学科前沿讲座--智能电网论文
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智能电网的发展论文摘要:智能电网是实施新能源战略的重要平台,智能电网的发展对于电力系统的发展有极大的推进作用,研究其对大电网的影响因素是时代发展的需求。
电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。
电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关。
随着时代的飞速发展,传统电网已经不能满足人们生产和生活的需求,并且在全球能源紧缺的时代,传统电网消耗的能源巨大,也不利于“节能减排”的宗旨。
所以智能电网的引入就应运而生了,在当今,智能电网的发展是必然的,它也是电力系统发展的新方向。
1 智能电网的特点智能电网就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,其主要特征包括自愈、激励、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
2 对大电网可靠性的影响因素发电、输电设备很多被包含在智能电网中,比如:新型能源发电、输电设备中安装了大量新型电力电子元件,并且运用了超高压和柔性直流输电技术。
将智能电网新技术运用到发输电组合系统发展中,包括以风力发电为主导的新能源发电技术和以直流输电系统为主的大容量远距离低损耗送电技术两方面。
接下来详细解说风力发电和直流输电技术对大电网可靠性的影响。
2.1 风电并网对其的影响随着全球能源安全和环境保护问题的日益突出,风电作为技术成熟、绿色环保的新能源,在全球范围内得到迅猛发展。
并且随着风力发电机组向大型化和电网友好型发展,全功率变流器已经成为影响金风直驱永磁机组低电压穿越和成本效益的核心系统之一。
对于风电并网对大电网的影响因素有以下几点:①风速对其的影响。
因为风电的发电功率受到风速的影响,使其发电量不稳定。
因此输出功率不是恒定值,风速变动大的时候会使其输出有功功率波动,进而导致电网内的有功变化而有功会影响电网频率。
故如果一个地区的风电所占份额过大,某一时刻有功频率变动过大将会导致频率崩溃,使得整个电网瘫痪。
智能电网论文在当今社会,能源的高效利用和可靠供应对于经济发展和人们的生活质量至关重要。
智能电网作为一种现代化的电力系统,正逐渐成为解决能源问题的关键技术之一。
智能电网,简单来说,是将先进的信息技术、通信技术、传感器技术等与传统的电力系统相结合,以实现电力的高效传输、分配和使用。
它不仅仅是对现有电网的简单升级,更是一种全新的电力系统架构和运营模式。
与传统电网相比,智能电网具有诸多显著的优势。
首先,智能电网能够实现更高效的能源管理。
通过实时监测和分析电力需求和供应情况,智能电网可以精确地调配电力资源,避免了能源的浪费和过度供应。
这有助于提高能源利用效率,减少对环境的影响。
其次,智能电网具备更强的可靠性和稳定性。
它能够快速检测和应对电网故障,自动隔离故障区域,从而减少停电时间和范围。
这对于保障人们的生产生活正常进行具有重要意义,尤其是对于那些对电力供应连续性要求极高的行业,如医疗、金融等。
再者,智能电网促进了可再生能源的整合。
随着太阳能、风能等可再生能源的快速发展,它们在电力供应中的比例不断增加。
然而,这些能源具有间歇性和不确定性的特点。
智能电网通过先进的控制技术和储能系统,能够更好地适应可再生能源的波动,实现其大规模的接入和有效利用。
智能电网的核心技术包括智能传感器技术、通信技术、数据分析和控制技术等。
智能传感器分布在电网的各个关键部位,实时收集电力系统的运行数据,如电压、电流、功率等。
这些数据通过高速通信网络传输到控制中心,经过数据分析和处理,为电网的优化运行提供决策依据。
在通信技术方面,智能电网采用了多种通信方式,如无线通信、光纤通信等,以确保数据的快速、准确传输。
同时,为了保障通信的安全性和可靠性,还需要采取一系列的加密和防护措施。
数据分析和控制技术则是智能电网的大脑。
通过对海量数据的挖掘和分析,能够发现电网运行中的潜在问题和优化空间,并制定相应的控制策略。
例如,根据电力需求的预测,提前调整发电和输电计划,以实现供需平衡。
智能电网的研究与探讨摘要随着科技的日新月异,人们的生活发生了翻天覆地的变化。
智能电网已成为近年来国内外有关未来电网发展趋势的热门话题。
近年来,我国电力负荷快速增长,给电网建设和运营带来巨大压力。
本文主要研究了电力需求侧信息监测管理手段、措施和国内供电公司电力需求侧信息监控系统建设的目标、原则以及具体方案的确立。
需求侧信息监控系统能够全面采集用电系统的基础数据,可满足智能电网用户用电信息采集系统建设要求,实现对所有变电站表计、配变表计、高压客户表计、供电线路联络开关表计的自动采集,有效提高终端用电效率,并对移峰填谷、提高负荷率有显著效果,通过加强电力需求侧管理,利于优化电力资源配置,而且能够促进经济社会可持续发展。
