電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與分析

摘 要：本文就供電可靠性對低碳電力系統(tǒng)提出的挑戰(zhàn)進行了闡述，提出了電力系統(tǒng)管理的發(fā)展趨勢，主要體現(xiàn)為發(fā)展電力配電管理系統(tǒng)自動化，SCADA/LM/DMS平臺應用以及變電站綜合自動化等方面的知識。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；挑戰(zhàn)；分析

中圖分類號：F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

隨著我國電力系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中的重要性，電網(wǎng)企業(yè)要針對行業(yè)特點，結合企業(yè)特性、員工狀況，堅持以人為本和實事求是的思想，加強員工的思想教育，在企業(yè)領導者和基層員工中樹立憂患意識，競爭意識和創(chuàng)新意識，以正確應對電力體制改革中遭遇的困境和新問題，不斷的推進電網(wǎng)企業(yè)的改革和快速發(fā)展。電網(wǎng)企業(yè)要積極準備迎接新的挑戰(zhàn)，研究并找到電網(wǎng)在低碳能源環(huán)境下提高供電可靠性的措施。

一、供電可靠性對低碳電力系統(tǒng)提出的挑戰(zhàn)

目前，由于新建電站的投資很大和建設周期長的原因，如何保證電網(wǎng)在向低碳電力系統(tǒng)過渡中的供電可靠性一直是一項十分有意義的研究課題。因此，為了保證供電可靠性就要求：一是低碳電力項目提供一個十分有利的建設環(huán)境，選擇最合適的建設時機和地點，要做到既不能對于低碳發(fā)電投資不足而化石燃料發(fā)電投資降不下來，因而影響低碳電力系統(tǒng)目標的實現(xiàn)，也不能過量投資低碳發(fā)電而使得充當系統(tǒng)調峰發(fā)電的化石燃料發(fā)電的投資不足，因而影響系統(tǒng)的供電可靠性。二是建成全新的低碳發(fā)電市場機制和管理架構政府出臺的政策是為了促成一個多樣化的低碳發(fā)電技術構成，這樣就可以通過降低單元式發(fā)電技術或者單元式發(fā)電燃料所產(chǎn)生的發(fā)電風險而提高系統(tǒng)的供電可靠性水平。

（一）低碳電力系統(tǒng)面對不確定性的挑戰(zhàn)

任何設施的建設都要考慮投資回報率，投資回報率的期望值直接影響對發(fā)電容量的投資，而投資回報率受到多種因素的影響，其中包括技術成本、用電需求預測值、電能批發(fā)市場價格、化石燃料價格以及碳排放價格。投資總是存在著不確定性，但是，由于要向低碳電力系統(tǒng)過渡，所以不確定性就更加嚴重，這些嚴重的不確定性將會阻礙或者推遲對于發(fā)電容量的投資。下文將要分析論述那些對于投資者而言是很難控制和管理，同時又對于發(fā)電投資有著舉足輕重影響的不確定性因素，例如碳排放價格、用電需求和電價等。

1.不確定的國際碳排放限額以及交易機制

隨著環(huán)境問題被全世界各國高度關注，氣候變化已經(jīng)是一個國際性的大問題，其關注度不斷地提高（例如各國對于抑制氣候繼續(xù)變化而進行的討價還價的哥本哈根會議），我們認為，與其他一些國家一樣，英國的碳減排費用支出計劃以及歐盟的碳排放指標交易市場（簡稱EUETC）中的排放限額都會發(fā)生一些變化。對于2020年而言，所要回答的問題是，加快向低碳經(jīng)濟過渡的速度以便英國政府應對國際上的壓力，對于電力系統(tǒng)中的供電商意味著什么（給供電商帶來哪些方面的挑戰(zhàn)，它們該如何應對這些挑戰(zhàn)）。

