成干扰。并且通过对于安全信息的备份为鉴,以及其能够及时修复的数据信息,为保证系统能够恢复运行状况,还有办理重要的业务以及连续性能提供有效的数据支持,保证电网信息数据具有良好的安全性。
3、智能电网信息安全系统的建设内容
3.1我国技能电网信息安全技术的具体需求
国家电网在发展的过程中还需要积极响应我国对于电网的政策的具体需求,并且结合相关的特点,把国家电网公司中的信息安全技术作为电网企业建设过程中的重点内容。智能电网的信息安全技术主要就是安全建设的防御系统,还需要重点研究和开发电网技术在信息技术建设过程中的安全保证技术,实现网络信任体系和新密码技术融合的目标。
3.2信息安全建设中的发展方向
智能电网的信息安全工作开展的过程中,首先需要贯彻和落实国家发展中的科学发展观,坚持信息化建设带动现代化建设的方针政策,还需要有效的整合信息技术资源,推进资源信息配置的优化技术。还需要对于面向国家电网公司的现代化建设和智能化建设的发展方向,加强电网业务应用系统的安全集约化的控制,借助统一的职能电网建设。
结语
综上所述,随着我国电力事业的发展,电网企业的信息安全防护工作逐渐受到我国人民的重视,但是尽管如此,电网在发展中内在的动态性以及其复杂性的特点,还有信息化工作的职能定位,以及自身功能的划分等情况还需要在未来的发展过程中以及实践工作中不断的进行完善。所以相关的研究人员还需要在技术安全管理、物理数据安全等多个方面保证能够深入化的完成智能电网的发展,并且加强电网核心业务系统的信息安全管控,以便于帮助我国电力事业能够适应现阶段我国电网的发展,同时促进我国科学技术水平的发展。
【参考文献】:
[1]李娜,陈晰,吴帆,李祥珍.面向智能电网的物联网信息聚合技术[J].信息通信技术,2010,(02):21-23.
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关键词:电子技术;智能电网;智能抄表技术
作者简介:孙久山(1981-),男,大学本科学历。现为国网大庆供电公司红岗客户服务分中心助理工程师。研究方向为电力抄表收费。唐佳强(1981-),男,大学本科学历。现为国网大庆供电公司红岗客户服务分中心助理工程师。研究方向为电力稽查。
电子技术的发展是人民生产、生活的智慧结晶。智能产品的普及使信息接收与传输的方式更加多样化,不仅为人们的生活带来了快捷与便利,还带来了无限的乐趣。智能电网是电子技术在电力行业的运用,通过智能化的方式实时监控电网,收集用户的用电信息,使电网的运行更加安全可靠。相比传统的人工抄表而言,智能抄表技术大大提高了工作效率。
1智能电网中智能抄表技术的工作原理
智能抄表的方式有三种,分别是电力线路载波自动抄表、IC卡预付费模式抄表和远程无线抄表,这三种方式各有其优缺点。目前,我国智能电网中的智能抄表的运用侧重于远程无线抄表。远程无线抄表技术的核心是Zigbee技术的运用,在用户终端和协调器连接后,应用Zigbee技术定时收集发电表数据,再通过协调器把数据传给PC机,这个过程是由终端节点、协调器节点和上位机软件三个设计结合共同运作而成的。其中,终端节点主要是发送请求、发送建立连接请求、入网、连接协调器;协调器节点主要是判断请求、分配相应的网络地址、发送响应信息、解析接收到的信息、显示抄表数据信息;上位机软件的主要功能是系统设置,模拟显示智能抄表系统的各个数据和节点,进行电力分析、电能匹配。
2智能电网中智能抄表技术的优势
2.1准确记录数据
传统的人工抄表受到人为因素的影响,容易出现漏抄、多抄、估抄等问题,不仅不利于用电量的数据统计,还会给居民造成经济损失,给电力部门的管理带来麻烦。智能抄表技术的运用可以避免此类事情的产生,它能够准确的记录用电数据、采集用电信息、检测电力使用情况。小小的用电数据关系着每个家庭的用电情况,关系着电力部门的正常工作,关系着国家电力资源的分配。例如:小时候,基本每个月都会看到抄表人员背着包、拿着纸笔、看着电表记录数据,现在电力部门不会上门记录用电数据,直接通过智能抄表记录每个家庭的用电情况,这样就可以保证数据的准确性。
2.2提高工作效率
