智能電網(wǎng)及其規(guī)劃

鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院 鄭 一

智能電網(wǎng)及其規(guī)劃

鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院 鄭 一

電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。為實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)快速、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展，建立智能電網(wǎng)以及合理進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃至關(guān)重要。

一、智能電網(wǎng)的概念與特點(diǎn)

智能電網(wǎng)（Smart Power Grids），是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)結(jié)合而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)，具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征。由于采用了先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的準(zhǔn)確感知，能對(duì)觀測(cè)對(duì)象實(shí)現(xiàn)有效控制，即使在發(fā)生大型故障或者出現(xiàn)大擾動(dòng)時(shí)，仍能保證一定的供電能力，不至于發(fā)生大面積停電事故。另外，智能電網(wǎng)還能夠自動(dòng)檢測(cè)、分析故障，實(shí)現(xiàn)故障的有效隔離和系統(tǒng)的自我恢復(fù)，對(duì)保證電能質(zhì)量和維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定有重要意義。

二、我國(guó)電力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)已有的電力線路格局中，由于規(guī)劃不到位，導(dǎo)致有的工程建設(shè)質(zhì)量得不到保證，也為日后埋下了重大的安全隱患。另外，我國(guó)目前還存在電網(wǎng)與電源發(fā)展不平衡的矛盾。西北地區(qū)能源相對(duì)富足、中東部地區(qū)能源緊缺，而我國(guó)電網(wǎng)輸電能力不強(qiáng)，加劇了煤炭供應(yīng)和交通運(yùn)輸緊張的局面。為了應(yīng)對(duì)能源短缺問(wèn)題，在北京召開(kāi)的2009特高壓輸電技術(shù)國(guó)際會(huì)議上，國(guó)家電網(wǎng)公司正式發(fā)布建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略；2010年3月，溫家寶總理在全國(guó)兩會(huì)上再次強(qiáng)調(diào)了要“大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，推廣高效節(jié)能技術(shù)，積極發(fā)展新能源和可再生能源，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”。

三、建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的意義

“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以通信信息平臺(tái)為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”高度融合的現(xiàn)代電網(wǎng)，具有堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)等特點(diǎn)。建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)意義重大。

1.電力系統(tǒng)方面。可以減少總裝機(jī)容量，降低發(fā)電的燃料費(fèi)用，提高設(shè)備利用率，降低線損，有效節(jié)約電網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用，既適應(yīng)電力市場(chǎng)的需求，又提高了供電可靠性和電力系統(tǒng)安全性，并很大程度上推動(dòng)了電網(wǎng)的科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展。

2.能源資源配置方面。我國(guó)東西部能源與負(fù)荷分配不均的國(guó)情，要求我國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行能源資源優(yōu)化配置。智能電網(wǎng)的建設(shè)可以為此提供一個(gè)良好的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電力能源的遠(yuǎn)距離、大量輸送，同時(shí)能降低損耗，提高電力輸送效率。

3.節(jié)能減排方面。智能電網(wǎng)接納可再生能源間歇性發(fā)電，在技術(shù)上是一個(gè)很大的提升，很好地響應(yīng)了國(guó)家大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的政策。

四、電力系統(tǒng)規(guī)劃與智能電網(wǎng)

電力系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)是結(jié)構(gòu)合理、適應(yīng)性強(qiáng)、供電可靠，考慮到電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)因素，還要根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的建設(shè)規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀、規(guī)劃負(fù)荷密度和原有的供電設(shè)施情況確定電壓等級(jí)，以便對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行合理的改進(jìn)、調(diào)整和擴(kuò)建。智能電網(wǎng)可以用較低的成本達(dá)到所期望的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，能將電網(wǎng)建設(shè)提高至可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排的高度，符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展需要。其次，智能電網(wǎng)能為用戶提供更加質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的電能，符合電力系統(tǒng)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性要求。最后，智能電網(wǎng)的自愈特征對(duì)電網(wǎng)供電的安全性具有革新性意義。電網(wǎng)的一個(gè)重要考核指標(biāo)就是安全性。實(shí)現(xiàn)安全供電，對(duì)保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全十分關(guān)鍵，因此，電網(wǎng)安全性的提高對(duì)整個(gè)電力企業(yè)的發(fā)展能起到很大的促進(jìn)作用。

發(fā)展智能電網(wǎng)不僅是企業(yè)自身進(jìn)一步發(fā)展的必然要求，也是企業(yè)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的具體體現(xiàn)。引入智能電網(wǎng)后，為適應(yīng)新需求，電力部門(mén)在電力系統(tǒng)規(guī)劃中也應(yīng)作出適當(dāng)調(diào)整，注重用戶用電特性和電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特點(diǎn)。

五、電力系統(tǒng)規(guī)劃注意事項(xiàng)

電力系統(tǒng)規(guī)劃在電力建設(shè)中的地位極為關(guān)鍵，合理規(guī)劃電力系統(tǒng)就顯得十分重要，電力系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)注意以下幾項(xiàng)。

1.收集供用電情況基礎(chǔ)資料。只有做好當(dāng)?shù)毓┯秒娗闆r基礎(chǔ)資料的收集工作，才能真正了解當(dāng)?shù)毓┯秒姞顩r，從而為更準(zhǔn)確地做好負(fù)荷預(yù)測(cè)工作提供基礎(chǔ)。

2.負(fù)荷預(yù)測(cè)。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)在電力系統(tǒng)規(guī)劃工作中作用重大。其實(shí)質(zhì)是從現(xiàn)在的用電狀況和電力需求出發(fā)，結(jié)合氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的因素，對(duì)未來(lái)電力市場(chǎng)需求的預(yù)測(cè)。現(xiàn)有的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有回歸分析法、專家系統(tǒng)預(yù)測(cè)技術(shù)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、小波分析預(yù)測(cè)技術(shù)法、灰色預(yù)測(cè)技術(shù)法、模糊分析法、單耗法、綜合用電水平預(yù)測(cè)技術(shù)法、彈性系數(shù)法和負(fù)荷密度法。由于電力負(fù)荷情況受到很多因素的影響，具有不確定性，因此，需要在實(shí)際工作中慢慢摸索出一個(gè)最準(zhǔn)確、最完善的方法。

3.電源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃。電源規(guī)劃中的關(guān)鍵問(wèn)題是容量問(wèn)題，即確定備用率的大小，另外，還要分析電源類型、燃料的供應(yīng)及相應(yīng)費(fèi)用問(wèn)題，以確定電源配置。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，分布式電源越來(lái)越多地被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，電源種類的差別導(dǎo)致其運(yùn)行性能也不同。在這種情況下，進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要爭(zhēng)取最優(yōu)組合，在保障供電穩(wěn)定連續(xù)的同時(shí)以追求最大的經(jīng)濟(jì)效益。