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1.智能電網技術概述
智能電網(Smart Grid),就是電網的智能化,也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標,其主要特點包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。智能電網在技術上包含4個基本特征:信息化、數字化、自動化、互動化。其中:信息化是指實時和非實時信息的高度集成、共享和利用;數字化是指電網對象、結構及狀態的定量描述和各類信息的精確高效采集與傳輸;自動化是指電網控制策略的自動優選、運行狀態的自動監控和故障狀態的自動恢復等;互動化是指電源、電網和用戶資源的友好互動和協調運行。
2.國內外智能電網技術的研究現狀分析
由于不同國家的國情不同,所處的發展階段及資源分布的不同,因而各個國家的智能電網在內涵及發展的方向、重點等諸多方面有著顯而易見的區別。美國在智能電網建設中更加關注電力網絡基礎架構的升級更新,以提高電網運行水平和供電可靠性,同時最大限度利用信息技術,實現系統智能對人工的替代。其發展智能電網的重點在配電和用電側,注重推動可再生能源發展,注重商業模式的創新和用戶服務的提升。歐洲國家發展智能電網主要是促進并滿足風能、太陽能和生物質能等可再生能源快速發展的需要,把可再生能源、分布式電源接入及碳零排放等環保問題作為側重點。而日本構建智能電網則以新能源為主,日本將根據自身國情,主要圍繞大規模開發太陽能等新能源,確保電網系統穩定,構建智能電網。
目前,我國已經具備發展智能電網的條件,電網的發展已經發生深刻變化。通過智能電網建設,電力各領域已經發生飛躍和提升。我國智能電網的發展更多地關注智能輸電網領域,把特高壓電網的發展融入其中,保證電網的安全可靠和穩定,提升駕馭大電網安全運行的能力。另外,我國電網企業正在轉變電網發展方式,用戶的用電行為也在發生變化。以建設智能電網為抓手,能夠比較方便地建成滿足未來需要的下一代電力網絡。要實現電網智能化目標,有許多技術需要進行研究。其中輸電網中基于相量測量單元的廣域測量系統、柔流輸電和配電網中分布式發電、自動抄表、需求側管理等很多技術,在智能電網概念提出前就已經在研究,并且取得了不錯的成績。智能電網的發展,會讓這些技術提高到新的層次,并使研發工作更有用武之地。此外還要開發諸如儲能技術、先進的雙向式自動計量表計設施、風能和太陽能等可再生能源的接入技術、微電網等一系列新的技術。智能電網也需要不斷整合和集成企業資產管理和電網生產運行管理平臺,從而為電網規劃、建設、運行管理提供全方位的信息服務。國家電網公司建設的SG186工程,為構建智能電網打下了基礎。
國家電網公司近日建成投產了110千伏四川北川和220千伏青島等7座智能變電站,這是中國在智能變電站核心技術研發、關鍵設備研制和產品制造等領域實現的重大突破,也是中國堅強智能電網建設實現的重大突破。這一突破使我國占據了智能變電站技術的國際領先地位,成為世界智能變電站技術的引領者。
2009年5月,在北京召開的“2009特高壓輸電技術國際會議”上,國家電網公司正式了“堅強智能電網”發展戰略。2009年8月,國家電網公司啟動了智能化規劃編制、標準體系研究與制定、研究檢測中心建設、重大專項研究和試點工程等一系列工作。堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎,以通信信息平臺為支撐,具有信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度體化融合的現代電網。“堅強”與“智能”是現代電網的兩個基本發展要求。“堅強”是基礎“,智能”是關鍵。強調堅強網架與電網智能化的高度融合是以整體性、系統性的方法來客觀描述現代電網發展的基本特。電網的“堅強”與“智能”本身也相互交叉,不可拆分。堅強智能電網是堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放和友好互動的電網。堅強可靠,指具有堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應;經濟高效,指提高電網運行和輸送效率,降低運營成本,促進能源資源和電力資產的高效利用;清潔環保,指促進清潔能源發展與利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清潔電能在終端能源消費中的比重;透明開放,指電網、電源和用戶的信息透明共享,電網無歧視開放;友好互動,指實現電網運行方式的靈活調整,友好兼容各類電源和用戶接人,促進發電企業和用戶主動參與電網運行調節。堅強智能電網的總體發展目標是:建成以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以信息化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的現代電網。
3.我國智能電網技術的發展趨勢
智能電網已被國際上眾多國家所認可,都在基于不同的國情、出發點和認知程度,對其發展和實施內容上各具特色。我國的智能電網又該如何發展呢?
中國的智能電網發展,應在博采眾家之長的基礎上,遵循中國特色進行規劃實施。既要立足于目前處于發展期的現實,又要兼顧未來成熟期的前景。要積極推動堅強的智能化電網的研究和建設。
雖然各國對智能電網的認識和理解并不統一,但利用現代信息技術、控制技術實現電網的智能化已成為普遍的共識。我們要密切跟蹤這一趨勢,從中國國情和實際出發,在充分調研國際、國內智能電網研究和發展現狀的基礎上,統籌特高壓電網發展和信息化企業、數字化電網建設等工作,按照安全可靠、清潔高效、自愈可調的要求,盡快研究提出以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的智能電網目標框架和技術路線,積極推進相關工作,加快構建國際領先、自主創新、中國特色的智能電網。
2010年“加強智能電網建設”被寫入政府工作報告之后,2011年又被納入國家國民經濟和社會發展“十二五”規劃綱要,這表明智能電網已作為國家戰略推進實施。多個省市將智能電網作為重要發展內容,依靠國家力量全面建設智能電網的在經過多年的電網發展積累和近兩年來的智能電網創新實踐的基礎上,我國智能電網將進入快速發展軌道,前景十分值得期待。
