能源接入將在西部進行試點;而輸配電網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)將在中部試點,智能調(diào)度將在華北和華東地區(qū)試點。有很明顯的區(qū)域特征。
美國——全美范圍內(nèi)有3個交流輸電網(wǎng),由于投入不足,技術陳舊,美國在智能電網(wǎng)建設中更加關注電力網(wǎng)絡基礎架構的升級更新,以提高電網(wǎng)運行水平和供電可靠性,同時最大限度利用信息技術,實現(xiàn)系統(tǒng)智能對人工的替代。其發(fā)展智能電網(wǎng)的重點在配電和用電側,注重推動可再生能源發(fā)展,注重商業(yè)模式的創(chuàng)新和用戶服務的提升。
從目前的有關規(guī)劃來看,美國的智能電網(wǎng)已經(jīng)不是停留在概念階段,相關的建設環(huán)節(jié)已經(jīng)陸續(xù)清晰。美國科羅拉多州首府丹佛附近的波爾得,已經(jīng)成為全美第一個智能電網(wǎng)城市。
智能電網(wǎng)相關技術
通信技術——建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎,沒有這樣的通信系統(tǒng),任何智能電網(wǎng)的特征都無法實現(xiàn),因為智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持,因此建立這樣的通信系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬戶,這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡—電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡,只有這樣才能實現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標和主要特征。下圖顯示了電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡的關系。高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)使智能電網(wǎng)成為一個動態(tài)的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當這樣的通信系統(tǒng)建成后,它可以提高電網(wǎng)的供電可靠性和資產(chǎn)的利用率,繁榮電力市場,抵御電網(wǎng)受到的攻擊,從而提高電網(wǎng)價值。
高速雙向通信系統(tǒng)的建成,智能電網(wǎng)通過連續(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正,應用先進的信息技術,實現(xiàn)其最重要的特征—自愈特征。它還可以監(jiān)測各種擾動,進行補償,重新分配潮流,避免事故的擴大。高速雙向通信系統(tǒng)使得各種不同的智能電子設備(IEDs)、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統(tǒng)以及用戶進行網(wǎng)絡化的通信,提高對電網(wǎng)的駕馭能力和優(yōu)質(zhì)服務的水平。
在這一技術領域主要有兩個方面的技術需要重點關注,其一就是開放的通信架構,它形成一個“即插即用”的環(huán)境,使電網(wǎng)元件之間能夠進行網(wǎng)絡化的通信;其二是統(tǒng)一的技術標準,它能使所有的傳感器、智能電子設備(IEDs)以及應用系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫的通信,也就是信息在所有這些設備和系統(tǒng)之間能夠得到完全的理解,實現(xiàn)設備和設備之間、設備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。這就需要電力公司、設備制造企業(yè)以及標準制定機構進行通力的合作,才能實現(xiàn)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
量測技術——參數(shù)量測技術是智能電網(wǎng)基本的組成部件,先進的參數(shù)量測技術獲得數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息,以供智能電網(wǎng)的各個方面使用。它們評估電網(wǎng)設備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性,進行表計的讀取、消除電費估計以及防止竊電、緩減電網(wǎng)阻塞以及與用戶的溝通。
未來的智能電網(wǎng)將取消所有的電磁表計及其讀取系統(tǒng),取而代之的是可以使電力公司與用戶進行雙向通信的智能固態(tài)表計;谖⑻幚砥鞯智能表計將有更多的功能,除了可以計量每天不同時段電力的使用和電費外,還有儲存電力公司下達的高峰電力價格信號及電費費率,并通知用戶實施什么樣的費率政策。更高級的功能有用戶自行根據(jù)費率政策,編制時間表,自動控制用戶內(nèi)部電力使用的策略。
對于電力公司來說,參數(shù)量測技術給電力系統(tǒng)運行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持,包括功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關系(WAMS)、設備健康狀況和能力、表計的損壞、故障定位、變壓器和線路負荷、關鍵元件的溫度、停電確認、電能消費和預測等數(shù)據(jù)。新的軟件系統(tǒng)將收集、儲存、分析和處理這些數(shù)據(jù),為電力公司的其他業(yè)務所用。
未來的數(shù)字保護將嵌入計算機代理程序,極大地提高可靠性。計算機代理程序是一個自治和交互的自適應的軟件模塊。廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案將集成數(shù)字保護、先進的通信技術以及計算機代理程序。在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中,保護元件能夠自適應地相互通信,這樣的靈活性和自適應能力將極大地提高可靠性,因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障,其他的帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。
設備技術——智能電網(wǎng)要廣泛應用先進的設備技術,極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。未來的智能電網(wǎng)中的設備將充分應用在材料、超導、儲能、電力電子和微電子技術方面的最新研究成果,從而提高功率密度、供電可靠性和電能質(zhì)量以及電力生產(chǎn)的效率。
未來智能電網(wǎng)將主要應用三個方面的先進技術:電力電子技術、超導技術以及大容量儲能技術。通過采用新技術和在電網(wǎng)和負荷特性之間尋求最佳的平衡點來提高電能質(zhì)量。通過應用和改造各種各樣的先進設備,如基于電力電子技術和新型導體技術的設備,來提高電網(wǎng)輸送容量和可靠性。配電系統(tǒng)中要引進許多新的儲能設
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