智能電網(wǎng)基本特征和其技術(shù)進展研究

1、智能電網(wǎng)基本特征和其技術(shù)進展研究【摘要】進入21世紀以來，信息化的社會對電 力系統(tǒng)提出了更高更深層次的要求，因此，各國相繼提出智 能電網(wǎng)這一新概念，以更好地發(fā)揮電力系統(tǒng)在現(xiàn)代社會服務(wù) 全體人民的職能。雖然智能電網(wǎng)在各國均沒有統(tǒng)一的概念， 但我國研發(fā)人員根據(jù)電力系統(tǒng)在本國的發(fā)展國情及低碳經(jīng) 濟的要求提出了富有鮮明本土特色的智能電網(wǎng)概念，以期在 新時期更好的完善電力系統(tǒng)。本篇文章主要闡述了我國提出 智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略背景，重點分析了其基本特征及其現(xiàn)存問題 和發(fā)展規(guī)劃，為新時期實現(xiàn)這一歷史跨越奠定了理論基礎(chǔ)。【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；數(shù)字化；自動化；信息化；統(tǒng)一 1引言隨著社會信息化的發(fā)展及經(jīng)濟的飛速跨越，人

2、們的生活 水平有了穩(wěn)步提高，從而資源的使用頻率與日俱增。然而資 源的開采量已遠不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的社會需求，因此資 源的匱乏在各國均有表現(xiàn)，譬如我國的很多重煤礦開采區(qū)的 煤炭資源已徹底枯竭。電力系統(tǒng)作為為人們提供電能的社會 部門也面臨著新時期的壓力。在各國紛紛對智能電網(wǎng)這一新 名詞做出肯定并深入研發(fā)的同時，我國也在基于基本國情、 社會需求及資源分配的基礎(chǔ)上對智能電網(wǎng)做出了分析與探 究。2我國智能電網(wǎng)提出的戰(zhàn)略背景由于新時期人們生活水平的提高及現(xiàn)代化生活設(shè)施的 使用，導(dǎo)致了能源的消耗驟增。電能作為不可或缺的現(xiàn)代社 會資源已成為21世紀信息得以飛速傳播的力量，而電力系 統(tǒng)部門作為電能的穩(wěn)定供給者

3、也因此奠定了其不可忽視的 社會地位。但頻發(fā)的電力事故及電能使用率下降等問題的出 現(xiàn)為人們敲響了時代的警鐘。在可持續(xù)發(fā)展，資源節(jié)約型社 會的提出背景下，面對資源匱乏的壓力，我國迫切的想要改 變現(xiàn)有的能源體系，創(chuàng)建與高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)社會相結(jié)合的 資源節(jié)約體系，以開發(fā)新的能源并提高資源利用率從而快速 解決現(xiàn)代社會的能源危機。因此，在各國陸續(xù)對智能電網(wǎng)做 出積極響應(yīng)的時代背景下，我國綜合分析了自身的電力系統(tǒng) 弊端、資源開發(fā)現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展模式、人們生活與生產(chǎn) 方面的電力需求，并提出了符合我國國情的智能電網(wǎng)體系結(jié) 構(gòu)，制定了長期的能源發(fā)展戰(zhàn)略，成功開拓了電力資源在新 時期的新局面。3智能電網(wǎng)的幾個基本

4、特征3. 1數(shù)字化一般而言，智能電網(wǎng)數(shù)字化主要包括兩方面的內(nèi)容：一 方面是將電力企業(yè)的各種有效信息用數(shù)字的形式顯示出來， 這里的有效信息不僅指的是整個電力系統(tǒng)所處的狀態(tài)分析 結(jié)果，而且包括電力企業(yè)的各項管理數(shù)據(jù)及對系統(tǒng)所處外部 運行環(huán)境狀況信息的總結(jié)；另一方面指的是此電力系統(tǒng)是以 數(shù)字仿真為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上進行分析總結(jié)，從而實現(xiàn)在 實踐中高級運用并引領(lǐng)電力系統(tǒng)快速發(fā)展的過程。因此，我 們可知智能電網(wǎng)數(shù)字化前一方面的內(nèi)容是與信息化聯(lián)系在 一起的，而另一方面的內(nèi)容則屬于自動化的范疇。3.2自動化作為電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，智能電網(wǎng)中的自動化主要 包含三個方面的自動：自動篩選電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的控制策略

