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關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng);技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào) TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2013)104-0192-02
當(dāng)前我國(guó)電力事業(yè)飛速發(fā)展,來源于多個(gè)方面的力量都成為電力事業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)。這其中不僅僅包括了相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域中多項(xiàng)電力技術(shù)的層出不同和逐漸成熟,相關(guān)其他技術(shù),諸如監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及人工智能等也都成為推動(dòng)智能電網(wǎng)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域的重要助力;與此同時(shí),更為重要的是,對(duì)于我國(guó)的供電系統(tǒng)而言,更大的覆蓋地域范圍以及在電力生產(chǎn)和輸送過程中所產(chǎn)生的龐雜設(shè)備,都從客觀上要求著實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的管理。在這樣的背景之下,智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。
1 智能電網(wǎng)的概念
智能電網(wǎng)(Smart Power Grids),即電網(wǎng)的智能化,美國(guó)能源部曾經(jīng)定義其為:“一個(gè)完全自動(dòng)化的電力傳輸網(wǎng)絡(luò),能夠監(jiān)視和控制每個(gè)用戶和電網(wǎng)節(jié)點(diǎn),保證從電廠到終端用戶整個(gè)輸配電過程中所有節(jié)點(diǎn)之間的信息和電能的雙向流動(dòng)?!睔W洲技術(shù)論壇則將這一概念描述為“一個(gè)可整合所有連接到電網(wǎng)用戶所有行為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò),以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全的電力?!痹趪?guó)內(nèi),相對(duì)權(quán)威的定義方式當(dāng)屬中國(guó)科學(xué)院電工研究所的定義,該組織將智能電網(wǎng)表述為“以包括各種發(fā)電設(shè)備、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的物理電網(wǎng)為基礎(chǔ),將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)化與智能控制技術(shù)等與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)?!?/p>
電工研究所的定義中可以明確看出智能電網(wǎng)的若干特征。首先在于其可觀測(cè)性,即能夠有效獲取到電網(wǎng)工作過程中參與工作的電氣設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),以及相關(guān)的線路工作數(shù)據(jù);其次在于其可控性,即能夠針對(duì)電網(wǎng)中的設(shè)備展開必要的調(diào)節(jié);其三則是自動(dòng)化,重點(diǎn)關(guān)注整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)綜合平衡和優(yōu)化,以及對(duì)于突發(fā)狀況的調(diào)整和自愈等,除此以外,自動(dòng)告警以及必要的趨勢(shì)預(yù)測(cè)等功能也會(huì)隨著相應(yīng)的計(jì)算技術(shù)的逐步成熟而納入到智能電網(wǎng)的相關(guān)職能屬性中來。
2 智能電網(wǎng)的核心技術(shù)討論
從技術(shù)角度看,參與到智能電網(wǎng)中的骨干技術(shù)主要包括空間信息技術(shù)、云計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及作為基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫以及安全技術(shù)幾個(gè)方面。
其中空間信息技術(shù)主要包括GIS、GPS技術(shù)系統(tǒng),能夠?yàn)橹悄芫W(wǎng)絡(luò)提供足夠的數(shù)據(jù)支持,并且?guī)椭洳杉降臄?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)邏輯化。我國(guó)電力供給網(wǎng)絡(luò)龐大,枝節(jié)繁雜,如果不綜合當(dāng)?shù)氐牡乩頂?shù)據(jù)進(jìn)行考慮,就很難理解網(wǎng)絡(luò)中反饋的數(shù)據(jù)含義。并且相應(yīng)的地理數(shù)據(jù)庫和衛(wèi)星定位系統(tǒng),還能夠幫助智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障的更為精準(zhǔn)定位,在根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)加強(qiáng)預(yù)測(cè)方面也有著突出貢獻(xiàn)。對(duì)于云計(jì)算而言,當(dāng)前智能電網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜,微環(huán)境龐雜,并且很多故障如果不能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)處理就會(huì)造成更大供電損失。因此分布式的數(shù)據(jù)處理環(huán)境已經(jīng)成為發(fā)展的必然。在此基礎(chǔ)上,云計(jì)算為智能電網(wǎng)的計(jì)算在資源上提供了更多可能,尤其是對(duì)于運(yùn)行和監(jiān)控以及數(shù)據(jù)深入處理的智能云技術(shù),對(duì)改善數(shù)據(jù)擁堵,提升智能電網(wǎng)計(jì)算數(shù)據(jù)吞吐量都有著極大幫助。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于當(dāng)前的智能電網(wǎng)而言仍然處于不斷滲透的過程中,這種技術(shù)能夠以人的思維方式使計(jì)算機(jī)理解更多知識(shí)。作為一種能夠賦予計(jì)算機(jī)思考能力的技術(shù),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟程度,直接關(guān)系著智能電網(wǎng)的智能成熟程度,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越發(fā)達(dá),智能電網(wǎng)就越能將地理信息與電網(wǎng)工作信息進(jìn)行綜合考慮,就越能發(fā)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)中存在的問題。而從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的角度看,數(shù)據(jù)庫技術(shù)和安全問題已經(jīng)相對(duì)成熟,當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集技術(shù)成為了發(fā)展的重點(diǎn)。更發(fā)達(dá)的數(shù)據(jù)采集技術(shù),對(duì)于電網(wǎng)中的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所面臨的環(huán)境數(shù)據(jù)都能夠有效吸收,而更為豐富的數(shù)據(jù)必然會(huì)提供更為堅(jiān)實(shí)的決策基礎(chǔ),最終提供更為準(zhǔn)確的決策支持,對(duì)于自動(dòng)化的精準(zhǔn)施行也會(huì)有所幫助。
3 智能電網(wǎng)的應(yīng)用特征與結(jié)論
智能電網(wǎng)在應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)電網(wǎng)有著本質(zhì)區(qū)別。這種以人工智能和高度自動(dòng)化作為突出特征的信息化技術(shù)和供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的產(chǎn)物,從電力的產(chǎn)生到配送以及消費(fèi),各個(gè)環(huán)節(jié)都有著更優(yōu)的表現(xiàn)。
對(duì)于電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)而言,我國(guó)幅員遼闊,對(duì)于電力的需求也一直呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),因此對(duì)于電力的生產(chǎn)而言,當(dāng)前也多采用了多種途徑進(jìn)行開展。無論是常規(guī)的水力發(fā)電或者核電站,還是當(dāng)前較新的風(fēng)力發(fā)電站,都存在有獨(dú)屬于其自身的工作特征和產(chǎn)電量。智能電網(wǎng)的參與,能夠幫助在穩(wěn)定發(fā)電廠運(yùn)行以及調(diào)節(jié)供電能力等方面有著調(diào)整,實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi),甚至整個(gè)系統(tǒng)中的穩(wěn)定供電。
而對(duì)于電力的配給角度,更大的配給范圍和更長(zhǎng)的輸電線路,以及在輸電過程中所面對(duì)更為難多難以確定的環(huán)境因素,都會(huì)成為配電過程中的安全隱患,單純是系統(tǒng)內(nèi)線損一項(xiàng),都會(huì)對(duì)配電效果造成不容忽視的影響。智能電網(wǎng)的參與能夠更為精確的確定線路中可能存在的問題,并且對(duì)于變電系統(tǒng)的維護(hù)也能夠達(dá)到更高的水平。
從電力消費(fèi)環(huán)境看,智能電網(wǎng)獲取了大量的電力消費(fèi)數(shù)據(jù),這樣就可能會(huì)從兩個(gè)角度影響電力的消費(fèi)。其一在于幫助各個(gè)消費(fèi)主體形成正確的消費(fèi)觀念和方式方法,在行業(yè)內(nèi)部橫向?qū)Ρ鹊幕A(chǔ)上有的放矢的采取相應(yīng)的宣傳,可以達(dá)到節(jié)能和優(yōu)化電力資源使用的目的。另一個(gè)方面對(duì)于電力消費(fèi)狀況的深入清晰了解,還能夠幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力供給網(wǎng)站發(fā)展規(guī)劃的更多認(rèn)識(shí),對(duì)于理智發(fā)展有著重要幫助。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng);IEC61850;信息集成模型
中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和技術(shù)升級(jí)改造提供了統(tǒng)一系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),從而實(shí)現(xiàn)了不同廠家或同廠家不同智能IED設(shè)備間數(shù)據(jù)信息的通信共享和互操作功能。參考IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的建模技術(shù)方法,將IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建模體系和通訊規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)引入到智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中,通過統(tǒng)一集成建模和通訊標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化智能設(shè)備間具有數(shù)據(jù)信息資源共享、互操作、以及即插即用等功能,有效解決電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中大量設(shè)備的有效可靠接入和系統(tǒng)擴(kuò)展問題,就顯得非常有研究意義。
1 IEC61850在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用簡(jiǎn)介