关键词:智能电网背景意义,电力需求侧管理,信息监控,系统设计,发展前景Smart grid research and discussionABSTRACTWith the rapid development of science and technolo gy. Smart grid has become a hot topic of the development trend of power grid at home and abroad.The paper briefly analyze the research background of smart grid its concept features and current development status. Along with the increasing development of power electronics, IT and communication techno logies, the construction of smart guid is becoming an impant development direction of electric power industry. At first the necessity of developing smart grid is demo nstrated ,then the required performance of smart grid are introduced. The basic knowledge of intelligent power grid includ ing Intelligent substation, intelligent lines, intelligent protection system, etc. Finally fro m the power grid performance, econo mic benefit and social benefit of the prospects of intelligent power grid, and sums up the technical advantages and the existing problems.Key words: Smart grid background significance, power demand side management, information monitoring, system design, the development prospect目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1智能电网研究的背景及意义 (2)1.1.1国内外需求侧实施情况 (3)1.1.2美国主要电力公司 (3)1.1.3意大利国家电力公司 (4)1.1.4北京地区开展DSM的情况 (4)1.1.5其它地区开展DSM的情况 (5)1.2本章主要内容 (5)第2章智能电网与电力需求侧信息监控系统 (6)2.1智能电网的目标及特点 (6)2.1.1智能电网的目标 (6)2.1.2智能电网的特点 (6)2.2电力需求侧监控系统的定义及目标 (8)2.2.1电力需求侧监控系统的定义 (8)2.2.2电力需求侧监控系统的目标 (8)2.3电力需求侧监控系统的具体介绍 (8)2.3.1电力需求侧监控系统的管理对象 (8)2.3.2电力需求侧监控系统的管理资源 (8)2.3.3电力需求侧监控系统的特点及内容 (9)2.4电力需求侧监控系统对智能电网的的影响 (9)2.5本章小结 (9)第3章电力需求侧信息监控系统的理论分析 (11)3.1需求侧信息监控内容 (11)3.2需求侧信息监控管理的技术手段 (13)3.3需求侧信息监控系统模型构建 (13)3.3.1数据模型 (13)3.3.2计算模型 (14)3.3.3流程模型 (15)3.3.4系统模型 (15)3.4电力需求侧信息监控管理的典型应用 (15)第4章电力需求侧信息监控系统建设项目的设计 (17)4.1电力需求侧信息监控系统建设项目研究背景 (17)4.2现状分析 (17)4.2.1需求侧电力负荷分析 (18)4.2.2电力需求将保持稳定增长 (21)4.2.3列举供电公司现状情况 (21)4.3系统目标及原则 (22)4.3.1 系统建设目标 (22)4.3.2 系统建设原则 (23)4.4 系统建设需求 (25)4.5 应用功能 (28)4.6 电力需求侧管理系统的不足 (29)结论 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)外文资料翻译 (35)前言电能已在人类能源利用方式中占有很高的比例,随着电力交通技术、可再生能源利用技术的发展,这一比例还将大幅提高。
关于智能电网发展的研究论文摘要:在全球电网逐渐不能满足用户需要的大背景下,智能电网应运而生;简要概括了智能电网相对于传统电网的特点;介绍了智能电网在世界几个典型的国家和地区的发展;最后简述了智能电网在未来的发展前景。
