淺談智能電網(wǎng)實現(xiàn)的若干關(guān)鍵技術(shù)問題

摘 要：隨著對電力能源需求量以及供電可靠性要求越來越高，僅依靠當(dāng)前電力系統(tǒng)已無法完全滿足，發(fā)展經(jīng)濟、清潔的智能電網(wǎng)已經(jīng)成為一大發(fā)展趨勢。本文闡述了實現(xiàn)智能電網(wǎng)的幾大關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 技術(shù) 分布式能源 開放式通信系統(tǒng)

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098x(2011)12(a)-0000-00

1 智能電網(wǎng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1分布式能源智能管理系統(tǒng)

所謂分布式能源主要指的是在用戶端安裝的實現(xiàn)能源綜合利用的系統(tǒng)，本系統(tǒng)是由分布式電源、分布式儲能系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)以及負(fù)荷側(cè)能量管理系統(tǒng)四部分構(gòu)成的。分布式能源將會在很大程度上提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、能量、信息交換以及控制方面的難度，對此需要對以下幾方面內(nèi)容加以思考：①分布式能源運行管理優(yōu)化，分布式電源能源具有間歇性，要想維持電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性要借助實時且精準(zhǔn)的發(fā)電機負(fù)荷預(yù)報，此外，作為分布式能源儲能形式之一的大量混合動力汽車電池，也會產(chǎn)生新的負(fù)荷，所以，需要將監(jiān)控及調(diào)度汽車電池作為一大重點；②分布式能源接入標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃方案。在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，從容量、數(shù)量以及類型角度考慮分布式電源給電網(wǎng)造成的影響，以完善現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，此外，分布式電源會導(dǎo)致能源雙向流動現(xiàn)象，所以需要對分布式電源的種類、安裝位置以及容量進(jìn)行全面合理規(guī)劃和設(shè)計；③對現(xiàn)有電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行改造，確保網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)的靈活性，有效控制故障的影響范圍，同時可以利用鏈接使對其他部分的供電恢復(fù)正常；④對輸電成本高，并且對電能質(zhì)量具有較高要求的用戶集中區(qū)域，實現(xiàn)分布式電源利用效率最大化的途徑是按照微網(wǎng)形式將分布式能源接入電網(wǎng)。微網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn)必須解決以下幾方面的問題：微網(wǎng)與大電網(wǎng)在高滲透率下的協(xié)調(diào)作用機理；內(nèi)部協(xié)調(diào)及控制各種分布式電源等。

近年來全球移動通信系統(tǒng)GSM網(wǎng)運用GPRS引入分組交換技術(shù)，實現(xiàn)與Internet 連接，構(gòu)成移動互聯(lián)網(wǎng)通信。不僅發(fā)揮了傳輸成本低、擴展性好、適應(yīng)性強和設(shè)備維護(hù)方便等優(yōu)勢，還大大提高了移動終端數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，自動抄表系統(tǒng)選擇無線公網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)的通信方式，作為抄表、故障定位、配變監(jiān)測及負(fù)荷管理等系統(tǒng)通信的無線數(shù)據(jù)傳輸新通道。

系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、抄表前置機、數(shù)據(jù)管理機和營業(yè)收費機組成。采用C／S加 B／S式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在intranet及internet 技術(shù)支持下，完成從抄表數(shù)據(jù)收集到電費收取過程的管理。①數(shù)據(jù)服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理，以保證系統(tǒng)運行高效及數(shù)據(jù)的完整和安全; ②抄表前置機（通訊工作站）的能與集中器和管理表計進(jìn)行無人值守的全天候不間斷通訊，并對抄收數(shù)據(jù)實施科學(xué)管理。其采用 Visual C++工具開發(fā)，使通訊更為高效和可靠; ③數(shù)據(jù)管理機（管理終端）具有系統(tǒng)設(shè)置、權(quán)限分配、電量結(jié)算、數(shù)據(jù)維護(hù)及數(shù)據(jù)分析等功能。其采用快速應(yīng)用程序開發(fā)工具，不僅具有良好的用戶界面，還能降低開發(fā)和維護(hù)成本; ④營業(yè)收費機面向用電用戶，進(jìn)行電費收繳、用戶查詢和報表打印等操作。其采用的IE或NetScape 瀏覽器和ASP，使用戶的查詢與交費更加便捷。

利用電力線載波網(wǎng)PLC、光纖與同軸電纜網(wǎng)HFC、固定電話網(wǎng)PSTN和無線移動網(wǎng)GSM/GPRS/CDMA等通信網(wǎng)絡(luò)，可將智能電表的部分功能從接入層上移到網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)管理平臺層，將智能電表采樣和存儲的電能數(shù)據(jù)信息實時傳輸?shù)接秒娦畔⒐芾硐到y(tǒng)，并通過數(shù)據(jù)共享和綜合分析，實現(xiàn)用電管理部門對異地用電信息的實時測量和監(jiān)控。