由于人们日常生产、生活的需要。电子技术飞跃发展,智能电子产品层出不穷,智能产品的普及运用,使人们的生活更加快捷、方便。智能抄表技术记录数据就像是智能手机记录信息浏览量一样,实时统计使用情况。这样,既减少了人力支出,也调高了工作效率。例如:机器人的使用,机器人是现代电子信息技术发展的又一力作。机器人在中国的使用量是最多的,机器人的产生是为了满足人们生产、生活的需要。机器人通过主人的遥控,完成主人交代的任务,为主人分担工作量,有效地提高了工作效率。
3智能电网中智能电子抄表技术的意义
3.1有利于推动电子技术的发展
智能电网作为电子技术运用的一个领域,是电子技术发展运用的新方向,同时有利于促进电子技术向更高的层面发展。科学技术的发展是一个循序渐进的过程,电子技术产品的运用面临着更新换代的趋势。智能电网中的智能抄表技术是电子技术在实际生活中的运用,时刻接受生活的检验,为了更好的满足人们生活的需要,智能抄表技术也需要不断地完善,这样促使电子技术不断的发展更新,就像手机的运用。从诺基亚的按键机到风靡全球的智能手机,例如苹果智能手机,从2007年第一代iPhone到2015年iPhone6sPlus,苹果手机的更新换代是为了满足市场的需要,顺应电子技术发展的潮流。同样,智能抄表的三种方式也是为了满足人们的需要,今后随着电子技术的快速发展,可能会出现第四种、第五种……甚至更多的方式。
3.2有利于我国电力资源的合理分配
我国资源丰富,但是人口基数过大,导致资源无法满足长远的生产、生活需要,因此我们应该合理利用资源,提高资源的使用率。电力资源作为一种可再生资源同样遭受资源短缺的危机。由于我国东西部经济发展不平衡,东部地区生产生活用电情况远高于西部地区,智能抄表技术的运用可以实时监控全国用电数据,根据具体的用电情况,合理分配电力资源,避免电力不足或电力过剩问题的产生。此外,生产用电量普遍高于居民生活用电量,夏天的用电量远高于冬天的用电量。电力部门根据具体的用电数据,分析并制定出合理的送电量和停电检修的次数,避免因为检修给人们的正常生活带来不利影响。
4结束语
电子技术的发展推动了智能产品的开发与运用,方便了人们的生产生活。智能抄表技术的运用作为其中一个显著的代表,不仅准确记录数据、实时监控,还大大提高了电力部门的工作效率。智能抄表技术还处于不断更新完善的过程中,但我们应该相信电子技术的发展会带来更多更好更有用的智能产品。
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与此同时,随着我国海南省三沙市的设立,该市的各项筹备工作陆续取得进展,而在该市所管辖的南海海域众多中小岛屿中,由于无法由国家大电网进行供电,因此,在这些岛屿上发展微电网将成为解决岛上用电困难的重要途径。
一、微电网--智能电网的高效补充
微电网,是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
微电网是智能电网的有机组成部分,是对智能电网的有力补充。目前,世界上通行的微电网发电主要依靠太阳能光伏发电、风能发电、生物质能发电、燃料电池发电及地热、潮汐能、波浪能、温差能和盐盐能发电等。
前瞻产业研究院的《中国微电网行业深度调研与可行性分析报告(2012版)》分析指出,与传统集中式能源系统相比,微电网具有许多优势,如微电网接近负荷,线损显著减少,建设投资和运行费用较省;分布式能源具备发电、供热、制冷等多种服务功能,可实现更高的能源综合利用效率;发展微电网有利于各类可再生能源(太阳能发电、风力发电、生物质发电等)的利用,减少了排放总量、征地、电力线路走廊用地和高压输电线的电磁污染,缓解了环保压力;微电网可以解决部分调峰和备用问题,做到与季节性和地域性的电力需求变化相适应,使得电力系统的经济性和安全性达到最佳平衡;微电网可以提高供电可靠性、供电质量和电网的安全性;发展微电网技术可形成和谐多元化的电网格局。
值得注意的是,微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合,可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本,确保电力系统的运行更安全和更经济。
目前,我国微电网主要分为城市片区微电网和偏远地区微电网。
