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關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng),現(xiàn)狀,發(fā)展
Abstract: This paper briefly explains the meaning and characteristics of the smart grid, introduces the development of smart grid and its development trend in China and other countries in the world, the great significance of the development of smart grid on the aspects of social, economic, power system, energy-saving emission reduction.
Keywords: smart grid, current situation, development
中圖分類號: U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
意義 概述:智能電網(wǎng)(smart power grids),就是電網(wǎng)的智能化,也被稱為“電網(wǎng) 2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過先進(jìn)的傳感和測 量技術(shù)、 先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、 先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用, 實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo),其主要特征 包括自愈、 激勵和包括用戶、 抵御攻擊、 提供滿足 21 世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、 容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。 智能電網(wǎng)的主要特征: 智能電網(wǎng)的主要特征: (1)堅強(qiáng)。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時,仍能保持對用戶的供電能力,而 不發(fā)生大面積停電事故;在自然災(zāi)害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電 網(wǎng)的安全運行;具有確保電力信息安全的能力。 (2)自愈。具有實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析能力,強(qiáng)大的預(yù)警和 預(yù)防控制能力,以及自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。 (3)兼容。支持可再生能源的有序、合理接入,適應(yīng)分布式電源和微電網(wǎng) 的接入,能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的交互和高效互動,滿足用戶多樣化的電力需求并提供 對用戶的增值服務(wù)。 (4)經(jīng)濟(jì)。支持電力市場運營和電力交易的有效開展,實現(xiàn)資源的優(yōu)化配 置,降低電網(wǎng)損耗,提高能源利用效率。 (5)集成。實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享,采用統(tǒng)一的平臺和模型,實 現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精益化管理。 (6) 優(yōu)化。優(yōu)化資產(chǎn)的利用,降低投資成本和運行維護(hù)成本。1.世界主要國家的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.世界主要國家的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 美國的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 美國的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 美國已開始向部分家庭安裝帶有通訊功能的智能電表(SmartMeter), 目標(biāo)是以家庭為單位,隨時監(jiān)測電力消費和管理,更加有效地實現(xiàn)輸電和供 電。為此,對企業(yè)及地方團(tuán)體實施的 100 個項目給予財政援助,計劃 2013 年前在 2600 萬個家庭安裝智能電表,相當(dāng)于 09 年 3 倍。奧巴馬總統(tǒng)強(qiáng)調(diào)說,“現(xiàn)在是建設(shè)綠色能源高速公路的時代”。新能源產(chǎn) 業(yè)有望創(chuàng)造 43000 個就業(yè)崗位,環(huán)保產(chǎn)業(yè)將成為拉動未來美國經(jīng)濟(jì)的重要支 柱之一。
1.2 日本的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 日本的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 東京電力和西電力等電力公司開始投資構(gòu)建第二代智能電網(wǎng) (SmartGrid),目標(biāo)除在所有家庭安裝智能電表(SmartMeter)外,還計劃 加強(qiáng)送變電設(shè)施及蓄電裝置建設(shè)。2020 年前相關(guān)電力設(shè)施投資預(yù)計超過 1 萬億日元。 智能電表作為第二代智能電網(wǎng)的核心設(shè)備,主要測量每個家庭電力消費 情況及隨時掌握太陽能發(fā)電量等信息。東京電力 2010 年起主要面向家庭安 裝 2 千萬部。 西電力 2010 年 3 月底前在 40 萬個家庭安裝, 并計劃更換 1200 萬部。預(yù)計 2020 年前日本智能電表需求量約 5 千萬部,每部成本近 2 萬日 元,共計約 1 萬億日元。 日本智能電網(wǎng)與歐美不同,主要特征是積極地利用家庭進(jìn)行太陽能發(fā)電。 太陽能發(fā)電長期目標(biāo)是 2020 年發(fā)電 2800 萬千瓦,相當(dāng)于現(xiàn)在 20 倍;2030 年發(fā)電 5300 萬千瓦,相當(dāng)于現(xiàn)在 30 倍。為此,需要增設(shè)電壓調(diào)整裝置和變 壓器,預(yù)計 2030 年前追加投資 6 千億日元。
1.3 歐洲的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 歐洲的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 英國目標(biāo)是 2020 年在全國所有 2600 萬個家庭安裝智能電表,此項工作 主要通過電力公司完成。并且已正式進(jìn)行了適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的智 能電表等相關(guān)實驗。 法國 09 年秋天也了將再生能源納入智能電網(wǎng)的計劃,并開始征集 相關(guān)企業(yè)參與。 德國制定了“EEnergy”計劃,總投資 1 億 4 千萬歐元,09 年至 2012 年 4 年時間內(nèi),在全國 6 個地點進(jìn)行智能電網(wǎng)實證實驗。
1.4 中國的智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 近年來,我國電力行業(yè)緊密跟蹤歐美發(fā)達(dá)國家電網(wǎng)智能化的發(fā)展趨勢, 著力技術(shù)創(chuàng)新,研究與實踐并舉,在智能電網(wǎng)發(fā)展模式、理念和基礎(chǔ)理論、 技術(shù)體系以及智能設(shè)備等方面開展了大量卓有成效的研究和探索。 2009 年 5 月,在北京召開的“2009 特高壓輸電技術(shù)國際會議”上,國家 電網(wǎng)公司正式了“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略。2009 年 8 月,國家電網(wǎng)公司 啟動了智能化規(guī)劃編制、標(biāo)準(zhǔn)體系研究與制定、研究檢測中心建設(shè)、重大專 項研究和試點工程等一系列工作。 在 2010 年 3 月召開的全國“兩會”上,總理在《政府工作報告》 中強(qiáng)調(diào):“大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),推廣高效節(jié)能技術(shù),積極發(fā)展新能源和可再 生能源,加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”。這標(biāo)志著智能電網(wǎng)建設(shè)已成為國家的基本發(fā) 展戰(zhàn)略。
2.我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢
2.我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢電網(wǎng)已成為工業(yè)化、信息化社會發(fā)展的基礎(chǔ)和重要組成部分。同時,電 網(wǎng)也在不斷吸納工業(yè)化、信息化成果,使各種先進(jìn)技術(shù)在電網(wǎng)中得到集成應(yīng) 用,極大提升了電網(wǎng)系統(tǒng)功能。
2.1 智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 近年來,通信、計算機(jī)、自動化等技術(shù)在電網(wǎng)中得到廣泛深入的應(yīng)用, 并與傳統(tǒng)電力技術(shù)有機(jī)融合,極大地提升了電網(wǎng)的智能化水平。傳感器技術(shù) 與信息技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用,為系統(tǒng)狀態(tài)分析和輔助決策提供了技術(shù)支持, 使電網(wǎng)自愈成為可能。調(diào)度技術(shù)、自動化技術(shù)和柔性輸電技術(shù)的成熟發(fā)展, 為可再生能源和分布式電源的開發(fā)利用提供了基本保障。通信網(wǎng)絡(luò)的完善和 用戶信息采集技術(shù)的推廣應(yīng)用,促進(jìn)了電網(wǎng)與用戶的雙向互動。隨著各種新 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、應(yīng)用并與物理電網(wǎng)高度集成,智能電網(wǎng)應(yīng)運而生。
2.2 發(fā)展智能電網(wǎng)是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。 發(fā)展智能電網(wǎng)是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。 為實現(xiàn)清潔能源的開發(fā)、 輸送和消納, 電網(wǎng)必須提高其靈活性和兼容性。 為抵御日益頻繁的自然災(zāi)害和外界干擾,電網(wǎng)必須依靠智能化手段不斷提高 其安全防御能力和自愈能力。為降低運營成本,促進(jìn)節(jié)能減排,電網(wǎng)運行必 須更為經(jīng)濟(jì)高效,同時須對用電設(shè)備進(jìn)行智能控制,盡可能減少用電消耗。 分布式發(fā)電、儲能技術(shù)和電動汽車的快速發(fā)展,改變了傳統(tǒng)的供用電模式, 促使電力流、信息流、業(yè)務(wù)流不斷融合,以滿足日益多樣化的用戶需求。 電力技術(shù)的發(fā)展, 使電網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)出諸多新特征, 如自愈、 兼容、 集成、 優(yōu)化, 而電力市場的變革, 又對電網(wǎng)的自動化、 信息化水平提出了更高要求, 從而使智能電網(wǎng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。
3.智能電網(wǎng)發(fā)展的重要意義 智能電網(wǎng)發(fā)展的重要意義智能電網(wǎng)是我國電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,它將譜寫電網(wǎng)建設(shè)的新篇章。其 重要意義體現(xiàn)在以下幾個方面:
3.1 給人們的生活帶來的好處 堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè),將推動智能小區(qū)、智能城市的發(fā)展,提升人們的 生活品質(zhì)。①讓生活更便捷。家庭智能用電系統(tǒng)既可以實現(xiàn)對空調(diào)、熱水器 等智能家電的實時控制和遠(yuǎn)程控制;又可以為電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng) 等提供接入服務(wù);還能夠通過智能電能表實現(xiàn)自動抄表和自動轉(zhuǎn)賬交費等功 能。②讓生活更低碳。智能電網(wǎng)可以接入小型家庭風(fēng)力發(fā)電和屋頂光伏發(fā)電 等裝置,并推動電動汽車的大規(guī)模應(yīng)用,從而提高清潔能源消費比重,減少 城市污染。③讓生活更經(jīng)濟(jì)。智能電網(wǎng)可以促進(jìn)電力用戶角色轉(zhuǎn)變,使其兼 有用電和售電兩重屬性;能夠為用戶搭建一個家庭用電綜合服務(wù)平臺,幫助 用戶合理選擇用電方式,節(jié)約用能,有效降低用能費用支出
3.2 產(chǎn)生的社會經(jīng)濟(jì)效益 堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展,使得電網(wǎng)功能逐步擴(kuò)展到促進(jìn)能源資源優(yōu)化配置、 保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、提供多元開放的電力服務(wù)、推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn) 業(yè)發(fā)展等多個方面。作為我國重要的能源輸送和配置平臺,堅強(qiáng)智能電網(wǎng)從 投資建設(shè)到生產(chǎn)運營的全過程都將為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源生產(chǎn)和利用、環(huán)境 保護(hù)等方面帶來巨大效益。 (1)在電力系統(tǒng)方面。可以節(jié)約系統(tǒng)有效裝機(jī)容量;降低系統(tǒng)總發(fā)電 燃料費用;提高電網(wǎng)設(shè)備利用效率,減少建設(shè)投資;提升電網(wǎng)輸送效率,降 低線損。 (2)在用電客戶方面??梢詫崿F(xiàn)雙向互動,提供便捷服務(wù);提高終端 能源利用效率,節(jié)約電量消費;提高供電可靠性,改善電能質(zhì)量。 (3) 在節(jié)能與環(huán)境方面。 可以提高能源利用效率, 帶來節(jié)能減排效益; 促進(jìn)清潔能源開發(fā),實現(xiàn)替代減排效益;提升土地資源整體利用率,節(jié)約土 地占用。 (4)其他方面??梢詭咏?jīng)濟(jì)發(fā)展,拉動就業(yè);保障能源供應(yīng)安全; 變輸煤為輸電,提高能源轉(zhuǎn)換效率,減少交通運輸壓力。
