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中國(南京)國際軟件產品和信息服務交易博覽會

行業動態>能源互聯網之下 智能電網技術如何實現四化

    互聯網在人與人之間,人與能源系統之間,就各自對能源和環境的需求,及可能做出的貢獻建立了便捷的信息溝通渠道,使得包括能源生產、輸送、分配、儲存、調節、交易等諸多環節的能源體系得以趨于最優化,最終為每個人提供更好的能源服務。嚴格來講,經濟性并不是人對能源的唯一需求,有些用戶更多的是考慮環保、安全和便捷等因素,因而“最佳能源服務”應該是反映人們對能源互聯網需求的最準確的定義,能源互聯網概念油然而生。

  智能電網是構成能源互聯網不可或缺的一部分,通過輸配電為主的軟硬件配置,使得電網更加可靠、安全、更具彈性,并能接納更加多樣化的電源(包括大規模間歇式的可再生能源)。在我國,智能電網更關注較大規模的發電端,比如大風電等,而對小規模的終端分布式供能等關注不夠。隨著能源互聯網的發展,智能電網將不得不接納大量的小規模終端分布式能源,分布式能源不再是大電網簡單的一部分,而是相對獨立、平等、不可忽視的組成部分,整個電網的構架將發生深刻的變化。我國智能電網應用時間較短,優勢也未能得到充分發揮,前景廣闊還需進一步研究。

  智能電網的自動化

  自動化可代替大部分人工操作,進而提高工作效率,減少失誤。配電自動化和調度自動化在過去較為常見,配電是電力系統的重要環節,直接關系到用戶是否能夠正常用電,而配電自動化則融合了計算機、現代控制、網絡傳輸多種技術,使得電能質量和供電可靠性明顯提升,為客戶提供更優質的服務。同時還能夠節約成本。國外最初實現了自動抄表和線路故障自動隔離,之后再計算機網絡技術推動下,逐漸形成了配電自動化、配電管理和用戶自動化的綜合自動化技術。我國在此方面相對落后,在上世紀90年代中后期才對配電自動化有所涉及,目前水平與國外發達國家還有一段差距。

  調動自動化以計算機、網絡通信和遠東技術為核心,具有狀態監測、風險評估、負荷預測、自動調度等功能,解決了早期用電話指揮時出現的各種問題,有利于提高電網運行管理水平,保證電力系統的安全穩定。該技術已經歷了三代,第四代技術也開始應用。

  智能電網的自動化也存在有弊端:調度側智能專家系統還不完善,未完全實現無人化操作,且控制和輔助決策系統尚無統一標準;廠站自動化水平遠低于國外發達國家;雖然控制系統種類繁多,但彼此間缺少聯系,協調性較差;PID控制技術難以滿足越來越高的要求。所以在今后要統一各控制系統的標準,進行規范化建設。積極研究智能控制方法,盡量減少人工操作;可從國外學習技術并借鑒其成功經驗。

  智能電網的信息化

  在信息化社會,信息化技術滲透于各個方面,電網信息化主要涉及兩大方面:一是企業管理,不管是電能計量、信息管理,還是資源管理、市場調查,都需要及時獲取足夠的所需信息,而電網信息化則實現了這一點;二是電力生產控制,包括能量管理系統、數據采集系統、配電管理系統等。在通信硬件方面,質量性能也不斷提升,上世紀70、80年代多是電力線載波和模擬微波,而如今則發展成光纖、衛星、無線、數字微波等,效率和安全性能明顯提升,覆蓋范圍更廣。十一五后,我國國家電網公司將SG186信息化工程作為重點工作,先后涌現出了許多優秀工程項目,是我國電力信息化時代的一件大事。其實,我國自上世紀60年代,就開始了電力工業信息化建設,受當時條件限制,主要體現在利用計算機系統監測變電站,以及電力設備運行狀態。隨著計算機、信息化技術的進一步發展,更多高新技術相繼應用于電力行業。

  然而電力信息化建設過程并非一帆風順,我國在此方面信息集成度較低,易出現信息孤島,企業間缺少交流。相關標準也不統一,在信息采集和設備上投入過多,疏忽了信息整理,利用率較低,而且企業生產控制系統經常和管理系統脫節。這就要求必須盡快統一行業內信息化標準,建立起完善的電力信息平臺,并對各平臺加以整合,進行集中化管理。對采集到的數據信息充分利用,進行深度挖掘,并促進生產控制系統和管理信息系統的結合。

  智能電網的數字化

  信息是無形的,如何用一個容易度量的方法去理解信息十分關鍵。數字化則將信息轉換為數字數據,方便人們更加直觀地了解信息。而同時,計算機運行都是靠數字來完成的可以說,數字化是計算機的基礎。電網數字化在國外在上世紀就已出現,我國本世紀初才提出數字電力系統的概念,能夠以數字對電力系統結構、運行情況,以及企業經濟效益、人員組成等進行詳細的描述。電力數字化主要涉及以下兩方面:一是與企業信息化建設相適應,用數字表現企業的環境和管理水平;二是與自動化建設相關,即以數字仿真技術為基礎的高級應用系統。

  我國目前電網數字化建設中存在的問題有:缺少系統外的信息,如風力、光照等,相關的數學模型也較少;調度側高級應用系統相對成熟,,但標準尚不統一,而廠站側數字化建設跟不上調度側發展速度。今后除了電力系統,還需考慮公共服務系統,對地質、天氣等方面加以重視,并構建相應的數學模型,以更好地指導數字化建設。此外要加快廠站數字化進程,而對于調度側,則應朝著標準化、規范化方向發展。

  智能電網的互動化

  隨著科技水平的進步,發電與電網之間存在了互動的可能。智能電網的產生就是為了實現電網與發電之間,電網與用戶之間的互動?;邮菫榱嗽黾有畔⑼该鞫?,協調三者之間的復雜關系,使管理起來變得更簡單容易,并達到電力工業的效益最大化。目前也存在一些問題,如電力市場的透明度不高,破壞了電力競爭中公平、公正的原則,電力系統還沒有真正實現互動化過程,今后還需進一步完善;可再生能源發電的裝機容量快速增長,但是目前對可再生能源發電并網的相研究相對滯后,未來還需繼續努力,也可從國外借鑒成功經驗。

  結語

  隨著用電量的增多以及對電能質量和服務要求的提升,電網事業需進一步改革創新,利用現代化高科技,積極建設智能化電網。不斷提升信息化、數字化水平,加強可再生能源發電及其并網研究,從而提高我國電力企業市場競爭力。

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