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隨著房地產產業、計算機網絡技術、有線電視技術的飛速發展,住宅小區的智能化建設已成為人們關注的焦點,利用有線電視寬頻帶、交互式、多功能的特點,在小區物業管理中心設立CATV前端,形成多功能的局域網,為住戶提供高質量的數據和信息服務,已成為有線電視網絡建設的一項重要內容。
有線電視在目前住宅建設中是必備的,因此利用這一現有系統承擔智能系統的數據傳輸媒介,可以省去部分布線的費用。有線電視系統的數據傳輸占用了部分電視的傳輸信道,并要求有線電視系統提供雙向通訊機制。有線電視數據通訊是一個基于光纜和同軸電纜的共享式數據通訊系統,設在物業管理中心的CATV前端,將需要傳輸的信息調制形成RF信號通過HFC網絡傳輸到各用戶終端。計算機網絡、通訊網絡之所以能融合與有線電視網,主要在于有線電視網的寬頻帶特性。
住宅小區智能化系統的功能
有線電視寬頻帶、交互式的特點可將計算機網絡、通訊網絡融合于有線電視網中,從而為用戶提供更多的寬帶增值業務。包括有線電視、視頻點播、計算機網絡、三表遠程抄表、電子刷卡結算、煤氣泄漏探測和關斷、家電控制、緊急求助、小區信息查詢和電子門鈴。還可以開展遠程通訊、網上購物、網上教學、遠程醫療、電子商務、居家辦公等寬帶多媒體信息服務。
有線電視信息網在智能化小區的建設
綜合各種智能小區信息傳輸方式的技術發展狀況,采用頻率分割、數字壓縮、調制解調等技術,除傳送常規的廣播電視信號外,還可以進行高速的數據傳輸,實現圖像、數據和語音“三線合一”。光纖傳輸技術改變了傳統的網絡結構,采用HFC網結構的有線電視綜合信息網可保證有線電視的傳輸質量和可靠性,可構成一個性能良好的雙向通信的基礎結構。
單獨布線的智能住宅的建設是在住宅內采用綜合布線技術,這種方式住宅的建設當中是不可取的。而采用有線電視HFC網絡作為智能住宅小區的信息傳輸網,不僅在功能上完全滿足要求,而且大大地簡化了小區布線,節約了大量的人力和物力,節約了資金,并提高了性能價格比。
建設智能化小區有線電視的設計工作必須先行,要組織強有力的設計隊伍各負其責,探索不同智能化小區的功能特點,在實踐中增長才干。工程設計要注意以下幾點:
1、 暗敷管槽系統的土木設計圖紙的審核和土木施工都要有專人負責,定期去施工現場檢查,與有線電視工程設計圖相對應,管槽走向的靈活性和預留洞孔、線槽的富余度、要予以考慮。
2、 每個樓層都應有配線架,配備原則為樓層信息點的多少,它為安裝和維護帶來不少方便。
3、 利用有線電視信息網建立智能化物業管理系統,并根據物業管理的特點編制軟件管理程序。
4、 在小區物業管理中心設立有線電視前端。
5、 每個光接收機以帶二百用戶為最佳。
6、 攝像頭、傳感器要貨比三家保證質量。
系統功能的擴展
智能化小區的功能隨著小區物業管理的需要還能不斷擴展,如:通過系統,對小區的實現如下功能:室外監控、停車場的管理與計費、保安員的巡更自動化管理、電梯和水箱監控。在停車場的四周加防盜監視器,在出入口處采用無接觸式感應刷卡系統,并和有線電視綜合信息網相連,司機不用下車,只要將卡放在胸前,停車場的門就自動打開,對停車場進行自動管理和計費。在各主要的巡更點、電梯和水箱處安裝感應器,感應器和有線電視綜合信息網相連,保安巡邏到此時,感應器感應到保安員的感應卡后,就記錄下。如果在規定時間內,保安員沒有到達,控制中心的計算機就產生報警,提示調度員呼叫保安員,通過這種方式督促保安員。還可以調整攝像機,觀看此處保安員的情況,還可以防止意外事件的發生。電梯和水箱的狀態通過有線電視綜合信息網傳到管理中心,可以對電梯和水箱進行監控。在室外相應的場所設立音箱和信息公告牌,在有線電視網上的相應頻道放松愉快的背景音樂,以烘托和調節住宅區的氣氛,通過有線電視綜合信息網小區信息。
結 論
關鍵詞:智能小區;有線電視網 ;CABLE; MODEM ;HFC; 網絡
1.引言
隨著經濟的發展,人類生活水平不斷的提高,人們對自己生存和歇息的環境也開始有了更高的要求。經濟的發展促使科技的不斷提高,隨著計算機技術、通信技術、音像技術的綜合發展,人們預言:未來的社會是信息的社會,所謂的信息社會就是基于上述三大技術的綜合發展和使用。這樣就產生了智能化建筑。智能建筑的發展有兩個基礎條件:一是社會對信息化的需求,二是信息技術的發展水平,兩者缺一都不能促進智能建筑的發展。
智能建筑由于發展歷史較短,關于什么是智能建筑,目前尚無統一的標準和定義。美國智能研究學會認為:智能大廈是指通過將建筑物的四個基本要素即結構、系統、服務和管理以及它們之間的內在關聯進行最優化,來提供一個投資合理的且擁有高效的舒適、安全、便利的環境空間。日本智能大廈研究會認為:智能大廈是指兼備信息通訊、辦公自動化信息服務以及樓宇自動化各項功能的、便于進行智能活動需要的建筑物。新加坡國家智能研究機構認為,智能大廈是指建筑物內建立一個綜合的計算機網絡系統,該系統應能將建筑物內的設備自控系統、通訊系統、商業管理系統、辦公自動化系統,以及智能卡系統和多媒體音像系統集成為一體化。應能對建筑物內部實現全面的管理、監控控制,它包括四個方面,一是設備方面:空調、供熱、給排水、變配電、照明、電梯、消防、衛星廣播電視、閉路電視監控、防盜報警、出入口控制、巡更管理;二是商業方面:物業管理、酒店管理、商業財務結算、停車場收費、商業咨詢、購物引導;三是通信方面:內部通訊、語音通訊、數據通訊、圖形圖像通訊;四是辦公自動化方面:計算機終端、打印機、復印機、傳真機等的使用和管理。我國專家認為,智能大廈的任務,需要在其中建立一個綜合的計算機管理系統。強調智能大廈具有多學科、多技術綜合集成的特點,利用系統集成的方法,將智能型計算機技術、通信技術、信息技術與建筑藝術有機地結合起來,獲得投資合理、適合信息需要,具有安全、高效、舒適、便利和靈活等特點的建筑物。
根據世界上已建成的智能建筑的功能,以及各種提法及其含義,簡單定義智能建筑應該有:建筑設備自動化系統,即BAS;通信自動化系統,即CAS;比較完善的辦公自動化系統,即OAS,這就是我們通常所說的3A建筑。這三個系統都有各自獨立的主控設備和網絡,又有大型計算機和高速數據網絡將其有機地集成在一起,通過組織、協調,不僅實現了三者各自的功能,而且發揮了三者的集體功能,這樣的建筑,就是智能建筑。
在3A系統中的通訊自動化系統,包括數字信息網絡、語言與傳真功能、有線電視、公用天線系統。
2. 通訊自動化系統中的各種信息傳輸方式的比較
2.1 以太網
以太網是目前應用最為廣泛的局域網絡傳輸方式。以太網的基本特征是采用一種稱為載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問方案,即多個工作站都連接在一條總線上,所有的工作站都不斷向總線上發出監聽信號,但在同一時刻只能有一個工作站在總線上進行傳輸,而其它工作站必須等待其傳輸結束后再開始自己的傳輸。它采用基帶傳輸,通過雙絞線和傳輸設備,實現10M/100M/1000M的網絡傳輸。由于其應用的廣泛性,各網絡設備商均投入了極大的人力物力用于這類技術產品的研究和開發,從最初的同軸電纜上的10M傳輸技術,發展到現在的在雙絞線和光纖上的100M甚至1000M的傳輸技術、交換技術等。可以肯定的是,以太網技術還將以更快的速度不斷的發展提高。
