论智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用分析论文_刘东冉

论智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用分析论文_刘东冉

(国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 浙江省杭州市 310009)

摘要:电力是经济的命脉,没有电力的稳定供应,经济发展就会受到严重制约,其重要性不言而喻。为了进一步提升电力供应的数量和质量,一些新的电力技术被广泛开发使用,并取得了非常不错的应用效果,智能电网技术就是其中典型的代表。智能电网技术是信息技术在电力输运系统中的具体运用,通过智能电网建设,有力地解决了许多电力系统运行中发生的困扰问题,比如远距离输电以及复杂化应用等环节,通过智能化管理和自动控制等功能,智能电网建设有效地提升了电网的运行效率和稳定性,有非常广阔的使用发展空间。

关键词:智能电网;电力技术;电力系统规划;应用

目前的时代,经济和社会的发展面临着两个难题,一是对能源的需求越来越大,二是可持续发展对于能源消耗的更高标准。而解决这两个难题只有一个办法,那就是技术上的突破性进展。就电力系统而言,智能电网技术就是一种非常可取的技术途径,智能电网可以说是安全可靠、经济高效、环境友好的最佳体现,并已经逐渐是现代电力电网建设的主流选择。

1.智能电网概述

智能电网技术源于2005年,美国科学家埃贝尔发明一种无线控制器,该控制器通过群体行为原理,可以令整栋大楼的所有电器协调运行,这项技术就是目前使用的智能电网最初的雏形。具体解释智能电网,人们又多称其为未来电网,它并不是某一个特定的事物,而是在电网基础设施的条件下综合了一些先进技术,并整合而成的新型现代化模式运营的电网系统,具有安全可靠、经济高效、环境友好等突出特点。构成智能电网的关键技术应用其领域范围较广,主要包括传感测量技术、决策分析技术、制动控制技术、计算机技术等。正是通过这些技术的无缝融合,才确保了智能电网的应用性能。

2. 智能电网在电力技术及电力系统规划中的运用

2.1智能电网的基本内涵及其特征

考虑到市场需求、应用环境、安全运行等几个方面的影响,实际的智能电网建设要具备几个比较显著的特点:自愈、可靠、安全、高效、交互、绿色。这里所谓的自愈,主要是指电力供应的过程中,智能电网可以不断察觉潜在或发生的问题,及时采取措施控制或纠正这些问题,确保了供电的质量,可靠和安全,就是说智能电网在这两个方面比较于传统电网有着更突出的性能表现。交互主要是指电网的交互式操作模式,为可以满足双方彼此适应的目的,智能电网提供了双向交流和双向通信的功能,电力用户可按照自己的实际需要选择符合的设计方案,这是定制化和个性化客户服务的基础。高效,主要源于智能电网运用了很多比较先进的设备和技术,提高了电网运营的实际效率,可更有效地降低运营成本同时增加企业效益。绿色,就是指智能电网兼容了大量的绿色、洁净、再生等能源形式,有效地降低了对环境的污染。此外,智能电网更突出体现出其智能化的一面,因为智能电网基于计算机、信息以及自动化技术,因此很方便实现远程的数据参数管理和信息获取操作,这对于支持技术革新以及进行全国性的电能商品交易提供了必要的保障。

2.2智能电网应用中的关键技术

(1)发电储能关键技术

在整个电力系统应用网络中,主要包括电能生产、电能传输、电能使用三个环节,这其中,电能生产环节是降低排放最关键也是最可行的环节。为此,智能电网更多利用风电和水电等各种新能源入网,采取分布式发电和储能的方式。具体来说,分布式的发电技术目前已经广泛应用的有很多,包括风力发电、生物质能发电以及地热发电等技术形式,而采用分布式进行储能的技术包括电磁蓄能技术、超导储能技术等。因为新能源、再生资源和洁净能源的大量使用,对整个生态环境的改善是非常具有积极意义和建设性作用的,尤其对于降低温室效应等方面,作用非常明显。同时,这些技术的采用还可以提升供电的安全可靠性,并进一步缓解电力能源的不平衡供给问题。但因为环境条件影响,还有一些很难确定的外界因素,比如,对风能及太阳能的利用会受到天气的相应,不确定性很大,因此,分布式发电和储能技术仍需要解决一些技术层面的难题。