关键词:智能电网;发展0引言在这种全球经济不断发展、用户对于电能质量的要求日益提高以及人们对环境保护愈来愈重视的背景下,人们希望建立一个更加可靠、具有较高自愈能力、与用户之间实现密切互动的现代化电网,于是智能电网应运而生。
在智能电网中,可以将能源开发、发电、输电、配电、供电、售电、服务以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备和其用能设施,通过数字化信息网络连接起来,并通过智能化的控制实现整个系统的优化;充分利用各种能源资源,注重低碳环保,依靠分布式能源系统、能源梯级利用系统、蓄能系统和蓄电交通系统等组合优化配置,实现精确供能对应供能、互助功能和互补功能,将能源利用效率提高到一个全新的水平,使用户投资效益和成本达到一种合理有利的状态。
本文主要以几个典型的国家和地区为例简要介绍一下智能电网的由来,特征,发展历程、现状及广阔前景。
1 智能电网的产生背景及由来首先,自从进入信息时代,互联网的飞速发展给我们的生活带来了翻天覆地的变化,与之相比,一些国家和地区的电力网络系统并没有跟上时代发展的潮流,电能供应不够稳定,特别是几次震惊世界的大停电事件带来了巨大的经济损失,现行的电力系统压力不断加大。
2003年8月14日下午,美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电,停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营,在一些地方造成了交通拥堵,给成千上万市民的工作和生活造成了极大不便;2005年8月25日,美国加利福尼亚州南部地区供电的一条主要输电线路出现故障,加州电力主管部门紧急启动限电措施,造成大约50万居民断电半个小时。
其次,随着经济水平的迅速提升,用户对于电能质量的要求愈来愈高。
人们希望获得更可靠、更优质的电能,在目前电网中,电压跌落是最多的电能质量问题。
智能电网技术特点及技术论文
智能电网是应对能源危机、碳排放问题和能源安全挑战的一项重要技术。
它利用现代信息通信技术,使得电力系统具备了更高效、更智能的运
行能力,从而提高了电力系统的稳定性、可靠性和可持续性。
智能电网技
术的特点主要包括以下几个方面。
首先,智能电网技术具备高度自动化和智能化的特点。
通过使用先进
的传感器、计算机和通信设备,智能电网能够实现对电力系统各个环节的
自动化控制和智能化管理。
这一特点有助于提高电力系统的运行效率和稳
定性,并降低运营成本。
其次,智能电网技术具备高度可扩展性和灵活性。
由于现代能源系统
呈现出高度复杂和多样化的特点,智能电网技术需要具备良好的可扩展性,以适应各种能源系统的发展需求。
同时,智能电网技术还需要具备高度灵
活性,以应对能源供需波动和系统故障等变化。
第三,智能电网技术具备高度可靠性和安全性。
智能电网在设计和运
营过程中,需要确保其可靠性,以保证电力系统的正常运行。
此外,智能
电网技术还需要具备高度的安全性,以防止黑客攻击和系统故障等问题。
第四,智能电网技术具备高度的可持续性。
智能电网技术能够将传统
电力系统与新能源技术相结合,实现能源资源的有效利用和碳排放的降低。
这一特点有助于推动可持续能源的发展和利用,从而减少对传统能源资源
的依赖和环境的污染。
论我国智能电网技术探讨一、智能电网的结构特征及优势相比于传统的电网技术,智能电网的发展具有独特的结构和优势。
1.1智能电网的结构特征从我国现有的智能电网发展情况来看,智能电网的建设具有以下特点。
1.1.1高效运行和管理目前,电网在运行中往往会出现一些问题。
例如电网需要被动地适应负荷,很多设备和输电网的利用效率还有待提高。
同时,由于许多配电网的使用年限较久,很多设备和运行还有待进一步优化。
智能电网在运行中能够有效地解决这些问题。
其在科学合理规划基础上,充分地发挥了信息技术管理系统和监控技术的优势,提高了电网投资的效率,从而极大地增加了企业的经济效益。
1.1.2电力交易的便捷性电力交易的便捷性要求电网能够在每一个交易机制精确地进行处理。
智能电网能够有效地实现这一目标。
首先,智能电网能够营造一个公正、合理、有序的电力市场,并且能够快速、及时地处理各种电力交易。
其次,智能电网还能够对各种业务进行快速、简单地结算,提高电力系统的工作效率。
然后,智能电网可以根据市场和用户的要求,建立科学的响应机制和服务平台。
最后,智能电网还可以适时地实现系统的自动化更新升级,以适应现代市场经济的发展。
1.1.3电网极强的兼容性传统的电力网络主要是以远端集中式发电方式为主,智能电网则能够对各种不同类型的电源及其装置具有极强的包容性。
由于电网涉及的行业领域非常广泛,尤其是发电、环保以及制造等领域,对电网的要求更高。
因此,智能电网以一个开放、兼容的网络,促进电网结构的健康发展。
1.1.4经济清洁智能电网在电力市场和电力交易的有效执行下,能够极大地提高资源的利用效率。
通过引进先进技术和设备,改善各种输电设备和变电站的运行状况。
同时,智能电网还能够积极地适应大型且集中式的多种电源设备共同介入。
尤其是大型风力发电和太阳光等可再生能源。
