論我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)探討
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一、智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征及優(yōu)勢(shì)
相比于傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)，智能電網(wǎng)的發(fā)展具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)勢(shì)。
1.1智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征
從我國(guó)現(xiàn)有的智能電網(wǎng)發(fā)展情況來(lái)看，智能電網(wǎng)的建設(shè)具有以下特點(diǎn)。
1.1.1高效運(yùn)行和管理
目前，電網(wǎng)在運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。例如電網(wǎng)需要被動(dòng)地適應(yīng)負(fù)荷，很多設(shè)備和輸電網(wǎng)的利用效率還有待提高。同時(shí)，由于許多配電網(wǎng)的使用年限較久，很多設(shè)備和運(yùn)行還有待進(jìn)一步優(yōu)化。智能電網(wǎng)在運(yùn)行中能夠有效地解決這些問(wèn)題。其在科學(xué)合理規(guī)劃基礎(chǔ)上，充分地發(fā)揮了信息技術(shù)管理系統(tǒng)和監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高了電網(wǎng)投資的效率，從而極大地增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
1.1.2電力交易的便捷性
電力交易的便捷性要求電網(wǎng)能夠在每一個(gè)交易機(jī)制精確地進(jìn)行處理。智能電網(wǎng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，智能電網(wǎng)能夠營(yíng)造一個(gè)公正、合理、有序的電力市場(chǎng)，并且能夠快速、及時(shí)地處理各種電力交易。其次，智能電網(wǎng)還能夠?qū)Ω鞣N業(yè)務(wù)進(jìn)行快速、簡(jiǎn)單地結(jié)算，提高電力系統(tǒng)的工作效率。然后，智能電網(wǎng)可以根據(jù)市場(chǎng)和用戶(hù)的要求，建立科學(xué)的響應(yīng)機(jī)制和服務(wù)平臺(tái)。最后，智能電網(wǎng)還可以適時(shí)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化更新升級(jí)，以適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1.1.3電網(wǎng)極強(qiáng)的兼容性
傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)主要是以遠(yuǎn)端集中式發(fā)電方式為主，智能電網(wǎng)則能夠?qū)Ω鞣N不同類(lèi)型的電源及其裝置具有極強(qiáng)的包容性。由于電網(wǎng)涉及的行業(yè)領(lǐng)域非常廣泛，尤其是發(fā)電、環(huán)保以及制造等領(lǐng)域，對(duì)電網(wǎng)的要求更高。因此，智能電網(wǎng)以一個(gè)開(kāi)放、兼容的網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的健康發(fā)展。
1.1.4經(jīng)濟(jì)清潔
智能電網(wǎng)在電力市場(chǎng)和電力交易的有效執(zhí)行下，能夠極大地提高資源的利用效率。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，改善各種輸電設(shè)備和變電站的運(yùn)行狀況。同時(shí)，智能電網(wǎng)還能夠積極地適應(yīng)大型且集中式的多種電源設(shè)備共同介入。尤其是大型風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)光等可再生能源。智能電網(wǎng)在電力生產(chǎn)過(guò)程中還能夠有效地減少對(duì)環(huán)境的破壞和污染以及抑制溫室氣體的排放，從而滿(mǎn)足能源可持續(xù)發(fā)展的要求。
1.2智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)
目前，智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)配電結(jié)構(gòu)所不能支持的幾個(gè)基本功能。1）智能電網(wǎng)能夠綜合地考慮各種電力調(diào)節(jié)設(shè)備和分布式電源以及用戶(hù)電量管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，從而有效地優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)的整體性能。因此，智能電網(wǎng)不僅能夠保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且還能夠極大地提高電力能源的質(zhì)量。2）智能電網(wǎng)還能夠支持一些比重較高的分布式電源，進(jìn)而提高電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的整體性和靈活性。通過(guò)集中發(fā)點(diǎn)和分散發(fā)電模式的結(jié)合，以及各種可再生能源的介入，使得整個(gè)電網(wǎng)與自然環(huán)境和諧發(fā)展。尤其是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，智能電網(wǎng)能夠準(zhǔn)確地對(duì)其進(jìn)行定位，利用分布式電源進(jìn)行局域性供電。3）智能電網(wǎng)技術(shù)還能夠建立一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)。智能電網(wǎng)在采集數(shù)據(jù)信息時(shí)能夠?qū)﹄娫垂芾砀鱾€(gè)單元、故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地整合。同時(shí)，智能電網(wǎng)還能夠通過(guò)在線(xiàn)決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)的自治和自愈。
二、我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的研究分析
2.1基于MAS的分布協(xié)調(diào)技術(shù)
