智能電網(wǎng)

支持技術(shù)

決策支持技術(shù)將復(fù)雜的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)運(yùn)行人員一目了然的可理解的信息，因此動(dòng)畫(huà)技術(shù)、動(dòng)態(tài)著色技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及其他數(shù)據(jù)展示技術(shù)用來(lái)幫助系統(tǒng)運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)、分析和處理緊急問(wèn)題。

在許多情況下，系統(tǒng)運(yùn)行人員做出決策的時(shí)間從小時(shí)縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智能電網(wǎng)需要一個(gè)廣闊的、無(wú)縫的、實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)、工具和培訓(xùn)，以使電網(wǎng)運(yùn)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(shù)利用大量的數(shù)據(jù)并將其裁剪成格式化的、時(shí)間段和按技術(shù)分類(lèi)的最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)給電網(wǎng)運(yùn)行人員，可視化技術(shù)將這些數(shù)據(jù)展示為運(yùn)行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便運(yùn)行人員分析和決策。

(2)決策支持—決策支持技術(shù)確定了現(xiàn)有的、正在發(fā)展的以及預(yù)測(cè)的問(wèn)題，提供決策支持的分析，并展示系統(tǒng)運(yùn)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(diào)度員培訓(xùn)—利用決策支持技術(shù)工具以及行業(yè)內(nèi)認(rèn)證的軟件的動(dòng)態(tài)仿真器將顯著的提高系統(tǒng)調(diào)度員的技能和水平。

(4)用戶決策—需求響應(yīng)(DR)系統(tǒng)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(shí)購(gòu)買(mǎi)、儲(chǔ)存或生產(chǎn)電力。

(5)提高運(yùn)行效率—當(dāng)決策支持技術(shù)與現(xiàn)有的資產(chǎn)管理過(guò)程集成后，管理者和用戶就能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行、維修和規(guī)劃的效率和有效性。

智能電網(wǎng) - 影響因素

影響電網(wǎng)運(yùn)行的突發(fā)狀況可能出現(xiàn)在發(fā)電廠發(fā)電，電能傳輸以及電能需求等任意一下環(huán)節(jié)發(fā)生。這種狀況可能是自然環(huán)境，如云層遮擋太陽(yáng)使得太陽(yáng)能電站功率下降，又如，炎熱的天氣使得空調(diào)的使用率上升。還有可能由于商業(yè)原因發(fā)生在電能供應(yīng)端，例如，電能用戶可能在用電高峰時(shí)減少用電，因?yàn)殡妰r(jià)的作用是減少用電高峰時(shí)的用電量。狀況還有可能發(fā)生在本地傳輸網(wǎng)絡(luò)，如變壓在損壞，需要臨時(shí)斷開(kāi)局部輸電網(wǎng)絡(luò)。最后，這些狀況還有可能發(fā)生在家里，比如，人都離開(kāi)家工作，各種用電設(shè)備進(jìn)行休眠狀態(tài)。所有這些情況都是激發(fā)人們?nèi)ジ淖冸娔芰飨虻囊蛩亍?p>智能電網(wǎng) - 主要特征

2008年5月10日，在河南省孟州市黃河北岸，

百萬(wàn)伏級(jí)特高壓交流工程黃河大跨越工程

開(kāi)始緊張布線。

智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)

“自愈”指的是把電網(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統(tǒng)中隔離出來(lái)并且在很少或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對(duì)用戶的供電服務(wù)。從本質(zhì)上講，自愈就是智能電網(wǎng)的“免疫系統(tǒng)”。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。自愈電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)不斷的在線自我評(píng)估以預(yù)測(cè)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問(wèn)題，并立即采取措施加以控制或糾正。自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務(wù)中斷，充分應(yīng)用數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應(yīng)的中斷，迅速恢復(fù)供電服務(wù)。

自愈電網(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用連接多個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式。當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問(wèn)題時(shí)，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進(jìn)的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進(jìn)行通信，以切除故障元件或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到另外的可靠的電源上，同時(shí)傳感器還有檢測(cè)故障前兆的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)地提出預(yù)警信息。

智能電網(wǎng)激勵(lì)和包括用戶

在智能電網(wǎng)中，用戶將是電力系統(tǒng)不可分割的一部分。鼓勵(lì)和促進(jìn)用戶參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。從智能電網(wǎng)的角度來(lái)看，用戶的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關(guān)系，確保系統(tǒng)的可靠性;從用戶的角度來(lái)看，電力消費(fèi)是一種經(jīng)濟(jì)的選擇，通過(guò)參與電網(wǎng)的運(yùn)行和管理，修正其使用和購(gòu)買(mǎi)電力的方式，從而獲得實(shí)實(shí)在在的好處。在智能電網(wǎng)中，用戶將根據(jù)其電力需求和電力系統(tǒng)滿足其需求的能力的平衡來(lái)調(diào)整其消費(fèi)。同時(shí)需求響應(yīng)(DR)計(jì)劃將滿足用戶在能源購(gòu)買(mǎi)中有更多選擇的基本需求，減少或轉(zhuǎn)移高峰電力需求的能力使電力公司盡量減少資本開(kāi)支和營(yíng)運(yùn)開(kāi)支，通過(guò)降低線損和減少效率低下的調(diào)峰電廠的運(yùn)營(yíng)，同時(shí)也提供了大量的環(huán)境效益。在智能電網(wǎng)中，和用戶建立的雙向?qū)崟r(shí)的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鼓勵(lì)和促進(jìn)用戶積極參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理的基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)通知用戶其電力消費(fèi)的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)目前的狀況、計(jì)劃停電信息以及其他一些服務(wù)的信息，同時(shí)用戶也可以根據(jù)這些信息制定自己的電力使用的方案。

