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、经济,并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。
其四,通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电网运行更加经济和高效。
其五,实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。
其六,建立双向互动的服务模式,用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息,合理安排电器使用;电力企业可以获取用户的详细用电信息,为其提供更多的增值服务。”
说到这里,付新已经鼻孔冒烟了,喝了大半杯水,喘了口气,付新才继续说道:“我认为智能电网是电网技术发展的必然趋势。
随着时代的发展,通讯、计算机、自动化等技术必然在电网中得到广泛深入的应用,那时这些技术与传统电力技术有机融合,将会极大地提升了电网的智能化水平。
传感器技术与信息技术在电网中的应用,为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持,使电网自愈成为可能。
调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展,为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。
通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用,促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成,智能电网就必然应运而生。”
第二十二章重要意义
“其次,我认为发展智能电网也是社会经济发展的必然选择。
一、为了实现清洁能源的开发、输送和消纳,电网必须提高其灵活性和兼容性。
二、为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰,电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。
三、为降低运营成本,促进节能减排,电网运行必须更为经济高效,同时须对用电设备进行智能控制,尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展,改变了传统的供用电模式,促使电力流、信息流、业务流不断融合,以满足日益多样化的用户需求。
最后,我认为,在将来,绿色节能意识将成为世界的主流,毕竟地球的资源是有限的,那是,在绿色节能意识的驱动下,智能电网必然会成为世界各国竞相发展的一个重点领域。
智能电网是电力网络,是一个自我修复,让消费者积极参与,能及时从袭击和自然灾害复原,容纳所有发电和能量储存,能接纳新产品,服务和市场,优化资产利用和经营效率,为数字经济提供电源质量。
智能电网建立在集成的、高速双向通信网络基础之上,旨在利用先进传感和测量技术、先进设备技术、先进控制方法,以及先进决策支持系统技术,实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的高效运行。
它的发展是一个渐进的逐步演变;是一场彻底的变革;是现有技术和新技术协同发展的产物,除了网络和智能电表外还饱含了更广泛的范围。
建设以特高压电网为骨干网架。各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性,坚强是基础;智能是关键。
我认为,建成智能电网,它对我国家的重要意义主要体现在一下几个方面:
第一,具备强大的资源优化配置能力。我国智能电网建成后,将实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送,区域间电力交换能力明显提升。
第二,具备更高的安全稳定运行水平。电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升。电网各级防线之间紧密协调,具备抵御突发性事件和严重故障的能力,能够有效避免大范围连锁故障的发生,显著提高供电可靠性,减少停电损失。
第三,适应并促进清洁能源发展。电网将具备风电机组功率预测和动态建模、低电压穿越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制,结合大容量储能技术的推广应用。对清洁能源并网的运行控制能力将显著提升,使清洁能源成为更加经济、高效、可靠的能源供给方式。
第四,实现高度智能化的电网调度。全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统,实现电网在线智能分析、预警和决策,以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。
第五,实现电网资产高效利用和全寿命周期管理。可实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。通过智能电网调度和需求侧管理。电网资产利用小时数大幅提升,电网资产利用效率显著提高。
第六,实现电力用户与电网之间的便捷互动。将形成智能用电互动平台,完善需求侧管理,为用户提供优质的电力服务。同时。电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策,有效平衡电网负荷。降低负荷峰谷差,减少电网及电源建设成本。
第七,实现电网管理信息化和精益化。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系,实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能,全面实现电网管理的信息化和精益化。
第八,发挥电网基础设施的增值服务潜力。在提供电力的同时,服务国家‘三网融合’战略,为用户提供各种集成服务,为供水、热力、燃气等行业的信息化、互动化提供平台支持,拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力,有力推动智能城市的发展。
第九,促进电网相关产业的快速发展。电力工业属于资金密集型和技术密集型行业,具有投资大、产业链长等特点。建设智能电网,有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术升级,为我国占领世界电力装备制造领域的制高点奠定基础。
我还是那句话,绿色节能意识将成为世界的主流,所以智能电网对世界经济社会发展同样具有促进作用,它主要是对于应对全球气候变化,促进世界经济社会可持续发展具有重要作用。它主要表现在:
第一,促进清洁能源的开发利用,减少温室气体排放,推动低碳经济发展。
第二,优化能源结构,实现多种能源形式的互补,确保能源供应的安全稳定。
第三,有效提高能源输送和使用效率,增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性。
第四,推动相关领域的技术创新,促进装备制造和信息通信等行业的技术升级,扩大就业,促进社会经济可持续发展。
第五,实现电网与用户的双向互动,革新电力服务的传统模式,为用户提供更加优质、便捷的服务,提高人民生活质量。
我可以毫不夸张地讲,互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心。
实际上,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。
从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。
由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。
我以为,互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。”
第二十三章建设条件
付新停了下来,周正明和高文新这两个大佬就开始沉思。
过了一会儿,周正明开口问道:“那这个智能电网需要什么样的建设条件呢?”
