生產設備導航在電網企業中的關鍵作用

黃科 王遠雄 葉嘉錚 陳廣清 李志華

【摘 ?要】在能源問題日益嚴峻的背景下，“智能電網”憑借其主要優勢成為我國電網發展的主流方向。智能電網應始終堅持“強智能”的發展原則，努力適應國民經濟發展現狀，緩解資源環境壓力，在國民經濟建設中發揮更大作用。本文首先介紹了智能電網的幾個方面特點，然后簡要討論了智能電網的幾項重要的技術。

【關鍵詞】智能電網;特點;關鍵技術

智能電網又稱“電網2.0”，是基于集成、高速、雙向通信網絡，通過先進的分布式數據傳輸、計算和控制技術，構建的可靠、經濟、高效、環保、安全的電力傳輸網絡。電力是國家的支柱能源，在國民經濟建設中發揮著重要作用。隨著我國經濟社會的快速發展，傳統的電網及控制系統已難以適應當前的現實，智能電網已成為我國電網建設的主流方向。

1智能電網的特點

國家電網公司2009年5月在我國提出發展“堅強智能電網”的想法，特別是來自中國的現實國情，為了“智能、高效、可靠、綠色”的建設原則，利用先進的信息，通信和控制技術，以支持，在高壓網絡骨干網架，為了滿足用戶需求，實現經濟社會可持續發展為導向，構建，包括輸配電和調度電網系統的可持續發展，最終實現電力系統安全穩定運行、電力資源優化配置和高效利用、各電網協調發展的主要目標。智能電網具有以下特點：

1）具有較強的自愈能力

自愈能力，即自維護和保障功能，是智能電網的一個重要特征。在信息技術的支持下，智能電網，電網操作的實時監控，全面收集和異常信號分析，決策和控制，也可以在短時間內找到最快的故障隔離故障點，并采取措施有效降低范圍和設備故障造成的停電時間，減少損失故障帶來的經濟效益和社會效益。

2）可靠性高

同時提高制造水平和過程質量的關鍵設備在電網，充分利用通信的迅速發展，計算機和其他技術來監控各種主要設備的條件和盡快找到事故的隱患。

3）資產管理優化

電力系統是相對的技術密集型和資產密集型。為了維持電網的運行，需要大量先進的電力技術和設備。在數字化和信息技術的支持下，智能電網可以對這些復雜的資產和設備進行精細的管理，從而延長設備的高效運行和使用，提高設備資源的利用率。

4）經濟效率

智能電網的建設理念是提高系統和資產資源的利用效率，更加經濟有效地利用電力資源，有效提高電力投資的社會效益。如果說承載更多新能源發電是智能電網的外部效益，那么提高電力系統的投資效益就是智能電網的內部效益。過去，發電和輸電方式被動地滿足電力需求，造成了電力行業投資成本高、投資回報低的現象。通過全面互動和智能管理，智能電網有效扭轉了這一局面，創造了更大的社會效益和經濟效益。

5）與電力客戶友好互動

依托通信技術的快速發展，加強電網與用戶之間的信息交流，實現電網與用戶之間的充分互動。一方面，電力客戶可以實時了解電價和供電情況，提供更好的電力服務，并據此合理安排用電計劃。另一方面，電力企業也可以根據客戶的用電量計劃，優化配電、輸配電資源的配置，為客戶提供更多可選的增值服務。通過以上策略，可以促進電力供應的多元化、互動性、高效化，使電力企業在當前社會經濟發展中發揮更大的作用。

6）適應不同規模的分布式電源接入

隨著分布式電源、風力發電、光伏發電、儲能設備等小型發電的滲透性增加，不同規模的儲能設備將廣泛分布在用戶側，智能電網必須配備相應的安全、控制和保護設備。同時為了方便計量和計費，需要有一個配套的雙向計量和能源管理系統。