MAS系統(tǒng)主要是包括MAS終端、MAS服務(wù)器和MAS管理平臺(tái)三個(gè)方面。其中MAS終端主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為用戶(hù)提供多種多樣的服務(wù)。因此，在實(shí)際的智能電網(wǎng)建設(shè)中可以根據(jù)需要，自定義安裝客戶(hù)端。MAS服務(wù)器主要是用于用戶(hù)或者企業(yè)內(nèi)部。通過(guò)廣域網(wǎng)絡(luò)以及MAS服務(wù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資訊的共享。MAS管理平臺(tái)則是指內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與各大子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流，從而對(duì)信息數(shù)據(jù)有效地整合。隨著各種智能電子設(shè)備的不斷發(fā)明與應(yīng)用，智能電網(wǎng)也開(kāi)始積極地探索。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用顯示了無(wú)可比擬的優(yōu)越性。服務(wù)體系結(jié)構(gòu)通過(guò)充分地發(fā)揮業(yè)務(wù)、技術(shù)和管理三者的優(yōu)勢(shì)，對(duì)電力企業(yè)的應(yīng)用建立三維模型，從而大大地增強(qiáng)了業(yè)務(wù)的高效性、技術(shù)的靈活性以及管理的有效性。MAS系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中具有很強(qiáng)的伸縮性，并且為電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互操作留有足夠的空間，進(jìn)而從根本上對(duì)用戶(hù)資源進(jìn)行有效保護(hù)。因此，相對(duì)于傳統(tǒng)的電網(wǎng)控制系統(tǒng)，MAS的分布協(xié)調(diào)能夠廣泛地應(yīng)用于智能電網(wǎng)的各個(gè)層級(jí)之間的分布協(xié)調(diào)控制。
2.2電力設(shè)備相關(guān)技術(shù)
電力設(shè)備是電網(wǎng)運(yùn)行的有效運(yùn)作的基礎(chǔ)。電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的電力設(shè)備主要包括輸電配電技術(shù)、高效能源材料技術(shù)以及電子電力技術(shù)等。輸電配電技術(shù)主要是在電網(wǎng)的建設(shè)中不僅需要利用容量較大、距離遠(yuǎn)、損耗低等輸電技術(shù)，而且還需要探討相關(guān)的分布功能技術(shù)以提高電網(wǎng)整體運(yùn)行效率。因此，輸電配電技術(shù)側(cè)重于對(duì)微型電網(wǎng)、特高壓絕緣等方面。高效能源材料技術(shù)主要是指在智能電網(wǎng)中發(fā)揮可再生能源的優(yōu)勢(shì)以及新型技術(shù)和工藝的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)清潔、高效、可持續(xù)生產(chǎn)。智能電網(wǎng)的發(fā)展需要借助先進(jìn)材料技術(shù)作為支撐，提高能源材料的利用效率。電子電力技術(shù)是優(yōu)化智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，因此需要引起高度重視。目前，電網(wǎng)建設(shè)中的電子電力技術(shù)主要包括具有耐高壓性的電流電力電子器件、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器以及統(tǒng)一潮流控制器等。此外，智能電網(wǎng)作為一個(gè)信息化高度集中的系統(tǒng)，做好網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全工作顯得尤為重要。因此，智能電網(wǎng)技術(shù)還包括地網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全維護(hù)方面的技術(shù)。例如對(duì)安全數(shù)據(jù)和信息的存儲(chǔ)和備份功能；網(wǎng)絡(luò)病毒的維護(hù)和查殺功能；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)生存性的及時(shí)防護(hù)等。
2.3分布式能源的系統(tǒng)集成技術(shù)
智能電網(wǎng)中分布式能源主要是指分布式發(fā)電和分布式儲(chǔ)電以及需求響應(yīng)資源。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)的電網(wǎng)發(fā)電具有很大的區(qū)別。智能配電網(wǎng)不需要親自參與發(fā)電。智能電網(wǎng)由許多的分布式電機(jī)組成，因此在運(yùn)行中不僅可以和主網(wǎng)相互連接，而且還可以獨(dú)自運(yùn)行。在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中往往會(huì)由于技術(shù)因素和自然因素，小型的分布式發(fā)電機(jī)難以長(zhǎng)期地穩(wěn)定運(yùn)行。所以需要針對(duì)不同的問(wèn)題，對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行智能控制。眾所周知，可再生能源具有不穩(wěn)定性。因此，分布式儲(chǔ)能能夠有效地克服這一缺陷。未來(lái)的智能電網(wǎng)發(fā)展需要在儲(chǔ)能技術(shù)方面進(jìn)行積極地研究。例如化學(xué)電池盒超大容量的電容器以及燃料電池等，都具有高效和高密度的優(yōu)勢(shì)。分布式發(fā)電和蓄電池是組成分布式儲(chǔ)能的主要部分，因此需要電網(wǎng)從主網(wǎng)和本地微電源上獲取功率。因此，隨著電網(wǎng)的用戶(hù)數(shù)量不斷地增多，智能電網(wǎng)需要安裝相關(guān)的電能質(zhì)量調(diào)整器。智能電網(wǎng)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)資源的系統(tǒng)集成，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。因此，智能電網(wǎng)需要對(duì)各種輔助設(shè)備和供電合同以及現(xiàn)貨市場(chǎng)等進(jìn)行研發(fā)和調(diào)查。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，電網(wǎng)是我國(guó)現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各大領(lǐng)域的協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極意義。智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將成為我國(guó)發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的有效途徑。發(fā)展智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今各個(gè)國(guó)家共同探討和關(guān)心的話(huà)題。因此，我國(guó)在智能電網(wǎng)技術(shù)研究方面還有待于提高，從而為增強(qiáng)我國(guó)的綜合國(guó)力奠定基礎(chǔ)。
作者：董琴 單位：國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司