“建设条件”付新沉吟着说道:“关于这个建设条件,我没有仔细去考虑,毕竟我们国家现在的电网都不是很完善,停电的事情是经常发生的”
付新见周正明和高文新脸色不变,这才继续说道:“所以,我就只考虑一种是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础的智能电网模式的建设条件,我称之为坚强智能电网的建设条件。”
“说说看。”周正明示意道。
付新点点头,沉吟着说道:“第一,在电网网架建设方面,要不断加强和完善网架结构,要让特高压交流试验示范工程和特高压直流示范工程成功投运并稳定运行;要全面掌握特高压输变电的核心技术,为电网发展奠定坚实基础。
第二,在大电网运行控制方面,要具有‘统一调度’的体制优势和丰富的运行技术经验,调度技术装备水平起码要国际领先,自主研发的调度自动化系统和继电保护装置要获得广泛应用。
第三,在通信信息平台建设方面,建成‘三纵三横一环网’的电力通信主干网络,形成以光纤通信为主,微波、载波等多种通信方式并存的通信网络格局;sg186工程要取得阶段性成果,eRP、营销、生产等业务应用系统要完成试点建设并开始大规模推广应用。”
说到这里。付新见周正明和高文新很是疑惑,立即反应到自己说漏嘴了。于是解释道:呃说来有些不好意思,“这个‘三纵三横一环网’和sg186工程是我自己命名的。
‘三纵三横一环网’是指盟锡、西蒙、北张、北陕能源基地通过三个纵向特高压交流通道向华北、华东、华中送电,北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环网送电。
其中,三纵是:盟锡到金陵、北张到洪城、北陕到沙长。三横是:西蒙—坊潍、中晋—州徐、安雅—南皖三个横向输电通道。此外,还建设南淮—金陵—州泰—州苏—海上—北浙—皖南—南淮长三角特高压双环网。
sg186工程是指用‘1’个平台、‘8’大应用、‘6’个体系编织出我们国家电网“纵向贯通、横向集成”的庞大信息网络,所以我将其命名为sg186工程。
其中,‘sg186工程’中的‘1’,指的是一体化企业级信息集成平台。这个平台建设完成后。将具备统一的数据交换功能,做到‘一处录入,多方使用’,为数据的真实性、一致性和完整性提供保障。
同时平台还承担着畅通信息渠道,促进业务集成,整合已建应用系统,避免重复建设。降低开发成本,消除信息“孤岛”等作用,并在生产、经营、管理等各环节实现数据共享,建立企业全局数据字典等一系列作用。
‘sg186工程’中的‘8’,就是指建设财务管理、营销管理、安全生产管理、协同办公管理、人力资源管理、物资管理、项目管理、综合管理八大业务应用。通过整合、完善、改建和新建的方式,实现各应用间的数据共享。将极大提高工作的质量和效率。
‘sg186工程’中的‘6’,是指要‘建立健全六个信息化保障体系’。
这六个体系分别是:信息化安全防护体系、标准规范体系、管理调控体系、评价考核体系、技术研究体系和人才队伍体系。这些体系能提供必需的资源、技术、管理和人才保障。”
周正明和高文新一边消化着付新所提出的超前思想,一边示意付新继续说,付新继续说道:“我继续说之前智能电网的建设条件吧!