2011年我國堅強智能電網進入全面建設階段,將在示范工程、電動汽車充換電設施、新能源接納、居民智能用電等方面大力推進。“十二五”期間,國家電網也將投資5000億元,建成連接大型能源基地與主要負荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網架和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智能電網。國家電網制定的《堅強智能電網技術標準體系規劃》,明確了堅強智能電網發展技術標準路線圖,是世界上首個用于引導智能電網技術發展的綱領性標準。可以看出我國大力發展堅強智能電網的信心與決心,同時也在政策、技術、標準、研發等方面全方位多角度大力支持,中國的堅強智能電網發展必將迎來嶄新的一頁,引領世界電力系統的發展。
4.結語
從發展的角度看,智能電網還是一個新生事物,全球的智能電網也還處于發展的初期,還在逐步完善和豐富的過程中,其發展也將面臨一系列問題的挑戰。智能電網不僅在于推動我國經濟、能源、氣候等領域的發展,還將體現在建設以特高壓為骨干網架的堅強電網和清潔能源的開發利用等諸多方面。我們有理由相信智能電網的發展必將推動電力系統的升級變革,同時也為世界能源、環境的發展產生深刻的影響,為人類生活質量的提高產生積極的作用。
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關鍵詞:智能電網;用電信息采集系統;電網標準體系
中圖分類號:TM411 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2011)36-0141-02
為了節能減排,最大限度的開發電網系統的能源效率,實現可持續發展,智能電網應運而生。包括美國、歐洲、日本、中國等各個國家都在積極開展智能電網的研究。目前,世界各國對智能電網的發展方向還沒有達成一致意見。我國的智能電網研究和實踐正處于起步階段,還需要解決很多技術問題,應該結合我國電網國情,吸取歐美等國家先進技術、經驗,建設符合我國國情的智能電網。本文根據我國國情以及各個地區電網的發展狀況,概述了我國智能電網在建設中的問題以及解決措施,分析了其未來發展趨勢,為我國智能電網的研究提供借鑒。
一、智能電網概述
智能電網是為了建設節能環保、穩定高效的現代化電網,有機融合信息、數字等多種前沿技術的輸配電系統。一般來說,智能電網的具有自愈、互動、可靠、兼容等特征。
(一)智能電網的自愈性
智能電網的自愈是指在很少或不用人工干預的情況下把電網中有問題的元件從系統中迅速地隔離出來,使供電系統恢復到正常運行狀態,從而確保電網能不間斷地向用戶供電的功能。此舉可避免大面積的斷電,提高了系統的穩定性和優質性。
(二)智能電網的互動性
在智能電網中,電力系統和批發零售電力市場實現穩定連接,實現了系統和客戶的智能互動。用戶根據其電力需求和電力系統供電能力來調整電力消費,從而使電網更加地安全運行,讓客戶能積極參與到電力系統的運行管理中來。
(三)智能電網的可靠性
智能電網能夠更好地識別人為和自然發生的干擾,并對其迅速地做出反應,保證人身、設備和電網系統的安全,盡量減小干擾造成的影響,最大限度的恢復快速供電。
(四)智能電網的兼容性
智能電網允許不同類型的發電和儲能系統接入,滿足電力與自然環境、社會經濟和諧發展的要求。
二、運行中的問題及解決措施探討
2007年,華東電網率先開展了我國智能電網的研究。2009年5月,在“2009年特高壓輸電技術國際會議”上,中國國家電網公司首次向社會公布了我國智能電網的發展計劃。但由于我國資源分布不均衡,電力基礎設施相對薄弱等因素的影響,我國智能電網的研究、實踐晚于歐美國家,目前還處于初級階段,在實踐中存在以下問題:
(一)存在的問題
1.目前,對于智能電網缺乏完整準確的定義,沒有統一標準,并且對智能電網的目的和發展方向模糊不清。
2.根據我國目前電網實踐的科學和技術水平,以及智能電網的特點,要實現真正的智能電網,還有很多關鍵技術的研究沒有得到解決。
3.按智能電網的特征,其對產品和設備的要求更高,不僅要求一次設備和二次設備的智能化,而且要能夠在智能電網的發展中有自己的知識產權。
4.由于多年來“重發輕供”影響,配電網的骨架不夠堅強,網架結構比較薄弱。另外,配網一次設備的需求仍然保持旺盛,其自動化水平很低,配電網新技術應用還有待提高。
5.目前我國用電的營銷模式主要靠人工,相對來說比較落后,電網和用戶之間的互動比較少,并且分布式電源的接入還沒有得到解決,電網通信安全、監管、商業化應用、成本回收等風險較大。
6.傳統的配電網只適用于單向潮流,難以適用于雙向潮流,面臨難以預測和控制等一系列問題。
7.我國變電站在智能化發展方面已經比較領先。變電站自動化技術的發展,為智能化改造打下了很好的基礎。雖然二次設備智能化水平得到了提高,但一次設備的智能化水平還很低,完全達不到智能化變電站的要求;另外,信息共享程度在不同的變電站之間和不同級別的變電站之間比較低。
8.我國具備領先的調度系統,但是還不能滿足大能源經濟的建設以及特高壓電網的要求,主要體現在電網的安全分析、控制手段方面,對于新能源的分析預測能力方面,最后還是調度通信網絡不夠健全。
9.我國電力能源具有電源和負荷相對距離比較遠的特點(水力發電主要分布在西南地區和西北地區,而電力消耗主要用戶負荷主要分布在靠東部的沿海地區),所以需要采用大容量高電壓的輸電。高電壓的輸電要求輸電電壓等級不斷提高,輸送容量不斷增加。隨著輸電電壓等級和容量的提高,它對輸電線路的要求有所改變,包括在輸電的潮流控制等方面。
(二)應對措施
1.制定智能電網標準體系。
2.提高在線檢測檢修輸電線路的技術水平;輸電線路采用大截面導線、新材料、新技術;采用柔性輸電技術。
3.智能變電站安裝先進的自動化裝置,同時和電力調度互動。另外,建設及時準確的信息采集系統,制定比較先進的裝備標準規范,提高包括一次設備在內的設備智能化。對于一次設備智能化低的方案有:制造一些智能化的一次設備;對于現有的設備來說可能給它們配備一些智能終端,實現一次設備的智能化。
4.加強配電網的網架結構建設;提高自動化水平;支持分布式電源和微網的接入。
5.加強用電信息采集系統的建設,這對于智能電表方面需求比較大;另外加強電動汽車充電站的建設。
6.不斷提高新能源介入和調控能力,加強在電力通信網絡和調度數據網建設方面的研究。
