當前智能電網(wǎng)已成為各電網(wǎng)公司,、電力設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)以及科研機構(gòu)關(guān)注的熱點。智能電網(wǎng)的主要目標是實現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠,、經(jīng)濟運行,、節(jié)能降耗以及優(yōu)質(zhì)服務(wù),因此以智能化,、數(shù)字化和信息化為特征的智能電網(wǎng)必然將逐步引領(lǐng)我國電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展方向,。然而從當前我國電網(wǎng)基礎(chǔ)來看,實現(xiàn)智能電網(wǎng)的構(gòu)建將會是一條漫長和艱辛的進程,,需要從智能電網(wǎng)基礎(chǔ)領(lǐng)域切入,,明晰符合我國發(fā)展需求的智能電網(wǎng)框架與組成,為大規(guī)模建設(shè)智能電網(wǎng)夯實基礎(chǔ),。
從智能電網(wǎng)的發(fā)展歷史可以看出,,智能電網(wǎng)的概念是隨著技術(shù)進步和業(yè)務(wù)需求而逐步發(fā)展起來,智能電網(wǎng)并沒有一個明確的概念,,智能電網(wǎng)參與各方也根據(jù)自己的理解提出了自己的概念,。
賽迪顧問認為智能電網(wǎng)是對未來電網(wǎng)美好愿景的統(tǒng)稱,它是以先進的通信技術(shù),、傳感器技術(shù),、信息技術(shù)為基礎(chǔ)、以電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互為手段,、以實現(xiàn)電網(wǎng)安全,、可靠、經(jīng)濟,、節(jié)能為目的的先進的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。其主要體現(xiàn)在三個方面:1.通信技術(shù)、傳感器技術(shù),、信息技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ),,也是智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)新應(yīng)用的保證;2.設(shè)備間的信息交互是實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的最重要手段,;3.安全,、可靠、經(jīng)濟,、節(jié)能是智能電網(wǎng)建設(shè)的目標,。
智能電網(wǎng)建設(shè)框架及主要內(nèi)容
從智能電網(wǎng)發(fā)展可以看出,目前對智能電網(wǎng)的定義還不是特別清晰,,還只是對未來電網(wǎng)的美好想象,,在對智能電網(wǎng)的各種定義和概念中,只要和未來電網(wǎng)相關(guān)的東西都被扣上了智能電網(wǎng)的帽子,,但這種泛化的概念會隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展逐漸清晰起來,,而智能電網(wǎng)的建設(shè)框架集建設(shè)內(nèi)容也會隨之更明確。
賽迪顧問認為智能電網(wǎng)的建設(shè)框架可以劃分為基礎(chǔ)設(shè)施,、接口通訊,、應(yīng)用三個層次,主要內(nèi)容包括改造和升級電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,,完善智能電網(wǎng)基礎(chǔ)通訊以及發(fā)展智能電網(wǎng)高級應(yīng)用,,而完善智能電網(wǎng)標準體系則是智能電網(wǎng)的建設(shè)基礎(chǔ)。
1,、改造和升級電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施
智能電網(wǎng)的核心在于構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的輸配網(wǎng)調(diào)度,、保護、反饋控制系統(tǒng),,在具體執(zhí)行層面,,智能電網(wǎng)執(zhí)行元件除了完成其本身固有的通斷執(zhí)行之外,未來將具備數(shù)據(jù)歸類和分析功能,,并由此給出基本判斷與自動執(zhí)行動作,。因此,盡管目前我國電網(wǎng)現(xiàn)狀具備較好智能電網(wǎng)建設(shè)基礎(chǔ),,但是距智能電網(wǎng)的要求還存在較大的差距,,如要實施智能電網(wǎng)建設(shè),則需要進一步加強各項電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施改造與升級,。
1) 逐步升級和改造現(xiàn)有電網(wǎng),,構(gòu)建基于通信標準的智能電網(wǎng)架構(gòu)系統(tǒng),進一步完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu),,適應(yīng)分布式電源和間歇式能源接入,,適用復雜環(huán)境下電能調(diào)度等智能電網(wǎng)需求,。
