智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-10-09 10:02:37

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智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要:文章首先對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行概述,并分析了分布式發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)、大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)、智能通信技術(shù)等在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的具體應(yīng)用。電力行業(yè)應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行充分利用,以此來提升電力系統(tǒng)規(guī)劃的合理性與科學(xué)性,完善智能電網(wǎng)的建設(shè),最終提高電力能源的利用效率。

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);智能電網(wǎng);自動(dòng)化;智能通信技術(shù);智能診斷技術(shù)

當(dāng)前各領(lǐng)域的發(fā)展都離不開電力系統(tǒng)的支持,小到家用電器的正常運(yùn)行,大到企業(yè)生產(chǎn)車間的正常運(yùn)轉(zhuǎn),均需現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在這一過程中,智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用,該技術(shù)作為一種電力控制技術(shù),可立足于電力傳輸對(duì)智能控制、智能通信、光纖設(shè)備、新能源設(shè)備等技術(shù)進(jìn)行集中應(yīng)用,對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃,從而提高電力系統(tǒng)的可靠性與安全性,確保系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行狀態(tài),并實(shí)現(xiàn)電力能源的高質(zhì)量、高效率運(yùn)用。

1智能電網(wǎng)技術(shù)概述

智能電網(wǎng)也可稱為未來電網(wǎng),主要指將一些先進(jìn)的技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合的一種全新現(xiàn)代化電網(wǎng),其特點(diǎn)是高效、安全、可靠,且智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域涵蓋的范圍較廣。當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,促使智能電網(wǎng)逐步融入人們的生產(chǎn)生活中,且智能電網(wǎng)在具體應(yīng)用過程中,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電網(wǎng)的不足。智能電網(wǎng)依托于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分運(yùn)用的一種智能化系統(tǒng),將該系統(tǒng)應(yīng)用到電力系統(tǒng)規(guī)劃中,可對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效地管理與監(jiān)控,從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。智能電網(wǎng)的特征主要體現(xiàn)在以下方面。第一,可自動(dòng)化處理故障。電力系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性,在實(shí)際運(yùn)行過程中常常會(huì)出現(xiàn)各種問題,不僅會(huì)影響人們的正常生活供電,還會(huì)在一定程度上阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中,可對(duì)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障問題進(jìn)行自動(dòng)化處理,若無法處理,將會(huì)發(fā)出警報(bào),以便相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,可以在一定程度上減少故障維修的時(shí)間,有效保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),智能電網(wǎng)技術(shù)可對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、匯總及分析,將數(shù)據(jù)與規(guī)范參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,明確電網(wǎng)是否存在運(yùn)行隱患,確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。第二,具備較強(qiáng)的抗干擾能力。電網(wǎng)普遍暴露在外界自然環(huán)境中,一旦遇到強(qiáng)降雨、暴風(fēng)、暴雪等惡劣天氣,極易陷入癱瘓狀態(tài),造成大范圍的停電,而智能電網(wǎng)擁有安全防護(hù)系統(tǒng),具備較強(qiáng)的抗干擾能力,惡劣環(huán)境下也可實(shí)現(xiàn)安全、可靠的供電。同時(shí),智能電網(wǎng)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)攻擊者進(jìn)行搜尋,可對(duì)一些不法分子利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行攻擊的行為進(jìn)行預(yù)防,有效提升電力系統(tǒng)的安全性??梢?,智能電網(wǎng)具備較強(qiáng)的抗干擾與反擊能力,因此在電力系統(tǒng)規(guī)劃中得到廣泛應(yīng)用。第三,具備高度集成的特征。電力系統(tǒng)涉及變電、發(fā)電等多個(gè)環(huán)節(jié),而智能電網(wǎng)則能夠?yàn)殡娏δ茉磻?yīng)用建立統(tǒng)一化平臺(tái),提升電網(wǎng)管理的規(guī)范化與專業(yè)化水平,利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)電網(wǎng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、整理,使電力信息具備更優(yōu)的集成性和共享性。第四,可實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù),可對(duì)電網(wǎng)的資產(chǎn)管理進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化與完善,既能夠降低電力企業(yè)的投資成本,還能夠優(yōu)化企業(yè)的管理目標(biāo)與效果,為企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化[1]。智能電網(wǎng)技術(shù)需要運(yùn)用多種電子設(shè)備來實(shí)現(xiàn),其中高速雙向通行技術(shù)需要使用智能表計(jì)、電力電子控制器等一系列電子設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信,對(duì)各種干擾因素進(jìn)行有效檢測(cè);智能調(diào)度技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N資源進(jìn)行充分優(yōu)化,對(duì)大范圍連接產(chǎn)生的故障與調(diào)度問題進(jìn)行有效預(yù)防;輸配電技術(shù)涉及高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)和特高壓輸電技術(shù),前者具有損耗小、污染少等優(yōu)點(diǎn),后者則具備遠(yuǎn)距離電力系統(tǒng)互聯(lián)、大功率輸電等優(yōu)點(diǎn)[2]。

2電力系統(tǒng)規(guī)劃中智能電網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1智能通信技術(shù)