在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中,重點(diǎn)闡述了由過程層、間隔層、總站層三層結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)體系,并通過定義智能IED設(shè)備抽象的類和服務(wù)語言,實(shí)現(xiàn)了不同IED設(shè)備間數(shù)據(jù)信息資源交互應(yīng)用和實(shí)時(shí)通信的解耦,為不同智能IED設(shè)備間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源通訊共享、互操作性,以及高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)間無縫集成提供了重要的技術(shù)支撐。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的核心技術(shù)內(nèi)容主要包括:采用面向服務(wù)對(duì)象的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建模技術(shù),對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中的功能設(shè)備和智能IED設(shè)備進(jìn)行集成建模;為實(shí)現(xiàn)智能IED設(shè)備在應(yīng)用與通信功能方面的分離,采用抽象通信服務(wù)接口直接映射到具體通信協(xié)議棧中,完成數(shù)據(jù)信息資源的實(shí)時(shí)傳輸共享;采用基于擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語言(XML)電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備配置語言(SCL)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的電氣設(shè)備和智能IED設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)配置。在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中,利用面向服務(wù)對(duì)象的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建模技術(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口直接映射的通訊結(jié)構(gòu),對(duì)實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)中智能IED設(shè)備進(jìn)行集成建模是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的統(tǒng)一集成數(shù)據(jù)建模,是實(shí)現(xiàn)不同智能IED設(shè)備間統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)和接口標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
2 基于IEC61850的電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)集成模型結(jié)構(gòu)
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)解決不同智能IED設(shè)備間數(shù)據(jù)信息資源的轉(zhuǎn)化共享和互操作問題,是其它通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)無可比擬和替代的,在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中具有非常強(qiáng)大的應(yīng)用前景。從邏輯組成結(jié)構(gòu)來看,整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)可以看作是一個(gè)"大變電站系統(tǒng)",也就是可以參照IEC61850變電站通信標(biāo)準(zhǔn)的3層結(jié)構(gòu)集成模型,將整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)按照主站層、饋線(環(huán)網(wǎng))層、終端層(FTU、DTU、TTU)、以及過程層(開關(guān)、TA、TV、以及配電變壓器)4層結(jié)構(gòu),其具體總體集成建模結(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1 電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)總體集成模型結(jié)構(gòu)
從圖1可知,主站層相當(dāng)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的變電站層,是整個(gè)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制中心;饋線(環(huán)網(wǎng))層位于主要負(fù)責(zé)連接電網(wǎng)系統(tǒng)中的整個(gè)饋線或環(huán)網(wǎng)上的所有饋線自動(dòng)化終端,實(shí)現(xiàn)終端層與主站層間數(shù)據(jù)信息的通信轉(zhuǎn)換和控制命令轉(zhuǎn)換;終端層是由按照在電網(wǎng)線路上的智能終端IED設(shè)備組成,主要包括柱上開關(guān)FTU、環(huán)網(wǎng)柜FTU、變配電臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)終端TTU、以及開閉所監(jiān)控終端DTU等智能設(shè)備,等同與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)控保護(hù)設(shè)備;過程層是整個(gè)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,是具體電氣設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程操作等功能的實(shí)現(xiàn)層,主要包括配電開關(guān)、變壓器、電子式電流互感器TA、電子式電壓互感器TV等。
3 基于IEC61850的電網(wǎng)線路保護(hù)IED信息集成模型
電網(wǎng)線路保護(hù)智能IED設(shè)備主要集成建模功能模塊,與實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)線路保護(hù)為服務(wù)對(duì)象,即:IED信息集成模型中,應(yīng)當(dāng)具有保護(hù)、測(cè)控、錄波、以及通信等保護(hù)功能。IED設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能模塊,主要負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)通道中的模擬信號(hào)量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,然后動(dòng)態(tài)掃描電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的遙信狀態(tài);集成功能模塊在對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)信息,進(jìn)行FFT邏輯轉(zhuǎn)換運(yùn)算,進(jìn)而獲得電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中各線路模擬量的基波、高次諧波、功率、以及相角等特性數(shù)據(jù),為電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)饋線監(jiān)測(cè)和故障判斷功能模塊提供重要數(shù)據(jù)信息和依據(jù)。根據(jù)電網(wǎng)線路保護(hù)技術(shù)指標(biāo)要求,線路保護(hù)智能IED設(shè)備集成模型應(yīng)配置的功能主要包括:三段式相間距離保護(hù)、三段式接地距離保護(hù)、四段式零序方向過流保護(hù)、三相一次重合閘、以及電壓互感器(TV)斷線檢測(cè)和故障事件錄波等功能。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)采用面向服務(wù)對(duì)象的統(tǒng)一集成建模技術(shù),即定義了基于客戶機(jī)/服務(wù)器的電網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集成模型。在電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中每個(gè)服務(wù)器( Server)均包含一個(gè)或多個(gè)邏輯功能設(shè)備LD( Logic Device),同時(shí)每個(gè)邏輯功能設(shè)備LD中又包含一個(gè)或多個(gè)邏輯功能節(jié)點(diǎn) LN(Logic Node)。在邏輯功能節(jié)點(diǎn)LN中,包含電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象(Data Object),而這些數(shù)據(jù)對(duì)象則是由許多數(shù)據(jù)對(duì)象屬性(Data Attributes)共同集合而成,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同智能IED設(shè)備間數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸共享和互操作。電網(wǎng)線路保護(hù)IED設(shè)備軟件設(shè)計(jì),除了要實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)和控制等基本功能外,在模型集成建模過程中,還需要充分考慮和遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中所定義的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)、設(shè)備模型結(jié)構(gòu)、以及描述數(shù)據(jù)對(duì)象的語言方法及面向?qū)ο蠓?wù)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)不同IED設(shè)備間真正具有互操作性與可擴(kuò)展性,提高電網(wǎng)集成自動(dòng)化水平。按IEC61850-7-4定義的邏輯功能節(jié)點(diǎn)集成模型,按照面向?qū)ο蠓謱用枋稣Z言方法對(duì)線路過電壓保護(hù)邏輯功能節(jié)點(diǎn)(PTOV)進(jìn)行建模,其具體方法如圖2所示:
圖2 電網(wǎng)線路過電壓保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)集成模型示意圖
結(jié)束語
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的變電站網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn),其也必將成為電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)裝置間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源實(shí)時(shí)共享和互操作無縫通信的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。將IEC61850標(biāo)準(zhǔn)引入到智能電網(wǎng)自動(dòng)化信息集成模型結(jié)構(gòu)體系構(gòu)筑過程中,嚴(yán)格按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的面向?qū)ο蠛头?wù)節(jié)點(diǎn)建模技術(shù),可以有效提高電網(wǎng)線路保護(hù)智能IED設(shè)備間數(shù)據(jù)信息資源的實(shí)時(shí)共享和互操作能力,進(jìn)而有效推動(dòng)常規(guī)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)向統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)方向快速建設(shè)發(fā)展。
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[1]辛耀中,王永福,任雁銘.中國(guó) IEC 61850 研發(fā)及互操作試驗(yàn)情況綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2007,31(12):1-6.