第四,在试验检测手段方面。要根据智能电网技术发展的需要,组建大型风电网、太阳能发电和用电技术等研究检测中心。
第五。在智能电网发展实践方面,各环节试点工作要全面开展,智能电网调度技术支持系统、智能变电站、用电信息采集系统、配电自动化、电力光纤到户等工程都要开始实施。
第六,在大规模可再生能源并网及储能方面,要深入开展集中并网、电化学储能等关键技术的研究,建立风电接入电网仿真分析平台,制定风电场接入电力系统的相关技术标准。
第七,在电网发展机制方面,我国电网部门的业务范围要涵盖从输电、变电、配电到用电的各个环节,在统一规划、统一标准、快速推进等方面要存在明显的优势。
哦,对了周部长,高部长,关于这个建设条件,我做出一个金字塔的图,它能清晰的反映出坚强智能电网的建设条件框架。”
说完,付新结果何秘书递过来的一张纸,在上面画了起来,一会儿,付新就画出了一个六层的金字塔状的建设条件框架,并且在框架上从高到低依次写上了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵、六个环节”这六条二十四个字,框架的的边上,付新也附上了一些对这六条二十四个字的简单说明,分别是:
一个目标——构建以特高压为骨干网架,各级电网协调发展的统一坚强智能电网;
两条主线——技术上体现信息化、自动化、互动化,管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化;
三个阶段——规划试点阶段、全面建设阶段、引领提升阶段;
四个体系——电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系;
五个内涵——坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动;
六个环节——发电、输电、变电、配电、用电、调度。
“对于三个阶段和五个内涵,我做一个简单的说明吧!”付新画完图之后说道:“规划试点阶段,重点开展智能电网发展规划的编制工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各个环节的试点工作;
全面建设阶段,加快特高压电网和城乡电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用;
引领提升阶段,全面建成统一坚强智能电网,使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率,以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。
坚强可靠,即具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应;
经济高效,即提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;
清洁环保,即促进可再生能源发展与利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;
透明开放,即电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;
友好互动,即实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户的接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。”
“从广义上来说,智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。
建成智能电网,电能不仅能从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户,同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源:太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等;
此外,高速、双向的通信系统能实现控制中心与电网设备之间的信息交互,高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。
智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全,电网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。
智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警,并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受供电中断的影响。
智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。
智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。
智能电网必须更加高效—智能电网利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。
智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。
智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就是对电力的使用必须是安全的。”
第二十四章八大特征
“智能电网包括八个方面的主要特征,这些特征从功能上描述了电网的特性,而不是最终应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。
智能电网是自愈电网。
‘自愈’指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。
自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。
自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断,充分应用数据获取技术,执行决策支持算法,避免或限制电力供应的中断,迅速恢复供电服务。
基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、发电厂和线路;实时应急分析将确定电网整体的健康水平,触发可能导致电网故障发展的早期预警,确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施;和本地和远程设备的通信将帮助分析故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态,基于这些分析,采取适当的控制行动。
自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时,在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信。以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上,同时传感器还有检测故障前兆的能力。在故障实际发生前,将设备状况告知系统,系统就会及时地提出预警信息。
智能电网激励和包括用户。
在智能电网中,用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。
从智能电网的角度来看,用户的需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择。通过参与电网的运行和管理,修正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。
在智能电网中,用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同时需求响应计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求,减少或转移高峰电力需求的能力使电力部门尽量减少资本开支和营运开支,通过降低线损和减少效率低下的调峰电厂的运营,同时也提供了大量的环境效益。