以太網是目前網絡技術中比較先進成熟,實時性強,應用廣泛,性能穩定,價格低廉的通訊技術,廣泛的應用在智能小區中,可以為小區的管理提供物管信息系統、保安監控系統、可視對講系統、停車管理系統、巡更系統、電子公告系統等通訊手段,在家庭服務方面可以提供INTERNET上網,家庭安防系統、水電氣表的遠程抄收、火災和燃氣泄露報警及家電控制系統的通訊服務。對于一個智能小區通訊系統,系統的穩定性、實時性和價格是需要重點考慮的因素,以太網從各個方面均能滿足要求,是目前智能小區多選用的通訊手段。
2.2 電話撥號
電話系統是現有通訊手段中歷史較漫長,應用較為廣泛的系統。電話系統的發展從過去單純的語音通話系統,已發展成為目前集話音、數據通訊、網絡通訊等各種功能的綜合性系統。在電話系統中發展起來的DDN、ISDN、ADSL等技術已在廣域網絡數據通訊領域體現了其技術方面的先進性。
電話撥號方式的數據通訊是通過調制解調器進行,調制解調器通過布設到用戶的電話線上,利用音頻調制技術進行通訊,目前的技術可使通訊速度達到最高的56K,技術成熟穩定,但其存在的缺陷為:①話音通訊與數據通訊不能同時進行②通訊速度基本已達到極限,速度不夠快,限制了應用的發展,即在多媒體通訊、大數據量傳輸等方面有較大的困難。③實時性差,撥號時間長,撥號可能一時撥不通(如對方占線等),因此對于控制系統來說,不是理想的通訊方式。
總而言之,利用電話系統進行數據通訊,實現小區智能管理,已不再是理想手段。
2.3 ISDN和ADSL
電信系統已經發展出了利用一根電話線同時提供話音、傳真、數據等各種服務的技術,這種技術就是ISDN和ADSL技術。ISDN 采用2B+D技術,在一根電話線上,可以同時提供2路電話或數據信號的傳遞,其中數據傳輸速率可以達到128K,目前已經很難滿足信息化的要求,屬于基本淘汰的技術,只在一些特殊場合仍有應用。ADSL技術,利用非對稱傳輸技術,在保證一條電話信道的同時,提供數據通訊信道,數據傳輸速率是非對稱性的,一般上行可以達到1M,下行8M,甚至更高,其傳輸速率基本滿足需求。這兩種技術的數據通訊均提供不間斷的連接,類似于專線方式,具有良好的實時性。目前存在的問題是: ISDN方式接入速度太慢,投資大,已經基本淘汰;ADSL技術,速度快,但需對電信局的交換機增加配置,為此投入一大筆的建設資金,投資運營成本高。
綜上所述,從 技術上來講, ADSL是可行的技術,實時性強,傳輸速率高,性能穩定,工程實現方便,應用于智能小區的智能化系統較為理想,但因投資較大,成本高昂。
2.4 專用網絡
專用網絡指目前應用于專業智能大廈和樓宇控制系統的通訊方式,如LONWORKS,CEBUS等,目前這些技術在智能大廈和樓宇控制領域已占主導地位。
LONWORKS 和CEBUS等專用網絡系統均有較規范的設計和施工規范,系統調試也無難度,系統構成為一個集中分散式的樹型結構,由各個層次的通訊節點和末端的控制節點構成,在末端的控制節點實現對設備的監控,中間的通訊節點則負責數據信息的傳輸。
2.5有線電視
有線電視在目前住宅建設中是必備的,因此利用這一現有系統來充當智能系統的數據傳輸媒介,可以省去部分布線的費用。有線電視系統的數據傳輸占用了部分電視的傳輸信道,并要求有線電視系統提供雙向通訊機制。
有線電視數據通訊目前的技術構造是一個基于同軸電纜的共享式數據通訊系統,采用ASK/FSK或CABLE MODEM進行數據傳輸,由于ASK/FSK傳輸速度受到限制,因此只適合于數據傳輸量較少的專用系統,要實現真正意義上的數據傳輸,需采用CABLE MODEM技術,由于數據傳輸信道共享,網上的各個節點的帶寬又有限,這正是有線電視技術急待解決的問題。
目前有線電視技術的發展方向應為:由單向傳輸系統向雙向系統的發展。
3.有線電視信息網中在智能小區的建設
綜合以上各種智能小區信息傳輸方式的技術發展狀況,本文重點探討一下利用有線電視綜合信息網來做中國的智能住宅。
采用頻率分割、數字壓縮、調制解調等技術,在有線電視HFC(Hybrid Fiber Coax) 網上,除傳送常規的廣播電視信號外,還可以進行高速的數據傳輸,實現圖像、數據和語音"三線合一"。 光纖同軸電纜混合網(HFC),采用光纖與同軸電纜混合組成傳輸網絡的物理結構。光纖傳輸技術改變了傳統的全電纜網絡結構,采用HFC網結構的有線電視綜合信息網不僅能帶給有線電視更好的傳輸質量和更高的可靠性,更重要的是形成了一個性能良好的雙向通信的基礎結構,HFC網可以直接把750MHZ-1GHZ或更高的帶寬送至用戶家中,具備了廣闊開展諸如電視廣播,影視點播(VOD,NVOD,家庭影院),聲音廣播(模擬及數字電視),音頻點播(AOD),數據通訊(計算機聯網,INTERNER 瀏覽),電信服務等多種服務功能及增值服務項目,其開發應用潛力是不可估量的。
HFC網絡結構一般采用前端到分配區為光纖干線傳輸,分配區內采用同軸電纜傳輸的網絡結構。對于有線電視傳輸,有1310NM和1550NM波長的光纖可供選擇,而帶寬則可有更多的選擇。
單獨布線的智能住宅的建設是在住宅內采用綜合布線技術,單獨拉線,這樣導致住宅內到處都是弱電管線,增加了投資,同時也不利于今后的維護管理,從長遠的角度來看,這種方式在住宅的建設當中是不可取的。而采用有線電視HFC網絡作為智能住宅小區的信息傳輸網,不僅在功能上完全滿足要求,而且大大地簡化了小區布線,節約了大量的人力和物力,節省資金。由于其頻帶寬,具有極大的多次開發余地,基本上能保證住宅小區內的信息傳輸網在今后二十年內不落后,避免了重復投資,保護了房地產開發商和住戶的利益。住戶需要某種功能的時候,可以在現有的基礎上,加分支器來擴展接口。由此可見通過有線電視信息網建設智能住宅是一種很有發展前途的模式,下面重點對其進行介紹。
3.1 通過有線電視信息網建立的智能化物業管理系統
利用現有的有線電視雙向網絡作為智能化小區的傳輸網,控制中心可以設在CATV網能到達的任何地方。實現功能如下:有線電視CATV、視頻點播(VOD)、計算機網絡、室內防盜、三表遠程抄表、緊急求助、煤氣泄漏探測和關斷、家電控制、小區信息查詢和電視門鈴。HFC網絡的同軸電纜進入用戶家,連到一個電纜數據終端上,電纜數據終端分別和有線電視、家用計算機和門禁系統相連,電纜數據終端可以通過無線或有線的方式和防盜探測器、緊急求助按鈕、三表、煙霧探測器、煤氣報警和自動關斷器以及家電控制器相連。
在住戶家的各窗戶旁邊安一個紅外探測器,在臥室和客廳里各安一個緊急報警按鈕和煙霧探測器,在廚房和浴室里各安一個煤氣探測和自動關斷器,在門邊安一個門磁。上述探測器通過無線或有線的方式和電纜數據終端相連,電纜數據終端通過有線電視的HFC網絡和住宅管理中心相連。當住宅內發生盜警、火警、煤氣泄漏和發生異常情況(異常情況下掀動緊急按鈕等)時,住宅內的聲光報警系統啟動,同時信號傳輸到智能住宅區的管理中心,在管理中心計算機監控屏幕上的住戶地圖中相應的部分出現聲光報警并顯示住戶在哪一幢樓的哪一個房間,發生的是哪一種類型的報警(盜警、火警、煤氣泄漏、緊急求助等),并通知相應人員趕赴現場。