7.在未來智能電網發展方面,應該考慮提高電場的自動化與控制水平,發展儲能技術和變頻逆變技術。風電接入電網技術現在還不是很成熟,通過變頻電技術接入電網是未來可靠的方式;因為抽水蓄能電站技術比較成熟,容量相對來說比較大,所以采用抽水蓄能電量為代表的儲能裝置調節大電源的調峰能力。
8.加強知識產權保護與合作。
三、未來發展趨勢
智能電網已經被國際上諸多國家所認可,基于不同的國情、不同的側重點,其發展研究的內容各具特色。中國的智能電網發展,應在以歐美先進國家的技術和經驗的基礎上,遵循我國特色進行規劃,積極推動堅強的智能化電網的研究和建設。經過多年的電網發展積累和近兩年的智能電網的研究實踐,國家已經將智能電網納入國家戰略并推進實施。2011年,政府將“加快智能電網建設”寫入政府工作報告,然后又納入國家國民經濟和社會發展“十二五”規劃綱要。我國智能電網將進入快速發展階段,前景值得期待。
國家電網制定的《堅強智能電網技術標準體系規劃》,明確了堅強智能電網發展技術標準路線圖。2011年,我國將大力推進示范工程、新能源建設、電動汽車充換電設施、居民智能用電等方面的建設,堅強智能電網進入全面建設階段。國家也將投資5000億元初步建成世界一流的堅強智能電網,包括特高壓骨干網架、大型能源基地和長距離支流輸電工程。我國宏觀戰略表明了大力發展智能電網的信心與決心,同時也在技術、標準、政策方面提供了大力的支持,我國智能電網的發展必將進入一個嶄新的階段。
四、結論
從社會發展的長遠趨勢來看,智能電網是技術和經濟發展的必然結果。首先發展智能電網是提高系統安全可靠性的內在要求;其次,發展智能電網是保護環境,實現可持續發展的需要;最后,發展智能電網是提高電力企業經濟效益的需要,能夠使市場經濟充分發展,電力企業實現利潤最大化。
目前,我國的智能電網建設還處于初級階段,在建設過程中還需要解決諸多問題。在新型能源接入、特高壓輸電、數字化電網與數字化變電站、大電網運行控制、電網環保與節能等方面的研究還需加強。在國家宏觀戰略引導下,相信智能電網的應用會越來越廣泛,為建設資源節約型和環境友好型的小康社會做出貢獻。
參考文獻
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【關鍵詞】 智能電網 新技術 信息化 發展
隨著我國經濟發展,工業化的推進,生活水平的改善,人們對電力資源的需求日益高漲。但是資源終歸有限,我國電力形勢也顯得日益嚴峻,人們對智能電網的關注程度越來越高。實現電網的智能化運作,提高電力資源的利用效率就成了當前我國電力行業的基本要求。隨著信息技術以及自動控制技術的發展,智能電網的概念也呼之欲出。智能電網能夠有效提升工作效率,對節省電力資源,實現電力系統的智能化運作具有重要意義。
1 智能電網概述
智能電網是建立在集成的通信網絡的基礎上的,它主要是通過利用傳感器,測量技術以及自動控制技術對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控,從而實現電網的安全,可靠,高效運行。智能電網本身具有能耗少,安全性高,穩定性強,電力資源利用率高的優點。智能電網是電力技術進一步發展的產物,因而也可以稱之為第二代電網。
由此可知,智能電網有如下幾個特點:
(1)自愈和自適應。能夠及時發現、快速診斷和消除故障隱患,并且能夠在盡量少的人工干預下,快速隔離故障、自我恢復;(2)保證電網安全穩定和可靠運行;(3)使用雙向信息流,實現發電與用電的互動,從而可以進行發電與用電的綜合調度;(4)設備利用率得到提高;(5)間歇式可再生能源的接入。
2 智能電網與傳統電網的差異
傳統電網是一個剛性系統,電源的接入與撤出、電功率的傳輸等都缺乏彈性,調控性能差;垂直的多級控制機制反應遲緩,無法構建實時、可配置、可重組的系統;系統自愈、自恢復能力完全依賴于實體冗余;對客戶的服務簡單、信息單向;系統內部存在多個信息孤島,缺乏信息共享。,所以傳統電網不能構成一個實時的有機統一整體,所以整個電網的智能化程度較低。
與傳統電網相比,智能電網將進一步拓展對電網全景信息的獲取能力,整合系統各種實時生產和運營信息,通過加強對電網業務流實時動態的分析、診斷和優化,為電網運行和管理人員提供更為全面、完整和精細的電網運營狀態圖,并給出相應的輔助決策支持,以及控制實施方案和應對預案,最大程度地實現更為精細、準確、及時、績優的電網運行和管理。另外智能電網將進一步優化各級電網控制,構建結構扁平化、功能模塊化、系統組態化的柔性體系架構,通過集中與分散相結合,靈活變換網絡結構、智能重組系統架構、最佳配置系統效能、優化電網服務質量,實現與傳統電網截然不同的電網構成理念和體系。
同時在能源上,智能電網也在傳統電網的基礎上進行了優化,用戶側能源開始精細化管理,分布式能源(風能,太陽能)更普遍的運用。
3 智能電網的發展趨勢
總的來說,智能電網還是處于研究階段,尚還不能投入到電網運營中去。接下來就來詳細探討智能電網的發展趨勢。針對智能電網的發展趨勢的研究,現在從智能電網的決策系統,系統集成,監控方式三個角度來分析。
3.1 決策系統
未來對決策系統的要求必然是要高效可靠。快速仿真決策技術就是基于事件響應研究出來的,在實際應用中將明顯優于傳統的靜態安全分析系統。快速仿真決策系統,它能夠通過為智能電網提供數學支持,從而使電網對各種故障及早預判,及早發現,及早處理。
對于智能電網的決策系統還要基于知識共享系統,通過互聯網,將大數據傳到云端供各地系統共同使用。在未來的智能電網中,電力網絡系統中的信息將以幾何級的數量增長,信息之間的關聯度也將越來越緊密。要想實現及時高效的決策就必須要綜合這些信息。廣域,多層次的知識資源共享系統的建立就顯得非常重要。基于知識的智能電網決策系統,能夠實現對資源的高效利用。
3.2 系統集成
智能電網在系統集成方面表現出分布式,分布式系統集成主要包括分布式發電,分布式儲能,需求響應等三部分。在未來的分布式發電系統中既可以接入配電系統,也可以不接入,即發電機同時也可以自行運行。這就對集成技術有了更高的要求,是日后研究的重要課題之一。其中的研究難點是對DG的接入,這需要引起我們高度重視。
需求響應也是未來智能電網要發展的重要方向。用戶對電能有不同的需求,針對需求響應,智能電網要實現在正常,緊急與恢復狀態下的協調運行,這也進一步提高了設備的利用效率。
3.3 監控方式