1.智能電網(wǎng)的定義。我國(guó)的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)以充分滿足用戶對(duì)電力的需求和優(yōu)化組員配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。安全性是智能電網(wǎng)最基本的要求,電力系統(tǒng)中的每一個(gè)因素都有可能對(duì)電網(wǎng)安全產(chǎn)生影響,而智能電網(wǎng)對(duì)于所有的硬件因素和軟件因素都必須能夠做出迅速且正確的反應(yīng),以確保電力系統(tǒng)的平衡。
2.電力信息通信的定義。作為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分,電力信息通信是在發(fā)電、變電、輸電、配電及用電的整個(gè)過程中,提供特殊通信服務(wù)的保障基礎(chǔ)。電力信息通信系統(tǒng)中傳輸著大量的電網(wǎng)信息,生產(chǎn)自動(dòng)化、電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)、調(diào)度自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化等業(yè)務(wù)都需要依靠高速、實(shí)時(shí)、雙向的信息通信,為電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、先進(jìn)工藝引進(jìn)、智能設(shè)備應(yīng)用等創(chuàng)造基本的環(huán)境,使得電力信息通信與電網(wǎng)建設(shè)形成了密不可分的關(guān)系。電力信息通信是推動(dòng)電力市場(chǎng)向商業(yè)化、信息化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化進(jìn)行轉(zhuǎn)變的有效手段,在電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮十分重要的作用。
二、電力信息通信與智能電網(wǎng)的關(guān)系
智能電網(wǎng)發(fā)展的本質(zhì)就是新型能源的大量接入,以及大量智能化設(shè)備的應(yīng)用。在對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行智能化改造時(shí),信息通信技術(shù)發(fā)揮著極其重要的推動(dòng)作用,智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、數(shù)字家庭、智慧城市等概念,無一不與電力信息通信有著密切的聯(lián)系。傳統(tǒng)的高頻通信、電力載波通信已經(jīng)逐漸被電力光纖通信所替代,電力信息通信正在朝著實(shí)時(shí)性更高、網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定、體系更加完善的方向發(fā)展。
在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中,包括電力生產(chǎn)部門、調(diào)度通信部門、行政部門、電力營(yíng)銷部門在內(nèi)的各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用部門,都是通過電力信息通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行信息傳輸?shù)?。以光纜為代表的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方式,經(jīng)過PDH/SDH同步數(shù)字序列和同步技術(shù),再通過數(shù)據(jù)包交換后上傳至網(wǎng)絡(luò),最終進(jìn)入應(yīng)用業(yè)務(wù)層,為繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、電網(wǎng)管理業(yè)務(wù)、電力營(yíng)銷自動(dòng)化等業(yè)務(wù)服務(wù)。
三、電力信息通信在建設(shè)智能電網(wǎng)中的作用
1.電力信息通信促進(jìn)智能化光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建立。智能化光纖通信網(wǎng)絡(luò)是一種具有自動(dòng)交換功能的傳輸通信網(wǎng)絡(luò),與傳統(tǒng)的電子通信網(wǎng)絡(luò)相比具有較大的靈活性和高效性。在實(shí)際應(yīng)用中,智能化光纖通信網(wǎng)絡(luò)通過用戶端動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)部分發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求,并自動(dòng)選擇網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸路由,同時(shí)使用信號(hào)命令傳輸控制電力通信的建立與釋放,以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的智能化通信傳輸。智能化光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建立,大大提高了電力通信網(wǎng)絡(luò)傳播速度,從而縮短了提供業(yè)務(wù)需要的傳輸時(shí)間,為用戶節(jié)約了大量的等待時(shí)間。
2.電力信息通信為智能電網(wǎng)提供最基礎(chǔ)的接入網(wǎng)。智能電網(wǎng)的接入網(wǎng)是指連接到最終用戶端的部分,為電力用戶提供豐富多樣的用電選擇,同時(shí)通過信息通信傳輸功能實(shí)現(xiàn)與電力用戶的交流互動(dòng)。智能電網(wǎng)的接入網(wǎng)使用基于PLC技術(shù)的電力信息通道,此種接入方式是電力系統(tǒng)特有的一種通信傳輸手段,在智能電網(wǎng)的建設(shè)中具有不可替代的作用。此外,我國(guó)電力信息通信的傳播主要是通過電信運(yùn)營(yíng)商的無線網(wǎng)絡(luò)或者有線寬帶網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的,這些都是智能電網(wǎng)最基礎(chǔ)的接入網(wǎng)。
3.電力信息通信為智能電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行提供服務(wù)。智能電網(wǎng)的建立基礎(chǔ)是雙向且高速發(fā)展的信息通信網(wǎng)絡(luò),并通過高科技的指控方法,以及先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和傳輸感應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用。電力信息通信對(duì)智能電網(wǎng)的支撐作用體現(xiàn)在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)以及管理等各個(gè)方面,為智能電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行提供給類服務(wù)功能。電力信息通信技術(shù)的發(fā)展逐步趨向統(tǒng)一,智能電網(wǎng)的快速發(fā)展將使用戶擺脫時(shí)間和空間對(duì)于電力通信的影響,從而真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音兩網(wǎng)相互兼容,整體地進(jìn)行運(yùn)營(yíng)、管理以及建設(shè)。
四、電力信息通信在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
1.在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用。電力信息通信在智能電網(wǎng)發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在水情預(yù)報(bào)、庫容調(diào)度、電力市場(chǎng)交易等幾個(gè)方面,以及新能源的接入和控制工作。電力信息通信對(duì)于新能源的開發(fā)和使用起著至關(guān)重要的作用,通過制定標(biāo)準(zhǔn)接口,電力信息通信能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)新能源接入后的電能電壓、功率和質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)各類技術(shù)參數(shù)的傳輸和反饋,從而保證發(fā)電系統(tǒng)的智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,電力信息通信在新能源發(fā)電的啟動(dòng)、停止、功率控制等方面發(fā)揮著重要的作用。
2.在輸電領(lǐng)域的應(yīng)用。電力信息通信在智能電網(wǎng)輸電領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、電能調(diào)度控制、繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行等方面,以及應(yīng)用電力信息通信技術(shù)開展可視化檢測(cè)、輸電運(yùn)行檢測(cè)、安全預(yù)警等工作。此外,通過采取適當(dāng)?shù)碾娏π畔⑼ㄐ欧绞?,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于基礎(chǔ)信息及線路運(yùn)行狀態(tài)的全方位監(jiān)控,從而使不同部門機(jī)構(gòu)的監(jiān)測(cè)信息得到統(tǒng)一,便于統(tǒng)籌處理。
3.在變電領(lǐng)域的應(yīng)用。電力信息通信在智能電網(wǎng)變電領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)為變電站的自動(dòng)化和可視化,特別是隨著低壓智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的逐步加快,電力信息通信能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供大量、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),使其在變電領(lǐng)域的應(yīng)用范圍變得愈加廣泛。此外,智能電網(wǎng)的發(fā)展離不開智能變電站,建設(shè)智能變電站需要運(yùn)用先進(jìn)的電力信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)變電站全景實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)、運(yùn)行自動(dòng)控制,有效提升變電的安全性、可靠性及自動(dòng)化。