采用電子水表、電子電表、電子煤氣表,電纜數據終端對三表進行讀數,將其存儲在EPROM中,管理中心的計算機通過有線電視網絡讀取住戶家中的三表,實現了遠程自動抄表。這樣,就可以將三表裝到住戶的家中,減少了室外的水管和煤氣管的投資建設,同時也減輕了施工難度。也避免了一些不法分子冒充抄表員到住戶家進行搶劫的事件的發生,保障了住戶的安全。
在單元入口處的防盜門上裝一個微型攝像頭,通過一個混頻器和有線電視網相連,將這個信號調到有線電視網上的一個空閑頻道上,當有人按門鈴時,將電視調到指定的頻道上就可以看見按門鈴的人,這種方式比用常規的可視門鈴系統便宜。
在雙向HFC網絡的上下行通道中各劃出一定的帶寬傳輸數據業務,通過HFC網和大眾信息網、商業銷售網、圖書情報網、醫療網、機關團體網、校園網、金融證券網、公司企業網、銀行和國際互連(INTERNET)網相連。和銀行聯網后,就可以實現交費的自動化。住戶配備CABLE MODEM,通過個人電腦訪問上述的各種網絡,就可以在家里進行電子郵件的傳遞、遠程網的登錄、股票操作(可以在家下單)、語音與傳真服務、遠程購物、遠程教育、遠程醫療診斷和咨詢,以及有線電視系統所能提供的所有服務,如視頻點播和付費電視等。
隨著科學技術的發展,Web TV和IP電話的研制,不用計算機,只要買一臺Web電視機,就可以看電視,同時又可以完成上面提到的各種網絡功能,當然在家安一部電纜電話,就可以通過有線電視網打電話 。
3.2 系統功能的擴展
在CDT上擴展485和電話接口,在小區的室外放幾個CDT,通過485接口,對小區的外圍實現如下功能:室外監控、停車場的管理與計費、保安員的巡更自動化管理、電梯和水箱監控.
在停車場的四周加防盜監視器,在出入口處采用無接觸式感應刷卡系統,并和有線電視綜合信息網相連,司機不用下車,只要將卡放在胸前,車場的門就自動打開,對車場進行自動管理和計費。
在各主要的巡更點、電梯和水箱處安裝感應器,感應器和有線電視綜合信息網相連,保安尋到此時,感應器感應到保安員的感應卡后,就記錄下,如果在規定的時間內,保安員沒有到,控制中心的計算機就產生報警,提示調度員呼叫保安員,通過這種方式督促保安員。并可以調攝像機,觀看此處保安員的情況,同時可以防止意外事件的發生。同樣,電梯和水箱的狀態通過有線電視綜合信息網傳到管理中心,就可以對電梯和水箱進行監控。
在室外相應的場所設立音箱和信息公告牌,在有線電視網上的相應頻道播放輕松愉快的背景音樂,以烘托和調節住宅區的氣氛,通過有線電視綜合信息網小區信息。
先進的電力電子技術對智能電網有著諸多的優勢作用,首先它促進了改善電網電能質量以及電力市場的發展,將電力電子技術以及裝置用在改善智力電網電能的質量,能夠實現高效和優質電網供應。其次就是能夠對電網的安全得到有力的保障并可起到優化電網的作用,FACTS等相關的產業當中,電子技術手段以其多樣化的自主創新形式作為培育點,將智能電網而對輸配電能力得到了有效提升,對故障損失率得到了降低。先進電力電子技術的應用使得智能電網可以安全穩定的運行,起到了重要優化作用。再者就是先進電力電子技術對資源的優化配置起到了重要作用,從而促進了可持續發展,對可再生能源提高了適應性以及容納性。
2智能電網優勢分析及先進電力電子技術應用探究
2.1智能電網的主要優勢分析智能電網在當下貫穿電力系統的各個環節,它是實現信息流以及電力流和業務流的一體化現代智能電網,自身有著顯著的優勢,它能夠把各種發電以及儲蓄能源方式得以兼容,將可再生能源的利用率得到有效提高,從而達到多樣化的電力市場交易主體和電能產品。其用戶能夠在智能電網作用下對實時電價信息得到及時掌握,從而形成良好用電習慣。并能夠有效的將用戶用電質量多樣式和電能質量多樣式的選擇得以實現,智能電網在故障的檢修以及查找的靈敏度比較高,可在有限時間內找到故障,這對危險性有了很好的預防效果。
2.2智能電網中先進電力電子技術的實際應用智能電網中SVC技術的應用是比較典型的一種應用技術,這一技術主要是依靠著靈活交流輸電裝置,從而實現電壓而對穩定以及調節系統電壓和對無功潮流的控制等作用,這一技術是解決我國電網輸電瓶頸的重要技術手段,SVC技術有著無功補償以及潮流優化的功能,可對電網電能輸送效率得到優化,并保障其安全穩定的運行。
另外電力電子技術在智能電網輸電環節中的應用,其輸電環節主要是柔性直流輸電以及交流輸電和高壓直流輸電這幾種類型,直流輸電有著穩性高和量大的特點,柔流輸電是當前電力電子技術和電力系統結合的產物,可靈活適時控制電力系統主要參數,把控制技術和電力以及電子技術得到有機的結合,在高壓輸變電當中能夠完成能源隔離增強電網穩定性,對輸送電能力也能夠得到有效提升。
智能電網中應用高壓變頻技術能夠對智能電網的運行得到優化,它能夠對電量得到節約三成以上的水平,將其技術應用到智能電網當中在整個運行操作過程中的節能效果能夠比較突出,這也是用戶實現節能減排的首選,功率單元串聯多電協調操作方式在實際生活當中運用的較為廣泛,其中的中亞三電平技術以及混合結構技術有著靈活的控制能力,這對智能電網的發展能夠起到重要的促進作用。智能電網中高壓直流輸電技術的應用也能將智能電網的運行得到優化,智能電網運行的過程中輸電采取的是直流電,發電以及用電采取的是交流電,這一技術主要是將直流和交流的轉換進行實現的。交流電先變為高巖直流電主要是在輸電線路換流變壓器以及整流器的作用下進行實現的,而直流電主要是在輸電線路逆變器的作用下進行實現的。遠距離輸電當中通過對高壓直流輸電技術的應用,能夠將智能電網的故障率得到有效降低,并能夠實現智能電網輸電距離以及輸電量較大的要求。
我國的智能電網發展還處在一個初級的階段,對先進電力電子技術的應用能夠推動其快速的發展,在這些技術當中,對超導電力技術的應用將會成為將來發展的一個重要趨勢。高溫超高電力技術是新興的技術,能夠在輸電電纜以及變壓器和電動機等諸多方面得到應用,實現這一電力技術并將其和智能電網得到有機的結合,能推動我國電網的發展。由于智能電網自身有著自愈能力,但實現雙向流動就需要更為先進的技術設備,超導電力裝備有著獨特之處,它能夠快速的調解電力系統增強其可控性。
3結語
在智能電網設計中,主要有以下幾個方面的特點,一是,智能電網具有節能性的特點,二是,可靠性。可靠性是智能電網最大的特點和優勢,也是對智能電網研究最多的特點。三是,兼容性,智能電網兼容性的特點使智能電網的應用范圍更加的廣泛。四是,互動性。互動性的特點能夠促進用電的合理化,提高用電的使用效率,節約電力,避免造成不必要的經濟損失。五是,自愈性。互動性的特點也是在說明智能電網能夠促進電力系統更加穩定有序的運行。下面針對于上述所談到的五點進行具體的分析。
1.1節能性所謂的節能性就是智能電網在實際的電能輸送的過程中,能夠最大程度的節約電能,減少在傳輸過程中電能的浪費,根據一項調查研究,我國的智能電網在每年的送電過程中能夠節約10%左右的電能,大約節約3000億元人民幣,進而促進我國經濟的可持續發展。