智能电网在电力生产过程中还能够有效地减少对环境的破坏和污染以及抑制温室气体的排放,从而满足能源可持续发展的要求。
智能电网技术论文智能电网是当前全球电力工业关注的热点,引领了电网的未来发展方向,涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链。
店铺为大家整理的智能电网技术论文,希望你们喜欢。
智能电网技术论文篇一浅析智能电网摘要:智能配电网是一个庞大而有实际意义的工程,对国家、人民甚至对整个世界的经济发展和环境保护都有重大的贡献。
智能电网是当前全球电力工业关注的热点,引领了电网的未来发展方向,涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链。
智能电网中应用到技术很多,是将现代先进的传感测量技术、信息技术、通讯技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成,由此而形成的新型电网。
它的主要目的是:充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、保证电能质量、适应电力市场化发展等,从而来实现可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
关键词:电力能源智能电网网络系统技术高效发展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。
智能电网技术摘要:信息化与智能化高速发展的时代,电脑,通讯似乎都能满足人们的日常需求,但日渐老化的传统电网结构并没有跟上技术变革的步伐,用户对电力供应提出了越来越高的要求,国家安全、环保等各方面政策都对电网的建设和管理提出了更高的标准。
智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、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。
智能电网的主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
本文通过分布式能源的智能管理系统以及高级的智能仪表体系和需求侧管理的两方面来着重介绍智能电网的主要应用和功能特征,和在国内外发展的现状,在科技引领社会变革的时代,智能电网必将展现出其特有的强劲的生命力。
关键字:电网系统;分布式能源;智能化智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,智能电网就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、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,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
智能电网包含了一个智能型电表基础建设,用于记录系统所有电能的流动。
通过智能电表,它会随时监测电力使用的状况。
智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗,还具有集成新能源,如风能,太阳能等的能力。
现代化的电能网络被许多政府认为是一种能够有效减少能源依赖,减缓全球温室效应的措施。
智能计量作为智能电网的一部分,但它本身本不能称为一个智能电网。
智能电网毕业论文智能电网:未来能源系统的关键引言在当今这个信息化的时代,智能电网成为了人们对未来能源系统的关注焦点之一。
智能电网作为一种新型的电力系统,以其高效、可靠、可持续的特点,被认为是解决能源问题的重要途径。
本文将从智能电网的定义、特点、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、智能电网的定义智能电网,又称为智能能源系统,是一种基于先进信息通信技术、能源互联网和人工智能等技术的电力系统。
它通过实时监测、控制和优化能源的生产、传输、分配和消费过程,实现电力系统的高效、可靠和可持续发展。
二、智能电网的特点1. 高效能源管理:智能电网通过实时监测和控制能源的生产和消费,实现能源的高效利用。
通过优化能源的调度和分配,降低能源的浪费,提高能源的利用效率。
2. 可靠供电保障:智能电网通过实时监测电力设备的运行状态,及时发现并处理故障,确保电力供应的可靠性。
同时,智能电网具备自动化调度和自愈能力,能够在发生故障时自动切换电源,保证用户的用电不受影响。
3. 可持续发展:智能电网采用可再生能源和清洁能源作为主要能源源,减少对传统化石能源的依赖,实现能源的可持续发展。
同时,智能电网通过优化能源的调度和管理,减少能源的浪费,降低对环境的影响。
三、智能电网的应用1. 智能家居:智能电网可以实现家庭能源的实时监测和控制,通过智能家居设备,实现家电的智能控制和能源的高效利用。
例如,智能电网可以根据家庭成员的生活习惯和用电需求,自动调整家电的运行模式,提高能源的利用效率。