2) 完善基于全網(wǎng)的智能檢測與計量系統(tǒng),在向智能化電網(wǎng)升級過程中,,必須建立新的測量系統(tǒng),、安裝新型傳感器、升級變電站,、完善電網(wǎng)接入設(shè)施等適應(yīng)電網(wǎng)智能化的基礎(chǔ)建設(shè),。
3) 加強電網(wǎng)安全,增加電網(wǎng)沖擊保護設(shè)備,。需要升級和改造電網(wǎng)安全設(shè)施,,實現(xiàn)電能動態(tài)實時地調(diào)節(jié)輸出,可以快速地處理電能質(zhì)量問題,,實現(xiàn)動態(tài)無功補償以保持電壓恒定,,有效保護系統(tǒng)免受電壓快速下降和閃變的影響。
4) 逐步更換智能電表,、策略終端以及終端管理設(shè)備,,改造電力光纖復合線纜終端及網(wǎng)絡(luò)管理體系,優(yōu)化電力線通訊系統(tǒng)管理和控制,,實現(xiàn)符合國際標準的電網(wǎng)體系,。
2、完善智能電網(wǎng)基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)
智能電網(wǎng)需要采集大量的設(shè)備(包括一次,、二次設(shè)備)狀態(tài)數(shù)據(jù)和各類表計計量數(shù)據(jù),,對于這些量大、采集點多且分散,、但對實時性要求比電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)低以及數(shù)據(jù)需要被多個系統(tǒng)和業(yè)務(wù)部門使用的數(shù)據(jù),,已經(jīng)不適合采用傳統(tǒng)的電力SCADA通信方式。因此在智能電網(wǎng)中,,對這部分數(shù)據(jù)的采集需要采用基于開放標準的數(shù)字通信網(wǎng),,并能提供協(xié)議轉(zhuǎn)換,兼容現(xiàn)有設(shè)備,,實現(xiàn)多通道共用,,提高通道利用率,多通道容量可以同時被其他數(shù)據(jù)通信利用,,同時適合對大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和計量數(shù)據(jù)的采集,。
因此完善智能電網(wǎng)電力通信網(wǎng)絡(luò),需要能夠支持在現(xiàn)有的電力線的基礎(chǔ)上,,新建或完善相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)以及無限網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),,解決電力通信問題,可以通過對我國電力主網(wǎng)改造的機遇,,實現(xiàn)多通道主輔線纜捆綁的合成,,建立多通道共享的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),,同時促使變電站數(shù)字化升級改造,更換以滿足不同客戶需要的智能終端,,有效解決電力數(shù)據(jù)采集,、傳輸、集成,、優(yōu)化和表達的流程運轉(zhuǎn)。
3,、大力發(fā)展智能電網(wǎng)應(yīng)用
電網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用與分析優(yōu)化是智能電網(wǎng)應(yīng)用的核心內(nèi)容,,是電網(wǎng)智能化的根本體現(xiàn),而從我國目前電網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用還處在基本層面,,除了日常的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)用外,,其他高級應(yīng)用很少,不足以滿足智能電網(wǎng)的應(yīng)用需求,,因此除了支持日常電網(wǎng)運作的業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用外,,智能電網(wǎng)還可以在監(jiān)控、調(diào)度,、設(shè)備資產(chǎn),、電能交易等方面開展多層次的應(yīng)用,包括:
1) 在電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度方面,。完善的智能電網(wǎng)需要建立涵蓋從發(fā)電,、輸電網(wǎng)到配網(wǎng)的電網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng),全面查看電網(wǎng)狀態(tài),,監(jiān)控電網(wǎng)運行,,解決預測、檢測和修復電力系統(tǒng)的安全運營問題,。
2) 在設(shè)備資產(chǎn)集成維護方面,。因此需要構(gòu)建基于遠程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)控體系,實現(xiàn)遠程監(jiān)測電力設(shè)備狀態(tài),,掌握電力設(shè)施運行狀況,,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運行方式。