電力系統(tǒng)可以說是比較復(fù)雜的,在目前電力系統(tǒng)中運(yùn)用了大量的網(wǎng)絡(luò)通信與信息技術(shù),目的就是為了保障安全、穩(wěn)定的電力運(yùn)行。目前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電等環(huán)節(jié),在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行中起到了重要的作用,但是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在運(yùn)用的過程中仍然存在著很多的不足。首先,通信標(biāo)準(zhǔn)種類繁多,不能有效兼容?,F(xiàn)代的通信標(biāo)準(zhǔn)很多都是針對(duì)不同的需求,在發(fā)展過程中衍生出很多種類,標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性差。其次,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)在自身的完善中也出現(xiàn)了電動(dòng)汽車的充放電、智能家居、智能電表等技術(shù)創(chuàng)新,而這些方面現(xiàn)有的電力系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn)是很難滿足的,所以要對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行修訂,制定新的標(biāo)準(zhǔn)。最后,我國(guó)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)不能很好地執(zhí)行相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)備的供應(yīng)商中存在著大量的私有協(xié)議,這既不能有效地保證電力設(shè)備的穩(wěn)定操作,同時(shí)也使得信息的交流變得困難,電力通信成本和電力系統(tǒng)的集成復(fù)雜度也隨之增加了。
2智能電網(wǎng)對(duì)于電力通信技術(shù)的要求
2.1制定新的電力通信標(biāo)準(zhǔn)
因?yàn)橄鄬?duì)于現(xiàn)有的傳統(tǒng)電網(wǎng),智能電網(wǎng)所包含的信息種類更為豐富,很多種類都是傳統(tǒng)電網(wǎng)所沒有涉及到的,并且智能電網(wǎng)隨之也提出了很多諸如電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)、智能家居的開發(fā)等新的電力通信方向,針對(duì)這些新的需求,都必須要制定新的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外,對(duì)現(xiàn)行的一些電力通信標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行一定的修整,目的是要滿足新興智能電網(wǎng)提出的新需求,使通信標(biāo)準(zhǔn)之間能達(dá)到很好的協(xié)調(diào)。
2.2加大對(duì)電力通信標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度
對(duì)于智能電網(wǎng)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在操作性和實(shí)用性上存在著較大的差別,文件動(dòng)態(tài)管理的程度比較低,現(xiàn)在很多已經(jīng)的電力國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有很好地被執(zhí)行和采用,所以必須要加大標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的力度,要求相關(guān)方面強(qiáng)制執(zhí)行,以此減少私有通信協(xié)議的出現(xiàn),特別是在風(fēng)電和水電領(lǐng)域,要盡量實(shí)現(xiàn)相互操作,在智能電網(wǎng)的建設(shè)中更是如此,必須堅(jiān)決貫徹標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力。
3我國(guó)在發(fā)展智能電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)中可以采取的措施
電力系統(tǒng)具有復(fù)雜性,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,為了使電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定有效的運(yùn)行,在電力系統(tǒng)中大量地應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)通信與信息技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)與管理的信息收集和控制。但是在運(yùn)用信息技術(shù)的同時(shí)也存在著通信標(biāo)準(zhǔn)種類不兼容、私有協(xié)議大量存在、通信標(biāo)準(zhǔn)不能滿足新需求等問題,這就要求我們對(duì)智能電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行有效地制定、管理和落實(shí)。首先,我國(guó)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)通過了很長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)、驗(yàn)證以及工程的多次實(shí)踐,例如IEC61850的制定就花費(fèi)了10年的時(shí)間,在這期間就對(duì)原型機(jī)做了很多次的互操作試驗(yàn),所以對(duì)智能電網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)制定可以在有效利用原有電力通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)創(chuàng)新?,F(xiàn)有電力通信標(biāo)準(zhǔn)的選擇范圍既可以是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),也可以是我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其次,智能電網(wǎng)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涉及范圍比傳統(tǒng)的電力通信更為的全面,這就需要考慮將可再生的能源接入電網(wǎng)、電動(dòng)汽車以及智能家居,比如智能電表、智能家電等,來滿足這些新領(lǐng)域?qū)χ悄茈娋W(wǎng)通信技術(shù)的要求。另外由于智能電網(wǎng)涉及到電能生產(chǎn)和使用等環(huán)節(jié),又涉及到智能家居的設(shè)計(jì),在這點(diǎn)上對(duì)通信技術(shù)的要求也是很高的,同時(shí)通信的內(nèi)容和信息也非常的敏感,因此必須要充分考慮在使用網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)怎樣對(duì)信息進(jìn)行有效地加密,同時(shí)采取有效的手段來保障網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)通信在使用過程中的安全。我國(guó)在輸變電的環(huán)節(jié)中實(shí)施了橫向隔離、縱向認(rèn)證的安全措施,這就對(duì)智能電網(wǎng)中很多敏感信息起到了很好的安全保護(hù)作用。另外,還可以考慮數(shù)據(jù)加密等技術(shù)手段來加強(qiáng)智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信安全。最后,針對(duì)一些電力通信沒有很好執(zhí)行的情況,要加大執(zhí)行的力度,同時(shí)可以建立一些電力通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)中心,對(duì)于投放使用的電力產(chǎn)品必須在具有資質(zhì)的國(guó)內(nèi)或者國(guó)際檢測(cè)中心經(jīng)過檢測(cè)和認(rèn)證,由此來保證產(chǎn)品通信的統(tǒng)一性。另一方面,我國(guó)目前還沒有統(tǒng)一現(xiàn)成的關(guān)于智能電網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn),在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中,IEC61850標(biāo)準(zhǔn)自定義了數(shù)據(jù)模型、通信服務(wù)、工程的配置語言和一致性的測(cè)試示范,同時(shí)它還定義了機(jī)械的結(jié)構(gòu)和電磁兼容設(shè)計(jì)的要求,繪制出控制器和通信裝置的布局、典型的系統(tǒng)拓?fù)鋱D,可以實(shí)現(xiàn)不同廠家之間不同設(shè)備的相互操作,現(xiàn)在很多的國(guó)內(nèi)外主要設(shè)備供應(yīng)商都支持IEC61850,所以建議我國(guó)在建設(shè)智能電網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí),把IEC61850作為參考的基礎(chǔ),參照IEC61850的第二版來自行的定義相關(guān)的信息模型。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);智能調(diào)度;定義;技術(shù)
在我國(guó)電力系統(tǒng)中電力調(diào)度始終是其重要的組成部分,而電力調(diào)度的進(jìn)行需要智能型調(diào)度技術(shù)的有效支持。因此在這一前提下對(duì)于電力系統(tǒng)智能型調(diào)度的定義與技術(shù)進(jìn)行研究和分析就具有極為重要的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。
1 電力系統(tǒng)智能型調(diào)度定義
電力系統(tǒng)智能型調(diào)度定義包括了許多內(nèi)容,其主要內(nèi)容包括了概念優(yōu)越性、應(yīng)用必然性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等內(nèi)容。以下從幾個(gè)方面出發(fā),對(duì)電力系統(tǒng)智能型調(diào)度定義進(jìn)行了分析。
(1)概念優(yōu)越性
電力系統(tǒng)智能型調(diào)度在概念上具有很強(qiáng)的優(yōu)越性。通常來說,將其和其他電力調(diào)度技術(shù)進(jìn)行合理的比較就能夠看出,這一概念的研究和進(jìn)步,能夠?qū)τ陔娏ο到y(tǒng)的發(fā)展起到重要的助力作用和擴(kuò)展作用。除此之外,這一概念所具有的概念優(yōu)越性還體現(xiàn)在其能夠通過一個(gè)較為便利的監(jiān)控中心來提升其信息化水平和智能化水平以及可靠性,從而能夠使其成為一個(gè)具有更加多功能的電力系統(tǒng),從而能夠有效的提出合理科學(xué)的調(diào)度方案。
(2)應(yīng)用必然性
電力系統(tǒng)智能型調(diào)度的應(yīng)用有著其必然性。眾所周知電力智能型調(diào)度作為一種全新的調(diào)度方式,這一調(diào)度方式的出現(xiàn)與我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。除此之外, 電力系統(tǒng)智能型調(diào)度的應(yīng)用必然性還體現(xiàn)在其能夠在系統(tǒng)整體持續(xù)發(fā)展的情況下提升自身的水平。在這一過程中需要注意的是,其可以和西電東送等工作起到良好的連攜效果,從而可以在此基礎(chǔ)上促進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)整體工作的順利開展。因此在在這一前提下對(duì)于電力系統(tǒng)智能型調(diào)度就有著很高的必要性了。