從監控方式的角度來進行分析。當前的監視控制方式是各母線上相對獨立的控制,僅僅是針對部分環節上的變動進行監測然后合理控制。隨著電力形勢的日益復雜,過去技術的局限性也越來越明顯,新的監控技術就應運而生。在今后的發展過程中我們主要是要采用MAS形式的監控系統。MAS監控系統與傳統的監控方式相比更具有伸縮性,遺留系統之間的關聯度也有所增強。當前MAS系統在人工智能領域得到了深入研究 ,相信在今后的發展中MAS監控方式將得到有效利用。
4 民營企業如何把握智能電網所帶來的機遇
智能電網雖然主題是“電網”,但實際上是一個非常綜合的領域,是通信、材料、控制、計算機等相關的前沿技術與電網技術的融合和統一。對于一次側和二次側的純電力設備,已經被國內外大型企業占領,而且技術含量和穩定性要求都很高。而在電力通訊領域和信息化建設方面,這些企業的研究能力相對弱一些,給了新興企業突破口。同時通信和信息技術作為智能電網發展的重要技術支撐部分,以后有很大的發展潛力。
可再生能源的開發,例如水電,風電,太陽能,也是國家大力扶持的項目,但由于資金門檻高,要在此突破還是有難度。目前在分布式發電的研究上,主要問題是缺乏有限的接入方式和營運模式,也是在技術上的一個突破口。而需求側管理,是在智能電網建成后,對用戶上的負荷調度進行管理,更多地給用戶提供便利,從而獲取利益,這也將是一個很不錯的研究方向。
5 結語
就智能電網本身的前景來看,目前至少是電力領域內最熱門和前沿的問題,國家也在這方面投入了很多。考慮到電力畢竟是現代一切工業的基礎,所以在未來20年成為引領電力乃至整個工程界發展的母題,應該說問題不大。
參考文獻:
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關鍵詞:電網 故障監控系統 智能化 趨勢
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)02(b)-0028-01
1 引言
電力系統的安全穩定運行對于我國經濟的持續發展以及社會民生的安定具有十分重要的意義。隨著“十一五”期間1000kV特高壓電網的建成,我國的電網發展進入了一個新的進程,與此同時,電網的穩定性和安全性進入到了一個更高的戰略地位。然而在實際的電網運行中,由于環境氣候等客觀因素以及設備老化、運行人員疏忽等主觀因素的存在,電網故障時有發生,電網故障發生后如何盡快實現故障診斷、故障隔離以及供電恢復將直接關系到電網的穩定運行以及經濟損失的挽回,在此背景下,電網故障監控系統成為了當前電力領域的研究熱點之一。
隨著未來智能電網的高速發展,電網的運行將更加智能化,其中電網故障監控系統在對電網故障的診斷以及修復過程中也將更加智能化。所以智能電網故障監控系統是電網故障監控研究的一個發展趨勢。對此,本文進行詳細論述。
2 電網故障監控系統概述
電網故障監控系統的主要功能是根據電網中配置的各級保護設備所發出的預警信號、電流和電壓值的特征信號以及斷路器的開關狀態變化情況等進行綜合分析,根據運行人員的經驗和保護設備的動作情況來判斷電網中故障發生的位置以及類型,以便于進一步進行處理。當前電網中配置的電網故障監控系統根據在處理故障事故中的作用和職能的不同,主要分為三種,敘述如下。
靜態安全監視和控制系統(SCADA)。該系統出現于20世紀70年代,截至到目前發展已經相對成熟。該系統主要功能在于根據一定的采樣周期(時間間隔)對電網的實時狀態進行數據采集,例如電流、電壓、有功和無功潮流等,還包括斷路器和隔離開關的動作狀態,然后將相關信息送至調度中心進行處理。該系統所反映出的信息是某一時刻電網實時的狀態信息,屬于斷面信息。
動態安全監視和控制系統(又可稱之為廣域測量系統,縮寫為WAMS)。這類系統主要是通過一個基于GPS技術的同步向量測量裝置來對電網數據進行采集,該設備可利用GPS(全球定位系統)實現對電網中電壓、電流以及相角等動態量的實時監控,為電網的穩定運行提供相應的監控數據。相對于靜態安全監控系統來說,該系統提供的數據是連續的、實時的,可以看出電網狀態的變化過程,對于監控電網動態過程十分有利。
電網故障信息系統。該系統主要根據廠站端保護設備的動作信息、開關量信息以及故障錄波器所記錄的電網模擬量數據信息等實現對電網的安全監控,該系統在采集到上述數據信息后,對數據進行匯集、分類和轉換,然后通過電力通信網,將上述數據信息傳送到調度中心,在電力系統調度中心里,主站系統將對上述信息進行綜合分析,從而了解電網的運行狀態。
3 電網故障監控系統智能化發展趨勢
傳統電網中的數據采集方式都是基于客戶端/服務器(C/S)結構,即發生信號裝置通過電力通信網絡與IP固定的主機相連,采集到的數據信號被發出后,多次經由路由器轉發,最終達到主機。在轉發過程中,常會有延遲和數據丟失發生,所以信號發生裝置在向中心主機傳送數據的通道是不可靠的。此外,對于一些復雜的故障,各個調度中心在故障處理過程中相互訪問的時間也是一個不得不考慮的因素。鑒于上述缺陷,傳統的電網故障監控系統存在諸多問題,而目前已經出現了一些新型的智能化的電網故障監控系統架構,介紹如下。
3.1 基于網格的智能電網監控系統
這種電網故障監控系統主要基于了一種網格技術,“網格”的功能可簡述為在動態跨機構的虛擬組織中協調資源共享和協同解決問題,根據此定義不難分析,基于網格技術的智能電網故障監控系統與傳統的系統相比較,主要在于各級調度中心之間在對計算能力、硬件資源以及數據信息等進行配合協調時將更加方便隨意,共享性大大提高,從而實現對整個電網中數據的獲取與協調。使得監控系統在對故障的診斷和隔離過程中反應更加迅速,極大的提高了監控系統的智能化和自動化水平。
3.2 基于云計算電網信息平臺的智能電網故障監控系統
該類電網故障監控系統主要是基于了云計算的電網信息處理平臺,而這個平臺的核心技術便是采用了云計算技術,云計算技術即通過虛擬化技術將本應由本地計算機處理的計算分布在了不同地區的分布式計算機上,從而大大的降低了本地計算機的負擔并且提高了數據處理的效率,不難看出,與基于網格的監控系統一樣,該類電網故障監控系統同樣在數據處理上遠遠快于傳統的電網故障監控系統,從而提高了其智能化水平。
4 結語
電網運行的穩定性和安全性關乎國家的經濟發展和社會民生的安定,而目前由于主觀或客觀因素的影響,電網故障的發生在所難免,所以對電網進行有效的智能化故障監控十分必要。未來智能電網的發展將極大的促進電網運行的智能化和自動化,其中電網故障監控系統也將逐漸呈現出智能化的發展趨勢,在智能電網故障監控系統下,電網將快速的實現故障診斷、故障隔離和電網恢復,使得電網運行更加安全穩定,盡可能的減少了經濟損失。
參考文獻
[1] 王磊.電網故障診斷方法及其系統架構研究[J].山東大學博士學位論文,2013.