3.3 對于電力系統(tǒng)的意義 (1)能有效地提高電力系統(tǒng)的安全性和供電可靠性。利用智能電網(wǎng)強(qiáng) 大的“自愈”功能,可以準(zhǔn)確、迅速地隔離故障元件,并且在較少人為干預(yù)的 情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài),從而提高系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。 (2) 實現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。 堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)可以促進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新, 實現(xiàn)技術(shù)、設(shè)備、運行和管理等各個方面的提升,以適應(yīng)電力市場需求,推 動電網(wǎng)科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。 (3)減少有效裝機(jī)容量。利用我國不同地區(qū)電力負(fù)荷特性差異大的特 點,通過智能化的統(tǒng)一調(diào)度,獲得錯峰和調(diào)峰等聯(lián)網(wǎng)效益;同時通過分時電 價機(jī)制,引導(dǎo)用戶低谷用電,減小高峰負(fù)荷,從而減少有效裝機(jī)容量。 (4)降低系統(tǒng)發(fā)電燃料費用。建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng),可以滿足煤電基地 的集約化開發(fā),優(yōu)化我國電源布局,從而降低燃料運輸成本;同時,通過降 低負(fù)荷峰谷差,可提高火電機(jī)組使用效率,降低煤耗,減少發(fā)電成本。 (5)提高電網(wǎng)設(shè)備利用效率。首先,通過改善電力負(fù)荷曲線,降低峰 谷差,提高電網(wǎng)設(shè)備利用效率;其次,通過發(fā)揮自我診斷能力,延長電網(wǎng)基 礎(chǔ)設(shè)施壽命。 (6)降低線損。以特高壓輸電技術(shù)為重要基礎(chǔ)的堅強(qiáng)智能電網(wǎng),將大 大降低電能輸送中的損失率;智能調(diào)度系統(tǒng)、靈活輸電技術(shù)以及與用戶的實 時雙向交互,都可以優(yōu)化潮流分布,減少線損;同時,分布式電源的建設(shè)與 應(yīng)用,也減少了電力遠(yuǎn)距離傳輸?shù)木W(wǎng)損。
3.5 對于能源資源配置的意義我國能源資源與能源需求呈逆向分布,80%以上的煤炭、水能和風(fēng)能資 源分布在西部、北部地區(qū),而 75%以上的能源需求集中在東部、中部地區(qū)。 能源資源與能源需求分布不平衡的基本國情,要求我國必須在全國范圍內(nèi)實 行能源資源優(yōu)化配置。建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng),為能源資源優(yōu)化配置提供了一個 良好的平臺。 堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建成后, 將形成結(jié)構(gòu)堅強(qiáng)的受端電網(wǎng)和送端電網(wǎng), 電力承載能力顯著加強(qiáng), 形成“強(qiáng)交、 強(qiáng)直”的特高壓輸電網(wǎng)絡(luò), 實現(xiàn)大水電、 大煤電、大核電、大規(guī)??稍偕茉吹目鐓^(qū)域、遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、 高效率輸送,顯著提升電網(wǎng)大范圍能源資源優(yōu)化配置能力。
3.6 對于清潔能源發(fā)展的意義 目前,風(fēng)能、太陽能等清潔能源的開發(fā)利用以生產(chǎn)電能的形式為主,建 設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)可以顯著提高電網(wǎng)對清潔能源的接入、消納和調(diào)節(jié)能力,有 力推動清潔能源的發(fā)展。①智能電網(wǎng)應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)以及儲能技術(shù),完 善清潔能源發(fā)電并網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提高了清潔能源接納能力。②智能電網(wǎng)合 理規(guī)劃大規(guī)模清潔能源基地網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和送端電源結(jié)構(gòu),應(yīng)用特高壓、柔性輸 電等技術(shù),滿足了大規(guī)模清潔能源電力輸送的要求。③智能電網(wǎng)對大規(guī)模間 歇性清潔能源進(jìn)行合理、經(jīng)濟(jì)調(diào)度,提高了清潔能源生產(chǎn)運行的經(jīng)濟(jì)性。④ 智能化的配用電設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式能源的接納與協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)與用 戶的友好互動,使用戶享受新能源電力帶來的便利。
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);智能變電站;安防及視頻監(jiān)控;監(jiān)控系統(tǒng);發(fā)展趨勢
中圖分類號:TM411文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
電力行業(yè)的安防監(jiān)控產(chǎn)品一直在伴隨著電力行業(yè)本身在不斷的發(fā)展,像目前比較成熟的綜合自動化系統(tǒng)也是在多年的經(jīng)驗積累下推出且還在不斷完善的系統(tǒng),但其過于專注于電力系統(tǒng)專用設(shè)備的管理,對電力系統(tǒng)中存在的消防、防盜、動環(huán)數(shù)據(jù)采集等問題沒有很好的解決,現(xiàn)有的視頻監(jiān)控、消防報警等設(shè)備和系統(tǒng)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于安防監(jiān)控市場的主流,更新?lián)Q代極為緩慢。智能電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分,它的安全高效運行關(guān)系到整個電力系統(tǒng)乃至民生的穩(wěn)定和安全。借助“十二五”時期國家提出的電網(wǎng)改革東風(fēng),電力工業(yè)的發(fā)展將沿著“安全、經(jīng)濟(jì)、綠色、和諧”的路徑行進(jìn)。
一、智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀及新需求
電力系統(tǒng)監(jiān)控解決方案在電網(wǎng)智能化的進(jìn)程中出現(xiàn)了很多新的需求,它們來自各個不同的環(huán)節(jié),包括發(fā)電、輸電、變電、調(diào)度等電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié),同時要求電力監(jiān)控系統(tǒng)趨于一體化、平臺化和智能化。
在變電站中,一體化一方面是指多系統(tǒng)的融合,解決不同監(jiān)控系統(tǒng)信息孤島的問題,比如融合變電設(shè)備在線監(jiān)測、智能巡檢、智能防誤操作、視頻監(jiān)控及動力環(huán)境監(jiān)控、通信調(diào)度于一體的智能變電站輔助監(jiān)控平臺;另一方面是指監(jiān)控系統(tǒng)與一次設(shè)備的聯(lián)合操控、與二次設(shè)備的通訊,實現(xiàn)系統(tǒng)的互動互補。隨著變電站“無人值守”的進(jìn)一步落實,電力系統(tǒng)監(jiān)控逐漸網(wǎng)絡(luò)化、平臺化,遠(yuǎn)程控制以及管理的需求日益增加,通過平臺實現(xiàn)整個市級電網(wǎng)以及省級電網(wǎng)的級聯(lián),實現(xiàn)真正的一體化、統(tǒng)一管理、智能化,在電力系統(tǒng)監(jiān)控方面主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的視頻智能分析技術(shù)需求,通過智能視頻分析技術(shù),讓系統(tǒng)自動識別和思考,保障變電站的穩(wěn)定運行。
在輸電線路上,主要是對融合視頻監(jiān)控、微氣象、覆冰監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、導(dǎo)線舞動監(jiān)測等技術(shù)于一體的集成化監(jiān)控系統(tǒng)的需求。其中對于視頻監(jiān)控需求的最為普遍,通過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)可以大大地減少線路巡檢人員的工作量,提高生產(chǎn)效率,提高信息化的目的。
除了視頻監(jiān)控,線路現(xiàn)場情況的研究分析也顯得非常重要;此外,智能化防竊電以及防盜防破壞系統(tǒng)的需求也逐漸增加。
二、智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)介紹
1、智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)(如圖1所示)
圖1智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖
2、智能電網(wǎng)各部功能介紹
2.1智能門禁控制單元:門禁系統(tǒng)自動記錄運行人員出入設(shè)備區(qū)域時間及個人信息,具有語音提示功能,刷卡后風(fēng)機(jī)啟動,SF6和氧氣正常時可以開啟,超標(biāo)時閉鎖,不能開門,通風(fēng)15min后再次檢測,正常方能開啟大門;預(yù)留強(qiáng)制解鎖,要需要時隨時可以進(jìn)入。紅外射線對監(jiān)測的全范圍進(jìn)行監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)入侵事件,保證所內(nèi)設(shè)備的運行安全。
2.2消防系統(tǒng)監(jiān)控單元:當(dāng)采集到火警報警信號時,系統(tǒng)啟動自動滅火裝置或火災(zāi)隔離措施,同時把信號上傳至系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺,可與圖像監(jiān)控聯(lián)動。
2.3智能綜合數(shù)據(jù)處理終端:系統(tǒng)信息一體化平臺,采集所有設(shè)備的運行狀態(tài)和信息,自動控制相應(yīng)的設(shè)備,并記錄相應(yīng)的越界報警信息,具備短信告警及數(shù)據(jù)讀取等功能。
2.4智能動力監(jiān)控單元:采集動力設(shè)備運行狀態(tài),包括:空調(diào)、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、加熱裝置等,實現(xiàn)自動遠(yuǎn)程控制,對于輔助設(shè)備的工作模式、條件可按要求設(shè)置,運行是否正常或故障都能集中的系統(tǒng)展示。
2.5智能燈光控制單元:現(xiàn)場燈光自動采集開關(guān)狀態(tài),進(jìn)行自動控制,具備遠(yuǎn)程控制、智能感光等,提高節(jié)能效率;同時與圖像系統(tǒng)、消防煙霧探測自動聯(lián)動控制。
2.6智能環(huán)境監(jiān)測單元:SF6氧氣氣體在線監(jiān)測;溫度監(jiān)測;濕度監(jiān)測;設(shè)備接點溫度監(jiān)測;水位探測;越限報警將自動啟動相應(yīng)設(shè)備。
三、智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢
1、傳統(tǒng)變電站安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)
傳統(tǒng)變電站安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng),主要以模擬視頻監(jiān)控為主的安全防范系統(tǒng)建設(shè)實施,達(dá)到對電力運行設(shè)備、變電站環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)視。同時可集成周界防范、入侵探測、環(huán)境監(jiān)測(環(huán)境溫濕度、煙霧報警、水浸報警)、報警聯(lián)動等諸多功能。
2、智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)
2.1 智能變電站輔助系統(tǒng)
近幾年來,隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和光電互感器的研發(fā)和投入使用,我國智能電網(wǎng)的研究和試點已經(jīng)啟動,成為電網(wǎng)重要組成部分。數(shù)字化智能變電站概念已在工程實踐中得到應(yīng)用,全國已建成一定數(shù)量的數(shù)字化智能變電站。
數(shù)字化智能變電站使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。數(shù)字化智能變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類,即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個層次,根據(jù)IEC通信協(xié)議草案定義,這三個層次分別稱為“過程層”、“間隔層”、“站控層”。新型數(shù)字化智能變電站主要由為全數(shù)字和光纖的信號采集系統(tǒng)、數(shù)字化繼電保護(hù)和綜合自動化系統(tǒng)、數(shù)字化視頻及環(huán)境監(jiān)測(智能輔助)系統(tǒng)構(gòu)成。
眾所周知,我國的電力企業(yè)主要由五大發(fā)電集團(tuán)和兩大電網(wǎng)公司構(gòu)成,其中兩大電網(wǎng)公司分別為國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司。智能變電站輔助系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,在國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司均得到了一定規(guī)模的推廣實踐。在國家電網(wǎng),主要以智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺進(jìn)行推廣。在南方電網(wǎng),主要以變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行推廣。
2.2 智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺
智能變電站綜合輔助監(jiān)控平臺主要在國家電網(wǎng)應(yīng)用,通常包含7大子系統(tǒng),分別是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、智能控制子系統(tǒng)、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)、四遙聯(lián)動子系統(tǒng)。
2.2.1 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)由各種攝像機(jī)、視頻處理單元(DVR/DVS/NVR/視頻存儲服務(wù)器)、三合一防雷器等組成;視頻監(jiān)控子系統(tǒng)通過站端處理單元,將模擬視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息壓縮成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,存在在本地存儲單元中,并可通過綜合監(jiān)控平臺的統(tǒng)一管理經(jīng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至上級主站。另外,智能分析功能能夠?qū)崟r對變電站重點區(qū)域的情況進(jìn)行分析,對異常情況進(jìn)行跟蹤錄像,在有突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速通知相關(guān)人員。