對(duì)于智能電網(wǎng)而言,智能通信技術(shù)是重要的基礎(chǔ)條件,該技術(shù)的特點(diǎn)在于雙向性、集成性和高效性。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)具備更大的規(guī)模和更加繁雜的通信數(shù)據(jù)。在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應(yīng)用智能通信技術(shù)時(shí),由于智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的獲取、保護(hù)、控制存在較強(qiáng)的繁雜性、全面性和專業(yè)性,要想確保電網(wǎng)的控制與運(yùn)行效率,就必須確保數(shù)據(jù)的順利獲取?;诖?,可借助智能通信技術(shù)所具備的雙向、集成、高效的技術(shù)特征,創(chuàng)造良好的數(shù)據(jù)獲取與控制條件,具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)依托于智能電子設(shè)備與電子控制器,對(duì)智能表計(jì)、保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等進(jìn)行融合應(yīng)用,可有效促進(jìn)電網(wǎng)工程的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,切實(shí)提升電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量與效果;(2)依托于強(qiáng)大的智能通信技術(shù),相關(guān)工作人員可對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中可能發(fā)生的故障問題進(jìn)行密切監(jiān)測(cè),潘虹智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用有效增強(qiáng)電網(wǎng)的防御能力。

2.2分布式發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)

發(fā)電是電力資源綜合節(jié)能中最為關(guān)鍵的一環(huán),要想在一定程度上減少電力企業(yè)的污染排放量,就需要注重發(fā)電節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用。分布式發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)主要是借助太陽能、風(fēng)能等可再生能源,實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能,可顯著提高綠色電力資源的發(fā)電權(quán)重,而且能夠降低發(fā)電所帶來的環(huán)境污染,更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。同時(shí),將分布式發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)規(guī)劃中,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保,還能夠有效提高用戶日常供電的穩(wěn)定性和安全性,較好地緩解現(xiàn)階段我國(guó)電力供應(yīng)不均衡的情況。

2.3大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)

智能電網(wǎng)需要比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更大的電能存儲(chǔ)容量。通過大容量?jī)?chǔ)能技術(shù),可有效提升智能電網(wǎng)系統(tǒng)的輸電質(zhì)量和效果,為電力企業(yè)帶來更大化的綜合效益,更好地滿足用戶的用電需求。現(xiàn)階段,在我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)劃中已廣泛應(yīng)用大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)的主要應(yīng)用方式為物理儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能及相變儲(chǔ)能。其中,物理儲(chǔ)能的常見形式為抽水儲(chǔ)能,其綜合利用效率可達(dá)70%~85%;電化學(xué)儲(chǔ)能的常見形式為鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、超級(jí)電容器等;電磁儲(chǔ)能則是采用超導(dǎo)體所制作的線圈,對(duì)磁場(chǎng)能量進(jìn)行儲(chǔ)存,具有較快的響應(yīng)速度、較高的轉(zhuǎn)換效率、較大的比能力/比功率等優(yōu)勢(shì);相變儲(chǔ)能主要是借助冰蓄冷技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)[3]。

2.4超導(dǎo)技術(shù)

超導(dǎo)技術(shù)主要是依托于超導(dǎo)體材料,以減少輸電過程中的電能損耗。該技術(shù)的主要應(yīng)用形式:(1)將使用超導(dǎo)材料所制成的磁體應(yīng)用到高能粒子加速器、電機(jī)等設(shè)備中,有利于提高這些設(shè)備的性能;(2)超導(dǎo)技術(shù)可應(yīng)用于超高壓輸電中,從而大幅降低超高壓輸電的電力損耗。通過將超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)輸電系統(tǒng)中,能夠切實(shí)保證電網(wǎng)輸電的質(zhì)量與效率,從而為人們的生產(chǎn)生活提供保障。

2.5智能診斷技術(shù)

在電力系統(tǒng)規(guī)劃中,可通過智能診斷技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)自愈功能,即可借助智能診斷技術(shù)來對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)作狀況加以充分診斷、分析及預(yù)測(cè),為相關(guān)人員處理故障問題提供必要的數(shù)據(jù)支持。智能診斷即智能電網(wǎng)的“專家系統(tǒng)”,能夠較好地預(yù)防電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,有效保障智能電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。智能診斷技術(shù)需要與智能通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用,這樣才能夠確保所獲取的電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的真實(shí)性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性。在電網(wǎng)元件監(jiān)測(cè)過程中,借助對(duì)電力系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)的充分收集、分析及監(jiān)測(cè),可以快速、準(zhǔn)確地找出系統(tǒng)故障問題,然后利用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)電網(wǎng)故障問題進(jìn)行處理,從而滿足電力系統(tǒng)自愈功能的需求。

2.6智能固態(tài)表計(jì)

在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù),可借助固態(tài)表計(jì)對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行充分反映,通過對(duì)表盤上的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取,估算電費(fèi),較好地保障用戶的供電安全。同時(shí),智能固態(tài)表計(jì)可保護(hù)電網(wǎng)元件,確保智能電網(wǎng)的通信正常,并能夠預(yù)防竊電、因網(wǎng)絡(luò)堵塞而導(dǎo)致的供電不及時(shí)等問題,從而確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

3結(jié)束語

綜上所述,面對(duì)人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電量需求,電力企業(yè)必須積極引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),通過在電力系統(tǒng)規(guī)劃中有效應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù),依托于分布式發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)、大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)、智能通信技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、智能診斷技術(shù)、智能固態(tài)表計(jì)等,有效地提高電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率,進(jìn)而確保用戶的用電安全。

參考文獻(xiàn):

[1]白學(xué)祥.需求響應(yīng)資源在智能電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及其效益評(píng)估研究[D].北京:華北電力大學(xué)(北京),2017.

[2]徐妍.智能電網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)保護(hù)新技術(shù)的研究與探討[D].南京:東南大學(xué),2015.

[3]楊少明.智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].電氣時(shí)代,2020(3):70-71.

作者:潘虹 單位:浙江航訊電力工程有限公司