城市片区微电网一般按照居民小区、宾馆、医院、商场及办公楼等建设,正常情况下主要通过大电网供电。大电网故障时,将城市片区微电网断开,进入孤岛运行模式,用以保证所接重要负荷的供电可靠性和电能质量。一般接在10kV中压配网,容量为数百千瓦至10MW等级。
偏远地区微电网主要指农村微电网和企业微电网。目前,在农村、草原等偏远地区,供电困难,居民无法用电。解决的方案是不延伸电力系统,以较低的成本利用当地可再生能源供电。企业微电网一般接在10kV及以上中压配网,容量在数百千瓦至10MW。企业微电网一般分布在城市郊区,如石化、钢铁等大型企业,利用传统电源满足企业内部的用电需求。
自从我国开始注重新能源的发展,促进光伏、风能等新兴产业的政策不断出台,“光明计划”、“金太阳计划”等各种计划陆续施行。无论是新农村建设,还是在城市供电网路中,微型电网正扮演一个越来越重要的角色,并成为中国可持续发展中电网的一个重要方向。
目前,我国规模最大、海拔最高也是我国首座兆瓦级水光互补微电网电站――玉树州“金太阳”水光互补微电网发电工程已竣工发电。该工程太阳板8700多块,蓄电池8200多块,该工程利用太阳能发电后,并入水电网,形成有益的互补。
2011年,在水电出力下降、电煤供应紧张、电源电网结构失调、跨区输电不足、电力需求增长较快等因素综合作用下,全国共有24省级电网相继缺电,最大电力缺口超过3000万千瓦。中电联预测,2012年全国电力供需仍然总体偏紧,区域性、时段性、季节性缺电仍然较为突出,最大电力缺口达3000万-4000万千瓦。
近年来频发的“电荒”现象,导致部分省市拉闸限电,企业遭受严重损失,尤其是能耗较大的企业,遭遇限电措施更加频繁。为应对“电荒”局势下的限电措施,许多企业应自备电源,但企业采用柴油发电机发电,发电成本高昂,经济效益大打折扣。
前瞻产业研究院微电网行业研究员欧阳凌高指出,在面临巨大电力缺口的背景下,发展微电网成为工商企业提高经济效益的有效途径。而发展农村微电网不仅是解决无电地区的可行方案,也是众多可再生能源丰富的偏远地区提高经济效益的有效方案。
东方证券也研究报告称,电力系统输电主网结构已经基本形成,未来电网建设投资的重心将转向配、用电环节,因此,微电网相关投资有望在未来成为智能电网投资结构性变化中的新亮点。
二、微电网普及推广难题
当前,我国微电网系统还处在研究示范阶段,部分项目已成功投运,运行情况良好表明我国微电网系统建设是可行的。微电网的优异性,使得其在工商业区域、城市片区及偏远地区都存在极大的应用潜力。我国在微电网方面应加大研究力度,加快研究进程,尽快普及微电网系统,助推智能电网的发展。
2011年7月29日,国家电网公司电力科学研究院承担的“微电网技术体系的研究”项目在南京通过国家电网公司验收,这标志着我国微电网的发展达到一定阶段,但截至目前,我国微电网项目的发展与推广仍然存在许多亟待研究和攻克的技术难题,主要包含新能源发电技术、电力电子技术、储能技术和通信技术等。
从微电网自身的发展过程来看,微电网的控制、保护和接入标准等,成为促进微电网健康可持续发展亟待解决的问题。
首先是微电网的控制问题。
微电网灵活的运行方式与高质量的供电服务,离不开完善的稳定与控制系统。控制问题也正是微电网研究中的一个难点问题。其中一个基本的技术难点在于微电网中的微电源数目太多,很难要求一个中心控制点对整个系统做出快速反应并进行相应控制,往往一旦系统中某一控制元件故障或软件出错,就可能导致整个系统瘫痪。因此,微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应,例如,对于电压跌落、故障、停电等,发电机应当利用本地信息自动转到独立运行方式,而不是像传统方式中由电网调度统一协调。
具体来讲,微电网控制应当保证任何微电源的接入不对系统造成影响,自主选择运行点,平滑地与电网并列、分离,对有功、无功进行独立控制,具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。
其次,微电网的保护是关键,也是难点。