(3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)有著很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。一般來說智能調(diào)度的發(fā)展主要是為了更好地滿足我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的需求。即這一技術(shù)的發(fā)展可以有效的打破我過電力市場(chǎng)上存在的壟斷問題和價(jià)格問題,從而可以使其經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益得到驚人水平的提升。除此之外, 電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)所具有的經(jīng)濟(jì)性還體現(xiàn)周期其能夠避免其利益過于分散,從而能夠?qū)⒄w的經(jīng)濟(jì)利益和個(gè)人的經(jīng)濟(jì)利益進(jìn)行有效的結(jié)合,因此可以促進(jìn)電力系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的持續(xù)進(jìn)步。
2 電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析
電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作,這主要體現(xiàn)在技術(shù)可行性分析、技術(shù)先進(jìn)性分析、基本框架分析等內(nèi)容。以下從幾個(gè)方面出發(fā),對(duì)電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析進(jìn)行了分析。
(1)技術(shù)可行性分析
技術(shù)可行性分析是電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析的基礎(chǔ)和前提。在技術(shù)可行性分析的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)理解到材料工業(yè)的發(fā)展為智能型調(diào)度提供了必要的硬件基礎(chǔ),并且計(jì)算機(jī)處理速度和處理容量的迅速提高使得智能型調(diào)度迅速處理海量信息提供了可能,與此同時(shí)光纖等現(xiàn)代化通信材料的應(yīng)用使電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與操作指令能夠正確快速地上傳下達(dá),從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)的執(zhí)行變得可能。
(2)技術(shù)先進(jìn)性分析
技術(shù)先進(jìn)性分析對(duì)于電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析的重要性是不言而喻的。在技術(shù)先進(jìn)性分析的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)理解到了軟件工業(yè)的發(fā)展在事實(shí)上為智能型調(diào)度提供了必要的軟件基礎(chǔ)。除此之外,在技術(shù)先進(jìn)性分析的過程中由于圖形處理技術(shù)提供了可視化的圖形界面,從而使得調(diào)度信息變得更加簡(jiǎn)潔直觀。另外,在技術(shù)先進(jìn)性分析的過中工作人員應(yīng)當(dāng)通過使用各種快速穩(wěn)定算法、故障識(shí)別算法為智能型調(diào)度的分析評(píng)估提供了算法支持,最終能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)應(yīng)用效率的持續(xù)提升。
(3)基本框架分析
基本框架分析是電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)分析的核心內(nèi)容與重中之重。由于我國(guó)電力系統(tǒng)在本質(zhì)上是一個(gè)超大型的系統(tǒng),并且這一系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的復(fù)雜性。因此這導(dǎo)致了較為常規(guī)的調(diào)度方式并不能起到非常良好的效果。因此在這一過程中分布式調(diào)度的應(yīng)用就可以起到非常良好的效果,并且可以有效的滿足電力供應(yīng)的需求并且能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)電力系統(tǒng)智能型調(diào)度技術(shù)應(yīng)用精確性和可靠性的不斷進(jìn)步。
3 結(jié)束語
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體水平的持續(xù)進(jìn)步和電力系統(tǒng)發(fā)展速度的持續(xù)加快,電力系統(tǒng)智能型調(diào)度的定義與技術(shù)得到了越來越多的重視。因此我國(guó)電力系統(tǒng)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)于電力系統(tǒng)智能型調(diào)度的定義有著清晰的了解,從而能夠在此基礎(chǔ)上通過技術(shù)實(shí)踐的進(jìn)行來促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)整體水平的有效提升。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵字】SML;AMI;AMR;MUC;IEC62056
引言
隨著信息技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,電網(wǎng)系統(tǒng)不斷的進(jìn)行更新?lián)Q代,邁向了更加智能化的道路。從最初的人工抄表系統(tǒng),到后來的AMR(Automatic Meter Reading)系統(tǒng),再到現(xiàn)在的AMI系統(tǒng),通訊技術(shù)起到了舉足輕重的作用。由于通訊技術(shù)發(fā)展迅速,更新?lián)Q代頻率高,導(dǎo)致剛上市不久的電力產(chǎn)品就面臨被淘汰的局面。拿PLC(Power Line Communication)來說吧,2008年法國(guó)EDF啟動(dòng)LINKY項(xiàng)目,其主推的PLC技術(shù)為S-FSK,并成為主流的通訊技術(shù),但不到兩年的時(shí)間,PLC主力正營(yíng)開始偏向于PRIME技術(shù),可PRIME技術(shù)好景不長(zhǎng),現(xiàn)在PLC主力正營(yíng)又開始偏向于G3技術(shù)。發(fā)展如此迅速的通訊技術(shù),導(dǎo)致電力產(chǎn)品制造公司面臨很大的經(jīng)濟(jì)損失。在這種形勢(shì)下,幾個(gè)國(guó)際上知名的能源公司和電表制造商開始合作,設(shè)想研發(fā)出一款通訊模塊可更換的智能電表,并因此,成立了Sym2(Synchronous Modular Meters)項(xiàng)目。SML通訊協(xié)議也因Sym2項(xiàng)目而誕生,并成功應(yīng)用到德國(guó)智能電表的改造項(xiàng)目當(dāng)中。
1、AMI系統(tǒng)架構(gòu)
AMR系統(tǒng)被認(rèn)為是AMI系統(tǒng)的前身,其主要完成電網(wǎng)數(shù)據(jù)的抄讀功能。隨著電力用戶用電負(fù)荷的不斷上升,對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度帶來了很大的難度,因此需要對(duì)用戶的負(fù)荷進(jìn)行控制,當(dāng)用戶超負(fù)荷時(shí),需要遠(yuǎn)程斷開繼電器;當(dāng)斷電時(shí)間結(jié)束時(shí),需要遠(yuǎn)程閉合繼電器。另外根據(jù)不同的時(shí)期,需要遠(yuǎn)程更新電能表的費(fèi)率表,使其運(yùn)行新的尖峰平谷收費(fèi)政策,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程費(fèi)控。由于以上各種情況的出現(xiàn),AMI系統(tǒng)開始慢慢取代AMR系統(tǒng)。因?yàn)锳MI系統(tǒng)不僅具備抄讀功能,同時(shí)還具備遠(yuǎn)程設(shè)置功能,以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)操控功能等。
(6)手持單元(Handheld Units):主要用于智能電表和集中器在安裝和維護(hù)階段的數(shù)據(jù)抄讀和參數(shù)修改。另外當(dāng)遠(yuǎn)程通訊出現(xiàn)問題時(shí),可以用它進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)抄讀和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。
2、SML通訊協(xié)議
3、SML的應(yīng)用
(I1)這類通訊接口主要用于數(shù)據(jù)集中器和智能電表之間,另外當(dāng)主站無法與智能電表通訊的時(shí)候,也可通過它采用手持單元對(duì)數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行維護(hù),典型的應(yīng)用有PLC通訊。
(I2)這類通訊接口用于主站和智能電表之間的通訊,典型的應(yīng)用有GPRS網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)。
(I3)這類通訊接口用于智能電表和手持單元之間的通訊,在智能電表安裝或無法遠(yuǎn)程通訊的時(shí)候,可通過手持單元進(jìn)行設(shè)置參數(shù)和維護(hù),典型的應(yīng)用有近(遠(yuǎn))紅外通訊、RS485通訊等。
(I5)這類通訊接口用于家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的智能電表和用戶終端電氣設(shè)備之間的通訊,例如IHD可通過該接口獲取智能電表的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示,典型的應(yīng)用有無線M-bus通訊、Zigbee通訊等。
SML通訊協(xié)議可應(yīng)用于AMI系統(tǒng)下的I1、I2、I3、I4、I5等通訊接口,德國(guó)智能電表項(xiàng)目采用SML協(xié)議貫串了整個(gè)AMI系統(tǒng)。
德國(guó)AMI系統(tǒng)的特點(diǎn)是電表功能簡(jiǎn)單,MUC功能復(fù)雜,其設(shè)計(jì)思路為電表盡量簡(jiǎn)單,提供其可靠性和使用壽命,當(dāng)通訊方式更新?lián)Q代時(shí),電表無需更換,僅更換MUC即可。從短期看,一個(gè)電表需要搭配一個(gè)MUC,該方案的成本上升了,但從長(zhǎng)期看,該方案卻可以大大減少成本。
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);智能電網(wǎng)建設(shè);評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;傳感器網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號(hào):TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2011)33-0117-02