2 智能電網的關鍵技術

對整個智能電網而言，智能配電網是關鍵的組成部分，智能配電網是指對先進控制技術、測量傳感技術、信息通信技術以及計算機網絡技術等進行有效融合，通過配電網高級自動化技術的運用，使這些先進技術在智能化的配電終端和開關設備上得以實現，并充分利用各種可視化軟件的高級應用功能以及電網架構雙向通信網絡的物理支持，對再生能源的分布式發電單元進行及時有效控制，以不斷激發電力用戶參與電網互動的積極性，從而在配電網運行時對其進行高效監測、控制與保護。不斷優化配電網性能，提高其可靠性與安全性，確保我國電力的穩定供應，同時不斷完善相應的附加服務。

智能電網作為傳統電網的全面升級，離不開技術創新和設備研制。電網企業作為引領推動者，在技術研究、設備研制方面積極投入，發揮了核心作用。智能電網關鍵技術以數字技術為基礎的智能電網應用優勢明顯，功能強大，其涉及的技術領域眾多，除了傳統電網的技術體制外，智能電網技術體制還涵蓋了多種關鍵技術。在各項關鍵技術不斷完善及充分應用的前提下，智能電網的各項功能才能得以實現。實現智能輸電的關鍵要素有：特高壓輸電、先進計量基礎架構、雙向通信系統、智能變電站等。

2.1特高壓輸電

特高壓輸電是智能電網的骨干網架，其技術和運行的可靠性直接影響聯網范圍內的所有電網，目前特高壓試驗示范工程的關鍵問題已基本得到解決。

2.2計量基礎架構

先進計量基礎架構，主要由用戶智能電表、前端采集裝置、數據儲存和處理系統、雙向通信系統及和后臺應用系統構成。

2.3通信系統

建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎，是邁向智能電網的第一步。智能電網的數據獲取、保護和控制、需求側響應都依賴于高速雙向通信系統的支持，主要包括對開放性的通信架構、統一的技術標準、高可靠性與高帶寬等等。

2.4分布式發電與智能微網技術

在我國能源結構中，煤炭、石油和天然氣等不可再生資源占據比例很大，社會的發展不能只依靠這些不可再生資源，這也是可持續發展戰略的要求。為解決該問題，可在合理的控制方式下對微網實行并網運行，在兩種運行模式之間實現無縫轉換，使得主電不再是電網供電的唯一途徑。在電網并入DG后可有效激活電網的工作性能，而微網系統主要以DG作為物理基礎。

2.5智能變電站

智能配電具體包括配電自動化系統、配電SCADA系統、配電GIS系統、配電工作管理系統、停電管理系統以及配網管理高級應用系統等等。智能電表應具有雙向通信計量、接通或開斷等功能，能夠為用戶提供實時電價和用電等信息，并實現室內用電裝置的負荷控制。供電企業在實時采集、有效監測、全面分析用戶用電量及相關數據的基礎上，對電力能源使用實行統一管理，科學安排發電計劃，引導用戶合理用電，最終實現饋線自動化、變電站自動化、配電調度、配電工作管理以及配電網絡分析等功能。另外，可再生能源的研發，以及大規模并網也會給智能電網建設帶來一定影響。智能電網技術還應包括：輸送納入調度甚至參與系統調節，電力電子、超導、大容量儲能等先進的設備是提高輸配電系統性能的重要技術支持。

可以看出，隨著智能供電系統的逐步完善和改革，我國將進入智能電氣時代，其自身的優勢和潛力也是其蓬勃發展的源泉。在新時代背景下，改善智能供電系統存在的不足，真正實現智能監控，及時解決電網傳輸過程中的問題，正是每一個中國人所期望的。目前，中國的智能電網仍在研究的早期階段，所以，有關部門和企業要加強研究和開發建設的努力，進行深入研究智能電網的特點和關鍵技術，并作出積極貢獻的建設特高壓電網，電力系統改革的深化和國家經濟建設。

參考文獻：

[1]帥軍慶.瞄準世界前沿，建設智能電網[J].國家電網，2008（2）.

[2]王哲.智能電網涉及的關鍵技術[J].電源技術應用，2009（10）.

[3]帥軍慶.瞄準世界前沿建設智能電網[J].國家電網，2014（2）：55～57.

（作者單位：廣東電網有限責任公司梅州供電局）