微电网具有潮流的双向流通性,因此,微电网的保护问题与传统保护有着极大不同,且微电网在并网运行与独立运行两种工况下,短路电流大小不同且差异很大。因此,如何在独立和并网两种运行工况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障,同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性,是微电网保护的关键,也是微电网保护的难点。
微电网的接入标准也是人们较为普遍关注的问题。为保障微电网的可靠并网和电网的安全稳定运行,2012年,中国电力科学院作为主要起草单位,已经组织开展微电网接入标准的起草工作。
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【关键词】智能电网;坚强智能电网;未来;设想
“就快下班了,你不用心急火燎地往家赶,在办公室电脑上敲击键盘,或在下班回家的路上发个手机短信,一组指令就会自动传到家中:家里的空调就开始提前制冷,电热水器就能运转准备洗澡的热水,电饭煲开始煮饭……”这并不是科幻小说中的生活场景,而是上海世博会国家电网馆展示给人们的未来智能电网应用于家庭的神奇片段,是智能电网将来带给我们的全新生活方式之一。它展示了智能电网的用户可以让家用电器按程序定时工作,也可通过互联网、手机等通讯工具远程实时控制电能的运行和分配。有了智能电网,用户不但可以遥控家用电器,而且供电任务可分散到每个家庭,一个家庭在家中利用太阳能自发电,形成一个“小发电站”,让这些“绿电”输入电网。将来的用电电价预计是每3~5小时划分为一个时段,根据各时段的电网繁忙程度定价。通过智能电网,用户可智能地管理家庭的用电,如用户能让自家的电力系统在电费低廉时段储电(如电动汽车电瓶等),在电费高时把多余的电力输送到公共电网,从而获取电力公司支付的电费报酬。
智能电网是近几年来快速发展的网络、信息、自动化等先进技术应用于电网的产物,其概念至今国际上还没有统一的定义。不过已经形成了较为集中的概念轮廓,即智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它建立在集成、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,具有信息化、数字化、自动化和互动化等主要特征。
最早的“智能电网”名词出自美国IBM公司2006年为解决电网安全运行、提高可靠性提出的“智能电网”解决方案。而“智能电网”概念首先由奥巴马政府的能源班子提出,后在世界各国得到相应。2009年4月,中国国家电网公司总经理刘振亚访美,与美国能源部长朱棣文相晤,并在华盛顿发表演讲称:“中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”至此国家电网选择了“坚强智能电网”这一概念,开始加入全球电力改革战。2009年5月22日,中国国家电网首次公布了智能电网计划,表明中国的电力改革已经步上正轨。
中国未来的智能电网与目前电网功能比较,概括起来有七个方面的进步:一是激励(包括电力用户)。目前缺少实时定价,选择很少,将来将有充分的电价信息,实时定价,有许多方案和电价可供选择。二是提供分布式发电和储能。在目前集中发电占优势的情况下,将来会有大量“即插即用”的分布式电源补充集中发电。三是市场化成为可能。目前是有限的趸售市场,没有很好的集成,将来是成熟、健壮、很好集成的趸售市场。四是更加满足电能质量需要。随着产业升级,大家对电能质量更关注,将有各种各样的质量/价格方案可供选择。五是优化。目前我们做研究很少涉及资产管理,将来电网的智能化同资产管理软件深度集成。六是自愈。现在扰动发生后的继电保护,主要是通过跳闸等方式保护资产,将来则是防止断电,减少影响。七是抵御攻击。现在对恐怖袭击和自然灾害的抵抗力较脆弱,将来可具有快速恢复能力。
中国将分三个阶段推进坚强智能电网的建设,在三个阶段里总投资预计将超过4万亿。2009年至2010年为规划试点阶段,重点开展“坚强智能电网”发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段,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年至2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”,技术和装备全面达到国际先进水平。