1.2可靠性在進行智能電網設計的時候,智能電網最明顯也是最關鍵的一個特點就是智能電網的可靠性。智能電網只有具備一定的可靠性,才能夠促進電力系統的良好運行,促進電力系統的穩定性發展。智能電網除了能夠保證電力系統安全穩定的運行之外,還有一個非常大的優勢就是智能電網能夠在受到外力破壞的時候能夠防止信息的泄漏,進而有效的避免造成巨大的損失,維護了國家的財產。另外,智能電網可靠性還體現在能夠對計算機病毒能夠進行相關的隔離,進而避免系統遭到破壞,促進電力系統安全的運行,有利于電力行業的穩步發展。
1.3兼容性隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的進步,也促進了智能電網的發展。智能電網另外一個顯著的特點就是智能電網的兼容性。風力發電大多集中在我國的西部地區,而我國的西部地區智能電網的覆蓋率非常的低,并且用電負荷比較小,很多的電力無法充分的利用,進而導致電能存在著很大的浪費,也造成了巨大的經濟損失。另外,風力發電也存在著很大的限制,由于風力的強弱無法控制,風力的時間也無法進行確定,進而通過并網對現在的電網系統帶來了很大的沖擊,而解決這一問題難度也非常的大,傳統的電網無法解決這一問題,但是智能電網對這一問題的解決有著非常大的意義。在調節電流上,智能電網能夠發揮很好的作用,也能夠對電力系統起到調節的作用。由于我國電力行業的發展不太樂觀,很多的電能被大量的浪費,也相應的導致電力行業發展的滯后,而智能電網所強調的是對電能高效和充分的利用,進而實現節能和環保的目的,智能電網將我國傳統的電力系統和現代先進的高科技術手段進行有機的結合,滿足了現代社會發展的需求,促進了我國電力行業和社會經濟的發展。由此可見,智能電網的兼容性這一優勢通過充分的利用,能夠促進電力行業的持續穩步高效的發展。
1.4互動性我們在進行智能電網設計的時候,主要的目的就是為了對電力的實際應用情況進行分析,加強對電價的管理,進而通過合理的分析,改變用戶一系列的用電行為,通過合理的調節,改變用電供求之間的矛盾。從我國目前電力發展情況來看,我國已經采用了削峰填谷和季節限電等做法,主要是允許用戶將現代化電器引人智能電網,將富余的電能進行轉讓,有利于促進電能的良好運用。
1.5自愈性智能電網最后一個特點就是自愈性,所謂的自愈性就是指,在使用自動化傳感設備的時候,智能電網可以對電力系統的局部性損傷進行預測,并且做出相關性的反應,進而能夠使電力系統遭受到的破壞程度降到最低,也能夠有效的防治由于電力系統出現故障導致大范圍停電的情況發生。
2智能電網的智能表現分析
智能電網在實際的應用過程中,其智能表現主要體現在以下幾個方面,一是,智能電網通過自動化技術,進而對智能電網中相關的運行設備的數據進行詳細的分析和采集,并且通過相關的傳感技術對智能電網的電力傳送過程進行有效的感知,再將感知的結果通過計算機進行數據分析,通過自動化技術,能夠為對智能電網的穩定性提供可靠的數據依據,促進智能電網的良好發展。二是,智能電網最為關鍵的部位就是智能調控中心,智能調控中心一般分為三個部分,即交互界面,計算機中心和自動化中心,在智能電網的交互界面上,我們既能夠清楚的看到觀測對象及其與其他設備之間的關系,還能夠對智能電網中控制和協調管理進行有效的分析,從而使決策能夠與現代的電力系統運作水平及相關要求相協調,因此,智能電網能夠發揮更為廣泛的應用效果,促進電力系統的良好發展。
3智能電網中應用的先進技術
智能電網主要應用到以下幾種先進技術,智能固態表針。該種先進技術能夠將用戶所用到的電力數據進行有效的記錄,不僅能夠進一步滿足用戶的電力需求,還能夠檢測到用戶用電高峰的智能控制的情況,能夠提高用電的合理性,并且為下步用電規劃提供相關的數據依據。高速雙向通信技術。所謂的高速雙向通信技術的作用就是將該技術應用到智能電網當中,能夠使電網自身對受損區域進行檢測和分析,進而實現智能電網的自愈功能。該種技術在應用中,能夠對電力安全進行很高的監控,并且能夠有效的對用電高峰的電能進行調整和分配,進而有利于提高智能電網的自控能力,促進智能電網更加穩定的運行。智能終端機配置。該技術的主要功能和作用就是對電力配置能夠進行很好的調配,進而完成對數據備份的良好運作,實現對智能電網的有效調控。智能終端機主要通過USE的方式進行信號的傳輸和接收,并且將信號通過互感器記錄在終端處理器中,減少了數據處理的時間。
4結束語
【關鍵詞】智能電網技術;用電營銷;應用
社會經濟不斷發展,智能電網技術的應用范圍不斷擴大,使其被廣泛的運用到用電營銷中。用電營銷在電力行業中占據著重要地位,將智能電網運用到用電營銷中給電力行業增添了新的活力,推動了電力行業的發展。智能電網是一種新型的電網,它以物理電網為基礎,結合了許多先進技術,給電力系統帶來了更高程度的發展。下面首先了解一下智能電網的有關內容,然后分析它在用電營銷中的應用情況。
1 智能電網技術的介紹
1.1 智能電網的概念
智能電網即電網的智能化,是以包括各種發電設備、輸配電網絡、用電設備和儲能設備的物理電網為基礎,將現代先進的傳感測量技術、網絡技術、通訊技術、計算技術、自動化與智能控制技術等與物理電網高度集成而形成的新型電網,它具備自愈、激勵、抵御攻擊等特征,智能電網投入使用后,不僅提高了電能質量,還能允許多種發電形式接入,充分展現了它的先進性。智能電網是建立在集成且高速雙向的通信網絡基礎上,結合了多種先進科學技術的應用,包括先進設備技術、先進測量技術、先進控制方法等,從而實現了安全、經濟、高效的電網建設。
1.2 智能電網的關鍵技術
要掌握智能電網技術,首先要了解智能電網的關鍵技術,包括通信、設備、量測、支持、控制五大方面的技術,下面我們來分別了解一下這幾種關鍵技術。
(1)先進的通信技術。智能電網是建立在高速雙向通信網絡基礎上,在先進的通信網絡前提下,智能電網對數據進行處理,先進的通信系統給了智能電網實現高目標電網建設的條件,電網與通信網絡兩者緊密相連。在高效的通信網絡條件下,電網供電可靠性增強,提高了資源利用率,推動了電網的進一步發展。先進的信息技術成就了智能電網的自愈性,利用它進行監測工作,并采取補償,防止大范圍事故的發生。
(2)先進的參數量測技術。先進的量測技術對智能電網來說尤為重要,它能幫助智能電網獲取數據并完成數據轉換,包括功率、電能質量、設備情況、電能消耗等數據信息,以供電網使用。先進的量測技術在智能電網使用中,還能有效評估設備使用狀況,分析電網整體情況,實現電量讀取,并可估計電量消費情況,以防止竊電現象發生,方便企業與客戶的交流。
(3)先進的設備技術。先進的設備技術大大提高了智能電網的性能,為進一步提高智能電網的可靠性,要大力推進設備技術更新,在以后的智能電網中要充分的應用先進研究成果。這些最新的研究成果主要有電子技術設備、超導技術設備和大容量儲能設備,利用先進的技術不斷提高電能的質量,智能電網通過引進先進設備,擴大了先進設備的應用范圍,同時先進設備的使用也加大了電網運輸容量,提高了電網的可靠性。