【關鍵詞】智能化變電站 運行維護技術 發展趨勢
變電站是國家電網的重要組成部分,隨著國家對變電站安全運行要求的日益提高,加強變電站運行維護技術的發展就成了當前智能化變電站遇到的一個普遍性問題。當前智能化變電站的運行維護技術還存在一定程度上的欠缺,加強對其
技術的發展趨勢研究,對國家電網具有重要意義。
1 智能化變電站的技術特點分析
智能化變電站的結構框架主要包括運行管理框架、設備管理框架、信息體系框架這三個部分。智能化變電站運行管理的基本框架主要包括調度層、變電站層和設備層這三種,在運行過程中,變電站的電氣設備會形成智能處理核心,在電網形成操作策略后,調度層的調度臺會對智能電網發出具體的調度運行的指令,處理核心接收到調度指令后,會將指令分解成獨立的操作步驟,在得到調度確認后,再進行具體的操作。在這個過程中,調度人員的任務就是將操作指令發給智能化變電站。智能化變電站的設備管理框架主要包括營理層和智能變電站兩部分,其中設備管理方面是運行方式的基礎。設備管理中心對設備運行狀態進行數據采集后,能完成對輔助決策、動態監測和風險預測這三方面的建模,然后變電設備的各處理模塊會自動形成建議,通過審核后就會形成最終的管理建議。管理中心會根據各部門實際需要將這些建議信息提供給需要它的部門和單位。智能化變電站的信息體系框架主要包括設備管理中心和信息工作站這兩部分。設備管理中心是用于處理智能變電站事項的一個平臺;信息工作站的運行關系到整個變電站的智能化操作,它通過對站內外的信息進行加工,能形成局部決策。運行管理框架、設備管理框架和信息體系框架這三方面技術的綜合使用,促進了變電站智能化操作的實現。
2 智能化變電站運行維護技術的發展趨勢
基于上文對智能化變電站技術特點的分析可以看出,智能化變電站在實際運行過程中其智能系統在運行過程中極具復雜性。加強對智能化變電站的運行維護,就必須在綜合分析變電站技術的基礎上,實現對智能化變電站、一次設備和二次設備的具體維護。具體來講,智能化變電站運行維護技術的發展趨勢主要表現在以下幾方面:
2.1 運行維護技術的智能化程度更高
當前智能化變電站在運行管理、設備管理和信息體系這三個框架內都基本實現了智能化發展,隨著科學技術的進一步發展,智能化變電站在結構應用方面的智能化程度將更高。光電式互感器機電一體化設備以及智能開關等技術的應用和發展,能在很大程度上促進變電站智能化的發展。變電站智能化技術的發展也會在很大程度上推動運行維修技術上的智能化發展。屆時,當信息體系框架的運行設備檢測到運行障礙和運行事故存在時,智能化運行維護技術將在最短時間內檢測到變電站存在的問題,并根據具體的問題提示,制定出具體的解決方案。
這就要求變電站的運行維護人員要加強對新技術的應用,以此來促進運維技術智能化程度的增強,這也就在提高運維效率的同時,促進了變電站運行效率的提高。
2.2 運行維護技術的數字化程度加強
智能化變電站在運行過程中,其數字化技術的應用主要體現在變電站的信息體系框架能在分析變電站具體故障的情況下,通過計算機技術和具體的數學建模技術的應用,對故障產生的原因及故障解決措施進行數學建模,并將建好的數學模型傳輸給變電站設備管理的調度層,調度管理層通過對其維修意見進行審核,如果該建議符合設備維修的技術操作要求和標準,變電站的運行設備就會通過計算機技術的應用,進行自動化、數字化維修。具體來講,智能化變電站運行維修的數字化功能的實現,有賴于運行維護人員對計算機及相關的設備自動化技術的應用,在對智能化變電站常見故障和事故進行分析的基礎上,利用計算機程序進行建模,這樣就促進了智能化變電站運行維護技術的數字化發展。
2.3 運行維護技術的程序化程度加強
由于智能化變電站技術還存在很大的技術運行上的欠缺,所以在此基礎上進行的智能化運行維修技術也存在較大的程序性故障。當前的智能化變電站的程序化操作技術,大多還是基于IEC61850協議構建的程序化操作平臺。隨著計算機技術的不斷發展,這種傳統的運作方式已在很大程度上得到改變,例如,傳統的倒閘操作雖然已經實現了智能化,但由于計算機程序運行技術的發展還不能實現完全的程序化,所以在對操作票進行選擇、執行和校驗時,對人工還存在一定的依賴性。在今后的智能化變電站運行過程中,程序化操作的應用,將在很大程度上減少運行維修過程中對人工的依賴,這將不僅有利于維護技術效率的提高,還能在降低技術人員勞動強度的情況下,真正實現智能化變電站運維的程序化。
2.4 應用在線監測裝置,促進動態管理的實現
基于智能化變電站在國家電網中的重要地位和影響,加強對變電站的在線監測,實現動態管理也將成為變電站運行維護技術的一個發展趨勢。變電設備在運行過程中,一旦出現故障,就會產生相應的物理、電氣和化學上的漸進變化。在智能化變電站運行的過程中,通過對這些特性進行在線監測和實時的數據分析,能實現對運行事故的及早發現和控制。隨著技術的發展和在線監測裝置系統的日漸完善,智能化變電站將實現對智能化變電站連續或間斷性的在線監測。具體來講,在對不同類型的在線裝置進行維護時,必須綜合分析變電器的油色譜監測裝置、組合電器的微水裝置以及局部放電的監測裝置。
3 結束語
隨著計算機技術和變電站智能技術的發展,智能化變電站的運行維護技術將獲得更大的發展空間和前景,智能化、數字化、程序化和動態化將成為運行維護技術今后的發展趨勢。
參考文獻
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作者簡介
黃鑫晨(1985-)男,漢,江蘇南通人,南通供電公司,變電專責,本科學歷,電氣系統及其自動化方向。
關鍵詞:智能電度表 未來電網 節能環保
智能電度表作為一種新型的電表,與以往普通的電度表相比,最突出的特點便是其為全電子化的節能電度表,是科技進步的一種表現,代表著未來電網發展的趨勢――智能化與節能。
1、智能電度表的簡述
1.1 智能電度表的概述
智能電度表作為新型的電表,它具備傳統的普通電表的基本功能――用電量的計量功能之外,最主要的是它代表了未來電網的發展方向――節能型、智能型的電網。智能電度表是智能電網的智能終端,就中國而言,隨著國家電網智能化的建設與推進,智能電度表被大眾接受和使用將會迅速普及。智能電度表的工作原理是實施網絡供電或者銀行供電的形式,用電戶在電力公司創建的網絡頁面內的營業點進行繳費,當然需要用電戶開通網上繳費的業務。
1.2 智能電度表的主要功能
智能電度表完全是現代化的管理,省去了上門抄電表、收費等麻煩,一切都進入智能化、現代化的時代,并且其“先買電,再用電”的形式也避免了一些收費難的頑疾。智能電度表擁有以下主要功能:自動斷電,促使用電戶購電及時;網上繳費或者銀行繳費便利;一卡一表,防竊電;能耗低,環保節能和過壓保護功能等。
2、從智能電度表的節能環保到未來電網的發展方向
2.1 智能電度表的功能與未來電網節能環保的聯系
智能電度表作為一種新型的節能環保的電表,是促使未來電網向節能環保方向發展的重要推助力。從智能電度表的功能中我們也可以看出,未來電網的發展會以節能環保作為主要特點。
智能電度表較之以前的傳統電表最為主要的特點就是其智能化、節能化。智能化的表現是:第一,當購買的電量小于報警電量時,電表常常顯示剩余電量提醒用戶購電;第二,當表中購買的電量等于報警電量時,跳閘斷電一次,只要用電戶再次插入IC卡,便可恢復供電,作以提醒用電戶及時購買電量;第三,在電表內購買的電量用完時能自動斷電,督促用電戶及時購買電量。而節能化主要是未來電網的發展方向,其體現在:第一,智能電度表采用最新設計和SMT先進生產工藝,使得電量消耗低,有利于節能目的的實現;第二,通過網上繳費和銀行繳費的形式,減少了電網公司的人員壓力,不用上門查表,入戶收費,對于電網公司的人力資源的合理利用使得未來電網擁有環保和節能的特點。