5、 并確定優(yōu)先級用戶；自動監(jiān)測并控制整個電力系統(tǒng)的運行情 況，以便在系統(tǒng)運行故障時及時監(jiān)測出來并加以更正；自主 地將處于故障狀態(tài)的系統(tǒng)加以修復(fù)使之運行正常。3.3信息化智能電網(wǎng)之所以稱為智能主要指的是其將所有可得信 息搜集起來加以數(shù)據(jù)分析和總結(jié)，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)內(nèi)部的 資源共享，并將這些信息運用起來為系統(tǒng)的高速運轉(zhuǎn)做出更 多的貢獻。3.4互動化互動化主要包括兩個層次的互動結(jié)果：一是電網(wǎng)和發(fā)電 廠，另一個是電網(wǎng)和用戶。在這里發(fā)電廠作為電力資源的源 頭，電網(wǎng)是傳輸媒介，而用戶則為整個電力系統(tǒng)的最終服務(wù) 對象。三者在智能電網(wǎng)中實現(xiàn)友好、和諧的互動，促進電網(wǎng) 更好更快的為用戶提供周到妥帖的服務(wù)。因此，可

6、以說互動 化是智能電網(wǎng)數(shù)字化、自動化、信息化相結(jié)合的根本結(jié)果， 也是智能電網(wǎng)實現(xiàn)的最終目的。4智能電網(wǎng)在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及技術(shù)進展分析4.1電力系統(tǒng)的數(shù)字化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的數(shù)字化進程出現(xiàn)的主要問題有：電 力系統(tǒng)廠站側(cè)與調(diào)度側(cè)的數(shù)字化程度不同，廠站側(cè)略低于調(diào) 度側(cè)的數(shù)字化程度，這必然使得整個電力系統(tǒng)的數(shù)字化程度 達不到預(yù)計水平，這也是我國的智能電網(wǎng)處于初級階段的一 個主要原因。同時，隸屬于調(diào)度側(cè)的高級應(yīng)用系統(tǒng)的功能雖 然相比廠站側(cè)的收集并傳輸信息功能已較為先進，但其缺乏 的高度數(shù)據(jù)集成和模式統(tǒng)一標準卻失去了智能電網(wǎng)的主要 特色。此外，單純的數(shù)字化的變電站仍處

7、于萌芽時期，其規(guī) 模之小完全不能滿足我國本土人口眾多的實際需求?，F(xiàn)階段 的電力系統(tǒng)未考慮到其本身以外的外在客觀影響因素，如風(fēng) 力，地殼碰撞等。因此，當(dāng)這些因素發(fā)生時必然會影響電力 系統(tǒng)的整體運行狀況。鑒于電力系統(tǒng)數(shù)字化的進程中出現(xiàn)的若干問題，我們首 先要擴大電力系統(tǒng)廠站側(cè)的數(shù)字化程度，促進輸電元器件的 協(xié)調(diào)、維護、輸電的一體化進程，全面完成電力系統(tǒng)的數(shù)字 生產(chǎn)、分發(fā)與傳送過程。其次，增強調(diào)度側(cè)高級應(yīng)用系統(tǒng)的 集成與統(tǒng)一功能，便于電力系統(tǒng)監(jiān)測部門全面的觀察電力系 統(tǒng)的整體運營情況，避免了在功能分散情況下系統(tǒng)與平臺的 高速切換。最后，全面考慮風(fēng)力，地殼碰撞等自然因素對電 力系統(tǒng)造成的影響，并將其納

8、入電力系統(tǒng)的運營范疇，盡量 避免外在自然因素對電力系統(tǒng)的可靠運行造成的不良影響。4.2電力系統(tǒng)的自動化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動化進程中出現(xiàn)的問題主要有：首 先需要指出的是，存在于調(diào)度側(cè)的某些協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)因其多 樣性缺乏統(tǒng)一的集成運行標準。其次，調(diào)度側(cè)仍未實現(xiàn)完全 的智能化。同時，各控制系統(tǒng)只是獨立分散地控制各自區(qū)域, 而電力系統(tǒng)是一個統(tǒng)一的有機整體，所以各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào) 合作是其持續(xù)運行的前提條件。為了解決電力系統(tǒng)未實現(xiàn)完全的自動化的問題，電力系 統(tǒng)應(yīng)確立統(tǒng)一的運行標準從而對各控制系統(tǒng)的端口、數(shù)據(jù)庫 等進行集成協(xié)調(diào)控制。加強調(diào)度側(cè)的智能化進程，替換人工 參與的控

9、制部分為計算機決策。促進各控制系統(tǒng)的團結(jié)協(xié) 作，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能優(yōu)化。 4.3電力系統(tǒng)的信息化 在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù)進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)信息化進程中出現(xiàn)的問題主要有：信 息分散率高，不利于各控制系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)運作從而影響企業(yè) 的整體綜合經(jīng)濟效益。信息管理系統(tǒng)是區(qū)別于生產(chǎn)控制系統(tǒng) 的特殊部分。企業(yè)在運行過程中，在生產(chǎn)控制系統(tǒng)的信息采 集與集成運用方面投入了大部分精力，但忽略了對信息管理 系統(tǒng)信息的充分整理，導(dǎo)致信息的遺漏。為了擺脫智能電網(wǎng)的初級階段，電力系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一的 標準將分散的信息集中整合，并注重企業(yè)的信息管理部門與 控制系統(tǒng)的信息互通，盡早實現(xiàn)電力系統(tǒng)的一體化進程。4.4電力系統(tǒng)的

10、互動化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)互動化進程中出現(xiàn)的問題主要有：發(fā) 電廠商未在公平、公正、公開的市場監(jiān)督下確立電價，從而 導(dǎo)致電網(wǎng)與發(fā)電廠從未實現(xiàn)真正意義上的有效互動。企業(yè)缺 乏對潮汐等可再生能源挖掘以用來發(fā)電技術(shù)的深入探究。【摘要】進入21世紀以來，信息化的社會對電力系統(tǒng) 提出了更髙更深層次的要求，因此，各國相繼提出智能電網(wǎng) 這一新概念，以更好地發(fā)揮電力系統(tǒng)在現(xiàn)代社會服務(wù)全體人 民的職能。雖然智能電網(wǎng)在各國均沒有統(tǒng)一的概念，但我國 研發(fā)人員根據(jù)電力系統(tǒng)在本國的發(fā)展國情及低碳經(jīng)濟的要 求提出了富有鮮明本土特色的智能電網(wǎng)概念，以期在新時期 更好的完善電力系統(tǒng)。本篇文章主要

11、闡述了我國提出智能電 網(wǎng)的戰(zhàn)略背景，重點分析了其基本特征及其現(xiàn)存問題和發(fā)展 規(guī)劃，為新時期實現(xiàn)這一歷史跨越奠定了理論基礎(chǔ)?！娟P(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；數(shù)字化；自動化；信息化；統(tǒng)一 1引言隨著社會信息化的發(fā)展及經(jīng)濟的飛速跨越，人們的生活 水平有了穩(wěn)步提高，從而資源的使用頻率與日俱增。然而資 源的開采量已遠不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的社會需求，因此資 源的匱乏在各國均有表現(xiàn)，譬如我國的很多重煤礦開采區(qū)的 煤炭資源已徹底枯竭。電力系統(tǒng)作為為人們提供電能的社會 部門也面臨著新時期的壓力。在各國紛紛對智能電網(wǎng)這一新 名詞做出肯定并深入研發(fā)的同時，我國也在基于基本國情、 社會需求及資源分配的基礎(chǔ)上對智能電網(wǎng)做出了分析與

12、探 究。2我國智能電網(wǎng)提出的戰(zhàn)略背景由于新時期人們生活水平的提高及現(xiàn)代化生活設(shè)施的 使用，導(dǎo)致了能源的消耗驟增。電能作為不可或缺的現(xiàn)代社 會資源已成為21世紀信息得以飛速傳播的力量，而電力系 統(tǒng)部門作為電能的穩(wěn)定供給者也因此奠定了其不可忽視的 社會地位。但頻發(fā)的電力事故及電能使用率下降等問題的出 現(xiàn)為人們敲響了時代的警鐘。在可持續(xù)發(fā)展，資源節(jié)約型社 會的提出背景下，面對資源匱乏的壓力，我國迫切的想要改 變現(xiàn)有的能源體系，創(chuàng)建與高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)社會相結(jié)合的 資源節(jié)約體系，以開發(fā)新的能源并提高資源利用率從而快速 解決現(xiàn)代社會的能源危機。因此，在各國陸續(xù)對智能電網(wǎng)做 出積極響應(yīng)的時代背景下，我國綜合

13、分析了自身的電力系統(tǒng) 弊端、資源開發(fā)現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展模式、人們生活與生產(chǎn) 方面的電力需求，并提出了符合我國國情的智能電網(wǎng)體系結(jié) 構(gòu)，制定了長期的能源發(fā)展戰(zhàn)略，成功開拓了電力資源在新 時期的新局面。3智能電網(wǎng)的幾個基本特征3. 1數(shù)字化一般而言，智能電網(wǎng)數(shù)字化主要包括兩方面的內(nèi)容：一 方面是將電力企業(yè)的各種有效信息用數(shù)字的形式顯示出來， 這里的有效信息不僅指的是整個電力系統(tǒng)所處的狀態(tài)分析 結(jié)果，而且包括電力企業(yè)的各項管理數(shù)據(jù)及對系統(tǒng)所處外部 運行環(huán)境狀況信息的總結(jié)；另一方面指的是此電力系統(tǒng)是以 數(shù)字仿真為基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上進行分析總結(jié)，從而實現(xiàn)在 實踐中高級運用并引領(lǐng)電力系統(tǒng)快速發(fā)展的過程。因

14、此，我 們可知智能電網(wǎng)數(shù)字化前一方面的內(nèi)容是與信息化聯(lián)系在 一起的，而另一方面的內(nèi)容則屬于自動化的范疇。3.2自動化作為電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，智能電網(wǎng)中的自動化主要 包含三個方面的自動：自動篩選電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的控制策略 并確定優(yōu)先級用戶；自動監(jiān)測并控制整個電力系統(tǒng)的運行情 況，以便在系統(tǒng)運行故障時及時監(jiān)測出來并加以更正；自主 地將處于故障狀態(tài)的系統(tǒng)加以修復(fù)使之運行正常。3.3信息化智能電網(wǎng)之所以稱為智能主要指的是其將所有可得信 息搜集起來加以數(shù)據(jù)分析和總結(jié)，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)內(nèi)部的 資源共享，并將這些信息運用起來為系統(tǒng)的高速運轉(zhuǎn)做出更多的貢獻。3.4互動化互動化主要包括兩個層次的互動結(jié)果：一是電

15、網(wǎng)和發(fā)電 廠，另一個是電網(wǎng)和用戶。在這里發(fā)電廠作為電力資源的源 頭，電網(wǎng)是傳輸媒介，而用戶則為整個電力系統(tǒng)的最終服務(wù) 對象。三者在智能電網(wǎng)中實現(xiàn)友好、和諧的互動，促進電網(wǎng) 更好更快的為用戶提供周到妥帖的服務(wù)。因此，可以說互動 化是智能電網(wǎng)數(shù)字化、自動化、信息化相結(jié)合的根本結(jié)果， 也是智能電網(wǎng)實現(xiàn)的最終目的。4智能電網(wǎng)在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及技術(shù)進展分析4.1電力系統(tǒng)的數(shù)字化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的數(shù)字化進程出現(xiàn)的主要問題有：電力系統(tǒng)廠站側(cè)與調(diào)度側(cè)的數(shù)字化程度不同，廠站側(cè)略低于調(diào) 度側(cè)的數(shù)字化程度，這必然使得整個電力系統(tǒng)的數(shù)字化程度 達不到預(yù)計水平，這也是我國的智能電網(wǎng)