智能電網(wǎng)將抵御攻擊

電網(wǎng)的安全性要求一個(gè)降低對(duì)電網(wǎng)物理攻擊和網(wǎng)絡(luò)攻擊的脆弱性并快速?gòu)墓╇娭袛嘀谢謴?fù)的全系統(tǒng)的解決方案。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復(fù)的能力，甚至是從那些決心堅(jiān)定和裝備精良的攻擊者發(fā)起的攻擊。智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都將阻止攻擊，最大限度地降低其后果和快速恢復(fù)供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時(shí)承受對(duì)電力系統(tǒng)的幾個(gè)部分的攻擊和在一段時(shí)間內(nèi)多重協(xié)調(diào)的攻擊。智能電網(wǎng)的安全策略將包含威懾、預(yù)防、檢測(cè)、反應(yīng)，以盡量減少和減輕對(duì)電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。不管是物理攻擊還是網(wǎng)絡(luò)攻擊，智能電網(wǎng)要通過(guò)加強(qiáng)電力企業(yè)與政府之間重大威脅信息的密切溝通，在電網(wǎng)規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)安全風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全等手段，提高智能電網(wǎng)抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。

智能電網(wǎng)主要特征

提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量

電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。由于用電設(shè)備的數(shù)字化，對(duì)電能質(zhì)量越來(lái)越敏感，電能質(zhì)量問(wèn)題可以導(dǎo)致生產(chǎn)線的停產(chǎn)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的損失，因此提供能滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量是智能電網(wǎng)的又一重要特征。但是電能質(zhì)量問(wèn)題又不是電力公司一家的問(wèn)題，因此需要制定新的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，因?yàn)椴⒎撬械纳虡I(yè)企業(yè)用戶和居民用戶，都需要相同的電能質(zhì)量。電能質(zhì)量的分級(jí)可以從“標(biāo)準(zhǔn)”到“優(yōu)質(zhì)”，取決于消費(fèi)者的需求，它將在一個(gè)合理的價(jià)格水平上平衡負(fù)載的敏感度與供電的電能質(zhì)量。智能電網(wǎng)將以不同的價(jià)格水平提供不同等級(jí)的電能質(zhì)量，以滿足用戶對(duì)不同電能質(zhì)量水平的需求，同時(shí)要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)寫(xiě)入電力服務(wù)的合同中。

將減輕來(lái)自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件

通過(guò)其先進(jìn)的控制方法監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的基本元件，從而快速診斷并準(zhǔn)確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。此外，智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)還要考慮減少由于閃電、開(kāi)關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動(dòng)，同時(shí)應(yīng)用超導(dǎo)、材料、儲(chǔ)能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來(lái)解決電能質(zhì)量的問(wèn)題。另外，智能電網(wǎng)將采取技術(shù)和管理手段，使電網(wǎng)免受由于用戶的電子負(fù)載所造成的電能質(zhì)量的影響，將通過(guò)監(jiān)測(cè)和執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，限制用戶負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當(dāng)?shù)臑V波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

容許各種不同類(lèi)型發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入

智能電網(wǎng)將安全、無(wú)縫地容許各種不同類(lèi)型的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程，類(lèi)似于“即插即用”，這一特征對(duì)電網(wǎng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。改進(jìn)的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)將使各種各樣的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)容易接入。從小到大各種不同容量的發(fā)電和儲(chǔ)能在所有的電壓等級(jí)上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進(jìn)的電池系統(tǒng)、即插式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池。商業(yè)用戶可以安裝自己的發(fā)電設(shè)備(包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置)和電力儲(chǔ)能設(shè)施將更加容易和更加有利可圖。

將使電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展

智能電網(wǎng)通信技術(shù)

在智能電網(wǎng)中，先進(jìn)的設(shè)備和廣泛的通信系統(tǒng)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)支持市場(chǎng)的運(yùn)作，并為市場(chǎng)參與者提供了充分的數(shù)據(jù)，因此電力市場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施及其技術(shù)支持系統(tǒng)是電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵因素。智能電網(wǎng)通過(guò)市場(chǎng)上供給和需求的互動(dòng)，可以最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，降低潮流阻塞，擴(kuò)大市場(chǎng)，匯集更多的買(mǎi)家和賣(mài)家。用戶通過(guò)實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)來(lái)感受到價(jià)格的增長(zhǎng)從而將降低電力需求，推動(dòng)成本更低的解決方案，并促進(jìn)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場(chǎng)提供更多選擇的機(jī)會(huì)。

優(yōu)化其資產(chǎn)應(yīng)用，使運(yùn)行更加高效

智能電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)用最低的成本提供所期望的功能。有效地管理需要什么資產(chǎn)以及何時(shí)需要，每個(gè)資產(chǎn)將和所有其他資產(chǎn)進(jìn)行很好的整合，以最大限度地發(fā)揮其功能，同時(shí)降低成本。

智能電網(wǎng)通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間給出需要維修設(shè)備的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。系統(tǒng)的控制裝置可以被調(diào)整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制裝置的這些調(diào)整，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高運(yùn)行的效率。最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運(yùn)行將大大降低電網(wǎng)運(yùn)行的費(fèi)用。此外，先進(jìn)的信息技術(shù)將提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并將集成到現(xiàn)有的企業(yè)范圍的系統(tǒng)中，大大加強(qiáng)其能力，以優(yōu)化運(yùn)行和維修過(guò)程。這些信息將為設(shè)計(jì)人員提供更好的工具，創(chuàng)造出最佳的設(shè)計(jì)來(lái)，為規(guī)劃人員提供所需的數(shù)據(jù)，從而提高其電網(wǎng)規(guī)劃的能力和水平。這樣，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用以及電網(wǎng)建設(shè)投資將得到更為有效的管理。[3]