3) 在電能交易方面,。構(gòu)建相對完善的智能電網(wǎng)電能交易撮合系統(tǒng),,提高電能交易的效率,電能交易的范圍更加廣泛和復雜,,除了傳統(tǒng)的交易對象外,,還將包含如太陽能、風能等分布式能源和間歇式能源供給,,以及各類具有個性要求的用電客戶,。
4) 在信息系統(tǒng)集成方面,。針對電力企業(yè)已經(jīng)存在的信息“孤島”和“煙囪”,智能電網(wǎng)強調(diào)需要建立高速的信息集成通道,,使數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)流引擎的驅(qū)動下,,在電網(wǎng)設(shè)備運行、電網(wǎng)調(diào)度以及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間有序流動,,包括電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù),、電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、計量數(shù)據(jù),、用戶數(shù)據(jù)以及外部應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)等,,從而實現(xiàn)信息集成,形成跨部門,、跨系統(tǒng),、跨應(yīng)用的業(yè)務(wù)協(xié)同環(huán)境。
4,、構(gòu)建開放的智能電網(wǎng)標準體系
在建設(shè)智能電網(wǎng)過程中,,除了涉及輸電網(wǎng)技術(shù)、各種通信技術(shù)和安全技術(shù)外,,還有各類標準體系,,通過完善統(tǒng)一的標準可以實現(xiàn)各類電力設(shè)施、應(yīng)用之間的互聯(lián)互通,。在國外,,相關(guān)的標準化團體也已經(jīng)開始行動,例如,,IEEE于2009年3月19日批準成立旨在確保智能電網(wǎng)相互兼容的工作組《IEEE 2030指南:能源技術(shù)及信息技術(shù)與電力系統(tǒng)(EPS),、終端電器及負載的智能電網(wǎng)互操作》(P2030)等。
同時建立兼容集成的智能電網(wǎng)建設(shè)新標準,,特別是智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)標準,,是保準大規(guī)模的智能電網(wǎng)物理建設(shè)的關(guān)鍵。國際電工委員會IEC已有了智能電網(wǎng)的一些初步標準,,它包括變電站自動化系統(tǒng)和通用信息模型(IEC61850,、IEC 61970/61968)可作為參考。
因此,,中國大規(guī)模建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵必須制定自有的智能電網(wǎng)標準體系,。一方面需要深入開展智能電網(wǎng)技術(shù)的深入研究和探索,積極參與智能電網(wǎng)國際標準研究和制定,,爭取中國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域國際標準體系的話語權(quán),;另一方面結(jié)合國內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境和特點,梳理當前各種互相競爭的協(xié)定和標準造成的困擾與混亂情況,,整合一整套適合國內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)適用性強,、兼容性好的開放標準體系,。
同時,針對一些智能電網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用,,積極進行跨產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào),,引導相關(guān)廠商共同研究,形成系統(tǒng)開發(fā)和共享的信息模式,,開發(fā)智能電網(wǎng)應(yīng)用,,并提出并開放相關(guān)的應(yīng)用標準,作為中國智能電網(wǎng)標準體系的擴展,,加速智能電網(wǎng)走向現(xiàn)實的進程,。
智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢,然而對中國電網(wǎng)企業(yè)來說,,建設(shè)智能電網(wǎng)是一條漫長而艱辛的路,不能急于求成,,需要在智能電網(wǎng)支撐技術(shù)研究,、電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)和升級改造以及開放標準體系研究上穩(wěn)打穩(wěn)扎,逐步推進,。同時在國家政策層面,,也需要制定積極地智能電網(wǎng)發(fā)展政策,在智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃,、產(chǎn)業(yè)政策扶持,、資金扶持等方面政策進行配套,促進我國智能電網(wǎng)發(fā)展,,加快電網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程,。