對智能電網涉及的關鍵技術問題的探討

1智能電網的概念和特點

根據國際電工委員會IEC整體定義:智能電網是電網現代化的表現,它將電網中的電源及用戶通過電力和信息技術緊密結合到一起,也就是指一個完全自動化的供電網絡,其中的每一個用戶和節(jié)點都得到實時監(jiān)控,并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點上的電流和信息的雙向流動。智能電網通過廣泛的應用分布式智能和寬帶通信,以及自動控制系統的集成,保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時互動。

盡管各國根據自身的國情對智能電網建設有著不同的重點和目標,但是智能電網建設的驅動都是基于市場、安全、電能質量和環(huán)境因素,其特征可歸結為:自愈、兼容、交互、協調、高效、優(yōu)質、集成。

2智能電網的關鍵技術

2.1一流的智能電網需要一流的建設,一流的建設需要一流的規(guī)劃,一流的規(guī)劃需要一流的標準。建立堅強、靈活的網絡拓撲堅強、靈活的電網結構是未來智能電網的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡,為了緩解此現狀所帶來的不利影響,我國開展了特高壓聯網工程、直流聯網工程、點對點或點對網送電等工程的實施建設。例如,我國近年來先后在山西建設了750kV高壓交流輸電工程、在云南建設了±800kV云廣特高壓直流輸電工程等聯網工程,一定程度上解決了能源分布不平衡和電源送出的問題,然而隨著電網規(guī)模的擴大、互聯電網的形成,電網的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越嚴重,對主網架結構的規(guī)劃設計要求也相應地提高了,2010年巴西發(fā)生的大停電事件為我們電網安全穩(wěn)定運行敲響了警鐘。只有靈活的電網結構才能應對自然災害和社會災害等突發(fā)災害性事件對電網安全的影響。

2.2實現開放、標準、集成的通信系統

智能電網的發(fā)展對網絡安全提出了更高的要求,智能電網需要具有實時監(jiān)視和分析系統目前狀態(tài)的能力:既包括識別故障早期征兆的預測能力,也包括對已經發(fā)生的擾動做出響應的能力,其監(jiān)測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋,為電網運行、綜合管理等提供外延的應用支撐,而不僅局限于對電網裝備的監(jiān)測。

2.3配備高級的電力電子設備

電力電子設備可以實現電能質量的改善與控制,為用戶提供電能質量滿足其特定需求的電力,同時它們也是能量轉換系統的關鍵部分,所以電力電子技術在發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程中均發(fā)揮著重要作用?，F代電力系統應用的電力電子裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓撲和DSP全數字控制技術,包括可控硅并聯電抗器、多功能固態(tài)開關、智能電子裝置、靜止同步補償器、有源濾波器、動態(tài)電壓恢復器、故障電流限制器以及高壓直流輸電所用裝置和配網用的柔性輸電系統裝置等。

2.4智能調度技術和廣域防護系統

智能調度是智能電網建設中的重要環(huán)節(jié),調度的智能化是對現有調度控制中心功能的重大擴展,智能電網調度技術支持系統則是智能調度研究與建設的核心,是全面提升調度系統駕馭大電網和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調控能力和公平友好市場調配能力的技術基礎。

調度智能化的最終目標是建立一個基于廣域同步信息的網絡保護和緊急控制一體化的新理論與新技術,協調電力系統元件保護和控制、區(qū)域穩(wěn)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智能化調度的核心是在線實時決策指揮,目標是災變防治,實現大面積連鎖故障的預防。