(4)先進的決策支持技術。決策支持技術在智能電網中發揮著重要作用,它主要用來完成數據信息的轉換,將電力數據轉換成簡單明了的信息,幫助工作人員處理發生的問題。決策支持技術的應用給電網決策提供支持,大大提高了智能電網系統的運行效率。
(5)先進的控制技術。先進的控制技術為智能電網提供分析及措施,幫助智能電網消除電能質量擾動,防止供電中斷現象發生。它主要依靠于以上四個技術,并為它們提供服務,對智能電網的管理有重要意義。
1.3 智能電網的發展狀況
智能電網是未來電力市場發展的方向,智能電網的發展前景十分樂觀。隨著經濟的不斷發展,傳統電網的局限性逐漸顯露,智能電網開始占據市場,由于它具有自愈、激勵、抵御等優勢,因此得到了廣泛的應用,并受到了電力行業的好評。智能化電網與普通電網相比,其電網基礎牢固,技術支持體系完善,能夠允許新型發電形式接入,電能損耗較低,使得電網性能得到了很大的提高,功能更加強大。而且智能化電網運用了先進的科學技術,能夠預知故障的發生,并及時隔離故障,還能對故障做出處理,這樣以來就能避免停電范圍的進一步擴大,提高了電網的服務水平。總之,智能電網技術相比傳統電網來說,有著明顯的優勢,無論從經濟還是功能方面都有很大的進步。
2 智能電網技術在用電營銷中的主要應用
隨著智能電網技術的不斷發展,被廣泛的應用到了用電營銷中,使智能營銷技術不斷發展,下面主要介紹一下用電信息采集終端、智能交互終端、智能化抄表這三個方面,從而得知智能電網技術在用電營銷中的應用情況。
(1)用電信息采集終端在用電營銷中的應用。在開始階段,負控裝置得到了廣泛的應用,主要用于電網中的防偷電、負荷監測等,當時用電信息采集終端還未出現。為了進一步提高負控裝置的功能,采用了先進的通信技術,從而研究出了用電信息采集終端。用電信息采集終端用途較為廣泛,它在購電、用電、售電三個方面都起到了重要作用,實現了這三個方面的信息采集和處理功能,能夠有效的監測購電、用電、售電三環節。另外,用電信息采集終端幾乎將客戶全部覆蓋,為企業和客戶提供了良好的平臺。
(2)智能交互終端在用電營銷中的應用。智能交互終端利用了先進的通信技術,通過人機界面,方便了電網與用戶之間的信息傳遞。智能交互終端既可以傳遞電網的信息,指導客戶科學有效地使用電能,又可以接收客戶的指令,并對客戶的用電信息進行采集和分析,將其傳遞給電網,從而實現了兩者之間的互通性。隨著科技的發展,智能家電將進入人們的生活,智能家電具有智能化、現代化的優勢,它的信息網絡功能強大,在利用遠程控制、智能報警等基礎上,通過智能化交互終端完成電網與用戶之間的互動。目前智能交互系統的平臺不夠完善,不能夠及時的獲取重要信息,也不能夠得知用電繳費情況,具有一定的局限性,需要我們對智能交互終端進一步優化。
(3)智能化抄表在用電營銷中的應用。智能化抄表給電網工作人員提供了極大的方便,有效地提高了電網企業的工作效率,隨著經濟的不斷發展,智能化抄表系統的不斷完善,使現場抄表與智能化管理完美的結合在一起,抄表的數據分析功能更加強大。現在的智能化抄表多是采用M-Bus協議,它利用電力線傳輸信號,然后由采集器進行信號分析,抄取完電能表中的數據后再傳遞至采集器,最后通過電力線將該信號傳送到終端,這樣以來就實現了智能化抄表。
3 總結
隨著經濟的發展,科技水平的提高,電網向智能化發展正是科技進步的表現。智能電網運用了許多先進的科學技術,相對普通電網來說它具有許多優勢,對電力行業來說尤為重要,它的出現將電網建設帶向了更高的層次。為了加快用電營銷的智能化建設,我們將智能電網技術運用到了用電營銷中,通過對這些應用分析,可以進一步擴大智能電網技術在用戶營銷中的應用范圍,從而推動用電營銷管理的發展。
參考文獻:
[1]趙爭鳴,鄒高域.大容量電力電子應用系統及其關鍵問題綜述[J].大功率變流技術,2010(02).
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關鍵詞:通信技術;智能電網;運用
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
引言
智能電網顧名思義,就是電網的智能化,它以高速雙向的、集成的通信網絡為基礎,運用先進的傳感和測量技術,實現電網的安全、可靠、經濟、高效的運行。在智能化電網的建設過程中,通信技術在其中起著至關重要的作用。通信技術能夠對整個系統進行全方位自動化控制,管理便捷,其使用的影響因素較少,這主要是由于智能電站都是由很多方向的電路連接,嚴格按照電力輸送要求,使得智能電網更加健全,從而確保供電的穩定性,這也是光通信網絡建設的基礎。
一、智能電網概念及優勢
智能電網其實質就是電網實施智能化運行,也被專業人士稱為“電網2.0”。其構建在傳輸能力強、較為集中的通信網絡前提下,采用測試、傳輸、控制、設施等最新通信技術來保證系統的運行,這樣的電網安全性能高,經濟實惠,資源合理配置,能夠較好地正常運行、自我修復、抵制侵害,符合21世紀電能質量的要求,能夠進行各種發電方式的啟動和接入,從而實現電力市場和資產合理化配置及高效運行。總結智能電網所具有的優勢在于:
(1)電力使用者能夠積極加入到電力生產過程,并理性消費。為電力使用者提供實時電價信息及最合理的用電計劃,使得電力使用者自覺挑選與調整電力消費計劃;
(2)能夠最大程度上允許各種分布式發電和儲能,從而能夠讓分布式電源與集合式電源相互補充;
(3)允許電力市場化,即是在某些時間段內進行電力交易、實時電力交易等等;
(4)符合當前社會對電能質量的要求,制定各種質量價位;
(5)進一步優化電網運營。將電網智能化與資產信息化管理有機結合,從而充分發揮其作用;
(6)抵制外界干擾。擁有迅速恢復的能力,快速判斷外界惡意攻擊并積極抵制,保證供電安全。不同于傳統電網,智能電網擁有更多的優勢,提高了信息的收集效率及對業務的判斷能力,實現了電網的智能化。另外也能提高電力企業的管理水平、運行效率和電網安全性能。
二、智能電網的通信需求
智能配電網的通信系統是通信支撐平臺是智能電網信息傳輸、交換和處理的重要基礎。在智能配電網中,通信系統主要用于智能配電裝置與各智能應用系統之間的信息傳輸,包括用電量信息、裝置狀態信息以及各類控制信息。通信系統作為一個關鍵的環節應滿足以下需求。
首先,大量的控制信息和監測信息具有較強的時效性,因此通信系統必須支持實時傳輸;
第二,隨著智能電網乃至物聯網的發展,將會涌現出各類新型的業務,配網通信系統應滿足不同業務的QoS需求;
第三,未來物聯網將會涌現出更多設備與設備之間信息、互通、互操作的應用場景,面對眾多的智能終端和更多的新興業務,配電網的通信系統必須支持多用戶接人和寬帶傳輸;
第四,由于電能系統的狀態信息必須實現保密性,能抵御黑客或非法攻擊,因此通信網絡必須為所承載的業務提供安全保障。此外,我國是一個災難頻發的國家,冰災、地震、泥石流等自然災害嚴重危害著電力系統的安全運行。因此,面向應急場景的智能配電網通信系統是構筑智能配電網的重要支撐系統。
二、通信技術在智能電網中的應用
(一)光纖通信在電力通信網中應用情況
1.OPGW技術