2.2.2 動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)
動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)由接入設(shè)備、溫濕度傳感器、SF6探測器、風(fēng)速傳感器、水浸探測器、空調(diào)控制器、通信電源接口、風(fēng)機(jī)控制器、水泵控制器等組成。
2.2.3 智能控制子系統(tǒng)
智能控制子系統(tǒng)由控制單元、輔助設(shè)備等組成;智能控制系統(tǒng)是對站內(nèi)的輔助設(shè)施進(jìn)行集中智能的控制,包括燈光、通風(fēng)、排水、空調(diào)等設(shè)備的控制,各設(shè)備的控制包括本地控制和軟件控制兩方面,并能夠根據(jù)相關(guān)系統(tǒng),如報警及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的信息實現(xiàn)聯(lián)動控制,如當(dāng)室內(nèi)溫濕度情況超過正常溫濕度范圍的房間,通過控制房間內(nèi)的空調(diào)、風(fēng)機(jī),使房間內(nèi)溫濕度達(dá)到適宜電氣設(shè)備穩(wěn)定高效運行的狀態(tài),保證室內(nèi)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行。
2.2.4 安全警衛(wèi)子系統(tǒng)
安全警衛(wèi)子系統(tǒng)由紅外對射報警器、紅外雙鑒報警器、電子圍欄、按鍵報警器等組成;安全警衛(wèi)系統(tǒng)是對視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有利補充,能夠?qū)θ肭肿冸娬镜男袨槠鸬胶芎玫耐丶疤崾咀饔谩?/p>
2.5門禁子系統(tǒng)
門禁子系統(tǒng)由門禁控制主機(jī)、讀卡器、開門按鈕、電磁力鎖等組成;門禁子系統(tǒng)能夠有效地防止了外來人員和不相干人員隨便出入變電站,并且每一次的刷卡都有記錄,可供隨時查看。
2.2.6 消防子系統(tǒng)
消防子系統(tǒng)由接入設(shè)備負(fù)責(zé)與消防系統(tǒng)主機(jī)通信。
2.2.7 四遙聯(lián)動子系統(tǒng)
四遙聯(lián)動子系統(tǒng)實現(xiàn)與綜自系統(tǒng)基于遙控操作、事故跳閘等事件的視頻聯(lián)動。
2.3 電網(wǎng)視頻安防監(jiān)控管理平臺
電網(wǎng)視頻安防監(jiān)控平臺,是一個綜合的管理平臺,能夠?qū)^(qū)域內(nèi)分布的多個變電站進(jìn)行視頻監(jiān)控,并且進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理,進(jìn)行多級聯(lián)網(wǎng)管理。
電網(wǎng)視頻安防監(jiān)控管理平臺的系統(tǒng)構(gòu)架主要包括支撐層、中間服務(wù)層。公共服務(wù)層和應(yīng)用層等。在這幾部分當(dāng)中,平臺的支撐系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)平臺、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫組成。而中間服務(wù)層主要包括數(shù)據(jù)訪問中間件、消息中間件和對象中間件三部分。一般情況下,服務(wù)層給上級的平臺提供服務(wù),主要包括服務(wù)接口、服務(wù)查找、服務(wù)注冊等。
結(jié)束語
總而言之,視頻監(jiān)控智能化的發(fā)展及應(yīng)用是一個很好的發(fā)展機(jī)遇。盡管目前傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控及錄像已經(jīng)得到普及,但是這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足智能電網(wǎng)建設(shè)的需求,智能電網(wǎng)需要監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠真實地反映電力系統(tǒng)的情況,并且還能夠判斷情況的好與壞,同時自動采取相關(guān)措施,是一個“會思考”、“能做事”的智能化系統(tǒng)。近年來,視頻智能分析技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用,例如在變電站智能巡檢、變電站防誤操作、輸電線路監(jiān)測等方面,為電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)提供了有效的技術(shù)保障等。相信,不久的將來,智能監(jiān)控將為智能電網(wǎng)的建設(shè)帶來生機(jī)盎然的春天。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣中和,王大力.智能電網(wǎng)安防及視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展[J].黑龍江科技信息,2010(21).
【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);運行形式
近幾年來,隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷加快,在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、方便人們生產(chǎn)生活的同時,也為我國電力發(fā)展模式提出了更高的要求。具有傳播信息高速性、有效性,更高的運營安全性和穩(wěn)定性的智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用開啟了我國電網(wǎng)發(fā)展的新階段,逐漸成為目前人們生活中所最為常見的具有高效使用價值的電網(wǎng)類型,迅速占領(lǐng)了我國電網(wǎng)發(fā)展的主流趨勢,同時在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占的地位也越來越重要,成為了國家經(jīng)濟(jì)、軍事、文化等發(fā)展所不可或缺的一個組成部分。智能電網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展在諸多方面都與以往的電網(wǎng)存在發(fā)展形式有所差別,本文將從智能電網(wǎng)的定義、特點、定位、發(fā)展中所面臨的難題以及未來的發(fā)展趨勢等方面,重點對智能電網(wǎng)在其運行形式上的變化進(jìn)行簡要的論述。
1、智能電網(wǎng)的內(nèi)涵及特點
1.1智能電網(wǎng)的內(nèi)涵
智能電網(wǎng)屬于電網(wǎng)的范疇,建立于集成、高速雙效的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上,通過各種先進(jìn)的通信技術(shù)(傳感技術(shù)、測量技術(shù)和設(shè)備技術(shù))應(yīng)用,最終實現(xiàn)電網(wǎng)可靠及安全性等目標(biāo),以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。
1.2智能電網(wǎng)的特點
(1)較高的智能型元件裝備。智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中裝配了較多的智能型元件,極大的提升了其硬件條件,增強(qiáng)了其自身保護(hù)能力,能夠起到多方位的、高效率的抵御外界的破壞。
(2)高效的信息集合、歸納和傳輸性。智能電網(wǎng)中的多元智能元件能夠高效的將各種信息流進(jìn)行集合、傳輸和歸納,其實打造成為一個信息高速公路平臺,從軟件角度來分析,他可以實現(xiàn)多種層次信息平臺來實現(xiàn)可視化,利用網(wǎng)絡(luò)化的信息處理模式將各種命令、狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行控制化的科學(xué)操作,從而達(dá)到提高人員工作效率的目的。
(3)極大的提高了多類型電能產(chǎn)品的用電需求量。智能電網(wǎng)的普及應(yīng)用在一定程度上刺激了我國電力市場的發(fā)展,高效性、大容量、系統(tǒng)化的智能電網(wǎng)不僅滿足了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中各種生產(chǎn)生活所需的用電能力,還能夠有效的抵御高負(fù)荷用電壓力,確保各項用電設(shè)施的正常運轉(zhuǎn),為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供強(qiáng)有力的后盾保障作用。
1.3信息化為智能電網(wǎng)的定位趨勢
根據(jù)現(xiàn)今智能電網(wǎng)的只要運作方向,我們可以較明顯的看出未來智能電網(wǎng)的發(fā)展定位趨勢為信息化。在現(xiàn)代高速發(fā)展的信息社會中,智能電網(wǎng)開啟了電力行業(yè)的新紀(jì)元,其重要的變革便體現(xiàn)在信息化的發(fā)展上,信息化的運作模式已逐步成為本次電力變革的主要內(nèi)容,信息化的定位方向也將在一定程度上帶動電力工業(yè)的信息化體系的不斷完善。
1.4國家電網(wǎng)對于的認(rèn)識與界定
隨著智能電網(wǎng)在全程范圍內(nèi)的快速發(fā)展,并逐步占領(lǐng)了電網(wǎng)發(fā)展的主流趨勢后,國家電網(wǎng)公司對智能電網(wǎng)的認(rèn)識也隨之逐步提高,并對其有了明確的價值定位。智能電網(wǎng)由于其能夠?qū)⑿畔⒒?、?shù)字化、互動化和自動化等加以統(tǒng)一運作的特點,以及我國電信企業(yè)的信息化起步較早,國家電網(wǎng)便將信息化作為我國“四化”的重要突破口,使其在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步背景下,逐步形成由應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)資源等諸多方面所組成的信息化的體系。
隨著智能電網(wǎng)相關(guān)建設(shè)設(shè)施的不斷跟進(jìn)以及大力度的專業(yè)人才培養(yǎng),促進(jìn)了我國的電網(wǎng)企業(yè)的信息化建設(shè)已逐步進(jìn)入到建設(shè)與應(yīng)用共同推進(jìn)的階段,電網(wǎng)的信息化應(yīng)用也正逐步邁入到信息體系綜合化、一體化的方向,極大的提升了點網(wǎng)頁的數(shù)字信息化程度。以上諸多因素的的綜合發(fā)展為智能電網(wǎng)的科學(xué)化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)作用。
2、當(dāng)前智能電網(wǎng)在發(fā)展過程中所面臨的問題
2.1智能化的元件配置及測量裝置
智能電網(wǎng)的高效運作能力的實現(xiàn)主要來源于其眾多先進(jìn)元件的裝備為其提供了較高的硬件基礎(chǔ),在發(fā)生情況時相應(yīng)的控制中心可以通過元件的反應(yīng)進(jìn)行命令傳輸?shù)闹悄芑僮?,從而提高了智能電網(wǎng)的外界干擾的抵御能力。但是就我國目前而言,先進(jìn)的智能化電網(wǎng)的元件配置以及相關(guān)的測量裝置的發(fā)展水平還比較落后,不能及時的滿足其發(fā)展的需求性。
2.2在正確的選擇通信方式方面
智能電網(wǎng)屬于網(wǎng)絡(luò)化模式中的廣域網(wǎng)的范圍,這一特征性決定了其在進(jìn)行電能的傳輸過程中一旦因某些因素而發(fā)生相關(guān)的故障后,將在會極短的時間的迅速蔓延至相關(guān)的整體電網(wǎng)區(qū)域內(nèi),造成區(qū)域性電網(wǎng)的系統(tǒng)的癱瘓甚至是更為嚴(yán)重的后果,因此為有效的避免上述事故的發(fā)生,就應(yīng)在其光速傳輸?shù)倪^程中選擇最為合理性通訊方式,通過智能電網(wǎng)所具有的實時性來保證其在電網(wǎng)運行過程中的通信的安全與高效。
2.3對智能電網(wǎng)運行規(guī)律的認(rèn)識不具體
作為現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的主要形式和電力科學(xué)研究的主要課題,人們對于智能電網(wǎng)的認(rèn)識程度還有待提高。人作為事物發(fā)展的一項重要的助推器,若不能對其運行的方式與規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的認(rèn)識,那么必將會阻礙其前進(jìn)發(fā)展的腳步。
3、智能電網(wǎng)信息化發(fā)展的趨勢
智能電網(wǎng)的發(fā)展主要向信息化方向發(fā)展,信息化的建設(shè)將會隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展而產(chǎn)生不同的作用。
將來,智能電網(wǎng)信息化將會滲透到多個環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)建設(shè)將覆蓋多個環(huán)節(jié),如電源、售電及用電管理等環(huán)節(jié),而信息化也會成為各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的重要手段。信息化的管理部門要為多種新型業(yè)務(wù)的需求提供相應(yīng)服務(wù),這就要求信息化的部門深入各種業(yè)務(wù),跟隨智能電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)改革。
智能電網(wǎng)信息化將和業(yè)務(wù)的創(chuàng)新深度整合。毫無疑問,智能電網(wǎng)建設(shè)會促進(jìn)電網(wǎng)行業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)及管理創(chuàng)新,信息技術(shù)發(fā)展也會帶動業(yè)務(wù)及管理的創(chuàng)新能力提升,這就促使企業(yè)去研發(fā)更多面向客戶的增值類服務(wù),同時企業(yè)管理能力創(chuàng)新也會對信息科技提出更高要求。這兩者相互促進(jìn)、形成良性的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
此外,智能電網(wǎng)建設(shè)的管理將會更加信息化和自動化。智能電網(wǎng)的建設(shè)環(huán)境要求管理的信息化與調(diào)度的自動化也會結(jié)合的更緊密。
智能化電網(wǎng)發(fā)展的特殊環(huán)境決定了信息化在未來扮演的不僅僅是業(yè)務(wù)支撐角色,而更多的需要信息化參與至電網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新過程當(dāng)中,通過不斷引進(jìn)新型信息技術(shù)來促進(jìn)智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。
綜上所述,電網(wǎng)行業(yè)事關(guān)國計民生的大事,與人們的生產(chǎn)生活和國家的未來發(fā)展息息相關(guān)。相信在經(jīng)濟(jì)形勢和科學(xué)技術(shù)不斷升級的背景下,電網(wǎng)行業(yè)也呈現(xiàn)出嶄新的發(fā)展趨勢,新型的智能電網(wǎng)逐漸成為社會電力行業(yè)發(fā)展的主流。然而智能電網(wǎng)也存在著一定的不足,需要不斷的改進(jìn)和完善。在智能電網(wǎng)中,不斷采用各種新型的科學(xué)技術(shù),從根本上提高智能電網(wǎng)的運行效率和可靠性,為國家和社會的發(fā)展起到積極的推進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
[1]鄧貴金.智能電網(wǎng)變電運行管理模式探討[J].城市建設(shè)理論研究,2011,8.