目前我國(guó)對(duì)于智能電網(wǎng)的研究已經(jīng)進(jìn)入建設(shè)階段,2009年5月,中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司公布了以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化為特征的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”為特征的研究成果,緊接著又推出了智能電網(wǎng)的建設(shè),第一次正式提出了加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)。從此,拉開我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的熱潮;2011年開始,安徽電網(wǎng)已經(jīng)開始全面推廣建設(shè)智能型變電站;未來,我國(guó)還將參與制定智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系。
一、智能電網(wǎng)介紹
關(guān)于智能電網(wǎng)定義為:“運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)及新的智能化技術(shù)手段,將電力企業(yè)的各種設(shè)備、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)任務(wù)及工作人員有機(jī)地聯(lián)系在一起,在一種‘公共信息模型’(Common Information Model,CIM)的基礎(chǔ)上自動(dòng)收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)行及電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理進(jìn)行全面、深入的分析,客觀正確地優(yōu)化其資產(chǎn)管理和供電服務(wù)”。
美國(guó)能源部現(xiàn)代電網(wǎng)委員會(huì)的定義,智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感技術(shù)、控制理論、通信等先進(jìn)技術(shù)集成到現(xiàn)行的電力系統(tǒng)的輸配電領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合技術(shù)?,F(xiàn)實(shí)中,智能電網(wǎng)(Smart Grid)即為將信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的輸、配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型電網(wǎng),它具有提高能源效率、減少對(duì)環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性、減少輸電網(wǎng)的電能損耗等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
目前,智能電網(wǎng)還沒有一個(gè)明確的定義。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別,可從技術(shù)層面和管理層面進(jìn)行區(qū)分,智能電網(wǎng)從技術(shù)層面來看,將會(huì)在發(fā)電方式、通信方式、電量監(jiān)測(cè)、保護(hù)定值、數(shù)據(jù)分析和事故恢復(fù)等各方面發(fā)生重大改變;從管理層面來看,將會(huì)在調(diào)度模式、設(shè)備檢修和供電服務(wù)等各方面發(fā)生重大變革。
二、智能電網(wǎng)建設(shè)
世界各國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)的重點(diǎn)和目標(biāo)不同,但是無論是美國(guó)、歐洲的智能電網(wǎng)還是中國(guó)的智能電網(wǎng),都應(yīng)具備智能電網(wǎng)的基本特征:自愈性、供需互動(dòng)性、兼容性、集成化。根據(jù)各國(guó)對(duì)于智能電網(wǎng)的研究和建設(shè),未來下面這些領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾某蔀楦鲊?guó)在智能電網(wǎng)建設(shè)建設(shè)方面競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng):(1)先進(jìn)的相量測(cè)量和廣域測(cè)量技術(shù);(2)先進(jìn)的三維、動(dòng)態(tài)、可視化技術(shù);(3)高級(jí)計(jì)量,如無線、自動(dòng)計(jì)量讀數(shù);(4)需求響應(yīng);(5)先進(jìn)的配電自動(dòng)化;(6)分布式發(fā)電技術(shù)及電力儲(chǔ)能技術(shù)等。
智能電網(wǎng)建設(shè)建設(shè)任務(wù)包括:電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)重要運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè),從安全性、可靠性、可調(diào)節(jié)、抗擾動(dòng)等方面加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的預(yù)測(cè)、預(yù)防、調(diào)控,基于可靠監(jiān)控信息建立輸電線路的輔助決策和配電環(huán)節(jié)的智能決策,加強(qiáng)與用戶間的雙向互動(dòng),開拓新的增值服務(wù)。而這些智能化任務(wù)的實(shí)現(xiàn),必須依托于透徹的信息感知技術(shù),可靠的數(shù)據(jù)傳輸和健全的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù),以及海量感知信息的智能管理和多級(jí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)(見圖1)。
傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在人跡罕至和環(huán)境惡劣的地方使用,利用部署在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的大量節(jié)點(diǎn),協(xié)作地感知、采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息。在智能電網(wǎng)中,完全可以利用依靠物聯(lián)網(wǎng)所建立數(shù)量龐大的終端傳感器等采集設(shè)備,從輸配電側(cè)到用電側(cè)的各類設(shè)備上采集所需數(shù)據(jù)信息,同時(shí)這些數(shù)據(jù)信息通過物聯(lián)網(wǎng)和其上層的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行傳遞和交換,為智能電網(wǎng)的各種應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持,有效整合通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源,使信息通信基礎(chǔ)設(shè)施資源服務(wù)于電力系統(tǒng)運(yùn)行,提高電力系統(tǒng)信息化水平,改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng),將能有效地為電網(wǎng)中發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術(shù)支撐,為國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。因此物聯(lián)網(wǎng)完全可以成為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技
術(shù)手段。
三、電網(wǎng)建設(shè)面臨的問題
建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是國(guó)家電網(wǎng)公司準(zhǔn)確把握國(guó)際、國(guó)內(nèi)電力發(fā)展的最新趨勢(shì),但是在建設(shè)過程中可能會(huì)遇到如下一些問題:
1.智能電網(wǎng)建設(shè)在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度各方面仍存在著一些問題。由于間歇性電源,特別是新能源,時(shí)有時(shí)無,電網(wǎng)怎么接納新能源,如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)、分析和控制,以提高可再生能源的機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行水平,仍然有待進(jìn)一步研究。
2.從外部因素看:(1)環(huán)境約束條件在不斷增強(qiáng),中央政府對(duì)建設(shè)用地的審批要求日益嚴(yán)格。(2)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略繼續(xù)深入推進(jìn),節(jié)能減排、節(jié)能調(diào)度對(duì)發(fā)電計(jì)劃和運(yùn)行方式提出了新的要求;新能源大規(guī)模集中開發(fā)要求電網(wǎng)具備更強(qiáng)、更靈活的接入能力。(3)跟隨電力體制改革的進(jìn)程,電力市場(chǎng)建設(shè)也將逐步推進(jìn),與之對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)性、針對(duì)性提出了進(jìn)一步的要求。(4)電力需求層次在不斷提升,電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性將逐步成為社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn),但是由于能源問題,電源點(diǎn)供應(yīng)的不確定性給滿足更高層次的電力需求帶來了難度。
3.從內(nèi)部因素看:(1)電網(wǎng)大面積停電的風(fēng)險(xiǎn)十分突出。(2)電網(wǎng)運(yùn)行的突出問題,很難再依靠原有思路解決。全網(wǎng)不少地區(qū)短路電流全面接近限額,通過局部調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)解決問題,變得非常困難。電網(wǎng)發(fā)展形勢(shì)的這些根本性變化,要求創(chuàng)新建設(shè)體系,突破關(guān)鍵技術(shù),加快電網(wǎng)建設(shè)方式的根本轉(zhuǎn)變,勢(shì)在必行。
4.新能源接入后,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響也需進(jìn)行考慮;在輸電方面,由于FACTS等輸電技術(shù)的大量應(yīng)用,應(yīng)盡快解決FACTS等輸電新技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化問題;變電方面,解決智能化變電站的研究和推廣問題及全站一次設(shè)備的智能化問題;配網(wǎng)方面,重點(diǎn)解決用戶用電效率低的問題及智能化電表的應(yīng)用問題;調(diào)度方面,解決大電網(wǎng)安全運(yùn)行問題及新能源、可再生資源接入的控制問題以及事故狀態(tài)下電網(wǎng)如何自愈的問題。