1.2 高度集成的開放式通信系統(tǒng)

具體而言，智能電網(wǎng)通信系統(tǒng)需要重點解決的問題主要有：（1）開放式數(shù)據(jù)通信，智能電網(wǎng)必須確保不同企業(yè)、部門之間實現(xiàn)完全意義上的信息資源共享；（2）完善的通信標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的SCADA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、需求側(cè)能量管理以及電力市場操控等將會受到智能電網(wǎng)的影響，所以要對現(xiàn)行通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的修訂和完善；（3）智能電網(wǎng)中信息網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)物理設(shè)備可以集成為一體。

1.3 智能儀表體系及需求側(cè)管理

智能電網(wǎng)發(fā)電側(cè)及用戶側(cè)都需要安裝數(shù)字化儀表，高級智能儀表體系的形成需要實現(xiàn)以下技術(shù)：①提供足夠的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息給電網(wǎng)調(diào)度、運行及規(guī)劃部門，使相關(guān)工作人員了解電網(wǎng)運行狀態(tài)，提供管理可靠性；②以電網(wǎng)用電信息為依據(jù)，對用戶用電量進(jìn)行實時計價，實現(xiàn)真正意義上的需求側(cè)管理；③對于系統(tǒng)故障，可以實現(xiàn)迅速檢測，且設(shè)備開斷可以通過遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)；④對電力系統(tǒng)設(shè)備狀況進(jìn)行評價，確保設(shè)備有效利用，控制成本。

2.4 監(jiān)控軟件及輔助決策體系

先進(jìn)監(jiān)控軟件及輔助決策系統(tǒng)的實現(xiàn)需要對以下幾方面的內(nèi)容進(jìn)行深入細(xì)致研究：①將集中式及分布式監(jiān)控系統(tǒng)有機結(jié)合起來。在智能電網(wǎng)中，需求側(cè)管理的實現(xiàn)以及電子儀表智能化的實現(xiàn)，分布式監(jiān)控系統(tǒng)需要具備的功能有：對當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析；確定在與上級或其他分布式系統(tǒng)進(jìn)行通信需要的數(shù)據(jù)；依據(jù)計算結(jié)果直接做出當(dāng)?shù)乜刂拼胧┑臎Q策；②多代理系統(tǒng)的應(yīng)用。所謂多代理系統(tǒng)就是指將數(shù)個代理予以結(jié)合，合作完成系統(tǒng)任務(wù)的控制方法。鑒于代理本身的自治性、社會性以及反應(yīng)性，對代理系統(tǒng)的關(guān)注程度越來越高；③高級可視化界面及運行決策支持。在過濾并分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借助高級的可視化界面可以按照不同的層次將相關(guān)數(shù)據(jù)清晰的展示出來，使運行工作人員可以從整體到局部了解電網(wǎng)實時運行狀態(tài)，同時予以必要的決策輔助支持，例如事故預(yù)想以及預(yù)警工具等，從而提供完善的決策輔助體系；④預(yù)測電力系統(tǒng)運行趨勢，對于智能電網(wǎng)而言，其必備功能之一就是預(yù)測及預(yù)報，無論是針對大規(guī)模發(fā)電設(shè)備、分布式電源發(fā)電量，還是在用戶側(cè)負(fù)荷狀況所展開的預(yù)測，在維持復(fù)雜電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面都發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。在一定意義上講，所掌握的關(guān)于未來運行的信息量越多，做出的規(guī)劃也就越完善，所作出的針對潛在危險采取的預(yù)防性措施也就越及時。

3 結(jié)語

隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟的發(fā)展，社會對電力能源需求量越來越大，對供電可靠性要求也越來越高，單憑傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已經(jīng)無法應(yīng)對，在此背景下，發(fā)展經(jīng)濟、安全、清潔、靈活的智能電網(wǎng)已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然趨勢。智能電網(wǎng)的實現(xiàn)，需要解決好分布式能源智能管理系統(tǒng)、高度集成開放式通信系統(tǒng)、智能儀表體系及需求側(cè)管理、監(jiān)控軟件及輔助決策體系等關(guān)鍵問題，從而為實現(xiàn)智能電網(wǎng)提供有利的軟件及硬件支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 喬弘，吳蓉.智能電網(wǎng)的特點與發(fā)展淺述[J].國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010年第19期.

[2] 張志超，陳冰，張鵬飛.智能電網(wǎng)發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)探討[J].電力技術(shù)，201年第04期.

[3] 馬韜韜，李珂，朱少華，鄭曉，郭創(chuàng)新，李樂.智能電網(wǎng)信息和通信技術(shù)關(guān)鍵問題探討[J].電力自動化設(shè)備，2010年第05期.

[4] 李乃湖，倪以信，孫舒捷，姚美齊.智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010年，第03期.