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(2)输配电关键技术

输配电技术是电网中提高电能输运效率的关键技术,主要有特高压输电技术以及高温超导输电技术两种,特高压输电技术是实现电力能源远距离大功率传输的技术手段,通过加大输电网络的承压输电能力,以满足电力系统远距离连接的需要。高温超导输电技术主要是通过高温超导材料本身具备的超导特性,降低导体的电阻,进而提升电网系统的导电能力,相比于常规输电技术,该技术所具有的污染少、损耗少的优势非常明显。

(3)高速双向通信关键技术

高速双向通信技术在智能电网中有广泛使用,该技术涉及的电子设备比较多,包括电力电子控制设备和智能表计等,通过这些关键的电子技术和设备,实现了网络化互联通信功能,同时对各种电磁干扰进行系统自动监测,完成预期设定的“自愈”功能。

(4)电力电子关键技术

智能电网中广泛利用了较为先进的各种电力电子技术,包括全控型大功率电力电子器件、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)等设备期间,强化了大功率条件下的电网控制操作能力,完成以弱电管理强电的功能。

(5)智能调度关键技术

智能调度是智能电网所用新技术中最为重要和关键的技术,通过智能调度,实现了电力资源的全面优化和配置,对电网运营实现了科学管理,预防大面积链式连锁反应故障,确保自动调度功能的稳定实现。因为智能电网充分利用了各种先进的电子和信息技术,智能电网因而具备了观测、控制、实时分析决策、自愈、制动优化调整等智能化的功能,极大地推动了系统运营和检修的可靠性和便捷性。

2.3智能电网在电网系统运营规划中的现实作用

(1)智能电网规划的实际意义

过去,因为我国电网设计规划工作还一定程度存在不全面、不到位的问题,导致有些新建设电网项目投入运行没多长时间就发生超负荷和长期过载等问题,造成了电网建设项目工程的质量无法得到保证,并一定程度上存在比较大的安全隐患。而且,电源生产电能和输入电网的方式不同,这又与电网自身的兼容性产生矛盾,产生许多现实问题。同时,西电东输等能源保障战略的实现,也需要在电网建设中采用更为稳妥的技术方式。从这个意义上说,智能电网建设对于电网规划有着极为重要的现实意义和价值。

(2)智能电网的使用优点

智能电网满足了对电网系统的双向通信功能、实时监控与数据整合功能、及时调度功能、智能化资源配置功能、新能源接入功能,实现了对分布式能源有效管理,因而,智能电网使得电网的供电效率得以大幅提升,供电质量有明显改善,促进了电网市场商业化的程度,对整个自然环境的保护,降低资源消耗,都有非常显著的作用。

(3)智能电网规划的作用

智能电网最大化地满足了管理者和用户对于智能化和优化调度的需要,实施有效科学的管理,使用最低成本呈现最大性能的期望。而这其中,智能电网能够充分利用各种新型洁净可再生资源采用不连续发电的形式供电,以降低资源消耗和减少碳排放,实现了环境保护的意图,对于我国的可持续发展战略,也是非常重要的支持。

3. 结束语

综上所述,智能电网是目前电网建设中广泛采用的关键技术,更是电网建设在未来发展不可或缺的核心技术,在确保电力网络稳定安全运行方面有着巨大的贡献。同时,一些新增功能提高了电网保障的智能化水平,对于我国能源的保障有着非常重要的价值,尤其是促进了电能作为商品的交易市场建设和发展,这对于国家电能生产、输运和利用,都有非常积极的建设性作用。

参考文献:

[1]史忠植,刘霄.智能主体设备的设计及其应用[M].北京:科学出版社,2008:1-9.

[2]蔡丹君,胡婧.浅析智能电网在规划应用中的三个关键词[J].国家电网,2012,(9):42-43.

[3]吴绮丝,张亚林. 国家智能电网建设中需要解决的几个现实问题[J]. 国家电网,2015,8.

论文作者:刘东冉

论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/11

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