智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展

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1引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)尖端領(lǐng)域中的新型技術(shù)的迅速發(fā)展，技術(shù)時(shí)代已經(jīng)悄然到來。當(dāng)現(xiàn)有的智能電網(wǎng)技術(shù)難以與現(xiàn)階段電能供應(yīng)的多樣化需求相匹配時(shí)，相關(guān)的技術(shù)就需要不斷地進(jìn)行更新，從而與社會(huì)的發(fā)展需求相契合。因此，在了解智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討不同角度下智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)此做出進(jìn)一步的完善與改進(jìn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析

2.1先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)促進(jìn)了新能源的廣泛應(yīng)用

隨著國(guó)家能源政策的有效推行和各種發(fā)電技術(shù)的成熟，各種各樣的新能源已經(jīng)在智能電網(wǎng)中有著更為廣泛的應(yīng)用，能源構(gòu)成也已發(fā)生較大變化，以風(fēng)能、太陽能、大容量?jī)?chǔ)能裝置等能源為代表的分布式電源在智能電網(wǎng)中有了更多的應(yīng)用。現(xiàn)階段，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)的發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，能源構(gòu)成秉承著環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展的基本理念，在實(shí)施節(jié)能發(fā)電調(diào)度，提升常規(guī)能源利用效率等方面均取得了優(yōu)秀進(jìn)展。例如在環(huán)境保護(hù)方面，新能源的使用有效降低了發(fā)電環(huán)節(jié)溫室氣體的排放；在信息傳輸方面，雙向交互技術(shù)使得電網(wǎng)對(duì)發(fā)電側(cè)的控制水平進(jìn)一步提升，促進(jìn)了節(jié)能降耗；在能源使用方面、大型火力、水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)的成熟也使得廠網(wǎng)協(xié)調(diào)水平有效提升。

2.2完善的智能變電站結(jié)構(gòu)提升了電網(wǎng)的可靠性

智能變電站是一種基于全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化三大要求，利用先進(jìn)的智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線智能分析、協(xié)同互動(dòng)、智能調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)控制等一系列功能的變電站。其作為智能電網(wǎng)中的核心組成，在智能電網(wǎng)的變電系統(tǒng)中發(fā)揮著不可忽視的重要作用。現(xiàn)階段，智能變電站多采用如“三層兩網(wǎng)”作為基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由站控層、間隔層、過程層三層構(gòu)成，并由站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)層之間的連接。其中，站控層是由數(shù)個(gè)管理子系統(tǒng)構(gòu)成，具有最高權(quán)限和高度集成權(quán)，所涉及到的技術(shù)包括實(shí)時(shí)監(jiān)視控制技術(shù)、電力系統(tǒng)通信技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)等。以監(jiān)視控制技術(shù)為例，站控層往往能夠?qū)θ緮?shù)據(jù)進(jìn)行采集以及針對(duì)全站運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)監(jiān)視控制，并通過站控層網(wǎng)絡(luò)向間隔層實(shí)施二次數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到優(yōu)秀的監(jiān)視控制效果。而間隔層多由變電站中的二次設(shè)備構(gòu)成，其功能顧名思義，旨在實(shí)現(xiàn)在站控層和站控層網(wǎng)絡(luò)均失效的情況下將所在間隔的監(jiān)控機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)操作，涉及到的技術(shù)包括智能繼電保護(hù)技術(shù)、智能變電站高級(jí)應(yīng)用技術(shù)、在線式五防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信檢測(cè)分析技術(shù)等等，是智能變電站中的核心結(jié)構(gòu)。而過程層則用于實(shí)現(xiàn)智能變電站的具體功能，包括采集實(shí)時(shí)變電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)量、監(jiān)測(cè)變電設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和執(zhí)行站控層下達(dá)的控制命令等等，其多是由一次設(shè)備及其附屬的智能元件構(gòu)成，傳統(tǒng)變電站中常見的各類互感器、斷路器和隔離開關(guān)等均屬于過程層。

3智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)展望

3.1調(diào)度的智能化將實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的大范圍優(yōu)化配置