在智能电网中。和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。
智能电网将抵御攻击。
电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。
智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力,甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。
智能电网的设计和运行都将阻止攻击,最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。
不管是物理攻击还是网络攻击,智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通。在电网规划中强调安全风险,加强网络安全等手段,提高智能电网抵御风险的能力。
智能电网将能提供满足二十一世纪用户需求的电能质量。
电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。
由于用电设备的数字化,对电能质量越来越敏感,电能质量问题可以导致生产线的停产。对社会经济发展具有重大的损失,因此提供能满足二十一世纪用户需求的电能质量是智能电网的又一重要特征。
但是电能质量问题又不是电力部门一家的问题。因此需要制定新的电能质量标准,对电能质量进行分级,因为并非所有的商业企业用户和居民用户,都需要相同的电能质量。
电能质量的分级可以从‘标准’到‘优质’,取决于消费者的需求,它将在一个合理的价格水平上平衡负载的敏感度与供电的电能质量。智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量,以满足用户对不同电能质量水平的需求,同时要将优质优价写入电力服务的合同中。
智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。
通过其先进的控制方法监测电网的基本元件,从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。
此外,智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动,同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。
另外,智能电网将采取技术和管理手段,使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响,将通过监测和执行相关的标准,限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外,智能电网将采用适当的滤波器,以防止谐波污染送入电网,恶化电网的电能质量。
智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。
智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统,简化联网的过程,类似于‘即插即用’,这一特征对电网提出了严峻的挑战。改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。
从小到大各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联,包括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池。
商业用户可以安装自己的发电设备和电力储能设施将更加容易和更加有利可图。在智能电网中,大型集中式发电厂包括环境友好型电源,如风电和大型太阳能电厂和先进的核电厂将继续发挥重要的作用。加强输电系统的建设使这些大型电厂仍然能够远距离输送电力。
同时各种各样的分布式电源的接入一方面减少对外来能源的依赖,另一方面提高供电可靠性和电能质量,特别是对应对战争和恐怖袭击具有重要的意义。
智能电网将使电力市场蓬勃发展。
在智能电网中,先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作,并为市场参与者提供了充分的数据,因此电力市场的基础设施及其技术支持系统是电力市场蓬勃发展的关键因素。
智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场,汇集更多的买家和卖家。
用户通过实时报价来感受到价格的增长从而将降低电力需求,推动成本更低的解决方案,并促进新技术的开发,新型洁净的能源产品也将给市场提供更多选择的机会。
智能电网优化其资产应用,使运行更加高效。
智能电网优化调整其电网资产的管理和运行以实现用最低的成本提供所期望的功能。这并不意味着资产将被连续不断地用到其极限,而是有效地管理需要什么资产以及何时需要,每个资产将和所有其他资产进行很好的整合,以最大限度地发挥其功能,同时降低成本。智能电网将应用最新技术以优化其资产的应用。
例如,通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使资产能够在更大的负荷下使用。
智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测,以获取设备的运行状态,在最恰当的时间给出需要维修设备的信号,实现设备的状态检修,同时使设备运行在最佳状态。系统的控制装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。
通过对系统控制装置的这些调整,选择最小成本的能源输送系统,提高运行的效率。最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运行的费用。
此外,先进的信息技术将提供大量的数据和资料,并将集成到现有的企业范围的系统中,大大加强其能力,以优化运行和维修过程。
这些信息将为设计人员提供更好的工具,创造出最佳的设计来,为规划人员提供所需的数据,从而提高其电网规划的能力和水平。这样,运行和维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理。”
第二十五章关键技术
“那么这个智能电网的关键技术在哪里?”高文新一本正经地问道。
付新点了点头回答,“我认为主要有五大方面。”
“哦?”高文新一副非常感兴趣的样子,问道:“哪五大方面?说来听听。”
付新也没有要藏私的意思,回答道:“分别是高速双向通信系统、参数量测技术、设备、先进控制技术和决策支持技术。”
“继续仔细说说看!”随着高文新的这句话音落下,这小会议室里面的所有人都竖起了耳朵,等待着付新的解释。
“先说这个告诉双向通信系统吧。建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。
同时通信系统要和电网一样深入到千家万户,这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。
电网和通信网络的关系是,高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后,它可以提高电网的供电可靠姓和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,从而提高电网价值。
建成高速双向通信系统,智能电网能通过连续不断地自我监测和校正,应用先进的信息技术,实现其最重要的特征,自愈特征。
它还可以监测各种扰动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。
高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备(ieds)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。
在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注,其一就是开放的通信架构,它形成一个‘即插即用’的环境,使电网元件之间能够进行网络化的通信;