OPGW技術的特點是對于傳統輸電線路與現代光纖通信的有效結合,并且是一種新興的傳輸工具,采用的是復合架空的地線電纜,在電力系統中廣泛運用,它的特點是傳輸速度更快、機械性能更佳、導電性更好、通信量更大,具有更好的保密性,對于雷擊的發生也有很好的規避作用。
技術參數配選。OPGW光纜的外徑、重量、抗拉強度、直流電阻及短路電流容量等要技術參數是相互影響與制約的。在配選時,應該根據據線路工程的氣象條件、桿塔結構、檔距、導地線弧垂及重量、線路走廊接地電阻以及系統最大短路電流等條件,確定最優方案。
結構選擇。OPGW的結構主要由含光纖的纜芯(光單元)和絞合的金屬線構成。根據光單元外保護層的材質可分為鋁管型、鋁骨架型以及鋼管型三類,在選擇時,要根據結構型式的特點與工程項目具體情況綜合考慮,新架線路一般采用松套結構偏心鋼管式或中心鋼管式。
2.ADSS技術的具體應用
一般對于ADSS的線纜施工壓力要把握好,不論是張力還是側壓都要有效把握,要注意不要在線路桿塔上進行帶點工作,一面造成安全事故,另外壓力的保護也是對光纖纖心的保護,施工過程中要注意光纜要用防水膠帶進行密封,不要由于進水等情況引發光纖進水或者受潮,纖芯一旦進水就會可能發生斷裂的情況,因此務必需要注意,除了用防水膠帶密封頂部,還要注意尾端的密封,為了方便懸掛和熔接工作,注意光纜不要與地面、光塔以及建筑物進行刮擦。
懸掛的要求。對于ADSS電纜的懸掛要注意防止由于風的作用產生擺動而引發的鞭擊,一般要特別注意光纜不要與居民樓、公路、鐵路或者其他通信線路發生撞擊或摩擦,要注意與上述物體保持一定的距離,為了預防光纜產生擺動,要保持水平或者垂直的方向不要讓光纜的導線與底線交互,另外還要注意電纜懸掛時確保懸掛的塔材能接受預定的側拉力。
(二)無線通信
ZigBee聯盟的ZigBee標準使用跳頻擴頻無線技術,提供低速的、可靠的、遠距離傳輸性能,并免受傳輸堵塞和干擾。具備ZigBee無線傳輸協議的設備組成的數據測控網絡,由于其設備自身體積小、高可靠、成本低、低功耗、環境適應能力強等諸多優勢,將非常適介于在大范圍智能電網中的廣泛使用推廣。電網運營商可以通過該電表對用戶的用電情況進行計量、查詢和管理、優化電網的運行、監控電網的使用情況、在電網受到沖擊時對用戶的電器設備進行臨時的斷電管理等功能。ZigBee設備組成的智能電網測控網絡能夠實現構建堅強、自愈、兼容、經濟、集成、優化的特點。
(三)IPv6技術在智能電網中的應用
隨著智能電網進入全面建設時期,IPv6作為下一代互聯網通信協議,具有大范圍地址空間、報頭靈活、即插即用、安全性高等特點,這些特點滿足了智能電網在信息化技術的要求。國家電網公司擁有規模龐大的企業信息通信網絡,IPv6技術的演進和升級對公司基礎網絡與業務應用的影響巨大。隨著電網自動化及信息化程度的不斷提升,產生了巨大的IP地址需求;電網對電力生產及消費各環節信息的深度、細度采集分析及數據廣泛互通,以及對信息安全和服務質量提出極高要求;電網與電力客戶的雙向互動,使得電力信息通信網必須與公共互聯網產生越來越多的信息交互,因此,下一代互聯網技術在智能電網的應用是必然趨勢。
結束語
電力技術在智能電網運行過程中扮演著重要角色,在很大程度上影響了智能電網的生存與發展。當前我國的電網建設提出以自動化、信息化、數字化為目標,建設特征統一的智能電網。我國的智能電網包含電力系統的發電、配電、變電、輸電、調度和用電六個方面,智能電網的建設是一項復雜且龐大的工程,不同于傳統電網,智能電網擁有更多的優勢,提高了信息的收集效率及對業務的判斷能力,實現了電網的智能化。另外也能提高電力企業的管理水平、運行效率和電網安全性能。因此,以信息化為基礎,以通信技術為保障,才能真正促進智能電網的建設和發展。
參考文獻:
[1]尹文婷.無線信息通信技術在電網中的應用[J].數字技術與應用,2013.
關鍵詞:電力企業 核心競爭力 智能電網
企業核心競爭力并不是企業內部人、財、物的簡單疊加,而是能夠使企業在市場中保持和獲得競爭優勢的,別人不易模仿的能力。現代企業的核心競爭力是一個以知識、創新為基本內核的企業某種關鍵資源或關鍵能力的組合,是能夠使企業在一定時期內保持現實或潛在競爭優勢的動態平衡系統。
雖然所有的核心競爭力都是企業取得競爭優勢的源泉,但并非所有的競爭優勢都是企業核心競爭力。作為一個身處大數據時代的企業,如何清晰識別和確定自身的核心競爭力是足點于激烈競爭中的基石。
企業核心競爭力主要有以下三個特點:(1)價值性,即客戶效用,這種能力能很好地實現顧客所看重的價值,提高產品質量,提高服務效率,,從而給企業帶來競爭優勢。(2)稀缺性。這種資源或能力必須是稀缺的,只有少數企業擁有甚至僅本企業擁有。(3)難以模仿性。核心競爭力還必須是企業所特有的,并且是競爭對手難以模仿的,也就是說它不像材料、機器設備那樣能在市場上購買到,而是難以轉移或復制。這種難以模仿的能力能為企業帶來超過平均水平的利潤。
下面以國家電網公司為例,針對企業核心競爭力的識別與培養,談一談我淺薄的看法。
國家電網公司以建設運營電網未核心業務,是關系國民經濟命脈和國家能源安全的特大型國有重點骨干企業,承載著保障更安全、更經濟、更清潔、可持續的電力供應的基本使命。公司經營區域覆蓋26個省(自治區、直轄市),覆蓋國土面積的88%以上,供電人口超過11億人,售電量34694億千萬時。
在企業發展的不同階段,核心競爭力也不斷發展。目前,國家電網公司的核心競爭力主要是對新技術、新體系、新方法的探索,特別是基于特高壓電網為骨干框架的智能電網建設。中國電力科學研究院對智能電網的定義為:智能電網是以特高壓電網為骨干框架、各電壓等級電網協調發展為基礎,運用現代先進技術而形成的新型電網。它以充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應安全的可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的,實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。
我國資源分布和用電客戶分布的極度差異性導致原始的電力輸送模式效率低、損耗大,不利于資源的合理配置。智能電網的建設實現了資源的優化配置,降低了輸電成本,提高了經濟效益,更好的服務于國內市場,以更合理的價格給用戶提供更高質量的用電服務,為企業帶來競爭優勢。
其次,智能電網的建設和研究,都是在國家電網龐大的資源和政府政策的支持下,完成的中國自有電網建設技術的開發研究,其實現需要政府、企業、高校、相關研發單位和人員的合理配置,這些稀缺資源和智力支持是國家電網公司幾十年的累積產物,是大部分企業無法在短期內進入的領域。另外,因為國家電網公司對于智能電網技術的研發過程是完全獨立的,在國際上可以提出一套中國標準,提高了參與國際標準開發的可能性和實際地位,取得了智能電網標準推廣的話語權。
最后,充分利用智能電網的研發帶來的企業科技軟實力,可以實現電網產品科技附加值的營銷。因為智能電網的優越性是顯而易見的,也是諸多較富裕但科技實力相對落后的國家競相購買的產品。國家電網因為掌握了智能電網的核心技術且擁有了獨立于其他國家的電網標準。國家電網就會在世界智能電網市場得到較為核心的競爭力。