2.2 未來電網的環保節能意識在其他方面的體現
現在社會電器的普遍應用使得用電量與用電范圍的擴大,從而也曾引發一系列的危險事件。隨著智能電度表的誕生,不僅使人們在用電方面得以安心,而且還引領了節能環保用電的新潮,伴隨著越來越多的人群的使用,在某種程度上也是為“綠色社會”、為環保節能作出了貢獻。但是,未來電網的節能環保特點不僅僅體現在智能電度表上,還通過很多方面來表現。
從我國來看,要建設高效安全、經濟環保的現代化電網結構,需要在全國范圍內進行能源的優化、整合,提升電網的供電能力,實現智能化的技術,拓展供電服務面,完成“以電代煤、以電代油”的模式,在生產、消費、運輸等各方面實現電能的替代,使得全面的節能化的實現。以電代煤、以電代油的模式是最直接的節能方式,本身煤、油資源就是不可再生資源,而現今的技術也不能將其全然利用,更嚴重的是使用煤、油還對于環境有所損害,對于電力資源代替煤、油資源是一項顯而易見的節能環保的方式。而拓展供電服務面,最接近生活的就是可以在城市中多設立電動車充電站點,既是方便了市民的出行,又是為環保節能做出貢獻。電動車在城市的普遍不僅可以緩解城市的交通壓力,更為重要的是可以減少機動車的尾氣排放對環境的污染。
不管是智能電度表的應用,還是其他電力方面的節能環保概念的融入,都是在指明未來電網的發展是朝著節能環保的方向前進的。未來電網以節能環保作為發展的指向標也有其原因:一方面是當今世界和社會發展現狀的現實要求;另一方面是結合了我國的國情出發,我國雖然是資源大國,但是資源人均占有量確實較少,為了實現我國經濟更好的發展、可持續的發展,我國的建設、發展都將是以節能環保標準和最終歸宿。并且電網的節能環保概念的普及,還可以緩解我國資源緊缺的問題,也可以在發展經濟的同時,兼顧環境的保護,形成的良好的環境又為發展提供了一個穩定的氛圍,這是一個良性循環。
3、普及智能電度表的意義
智能電度表的使用一方面減輕了電力行業送電的壓力,使得電網供電管理的優化,在某種程度上達到自愿的合理利用,便也可以視為節能、環保的作用;另一方面,對于老百姓來說,智能電度表是電表入戶,方便百姓查看用電的信息,更為方便的是交電費可以通過充值來實現,如今社會已經實現了足不出戶,網上繳費的可能,這一系列的進步都是方便了老百姓的生活。
對于未來電網的發展方向來說,智能電度表的普及使得人們節能環保意識的增強,這也就有利于電網在推動其他有利于環保,有利于實現“綠色社會”理念的產品的問世。智能電度表作為電網環保節能的有利措施,對于百姓將節能意識融入生活起到了重要的作用。
4、結語
本文通過對于智能電度表的簡單介紹,聯系到未來電網的發展趨勢――節能環保。節能環保,作為智能電度表較之普通電表的突出特點,也作為未來電網發展的方向,對于新型智能化的電表的普及和推廣帶來了許多便利,對于“綠色社會”的打造也起到了積極的作用與影響力。
參考文獻:
[1]周曉紅. 新型智能電表的發展現狀及趨勢[J]. 中國高新技術企業,2011,33.
[關鍵詞]電力調度 自動化 功能 發展趨勢
中圖分類號:O014 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)04-0035-01
一、電力調度自動化系統的發展及現狀
我國一直非常重視電力工業的發展,因為它不僅是國民經濟的基礎和命脈,而且影響著居民的日常生活。為了更好的對我們的電網進行監視和控制,目前國家已經把電力調度自動化系統來監測電網系統運行狀況,從而保證電網安全、經濟、優質運行。但是,由于我國地域面積大、整個電網規模大這一基本國情的限制,再加上國家經濟持續高速發展的壓力,國家對于電網調度的難度正變得越來越大。目前國內的電力調度分為國調、網調、省調、地調和縣調,隨著電子信息技術的普及和發展,以及電力系統各環節自動化設備的完善,電力調度自動化系統將會變得越來越智能化和專業化,這將意味著高級功能的應用為電力調度人員分析電網提供了可靠手段,同時這也對電力調度人員的專業技術和專業素質提出了更高的要求。
二、電力調度自動化系統的主要功能
要想熟練運用電力調度自動化系統,首先必須對其功能有一個清楚的了解,電力調度自動化系統的主要功能主要包括以下三個方面:
(一)系統運行監測與控制
電力系統監視與控制是電力調度自動化系統的基礎,在整個系統中起著至關重要的地位。電力調度自動化系統運行監測主要是完成對其運行情況的采集、分析、處理與顯示,它能夠自動檢測電力系統的異常情況,在預防事故的發生的同時進行相應的安保措施,并且通過顯示或報警等方式及時提醒管理人員。電力調度自動化系統的控制功能主要是利用系統自控系統和人機對話設備來操作與控制各種安保設備,保證其可靠性與安全性。
(二)電力系統科學調度
電力調度自動化系統是電力系統科學調度的有力保障,在具體的電力調度過程中一定要遵循科學和安全運行的原則,在滿足安全、電能質量和備用容量要求的前提下,在保證系統頻率質量的條件下,以低能耗、高效能為目標,以全系統的運行成本最低為原則,將系統的有功負荷分配到各可控的發電機組,實現精確調度,充分發揮調度的經濟效益,從而確保各在網用戶的正常用電需求。
(三)自動發電運行控制
對自動發電運行進行控制是電力調度自動化系統的一項重要工作,它主要是通過利用調度監控計算機、通信通道、遠程終端、發電分配裝置、發電機組自動化裝置等組成閉環控制系統,通過系統監測的數據信息,及用電的冗余情況,對發電運行進行監測、分析與控制,來實現對自動發電運行的控制,一方面減少能源浪費,保持了發電量與用電需求之間的平衡性,另一方面提高了電力生產效益。
三、電力調度自動化系統的發展趨勢
(一)系統的數字化和可視化
電力調度自動化系統的第一個發展趨勢就表現為系統的數字化和可視化,當今時代已經是信息化和數字化的時代,電力調度自動化系統的數字化包括信息數字化、通信數字化、決策數字化和管理數字化四個方面。數字化將會越來越多的運用于未來調度自動化系統之中,我們可以利用電網運行數據采集、處理、通信和信息綜合利用的框架簡歷分區、分層和分類的數字化電網調度體系,現代的電力調度系統可以通過遙視功能,把電網運行的數據以實物化,可視化圖形的方式呈現給調度員,從而借助計算機圖形顯示技術等技術手段把電力信息化、智能化和可視化變為現實。
(二)系統的智能化和標準化
電力調度自動化系統的第二個發展趨勢就表現為系統的智能化。智能調度技術是一種高級應用功能,它通過運用調度數據集成技術來整合并綜合利用電力系統的穩態、動態和暫態運行信息,從而實現電力調度自動化系統中的高級應用功能。電力調度自動化系統通過實現智能化,其最終目標就是要建立一個基于緊急控制一體化和廣域同步信息的網絡保護的新領域,以及電力系統元件保護和控制、區域穩定控制系統、緊急控制系統、解列控制系統和恢復控制系統等具有多道安全防線的綜合防御體系。
(三)系統的網格化與集成化
系統的網格化與集成化是電力調度自動化系統的另一個發展趨勢。系統的網格化可以有效解決解決電力系統超大規模電網的數據共享和計算分析問題,這一問題的解決主要是以網格技術為平臺,通過構建未來互聯大電網監控系統(廣域分布式EMS)來實現實現各級電網調度自動化系統和調度員培訓仿真系統,從而保證電網的安全穩定地運行和控制。而系統的集成化主要是綜合利用多尺度、多角度、寬范圍的電網信息和各系統內存在的各種數據來實現調度數據的整合和數據共享,其最終的目的就是要實現電網調度的智能化、現代化和信息化。