在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，調(diào)度一直是作為電網(wǎng)運(yùn)行控制的神經(jīng)中樞發(fā)揮著重要的核心價(jià)值，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷完善，調(diào)度系統(tǒng)也需要開始更加智能化，從而與智能電網(wǎng)的高要求相匹配。智能電網(wǎng)中的調(diào)度系統(tǒng)需要開發(fā)出更為全面而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況以圖表形式直接呈現(xiàn)給調(diào)度員，并在后臺(tái)利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)排查電網(wǎng)中可能存在的安全隱患，如果發(fā)現(xiàn)存在威脅，則通過智能安全預(yù)警功能通知調(diào)度員和檢修人員，從而最大限度提升智能電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，當(dāng)調(diào)度員給出具體指令后，所配備的智能化分析系統(tǒng)將會(huì)給出了簡(jiǎn)要的安全與經(jīng)濟(jì)性分析，幫助調(diào)度人員認(rèn)識(shí)到?jīng)Q策的可行性。對(duì)于企業(yè)而言，相關(guān)的電力企業(yè)也需要加大智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、備用調(diào)度、應(yīng)急指揮控制中心建設(shè)和調(diào)度通信數(shù)據(jù)網(wǎng)等相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)工作，在現(xiàn)有的各級(jí)調(diào)度中心配備智能調(diào)度決策支持系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、安全隱患分析、調(diào)度計(jì)劃管理等應(yīng)用功能落實(shí)到位，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的大范圍優(yōu)化配置。

3.2用電設(shè)備的信息采集交互能力和智能性將有效提升

現(xiàn)階段，用電設(shè)備的信息采集交互能力和智能性還處于較低水平，難以與智能電網(wǎng)的各項(xiàng)服務(wù)形成配套工作。因此，在未來的一段時(shí)間里，開展智能用電服務(wù)，推廣應(yīng)用智能電表，進(jìn)而構(gòu)建起智能化的用戶———電網(wǎng)雙向互動(dòng)體系將成為大勢(shì)所趨。智能電表可以對(duì)用戶的用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控，通過定時(shí)讀取用戶的用電功率、用電量、工作電壓等計(jì)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶和電網(wǎng)之間的信息交互。而電網(wǎng)方面的計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS）也將被進(jìn)一步完善，其可以通過智能電表等高級(jí)量測(cè)裝置互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所收集數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和處理，如若發(fā)現(xiàn)異常，則可以借助未來將發(fā)展成熟的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)把智能電表和用戶室內(nèi)的各類可控電器或裝置相連接，實(shí)現(xiàn)安全隱患的實(shí)時(shí)報(bào)警。而在智能樓宇、智能家電等新興領(lǐng)域上，也同樣可以預(yù)見智能家電人機(jī)交互、樓宇電力數(shù)據(jù)雙向傳輸、用戶富余電能的回收等功能將成為可能，整個(gè)智能電網(wǎng)將通過與用戶的多樣化交互形成各式各樣的服務(wù)功能，從而發(fā)展成為互動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的全新模式，讓整個(gè)電網(wǎng)的可靠性和綜合效率真正得到提升。

3.3人工智能技術(shù)將成為智能電網(wǎng)技術(shù)的核心發(fā)展方向

現(xiàn)階段，在電路、電磁、電機(jī)電器等領(lǐng)域中已經(jīng)能初步窺見人工智能技術(shù)使用的曙光，隨著未來數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)等尖端產(chǎn)業(yè)不不斷成熟，未來的智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備和配套的應(yīng)用將會(huì)由傳統(tǒng)的工廠設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的轉(zhuǎn)變，而在這樣的前提下，加入人工智能技術(shù)，不僅可以使得新產(chǎn)品與新系統(tǒng)的創(chuàng)造周期與生產(chǎn)周期有效縮短，更可以使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性與智能型達(dá)到前所未有的新高度。從另一個(gè)角度而言，未來的智能電網(wǎng)中將存在著大量的自動(dòng)控制裝置，包括自動(dòng)繼電器、自動(dòng)保護(hù)裝置、自動(dòng)斷路器等，這些局部控制的協(xié)同作用看似簡(jiǎn)單，但不同的裝置將會(huì)構(gòu)成整個(gè)電力系統(tǒng)復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制，考慮到人工智能技術(shù)具有清晰的邏輯思維和快速的處理能力，可有效實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)中電力系統(tǒng)的保護(hù)實(shí)時(shí)控制，故人工智能技術(shù)將成為未來智能電網(wǎng)技術(shù)的重要發(fā)展方向。

4結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展和頂尖高科技領(lǐng)域的迅速進(jìn)步，各類技術(shù)在智能電網(wǎng)中將會(huì)擁有越來越廣闊的發(fā)展前景。希望國(guó)家的相關(guān)科研單位能夠?qū)ξ磥碇悄茈娋W(wǎng)各種具體的技術(shù)應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)的探討與拓展，從而使得智能電網(wǎng)為社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

作者：劉巖亮 單位：國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司檢修公司