智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展

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1引言

隨著現(xiàn)代社會尖端領(lǐng)域中的新型技術(shù)的迅速發(fā)展，技術(shù)時代已經(jīng)悄然到來。當現(xiàn)有的智能電網(wǎng)技術(shù)難以與現(xiàn)階段電能供應的多樣化需求相匹配時，相關(guān)的技術(shù)就需要不斷地進行更新，從而與社會的發(fā)展需求相契合。因此，在了解智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討不同角度下智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，并對此做出進一步的完善與改進，具有重要的現(xiàn)實意義。

2智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1先進的發(fā)電技術(shù)促進了新能源的廣泛應用

隨著國家能源政策的有效推行和各種發(fā)電技術(shù)的成熟，各種各樣的新能源已經(jīng)在智能電網(wǎng)中有著更為廣泛的應用，能源構(gòu)成也已發(fā)生較大變化，以風能、太陽能、大容量儲能裝置等能源為代表的分布式電源在智能電網(wǎng)中有了更多的應用?，F(xiàn)階段，堅強智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)的發(fā)展目標已經(jīng)基本實現(xiàn)，能源構(gòu)成秉承著環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的基本理念，在實施節(jié)能發(fā)電調(diào)度，提升常規(guī)能源利用效率等方面均取得了優(yōu)秀進展。例如在環(huán)境保護方面，新能源的使用有效降低了發(fā)電環(huán)節(jié)溫室氣體的排放；在信息傳輸方面，雙向交互技術(shù)使得電網(wǎng)對發(fā)電側(cè)的控制水平進一步提升，促進了節(jié)能降耗；在能源使用方面、大型火力、水力、風力發(fā)電機控制技術(shù)的成熟也使得廠網(wǎng)協(xié)調(diào)水平有效提升。

2.2完善的智能變電站結(jié)構(gòu)提升了電網(wǎng)的可靠性

智能變電站是一種基于全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化三大要求，利用先進的智能設(shè)備實現(xiàn)在線智能分析、協(xié)同互動、智能調(diào)節(jié)、實時控制等一系列功能的變電站。其作為智能電網(wǎng)中的核心組成，在智能電網(wǎng)的變電系統(tǒng)中發(fā)揮著不可忽視的重要作用?，F(xiàn)階段，智能變電站多采用如“三層兩網(wǎng)”作為基本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由站控層、間隔層、過程層三層構(gòu)成，并由站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)層之間的連接。其中，站控層是由數(shù)個管理子系統(tǒng)構(gòu)成，具有最高權(quán)限和高度集成權(quán)，所涉及到的技術(shù)包括實時監(jiān)視控制技術(shù)、電力系統(tǒng)通信技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)等。以監(jiān)視控制技術(shù)為例，站控層往往能夠?qū)θ緮?shù)據(jù)進行采集以及針對全站運行過程實現(xiàn)監(jiān)視控制，并通過站控層網(wǎng)絡向間隔層實施二次數(shù)據(jù)傳輸，達到優(yōu)秀的監(jiān)視控制效果。而間隔層多由變電站中的二次設(shè)備構(gòu)成，其功能顧名思義，旨在實現(xiàn)在站控層和站控層網(wǎng)絡均失效的情況下將所在間隔的監(jiān)控機進行繼電保護操作，涉及到的技術(shù)包括智能繼電保護技術(shù)、智能變電站高級應用技術(shù)、在線式五防技術(shù)、網(wǎng)絡通信檢測分析技術(shù)等等，是智能變電站中的核心結(jié)構(gòu)。而過程層則用于實現(xiàn)智能變電站的具體功能，包括采集實時變電設(shè)備的運行參數(shù)量、監(jiān)測變電設(shè)備實時運行狀態(tài)和執(zhí)行站控層下達的控制命令等等，其多是由一次設(shè)備及其附屬的智能元件構(gòu)成，傳統(tǒng)變電站中常見的各類互感器、斷路器和隔離開關(guān)等均屬于過程層。