2.不確定的用電需求量

隨著社會的不斷發(fā)展，以后的用電需求量必將變得更加不確定，即使是2020年之前的用電需求也很難準確估計。用電需求的不確定性來源于一些因素的影響，其中包括未來經(jīng)濟增長的情況，所能夠實施的提高能效的措施，電價行情以及供熱業(yè)和交通業(yè)的用電比例（例如熱泵和電動汽車的推廣程度）等方面。另一方面，由于未來經(jīng)濟增長率的不確定性以及其他的不確定性因素所致，對于未來高峰用電需求的預測結果存在著明顯的不確定性。而且特別指出，這些其他不確定性因素中的一個重要因素是未來分布式發(fā)電會增加多少。

二、電力系統(tǒng)管理的發(fā)展趨勢

（一）發(fā)展電力配電管理系統(tǒng)自動化

在各種信息共享、功能互補以及通道公用的電力配電管理系統(tǒng)中，一定要兼顧到電力市場發(fā)展造成的影響。

1.SCADA/LM/DMS平臺

SCADA/LM/DMS平臺是配電系統(tǒng)綜合自動化的核心和基礎，它除了完成SCADA/LM/DMS功能外，還承擔整個系統(tǒng)的縱向（實時層）和橫向（管理層）的集成任務。由于系統(tǒng)中引入了功能較強的變電站綜合自動化技術，SCADA中除傳統(tǒng)的功能外，還增加了一些擴展的SCADA功能，如保護的遠方監(jiān)視、投切和定值修改，故障錄波數(shù)據(jù)的收集等。當然，如果配網(wǎng)的規(guī)模較小，由變電站負責的環(huán)網(wǎng)控制，也可改由主站的SCADA/LM/DMS平臺來完成。

2.變電站綜合自動化

由監(jiān)考裝置和RTU運動裝置組成的傳統(tǒng)的變電站自動化程度較低。目前，伴隨計算機、通信和數(shù)字信號處理（DSP）技術的發(fā)展，現(xiàn)有變電站已進入到自動遠動、測量控制保護功能集成并隨一次設備分散布置，實現(xiàn)無人值班的綜合自動化階段，顯示出系統(tǒng)集成的高效益。

（二）實施自動化管理系統(tǒng)

1.配電網(wǎng)架的規(guī)劃和建設

要實現(xiàn)配電真的自動化和管理系統(tǒng)首先一定要對配電網(wǎng)架進行合理的規(guī)劃和建設。樹狀、放射狀以及環(huán)網(wǎng)都是配電網(wǎng)的常用接線方式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。將配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化，并將10kV饋線進行適當合理的分段；保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉移負荷的能力。

2.配電網(wǎng)系統(tǒng)管理

開發(fā)應用配電自動化管理系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的管理方式向現(xiàn)代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內容十分廣泛，涉及部門諸多，為此，必須加強領導，統(tǒng)一規(guī)劃，因地制宜，分步實施，以實現(xiàn)最佳的投入產(chǎn)出比。

3.實現(xiàn)實時系統(tǒng)與管理系統(tǒng)一體化

在重要區(qū)域里，配電網(wǎng)一般使用配電自動化（DA），但是其一次設備投入成本很高，而AM/FM/GIS則可在全部配網(wǎng)使用。若使用一體化可通過AM/FM/GIS系統(tǒng)在一定程度上彌補DA在這方面的不足，故配電自動化及管理系統(tǒng)的實時SCADA和AM/FM/GIS的一體化頗為重要。

三、結束語

在未來的電力系統(tǒng)中，需要采用多種替代發(fā)電技術來滿足調峰發(fā)電容量的需要，而不能采用污染大的化石燃料發(fā)電機組，這就提高了相應的供電風險，所以我們應該保證市場機制在其中發(fā)揮其特有的作用，并研究相應的辦法吸引投資者長期可持續(xù)的投資電力發(fā)電容量。

參考文獻：

[1]馬冬娜，張海棠.儲能技術在現(xiàn)代電力系統(tǒng)各種狀態(tài)下的應用[J].科技資訊，2011（34）：113+115.

[2]高鵬.電網(wǎng)企業(yè)在低碳經(jīng)濟中面臨的挑戰(zhàn)與應對策略[J].管理學家，2012（21）：355.