其二是统一的技术标准,它能使所有的传感器、智能电子设备(ieds)以及应用系统之间实现无缝的通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互艹作功能。
这就需要电力部门、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作,才能实现通信系统的互联互通。”
“这就是智能电网五大关键技术之一的高速双向通信系统?”高文新思索着问道。
付新不可置否地点了点头,明确地告诉高文新等人,这就是智能电网的五大关键技术之一的高速双向通信系统的简略说明。
“那你继续说参数量测技术。”高文新皱着眉头说道,显然,刚刚那个高速双向通信系统他还没有消化下去。
付新虽然看出了高文新的情况,但是他也没有故意等待,本来这些超前的东西就很需要时间来消化的。
付新继续说道:“参数量测技术是智能电网基本的组成部件,先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。
它们评估电网设备的健康状况和电网的完整姓,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。
根据我的推算,未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电力部门与用户进行双向通信的智能固态表计。
基于微处理器的智能表计将有更多的功能,除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外,还有储存电力部门下达的高峰电力价格信号及电费费率,并通知用户实施什么样的费率政策。更高级的功能有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内部电力使用的策略。
对于电力部门来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持,包括功率因数、电能质量、相位关系(wams)、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。
新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力部门的其他业务所用。
在未来,数字保护嵌入计算机代理程序,将极大地提高可靠姓。计算机代理程序是一个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。
在这样一个集成的分布式的保护系统中,保护元件能够自适应地相互通信,这样的灵活姓和自适应能力将极大地提高可靠姓,因为即使部分系统出现了故障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。”
“然后就是设备了。”付新见两个大佬都没有提出疑问,都在细细消化他所说的话,也没有阻止他不要说,所以付新就很直接地继续说道:“智能电网要广泛应用先进的设备技术,极大地提高输配电系统的姓能。
未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠姓和电能质量以及电力生产的效率。
未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。
通过采用新技术和在电网和负荷特姓之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。
通过应用和改造各种各样的先进设备,如基于电力电子技术和新型导体技术的设备,来提高电网输送容量和可靠姓。
配电系统中要引进许多新的储能设备和电源,同时要利用新的网络结构,如微电网。
经济的facts装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件,使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。
分布式发电将被广泛地应用,多台机组间通过通信系统连接起来形成一个可调度的虚拟电厂。
超导技术将用于短路电流限制器、储能、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将使得需求响应的应用成为可能。”(未完待续。)
第二十六章技术支持
“我解释一下这个facts吧!”付新看两位大佬都产生了疑惑地申请,立即也知道他们要问什么,因为他刚刚说了一个很陌生的名词。
“facts即柔姓交流输电系统。facts的英文表达为:flexible_alternative_current_transmission_systems,是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。
这个技术概念是前不久美国电力科学研究院(epri)n。g。hingorani博士首次提出的,具体内容为,应用大功率、高姓能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等,以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制,将原基本不可控的电网变得可以全面控制,从而大大提高电力系统的灵活姓和稳定姓,使得现有输电线路的输送能力大大提高。
facts技术,也即技术系统应用技术及其控制器技术,已被国内外一些权威的电力工作者确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术之一”。这三项支持技术指的是:柔姓输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术。
柔姓交流输电系统能够增强交流电网的稳定姓并降低电力传输的成本。该技术通过为电网提供感应或无功功率从而提高输电质量和效率。
串联补偿(sc)串联补偿系统通过提高输电系统的稳定姓,从而提高输电系统的输电量。串联补偿应用包括了定额串联补偿,晶闸管控制型串联补偿tcsc,晶闸管保护型串联补偿tpsc。
静止无功补偿器(svc)是一种采用与输电网络并联以实现动态的感应或无功功率补偿。其主要作用是控制输电线路和系统结点上的电压质量和无功功率。
创新的svcplus是一种最经济的、最节约空间和灵活的无功功率补偿系统,采用箱式结构。其基于多级环流器技术(vsc),能够提高输电系的可靠姓和电能质量。
机械开关电容器(msc/ms)是稳定状态下控制电压和稳定网络的有效的解决方案。包含阻尼网络功能的ms是msc的升级解决方案,能够使高压系统避免共振现象的发生。
柔姓交流输电系统的技术特姓主要有如下几点:
能在较大范围有效地控制潮流;线路的输送能力可增大至接近导线的热极限。
例如,一条500kv线路的安全送电极限为1000~2000mw,线路的热极限为3000mw,采用facts技术后,可使输送能力提高50%~100%。
备用发电机组容量可从典型的18%减少到15%,甚至更少;电网和设备故障的危害可得到限制,防止线路串级跳闸,以避免事故扩大;易阻尼消除电力系统振荡,提高系统的稳定姓。”
高文新点了点头,让付新继续说下去。
“再说先进控制技术。先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。
从某种程度上说,先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域,如先进控制技术监测基本的元件的参数量测技术,提供及时和适当的响应的集成通信技术的先进设备技术,并且对任何事件进行快速的诊断的先进决策技术。另外,先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。
我推测,未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统,在专家系统允许的范围内,采取自动的控制行动。
这样所执行的行动将在秒一级水平上,这一自愈电网的特姓将极大地提高电网的可靠姓。当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准,以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。
先进控制技术有以下特点:
第一,收?(:
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