3智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢展望

3.1調(diào)度的智能化將實現(xiàn)智能電網(wǎng)的大范圍優(yōu)化配置

在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，調(diào)度一直是作為電網(wǎng)運行控制的神經(jīng)中樞發(fā)揮著重要的核心價值，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷完善，調(diào)度系統(tǒng)也需要開始更加智能化，從而與智能電網(wǎng)的高要求相匹配。智能電網(wǎng)中的調(diào)度系統(tǒng)需要開發(fā)出更為全面而準確的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，在電網(wǎng)正常運行時，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)的實時運行情況以圖表形式直接呈現(xiàn)給調(diào)度員，并在后臺利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)排查電網(wǎng)中可能存在的安全隱患，如果發(fā)現(xiàn)存在威脅，則通過智能安全預警功能通知調(diào)度員和檢修人員，從而最大限度提升智能電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，當調(diào)度員給出具體指令后，所配備的智能化分析系統(tǒng)將會給出了簡要的安全與經(jīng)濟性分析，幫助調(diào)度人員認識到?jīng)Q策的可行性。對于企業(yè)而言，相關(guān)的電力企業(yè)也需要加大智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、備用調(diào)度、應急指揮控制中心建設(shè)和調(diào)度通信數(shù)據(jù)網(wǎng)等相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)工作，在現(xiàn)有的各級調(diào)度中心配備智能調(diào)度決策支持系統(tǒng)，將實時監(jiān)控與預警、安全隱患分析、調(diào)度計劃管理等應用功能落實到位，從而實現(xiàn)智能電網(wǎng)的大范圍優(yōu)化配置。

3.2用電設(shè)備的信息采集交互能力和智能性將有效提升

現(xiàn)階段，用電設(shè)備的信息采集交互能力和智能性還處于較低水平，難以與智能電網(wǎng)的各項服務形成配套工作。因此，在未來的一段時間里，開展智能用電服務，推廣應用智能電表，進而構(gòu)建起智能化的用戶———電網(wǎng)雙向互動體系將成為大勢所趨。智能電表可以對用戶的用電設(shè)備實現(xiàn)全面監(jiān)控，通過定時讀取用戶的用電功率、用電量、工作電壓等計量參數(shù)，實現(xiàn)用戶和電網(wǎng)之間的信息交互。而電網(wǎng)方面的計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS）也將被進一步完善，其可以通過智能電表等高級量測裝置互聯(lián)，實現(xiàn)對所收集數(shù)據(jù)的儲存和處理，如若發(fā)現(xiàn)異常，則可以借助未來將發(fā)展成熟的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)把智能電表和用戶室內(nèi)的各類可控電器或裝置相連接，實現(xiàn)安全隱患的實時報警。而在智能樓宇、智能家電等新興領(lǐng)域上，也同樣可以預見智能家電人機交互、樓宇電力數(shù)據(jù)雙向傳輸、用戶富余電能的回收等功能將成為可能，整個智能電網(wǎng)將通過與用戶的多樣化交互形成各式各樣的服務功能，從而發(fā)展成為互動運轉(zhuǎn)的全新模式，讓整個電網(wǎng)的可靠性和綜合效率真正得到提升。

3.3人工智能技術(shù)將成為智能電網(wǎng)技術(shù)的核心發(fā)展方向

現(xiàn)階段，在電路、電磁、電機電器等領(lǐng)域中已經(jīng)能初步窺見人工智能技術(shù)使用的曙光，隨著未來數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)等尖端產(chǎn)業(yè)不不斷成熟，未來的智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備和配套的應用將會由傳統(tǒng)的工廠設(shè)計向計算機輔助設(shè)計作進一步的轉(zhuǎn)變，而在這樣的前提下，加入人工智能技術(shù)，不僅可以使得新產(chǎn)品與新系統(tǒng)的創(chuàng)造周期與生產(chǎn)周期有效縮短，更可以使得系統(tǒng)設(shè)計的可靠性與智能型達到前所未有的新高度。從另一個角度而言，未來的智能電網(wǎng)中將存在著大量的自動控制裝置，包括自動繼電器、自動保護裝置、自動斷路器等，這些局部控制的協(xié)同作用看似簡單，但不同的裝置將會構(gòu)成整個電力系統(tǒng)復雜的實時控制，考慮到人工智能技術(shù)具有清晰的邏輯思維和快速的處理能力，可有效實現(xiàn)智能電網(wǎng)中電力系統(tǒng)的保護實時控制，故人工智能技術(shù)將成為未來智能電網(wǎng)技術(shù)的重要發(fā)展方向。

4結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和頂尖高科技領(lǐng)域的迅速進步，各類技術(shù)在智能電網(wǎng)中將會擁有越來越廣闊的發(fā)展前景。希望國家的相關(guān)科研單位能夠?qū)ξ磥碇悄茈娋W(wǎng)各種具體的技術(shù)應用方式進行了詳細的探討與拓展，從而使得智能電網(wǎng)為社會市場經(jīng)濟體系創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

作者：劉巖亮 單位：國網(wǎng)寧夏電力公司檢修公司