四、建設(shè)工作建議
為適應(yīng)新形勢(shì)下的智能電網(wǎng)發(fā)展需要,建設(shè)工作必須嚴(yán)格服從于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,始終圍繞堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的特征和內(nèi)涵,強(qiáng)化理念和思路的創(chuàng)新,結(jié)合重點(diǎn)項(xiàng)目的平穩(wěn)推進(jìn),徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思維方式和技術(shù)手段。
智能電網(wǎng)項(xiàng)目評(píng)價(jià)是電網(wǎng)建設(shè)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立直接關(guān)系到方案評(píng)審的結(jié)果。構(gòu)建智能電網(wǎng)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí),應(yīng)充分考慮到項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、安全性、社會(huì)性,環(huán)節(jié)友好性等方面的要求,并充分遵守如下基本原則:(1)全面性,評(píng)價(jià)指標(biāo)盡可能的反應(yīng)出智能電網(wǎng)的內(nèi)涵和特點(diǎn);(2)客觀性,指標(biāo)應(yīng)能夠客觀地揭示智能電網(wǎng)的實(shí)際情況;(3)易實(shí)現(xiàn)性,評(píng)價(jià)指標(biāo)要能夠方便測(cè)量和計(jì)算,所需數(shù)據(jù)能夠和目前統(tǒng)計(jì)指標(biāo)相銜接;(4)典型性,所選指標(biāo)應(yīng)能夠突出主要問題。
建立好合理的指標(biāo)體系后,選擇科學(xué)先進(jìn)的評(píng)價(jià)方法,合理的給指標(biāo)賦權(quán),以最終得到科學(xué)的建設(shè)方
案。
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【關(guān)鍵詞】 輸變電技術(shù) 智能網(wǎng) 應(yīng)用分析
一、輸變電技術(shù)與智能電網(wǎng)概述
1、輸變電技術(shù)的定義及特征。從概念上來看,輸變電技術(shù)指電網(wǎng)在一般狀態(tài)下與之相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)的統(tǒng)稱,它對(duì)于滿足人們的用電要求,維持電網(wǎng)的有效運(yùn)行以及對(duì)易發(fā)狀況的防御起著至關(guān)重要的作用,保障了電網(wǎng)建設(shè)的順利進(jìn)行。目前,輸變電技術(shù)隨著科技的日新月異得到了快速發(fā)展,其科技含量與可靠性程度也在不斷提高,信息化技術(shù)化程度不斷加快,為電網(wǎng)工作的平穩(wěn)運(yùn)行提供了技術(shù)保障。從特征上來看,輸變電技術(shù)的資金投入多、耗時(shí)長(zhǎng),因此技術(shù)水平與技術(shù)含量較高,其寫作程度與可靠性較強(qiáng),在智能網(wǎng)中應(yīng)用廣泛,應(yīng)用空間較大,因此推動(dòng)了智能網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。
2、智能電網(wǎng)定義及其特征。從概念上來看,智能電網(wǎng)是指智能化與信息化程度較高的電網(wǎng),它是在現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展中應(yīng)運(yùn)而生的。智能網(wǎng)以現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以有關(guān)設(shè)施設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)為手段,保障電網(wǎng)的順利運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)環(huán)保的發(fā)展。智能網(wǎng)對(duì)于保障居民正常供電、推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)起著重要作用。從特征上來看,智能電網(wǎng)具有優(yōu)化電網(wǎng)信息服務(wù)、輸出較高質(zhì)量的電能、預(yù)防外力侵襲的能力強(qiáng)、對(duì)供電方式具有兼容性以及自我修復(fù)能力強(qiáng)的特征。智能電網(wǎng)的這些特征保障了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保、穩(wěn)定與安全,讓越來越多的人對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行更加深入的研究,智能網(wǎng)建設(shè)也得到了更多人的關(guān)注,有利于促進(jìn)智能網(wǎng)的發(fā)展,滿足用戶的需求。
二、輸變電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
1、質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)對(duì)智能網(wǎng)的發(fā)展的重要作用是不言而喻的,它能夠根據(jù)電能的不同將智能進(jìn)行等級(jí)劃分,按照相關(guān)方法對(duì)智能網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估,進(jìn)而對(duì)供電情況有了準(zhǔn)確的了解,并對(duì)供電質(zhì)量的提高提出了對(duì)策措施,完善了智能網(wǎng)建設(shè)。
2、能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用。由于傳統(tǒng)電網(wǎng)存在效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等特點(diǎn),很快得到了大眾的摒棄,而智能電網(wǎng)考慮了環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全的因素,綜合運(yùn)用了低碳能源,摒棄了傳統(tǒng)的火力發(fā)電與水力發(fā)電,而采用太陽能與風(fēng)力發(fā)電。在這一過程中,輸變電技術(shù)中的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)得到了充分應(yīng)用。能源轉(zhuǎn)換技術(shù)改變了能源的轉(zhuǎn)換方式,提高了太陽能、風(fēng)能等低碳能源的利用率,因而被廣泛使用。這些能源的轉(zhuǎn)換不僅滿足了人們的用電需求,同時(shí)為環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn),為社會(huì)帶來了經(jīng)濟(jì)效益。
3、特高壓輸電技術(shù)的應(yīng)用。特高壓輸電技術(shù)包括特高壓直流與交流輸電兩種技術(shù),這種技術(shù)在諸如電壓控制、專業(yè)設(shè)備的應(yīng)用以及材料應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用,并且具有可靠性強(qiáng),科技含量高,技術(shù)應(yīng)用較為靈活的特性,并且在輸電距離、效率等方面占據(jù)很大優(yōu)勢(shì),因此成為智能網(wǎng)建設(shè)中的一項(xiàng)必不可少的技術(shù)應(yīng)用,保障了智能網(wǎng)的正常運(yùn)行。
4、柔性電技術(shù)的應(yīng)用。柔性輸電技術(shù)根據(jù)技術(shù)類型的不同可分為直流柔性與交流柔性,交流柔性輸電技術(shù)適用于大功率、大容器的電子器件,能夠控制輸送的電能的質(zhì)量,保障供電工作的順利開展。該技術(shù)還可應(yīng)用于輸送電能,對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié),保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然該技術(shù)并未全面用于智能網(wǎng)建設(shè)中,但此技術(shù)在不斷發(fā)展,需經(jīng)過更多的創(chuàng)新與研究,以便在智能網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。
三、促進(jìn)輸變電技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的對(duì)策分析
1、重視創(chuàng)新研究。有關(guān)部門應(yīng)從加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新研究,并管理層面與技術(shù)層面著手,在管理層面完善相關(guān)設(shè)施,對(duì)輸變電技術(shù)與智能網(wǎng)建設(shè)中出現(xiàn)的問題做到及時(shí)處理;在技術(shù)層面應(yīng)加大研究力度,加大對(duì)相關(guān)科技的創(chuàng)新研究,全面發(fā)揮其技術(shù)特性,以此推動(dòng)智能網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展。
2、加大技術(shù)方面的資金投入。加大資金投入是促進(jìn)輸電變技術(shù)在智能網(wǎng)應(yīng)用中的重要措施,對(duì)資金投入的加大不僅包括對(duì)技術(shù)層面創(chuàng)新研究的資金投入,以及對(duì)相關(guān)設(shè)施的資金投入,還包括培養(yǎng)專業(yè)專門人才的資金投入。在管理層面也要高度重視,加強(qiáng)智能網(wǎng)相關(guān)制度的建設(shè)與完善,加緊落實(shí)項(xiàng)目資金,促進(jìn)輸變技術(shù)在智能網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展。
結(jié)語:輸變電技術(shù)以其穩(wěn)定性強(qiáng)、科技含量高、可靠性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)在智能電網(wǎng)的發(fā)展中起著重要作用,它提高了智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性,降低了智能電網(wǎng)的復(fù)雜程度,輸變電技術(shù)中的質(zhì)量?jī)?yōu)化技術(shù)、特高壓輸電技術(shù)以及能源轉(zhuǎn)換等諸多技術(shù)在智能網(wǎng)中的應(yīng)用保障了居民的正常用電,促進(jìn)了社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我們應(yīng)重視對(duì)該技術(shù)的創(chuàng)新研究及資金投入,使其得到更快的發(fā)展,在智能電網(wǎng)中得到更廣泛的應(yīng)用。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]鄒鵬.淺析輸變電技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材,2016,(09):125.