智能電網的建設離不開管理創新和技術創新。對于管理創新,一是國家電網公司推進“三集五大”體系建設,即人財物集約化管理和“大規劃、大建設、大運行、大檢修、大營銷”體系建設。在遵循電力發展客觀規律的基礎上,圍繞“一強三優”現代公司戰略目標,按照集約化、扁平化、專業化方向,變革組織架構,創新管理模式,優化業務流程,深化人財物集約化管理,做強公司總部、做實省公司、做優地(市)公司,全面提高公司管理效率、經濟效益和服務水平。通過統籌人財物核心資源,優化五大業務模式,壓縮管理層級,縮短業務鏈條的方式,實現電網建設協同高效運作,為推動智能電網的發展提供了良好的管理體制和運行機制。二是采用新的同業對標體系。隨著電網發展的國際化,原有的國內對標體系已經不能滿足企業發展的需求,企業想要發展,就不能閉門造車,必須在全球范圍內清晰的認識到自己的位置,因此,國家電網公司全面推行國際對標體系,從安全管理、資產經營、營銷服務、電網運行、人力資源等方面與國際相關企業對比,使企業瞄準和把握先進水平,學習和借鑒先進理念和先進方法,實現企業自我完善。
經濟學家熊彼特說過:“創新就是生產函數的變動。”作為一個現代企業,國家電網公司成立了以中國電力科學研究院為核心單位的研究團隊,通過企業自主創新,編制智能電網發展規劃,制定技術和管理標準,開展關鍵技術研發和設備研制,實現關鍵技術和設備的重大突破和廣泛應用,使電網的資源配置能力、安全水平、運行效率,以及電網與電源、用戶之間的互動性顯著提高。同時,在電網在服務清潔能源開發,保障能源供應與安全,促進經濟社會發展中將發揮方面更加重要的作用。
美國戰略學家哈默認為:“企業是一個知識的集體,企業通過積累過程獲得新知識,并使之融入企業的正式和非正式的行為規范中,從而成為左右企業未來積累的主導力量,即核心競爭力。”企業的核心競爭力的長久發展,需要將其融入到企業先進的價值觀中,統一思想,步調一致,共同促進企業發展。
參考文獻:
關鍵詞:電力技術;電力系統;智能電網
在當今時代,面臨著能源短缺的局面,可持續發展是當今社會發展的主流,所以在電力技術方面,現代社會對電力技術有著更高的要求:電力高效、潔凈、零排量。新的電力技術極具市場前景,而智能電網正能夠適應當今市場發展的需求,因為智能電網是“可靠、安全、經濟、高效、環境友好”的,智能電網逐漸成為現代電網的主流。本文主要通過闡述智能電網的概念、內涵與特征、關鍵技術以及其智能化主要表現在哪些方面,來分析智能電網規劃在電力技術及電力系統規劃中的作用。
一、電力技術下智能電網技術的發展分析
(一)智能電網的基本概念分析。何謂智能電網呢?顧名思義它是電網系統以及相關技術智能化的體現。一般而言,智能電網是一種以集成、雙向、高效的計算機通信技術為載體,以各種先進的測量、傳感、控制、決策技術為依據,以逐步實現整個電網系統的安全、可靠、穩定運行為目的的新型電力技術。
(二)智能電網的關鍵特征分析。第一,堅強性。智能電網能夠確保在整個電網系統發生突發性或是大面積擾動與故障影響時,終端用戶的用電需求仍然能夠得到有效滿足,且在電網系統受到極端自然天氣狀況或是外力破壞的作用影響下還能夠保持在安全穩定的運行狀態,以此實現電力信息的安全保障;第二,自愈性。智能電網不僅具備了持續在線的電網系統安全評估及分析體系,還提供了強大的預防控制及防治體系作為自我輸供電能力的保障;第三,兼容性。智能電網與傳統意義上的電網系統最大的不同在于它支持了各種清潔可再生能源的介入,并能夠通過各種分布式電源與微電網系統的互聯來實現各終端用戶之間的互動需求,進而使整個電網運行系統所支持的增值服務能夠最大限度的契合用戶所需;第四,經濟性。智能電網為電力市場相關經濟活動與交易往來的開展提供諸多的技術支持,它所實現的各種電網運行資源優化配置對于合理降低電網系統運行過程中的傳輸線路損耗,不斷提升電力資源利用效率工作而言有著極為重要的作用與意義。
(三)智能電網的智能表現。針對上述有關智能電網的關鍵特征分析,筆者認為智能電網在實際應用過程中之所以被人們稱之為“智能”,電網,肯定就有著這種電網相對于傳統電力技術網絡系統更為優越的地方。首先是這種智能電網所表現出的可觀測性,電網系統內設置的傳感器與采用的有效傳感測量技術能夠使電網系統任意部分的任意動作及時反映到交互界面上;其次智能電網與觀測對象的關系不再僅僅是觀測與被觀測的關系,同樣還具備了控制與被控制、協調與被協調的關系。與此同時,智能電網在數據信息分析決策與環境自我適應方面的優勢都使得這種新型電力技術有著比傳統電網系統技術更為廣闊的發展空間。
(四)智能電網當中應用到的先進技術。相關工作人員需要認識到智能電網作為新時期電網運行系統的一大分支,是建立在各種先進電力電子技術得以充分應用的基礎之上的。具體而言,當前智能電網中所應用到的先進技術有以下幾種。
1.高速雙向通信技術。高速雙向通信技術從本質上來說是智能電網系統技術自愈特性的最關鍵體現。它不僅能夠實現智能電網自我持續的檢測及校正功能,同時也能夠對各種在電網系統中潛在或存在的系統運行安全事故進行有效監控與防護,在這些電網系統事故發生之后,高速雙向通信技術能夠對各輸電線路的傳輸電能進行有效補償,并及時從新分配潮流,以此杜絕安全事故的隱患進一步擴大,進而使智能電網系統及其相關技術對電力電網的控制能力與服務水平能夠得到極大提升。
2.智能固態表針。智能電網應用技術及其系統最大的資源優勢整合在于它將傳統意義上的電網系統技術中所應用的電磁表技術與讀取系統進行了改進,并以一種能夠在電力企業與終端用戶之間實現雙向通信的智能固態表計數與讀取系統來替代。這種表針除了能夠持續計量電網系統輻射范圍內終端用戶在一天不同時段內對電能的需求,同是它還能將電力企業所指定的高峰、低谷電力價格信號與費率儲存在電力系統計數裝置內部,并將在何時段采取何種電費費率政策的相關信息及時反映到終端用戶操作界面上,據此實現整個電網系統的智能化應用及操作。
二、電力技術下智能電網規劃在電力系統規劃中的意義分析
在當前技術條件支持下,我國的大部分有線電路受電力系統規劃工作不到位、不細致的因素影響,短時間內極容易出現整個電網線路的超負荷運行問題,再加上某些地區輸電線路發展長期滯后,電站建設受到的關注度還遠遠不夠,不僅電網建設工程周期無法得到滿足,建成后的運行電網系統安全性能也無法得到可靠保障。與此同時,我國特殊的能源分布結構使電力資源較為充分的西部、北部電力無法及時且高效的輸送到對電力資源需求價高的東部、南部區域,電力能源緊張問題始終是制約我國電力行業以及電力電網系統發生的最關鍵問題,這也使得智能電網的規劃工作在當前經濟形式發展下顯得格外重要。
(一)首先,對智能電網進行有效的電力系統規劃能夠實現智能電網高速雙線通信技術下雙向互動的職能數據傳輸,進而有利于動態、浮動電價制度的在全國范圍內的順利開展。
(二)智能電網能夠在遵循各電網建設區域不同環境因素的基礎上,有針對性、有側重點的將各種新時期的清潔可再生能源接入到電網系統運行網絡當中,并結合太陽能、地熱能、風能等多種能源的特性,將職能電網與清潔可再生能源的并網研究技術作為電力系統規劃的下一步工作中心,逐步實現智能電網當中分布式能源的管理目標。