綜上所述,在電網發展速度加快,電子信息技術和計算機科學技術發展日新月異的今天,電力調度自動化系統是未來電網運行發展的大勢所趨,具有很高的實時性、安全性和可靠性,顯然它已經成為目前電網工作中的重要一部分,隨著電力調度自動化系統的不斷發展和日益完善,它必然會憑借自身的獨特優勢來有效維護和保障電網更加安全、可靠、經濟地運行。作為電力調度管理員,我們所要做的就是順應時展的趨勢和要求,不斷提高自身的業務素質和技術水平,從而為電力調度自動化系統的數字化和可視化、智能化和標準化、網格化與集成化做出自己的一份貢獻。
參考文獻
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關鍵詞:電網 智能 調度 發展趨勢
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(c)-0104-02
電網調度的自動化系統對電力系統的的更加合理、經濟的運行起著重要的作用。在過去40多年的智能化系統發展過程中。電網調度自動化系統已經從以往的硬件專用型轉向了通用型方向發展,從系統結構集中式向分布式方向發展。如今,電網調控配一體化的建設工作已經是內蒙古電力有限責任公司十二五期間作為提升對電網駕馭能力的一項重要舉措,鄂爾多斯電業局正在加緊建設電網調控配的一體化設施,大力開展調控配一體化的試運行,下一步,隨著鄂爾多斯電業局配網自動化系統建設的不斷成熟與逐漸完善,內蒙古電力公司調控配一體化建設將會更加全面的推行。
1 電網調度的發展歷史及現狀
1.1 電網調度發展歷史
作為電網調度而言,從進入“十一五規劃”的第四個五年規劃時,隨著我國經濟的快速發展,使得本身已就處于電力供應緊張局面下的一些電網的供電形勢顯得更為嚴峻,對電網供電系統造成了嚴重的威脅,為了適應經濟發展需求,保證用戶的用電需求,到了第五個五年規劃后期,一些相對發達的地區在電網調度部門上裝備了電網調度自動化系統,隨著系統的優勢發揮,電網運行效果取得了初步成果,在一定程度上解決了這一難題。而到了第六個五年計劃年代末,原水電部農電司從調度自動化工作的無序發展中逐步認識到,如果不對電網調度自動化工作進行必要的規劃以及相關指導,將會造成更加嚴重的損失。為此,相關部門帶頭,會同調度通信局、電力科學研究院、電力規劃院等相關部門機構于組成了調查組,對一些省的調度通信、自動化產品進行了實地調查,并提出了要對電網調度自動化的規劃進行完善,起草縣級調度自動化系統實用化的要求,以及加強了對現有電網調度自動化工作的指導導和對調通信與自動化產品相關開發、研制部門、生產廠家提出合理建議。原水電部農電司并先后了一系列文件,使調度自動化工作逐步走上了正規化的道路。
1.2 電網調度的現狀
現今國家電網的調度是代表國家電力公司對電網進行調度,并且對所控制的調度范圍內的電廠、跨大區電網的聯絡線及有關電網等進行實時調度的權利是直接的。在此基礎上,在跨省電網以及獨力省電網上設有多級調度機構。這種層級管理機制的設置既是我國電網調度經過多年實踐的科學總結,也與國際電網調度的調查結果吻合,但是我國現在的電網調度制度仍舊面臨許多難題,這其中最突出的就是法制觀念相對淡薄。為此,我國制定了相關的法律法規在一定程度上緩解了這一現狀。
2 調度自動化系統的發展
調度自動化系統的發展是適應電網調度的需要而產生的,新一代調度自動化系統在現有技術的基礎上,還應該發展如數字化、標準化、智能化等多種新技術來完善電網調度自動化這一環節。
數字化的本質就是對電力調度的所有信息進行量化統計,以數字量的形式進行科學管理,者也是是未來一段時間內電網智能發展的主流方向,主要針對電網中心的內部調度系統之間的不同數據、功能的分享和協調。快速、安全的電網環境以及實施有效、精確的電網運行信息是數字化電網監控的重要元素。我們應實施數字調度,達到數據穩定、能夠緊急控制局勢,以此達到安全、經濟、快捷方便的管理目標。
標準化就是遵循及制定新標準兩個方面的含義。這其中需要注意的是我們不應以遵循標準為目的,遵循標準只是一種手段,要想在標準化上實現真正意義上開放只有遵循標準才能實現其目標。目前在國家電網調度中心的領導與組織下,國內廠家均對這些標準給予了高度的重視。隨著對這些標準的深入研究與理解、不斷的實際應用及實驗操作的不斷深入,相信自動控制的標準化會在不久的將來實現
雖然這樣,想要達到標準化也不是一項簡單的事情,目前在電網方面的應用還基本是以電網系統之間異構硬件連接標準為主,主要解決的是異構系統之間互相操作的相關問題。所以這種從內到外的標準化發展進程是電網智能發展的主流方向。所以電力設施硬件標準化的最終目標就是實現快捷,適用,從而最終實現完全開放。目前國內主要電力相關廠家的自動化產品都已經在不同程度上支持電力設施硬件標準。對于這一目標的研究探索已經取得了一些進展,其中標準化的另一個主要方面就是要制定新的標準,例如,針對數字化所帶來的各種信息的采集、處理方面,針對電力輸送的電網模型共享也需要制定新標準。
集成化是為了互聯電網二次調度而形成的體系,這種系統需要綜合利用多角度、多尺度、大廣域范圍的電網信息以及目前分離的各系統內存在的各種數據。調度數據集成化的最終目的就是實現調度智能化服務,以實現調度數據的整合,實現數據和應用的標準化,實現相關應用系統的資源整合和數據共享,實現電網調度信息化和管理現代化。為統一的、智能的管理電網調度提供一個平臺。通過這一平臺來對電網運行的各項信息進行數學建模、數據分析、配置最優方案等多種操作,并實現數據調度的智能化。
電網調度的發展趨勢最終還是走向智能化。電網智能發展是采用數據調度集成技術,對電力系統的動態、靜態以及暫態運行的各種信息進行有效整合,來對電力監測系統正常運行進行優化、預警和動態預防,從而對調度事故進行智能識別和事故后的障礙處理分析及系統恢復,在緊急狀態下的協調控制,實現調度、運行和智能化管理及可視化電網調度等智能應用功能,并同時控制指導使其正常運行操作和控制恢復事故狀態。這就是包括電力市場運營、電能質量在內的智能電網調整及優化。
電網調度智能化的最終目標是建立一個與同步信息的網絡維護和緊急控制一體化的新理論與技術,并且實現對電力系統、區域穩定緊急控制系統、恢復控制系統等相關系統的協調保護以及控制,實現具有多種安全防護設施綜合體系的防御。
3 結語
隨著經濟的不段發展以及科技的飛速進步,目前我國電網調度自動化系統在科技、經濟、社會、政治的推動下也正在朝著數字化、集成化、標準化、智能化的方向發展,這對于電網電力體制變革等新形勢而言電網調度智能化系統既遇到了新的機遇又碰到了前所未有的挑戰。電網數字化是實行自動化系統的基礎,而信息標準化則是要采取自動化管理的重要手段,智能化則是我國電網調度自動化未來發展的大方向,這也是目前電網技術革新的最終目標。現在的網絡、計算機等人工智能領域的新技術以及新的指導思路為電網調度自動化系統的發展提供了強有力的技術和思想保障,為現在電力電網智能系統的迅速發展提供了強大的推動力,相信在外界經濟因素的帶動下,在國家部門的規劃下,在強有力的科技推動下,未來電網調度自動化技術及系統有更快更大的發展。
參考文獻
[1] 關于智能電網調度自動化的研究[J].城市建設理論研究,2011(13).
