智能電網技術論文
智能電網是當前全球電力工業(yè)關注的熱點，引領了電網的未來發(fā)展方向，涉及從發(fā)電到用戶的整個能源轉換和輸送鏈。學習啦小編為大家整理的智能電網技術論文，希望你們喜歡。
智能電網技術論文篇一
淺析智能電網
摘要：智能配電網是一個龐大而有實際意義的工程，對國家、人民甚至對整個世界的經濟發(fā)展和環(huán)境保護都有重大的貢獻。智能電網是當前全球電力工業(yè)關注的熱點，引領了電網的未來發(fā)展方向，涉及從發(fā)電到用戶的整個能源轉換和輸送鏈。智能電網中應用到技術很多，是將現代先進的傳感測量技術、信息技術、通訊技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成，由此而形成的新型電網。它的主要目的是：充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、保證電能質量、適應電力市場化發(fā)展等，從而來實現可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。
關鍵詞：電力 能源 智能電網 網絡 系統 技術 高效 發(fā)展
1 智能電網的概念及現狀
首先，我們來了解下智能電網的概念，從技術發(fā)展和應用的角度看，世界各國、各領域的專家普遍認同以下觀點：智能電網就是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。
中國在電網的規(guī)模和投資方面取得的成績有目共睹。中國的電網企業(yè)在發(fā)展智能電網方面也具有自身優(yōu)勢。中國目前在特高壓與高壓輸配電領域的許多技術都是引領全球的。另外，由于中國在可再生能源發(fā)電領域的迅速發(fā)展，可再生能源電力接入電網方面也具有一定的優(yōu)勢。不過，智能電網是一個龐大而完整的體系，在電力消費端、需求響應等方面，歐美國家暫時處于領先地位，特別是在消費端的投入和重視程度上，歐美市場也相對比較成熟。
2 智能電網的特點
將計算機應用于電網之中，將數字傳感器、遙控裝置等加入現有的電力傳輸及分配系統中，實現數據連接、采集、整合，再進行科學的分析，使電網變得更加智能、綠色、高效。而且這樣的“智能電網”能更加及時、透明地反應電網狀況。例如:實時將電力負荷與電價信息傳回電廠，消費者能及時了解到自己所消費的電量及所要繳納的電費;人們可以為家用電器設置相應程序，電廠甚至還可以直接向電器發(fā)送指令，減少高峰時的電力負荷;智能儀表能夠將風能、太陽能等分散的、間歇性的可再生能源發(fā)電并入電網，并使消費者將自家多余電量賣入電網;智能電網可同時協調多輛電動汽車充電，充滿電的電動汽車同時也是移動能量儲存器等。下面探討下智能電網的特點：
2.1 具有堅強的電網基礎系統，同時也具備技術支撐系統，能夠抵御各類外部干擾和攻擊，即使電網發(fā)生大擾動和故障的時候，仍能保障對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故。
2.2 智能電網不僅具有實時、在線和連續(xù)的安全評估和分析能力，還具有強大的預警和預防控制能力，以及自動故障診斷、故障隔離和系統自我恢復的能力。
2.3 智能電網支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網的接入，這樣就能夠實現與用戶的高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求，并提供對用戶的增值服務。
2.4 通信、信息和現代管理技術的綜合運用，使智能電網實現資源的優(yōu)化配置，降低電網損耗，提高能源利用效率。
2.5 智能電網中建立了雙向互動的服務模式，用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息，合理安排電器使用;優(yōu)化資產的利用，降低投資成本和運行維護成本。
3 智能電網發(fā)展歷史及趨勢
智能電網是一個完整的信息架構和基礎設施體系，實現對電力客戶、電力資產、電力運營的持續(xù)監(jiān)視，利用“隨需應變”的信息提高電網公司的管理水平、工作效率、電網可靠性和服務水平。21世紀初智能電網在歐美的發(fā)展，為全世界電力工業(yè)在安全可靠、優(yōu)質高效、綠色環(huán)保等方面開辟了新的發(fā)展空間。雖然國際上對智能電網研究和應用還處于初期階段，但歐洲、美國、日本等國家和地區(qū)已經在智能電網及其相關領域取得明顯成果，電網智能化水平不斷提高。
隨著國民經濟的持續(xù)快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我國電力需求較快增長的趨勢在較長時間內不會改變。同時，我國能源與生產力布局呈逆向分布，能源運輸形勢長期緊張。但目前我國電網發(fā)展相對滯后，在能源綜合運輸體系中的作用還不明顯。這些在客觀上要求加快轉變電力發(fā)展方式，提升電網大范圍優(yōu)化配置能源的能力，建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網是滿足這一要求的必然選擇。
特高壓輸電具有遠距離、大容量、低損耗、高效率的優(yōu)勢，建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網，能夠促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)利用。同時，特高壓電網可以提升電網抵御突發(fā)性事件和嚴重故障的能力，進一步提高電力系統運行的可靠性和穩(wěn)定性，使堅強智能電網建設具備堅實的網架基礎。