【關(guān)鍵詞】智能交通;智能交通系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng);RFID
1.引言
智能交通是交通運輸?shù)闹悄芑?,是指將先進(jìn)的信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)地運用于整個今天運輸管理體系而建立的一種實時、準(zhǔn)確、高效的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)。到目前為止,它的發(fā)展經(jīng)歷了智能交通系統(tǒng)和交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)兩個階段。本文基于國家相繼制定相關(guān)政策法規(guī)和促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用時機(jī),結(jié)合目前公路道路交通領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀,指出智能交通系統(tǒng)和交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間的技術(shù)區(qū)別,以及在實際推廣應(yīng)用中對行業(yè)主管部門和用戶帶來的沖擊和影響,并根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的下一步發(fā)展趨勢,進(jìn)行積極地應(yīng)對。
2.智能交通、智能交通系統(tǒng)和交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)系
智能交通是交通運輸?shù)闹悄芑?,是指將先進(jìn)的信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有機(jī)地運用于整個交通運輸管理體系而建立的一種實時、準(zhǔn)確、高效的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)。它的突出特點是以信息的采集、處理、、交換、分析、利用為主線,為交通運輸參與者提供多樣化的服務(wù),本質(zhì)上是利用高科技使傳統(tǒng)的交通模式變得更加智能化,更加安全、節(jié)能、高效率。
智能交通系統(tǒng)的前身是智能車輛道路系統(tǒng),它的主要特點是從功能到信息的應(yīng)用模式,即形成由上而下的信息采集應(yīng)用模式,由基本獨立的交通運輸業(yè)務(wù)功能域需求推動應(yīng)用,基于應(yīng)用需求構(gòu)建各自的信息采集渠道。
智能交通系統(tǒng)“功能->信息”采集及應(yīng)用模式會導(dǎo)致四大弊端:(1)功能系統(tǒng)推廣成本較大,難以形成規(guī)模效益和可持續(xù)發(fā)展;(2)信息編碼、通信接口標(biāo)準(zhǔn)不一,不能實現(xiàn)全國形成信息聯(lián)網(wǎng);(3)信息只是作為工具使用一次即作廢,信息的潛在巨大資源價值沒有挖掘利用;(4)交通運輸要素信息的重復(fù)采集,導(dǎo)致社會資源浪費。
交通運輸物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通運輸領(lǐng)域中的應(yīng)用,目的是實現(xiàn)交通運輸系統(tǒng)的智能化管理和最優(yōu)化運行。具體來講,交通運輸物聯(lián)網(wǎng)是基于RFID技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)、泛在通信與網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將交通要素唯一化接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)交通要素的互聯(lián)互通,實時獲取交通要素的運行狀態(tài)和功能狀況,通過實時仿真和決策,促使交通要素間的互動和協(xié)同運作,實現(xiàn)整個交通系統(tǒng)的智能化管理和最優(yōu)化運行;同時利用對實時數(shù)據(jù)的運算處理,獲取對社會大眾有價值的交通運輸信息,提升交通運輸行業(yè)服務(wù)化水平,推進(jìn)行業(yè)縱深化發(fā)展。
交通運輸物聯(lián)網(wǎng)能有效建立“信息->功能”應(yīng)用模式,即基于云計算的由下而上的信息資源開發(fā)應(yīng)用模式。交通運輸物聯(lián)網(wǎng)的各個組成系統(tǒng)和各種功能都是基于標(biāo)準(zhǔn)化的交通運輸信息標(biāo)識、采集及存儲開發(fā)的。實時、全面、準(zhǔn)確的交通信息是實現(xiàn)交通運輸智能化的關(guān)鍵,也是交通運輸物聯(lián)網(wǎng)成功實施的重要前提和基本保障,是交通運輸物聯(lián)網(wǎng)的靈魂。實際上,在許多系統(tǒng)中采集的大量信息除了用于生產(chǎn)運營業(yè)務(wù)管理外,同時還可以服務(wù)于政府部門的宏觀管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和大眾信息服務(wù)。
從智能交通、智能交通系統(tǒng)以及交通運輸物聯(lián)網(wǎng)三者的基本概念來看,智能交通系統(tǒng)和交通運輸物聯(lián)網(wǎng)都屬于智能交通的范疇,它們都推動著交通運輸?shù)牟粩嘀悄芑?,只是智能交通系統(tǒng)屬于智能交通發(fā)展的第一個階段,而交通運輸物聯(lián)網(wǎng)屬于第二階段。[1]
它們之間的主要區(qū)別簡單歸納如表1。
3.智能交通系統(tǒng)和交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)目前在高速公路ETC領(lǐng)域上的技術(shù)應(yīng)用特點
智能交通系統(tǒng)和交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在高速公路ETC領(lǐng)域里都得到了很大的應(yīng)用和發(fā)展。目前國內(nèi)的不停車電子收費系統(tǒng),從技術(shù)層面區(qū)分,主要分為兩大派系,一類是基于DSRC技術(shù)為基礎(chǔ)的5.8G有源電子終端現(xiàn)場業(yè)務(wù)交易系統(tǒng),它屬于智能交通系統(tǒng)的典型應(yīng)用技術(shù)代表;另一類是以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的無源電子標(biāo)簽后臺業(yè)務(wù)交易系統(tǒng),它屬于交通物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用技術(shù)代表。
3.1 基于DSRC技術(shù)的不停車電子收費系統(tǒng)
車輛進(jìn)入RSU主機(jī)射頻區(qū)以后,車載OBU設(shè)備被激活喚醒。接著車載OBU設(shè)備響應(yīng)RSU主機(jī)的交易指令,經(jīng)過多次的業(yè)務(wù)交易指令,先后完成了車載OBU設(shè)備的身份認(rèn)證和扣款交易,如果交易成功,由現(xiàn)場控制單元進(jìn)行相應(yīng)的系列控制,從而完成抬桿放行[2]。
現(xiàn)場的交易信息經(jīng)過幾天或者若干時間后,通過網(wǎng)絡(luò)將交易信息上傳給后臺的數(shù)據(jù)庫,進(jìn)行存儲,如圖1所示。
3.2 基于RFID技術(shù)的不停車電子收費系統(tǒng)
車輛進(jìn)入RSU主機(jī)射頻區(qū)以后,RFID電子標(biāo)簽被激活喚醒,接著RSU主機(jī)接收RFID電子標(biāo)簽發(fā)射的ID后,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸傳遞給智能處理層,后臺系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)交易,先后完成RFID電子標(biāo)簽的身份認(rèn)證和扣款交易,如果交易成功,由現(xiàn)場控制單元進(jìn)行相應(yīng)的系列控制,從而完成抬桿放行如圖2所示。
3.3 兩種技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用比對
這兩種不停車電子收費系統(tǒng)的技術(shù)路線在很多方面存在差異,如表2所示。
4.高速公路ETC領(lǐng)域上的技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)對策略
隨著技術(shù)的迅猛發(fā)展,全球,包括中國,大力推動的物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)政策正在逐漸地深刻影響著高速公路ETC領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用,由此作為指導(dǎo)的行業(yè)管理部門和運營的高速公路運營單位需要進(jìn)行相應(yīng)地了解和采取相應(yīng)的應(yīng)對策略。
4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢
目前應(yīng)用設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢是應(yīng)用終端簡單化,無源化和免維護(hù),業(yè)務(wù)交易通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和云計算技術(shù),在后成處理。作為在高速公路ETC應(yīng)用而言,僅僅需要獲取車輛的ID即可,通過日益發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)傳輸,借助云計算技術(shù)等強(qiáng)大的功能,不僅可以完成最基本的電子收費,而且可以完成其它更多的功能,從而使得運營部門和主管部門把更多的精力放在行業(yè)的發(fā)展上。
作為目前炒來炒去的“車車間”和“車路間”通訊,都是以專用的車載OBU設(shè)備為載體,這種技術(shù)路線就是發(fā)展數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大的設(shè)備終端,而這不是交通行業(yè)信息化部門制定標(biāo)準(zhǔn)并推動技術(shù)的優(yōu)勢。
隨著技術(shù)的迅猛發(fā)展,以發(fā)展設(shè)備終端強(qiáng)大處理功能的技術(shù)路線,已經(jīng)被“騰云(計算)駕物(聯(lián)網(wǎng))”的技術(shù)路線所取代。終端設(shè)備的發(fā)展趨勢有以下特征:
A.顯示屏折疊化,設(shè)備尺寸小型化
終端設(shè)備在不久的將來,顯示屏?xí)兊煤陀嬎銠C(jī)一樣大,但是折疊的,這樣設(shè)備將會小型化。
B.設(shè)備僅由RFID、顯示屏和網(wǎng)絡(luò)芯片三部分組成
設(shè)備具有一個代表自己身份的RFID,用手指在顯示屏上完成所有的操作請求,通過網(wǎng)絡(luò)芯片將請求通過網(wǎng)絡(luò)傳輸以及云計算技術(shù)進(jìn)行處理。
4.2 應(yīng)對策略
目前越來越多的領(lǐng)域正在采用“物聯(lián)網(wǎng)+云計算”的技術(shù),因為這不僅是全球和國家推動的技術(shù)政策,確實也符合技術(shù)發(fā)展到一個新的階段帶來的相應(yīng)變化。高速公路ETC的技術(shù)應(yīng)用也不例外,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)逐步會取代目前的智能交通系統(tǒng)。那么如何適應(yīng)這個過渡階段,采取什么樣的策略哪?首先對于高速公路ETC的應(yīng)用,可以考慮將以RFID為代表的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)與以DSRC為代表的智能交通系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行融合,及早進(jìn)行準(zhǔn)備,這樣雖然每一個ETC收費口會增加3-5萬元的RSU設(shè)備費用,但是卻可以減少車載OBU的數(shù)目,讓更多的車輛選用廉價的電子標(biāo)簽,從而讓整個系統(tǒng)的費用迅速將下來。其次,對于“車車間”和“車路間”通訊,可以采用和工信部以及全國電子設(shè)備廠商合作的方式推動,將“車車間”和“車路間”的應(yīng)用成為一個純民間應(yīng)用,激活民間的群智群力,這樣才會像手機(jī)的發(fā)展一樣,價格又低,功能又強(qiáng),徹底擺脫由交通部門去發(fā)展信息產(chǎn)品的劣勢。
5.結(jié)束語
