智能電網(wǎng)綜述性論-wenkub
2023-01-21 09:53:14 本頁(yè)面
【正文】 流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化 ,為電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員提供更為全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)圖 ,并給出相應(yīng)的輔助決策支持 ,以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案 ,最大程度地實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)、績(jī)優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理。系統(tǒng)自愈、自恢復(fù)能力完全依賴于實(shí)體冗余 。 （ 8）多元化的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)通過(guò)市場(chǎng)上供給和需求的互動(dòng)，將形成更為緊密與高效的市場(chǎng)行為模式；通過(guò)有效的市場(chǎng)設(shè)計(jì)可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行和可靠性管理水平，從而促進(jìn)電力市場(chǎng)的自由買(mǎi)賣(mài)以及公平競(jìng)爭(zhēng)。新型的智能電網(wǎng)可提供滿足不同用戶需求的優(yōu)質(zhì)電能，并且能對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)和價(jià)格聯(lián)動(dòng)。 （ 3）安全的電網(wǎng)。通過(guò)實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速診斷可能存在的隱患，預(yù)測(cè)故障及其可能引發(fā)的系統(tǒng)震蕩和級(jí)聯(lián)事件，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并且采取預(yù)防和校正控制手段，如將大電網(wǎng)按照風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)適當(dāng)分區(qū)等；當(dāng)故障發(fā)生后，迅速把電網(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統(tǒng)中隔離出去，并自動(dòng)進(jìn)行必要的事故控制和恢復(fù)控制，保證用戶供電的連續(xù)性，防止大面積停電的發(fā)生。智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量的精力，力求在智能電網(wǎng)研究鄰域有所斬獲。智能電網(wǎng)技術(shù) 綜述 摘要： 日前全球資源環(huán)境壓力的不斷增大，隨著電力市場(chǎng)化進(jìn)程的不斷加快以及用戶對(duì)電力供出的越來(lái)越高的要求，國(guó)家安全、環(huán)保等各方面都對(duì)電網(wǎng)的建設(shè)和管理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。而在中國(guó)，在政府及國(guó)家電網(wǎng)公司的政策引領(lǐng)推動(dòng)下，智能電網(wǎng)研究正不斷向著建設(shè)中國(guó)特色智能電網(wǎng)的 目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。 二、 智能電網(wǎng)的內(nèi)涵和特征 目前對(duì)于智能電網(wǎng)尚未有統(tǒng)一的定義，但一致認(rèn)為智能電網(wǎng)是一個(gè)中長(zhǎng)期的目標(biāo)和愿景（ vision）。 （ 2）互動(dòng)的電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的安全策略包含應(yīng)付威懾、實(shí)現(xiàn)預(yù)防、檢測(cè)和反應(yīng)，以盡量避免和減輕事故對(duì)電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)的影響。 （ 5）高效的電網(wǎng)。 （ 7）兼容的電網(wǎng)。以輸配電網(wǎng)為物理實(shí)體，以集成、高速、雙向的通信網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)為平臺(tái)的智能電網(wǎng)，將電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、維護(hù)、能量調(diào)度、配電管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng) 、企業(yè)資源計(jì)劃等系統(tǒng)統(tǒng)一集合在智能電網(wǎng)大平臺(tái)上，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的交互與集成。對(duì)客戶的服務(wù)簡(jiǎn)單、信息單向 。 與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比 ,智能電網(wǎng)將進(jìn)一步優(yōu)化各級(jí)電網(wǎng)控制 ,構(gòu)建結(jié)構(gòu)扁平化、功能模塊化、系統(tǒng)組態(tài)化的柔性體系架構(gòu) ,通過(guò)集中與分散相結(jié)合 ,靈活變 換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)架構(gòu)、最佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量 ,實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)構(gòu)成理念和體系。智能電網(wǎng)涉及面廣，從不同角度分類(lèi)也較為復(fù)雜，下文中將從應(yīng)用與管理的角度將智能電網(wǎng)分成三層構(gòu)架來(lái)概述智能電網(wǎng)。 