因此，在堅強智能電網建設中，必須以特高壓電網為骨干網架，連接大型能源基地及主要負荷中心，以更好地保障國家能源供應和能源安全，滿足經濟社會快速發(fā)展的需要。
2009年5月，中國國家電網公司正式發(fā)布了舉世矚目的“建設堅強智能電網”的研究報告，首次向社會公布了“智能電網”的發(fā)展計劃。
2010年3月“加強智能電網建設”首次列入《政府工作報告》，我國智能電網建設步伐加快;2010年5月1日，我國第一個智能電網示范工程在上海世博園率先投運;6月29日，國家電網公司制定并發(fā)布了《堅強智能電網技術標準體系規(guī)劃》，成為全球首個用于引導智能電網技術發(fā)展的綱領性標準。在政府、行業(yè)、企業(yè)的合力推動下，我國智能電網建設全面提速，成為世界智能電網建設的先行者和引導者。
2011年以來，我國智能電網進入全面建設階段，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。2011年9月19日，中國首個智能電網綜合示范工程在中新天津生態(tài)城成功投運。
根據我國電網公司“智能電網”的發(fā)展計劃，從2011年到2015年為智能電網全面建設階段，將進一步加快特高壓電網和城鄉(xiāng)配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用。2016年至2020年為引領提升階段，全面建成統一的“堅強智能電網”，技術和裝備全面達到國際先進水平。
智能電網技術論文篇二
淺談智能電網技術
摘要：本文介紹了智能電網的定義、特點，以及控制技術和決策支持技術在智能電網的應用，并總結了智能電網的發(fā)展趨勢。傳統電網已難以支撐現代社會發(fā)展的要求，智能電網的提出符合快速發(fā)展的現代社會對電力的需求。
關鍵詞：智能電網;控制技術;決策支持技術
Abstract: This paper introduces the definition, characteristics of intelligent power grid, and the control technology and decision support technology in the application of intelligent power grid, and summarizes the development trend of intelligent power grid. Traditional power grid has been difficult to support the requirement of the development of modern society, the proposed intelligent power grid with rapid development of the modern society in the demand for electricity.
Keywords: Smart grid; Control technology; Decision support technology
中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
近年來，隨著市場化的加深、數字化技術的不斷發(fā)展、全球氣候的不斷惡化以及環(huán)境監(jiān)測的日趨嚴格，各國紛紛調整能源政策，電力網絡與市場和用戶的交互越來越多，對電能質量的要求越來越高，分布式發(fā)電數量不斷增加，這就對電網提出了更高的要求。而傳統電網，由于自身特點的限制，難以支撐如此多的發(fā)展要求，智能電網的提出，使人們能夠在傳統電網的基礎上，對其進行升級，以符合不斷變化的要求。
智能電網的定義
智能電網(smart power grids)，就是電網的智能化。智能電網是一個由眾多自動化的輸電和配電系統構成的電力系統。智能電網以協調、有效和可靠的方式實現所有的電網運作，具有自愈功能;能夠快速響應電力市場和企業(yè)業(yè)務需求;具有智能化的通信架構，實現實時、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經濟的電力服務。
智能電網的特點
一般來說，智能電網具有以下功能特點：
1 自愈――穩(wěn)定可靠。自愈是實現電網安全可靠運行的主要功能，指無需或僅需少量人為干預，實現電力網絡中存在問題元器件的隔離或使其恢復正常運行，最小化或避免用戶的供電中斷。
2 安全――抵御攻擊。無論是物理系統還是計算機遭到外部攻擊，智能電網均能有效抵御由此造成的對電力系統本身的攻擊傷害以及對其他領域形成的傷害，一旦發(fā)生中斷，也能很快恢復運行。
3 兼容――發(fā)電資源。傳統電力網絡主要是面向遠端集中式發(fā)電的，通過在電源互聯領域引入類似于計算機中的“即插即用”技術(尤其是分布式發(fā)電資源)，電網可以容納包含集中式發(fā)電在內的多種不同類型電源甚至是儲能裝置。
4 交互――電力用戶。電網在運行中與用戶設備和行為進行交互，將其視為電力系統的完整組成部分之一，可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實現電力運行和環(huán)境保護等多方面的收益。
5 協調――電力市場。與批發(fā)電力市場甚至是零售電力市場實現無縫銜接，有效的市場設計可以提高電力系統的規(guī)劃、運行和可靠性管理水平，電力系統管理能力的提升促進電力市場競爭效率的提高。