交通運輸物聯(lián)網(wǎng)以面向交通要素的方式來實現(xiàn)整個交通運輸領(lǐng)域物聯(lián),將整個交通系統(tǒng)看作交通工具(汽車、火車、飛機(jī)等)、交通對象(旅客、貨物)以及交通基礎(chǔ)設(shè)施(道路、鐵路、港口、機(jī)場、航線等)所構(gòu)成的整體,它們之間存在的功能交互構(gòu)成了整個交通系統(tǒng)的功能域。高速公路ETC的技術(shù)發(fā)展趨勢,也必然是按照這個思路和方向發(fā)展,從而提高高速公路安全監(jiān)管及應(yīng)急處置能力,提升社會經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]中國工程院.“物聯(lián)網(wǎng)及其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用”咨詢研究項目課題之四——物聯(lián)網(wǎng)在交通運輸領(lǐng)域的應(yīng)用[C].中國工程院重大咨詢項目,2011,01.
【關(guān)鍵詞】:電網(wǎng)調(diào)度;自動化技術(shù);發(fā)展趨勢
引言
調(diào)度自動化系統(tǒng)是保障電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運行的可靠系統(tǒng)之一,在電網(wǎng)不斷發(fā)展的今天,電力運行與管理方面在不斷發(fā)生變化,供電企業(yè)要保障用戶的安全用電,在調(diào)度自動化系統(tǒng)上就要不斷進(jìn)行升級,在社會不斷創(chuàng)新發(fā)展的今天,依靠現(xiàn)代化科技技術(shù)積極發(fā)展智能電網(wǎng),是時展的必然選擇。
1、電網(wǎng)調(diào)度自動化的基本特征
筆者根據(jù)調(diào)查,查閱了眾多的參考文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化具有以下特征。(1)電網(wǎng)調(diào)度自動化能夠準(zhǔn)確的采集、檢測處理電網(wǎng)中不同元件在系統(tǒng)中實時運行的過程,以及是否發(fā)生故障。(2)電網(wǎng)調(diào)度自動化能夠根據(jù)內(nèi)部元件的運行狀態(tài),在達(dá)到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求中,為工作人員提供準(zhǔn)確的調(diào)度信息以及給出相關(guān)依據(jù)。3、電網(wǎng)調(diào)度自動化能夠?qū)⒄麄€電力系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),保障供電網(wǎng)的安全,減少供電企業(yè)不必要的經(jīng)濟(jì)損失,還能夠根據(jù)要求提供優(yōu)質(zhì)化的供電。4、電網(wǎng)調(diào)度自動化能夠提升工作效率,減少電力事件的突發(fā)概率,最大化的延長設(shè)備的使用壽命,尤其是針對突發(fā)停電事件能夠起到預(yù)防作用。
2、電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1CC-2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)
這是我國電力科學(xué)園以及東北電力集團(tuán)與清華大學(xué)共同研發(fā)的產(chǎn)品,具體的功能是使將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,根據(jù)不同功能在ALPHA服務(wù)器重的節(jié)點分布,即使有部分節(jié)點出現(xiàn)問題時,整個電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)也能夠保持正常運行。目前CC-2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)以其成熟、穩(wěn)定、通用性高的特點,為我國電力系統(tǒng)提供了安全,可靠的保障,在我國目前的電力系統(tǒng)中大批量使用。
2.2SD-6000能量管理系統(tǒng)
這種系統(tǒng)使用開放的平臺進(jìn)行管理,使用了超大型的調(diào)度投影屏以及調(diào)度電話的自動撥號技術(shù)。SD-6000是我國目前技術(shù)先進(jìn),功能調(diào)達(dá)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng),主要分布在北京,南京,鄭州等地區(qū),因其技術(shù)的經(jīng)費以及后續(xù)的維護(hù),并沒有投放在大量的城市中。
3、我國電網(wǎng)調(diào)度自動化未來的發(fā)展趨勢
3.1智能化調(diào)度技術(shù)
智能化技術(shù)的普及使我國電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠不斷創(chuàng)新智能,是電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展的必然,在未來,智能化的調(diào)度技術(shù),能夠利用大數(shù)據(jù)與云計算能夠有效的獲取電力系統(tǒng)在運行時的發(fā)生的問題,并對電力系統(tǒng)實行實時監(jiān)測與優(yōu)化,并對基礎(chǔ)的故障進(jìn)行自動修復(fù),將監(jiān)測的每一步都不斷細(xì)節(jié)化,達(dá)到對故障的預(yù)判,并分析出解決策略等。對于突發(fā)現(xiàn)象,也能夠?qū)崟r預(yù)報警系統(tǒng),讓相關(guān)的工作人員能夠提前預(yù)支到電網(wǎng)調(diào)度自動化中的狀況,進(jìn)行智能化的管理。
3.2可視化電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)
目前我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)還是使用專門的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分析,需要專業(yè)的人才對電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行把控。隨著計算機(jī)技術(shù)的普及,人們越來越依賴?yán)脠D片的信息來獲取信息,所以,在未來的電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)中,可以對傳統(tǒng)的利用數(shù)字,文字或是表格與現(xiàn)代化的圖像相結(jié)合,以便于調(diào)度人員能夠更直觀的看到通過圖像技術(shù)表達(dá)的電網(wǎng)中的不同信息,也能夠?qū)Σ煌碾娋W(wǎng)故障做出準(zhǔn)確的判斷,例如發(fā)生的電壓波動現(xiàn)象,可視化的電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)就能夠直接通過圖像的形式告訴調(diào)度人員發(fā)生的故障原因。更好的讓調(diào)度人員直觀的看出不同圖像代表的含義,第一時間做出維修,減少經(jīng)濟(jì)損失。
3.3面向?qū)ο蠹夹g(shù)
面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠讓電網(wǎng)調(diào)度自動化實時傳遞出其中信息,產(chǎn)生的問題或是預(yù)估可能發(fā)生的故障。這對于電網(wǎng)調(diào)度自動化來說是一個高效的發(fā)展技術(shù),但面向?qū)ο蠹夹g(shù)需要一定的計算機(jī)進(jìn)行輔助,在實現(xiàn)上還存在著一定的難度。但這并不代表著在我國未來電網(wǎng)調(diào)度自動化不能夠與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合,一定會在時代的進(jìn)步中找到適合的手法,進(jìn)行融合,提升電網(wǎng)調(diào)度自動化的實效性。
3.4實施無人監(jiān)管模式
目前我國對電網(wǎng)調(diào)度上還是處于輪班狀態(tài),但電網(wǎng)在很大時間內(nèi)是不會發(fā)生故障及問題,所以從某些層面上浪費了一定的人員消耗。所以,在未來的電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)中,可以實施無人監(jiān)管幾桶,對電網(wǎng)的運行狀態(tài)實施自動化的監(jiān)控,對其狀態(tài),安全性進(jìn)行分析??梢岳弥悄芑O(shè)備,在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)出現(xiàn)問題時及時報警,并將故障信息通過信息的形式傳遞到工作人員的手機(jī)上,這樣一方面能夠讓工作人員過來處理問題,也能夠減少工作人員的排查時間,在發(fā)現(xiàn)故障后直接帶著相關(guān)技術(shù)人員過來解決問題。實施無人監(jiān)管模式,減少值守人員,提升供電企業(yè)的工作效率,讓更多的員工到需要的崗位中。
結(jié)語
調(diào)度自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用是時展的必然趨勢,其會帶領(lǐng)電力行業(yè)在未來走向全新的階段。所以相關(guān)部門應(yīng)該加大對智能電網(wǎng)的重視力度,要有堅定的信心實現(xiàn)技術(shù)難關(guān)的克服。除此之外,還要與政府政策、市場需求以及管理營銷措施等進(jìn)行結(jié)合,采取一切手段確保調(diào)度自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)人民進(jìn)行正常的生產(chǎn)、生活。從當(dāng)前的情況看,智能電網(wǎng)還具有很多不足和缺陷,本文也針對其提出了一些解決措施,以幫助電力行業(yè)能夠不斷完善。在能源解決方面,引領(lǐng)我國智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵信息都是已有的信息資料以及技術(shù)指導(dǎo)等,用以幫助早日建立具有我國特色的自動化技術(shù),推動世界電網(wǎng)朝著更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能、更有效的方向發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】:
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【關(guān)鍵字】智能電網(wǎng);配網(wǎng)自動化;主要構(gòu)成
1.引言
目前,國內(nèi)的電力發(fā)展正逐步由工業(yè)化向信息化轉(zhuǎn)變,面對這樣的發(fā)展趨勢,為提高整體的能源利用率,同時也為了應(yīng)對全球化的能源危機(jī),智能電網(wǎng)將成為可持續(xù)發(fā)展的主推產(chǎn)業(yè)之一。智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合了新的控制、信息和管理技術(shù),實現(xiàn)了輸配電到用戶全過程的智能交流,科學(xué)地優(yōu)化了電力的有效分配和利用。目前,大量的數(shù)據(jù)說明了電力的利用率較低,如美國的統(tǒng)計資料顯示2007年電網(wǎng)的利用率僅有55%。面對電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的諸多問題,智能電網(wǎng)配網(wǎng)的自動化不是一個局部的解決方案,而將成為一種現(xiàn)代化、智能化電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。
2.智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化的技術(shù)現(xiàn)狀
在一些發(fā)達(dá)國家,配網(wǎng)自動化的發(fā)展是顯著的。從20世紀(jì)70-80年代開始,英國、美國、日本等國家已將電子自動控制技術(shù)引入電力配網(wǎng)系統(tǒng),此階段由于經(jīng)濟(jì)條件和計算機(jī)技術(shù)的制約,自動化技術(shù)的應(yīng)用非常有限,但已經(jīng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障自動隔離和恢復(fù)供電、電壓調(diào)控等功能的配網(wǎng)自動化技術(shù)。直至20世紀(jì)90年代初,依靠各方面成熟技術(shù)的支持,配網(wǎng)監(jiān)控與管理得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展,甚至有些國家已出現(xiàn)了各種各具特色的配網(wǎng)自動化商品,所涉及的著名電力系統(tǒng)設(shè)備制造商也層出不窮,如德國的西門子公司、美國的COOPER公司、英國的ABB公司、日本的東芝公司等等。
智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化在國內(nèi)的發(fā)展主要是從20世紀(jì)90年代開始的。國內(nèi)的配網(wǎng)自動化技術(shù)并不落后于國外的發(fā)展,尤其在饋線終端裝置和通信技術(shù)方面具有更為先進(jìn)的平臺。但是,由于推廣時間的限制,相比于國外配網(wǎng)自動化的發(fā)展,國內(nèi)的發(fā)展還比較年輕,需要更多的資金的和技術(shù)支持。隨著用戶對供電需求的不斷提高,完善配網(wǎng)自動化技術(shù)將成為智能電網(wǎng)的主要發(fā)展趨勢。