智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系,实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视,利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。由于智能电网具有极强的兼容性,因此还会带动太阳能、风能、地热能等新能源产业加速发展。届时,国家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%。
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关键字:智能电网 技术 智能城市 建设
中图分类号:TU984文献标识码: A
引言:“智能电网是城市智慧发展的载体,支持着智慧城市方方面面的运作,支撑着智慧城市的建设。”国家电网科技部刘建明在2013年6月16日召开的第三届中国智能电网建设及国际论坛上说。由此可见,对于我国现阶段来说,智能电网在智能城市的运用是一个非常重要的课题。
智能电网技术作为一项新兴的电力技术,以其低碳经济环保等特色已经成为全球发达国家电力工业发展的重点,智能电网拥有可控性、安全性、可靠性、经济性和环保性等众多优势,在我国智能城市中有很好的发展前景。
1.智能电网的概念和技术要求
智能电网就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是在建立一个高速双向、集成的通信网络的基础上,通过先进的设备技术、先进的传感测量技术、先进的决策支持系统技术与先进的控制方法,来实现电网的高效、可靠、安全、低污染、可调运作和安全目标。
智能电网拥有以下几个特点:一是交互性,让用户和能源市场之间能够相互交流响应,由此来提高服务的水平;二是污染低,在电网中回收利用可再生资源,不仅有效的节约了能源,而且对环境的破坏性减小;三是可自愈性,可以自动调节、自行诊断及自动恢复;四是优化性,充分的利用资源,对资源进行优化;五是坚固性,在各种气候等因素的干扰下仍能正常工作;六是经济性,在一定的成本控制下,最大限度的节约能源。
为了能优化资源配置,获得更多的资讯,快速的自愈及反干扰,使不同的电力用户之间交流更为可靠,满足电力用户互多样的服务要求。在技术上来说,智能电网设备要与技术相互配合,进一步发展。智能电网的技术如过电压抑制、系统阻尼、动态无功补偿和电力循环控制等,对智能电网的发展有着非常大的作用。像能源储备技术、网络和网络单元之间的双面交互式自动控制技术,可再生资源的网络连接运营技术和能源供给通路,对智能电网的建设有非常重大的意义。
2. 我国智能城市与智能电网的发展
现阶段,我国已经有近100个城市或城区对智能城市建设提出规划和方案,包含着生活中的各个方面,如智能城市北京提出以无线宽带专网和无线物联网为重点建设项目,在发展物联网的同时,推动智能化管理城市建设;智能城市上海提出以物联网、车联网、计算机、TD-LTE、集成电路、高端软件、下一代网络和信息服务这八个专门的项目为建设重点,在信息高速发展的今天,对信息化城市进行全面的发展提升。
目前,我国的智能电网技术正在进入一个新的阶段,一个全面开展的时代。上海世博园上智能电网示范工程包含了发电、输电、配电、变电、用电、调度这六大块,在保证可靠、安全、质量的电力供应的同时,又节约了能源,在世界范围内首屈一指,被称为“低碳世博”,是智能电网技术在智能城市运用的成功典范。
3.智能电网技术推动智能城市建设
在2013年6月16日召开的第三届中国智能电网建设及国际论坛上,国家电网科技部刘建明发表讲话时提出,智能电网对智能城市的贡献,主要表现在四个方面:一是能源,在智能电网的发展过程当中,通过广泛的推广“以电代油、以电代煤”等技术,在电能中,能源的消费比重有所提升;二是经济,智能电网技术的运用能够有效的提高电力产业的节能转型时间,对电力产业的经济发展产生积极的作用;三是信息,智能电网技术的运用对智能城市的影响是极大的,提高了智能城市的信息科技水平,为打造公共网络平台智能城市作基础。刘建明还强调,智能电网不仅能保障城市用电可靠、安全,更能提升智能城市的整体信息化、科技化,使智能电网技术推动智能城市的建设和发展。