關(guān)鍵詞 變電站;智能化;關(guān)鍵技術(shù);一二次設(shè)備
中圖分類號(hào)TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)56-0160-02
1 智能化變電站基礎(chǔ)理論
1.1 智能化變電站的概念
粗略地說,智能化變電站是當(dāng)前數(shù)字化變電站的升級(jí)和發(fā)展,它在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)家提出的智能電網(wǎng)的規(guī)劃,進(jìn)一步對(duì)變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行充實(shí)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》,我們將智能化變電站定義為:采用先進(jìn)的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術(shù),以一次設(shè)備參量數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)全景監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)等功能,達(dá)到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預(yù)、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行,可再生能源“即插即退”等目標(biāo)的變電站。
1.2 智能化變電站的主要特征
智能化變電站是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上進(jìn)化而成的,作為整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié),它的構(gòu)建與實(shí)施,與我國(guó)當(dāng)前智能電網(wǎng)的大前提息息相關(guān),是為智能電網(wǎng)的高度發(fā)展而服務(wù)的,因此,在智能化變電站的構(gòu)建過程中,也必須遵循信息化、自動(dòng)化的科學(xué)發(fā)展要求,具體應(yīng)該具備以下功能:一是智能化變電站具有與整個(gè)電網(wǎng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的特點(diǎn);二是智能化變電站具有較高的運(yùn)行性能;三是智能化變電站具有同時(shí)滿足不同電壓等級(jí)需求的特點(diǎn);四是智能化變電站具有遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)值守的特點(diǎn);五是智能化變電站具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的特點(diǎn)。
2 智能化在變電站運(yùn)用的技術(shù)探索
在智能化在變電站的運(yùn)用過程中,通過高層次、高水平的數(shù)據(jù)信息同步采集,實(shí)現(xiàn)了變電站區(qū)域協(xié)調(diào)、總體控制的穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)也為智能電網(wǎng)的全面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是,在我國(guó)變電站中運(yùn)用智能化的過程,需要充分實(shí)現(xiàn)設(shè)備整合、功能強(qiáng)化、數(shù)據(jù)共享、控制靈活等目標(biāo),這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必須經(jīng)過多方面技術(shù)的應(yīng)用作為基礎(chǔ)保障,因此,本章將從智能化在變電站中的運(yùn)用技術(shù)為切入口,探索在建設(shè)智能化變電站過程中需要特別注意的相關(guān)技術(shù)。
2.1 智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)信息基礎(chǔ)的架設(shè)
將智能化在變電站中進(jìn)行完美地運(yùn)用,必須依托一整套完整地、可靠地?cái)?shù)字技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施來完成,這些基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)的研究,根本目的是為變電站中的各種信息進(jìn)行明確性標(biāo)識(shí),相當(dāng)于為每種信息都定義了一種全網(wǎng)唯一的編碼。智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)信息基礎(chǔ)的架設(shè)包括設(shè)備信息的統(tǒng)一建模、智能變電站的時(shí)間同步、標(biāo)準(zhǔn)化的通信網(wǎng)絡(luò)等標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施。
2.2 一、二次設(shè)備智能化技術(shù)的應(yīng)用
在變電站的主要設(shè)備中,通常包含有一次設(shè)備和二次設(shè)備,一次設(shè)備主要有變壓器、開關(guān)設(shè)備、互感器等,二次設(shè)備主要有輔助平臺(tái)、自動(dòng)化系統(tǒng)、一些自動(dòng)化組件等。將智能化技術(shù)充分應(yīng)用在變電站中的首要標(biāo)志之一就是對(duì)一、二次設(shè)備的智能化。這些一、二次設(shè)備在使用智能化集成技術(shù)之后,整個(gè)變電站將實(shí)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)變,由以往分散的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?、?biāo)準(zhǔn)的智能體的有效組合,這種組合能夠在智能電網(wǎng)的大背景下,達(dá)到與各電網(wǎng)系統(tǒng)之間的合作與協(xié)調(diào)的目標(biāo)。對(duì)一、二次設(shè)備的智能化技術(shù),通常采取對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行智能化的方式,具體就是分別實(shí)現(xiàn)對(duì)主變壓器的智能化、開關(guān)設(shè)備智能化、互感器智能化、以及與二次設(shè)備的綜合集成等。
2.3 變電站數(shù)據(jù)的智能化采集技術(shù)
數(shù)據(jù)是智能化變電站的根本,也是變電站系統(tǒng)運(yùn)行的血肉,數(shù)據(jù)采集技術(shù)的智能化將為變電站智能化奠定基礎(chǔ)。智能化采集主要是指對(duì)變電站基礎(chǔ)信息的標(biāo)準(zhǔn)化、一體化采集的過程,它能夠智能變電站內(nèi)部信息流、業(yè)務(wù)流的充分整合。
智能化在變電站的運(yùn)用需要多個(gè)方面的深入?yún)f(xié)調(diào)和多種技術(shù)的全面應(yīng)用,不是一蹴而就的事情,除了上述重點(diǎn)分析的智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)信息基礎(chǔ)的架設(shè),一、二次設(shè)備智能化技術(shù)的應(yīng)用以及變電站數(shù)據(jù)的智能化采集技術(shù)之外,在智能化變電站中還應(yīng)該注意柔性電力設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)、間歇性分布式電源接入技術(shù)等其它方面的研究和應(yīng)用。
3 我國(guó)現(xiàn)階段智能化在變電站應(yīng)用的關(guān)鍵問題
在我國(guó)現(xiàn)階段,智能化變電站的建設(shè)已經(jīng)取得了一定的成績(jī),但是,在不斷推進(jìn)智能變電站建設(shè)的過程中,也發(fā)現(xiàn)了面臨的一些關(guān)鍵性問題,現(xiàn)將這些問題具體進(jìn)行分析,
3.1 工程設(shè)計(jì)工具無法及時(shí)跟進(jìn)問題
智能化在變電站的運(yùn)用過程,本身是一個(gè)變革與創(chuàng)新的過程,其具有這相當(dāng)豐富的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義,無論從變電站本身的施工設(shè)計(jì)、組織運(yùn)行還是檢修維護(hù)都需要具有更新的技術(shù)、更強(qiáng)的設(shè)備與更先進(jìn)的工具。
3.2 傳統(tǒng)變電站改造的問題
就我國(guó)目前來將,很多智能化變電站的改造是基于傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,如何將這些老舊的傳統(tǒng)變電站進(jìn)行改造,改造的模式到底是什么樣的,至今沒有一個(gè)明確的答案,從理論上說,對(duì)傳統(tǒng)變電站實(shí)現(xiàn)完全智能化的改造幾乎是不可能的,只能通過一定的技術(shù)手段和增加一些智能化設(shè)備提升目前的自動(dòng)化運(yùn)行和管理水平。
3.3 智能化變電站的信息安全問題
智能化變電站的建設(shè)需要依靠充足的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)建設(shè),這與傳統(tǒng)的變電站相比大有不同,在傳統(tǒng)的變電站中,其信息的傳遞是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式的,而且是主從的,而在現(xiàn)代的智能化變電站中,信息的傳遞方式已經(jīng)變成了基于廣域網(wǎng)的對(duì)等傳遞模式,由此也帶來了變電站內(nèi)的信息安全問題。
4 結(jié)論
堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的提出,是國(guó)家電網(wǎng)針對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的又一項(xiàng)戰(zhàn)略部署,而變電站作為這個(gè)戰(zhàn)略部署的排頭兵,其智能化的全面運(yùn)用將面臨著大范圍的提升與擴(kuò)展,從而使其成為智能電網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)和保障。
盡管本文就智能化在變電站的運(yùn)用方面進(jìn)行了多角度的研究,但限于水平,有很多不盡人意的地方,還需要進(jìn)一步研究。對(duì)我國(guó)而言,智能變電站的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,智能變電站的智能化不只是體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)上,更主要是體現(xiàn)在對(duì)信息的獲取、利用、分析的模式上,為此,對(duì)智能化變電站的建設(shè),還要從更多的基礎(chǔ)性建設(shè)入手進(jìn)行研究。
參考文獻(xiàn)
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[2]孫純軍,農(nóng).智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2010(7).
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