3.智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化的技術(shù)優(yōu)勢
傳統(tǒng)的配網(wǎng)方式缺乏對實時電網(wǎng)情況的相應(yīng),缺乏彈性,反應(yīng)遲鈍,無法進(jìn)行實時、可配置、可重組的的操作,且自愈能力差、依賴性強(qiáng),對客戶的服務(wù)單一,缺乏信息的共享。雖然目前傳統(tǒng)的配網(wǎng)方式在一些方面已得到改善,但因其信息的不全面和共享能力差的根本問題無法得到解決,故不能形成一個有機(jī)的整體,智能化程度較低。
與傳統(tǒng)配網(wǎng)方式相比,智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化具有以下幾點技術(shù)優(yōu)勢:
(1)良好的安全保障。配網(wǎng)自動化技術(shù)依靠了電子、通訊、計算機(jī)等技術(shù)的支持,能夠更為有效的抵御外在的不穩(wěn)定因素,保證了使用的安全性;
(2)自愈的能力。配網(wǎng)自動化技術(shù)對電網(wǎng)系統(tǒng)能夠進(jìn)行實時的監(jiān)測,及時排除故障,糾正操作,同時保證用戶的正常用電;
(3)較高的資源利用率。配網(wǎng)自動化通過對電網(wǎng)系統(tǒng)的實施監(jiān)控,能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中電力的配給進(jìn)行及時調(diào)控,提高資源的利用率,優(yōu)化了電流的分布,提高產(chǎn)業(yè)效益。另外,配網(wǎng)自動化能夠?qū)⑴c配電的設(shè)備情況進(jìn)行反饋,調(diào)控設(shè)備的使用情況,提高設(shè)備的運行效率,同時也可對存在故障的設(shè)備及時檢修,達(dá)到延長配網(wǎng)設(shè)備壽命的目的;
(4)完善的信息流通。智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)的運行和管理數(shù)據(jù)進(jìn)行高度綜合、深度集成,完善電力信息的通路,加強(qiáng)與用戶間使用信息的交流,實現(xiàn)設(shè)備、檢修、控電的管理信息化。
4.智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的主要構(gòu)成
目前,智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般采用分層分布式結(jié)構(gòu),即配電主站層和配電終端層,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。各個層結(jié)構(gòu)通過通訊介質(zhì)進(jìn)行信息交流,實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的管理。
4.1 配網(wǎng)自動化主站層
配網(wǎng)主站層主要是從整體上對各配電子站進(jìn)行監(jiān)控,分析系統(tǒng)的運行情況、協(xié)調(diào)各層站間的關(guān)系,有效的監(jiān)控配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)狀態(tài)。一般情況下,配網(wǎng)自動化主站層內(nèi)部都是采用以太網(wǎng)進(jìn)行高速傳輸,及時對各實時數(shù)據(jù)的更新和共享。配網(wǎng)自動化主站層由三個部分組成,分別為配電SCADA主站系統(tǒng)、配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用子系統(tǒng)DAS、配電AM/FM/GIS應(yīng)用子系統(tǒng)DMS。配電SCADA主站系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息數(shù)據(jù)的傳輸和存儲;而配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用子系統(tǒng)DAS則是為了保證配網(wǎng)自動化系統(tǒng)在運行中,對配電故障和恢復(fù)進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試,其中主要依據(jù)配網(wǎng)自動化裝置的技術(shù)特點和整體方案進(jìn)行控制;配電AM/FM/GIS應(yīng)用子系統(tǒng)DMS主要用于應(yīng)對更為復(fù)雜、分散的配電系統(tǒng),實現(xiàn)綜合管理水平的配電管理系統(tǒng)(DMS)。總而言之,配網(wǎng)自動化主站層就是以SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺,配合各種應(yīng)用軟件完成DA/DMS功能的系統(tǒng)管理與控制中心。
4.2 配網(wǎng)自動化終端層
配網(wǎng)自動化終端層主要負(fù)責(zé)對各種信息的采集、監(jiān)控并執(zhí)行控制命令,且在特殊情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)重組功能。配網(wǎng)自動化終端層主要包括安裝在柱上的FTU、配變上的TTU、以及開閉所、配電站、環(huán)網(wǎng)單元的FTU等。配網(wǎng)自動化終端層可以在進(jìn)行不同層面執(zhí)行不同的功能,也可用于協(xié)調(diào)不同層面的工作,更能夠依據(jù)原有配電網(wǎng)的具體情況和自動化系統(tǒng)的特點,優(yōu)化系統(tǒng),達(dá)到各集散子系統(tǒng)的有效分配。
4.3 配網(wǎng)自動化實現(xiàn)的注意事項
作為一項系統(tǒng)工程,智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化存在部門多、投資大等具體問題,可見,對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行有效規(guī)劃顯得極為重要。因此,在配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)過程中,應(yīng)注重制定詳細(xì)的實施計劃,整體規(guī)劃,分批分項實施,與供電方進(jìn)行內(nèi)部信息的協(xié)調(diào),且有效的調(diào)度原有的配網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)整體的、統(tǒng)一的配網(wǎng)自動化。
除此之外,智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備對操作環(huán)境提出了較高的要求。在自動化實施的過程中必須考慮雷擊、低溫、高溫、暴曬、雨淋、風(fēng)沙、大雪等涉外環(huán)境的影響。另外,在配網(wǎng)自動化元件的開發(fā)過程中可以考慮采用高性價比的材料,既控制了資金的投入,又能夠有效的應(yīng)對各種復(fù)雜的環(huán)境,從而提高了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的可行性。
【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 必然性
一 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是把電力市場上生電、輸電、配電、儲電和用電所有相關(guān)實體連接在一起的一體化網(wǎng)絡(luò)。智能電網(wǎng)覆蓋了從發(fā)電到最終用戶用電的整個能源轉(zhuǎn)換鏈。智能電網(wǎng)把分散的大型和小型發(fā)電商和電力用戶都整合到一個總體結(jié)構(gòu)中,具有很高的透明度和靈活性,允許最終用戶作為產(chǎn)消合一的“生產(chǎn)消費者”參與能源市場的活動。
智能電網(wǎng)是一個相對靈活的電力產(chǎn)銷用一體網(wǎng)絡(luò),可以根據(jù)用戶對用電頻率、數(shù)量等的不同需求而改變,或者根據(jù)用電變化而變化,這樣就能滿足來自世界各地的能源需求商們?nèi)找嬖黾雍妥兓墓╇娦枨蟆?/p>
二 智能電網(wǎng)的重要地位及其智能化技術(shù)
智能電網(wǎng)項目在全球均被列入重要或首要位置。世界范圍內(nèi)智能電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)程已全面啟動,許多國家都確定了智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)、行動路線、投資計劃等,同時根據(jù)自身情況擬定了不同的戰(zhàn)略。比如美國的智能電網(wǎng)計劃致力于在基礎(chǔ)設(shè)施老化背景下建設(shè)安全可靠的現(xiàn)代化電網(wǎng)并提高用電側(cè)效率、降低用電成本;歐盟的超級智能電網(wǎng)計劃則以分布式電源和可再生能源的大規(guī)模利用為主要目標(biāo),同時注重能源效率的改善和提高。巴西致力于推行智能電表,并且進(jìn)一步加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)和改進(jìn)工作。在中國,智能電網(wǎng)建設(shè)工作被列為綠色通道項目近期,發(fā)改委又對智能電網(wǎng)等多個綠色通道項目采取即報即審、簡化程序、盡快發(fā)行的方針,可見智能電網(wǎng)的建設(shè)受到從上到下的重視。
智能電網(wǎng)技術(shù)包括大規(guī)模可再生能源發(fā)電的接入技術(shù)及其與大規(guī)模儲能聯(lián)合運行技術(shù);大電網(wǎng)互聯(lián)及遠(yuǎn)距離輸電及其相關(guān)控制技術(shù);配電自動化和微網(wǎng);用戶側(cè)的智能電表及需求響應(yīng)技術(shù)等??梢哉f,智能電表是智能電網(wǎng)智能化的先行者,智能電網(wǎng)要靠這些技術(shù)支持、配合,最終實現(xiàn)智能化。
三 建設(shè)智能電網(wǎng)的必然性
1.建設(shè)智能電網(wǎng)是世界也是我國能源形勢和節(jié)能經(jīng)濟(jì)的需求使然
能源問題一直是困擾全球的首要大事,世界能源緊張趨勢不減,催生了眾多有關(guān)節(jié)能的項目,智能電網(wǎng)就是在節(jié)能大背景影響下生成的項目之一。
我國能源的電力發(fā)展現(xiàn)狀面臨兩個基本現(xiàn)實:一是能源資源貧乏,難以支撐現(xiàn)在的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,而且能源資源與用電需求地理分布不均;二是氣候變化催生的低碳社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對電力系統(tǒng)發(fā)展的壓力迫在眉睫。適應(yīng)能源需求和氣候變化的壓力,各種新能源和可再生能源發(fā)電的發(fā)展目標(biāo)是作為傳統(tǒng)火力發(fā)電的替代電源而非補充電源,而集約化的發(fā)展模式帶來的并網(wǎng)技術(shù)難題遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了世界上的其他國家和地區(qū)。建設(shè)智能電網(wǎng)可以在發(fā)電、輸變電、配用電及電網(wǎng)運行控制等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全面的技術(shù)跨越,在不斷提升電網(wǎng)輸配電能力的基礎(chǔ)上,通過現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的高度融合,大規(guī)模開發(fā)和利用新能源和可再生能源,全面提高大電網(wǎng)運行控制的智能化水平,提高電網(wǎng)輸電及供電能力,抵御重大故障及自然災(zāi)害的能力,提升供電服務(wù)能力和水平,實現(xiàn)我國電網(wǎng)的跨越式發(fā)展。
2.建設(shè)智能電網(wǎng)是國家政策鼓勵和支持的重要項目
我國正在大力發(fā)展以智能化為主要特征的智能電網(wǎng),不僅給新能源帶來了巨大的機(jī)遇,也給儲能行業(yè)帶來了新的發(fā)展空間。我國已堅定了智能電網(wǎng)建設(shè)之路,風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源的大規(guī)模利用和儲能行業(yè)的發(fā)展正在被凸顯。2012年國務(wù)院《政府工作報告》將控制能源消費總量作為重要任務(wù),這在我國尚屬首次。鼓勵新能源發(fā)展、改善能源消耗和使用效率也成為了重要的國家政策。