2. 工业生产:智能电网可以实现工业生产过程中能源的实时监测和控制,通过优化能源的调度和分配,提高工业生产的能源利用效率。
同时,智能电网可以根据工业生产的需求,实时调整电力系统的运行模式,确保工业生产的可靠供电。
3. 城市能源系统:智能电网可以实现城市能源系统的智能化管理,通过实时监测和控制能源的生产、传输和消费过程,实现城市能源系统的高效运行。
例如,智能电网可以根据城市用电的峰谷需求,自动调整电力系统的运行模式,提高城市能源的利用效率。
智能电网论文智能电网(Smart Grid)是一种基于信息技术的电网系统,旨在提高电力系统的可靠性、灵活性和可持续性。
智能电网通过集成传感器、通信网络、自动化控制和智能优化技术,实现对电力系统各个环节的实时监测、故障检测、自动调节和优化运行,从而提供高效、可靠和环保的电力供应。
智能电网的关键特征包括以下几个方面:1. 综合能源管理:智能电网可以同时管理多种能源,如电力、风能、太阳能、储能等。
通过智能电网,各种能源可以进行有效分配和协调,从而提高能源利用率和供应灵活性。
2. 自动化调节:智能电网通过集成自动化控制技术,实现对电网的实时监测和自动调节。
例如,通过智能传感器和通信网络,可以实时检测电力设备的状态,并及时采取措施进行故障处理,从而提高电力系统的可靠性。
3. 智能优化:智能电网利用智能优化算法,对电力系统进行优化运行。
通过分析历史数据和实时数据,智能电网可以预测电力需求,在不同电力源之间进行智能调度,从而降低供电成本,并提高电力系统的能源效率。
4. 分布式能源资源管理:智能电网可以有效管理分布式能源资源,如分布式发电设备、储能设备和电动汽车充电桩等。
通过智能电网,可以实现分布式能源的有效利用和协调管理,从而减少能源浪费和环境污染。
智能电网的应用可以从多个层面进行延展,如能源生产、传输、分配和消费等。
智能电网技术的应用可以提高能源利用效率,减少碳排放,降低能源成本,提升电力系统的可靠性和安全性。
然而,智能电网的建设和应用也面临一些挑战和难题,如安全和隐私问题、技术成本、法规和标准等。
因此,在智能电网的建设和应用过程中,需要综合考虑技术、经济、环境、社会和政策等多个因素,制定合理的发展策略和措施。
总之,智能电网是电力系统发展的趋势,它不仅可以提高能源利用效率和供电质量,还可以促进能源的可持续发展。
因此,进一步研究和推广智能电网技术,对于实现清洁、安全、高效的能源供应具有重要意义。
学科前沿讲座2012-2013学年第 2 学期专业: 电气工程及其自动化*名:**学号:**********班级: 电气101班课程名称: 学科前沿讲座之智能电网论文2013年05 月02 日智能电网的发展【摘要】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、电网可靠性服务水平。
随着全球经济社会的发展,世界各国的电网不算扩大,影响电力系统安全运行的不确定因素和潜在风险随之增加,而用户对电力供应的安全可靠性和质量要求越来越高,电力发展所面临的资源和环境压力越来越大,市场竞争迫使电力经营者不断提高企业运营效率,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,但世界各国对智能电网的实施与发展都处于在必行。
【关键词】智能电网技术支持我国的智能电网被定义为坚强的智能化电网,“坚强”和“智能”是我国智能电网建设的基本内涵,“坚强”即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,而“智能”则是在此基础上实现电网的信息化、数字化、自动化及互动化。
智能电网建设的逐步展开,将给国内的电力设备制造企业带来广阔的市场空间。
智能电网是对电网未来发展方向的精辟总结,目前中国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。
它涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节,组成部分包括:信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电,变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。
一、智能电网的定义(一)智能电网的一般性定义智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、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,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
(二)我国国家电网公司智能电网的定义在现代电网的发展过程中,各国结合其电力工业发展的具体情况,通过不同领域的研究和实践,形成了各自的发展方向和技术路线,也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。
近年来,随着各种先进技术在电网中的广泛应用,智能化已经成为电网发展的必然趋势,发展智能电网已在世界范围内形成共识。
