未来电网发展的新趋势——智能电网
随着对全球气候变暖的关注,电力能源板块作为减少碳排放的焦点也获得了关注。实际上,这意味着未来将改变燃烧煤炭、天然气、石油等排放量大,污染严重的不可再生能源,转变为使用排放量较小的绿色可再生能源。实现减排的重担一般放在电力能源板块。这些年来,欧盟、美国、日本等国家率先提出了“智能电网”的新概念。与此同时,它也引起了世界各国电力工业的广泛关注,具有清洁和经济等优势的智能电网已成为未来电网发展的新趋势。
一、智能电网的定义与特点
智能电网一般采用先进的智能技术,如先进的通信技术、计算机应用技术、信息采集技术、自动控制技术和电力电子工程技术。通过向电网提供某种人工智能系统,使其具有快速的信息处理反应能量,并能立即获得电息,提高电能的综合利用和利用效率,成为一个自动化电源智能网络。
智能电网具有智能化、效率化、可靠性、自愈性、绿色性和经济性6大特征。\"智能\"指的是具有智能系统,能够自动感应电网的实时状态,然后进行分析,经过数据库处理后得出一个最佳方案并改变电网的运行,形成由广域通信网络连接的巨型智能机。效率是指传输走廊传输能力越高,传输和分配损耗越低,能量综合利用效率越高。“可靠性”要求更好地识别和响应人为或自然干扰,确保身体、设备和电网在不同情况下的安全,如自然灾害、外力破坏和计算机攻击。自愈是指对电网运行状态进行实时控制,及时发现、诊断和消除电网隐患,快速隔离故障,自恢复,避免人工干预下大面积停电事故。“绿色”意味着可反复利用的能源发电所占比例较高,电能传输损耗较小,发电过程对环境不会造成很大的危害。“经济”要求电网资产的更高利用率,电力价格可以平衡电力行业的利益和公共利
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益。
二、我国智能电网的研究和发展
虽然我国尚未制定国家一级的智能电网发展战略,但许多研究成果为智能电网的发展奠定了基础。
2007,首先在中国开展了智能电网的可行性研究,并设计了2008~2030的“三个步骤”行动计划。2008年初全面启动了先进调度中心工程组的第一阶段,以整合和完善调度系统、数字化变电站建设和网络计划系统的完善。施工企业统一信息平台是四条主线,力争建成华东电网2010年高调度中心,全面提高电网安全控制和管理水平。在传输网建设中,特高压示范工程于2006年底成立,并于2008年8月正式投入运行。中国电网资源配置能力明显增强。在新的控制系统技术领域内,AcDEM的首席科学家核国家电力科学研究院开展了国家973项目“提高互联电网的运行可靠性”的计划。周晓昕博士在人工智能化系统的基础上,进行了电力系统故障诊断与恢复控制技术的创新。该研究为智能电力系统动态调度和控制提供了基本的分析工具。国家电网公司实施了SG 186集成平台的建设。山东、浙江、江苏、上海等省市(市)电力公司积极推进电力信息采集系统、营销业务系统、信息化建设等项目。并取得了显著的效果。 三、国外智能电网发展的形势
在2006,全球电力专业研究机构和美国IBM电力公司共同提出了一个名叫“智能电网”的解决方案。该方案被生动地比作电力系统的“中枢神经系统”,在那里,
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电力公司可以使用传感器、仪表、数字控制和分析工具来自动监测电网并优化其性能。为了防止停电和更快地恢复电力,用户对用电的管理也可以改进到每个连接的设备上。
日本正在推进智能电网的发展。在与电力公司协商后,日本计划在岛上开始大规模的智能电网建设试验,主要是在大规模太阳能发电的情况下如何控制过剩的电力和频率波动,以及电池问题。日本希望通过增加对电力设备的投资,刺激国内需求,创造更多的就业机会,实现智能电网测试的大规模和成功实施。为了配合企业技术研究,东京理工大学成立了综合性研究所。其中,如何将可再生能源与电力系统“智能电网工程”结合起来这个项目备受关注。除东京电力公司外,东芝、日立等相关企业也积极参与该项目的研究。该项目计划在三年内开发高可靠性的系统技术,以实现将可再生能源与现有电力系统相结合的智能电网模式。
欧洲电力企业的智能电网建设为应对气候变暖、能源匮乏、依赖进口等挑战,以及为客户提供方便可靠的供给服务,正在制定一套能源。这些将涵盖资源、发电输电侧和供给需求侧,从而促进整个工业领域的深刻变化,为用户提供可持续的能源,形成低能耗的经济发展模式。欧洲的现代化电网技术研究主要包括四个方面:网络资产配置、电网实时运行、供给需求侧和云计量、智能发电和储能。在欧洲,大量的电力企业正在全力实施现代化智能电网的建设,包括了发电、输电、配电、销售等多个环节。通过现代化技术与供给需求业务的有效结合,加速了电力企业的智能电网现代化建设,最终达到提高公司运营绩效的目的。
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三、对发展智能电网的建议及前景展望
中国智能电网的发展,必须结合国内特点,以及当前的实际情况和未来的发展需求,现在有以下建议:
(1)根据中国能源发展的需要,科学规划资源配置。中国是世界上水电装机容量最大的国家之一,水电资源丰富,火电资源主要集中在西部,但是电能负荷集中在中部和东部等较发达地区。所以智能电网的发展必须解决电能需求和能源分配不均衡的问题,必须重视水电的发展优势,合理均衡水电、火电、核电等多种发电方式的关系。同时,还要考虑发展新能源,考虑地方发电和电力传输、电力供应和利用、电力企业和用户需求改变等方面的因素,协调好供给和需求的关系,协调规划,实现飞跃性发展。
(2)突出中国特色,实现自主创新。智能电网的发展还没有准备好。世界的发展是不同的。我们必须结合自己的特点,鼓励理论和技术的创新和实践。通过特高压输电技术的发展,构建了一个强大的网络框架,以提高系统的可靠性和灵活性,逐步实现电网的数字电子化、自动控制化和兼容报错性。同时,要重视电力行业的发展以及推进电气设备的创新改革,为国家电力行业快速发展做出贡献。
(3)完善标准化管理体系,实现一体化管理。为了保证智能电网今后的正常运行,必须建立一个完整的综合管理系统,在国家宏观的指导下,建立一个完善合理的技术标准和管理标准,实现宏观调度与智能控制、提高决策效率和服务质量,充分利用先进的智能系统技术,确保电网各方面的协调发展,能够安全经济运行,努力建设现代资源节约型、环境友好型电网。
四、结语
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智能电网是未来电网发展的趋势所在。电网具有智能系统不仅会更方便,而且也提高了电网的效率。然而,中国智能电网的发展必须立足于基本国情和自身电网发展的特点,吸收国外智能电网发展的先进理念和技术,发挥自身电网优势和自主创新精神,建设符合我国能源战略和国家需求的现代电网。
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