原创《电气自动化和智能电网》
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田蕴琦 山东省泰安第一中学
【摘 要】 智能电网就是通过运用高速网络技术,与传感技术和通信技术相结合,结合先进的设备仪器,将自动控制理论和控制方法运用至系统,进而保证电网运行高效经济的电网系统.电力自动化技术、计算机技术的发展为智能电网的发展奠定了基础,本文从智能电网出现的背景,特点系统构成,说明智能电网必然是电网系统未来发展的趋势.
【关键词】 自动化技术 通信技术 智能电网
一、 智能电网的背景
1.1 智能电网技术发展前提
电气自动化技术上为我国电能行业带来了巨大的机遇和挑战,利用自动化技术开展智能电网已经成为目前发展的潮流.所谓智能电网就是通过运用高速网络技术,与传感技术和通信技术相结合,结合先进的设备仪器,将自动控制理论和控制方法运用至系统,进而保证电网运行高效经济的电网系统.利用智能电网能够满足 21 世纪人们对电能质量的需求,带动电能相关行业的发展.
现代经过近年来快速的发展,每个国家也都已经根据自己发展的情况,利用在多个领域的研究融合,已经根据自己的情况提出了供电电网不同发展方向和发展路线,这也是由于各国供电模式的不同而确定的.然而,相同的是,各个国家都将各种先进的网络技术、通信技术以及自动化技术等运用到电网中来,发展智能电网已经成为世界人民共同的期待[1] .
从技术应用和发展的方向卡可能,智能电网的发展离不开现在各种先进技术的进步,比如传感器技术,自动控制技术等先进技术,再加上新能源发电技术,多种先进技术相结合,最终集成成效率高、现代化程度强的智能电网.
1.2 智能电网的发展现状
2005 年,科学家坎贝尔发明了一种无线控制器,把建筑物内的电器都连接起来并进行控制,为智能电网的发展提供了前提条件.后来经过十几年的发展,因各个国家的能源状况有所出入,再加上不同的国情,所以对智能电网并没有一个统一的定义.
二、智能电网的主要特征
2.1 电网基础体系坚强
当电网出现鼓掌或者受到巨大的干扰时,能否继续维持稳定的供电能力格外重要, 而智能电网能够完全胜任这一点,防止出现大规模停电,防止出现巨大损失.在极端恶劣天气侵害时,智能电网也能够保证电能顺利到达用户端[2] .
2.2 智能电网具有自愈性
电网的自愈主要依靠智能电网的实时分析的能力.智能电网能够对电网目前的运行状态进行评估,在意外发生之前进行警报,及时隔离故障源.除此之外,对于一些简单的故障,智能电网还应具有自我恢复的能力[3] .
2.3 智能电网兼容多种发电方式
可持续发展为电力系统提出了更高的要求,智能电网能够适应多种能源发电方式,合理接入分布式电源,合理接入为电网,保证电网能够实时受到用户的反馈信号,满足用户的多种需求.此外,利用智能电网还能对一些特殊的用户提供特殊的增值服务.
2.3.1 发电站
随着我国经济社会的快速发展,对电力电网的需求也越来越高,国家对智能电网的建设力度也越来越大,而且新式能源和分布式发电方式也展现出了强大的优势,但是我国发电的装机机构依然没有从根本上发生变化.然而在科学发展观和国家能源政策的指导下,传统低效的能源转变方法肯定会被先进高效的转变技术取代,优化装机结构,并且集中体现在火力发电的装机容量中.智能电网的建设,能够根据发电计划对发电机组进行调整,发挥其最大的优势,合理有效地在全国范围内对电能进行分配,进一步促进了电力使用和自然发展的和谐关系.
2.3.2 输电运行系统
智能电网的建设离不开输电运行系统的优化管理,提高输电运行的智能化需要对以下几个系统进行建设：数据同步采集处理系统、广域动态监测系统、电网故障分析系统和实时报警系统.目前,通过在各个区域建设广域测量保护系统,能够实现对电网的动态监测,并且一些区域正在建设高级的调度中心,有力地促进了电网智能化的发展,广域网测量系统的建设是智能输电运行系统实现的基石.
2.3.3 配电系统
合理分配运输的电能是配电系统的主要任务,建设智能配电系统也是智能电网建设的重要组成部分.提高配电系统的智能化,实现电网资源设备的可视化、电网管理过程的信息化以及自动化,能够大大提高电力资源的利用率,极大地加强了电网管理和电力终端之间的信息交流.
2.3.4 电力终端系统
电力终端的用户信息对于电力资源的合理运行和科学配置发挥着重要的作用.因此,实现智能化电网的第一步就必须要实现有效地采集电力用户信息,清楚地监测电网的运行状态,这就需要建设一个智能化的计量系统.通过这个智能计量系统,可以为电网提供可靠的通信网络方式,大大提高电网系统的可观测性和可测量性,还能够促使电力用户参与电力市场,提高电网系统运行和管理产生的经济效益［5］.
2.3.5 负荷系统
智能电网的建设会对电网的电力负荷产生一定的影响,在原有的无源负荷的基础上,增加了有源负荷,它能够作为负荷也能够作为电源. 有源负荷改变了原有的电力负荷情况,能够发挥出巨大的潜力用来降低电网能耗、提高电力系统的可靠性和灵活性.
2.3.6 智能调度系统
智能电网的建设离不开智能调度系统,但是智能调度系统的发展也离不开相关技术的支持,例如可视化技术、智能预警控制技术、智能通信技术、协调优化运行技术、广域同步检测技术、调度安全防御技术以及智能算法应用技术等.为了对电力系统中发电、输电、配电、用户系统的各个环节进行实时监控,智能调度系统还必须和信息同步传输系统以及电力系统的实时监控系统相连.
除此之外,智能调度系统还能灵活地调度电力资源的配置和控制电网的运行状态,具有智能决策和智能市场调配的功能.
电网系统的发展和工业化、信息化的发展息息相关,是社会经济发展的重要推动力. 电网系统不断地引进先进技术,应用工业化和信息化发展的重要成果,使得电网系统的功能变得更加完善.
三、智能电网关键技术分析
3.1 通信技术
建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步.同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征 ［3］ .
3.2 控制技术
先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法.这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功,进而完成电网的智能化发展[6] .
四、 结语
随着科技的不断进步和发展,用户需求的不断改变,要求电网的自动化水平不断提高,信息化程度不断加大,因此发展智能电网已经成为电网发展的主要趋势.
电气自动化论文参考资料：
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