電網(wǎng)智能化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)分析

引言

電網(wǎng)智能化建設(shè)是電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)的核心,需要在傳統(tǒng)的輸配電網(wǎng)絡(luò)中,將數(shù)字技術(shù)、信息化技術(shù)等較多的前沿技術(shù)融入到輸配電系統(tǒng)中,其主要目的是為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠、環(huán)保、高效發(fā)展。因此,對(duì)電網(wǎng)智能化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析有著非常重要的意義。

1智能配電網(wǎng)的特征

1.1供電可靠性更強(qiáng)

在智能配電網(wǎng)中包含有自愈功能,可通過分布式電源微網(wǎng),在主電網(wǎng)停電的情況下,保障多數(shù)用戶的供電安全,從而最大程度地減少由于電網(wǎng)出現(xiàn)故障給用戶帶來的負(fù)面影響。

1.2大量分布式電源可接入其中

當(dāng)前我國(guó)各種節(jié)能能源不斷增多,且發(fā)電規(guī)模不斷提升,例如風(fēng)能、生物能、太陽能等新能源發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)發(fā)電的重要組成部分。在智能配電網(wǎng)中,這些分布式能源可以實(shí)現(xiàn)即插即用,大大提升了我國(guó)供電和用電的可靠性與便捷性。

1.3可開展用戶能源管理

在智能配電網(wǎng)中,用戶和供電企業(yè)之間可實(shí)現(xiàn)雙向通信,特別是通過智能電表,可以實(shí)施實(shí)時(shí)電價(jià),可有效改善用戶的用電習(xí)慣,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,增強(qiáng)整個(gè)能源的利用效率,特別適用于風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等分布式發(fā)電表現(xiàn)出的間歇性特點(diǎn)。同時(shí),用戶可以自備微型電源并網(wǎng),供電和用電的靈活性較強(qiáng)。

2電網(wǎng)智能化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1電網(wǎng)智能控制中心

在智能化電網(wǎng)建設(shè)過程中,提升控制中心的智能化水平非常關(guān)鍵。在具體操作時(shí),主要是通過對(duì)當(dāng)前的EMS、SCADA及虛擬電廠等技術(shù)進(jìn)行全面的結(jié)合與升級(jí),從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的鏡像備用、虛擬電廠、通電事故處理、預(yù)警報(bào)警、智能保護(hù)整定、調(diào)度和交易管理、可視化操作平臺(tái)等功能。在具體實(shí)施時(shí),主要按照分區(qū)分層的原則,全面明確不同級(jí)別的控制中心的功能和權(quán)責(zé),實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

2.1.1可視化操作平臺(tái)

在該平臺(tái)研發(fā)時(shí),主要是通過利用多媒體技術(shù),全面實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的狀態(tài)信息、線路運(yùn)行情況、變電站的運(yùn)行情況、故障位置、裕度穩(wěn)定情況、電壓及潮流等模塊,從而達(dá)到個(gè)性化信息披露的效果,操作人員的指令可以通過該平臺(tái)輸入到對(duì)應(yīng)位置。

2.1.2預(yù)測(cè)功能

預(yù)測(cè)功能是指將信息處理、高性能通信作為基本,聯(lián)合水利部門、氣象單位等,在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行預(yù)測(cè)。主要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)可再生能源在整個(gè)電網(wǎng)中的出力情況、氣象(主要包含有極端天氣、臺(tái)風(fēng)、雷電、氣溫等)、負(fù)荷(主要包含有節(jié)點(diǎn)負(fù)荷、系統(tǒng)負(fù)荷)等進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.1.3調(diào)度和交易功能

實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化交易和調(diào)度對(duì)于提升電網(wǎng)的智能化水平非常關(guān)鍵。主要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)信息披露、電網(wǎng)協(xié)調(diào)、機(jī)組調(diào)度及數(shù)據(jù)管理的智能化。其中信息披露主要是在監(jiān)管條例及相關(guān)保密措施的基礎(chǔ)上,對(duì)整個(gè)智能化電網(wǎng)的發(fā)電計(jì)劃、網(wǎng)間交易、購(gòu)電成本等相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)有效的智能化披露。電網(wǎng)協(xié)調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)電網(wǎng)的智能化協(xié)調(diào)。電網(wǎng)調(diào)度智能化主要是以各個(gè)信息為基礎(chǔ),在對(duì)所有信息進(jìn)行分類匯總的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損管理、校核安全及節(jié)能調(diào)度等方面的優(yōu)化。數(shù)據(jù)管理智能化主要的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)電力交易數(shù)據(jù)、檢修技術(shù)、預(yù)測(cè)參數(shù)、電網(wǎng)拓?fù)?、機(jī)組狀態(tài)處理等方面信息的智能化。

2.1.4虛擬電廠

虛擬電廠的主要關(guān)鍵技術(shù)是將某區(qū)域內(nèi)所有分布式電源作為電廠參與到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行當(dāng)中,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)的高效化集約化調(diào)度。該技術(shù)能較好地提升對(duì)分布式電源的滲透率,將更多的分布式電源更好地調(diào)度到整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)中。