从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将先进的传感量测技术、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。
二、智能电网的主要特征智能电网的核心特征是自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成,分别针对电网的稳定可靠、抗攻击、电力用户、市场、分布式能源、资产、电能质量和信息系统等不同内容。
(一)自愈一稳定可靠。
自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能,指无需或仅需少量人为干预,实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行,最小化或避免用户的供电中断。
通过进行连续的评估自测,智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。
(二)安全一抵御攻击。
无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击,智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害;一旦发生中断,也能很快恢复运行。
(三)兼容一发电资源。
传统电力网络主要是面向远端集中式发电的,通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术(尤其是分布式发电资源),电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电,甚至是储能装置。
(四)交互一电力用户。
电网运行中与用户设备和行为进行交互,将其视为电力系统的完整组成部分之一,可以促使电力用户发挥积极作用,实现电力运行和环境保护等多方面的收益。
(五)协调一电力市场。
与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接,有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平,电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。
(六)高效一资产优化。
引入最先进的IT和监控技术优化设备和资源的使用效益,可以提高单个资产的利用效率,从整体上实现网络运行和扩容的优化,降低它的运行维护成本和投资。
(七)优质一电能质量。
在数字化、高科技占主导的经济模式下,电力用户的电能质量能够得到有效保障,实现电能质量的差别定价。
(八)集成一信息系统。
实现包括监视、控制、维护、能量管理(EMS)、配电管理(DMS)、市场运营(MOS)、ERP等和其他各类信息系统之间的综合集成,并实现在此基础上的业务集成。
三、智能电网发展的技术支持(一)测量技术。
测量技术的发展可以分为用户专用和公用事业专用。
用户专用测量包括用户网关、家庭用户网络系统与高级计量等内容,公用事业专用测量有公用事业监测系统和高级保护系统。
(二)通信技术。
通信技术种类繁多,常见的类型有铜芯线、光纤、电力线通信(BPL)、无线通信等技术。
通过这些载体.可以在更广的范围实现更多信息和应用的连接和集成,使数据在发电、输电、配电和用户等不同主体及各类应用系统之间高速传递。
在此基础上,还需要发展和实施被使用者、供应商和其他主体广泛接受的通信标准。
(三)设备技术。
电力设备种类繁多,主要有新型发电技术、电力电子技术、超导、复合导线等。
关键发电技术:①分布式发电设备,如微透平、太阳板、风机等;②分布式储能设备,如各种类型的蓄电池、超级电容器等。
电子技术主要以灵活交流输电技术为代表,如统一潮流控制器、静止无功补偿器、交直流变换器等,各种高温超导电缆与超导线路属于超导技术的范畴。
复合导线有以铝为导体的复合电缆、电线等。
经济的FACTS装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件,使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。
分布式发电将被广泛地应用,多台机组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。
超导技术将用于短路电流限制器、储能、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。
先进的计量和通信技术将使得需求响应的应用成为可能。
新型的储能技术将被应用为分布式能源或大型的集中式电厂。
大型发电厂和分布式电源都有其不同的特性,它们必须协调有机地结合,以优化成本,提高效率和可靠性,减少环境影响。
(四)控制技术。
先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。