6 高效――資產優(yōu)化。引入最先進的信息和監(jiān)控技術優(yōu)化設備和資源的使用效益，可以提高單個資產的利用效率，從整體上實現網絡運行和擴容的優(yōu)化，降低它的運行維護成本和投資。
7 優(yōu)質――電能質量。在數字化、高科技占主導的經濟模式下，電力用戶的電能質量能夠得到有效保障，實現電能質量的差別定價。
8 集成――信息系統。實現包括監(jiān)視、控制、維護、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場運營(MOS)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)等和其他各類信息系統之間的綜合集成，并實現在此基礎上的業(yè)務集成。
控制技術在智能電網中的應用
先進的控制技術是指智能電網中分析、診斷和預測狀態(tài)并確定和采取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動的裝置和算法。這些技術將提供對輸電、配電和用戶側的控制方法并且可以管理整個電網的有功和無功。從某種程度上說，先進控制技術緊密依靠并服務于其他四個關鍵技術領域，如先進控制技術監(jiān)測基本的元件(參數量測技術)，提供及時和適當的響應(集成通信技術;先進設備技術)并且對任何事件進行快速的診斷(先進決策技術)。另外，先進控制技術支持市場報價技術以及提高資產的管理水平。
未來先進控制技術的分析和診斷功能將引進預設的專家系統，在專家系統允許的范圍內，采取自動的控制行動。這樣所執(zhí)行的行動將在秒一級水平上，這一自愈電網的特性將極大地提高電網的可靠性。當然先進控制技術需要一個集成的高速通信系統以及對應的通信標準，以處理大量的數據。先進控制技術將支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應用軟件。
(1)收集數據和監(jiān)測電網元件
先進控制技術將使用智能傳感器、智能電子設備以及其他分析工具測量的系統和用戶參數以及電網元件的狀態(tài)情況，對整個系統的狀態(tài)進行評估，這些數據都是準實時數據，對掌握電網整體的運行狀況具有重要的意義，同時還要利用向量測量單元以及全球衛(wèi)星定位系統的時間信號，來實現電網早期的預警。
(2)分析數據
準實時數據以及強大的計算機處理能力為軟件分析工具提供了快速擴展和進步的能力。狀態(tài)估計和應急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完成分析，這給先進控制技術和系統運行人員足夠的時間來響應緊急問題;專家系統將數據轉化成信息用于快速決策;負荷預測將應用這些準實時數據以及改進的天氣預報技術來準確預測負荷;概率風險分析將成為例行工作，確定電網在設備檢修期間、系統壓力較大期間以及不希望的供電中斷時的風險的水平;電網建模和仿真使運行人員認識準確的電網可能的場景。
(3)診斷和解決問題
由高速計算機處理的準實時數據使得專家診斷來確定現有的、正在發(fā)展的和潛在的問題的解決方案，并提交給系統運行人員進行判斷。
(4)執(zhí)行自動控制的行動
智能電網通過實時通信系統和高級分析技術的結合使得執(zhí)行問題檢測和響應的自動控制行動成為可能，它還可以降低已經存在問題的擴展，防止緊急問題的發(fā)生，修改系統設置、狀態(tài)和潮流以防止預測問題的發(fā)生。
(5)為運行人員提供信息和選擇
先進控制技術不僅給控制裝置提供動作信號，而且也為運行人員提供信息?？刂葡到y收集的大量數據不僅對自身有用，而且對系統運行人員也有很大的應用價值，而且這些數據輔助運行人員進行決策。
決策支持技術在智能電網中的應用
決策支持技術將復雜的電力系統數據轉化為系統運行人員一目了然的可理解的信息，因此動畫技術、動態(tài)著色技術、虛擬現實技術以及其他數據展示技術用來幫助系統運行人員認識、分析和處理緊急問題。
在許多情況下，系統運行人員做出決策的時間從小時縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網需要一個廣闊的、無縫的、實時的應用系統、工具和培訓，以使電網運行人員和管理者能夠快速的做出決策。
(1)可視化―決策支持技術利用大量的數據并將其裁剪成格式化的、時間段和按技術分類的最關鍵的數據給電網運行人員，可視化技術將這些數據展示為運行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便運行人員分析和決策。
(2)決策支持―決策支持技術確定了現有的、正在發(fā)展的以及預測的問題，提供決策支持的分析，并展示系統運行人員需要的各種情況、多種的選擇以及每一種選擇成功和失敗的可能性。
(3)調度員培訓―利用決策支持技術工具以及行業(yè)內認證的軟件的動態(tài)仿真器將顯著的提高系統調度員的技能和水平。
(4)用戶決策―需求響應(DR)系統以很容易理解的方式為用戶提供信息，使他們能夠決定如何以及何時購買、儲存或生產電力。
(5)提高運行效率―當決策支持技術與現有的資產管理過程集成后，管理者和用戶就能夠提高電網運行、維修和規(guī)劃的效率和有效性。
結束語
智能電網技術的研究已迫在眉睫，是關系到國家發(fā)展的戰(zhàn)略問題，智能電網不僅可以促進科技創(chuàng)新，并且可以為用戶提供更好的服務。立足于我國的電網自身的特點和技術水平，參考國外研究成果，提出構建智能電網的技術體系和框架，才能建成符合我國技術戰(zhàn)略和用戶需求的堅強統一的智能電網。
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