三、總結
智能電網是電網發展中一種新前景,成為“全球工業與信息業的一次新產業革命、技術革命、管理革命”。在我國,投入較大量的人力、物理等資源建設中國特色的智能電網,并以智能電網為基礎制定出中國較好的電網現代化發展戰略,是我國目前的奮斗目標,也是發展前景。■
參考文獻
關鍵詞:新能源;智能電網;建設
隨著我國電力需求的不斷增加,對電能質量提出了更高的要求,加上我國傳統能源存量的不斷減少,有必要將新能源技術應用于未來電力事業發展,著力尋求智能電網建設的方法和途徑,從而在穩步提高電能質量的基礎上,有效的緩解能源危機。同時,我國目前新能源技術在電力生產應用方面取得了諸多成效,具有一定的技術基礎上,為智能電網建設提供了有力保障。文章在分析我國目前智能電網建設現狀的基礎上,闡述了新能源背景下我國知網電網建設面臨的問題,并著重分析了新能源背景下智能電網建設策略,可為相關工作者提供參考。
1 智能電網概念及建設現狀
1.1 智能電網概念
當前,智能電網并沒有一個統一的定義,但是我們可以通過下面的表述對其進行了解:它是未來發展的一種新型電網,其物理基礎以各種發電、用電和儲能設備為主,同時還有配套的輸配電網絡,另外,它還集成了諸如新型傳感測量技術、通信技術,自動化與智能控制技術、網絡和計算機技術等;可以實現對其中的任意一個發電設備、輸配電設備用戶和節點等的實時監控,也即可以完全實現自動化,保證了所有節點的電流、信息的雙向流動;有效實現自愈,其可以自我恢復發生的任何事故,從而保證了電網的可靠運行;可以自行調節對用戶所需要的電能質量的滿足;支持接入分布式電源的接入,使得電網整體、靈活和效率等性能得到了提高;完美解決和大量可再生能源發電系統的接入和整合等等。
1.2 我國智能電網建設現狀
當前,世界上不同的國家對智能電網涵義還沒有一個完全統一的認識和了解,且每個國家的能源、用戶分布和電網建設情況也是相差甚遠。考慮到我國的基礎國情,在今后一段時期內對電網的建設要依靠特高壓電網實現大容量、遠距離、低損耗輸電,減小煤炭運輸壓力,實現能源資源在全國范圍的統一高效配置和高效利用。上文也探討過智能電網的諸多優勢,這些優勢勢必為我國建設的大容量電力,遠距離外送的電網提供堅強的技術保障。另外,特高壓輸電的諸多優勢也使得其成為國際上輸電技術的重點發展方向。因此,我國也具有很高的特高壓輸電技術、產業等領域的優勢,我國應該積極探索自己的智能電網發展模式,筆者結合工作實際實踐認為,我們應該對統一堅強的輸電網進行優先發展,并把中國電網的建設重心始終放在對骨干電網的建設上。以上種種都對能源的清潔和高效利用具有重要現實意義,接下來,我國要始終把只能電網的發展集中在對新能源利用的探討上。
2 新能源背景下我國智能電網建設面臨問題
當前,我國新能源發展下的智能電網建設還面臨著諸多問題,需要對這些問題進行探討,將未來我國智能電網的積極發展提供現實意義。
2.1 可再生能源分布的分散性
可再生能源具有分散性的特點且在存在統一大電網的同時,使得靠近負荷側就地利用的分布式發電也會逐漸凸顯重要。因此,在未來的電網中,不可避免地要出現這么一種格局:統一的大電網與分布式電網平行發展。另外未來電網可能面對的一個重大挑戰即是如何優化平衡利用分布式電力資源和集中發的和使得大電網和分布式電網的有效互動。這是因為未來的電力用戶不僅僅是用電方,如果他們也具有發電系統的話,其不可避免地要成為電力供應方。同時,未來電網的一次能源并不僅僅局限在現今主要的水電和煤電,可能還會有水電、光電、海洋能發電、風電和生物質發電等方面,當然,如果對其時空分布特點和發電方式進行考慮,則又顯得更為復雜了。因此,充分地對此類問題進行綜合分析和考慮,為以盡量最大限度地使得相關資源和負荷得到優化平衡、電網系統的總體效率和效益得到提高具有積極重要的作用。
2.2 可再生能源和負荷資源的分布不匹配
改革開放以來,我國的經濟水平得到了飛速發展,也促使了發電量的逐年攀升。但是未來其可能不會成為發電量攀升的唯一因素,還需要考慮到能源結構的影響。眾所周知,當前對新能源的利用主要是以發電為主,而隨著社會的發展,電力將必然成為終端能源的主要部分。因此,就要對電網的容量提起重視。不僅僅如此,很多可再生能源的間歇性和不穩定性等特點,會使得其在發電時產生的發電功率有較大的影響,另外一些諸如慣性之類的因素,也對其提出了很大挑戰。所以,應該重視對未來高容量電網的管理和高效、可靠、安全地的運行問題。
2.3 能源系統中石化能源的退出
未來能源系統中的化石能源的退出,將會帶來很大的變動,對智能電網的發展也會提出很大的挑戰。一旦諸如軌道交通用機車、汽車等燃油交通系統不再使用石化能源時,其不可避免地將會采用電力。這些因素的變動也會對電網產生很大影響,要引起足夠的重視:未來的電網符合特性將會和現在的負荷特性產生很大的變化,未來電網中將會有大量的包含電氣化機車的移動負荷和大范圍分布的充電電站以代替現今的加油站之類的設施以用于汽車等的充電,同時,在未來規劃中,也要考慮將充電電站作為儲能備用系統來使用。
3 新能源背景下我國智能電網建設策略
3.1 大力發展儲能技術
大力發展儲能技術,可以極大地促進未來智能電網技術的發展。考慮傳統的電力系統模式主要遵循的是生產-傳輸-使用的模式,在未來智能電網建設中,可以增加一個“存儲”電能的環節。這種存儲技術的應用,將會使電網的性能得到大幅度提升,且對可再生能源以及分布式發電的大規模應用和大型可再生能源發電站的開發利用具有一系列明顯的優勢,其不僅提供豐富的技術選擇,也為其提供非常有利的技術支撐。另外,可再生能源發電系統對儲能裝置也有一些要求:具有較快的響應速度;能量密度大,能夠以較小的體積重量提供較大的能量;功率密度大,能夠提供系統功率突變時所需的補償功率;耐溫性能好,能夠適應一些特殊環境;儲能效率高;儲能量大,能夠滿足調節峰谷和適應可再生能源資源晝夜變化和短期不穩定性變化的要求。因此,儲能技術的應用將會使電網運行無論在安全、經濟還是靈活性方面都會得到明顯的改進。
3.2 著力發展分布式智能電網
所謂分布式智能電網,是這樣一種智能電網:它構建起靠近用戶的小型發電機組、儲能系統和微型電網,并且與外部電網進行互聯(或獨立運行)。同時,這些小的發電機組的發電系統也可以不同,其可以運用太陽能、風力和生物質等可再生能源。原來配電網的結構不會因為分布式的電源的接入而發生改變,這樣延緩了輸、配電網升級換代所需的巨額投資。當然,供電質量和可靠性也會隨著它的接入而得到非常有效的改善。因此,通過筆者分析可以看出,分布式智能電網的采用,可以大大提升可再生能源的有效利用。
4 結語
智能電網的建設是一個系統的過程,受到諸多因素的影響,文章只是結合筆者認識提出了新能源背景下我國智能電網建設策略,具有一定的參考價值。而在建設實踐中,還需要從社會支持、國家政策、技術研發等方面綜合實施,以促進我國能源問題的緩解和電能質量水平的提高,保障人民的可持續發展。
[參考文獻]
[1]智能電網與新能源技術研究所[J].華北電力技術,2012,(4).