關鍵詞: 智能配電裝置 電氣自動化系統 應用
智能配電裝置是采用先進的計算機技術、微電子技術、電力電子控制技術以及網絡通信等技術設計制造,具有運行狀態和電量參數自動檢測、自動控制和自動故障應急處理能力、并具有網絡通信能力的高性能、高可靠性的低壓配電裝置。
隨著發電機組向大容量、高參數方向的發展,電氣控制系統(ECS)的自動化水平愈顯重要。配電系統的性能在很大程度上保證了電網的正常運行、工業企業的連續供電及各種傳動裝置的可靠工作。隨著計算機與通信技術的飛速發展,配電系統的構成已經從開始的模擬元件發展到今天的數字化、自動化、智能化控制單位,配電系統本身也發展成為智能裝置組成的系統。這種智能化的配電裝置實現了信息的采集、處理、就地控制、信息的傳送與管理、系統的協調與優化的功能。
一、智能配電裝置能夠發展的原因
本文認為智能配電裝置之所以能夠在ECS中取得好的應用效果,這與其自身優勢和電氣自動化系統的發展趨勢是密切相連的。
(一)智能配電裝置的優點
1.自動化程度高。
2.安全性高。
3.工作效率高維護費用少。
4.可靠性、準確性提高。
5.元件的數量減少。
6.所有系統元件都能十分方便地預實驗,從而縮短調試和投運時間。
(二)ECS的發展趨勢
在常用的電氣綜合自動化系統拓撲結構中,現場總線結構以明顯的優勢成為了目前最具發展前途的方式。現場總線結構中智能設備就地安裝,通過網絡與主機相連,可以節約大量控制電纜,還能減少很多變送器、隔離設備和機柜。另外,系統中各裝置的功能相對獨立,裝置之間僅通過網絡連接,網絡組態靈活,使整個系統的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應的元件,不會導致系統癱瘓。現場總線技術、網絡通訊技術和智能化設備是電氣綜合自動化系統的核心,智能化設備的選擇與可靠故障判別是保證系統安全穩定運行的關鍵。
二、智能配電裝置在電氣自動化系統(ECS)中的實際應用及效果
本文認為智能配電裝置在電氣自動化系統(ECS)中的實際應用及效果包括以下4個大的方面:
(一)帶來了自動計量管理增強了ESC的實時監測
自動計量管理能緩和需求增長和減少竊電。智能儀表裝在家庭或商業區,通過用智能儀表收集不同時間的電力消費數據,幫助實現分時計價,鼓勵消費者在高峰時間少用電能。分時電價受到各國政府的歡迎,因為它有助于減少高峰需求增長,推遲配電網絡改造,保持電價穩定。另外,安裝在配電網絡上的智能儀表也能幫助供電企業確定竊電位置,從而減少企業損失。通過鼓勵避峰消費,還能幫助平衡配電網絡負載。
(二)資產的遠程監視與控制提高了ESC服務水平
資產的遠程監視與控制能夠延長關鍵配電網絡資產壽命和通過故障預測改善客戶服務。傳統的遙測網依賴于點對點的通信系統,設置在配電網絡的故障指示器和開關連接到中央控制室,為了發送和接收信息,每個設備需要建立專門的通道許多設備完全不連接,大量的計量設備由現場工作人員人工讀取,配電網絡管理基于受限和時延的信息。設備投資基于年限和設備人工檢查,運行人員通常在用戶投訴時才發現故障。
智能配電網的遙測提供更實時的狀態檢測,它廢除了點對點的通信而支持標準的分組網絡。簡單的故障指示器被先進的狀態傳感器替代,能提供詳細的設備狀態信息,幫助運行人員確定設備何時將出現故障。智能配電網絡不僅提供數據預測和幫助防止故障,而且也提供事故追憶。能夠使控制中心準確地向故障所處位置派遣工程師。遠程傳感器能夠監測配電網絡運行和配電網絡容量是否一致,當元件開始超出優化范圍時可及時給運行人員警示。傳感器能在配電網絡開始發生局部故障時探測發現問題,
(三)基于IP的SCADA與無線通信技術提高了ESC的運作效率
配電網的數據采集及監控(SCADA)對象來自廣大地域的配電線路、一次設備以及配電終端,它們大多運行在溫度變化劇烈、環境污染、電磁干擾、存在外力破壞可能性的惡劣環境中,因此要求它們及連接它們的通信系統具有很高的可靠性。利用基于IP的SCADA,能削減通信成本,并提供一個健壯的、容錯的體系結構,容易大規模跨通信網絡支持傳感器、智能儀表和遠程個人數字助理(PDA,PersonalDigitalAssistant)的使用,超越原有通信基礎設施的限制。基于IP的SCADA以標準互聯網通信協議替代成本密集的專用SCADA系統。這種變化將從依賴設備生產廠商的私人通信協議中解放出來(轉換時可保留現有設備),并提供更高的通信網絡容錯。
無線通信技術不僅作為基于IP的SCADA系統的一部分得到蓬勃發展,同時,裝備PDA和數字地圖的工作組隨時掌握由中央控制中心傳來的信息,便于實現移動作業管理,有助于提高維護、修理速度和正確性,改善客戶服務和樹立企業良好形象。
(四)提高了ESC的元件壽命、網絡優化運行效率
先進的配電網絡裝置在提高ESC元件壽命分析、ESC優化和ESC運行分析3個方面都有非常大的作用。
1.ESC元件壽命
有助于確定ESC元件何時被更新和當它們發生故障時如何維護。ESC元件(如變壓器絕緣)伴隨使用惡化,因相似的設備以相似的形式發生故障,通過數據挖掘,它們的壽命能基于歷史使用模式進行分析,實現狀態評估。
2.ESC網絡設計優化
能降低ESC網絡的運行成本和減少資金支出。沒有來自智能ESC的詳細信息,供電企業必須通過大面積改造ESC,以應對負荷增長的需求(假設每個用戶都是大用戶)。從另一方面說,單獨用戶負荷模式的分析,能夠使供電企業避免在事實上不需要改造的地方改造線路。
3.ESC運行分析
能改善ESC網絡的可靠性。通過實時監測伴隨的故障電流,運行人員通過配電網絡分解和開關轉換來實現故障區域的隔離和運行方式的改變,以減少網損,增加系統安全性。
參考文獻: