關(guān)于智能電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)突破點(diǎn)及智能變電站的探討

1、關(guān)于智能電網(wǎng)開展的技術(shù)打破點(diǎn)及智能變電站的討論關(guān)于智能電網(wǎng)開展的技術(shù)打破點(diǎn)及智能變電站的討論2022年5月，在2022特高壓輸電技論文聯(lián)盟.Ll.術(shù)國際會(huì)議上，國家電網(wǎng)公司正式發(fā)布了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)開展戰(zhàn)略。2022年8月，國家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了智能化規(guī)劃編制、標(biāo)準(zhǔn)體系研究與制定、研究檢測(cè)中心建立、重大專項(xiàng)研究和試點(diǎn)工程等一系列工作。在2022年3月，溫家寶總理在?政府工作報(bào)告?中強(qiáng)調(diào)：大力開展低碳經(jīng)濟(jì)，推廣高效節(jié)能技術(shù)，積極開展新能源和可再生能源，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建立。這標(biāo)志著智能電網(wǎng)建立已成為國家的根本開展戰(zhàn)略。而智能變電站是智能電網(wǎng)的重要建立環(huán)節(jié)。目前，國家電網(wǎng)公司已建成投產(chǎn)了110kV四川北川和2

2、20kV青島等7座智能變電站，這標(biāo)志著中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建立已經(jīng)實(shí)現(xiàn)重大打破，成為世界智能變電站技術(shù)的引領(lǐng)者。智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建立中實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺(tái)之一，是智能電網(wǎng)的重要組成局部，也是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新能源接入電網(wǎng)的重要支撐。智能變電站銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，在技術(shù)和功能上能更好地滿足智能電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的要求。1智能電網(wǎng)的概念，特征、與傳統(tǒng)電網(wǎng)的比擬智能電網(wǎng)sartpergrids，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為電網(wǎng)2.0，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的根底上，通過先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先

3、進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、平安、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用平安的目的。智能電網(wǎng)的特征：自愈性、平安性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)質(zhì)高效、清潔環(huán)保、市場(chǎng)化程度高。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具有堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)根底體系和技術(shù)支撐體系，可以抵御各類外部干擾和攻擊，適應(yīng)大規(guī)模清潔能源和可再生能源的接入，電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)性得到穩(wěn)固和提升；信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與電網(wǎng)根底設(shè)施有機(jī)交融，可獲取電網(wǎng)的全景信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)見、快速隔離故障，實(shí)現(xiàn)自我恢復(fù)，以防止大面積停電；柔性交/直流輸電、網(wǎng)廠協(xié)調(diào)、智能調(diào)度、電力儲(chǔ)能、配電自動(dòng)化等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使電網(wǎng)運(yùn)行控制更加靈敏、經(jīng)濟(jì)，并能適應(yīng)大量分布式電源、微電

4、網(wǎng)及電動(dòng)汽車充放電設(shè)施的接入；通信、信息和現(xiàn)代管理技術(shù)的綜合運(yùn)用，將大大進(jìn)步電力設(shè)備的使用效率，降低電能損耗，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)信息的高度集成、共享與利用，為運(yùn)行管理展示全面、完好和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營狀態(tài)圖，同時(shí)可以提供相應(yīng)的輔助決策支持、控制施行方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案；建立雙向互動(dòng)的效勞形式，用戶可以實(shí)時(shí)理解供電才能、電能質(zhì)量、電價(jià)狀況和停電信息，合理安排電器使用；電力企業(yè)可以獲取用戶的詳細(xì)用電信息，為其提供更多的增值效勞。2智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)打破點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的自愈性、平安性、交互性等優(yōu)勢(shì)和功能，必須解決以下關(guān)鍵技術(shù)：2.1分布式能源的智能管理系統(tǒng)分布式能源DR是指安裝在用戶

5、端的能源綜合利用系統(tǒng)，主要包括分布式電源DG和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，同時(shí)還包含負(fù)荷側(cè)能量管理系統(tǒng)和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)HP。其中，分布式電源的形式包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、微型燃汽輪機(jī)和小水電等，分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)那么包括燃料電池、蓄電池等。但當(dāng)融入大量的分布式能源后，電網(wǎng)的構(gòu)造、能量形式、功率流動(dòng)、信息交換和控制方式的復(fù)雜程度大大增加。需完成分布式能源的運(yùn)行管理優(yōu)化、分布式能源的接入標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃方案、新的保護(hù)方法和技術(shù)，以及對(duì)輸電本錢高、對(duì)電能質(zhì)量要求高的集中電力用戶區(qū)，將分布式能源以微網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng)，進(jìn)步分布式電源利用效能等方面的問題。2.2高度集成的開放式通信系統(tǒng)為了可以實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制電網(wǎng)運(yùn)行，明晰掌握電

6、網(wǎng)的狀態(tài)，預(yù)防事故發(fā)生和及時(shí)去除故障，智能電網(wǎng)應(yīng)具備高速、雙向的數(shù)字化通信系統(tǒng)。遍布整個(gè)電網(wǎng)的通信設(shè)備將信息在各種測(cè)量裝置、控制設(shè)備和執(zhí)行元件之間進(jìn)展互相傳遞，以保證電網(wǎng)平安、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。詳細(xì)來說，智能電網(wǎng)的通信系統(tǒng)應(yīng)解決3個(gè)關(guān)鍵問題：開放式的數(shù)據(jù)通信、完備的通信標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與智能設(shè)備的高度集成。2.3高級(jí)的智能儀表體系和需求側(cè)管理智能電網(wǎng)中，無論是發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)，都將安裝有高級(jí)的數(shù)字化儀表，可以進(jìn)展雙向通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且支持實(shí)時(shí)的電價(jià)計(jì)量。形成高級(jí)的智能儀表體系需要實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn)：1為電網(wǎng)的調(diào)度、運(yùn)行和規(guī)劃部門提供大量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，幫助運(yùn)行人員準(zhǔn)確把握電網(wǎng)的運(yùn)行狀

7、態(tài)，從而到達(dá)論文聯(lián)盟.Ll.更高的供電可靠性和更好的資產(chǎn)管理。2用戶端的智能儀表將根據(jù)電網(wǎng)的用電信息，對(duì)用電量實(shí)行實(shí)時(shí)計(jì)價(jià)，不同時(shí)段不同電價(jià)，提倡用戶在電價(jià)高時(shí)少用電，電價(jià)低時(shí)多用電，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的優(yōu)化控制，不僅大大降低用戶的用電本錢，也大大進(jìn)步了電能的利用效率，真正實(shí)現(xiàn)與用戶互動(dòng)的需求側(cè)管理。3提供系統(tǒng)故障的快速檢測(cè)功能，并且可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備開斷。4評(píng)估電力系統(tǒng)設(shè)備的安康狀況，進(jìn)步設(shè)備的利用效率，降低運(yùn)行和維護(hù)本錢。2.4先進(jìn)的監(jiān)控軟件和輔助決策體系智能電網(wǎng)可以全面監(jiān)控電網(wǎng)中所有的節(jié)點(diǎn)、線路和設(shè)備，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)優(yōu)化算法，采集、組織和分析電網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)，形成輔助決策系統(tǒng)，為運(yùn)行人員提供解決方

8、案，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。實(shí)現(xiàn)先進(jìn)監(jiān)控軟件和輔助決策系統(tǒng)的研究方向主要集中在分布式與集中式監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合、多代理系統(tǒng)的應(yīng)用、高級(jí)的可視化界面和運(yùn)行決策支持、電力系統(tǒng)運(yùn)行趨勢(shì)的預(yù)測(cè)才能等方面。2.5新型的電網(wǎng)元件技術(shù)新型的電網(wǎng)元件也將是智能電網(wǎng)在硬件方面的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。利用不斷開展的新材料技術(shù)、納米技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，消費(fèi)新一代的電力系統(tǒng)設(shè)備，將大大進(jìn)步電網(wǎng)的輸電才能、供電可靠性和實(shí)時(shí)控制才能。3智能變電站智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為根本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等根本功能，并可根據(jù)

9、需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。它基于IE61850標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)了集成一體化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同互動(dòng)化的特征。3.1智能變電站構(gòu)成智能變電站系統(tǒng)分為3層：過程層、間隔層、站控層。過程層指智能化電氣設(shè)備的智能化局部，其主要功能分3類：電力運(yùn)行實(shí)時(shí)的電氣量檢測(cè)、運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)和操作控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)。間隔層的主要功能是匯總本間隔過程層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息；施行對(duì)一次設(shè)備保護(hù)控制功能；施行本間隔操作閉鎖功能；施行操作同期及其他控制功能；對(duì)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級(jí)別的控制；承上啟下的通信功能，即同時(shí)高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。必要時(shí)

10、，上下網(wǎng)絡(luò)接口具備雙口全雙工作方式，以進(jìn)步信息通道的冗余度，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。而站控層主要任務(wù)是通過2級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫；按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；接收調(diào)度域控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；具有站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控、人機(jī)聯(lián)絡(luò)功能；具有對(duì)間隔層、過程層設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)、在線修改參數(shù)的功能；具有變電站故障自動(dòng)分析和操作培訓(xùn)功能。3.2智能變電站管理形式3.2.1集中監(jiān)控、運(yùn)檢一體管理形式常規(guī)站處理缺陷是由運(yùn)行人論文聯(lián)盟.Ll.員發(fā)現(xiàn)缺陷后通知檢修班檢修班安排檢修方案檢修班按

11、方案來站處理，在缺陷處理前這一段時(shí)間，增加了設(shè)備非安康運(yùn)行的不平安因素。假設(shè)是將一般缺陷處理交由具有一定專業(yè)技能資格的運(yùn)行人員進(jìn)展處理，勢(shì)必減少設(shè)備非安康運(yùn)行的時(shí)間，進(jìn)步設(shè)備的消缺率，也減少了檢修人員的工作量或檢修人數(shù)，表達(dá)了運(yùn)檢一體管理形式的優(yōu)勢(shì)。在此根底上，監(jiān)控中心負(fù)責(zé)接收調(diào)度令，對(duì)操作隊(duì)發(fā)出轉(zhuǎn)發(fā)令來控制操作任務(wù)的執(zhí)行：操作任務(wù)涉及一次設(shè)備的，由監(jiān)控中心遙控操作；操作任務(wù)涉及二次設(shè)備和機(jī)構(gòu)電源空開的操作，由監(jiān)控中心轉(zhuǎn)發(fā)令至操作隊(duì)，操作人員至現(xiàn)場(chǎng)操作。而變電站日常的巡視、維護(hù)、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作平安狀況的控制，及局部消缺工作那么由運(yùn)檢隊(duì)全部完成?，F(xiàn)代電網(wǎng)向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的時(shí)期，這種由監(jiān)控中心與操作隊(duì)開展而來的，集中監(jiān)控、運(yùn)檢一體管理形式將具有很強(qiáng)的適用性。3.2.2調(diào)控一體、大變電工區(qū)管理形式調(diào)控一體就是將調(diào)度與監(jiān)控中心合并，由調(diào)度員直接對(duì)變電站進(jìn)展遙控操作。由于這種方式是將調(diào)度發(fā)令和遙控操作兩項(xiàng)任務(wù)進(jìn)展整合，從而具有最快的反響速度，但同時(shí)調(diào)度員的職責(zé)將大大增加。大變電工區(qū)是指，一定區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)的調(diào)度、監(jiān)視、控制都?xì)w調(diào)度員管理，而電網(wǎng)設(shè)備的巡視、維護(hù)、操作、檢修都由維護(hù)人員管理。這里的維護(hù)人員是將操作隊(duì)、檢修、保護(hù)、線路、通信、自動(dòng)化等班組的再交融，成立大變電工區(qū)。這種形式符合智能電網(wǎng)