3.1智能家居对生活方式的优化
智能家居是指运用先进的通信技术,把跟生活家具有关的系统整合在一起,交换家庭的外部网络和家庭智能网关,实现家庭内部信息共享和互换的功能。智能家居的运用主要是为了使人们在生活中更加便利、舒适、安全、环保,有效的改善了人们的居住环境,形成集成、统一、高效的服务管理。智能家居能提供的服务非常之多,如燃气、水、远程付费和远程抄表等,同时这就表明必须要把光纤引入到各家各户,而且与天然气、自来水等运营商进行合作。另外,在智能交互终端,智能家居还可以开展远程教育、远程医疗和信息服务等有关的项目,对这些行业的发展有很大的影响。
智能家居主要有以下几个特征:一是智能家居可以通过手机和电话进行远程事务的调控和监督,对于出现的异常情况可以及时的解决;二是智能家居可以实现远程缴费,对电表和水表等费用通过智能家居系统进行缴纳,为人们提供了更加优质和便利的生活;三是智能家居使人们的生活家居更加安全和舒适,对人们的生活方式进行了优化;四是智能家居可以实现电力企业和用户之间的交流互动,使用户对用电及用价的信息有充分的了解,指导用户科学经济用电,提高了用户的环保意识;五是能支持“三网融合”业务,使用户享受到智能化的服务。
智能电网小区用户实现光纤入户,具备 “三网融合”的条件,即可以实现广播电视网、电信网和电信网的同网传输,有效的避免了小区网络通信重复的情况。目前,智能电网小区还在研究阶段,但智能电网小区将是智能城市的发展方向,将打造一个信息化的居民生活。
3.2电动汽车清洁能源的运用
智能城市的发展离不开电网的支撑,电网能大规模的接收可再生资源,这对能源将会是巨大的节省。先进的传感测量技术和储能技术是城市能源的“大管家”。而现阶段,人们对于电动汽车并不认可,但未来电动汽车将是智能电网在智能城市发展的一个主要方向,扮演着非常重要的角色。北京市政协副主席蔡国雄在论坛上发表演讲时说:“当电动汽车大规模的生产及应用时,汽车电池系统每天晚上利用用电低谷储存电能,若第二天不在路上行驶,将会避开白天用电高峰。” 智能电网时代,电动汽车将成为新一代的我们的代步工具,有效的解决了电能集中存储的高额成本问题。
3.2智能电网为智能城市提供了便捷的生活
根据资料研究表明,智能电网不仅能够改变能源体系和电力运用,还对整个社会的生产生活方式进行变革,电网是能源的主要载体,智能电网是智能化建设的核心,智能电网除了可以实现资源和信息同步外,还可以促进互动、双向的用电模式,实现智能家电、智能家居等智能电网技术的管理与应用,成为推动智能城市发展的原动力。
智能电网还能对智能城市的市政、交通服务进行管理,运用电力信息采集,建成一个集水电、煤气的智能电网系统平台,使我们的生活更加的舒适和便捷。
总结:智能电网是世界电力的发展趋势,智能电网技术在中国智能城市中的发展前景非常美好,但对智能电网的建设任重而道远,不仅需要解决很多复杂的问题,更要深入的研究其中的宏观策略与经营模式。智能电网技术不仅能够节约能源,还可以使我们的生活更加安全、舒适。智能电网技术的推广普及,将推动智能城市的建设,加快智能城市的发展。
参考文献:
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美国是第一个提出智能电网的国家。智能电网是一个电力体系,其包含多个配电体系与输电体系。电力网络能够对公司的需求与电力市场的总体需求加以迅速反应。智能电网的结构特别智能,可以迅速地传输信息,为用户提供更高品质的服务。立足于长期发展的角度,建设电网投资最少的方式是构建智能电网。当前,全球的平均气温在上升,全球的人口也在迅速增多,能源问题正在逐渐凸显,因此人们开始尝试建设智能电网。爆发金融危机以后,美国为了让经济迅速复苏,大力建设智能电网。建设智能电网的目的是缓解能源紧张局面,且利用电网的建设来推动其他领域的发展。中国是全球人数排名第一的国家,虽然国土面积有960万平方公里,可是地区发展不平衡,所以,在建设智能电力网络时,不可照搬其他国家的做法,而应结合我国的基本国情,并且还应当明晰建设的重点。当前中国智能电网的建设目标是“坚强智能电网”,将架构的建设与信息自主化相融合。
