智能电网涉及的关键技术分析.doc

摘要电网是经济社会发展的重要的基础设施然而近些年来电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化电网负荷快速的增长大区电网互联初步形成电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现加之受全球气候变化的影响极端气候环境对电网安全稳定工作提出了很多的新挑战本文通过对智能电网涉及的关键技术进行分析来解决电力系统中常见的一些问题关键词智能电网特点关键技术智能电网的概念和特点智能电网是指一个完全自动化的供电网络其中的每一个用户和节点都得到实时监控并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动智能电网通过广泛的应用分布式智能和宽带通信以及自动控制系统的集成保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动尽管各国根据自身的国情对智能电网建设有着不同的重点和目标但是智能电网建设的驱动都是基于市场安全电能质量和环境因素其特征可归结为自愈兼容交互协调高效优质集成智能电网的关键技术建立坚强灵活的网络拓扑坚强灵活的电网结构是未来智能电网的基础我国能源分布与生产力布局很不平衡为了缓解此现状所带来的不利影响我国开展了特高压联网工程直流联网工程点对点或点对网送电等工程的实施建设如何进一步优化特高压和各级电网规划成为需要解决的关键问题随着电网规模的扩大互联电网的形成电网的安全稳定性与脆弱性问题越来越严重对主网架结构的规划设计要求也相应地提高了只有灵活的电网结构才能应对自然灾害和社会灾害等突发灾害性事件对电网安全的影响实现开放标准集成的通信系统智能电网的发展对网络安全提出了更高的要求智能电网需要具有实时监视和分析系统目前状态的能力既包括识别故障早期征兆的预测能力也包括对已经发生的扰动做出响应的能力其监测范围将大范围扩展全方位覆盖为电网运行综合管理等提供外延的应用支撑而不仅局限于对电网装备的监测配备高级的电力电子设备电力电子设备可以实现电能质量的改善与控制为用户提供电能质量满足其特定需求的电力同时它们也是能量转换系统的关键部分所以电力电子技术在发电输电配电和用电的全过程中均发挥着重要作用现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和全数字控制技术包括可控硅并联电抗器多功能固态开关智能电子装置静止同步补偿器有源滤波器动态电压恢复器故障电流限制器以及高压直流输电所用装置和配网用的柔性输电系统装置等智能调度技术和广域防护系统智能调度是智能电网建设中的重要环节调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力纵深风险防御能力科学决策管理能力灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术协调电力系统元件保护和控制区域稳定控制系统紧急控制系统解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系智能化调度的核心是在线实时决策指挥目标是灾变防治实现大面积连锁故障的预防高级读表体系和需求的侧管理智能电网的核心在于构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一人网和分布式管理的智能化网络系统可对电网与用户用电信息进行实时监控和采集并且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户实现对电能的最优配置与利用提高电网运营的可靠性和能源利用效率所以电网的智能化首先需要电力供应机构精确得知用户的用电规律从而对需求和供应有一个更好的平衡因此目前国外推动智能电网建设一般以构建高级量测体系为切入点同时高级读表体系为电力系统提供了系统范围的可观性不但可以使用户参与实时电力市场而且能够实现对诸如远程监测分时电价和用户侧管理等的更快和准确的系统响应构建智能化的用户管理与服务体系实现电力企业与用户之间基本的双向互动管理与服务功能以及营销管理的现代化运行随着技术的发展将来的智能电表还可能作为互联网路由器推动电力部门以其终端用户为基础进行通信运行宽带业务或传播电视信号的整合高级配电自动化高级的配电自动化将包含系统的监视与控制配电系统管理功能和与用户的交互为此高级的配电自动化需要更复杂的控制系统系统全部元件必须在一个开放式的通信体系结构内并具有协同工作能力将使用经由分布式计算的局部分布式控制使用传感器通信系统和分布式的计算主体对电力交换系统的扰动快速做出反应以使其影响最小化可再生能源和分布式能源的接入分布式能源包括分布式发电和分布式储能其中分布式发电技术包括微型燃气轮机技术燃料电池技术太阳能光伏发电技术风力发电技术生物质能发电技术海洋能发电技术地热发电技术等分布式储能装置包括蓄电池储能超导储能和飞轮储能等在我国风能太阳能发电的主要发展方式是在沙漠戈壁滩等偏远的地区但其在地理位置上分布不均匀易受天气影响而且具有波动性和间歇性的特点会对可靠供电造成冲击当地电网无法适应可再生能源集中开发和利用这就需要解决风能太阳能等可再生能源大规模开发的间歇性不确定性问题保证电力的规模接入和远距离送出这将是接入各种可再生能源电源和分布式能源电源面临的一大挑战