“十二五”期間,國家電網(wǎng)將投資5000億元,建成連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離支流輸電工程,初步建成核心的世界一流的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。到2015后基本建成具有信息化、自動化、互動化特征的堅強(qiáng)智能電網(wǎng),形成以華北、華中、華東為受端,以西北、東北電網(wǎng)為送端的三大同步電網(wǎng),使電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟(jì)運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平都得到全面提升。
3.智能電網(wǎng)能從根本上改善和提高能源效率,發(fā)展節(jié)能經(jīng)濟(jì)
智能電網(wǎng)是實施新的能源戰(zhàn)略和優(yōu)化能源資源配置的重要平臺,涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各環(huán)節(jié),將廣泛利用先進(jìn)的住處和材料等技術(shù),實現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模接入與利用,提高能源利用效率,確保安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)。國家已經(jīng)將建設(shè)智能電網(wǎng)列入重大科技產(chǎn)業(yè)化工程。實施智能電網(wǎng)重大科技產(chǎn)業(yè)化工程,對于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化具有重大意義。
4 智能電網(wǎng)能帶動其他能源行業(yè)前進(jìn)
作為智能電網(wǎng)分布式發(fā)電、微網(wǎng)、電動汽車和可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),儲能產(chǎn)業(yè)正成為能源領(lǐng)域投資的熱點之一,是國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)計劃2009年將要發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟(jì)體系中具有重要的戰(zhàn)略地位。儲能行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景,但到目前為止,我國能達(dá)到規(guī)模,真正能提供技術(shù)支持的電網(wǎng)僅有國網(wǎng)的張北項目和南網(wǎng)的儲能示范項目。
另外,智能電網(wǎng)的實現(xiàn)還可以推動光通信產(chǎn)業(yè),電力光纖到戶工程已全面啟動。電力光纖到戶具有明顯的成本優(yōu)勢,供電企業(yè)在鋪設(shè)電纜的同時,把光纖包含在電纜內(nèi),不僅能節(jié)約成本,避免重復(fù)投資,同時能夠隨電纜深入千家萬戶,擁有天然的電力客戶優(yōu)勢,節(jié)約了與業(yè)主、物業(yè)之間的溝通、協(xié)調(diào)成本,對于寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用是一個有益補充。
【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 關(guān)鍵技術(shù) 分析與探討
智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化即更堅強(qiáng)、更智能,是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備、先進(jìn)的決策控制方法以及自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)支持系統(tǒng)的應(yīng)用,與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)境友好的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。隨著全球信息化、數(shù)字化的不斷發(fā)展,以及全球氣候變暖、環(huán)境惡化等現(xiàn)象, 可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排已經(jīng)成為首要的焦點問題。依靠著電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化,智能電網(wǎng)的發(fā)展成為了必然的發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)的提出符合快速發(fā)展的現(xiàn)代社會對電力的迫切需求,實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)運行更加可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保這一根本目標(biāo)。
一、智能電網(wǎng)的優(yōu)勢
智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個剛性系統(tǒng), 電能量的傳輸和電源的接入與退出等缺乏彈性,沒有可組性和動態(tài)柔性,系統(tǒng)自愈和恢復(fù)能力完全依賴于實體,而且多級控制機(jī)制反應(yīng)遲緩,服務(wù)簡單單向,缺乏信息共享不能構(gòu)建可重組、可配置的系統(tǒng)。由于信息的不完善和共享能力弱等特點,使得傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中是局部的、孤立的自動化系統(tǒng),不能構(gòu)成一個有機(jī)統(tǒng)一整體。對比起來,智能電網(wǎng)的信息就有完整、正確、精確時間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化信息等特點。以堅強(qiáng)、可靠的實體電網(wǎng)信息交互平臺為基礎(chǔ),可以生產(chǎn)需求全過程服務(wù),實時生產(chǎn)和運營信息共享,對電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實時動態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化,來最大程度地實現(xiàn)及時、準(zhǔn)確、的電網(wǎng)運行和管理。
二、智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)比較所具有的特點
雖然每個國家對智能電網(wǎng)的理解以及研究思路等存在差異,但是他們都有著建設(shè)電網(wǎng)的驅(qū)動卻一致,都考慮到了市場機(jī)制與電網(wǎng)安全性能、電能質(zhì)量以及周圍環(huán)境等因素。因此,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)有以下七項特點:
(一)自愈特點
自愈特點是對智能電網(wǎng)能夠安全運行有重要的影響,因此,它是電網(wǎng)系統(tǒng)中較為顯著的特點。自愈特點表現(xiàn)在智能電網(wǎng)受到各種影響時,不需要或是僅需較少的人為采取干預(yù)措施,就可以隔離電力系統(tǒng)中的故障元件或是將故障元件轉(zhuǎn)變成正常元件,而保障電力系統(tǒng)正常工作。
(二)兼容特點
智能電網(wǎng)可以將風(fēng)能、電能、太陽能等可再生的清潔能源應(yīng)用其中,并且具有實現(xiàn)分布式發(fā)電與微電網(wǎng)同時作用的優(yōu)勢。其中,它還具有“即插即用”功能,兼容各式各樣的電源與儲能裝置,在很大程度上可以實現(xiàn)用戶對電力不同層次的需求。
(三)交互特點
智能電網(wǎng)具有在運行過程中實現(xiàn)用戶設(shè)備和行為交互的特點。這種特點能夠發(fā)揮電力用戶作用,減少對環(huán)境污染,并且可以完善需求側(cè)管理。
(四)協(xié)調(diào)特點
智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)特點能夠?qū)崿F(xiàn)電力市場的對接,并且市場設(shè)計合理化,在一定程度上可以促進(jìn)電力系統(tǒng)高效運行。
(五)高效特點
現(xiàn)代信息技術(shù)的有效應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,可以整合資源,優(yōu)化電網(wǎng)運行速度,減少電網(wǎng)系統(tǒng)在運行時所需投入的資金。
(六)優(yōu)質(zhì)特點
在市場經(jīng)濟(jì)中,電力用戶使用的電力質(zhì)量存在差別定價。
(七)集成特點
該特點可以對電網(wǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理,集成電網(wǎng)信息,共享資源。
三、智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
(一)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
我國的資源分布因地理位置而呈現(xiàn)出不均衡狀態(tài),并且在很久以前,我國采取了西電東送方針只為充分利用資源,改善資源現(xiàn)狀。而隨著國家電網(wǎng)的規(guī)模與形式發(fā)展越來越快,國家相關(guān)部門越來越重視電網(wǎng)系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性及安全性。在主網(wǎng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)增加的同時,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)采取靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)保證其在極度惡劣的天氣條件下也能正常運行。
(二)集成的通信系統(tǒng)
智能電網(wǎng)是新時代下的一種新型的電力系統(tǒng),它有著較高的安全性及穩(wěn)定性等,并且智能電網(wǎng)在建設(shè)過程中應(yīng)該加入故障預(yù)測能力以及故障處理能力。智能電網(wǎng)具備實時監(jiān)測能力,能夠全面的監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備以及外延應(yīng)用支撐等的狀態(tài)。
(三)智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護(hù)系統(tǒng)
智能電網(wǎng)建設(shè)中一般都會應(yīng)用到智能調(diào)度技術(shù),并且在智能調(diào)度研究領(lǐng)域該項技術(shù)支撐系統(tǒng)尤為重要,并且它具有多種功能,比如,它具有優(yōu)化資源的功能,對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)控能力等。此外,它還能夠有效的提升調(diào)度系統(tǒng),并且具備駕馭大型的電網(wǎng)能力,并為電力系統(tǒng)提供一定的技術(shù)基礎(chǔ)。 實現(xiàn)調(diào)度智能化能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)保護(hù)與一些先進(jìn)的技術(shù)有效結(jié)合,促進(jìn)系統(tǒng)形成較強(qiáng)的安全防御防線,提高系統(tǒng)運行時對故障的靈敏度。
(四)高級電力電子設(shè)備
電力電子設(shè)備在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中占有重要角色,它能夠改善用戶使用的電能質(zhì)量,滿足其需求。電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用范圍較大,幾乎所有的電子設(shè)備與系統(tǒng)中都涉及到了該項技術(shù)的應(yīng)用。比如,拓?fù)湎到y(tǒng)與有源濾波器等。
四、結(jié)束語
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)的發(fā)展取得了一定的進(jìn)步。因此,智能電網(wǎng)建設(shè)不僅要結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,使電力系統(tǒng)擁有現(xiàn)代信息技術(shù)含量,還應(yīng)該從國家實際國情與經(jīng)濟(jì)實力出發(fā),立足該階段社會對電力系統(tǒng)的需要,著眼未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,而進(jìn)行合理的研究。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘海亮.淺談智能電網(wǎng)實現(xiàn)的若干關(guān)鍵技術(shù)問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2011(34).
