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智能電網

作者:智楓電氣????發布時間:2020-02-28 10:12 ????瀏覽次數 :


智能電網(SmartPowerGrids),就是電網的智能化,也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標;解決方案主要包括以下幾個方面:一是通過傳感器連接資產和設備提高數字化程度;二是數據的整合體系和數據的收集體系;三是進行分析的能力,即依據已經掌握的數據進行相關分析,以優化運行和管理。電網智能化的六大方面:智能化變電站、發電、智能輸電、智能配電網、智能用電和智能調度;  在智能電網中,大型集中式發電廠包括環境友好型電源,如風電和大型太陽能電廠和先進的核電廠將繼續發揮重要的作用。加強輸電系統的建設使這些大型電廠仍然能夠遠距離輸送電力。同時各種各樣的分布式電源的接入一方面減少對外來能源的依賴,另一方面提高供電可靠性和電能質量,特別是對應對戰爭和恐怖襲擊具有重要的意義。 
關鍵技術
通信:建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎,同時通信系統要和電網一樣深入到千家萬戶,這樣就形成了兩張緊密聯系的網絡—電網和通信網絡,只有這樣才能實現智能電網的目標和主要特征。高速、雙向、實時、集成的通信系統使智能電網成為一個動態的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施;高速雙向通信系統的建成,智能電網通過連續不斷地自我監測和校正; 應用先進的信息技術,實現其最重要的特征—自愈特征。它還可以監測各種擾動,進行補償,重新分配潮流,避免事故的擴大。高速雙向通信系統使得各種不同的智能電子設備(IEDs)、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統以及用戶進行網絡化的通信,提高對電網的駕馭能力和優質服務的水平。
量測:參數量測技術是智能電網基本的組成部件,先進的參數量測技術獲得數據并將其轉換成數據信息,以供智能電網的各個方面使用。它們評估電網設備的健康狀況和電網的完整性,進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網阻塞以及與用戶的溝通。
未來的智能電網將取消所有的電磁表計及其讀取系統,取而代之的是可以使電力公司與用戶進行雙向通信的智能固態表計?;谖⑻幚砥鞯闹悄鼙碛媽⒂懈嗟墓δ?,除了可以計量每天不同時段電力的使用和電費外,還有儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率,并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能有用戶自行根據費率政策,編制時間表,自動控制用戶內部電力使用的策略。
對于電力公司來說,參數量測技術給電力系統運行人員和規劃人員提供更多的數據支持,包括功率因數、電能質量、相位關系(WAMS)、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數據。新的軟件系統將收集、儲存、分析和處理這些數據,為電力公司的其他業務所用。
未來的數字保護將嵌入計算機代理程序,極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監測系統、保護和控制方案將集成數字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統中,保護元件能夠自適應地相互通信,這樣的靈活性和自適應能力將極大地提高可靠性,因為即使部分系統出現了故障,其他的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統。
控制:先進的控制技術是指智能電網中分析、診斷和預測狀態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。
(1)收集數據和監測電網元件
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情況,對整個系統的狀態進行評估,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,防止緊急問題的發生,修改系統設置、狀態和潮流以防止預測問題的發生
(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。

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