智能電網(wǎng)研究綜述.pdf

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1、圜絲建智能電網(wǎng)研究綜述2Ol4年增刊智能電網(wǎng)研究綜述楊洋(四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都610065)摘要：智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動(dòng)向，被認(rèn)為是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢(shì)。介紹了智能電網(wǎng)的發(fā)展背景、內(nèi)涵和特征，并對(duì)其涉及的關(guān)鍵技術(shù)以及國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與討論。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；ff布式電源；高級(jí)配電自動(dòng)化；需求側(cè)管理經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必然要求。與此同時(shí)，通信技術(shù)、0引言計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展使電力系統(tǒng)是人類(lèi)制造的最龐大，最復(fù)雜的系智能電網(wǎng)的建設(shè)成為可能。統(tǒng)之一，是20世紀(jì)人類(lèi)

2、取得的最輝煌的工程成就在2003年美國(guó)加州大停電事故的催化下，在之一。但是進(jìn)入21世紀(jì)，隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)歐洲電力企業(yè)的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)壓力以及對(duì)環(huán)保的極大步，傳統(tǒng)電網(wǎng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足人們的需求。主要重視下，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家提出了電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：號(hào)召，提出建設(shè)具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好(1)提高供電可靠性和電能質(zhì)量的需要。隨等性能的“智能電網(wǎng)”藍(lán)圖，將智能電網(wǎng)視為未來(lái)著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量和供電可電網(wǎng)的發(fā)展方向，從而在全世界范圍內(nèi)掀起一股靠性的需求越來(lái)越高。加州大停電后的統(tǒng)計(jì)研究研究智能電網(wǎng)的熱潮j。表明，大停

3、電事故發(fā)生的頻率越來(lái)越高，損失越來(lái)1智能電網(wǎng)概述越大。調(diào)查表明，每年美國(guó)企業(yè)因電力中斷和電能質(zhì)量問(wèn)題所耗掉的成本超過(guò)1000億元，相當(dāng)智能電網(wǎng)并沒(méi)有一個(gè)確定的概念，各個(gè)領(lǐng)域于用戶(hù)每花一美元買(mǎi)電，同時(shí)還得付30美分的停的專(zhuān)家從不同角度闡述了智能電網(wǎng)的內(nèi)涵。美國(guó)電損失。其中，僅擾動(dòng)和斷電(即不計(jì)大停電)每電科院在2000年前后提出了IntelliGrid的未來(lái)年的損失就達(dá)790億美元¨。電網(wǎng)發(fā)展概念，歐洲則稱(chēng)其為SmartGrid。(2)提高電網(wǎng)效率的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)電美國(guó)電科院將智能電網(wǎng)定義為：一個(gè)由眾多網(wǎng)發(fā)電設(shè)備利用效率達(dá)到90％以

4、上，配電設(shè)備利自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng)，以協(xié)用率達(dá)到75％以上的時(shí)間只有5％，大部分時(shí)間調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)作，具有內(nèi)設(shè)備都達(dá)不到有效利用；而另一方面，隨著用電自愈功能；快速響應(yīng)電力市場(chǎng)和企業(yè)業(yè)務(wù)需求；具需求的大幅增加，電源短缺，電能輸配容量不足的有智能化的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信矛盾日益凸顯，導(dǎo)致輸電阻塞。北美電網(wǎng)每年的息流，為用戶(hù)提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。將智能輸電阻塞成本高達(dá)30億美元。電網(wǎng)的主要特征歸納為以下幾點(diǎn)：(3)節(jié)能環(huán)保的大勢(shì)所趨。電力生產(chǎn)是溫室(1)自愈性。無(wú)需或僅需少量的人為控

5、制，氣體排放的大戶(hù)，面臨節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)的壓智能電網(wǎng)可以通過(guò)連續(xù)的評(píng)估自測(cè)分析，并及時(shí)力，必須向低碳電力發(fā)展。開(kāi)發(fā)風(fēng)電、光伏發(fā)電等應(yīng)對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題，恢復(fù)電力元件或局部網(wǎng)絡(luò)的正常新能源和可再生能源發(fā)電，提高綠色電能的比重；運(yùn)行，以避免或減少斷電和電壓不穩(wěn)等電力供應(yīng)建設(shè)大型火電、水電和核電，減少碳排放，降低對(duì)質(zhì)量問(wèn)題。化石能源的依賴(lài)。節(jié)能減排的潛力很大，但是可(2)安全性。新技術(shù)的配置將可以更好地識(shí)再生能源的隨機(jī)性和間歇性對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)別和應(yīng)對(duì)人為和自然的侵害。行和調(diào)度帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)J。(3)兼容性。為各種分布式能源提供即插即可見(jiàn)，智

6、能電網(wǎng)的發(fā)展是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)和用式，方便接人和退出。．——42．．——智能電網(wǎng)研究綜述建煎圜2014年增刊(4)用戶(hù)互動(dòng)性。電網(wǎng)向用戶(hù)提供多種可供④雙向潮流，電路間的功率交換等。選擇的供電方案和控制手段，使用戶(hù)可以更好地2．2基于開(kāi)放體系并高度集成的通信系統(tǒng)控制各自的用電設(shè)備／裝置，以實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)，系統(tǒng)的每一部分都可雙向通信，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)達(dá)到用戶(hù)和電網(wǎng)的雙贏。系統(tǒng)中每一個(gè)成員的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和信息交換。(5)經(jīng)濟(jì)性。電網(wǎng)將達(dá)到更高的輸配量，從智能電網(wǎng)需要具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前而減少電力成本。電網(wǎng)升級(jí)擬提高輸電網(wǎng)的輸送狀態(tài)的能力，

7、既包括識(shí)別故障早期征兆的預(yù)測(cè)能能力并使潮流最優(yōu)化，將減少損耗并將使最低成力，也包括對(duì)已經(jīng)發(fā)生的擾動(dòng)做出響應(yīng)的能力。本發(fā)電的電源得到最大化的使用。同時(shí)，可以更而在系統(tǒng)中安放大量的監(jiān)視傳感器并把它們連接好地協(xié)調(diào)電力分配和當(dāng)?shù)刎?fù)荷服務(wù)功能與地區(qū)間到一個(gè)安全的通信網(wǎng)上去，是達(dá)到快速評(píng)估的關(guān)能源流動(dòng)和通信傳輸量之間的關(guān)系。鍵。這個(gè)集成的能量與通信體系包括分布式計(jì)算歐盟委員會(huì)將智能電網(wǎng)定義為一個(gè)可整合所環(huán)境，需覆蓋從發(fā)電機(jī)到末端電力負(fù)荷的全部范有連接到電網(wǎng)用戶(hù)(發(fā)電廠(chǎng)或電力用戶(hù))所有行圍。為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全2．3高級(jí)計(jì)量

8、體系和需求側(cè)管理的電能。將其特性概括為以下幾點(diǎn)：采用高級(jí)計(jì)量體系和需求側(cè)管理，以便實(shí)現(xiàn)(1)靈活性。滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的電力需求。對(duì)諸如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、分時(shí)電價(jià)和用戶(hù)側(cè)管理等更快(2)易接人性。保證所有用戶(hù)都可接入電速和準(zhǔn)確的系統(tǒng)