數(shù) 據(jù)層的結(jié)構(gòu) 劃分 如下 ： ● 根據(jù)不同的應(yīng)用信息的組合，產(chǎn)生各種應(yīng)用于管理系 統(tǒng) 應(yīng)用管理層 ● 將各類(lèi)信息進(jìn)行分類(lèi)與包裝 ● 提供向上層處理信息應(yīng)用接口 信息層 ● 保證能量傳輸與控制 ● 靈活 AMR 通信框架 ● 各類(lèi)數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備 ● 可提供增強(qiáng)功能通道與接口 設(shè)備采集層 數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu) 數(shù) 據(jù) 采集層的 基礎(chǔ) 是采集設(shè)備類(lèi)信 息 ，為所有系統(tǒng) 提 供數(shù)據(jù)來(lái)源。 除 RS485， PLC 電力線載波等常用通信方式外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 GPRS， Ether 等利用公共 網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式已 經(jīng) 成為廣大用戶日漸 青睞 的選擇。具體來(lái)說(shuō)所有的設(shè) 備 都應(yīng)具備雙 向 通信能力 ， 系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)識(shí) 別。整 個(gè)信息層的構(gòu)成如 圖 所示 ： 打包分類(lèi)后的數(shù)據(jù)主要包括四個(gè)方面 。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地更新，在 2022 年重新修訂了分布式能源在配變電自動(dòng)化系統(tǒng)中的通信模型。地理信息的加入可以更好的幫助系統(tǒng)了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的分布狀態(tài)。需求響應(yīng)將直接影響到市場(chǎng)的價(jià)格和需求狀態(tài)，整個(gè)響應(yīng)過(guò)程是能源使用避峰填谷的過(guò)程，可以更有效的實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約 。雖然在該系列標(biāo)準(zhǔn)中也定義了一些適用于本系統(tǒng)的應(yīng)用功能，但系統(tǒng)可融合的功 能遠(yuǎn)不止這些，其中 ClM 公用信息模型更是可以超越 EMS 本身，在任何電力系統(tǒng)領(lǐng)域使功能集成成為一種可能。 (4) 需求響應(yīng)系統(tǒng) 需求響應(yīng)是應(yīng)用管理層的又一主要功能，主要包括開(kāi)放式需求自動(dòng)響應(yīng)體系 (OPEN ADR)、分布式能源接人的管理、其他可擴(kuò)展應(yīng)用設(shè)備和信號(hào)接人管理以及對(duì)跨領(lǐng)域需求信號(hào)的規(guī)范。系統(tǒng)具備靈活開(kāi)放的通信接口和嫌疑，具備獨(dú)立的平臺(tái)，是一個(gè)可互操作、透明的系統(tǒng)，系統(tǒng)功能可隨意 整合。針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)及其帶動(dòng)的即插即用技術(shù)的發(fā)展，在 2022 年 1 月份公布的 NIST 標(biāo)準(zhǔn)中有 SAE 中相關(guān)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)，雖然其中很多標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有最終確定，但是不難看出，即插即用技術(shù)的發(fā)展是勢(shì)不可擋的 ?？蛻粜畔⑾到y(tǒng)將用電側(cè)的各類(lèi)客戶信息進(jìn)行匯總，反映出能源的實(shí)際使用狀況以及各類(lèi)服務(wù)的狀態(tài) 。在后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展中，IEC61850 協(xié)議將制訂出符 合 IEEE 1588 標(biāo)準(zhǔn)算法的配變電網(wǎng)絡(luò)校時(shí)方案，真正滿足電網(wǎng)需求。我國(guó)能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，無(wú)論從當(dāng)前還是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電力的需求，必須走遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸電和大范圍資 源優(yōu)化配置的道路。 隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問(wèn)題越來(lái)越突出，對(duì)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求相應(yīng)地提高。因此，寬帶通信網(wǎng)，包括電纜、光纖、電力線載波和無(wú)線通信，將在智能電網(wǎng)中扮演重要角色。由智能電表以及連接它們的通信系統(tǒng)組成的先進(jìn)計(jì)量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)諸如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、分時(shí)電價(jià)和用戶側(cè)管理等的更快和準(zhǔn)確的系統(tǒng)響應(yīng)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)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?fù)浜?DSP全數(shù)字控制技術(shù)。分布式發(fā)電技術(shù)包括：微型
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