16、處于初級階段的一 個主要原因。同時，隸屬于調(diào)度側(cè)的高級應(yīng)用系統(tǒng)的功能雖 然相比廠站側(cè)的收集并傳輸信息功能已較為先進，但其缺乏 的高度數(shù)據(jù)集成和模式統(tǒng)一標準卻失去了智能電網(wǎng)的主要 特色。此外，單純的數(shù)字化的變電站仍處于萌芽時期，其規(guī) 模之小完全不能滿足我國本土人口眾多的實際需求?，F(xiàn)階段 的電力系統(tǒng)未考慮到其本身以外的外在客觀影響因素，如風(fēng) 力，地殼碰撞等。因此，當(dāng)這些因素發(fā)生時必然會影響電力 系統(tǒng)的整體運行狀況。鑒于電力系統(tǒng)數(shù)字化的進程中出現(xiàn)的若干問題，我們首 先要擴大電力系統(tǒng)廠站側(cè)的數(shù)字化程度，促進輸電元器件的 協(xié)調(diào)、維護、輸電的一體化進程，全面完成電力系統(tǒng)的數(shù)字 生產(chǎn)、分發(fā)與傳送過程。其次，

17、增強調(diào)度側(cè)高級應(yīng)用系統(tǒng)的 集成與統(tǒng)一功能，便于電力系統(tǒng)監(jiān)測部門全面的觀察電力系 統(tǒng)的整體運營情況，避免了在功能分散情況下系統(tǒng)與平臺的 高速切換。最后，全面考慮風(fēng)力，地殼碰撞等自然因素對電 力系統(tǒng)造成的影響，并將其納入電力系統(tǒng)的運營范疇，盡量 避免外在自然因素對電力系統(tǒng)的可靠運行造成的不良影響。 4.2電力系統(tǒng)的自動化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù)進展 分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動化進程中出現(xiàn)的問題主要有：首 先需要指出的是，存在于調(diào)度側(cè)的某些協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)因其多 樣性缺乏統(tǒng)一的集成運行標準。其次，調(diào)度側(cè)仍未實現(xiàn)完全 的智能化。同時，各控制系統(tǒng)只是獨立分散地控制各自區(qū)域, 而電力系統(tǒng)是一個統(tǒng)一的有機整體，

18、所以各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào) 合作是其持續(xù)運行的前提條件。為了解決電力系統(tǒng)未實現(xiàn)完全的自動化的問題，電力系 統(tǒng)應(yīng)確立統(tǒng)一的運行標準從而對各控制系統(tǒng)的端口、數(shù)據(jù)庫 等進行集成協(xié)調(diào)控制。加強調(diào)度側(cè)的智能化進程，替換人工 參與的控制部分為計算機決策。促進各控制系統(tǒng)的團結(jié)協(xié) 作，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能優(yōu)化。4.3電力系統(tǒng)的信息化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)信息化進程中出現(xiàn)的問題主要有：信 息分散率高，不利于各控制系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)運作從而影響企業(yè) 的整體綜合經(jīng)濟效益。信息管理系統(tǒng)是區(qū)別于生產(chǎn)控制系統(tǒng) 的特殊部分。企業(yè)在運行過程中，在生產(chǎn)控制系統(tǒng)的信息采 集與集成運用方面投入了大部分精力，但忽略了對信息管理 系統(tǒng)信息的充分整理，導(dǎo)致信息的遺漏。為了擺脫智能電網(wǎng)的初級階段，電力系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一的 標準將分散的信息集中整合，并注重企業(yè)的信息管理部門與 控制系統(tǒng)的信息互通，盡早實現(xiàn)電力系統(tǒng)的一體化進程。4.4電力系統(tǒng)的互動化在現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題及其技術(shù) 進展分析在現(xiàn)階段電力系統(tǒng)互動化進程中出現(xiàn)的問題主要有：發(fā) 電廠商未在公平、公正、公開的市場監(jiān)督下確立電價，從而 導(dǎo)致電網(wǎng)與發(fā)電廠從未實現(xiàn)真正意義上的有效互動。企業(yè)缺 乏對潮汐等可再生能源挖掘以用來發(fā)電技術(shù)的深入探究。企業(yè)應(yīng)建立完善