2.1.5鏡像備用

在電網(wǎng)智能化建設(shè)中,整個(gè)電網(wǎng)的控制中心,可能出現(xiàn)失去全部功能或者部分功能的情況。因此,在建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí),通過為控制中心信息構(gòu)建實(shí)時(shí)鏡像的方式,能夠確保在滿足緊急情況的條件下復(fù)制控制中心功能。

2.1.6智能保護(hù)整定

在電網(wǎng)智能化建設(shè)中,關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、穩(wěn)定的分析,對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)智能化計(jì)算,得到電網(wǎng)內(nèi)安全自動(dòng)裝置、線路、母線及變壓器保護(hù)的具體定值。

2.1.7快速、安全、穩(wěn)定地分析

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,需要在離線狀態(tài)下對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定情況進(jìn)行分析,這就導(dǎo)致分析結(jié)果不能將真實(shí)的情況全部反映出來。但是在電網(wǎng)智能化建設(shè)中,實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)安全穩(wěn)定情況的在線監(jiān)測(cè),主要技術(shù)點(diǎn)是充分利用高性能的通信系統(tǒng)和測(cè)量技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備、電壓、頻率、拓?fù)涞刃畔⒌膶?shí)時(shí)分析,最終確定出系統(tǒng)安全穩(wěn)定的特性。

2.2智能變電站關(guān)鍵技術(shù)

變電站作為電網(wǎng)智能化建設(shè)的核心環(huán)節(jié)之一,主要是將地理信息系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化、虛擬電廠等關(guān)鍵模塊進(jìn)行智能化整合。主要關(guān)鍵技術(shù)如下:

2.2.1自治技術(shù)

智能變電站根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況,對(duì)整個(gè)線路的運(yùn)行線損進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整,確保其線損降到最低,同時(shí)提升線路供電的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。在智能化電網(wǎng)中,其中包含的分布式發(fā)電量將增加,因此更需要對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行中的母線、變壓器、避雷器等設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2.2實(shí)時(shí)建模技術(shù)

智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)轄區(qū)內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,這就需要構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的有效辨識(shí),從而為整個(gè)控制中心提供基本的決策依據(jù)。

2.2.3協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)

智能變電站在運(yùn)行過程中,需要嚴(yán)格按照中心的指令開展相關(guān)工作,這其中就需要加入?yún)f(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站系統(tǒng)和整個(gè)控制中心系統(tǒng)指令的有效協(xié)調(diào)。

2.3智能線路關(guān)鍵技術(shù)

線路作為電網(wǎng)智能化建設(shè)的關(guān)鍵,在電網(wǎng)智能化建設(shè)中,必然需要實(shí)現(xiàn)線路智能化。

2.3.1基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)

在電網(wǎng)智能化建設(shè)過程中,更多的高溫超導(dǎo)技術(shù)、特高壓技術(shù)等會(huì)應(yīng)用到整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)中,大大提升整個(gè)線路的輸電容量。

2.3.2智能檢修與遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)

在傳統(tǒng)的供電線路檢修過程中,人員實(shí)地檢修是主要的檢修方式,人力消耗非常大,同時(shí)安全性較差。而在電網(wǎng)智能化建設(shè)過程中,可以將配電網(wǎng)中整個(gè)線路的設(shè)備狀態(tài)、絕緣情況、實(shí)際功率、電壓與電流大小等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控,同時(shí)利用相關(guān)的信息技術(shù)對(duì)線路的狀態(tài)進(jìn)行檢修,精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)故障定位,對(duì)于出現(xiàn)的冰雪覆蓋能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)融化等。

2.4智能保護(hù)系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)中,保護(hù)裝置的定值多數(shù)情況下需要以人工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的方式進(jìn)行,但是在電網(wǎng)智能化建設(shè)中,智能保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)控制中心的各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收,從而能夠根據(jù)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù),不僅能夠節(jié)省人力成本,還較好地提升了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

2.5電網(wǎng)系統(tǒng)智能需求側(cè)管理

微網(wǎng)技術(shù)是由分布式電源、負(fù)荷以及其他監(jiān)控、保護(hù)裝置組成的小型發(fā)配電系統(tǒng),其中還可能包括換流器、儲(chǔ)能設(shè)備等。它既能并入大電網(wǎng)運(yùn)行,也能實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行。利用微網(wǎng)技術(shù)可以提高電網(wǎng)的可靠性和電能質(zhì)量,吸引用戶參與需求側(cè)響應(yīng)。

3結(jié)語

綜上分析,全面推進(jìn)電網(wǎng)智能化建設(shè)已經(jīng)成為了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇,同時(shí),通過電網(wǎng)智能化建設(shè)較好地提升了整個(gè)電網(wǎng)的智能化水平,但是其包含的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)非常多,這就需要電力企業(yè)從自身實(shí)際情況出發(fā),加強(qiáng)電網(wǎng)智能化建設(shè)研發(fā)力度,進(jìn)一步提升電網(wǎng)智能化建設(shè)水平。