智能电网及其关键技术研究

智能电网及其关键技术研究

(新疆达坂城新能风力发电有限责任公司新疆乌鲁木齐830000)

摘要:随着国际经济的发展,能源消耗越来越多,污染越来越严重,为了保证经济快速发展,以及更好地利用能源,国内及许多欧美发达国家已开始重视发展清洁能源,世界电网智能化已成为现在电力发展的新趋势。本文阐述了智能电网的定义及特点,并总结了智能电网关键的基础技术。

关键词:智能电网,关键技术

随着世界经济快速发展,能源危机越来越严重。近几年来,环境污染日益加剧,严重威胁人类健康,所以,发展低碳经济、建设绿色生态环境,已成为全世界的普遍共识。将来能源革命的核心内容是开发清洁能源、解决环境保护问题、保证能源的安全、应对气候逐年变暖的事态变化。电网是能源供应的主要环节,其未来的发展方向正面临着前所未有的挑战和重大的选择,电网对于清洁能源的向前发展起关键作用。智能电网的建设是一项非常复杂及漫长的系统工程,目前正处在研究阶段。许多国家根据自己电力发展的特点,通过在相关领域的研究与探索,形成了符合自己本国的发展趋势和思路,也反映出对将来电力工业发展模式的不同思考。

一、智能电网的定义及其特点

近年来,随着全球科技的高速发展,电力资源的需求量变得越来越大,同时也对电力资源的供应质量提出了更高的要求。为了适应我国日益增长的电力能源需求,大力发展智能电网已成为电网建设改革的方向。目前我国的智能电网建设以物理电网为基础,充分运用日益成熟的传感技术、计算机技术、信息技术、控制技术以及通信技术,与物理电网结合而形成创新型电网。智能电网以满足电力客户对资源配置、电力的需求的环保的约束要求与优化要求为基础,通过应用大量新型技术,做到清洁、可靠、经济,实现对用户的增值服务和电力供应。智能电网作为一种新型电网,具有许多传统电网不具备的优点。

(一)具有自愈功能

智能电网具备强大的自愈功能,可以保证在尽量少的人工干预下实时掌控电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患,从而快速隔离电力网络中存在的问题元件,使其恢复正常运行,避免了用电中断,保障电网能够实现安全可靠的运行。

(二)系统运行优质高效

智能电网采用高速通信网络,能够对工作的电力设备进行实时在线监控,确保电力设备设施持续高效地运行,同时智能电网可以对整个电力系统的能源供应进行合理的调整优化,提高供电设备设施的工作效率。其可以根据各地区用户需求特点,供应适宜的优质电能,有效地缓解紧张的市场电力需求,节约电力成本。

(三)具有可靠的防御功能

当出现人为攻击、自然灾害损害及其他外界损伤的情况时,智能电网可以迅速地做出反应,有效地抵御外部攻击对电网造成的损伤,保证电力系统持续正常的运行,维护供电设备安全,实现人身安全防御,维持人们的正常生活和生产。

(四)智能交互

智能电网优于传统电网的另一大特点是智能电网可以实现电力供应系统与电力用户之间的沟通互动交流。其能够了解用户的电力需求,通知用户电网的运行状况、电力供应成本等电网实时情况,使得用户可以随时根据电网工作情况调整电力使用方案,从而保证了工作质量。

(五)兼容性能好

传统的电网采取远端集中发电方式,导致电网的兼容性很差。而智能电网改变了这种情况,它不仅可实现集中发电,也可实现分散发电并相互兼容,使得可再生能源分布式发电和储能系统能顺利以“即插即用”的形式接入系统,扩大了系统调节运行的可选范围,促进了电网和自然环境的和谐发展。

二、智能电网的关键技术

(一)强壮灵活的电网实体

我国能源及电力需求发展不平衡,很长一段时间内仍然要走大范围资源优化配置与大规模、远距离输电的道路。如何做好交直流衔接、一次系统与二次系统协调发展、电源与电网协调发展、各电压等级电网协调发展等,进一步优化各级电网规划,是建立强壮电网的关键。在电网建设过程中,提高设计标准,在构建强壮电网的同时,需兼顾分布式电源和微电网的柔性接入,以应对各种自然灾害事件对电网的影响。

(二)先进的控制技术

现代控制理论、人工智能技术与优化理论在控制领域的综合应用形成了先进的控制技术。其用于智能电网中分析、预测和诊断系统状态,并确定和采取适当的措施以减轻、消除和防止电能质量扰动以及供电中断。目前使用基于灵敏度的连续线性规划方法的电压稳定性监视和控制系统(VSMC)与使用人工智能技术开发的快速准确地计算出控制策略并执行的广域保护系统(WAPS)将不断发展,并成为智能电网控制的重要组成部分。

(三)先进的电网设备技术

先进的电网一次设备是智能电网实现的物理基础。以下4个方面的电网设备技术发展值得关注:电力电子技术;再生能源发电和运行技术;超导技术;大容量储能技术。需要指出,新型储能技术与电力电子技术对提高输配电网的稳定性与可靠性起重大作用,超导技术对于低能耗大容量输电有重要意义,并可使风能等新能源引起的发电功率和频率不稳定等问题得到解决。同时,在配电系统中的新型的储能设备,如充电电池与混合动力汽车充电站,也是目前智能电网研发中的热点。

(四)分布式能源的接入技术

作为智能电网的核心,构建一个具备自适应调节能力与智能判断的分布式管理与多种能源统一入网的智能化网络系统,非常有好处。分布式能源的接入技术可以实现电网与用户用电信息之间的实时监控和采集,可以将电能安全输送给终端用户,使能源利用效率与电网运营的可靠性得到最大化的提高,使电能得到最优配置与利用。再加上分布式可再生能源有助于减轻温室效应,其增长将非常迅速。

(五)决策支持和可视化技术

决策支持系统可识别和确定电网中的实时问题及发展趋势,然后运用知识库和科学推理方法进行分析,以提出决策支持与解决问题的方案,并将相应的多种选择、系统情况以及每种选择的可行性等展示给运行人员。而可视化技术则将各种信息形成便于运行人员分析和决策的可视化信息,从而大大提高决策准确性与工作效率。

结束语

智能电网的发展是个长期有效的过程,也是一个复杂的工程,需要各种先进技术的融合。构建智能电网要建立新世纪的综合性人才,注重效果,还要注重和国外的技术进行合作和交流,建立优良的智能电网开发团队。建立智能电网对于人们的生活与社会的经济都有重要的影响,其中对于网络运行的作用与再生能源的使用也不能忽视。随着科学技术的不断发展,要逐步完成电力系统的数字化、自动化、信息化和智能化的发展。

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