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動化;發(fā)展;趨勢;智能電網(wǎng)
1.前言
電力行業(yè)與我們生活息息相關(guān),現(xiàn)代社會的發(fā)展對電力的依賴達(dá)到了前所未有的程度,我國是一個人口大國,也是一個資源消耗大國,尤其是隨著改革開放的不斷深入,電力系統(tǒng)的發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長將起著舉足輕重的作用。雖然近30年來我國電力行業(yè)一直在保持著高速的發(fā)展,但仍不能滿足需求,并且隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)電力需求仍會保持較快增長。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等部分組成,通常也可以分成一次設(shè)備和二次設(shè)備,如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線等設(shè)備為一次設(shè)備,電力系統(tǒng)中的保護(hù)裝置、通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及控制系統(tǒng)使用的計算機(jī)系統(tǒng)等為二次設(shè)備,二次設(shè)備主要是用來對一次設(shè)備進(jìn)行在線測試、保護(hù)和調(diào)度的,二次設(shè)備基本上包含了電力系統(tǒng)自動化的全部技術(shù)[1]。電力系統(tǒng)自動化是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個必然方向,它主要包括以下三個方面:發(fā)電控制的自動化,電力調(diào)度的自動化,配電自動化。
2.電力系統(tǒng)自動化簡介
電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變電站、電力線路、用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體??偟膩砜矗娏ο到y(tǒng)自動化不外乎兩大部分:監(jiān)測和控制,主要包括發(fā)電過程的自動檢測和控制,自動調(diào)度,系統(tǒng)和設(shè)備的自動安全保護(hù)以及信息的自動傳輸?shù)取8鶕?jù)具體的發(fā)電配電過程,電力系統(tǒng)自動化主要包括電廠綜合自動化、電網(wǎng)調(diào)度自動化、供電系統(tǒng)自動化等多個方面,并實現(xiàn)分層分級管理。隨著世界社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,負(fù)載終端設(shè)備變得多樣化,電力系統(tǒng)這張網(wǎng)絡(luò)越來越大,越來越復(fù)雜,逐漸演變?yōu)橐粋€地域分布廣闊,由各自獨立的發(fā)電站、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)和用電設(shè)備組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量,具體體現(xiàn)在電壓和頻率上面,使系統(tǒng)安全可靠地運行,管理能力更加高效有力,實現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
3.電力系統(tǒng)自動化發(fā)展歷程
電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展歷程可以說就是一個各行業(yè)先進(jìn)技術(shù)不斷進(jìn)步和應(yīng)用的過程,20世紀(jì)50年代以前,電力系統(tǒng)容量都在幾百萬千瓦左右,單機(jī)容量也較小,基本上都在10萬千瓦以下,電力系統(tǒng)自動化設(shè)備比較單一,如各種繼電器,主要用于發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的保護(hù),還有鍋爐的安全閥、并網(wǎng)的自動同期裝置以及發(fā)電機(jī)電壓的自動調(diào)節(jié)等,這些裝置僅是以安全保護(hù)和過程自動調(diào)節(jié)為主的單個設(shè)備或者單項自動裝置。遠(yuǎn)動技術(shù)是電力系統(tǒng)自動化的一項重要技術(shù),主要應(yīng)用在電力調(diào)度的自動化環(huán)節(jié),其主要內(nèi)容是在電力系統(tǒng)調(diào)度中心對電力系統(tǒng)實施的實時遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。20世紀(jì)30~40年代,構(gòu)成遠(yuǎn)動設(shè)備的主要是繼電器和電子管,這些設(shè)備雖然簡單,但運行是可靠的,在電力調(diào)度的管理歷史上發(fā)揮過很大的作用。
20世紀(jì)50~60年代,由于世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力系統(tǒng)規(guī)模迅速膨脹,大概增加到上千萬千瓦,單機(jī)容量也有了成倍的增加,區(qū)域聯(lián)網(wǎng)開始出現(xiàn),這些變化對電力系統(tǒng)自動化提出了新的要求,工程師們不得不在電站綜合自動化、電力調(diào)度以及配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定方面采取新的更有力的措施,模擬式調(diào)頻裝置和以離線計算為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)功率分配裝置開始為工程師所用,機(jī)、爐、電單元式集中控制開始出現(xiàn)。遠(yuǎn)動通信技術(shù)被廣泛采用,這個時期的遠(yuǎn)動技術(shù)主要以半導(dǎo)體器件為主,采用模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和脈沖編碼技術(shù)等與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的綜合遠(yuǎn)動設(shè)備,調(diào)制解調(diào)器以調(diào)頻制為主。
20世紀(jì)70~80年代,以計算機(jī)為主體的電網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)開始出現(xiàn)。1978年8月我國第一個全國產(chǎn)化的電網(wǎng)計算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)在東北電網(wǎng)投入運行,取得了良好的效果,其他一些電網(wǎng)也相繼開展了計算機(jī)電網(wǎng)監(jiān)視工作,這個時期,大型火力發(fā)電機(jī)組開始采用實時安全監(jiān)控和閉環(huán)自動起停全過程控制。在水力發(fā)電站,計算機(jī)實時監(jiān)控也開始應(yīng)用在大壩監(jiān)測、水庫調(diào)度和電廠綜合自動化方面,微型計算機(jī)開始使用在各種自動調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置中。而由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,遠(yuǎn)動系統(tǒng)可以由微型計算機(jī)構(gòu)成,其主要特點是在主站端行程前置接收、處理遠(yuǎn)動信息,可以接收多個遠(yuǎn)方站的信息,并可以向上級發(fā)送信息和驅(qū)動模擬盤,應(yīng)該被稱為網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)動裝置。
20世紀(jì)80年代以后,電力系統(tǒng)自動化開始步入高速發(fā)展時期,常被稱為信息密集型階段。分散控制系統(tǒng)開始廣泛應(yīng)用,常規(guī)儀表和手操設(shè)備已基本取消,許多電廠的自動控制系統(tǒng)的投入比例已接近100%。;遠(yuǎn)動技術(shù)也有了里程碑式發(fā)展,遠(yuǎn)動裝置開始從單CPU向多CPU方向轉(zhuǎn)變,交流采樣的遠(yuǎn)程終端也得到了普遍的推廣和應(yīng)用。
綜合來看,近30年來,隨著電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電力系統(tǒng)已經(jīng)成為一個由多種專業(yè)和技術(shù)支撐起來的龐大綜合體,其中主要包括計算機(jī)、通信、控制和電力裝備及電力電子,簡稱為“CCCP”。在這個框架基礎(chǔ)之上,電力系統(tǒng)自動化監(jiān)測、處理、傳輸和控制的信息越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,其內(nèi)涵和外延都在不斷深入和擴(kuò)展。
4.電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢
通過電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展歷程可以看出,電力系統(tǒng)這張網(wǎng)正在向超大規(guī)模發(fā)展,并且不斷實現(xiàn)互聯(lián)。區(qū)域互聯(lián)后,電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行也將提出更高的要求。
具體來講,以下幾個方面的發(fā)展趨勢比較值得關(guān)注:
在電網(wǎng)調(diào)度自動化方面,將不斷深化整個系統(tǒng)的彼此融合,信息的測控和共享,提高效率,促進(jìn)電力調(diào)度系統(tǒng)的信息化和現(xiàn)代化;在電站自動化方面,將逐步擴(kuò)大DCS的應(yīng)用范圍并增強(qiáng)DCS的功能,大范圍使用現(xiàn)場總線技術(shù),加強(qiáng)電站監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、全面化以及自動化;在配電自動化方面,將綜合考慮配電網(wǎng)的監(jiān)控、保護(hù)、遠(yuǎn)動和管理等工作,實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動監(jiān)視、控制與管理。
從宏觀上來說,電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于以下幾個方面:
由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展;由單個元件或區(qū)域向全系統(tǒng)發(fā)展;由單一功能向多功能、一體化發(fā)展;裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展;追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展[2];除了要求提高運行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和效率,還追求管理、服務(wù)的自動化擴(kuò)展。
縱觀全球社會經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展趨勢,不難看出,智能化將是電力系統(tǒng)自動化發(fā)展一個重要的方向,智能電網(wǎng)是我們追求的一個遠(yuǎn)大目標(biāo),當(dāng)然,它是一個綜合概念,雖然現(xiàn)代高度自動化的電力系統(tǒng)中已經(jīng)多少有一些智能化成分,但離智能電網(wǎng)還有很大的差距。所謂智能電網(wǎng),就是電網(wǎng)的智能化,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上,通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用,實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo),其主要特征包括自愈、激勵、兼容、優(yōu)化、互動、集成及抵御攻擊等,能提供用戶需求的高質(zhì)量電能,容許各種不同發(fā)電形式的接入,啟動電力市場和資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。具體來講,未來的智能電網(wǎng)將可以給我們的生活帶來巨大的變化,如可以通過自動關(guān)閉家庭、辦公室和工廠中指定的設(shè)備,降低高峰電力;通過隔離電網(wǎng)中的干擾因素,降低停電風(fēng)險;也可以鼓勵廠商生產(chǎn)智能設(shè)備,降低資源消耗。
說到智能電網(wǎng),就不能不提電力系統(tǒng)自動化發(fā)展過程中一個里程碑式的技術(shù)—柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù),它已在電能的生產(chǎn)、傳輸和分配的各個環(huán)節(jié)中都得到了應(yīng)用。所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù),就是在輸電系統(tǒng)的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進(jìn)行調(diào)整控制,使輸電更加可靠、可控和節(jié)能,能大大提高壓輸電的效率,改善電能質(zhì)量。柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)這個概念是美國電力系統(tǒng)專家N.G.Hingorani在1986年正式提出的,之后得到了世界各國電力部門的高度重視,它實際上指出了如何利用現(xiàn)有的電力系統(tǒng)資源,維持和改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定方法。
智能電網(wǎng)的目標(biāo)是在特高壓電網(wǎng)為骨干電網(wǎng)架、各種網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)之,集成應(yīng)用新的技術(shù)、材料和工藝,實現(xiàn)勘測數(shù)字化、設(shè)計模塊化、運行狀態(tài)化、信息標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化。輸電線路的智能化是智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)之一,實現(xiàn)智能輸電,需廣泛采用柔流輸電技術(shù),以提高輸電電路的輸送功率和電壓,增強(qiáng)潮流控制的靈活性,因此,F(xiàn)ACTS技術(shù)在智能電網(wǎng)的實現(xiàn)中的作用是至關(guān)重要的,將能解決智能電網(wǎng)技術(shù)層面仍然存在的無功儲能不足、大電網(wǎng)運行控制薄弱等問題。另外,隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),將來智能電網(wǎng)也需要考慮新能源的接入和分布式能源的隔離等技術(shù),而FACTS技術(shù)是新能源、清潔能源等大規(guī)模接入電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。FACTS技術(shù)將電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)電力半導(dǎo)體開關(guān)的全面控制,通過對電力系統(tǒng)參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)監(jiān)控,可有效降低負(fù)荷電路的潮流和系統(tǒng)的損耗,提高系統(tǒng)的傳輸能力,保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。
在科學(xué)技術(shù)日新月異的當(dāng)今,我們也驚喜的看到,很多新技術(shù)也都有希望應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展當(dāng)中來,工程師們都在默默的努力探索中,如遠(yuǎn)動控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、大屏幕技術(shù)、軟交換技術(shù)、以及用戶電力技術(shù)等。近代計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、電力電子技術(shù)及信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,使得電力系統(tǒng)自動化面臨著空前的變革。我們有理由相信,在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)之上,電力系統(tǒng)自動化必將高速發(fā)展,智能電網(wǎng)將是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢,未來展現(xiàn)在我們面前的必然會是一個能抵御多種自然災(zāi)害、穩(wěn)定、靈活兼容以及經(jīng)濟(jì)高效的智能電力系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
[1]賈云得.機(jī)器視覺[M].北京:科學(xué)出版社,2000.
[2]陳顯治.現(xiàn)代通訊技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社, 2001.
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