2智能电网的特征
在建设智能电网时,应当考虑我国的现实状况。国内智能电网的建设应具有这样六个特点:
2.1环保此特点合乎我国当前生态经济的要求,也要求对电网资源加以再次加工利用,尽量降低工业生产给生态造成的负面影响。
2.2电网架构牢固中国的自然灾害发生频率较高。灾害会对电网体系产生较大的不利影响,造成电能无功正常运送,所以智能电网在构建时应注重保障架构的牢固,如此才可以保障电网可以承受自然灾害的影响,不会因为外界环境的变化而停止运行。
2.3资源的优化电网的建设需要运用到多种资源,可是,国内电网在建设时资源运用率较低,此也造成了电网的收益不理想。建设智能电网的过程中,对资源加以优化,最大化地提升电网的运行效率。
2.4经济收益在智能电网的建设过程中应当全面考虑,尽量降低建造成本,如此不但保障了电能的品质,并且提升了物质收益。
2.5交互性此特点是指在后面环节的能源供给过程中,应当构建一个高质量的市场沟通体制,可以第一时间掌握客户的需求,依据需求优化服务的品质。
2.6自动化自动化主要是电网能够对故障进行自我诊断,并进行自我修复,不仅节约了时间,还降低了成本。
3电力工程技术在智能电网发展中的整体运用
3.1在电源部分中的运用探究得知,电力工程技术的首个功能是把接连不断的电能提供给智能电力网络,包含两种电能类型:一种是直流电,另一种是交流电。其中,交流又包括两种:一种是变频交流,另一种是恒频交流。在变电所的操作中,一方面能够运用直流电源,另一方面能够运用交流电源,而且能够把高频开关电源运用到所有类型的电脑中。
3.2在供电过程中的运用由于智能电网对电网工作状态与电能的品质有很高要求,所以在电网发展过程中,应高度关注电能品质与电网运行的平稳性,此就要求有机融合电力工程技术中的谐波管控技术与无功补偿技术。其中有两种是具有代表性的设置:一种是薄型交流变换器,另一种是超导无功补偿设施。
3.3在智能发电过程中的运用经过调研剖析可以知道,这几年,电力工程技术逐步被运用到智能电网体系中,主要是通过电力、电子器件完成对电能的转化与管控。运用电力工程技术,有利于降低电量耗费,另外,减少机电设施的运用,提升工作效率。
4电力工程技术在智能电网建设中的具体运用
4.1质量优化与能源转换技术质量优化指的是在智能电力网络的构建过程中将电能分成多个级别,然后运用评测判定的方式,进而构成完备的机制,智能电力网络发展的过程中应着重剖析经济性的方向,从而确定供用电接口方式,有效地构建电能品质评定机制和用户评定机制。此外,智能电力网络的发展过程中,电力工程技术的有关制度也在改进,这样就能够保证智能电网更加经济化。低碳能源会成为今后能源发展的方向,它降低能源的消耗量,从而减少环境污染、低碳能源主要是使用先进的技术来改善能量转换的方式,更加充分利用能源,目前太阳能和风能是使用最广泛的低碳能源。
4.2柔流输电技术这个技术使用了微电子技术、电子技术、电力技术等等,展现了控制技术和通信技术,此种技术可以便捷地控制交流供电的过程,在国内智能电力网络发展过程中,电力工程技术大部分是运用在高压电输变电的过程中,需要把众多的对环境危害很小的能源运用到电力体系中,而且实现对能源的分隔等过程,因此,将电力工程技术与控制技术相融合可以控制与调整智能电力网络中的不同参数,提升智能电力网络的平稳性,另外,供电的过程会在较大程度上减少电损,进而提升运送电能的水平。
4.3电力工程技术中的高压直流输电技术在当前智能电网中依旧运用的直流运送电体系中,有许多环节运用的是交流电,可是,在实际的供配电运行过程中应当保证运送的电流是直流的方式,为了完成逆变或者环流的工作,就一定要让控制换流器发挥作用,而且也唯有运用高压直流运电技术,才可以从根本上实现这一目标。换流器大部分状况下是采用部分具有管段作用的原件构成,有效地达成电力运送的平稳性与经济性,比如部分份量相对不重的直流输电体系,另外,此项技术不但能够运用到长距离的直流运送中,还可以运用到短距离的直流运送中,达成高效地为海岛等边远地区运送电能,在国内远距离运电技术中,积极的运用了高压直流运电技术,而且伴随技术的进步,此项技术还会被运用到更长距离、更大容量的运电项目中。
5结语