这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。
从某种程度上说,先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域,如先进控制技术监测基本的元件(参数量测技术),提供及时和适当的响应(集成通信技术;先进设备技术)并且对任何事件进行快速的诊断(先进决策技术)。
另外,先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。
未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统,在专家系统允许的范围内,采取自动的控制行动。
这样所执行的行动将在秒一级水平上,这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。
当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准,以处理大量的数据。
先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。
(1)收集数据和监测电网元件先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况,对整个系统的状态进行评估,这些数据都是准实时数据,对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义,同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号,来实现电网早期的预警。
(2)分析数据准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。
状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析,这给先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题;专家系统将数据转化成信息用于快速决策;负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷;概率风险分析将成为例行工作,确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平;电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。
(3)诊断和解决问题由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案,并提交给系统运行人员进行判断。
(4)执行自动控制的行动智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能,它还可以降低已经存在问题的扩展,防止紧急问题的发生,修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。
(5)为运行人员提供信息和选择先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号,而且也为运行人员提供信息。
控制系统收集的大量数据不仅对自身有用,而且对系统运行人员也有很大的应用价值,而且这些数据辅助运行人员进行决策四、智能电网在国外的发展美国能源部在其“Grid 2030”远景规划中,描绘了对美国未来电力系统的设想。
即:一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
按照“Grid 2030”的设想,未来美国电网主要由国家主干网、区域互联电网、配电网和微网组成。
针对智能电网的未来愿景.美国也在积极进行智能电网标准的制定,相关的机构有15家,包括美国国家标准与技术研究所(NIST)、美国电力研究院(EPRI)、美国电气电子工程师学会(IEEE)等。
第一阶段的任务是促进各利益相关者参加一个共同的计划,以识别适用的智能电网标准,并寻找当前标准与智能电网需求不匹配的地方;第二阶段的任务是建立一个正式的公私合作平台,推动长期发展;第三阶段的任务是制定和执行一项测试和认证体系。
欧洲2005年启动了智能电网技术平台(SmartGrids Technology platform)E4J.它的目标是提出开发欧洲2020年甚至更远的电力网络愿景。
这个平台的范围就是提高欧洲输配电系统的效率、安全性和可靠性.消除大规模集成配网与可再生能源的障碍,符合欧盟第7研发框架计划(FP7)中智能能源网络建议的优先级。
该平台是开放的、容易参加的,允许所有利益相关者的参与,组织结构反映多样性和互补性.以承担平台各项活动。
欧洲智能电网的侧重点包括几个方面:①以客户为中心;②支持分布式和可再生能源的接入;⑧负载和电源的本地交互;④高级自动化和分布式智能;⑤灵活的电网运营;⑥面向服务(SOA)的架构;⑦更可靠、安全的电力供应;⑧低能耗,特别是低线路损耗。