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1、美國智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)2009-7-2213:05:04 信息來源： 瀏覽次數(shù)：129電網(wǎng)運(yùn)行與管理實(shí)時(shí)監(jiān)測—傳感器遍布電網(wǎng)，從發(fā)電機(jī)、線路到變電站和饋線。實(shí)時(shí)信息使多種功能都成為可能，包括電網(wǎng)問題的快速診斷和修正，確定輸電線路何時(shí)達(dá)到容量上限的測量。缺少這些信息則意味著輸電網(wǎng)運(yùn)行人員無法充分利用線路，以確保其不會(huì)過負(fù)荷。實(shí)時(shí)讀取則允許對(duì)輸電線路更充分的利用，從而改善電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性?？焖俜抡媾c建?！狥SM，即快速仿真與建模，其目的是為“自愈”的電網(wǎng)提供數(shù)學(xué)上的支撐，使電網(wǎng)對(duì)將要發(fā)生的擾動(dòng)具有一定的預(yù)見與反應(yīng)能力，從而不斷調(diào)整其狀
2、態(tài)。具體來說，F(xiàn)SM旨在開發(fā)一套開放的軟件平臺(tái)，使電網(wǎng)對(duì)擾動(dòng)有一定的預(yù)見及自動(dòng)響應(yīng)能力；向系統(tǒng)運(yùn)行人員提供精確的實(shí)時(shí)狀態(tài)估計(jì)以輔助其作出決策；使電網(wǎng)運(yùn)行人員能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的預(yù)測和操作。FSM可進(jìn)一步分為TFSM（TransmissionFSM）與DFSM（DistributionFSM），即輸電系統(tǒng)的FSM和配電系統(tǒng)的FSM。TFSM在2004年2月開始由一個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)并簽署了相關(guān)的合約，該團(tuán)隊(duì)由來自TVA、HP公司和華盛頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的專家組成，由ABB公司領(lǐng)導(dǎo)。該團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)建立了TFSM的功能需求，并已經(jīng)開發(fā)
3、出一套計(jì)算機(jī)架構(gòu)以支持這一系統(tǒng)。DFSM在2004年9月開始由另一個(gè)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)并簽署了相關(guān)合約，該團(tuán)隊(duì)由紐約聯(lián)合愛迪生公司和法國EDF的專家組成。該團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)建立了DFSM的功能需求，并為關(guān)鍵功能設(shè)計(jì)了UML（統(tǒng)一建模語言）模塊。輸電/配電自動(dòng)化—自動(dòng)化給予電網(wǎng)管理者遙控運(yùn)行電網(wǎng)的能力，而以前運(yùn)行人員只能在變電站或饋線現(xiàn)場對(duì)設(shè)施進(jìn)行手動(dòng)操作。自動(dòng)化能夠?qū)﹄娋W(wǎng)狀態(tài)作出更快的調(diào)整，有助于避免電網(wǎng)停電和快速恢復(fù)。一些電網(wǎng)研究人員預(yù)計(jì)，自動(dòng)化電網(wǎng)更加靈活，能夠在故障期間將電力輸送至對(duì)可靠性具有絕對(duì)要求的用戶中（如醫(yī)院）。自動(dòng)化變電站具有傳統(tǒng)變
4、電站缺少的能力，將新的智能信息技術(shù)和控制技術(shù)連接起來。輸電/配電自動(dòng)化是“自愈電網(wǎng)”的基礎(chǔ)，其實(shí)施依賴于電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測和快速仿真計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。需求響應(yīng)—發(fā)電側(cè)到用戶的雙向通信使電網(wǎng)能夠根據(jù)狀態(tài)靈活調(diào)整電力。與傳統(tǒng)電力公司必須滿足所有需求的系統(tǒng)相比，當(dāng)電網(wǎng)處于較大壓力下時(shí)，用戶切斷用電需求以獲得獎(jiǎng)勵(lì)。用戶可以通過減少電能消費(fèi)和使用分布式電源來降低用電需求。需求響應(yīng)通過減少高峰時(shí)期對(duì)昂貴電力的需求以及減少線路投資來控制電力企業(yè)成本，其中后者是電網(wǎng)最為昂貴的投資，因?yàn)檫@些設(shè)施的利用率往往很低。需求響應(yīng)還有助于防止發(fā)生停電和拉限電。需求響
5、應(yīng)包括智能電器對(duì)電壓、頻率下降的響應(yīng)技術(shù)、混合動(dòng)力車、燃料電池及其他分布式能源也可以有效的對(duì)電網(wǎng)需求進(jìn)行響應(yīng)。集成通信技術(shù)—寬帶通信網(wǎng)，包括電纜、光纖、電力線載波和無線通信，在智能電網(wǎng)中扮演了重要的角色。通信網(wǎng)絡(luò)在智能裝置之間傳遞信息使其能夠根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)作出響應(yīng)，向電網(wǎng)提供服務(wù)，進(jìn)行具有經(jīng)濟(jì)性的事務(wù)。用戶信息網(wǎng)關(guān)提供雙向通信使智能裝置能夠與智能電網(wǎng)互聯(lián)和進(jìn)行交易。通信網(wǎng)、電網(wǎng)及其參與者依靠信息安全、私鑰和驗(yàn)證軟件獲得保護(hù)。通信技術(shù)的關(guān)鍵是將能源技術(shù)與通信技術(shù)相融合，建立起新的電網(wǎng)體系和通信架構(gòu)，以支持電網(wǎng)中設(shè)備裝置的智能化及其相互間的
6、通信，是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，目前，GridWiwe和Intelligrid都在進(jìn)行相關(guān)的研究；此外，EPRI的Intelligrid項(xiàng)目還開展了DER/ADA（分布式能源/高級(jí)配電自動(dòng)化）研究，著力于建立一套標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，以確保DER（分布式能源）與其他設(shè)施之間的信息交換，從而使DER能夠在整個(gè)電網(wǎng)范圍內(nèi)協(xié)同使用。先進(jìn)的大容量導(dǎo)線—與傳統(tǒng)鋼芯鋁鉸線相比，ACCR導(dǎo)線（加強(qiáng)型復(fù)合鋁芯導(dǎo)線）價(jià)格是其5-8倍，但其容量是卻是其1.5-3倍；ACCC復(fù)合導(dǎo)線價(jià)格是傳統(tǒng)導(dǎo)線的3-5倍，而容量卻能夠提高100%，其中ACCC導(dǎo)線目前已能夠?qū)崿F(xiàn)商用。高
7、溫超導(dǎo)電纜損耗低、散熱少、容量大，可有效緩解線路阻塞和降低損耗。此外，美國第二代基于YBCO線路的短路電流限制器也正在研發(fā)中。第二代短路電流限制器使用YBCO作為線路，損耗較上代產(chǎn)品降低10倍，而限流能力卻增加3-10倍。決策支持和人機(jī)接口技術(shù)—隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行決策時(shí)間越來越短（以秒計(jì)），智能電網(wǎng)需要各種無縫、實(shí)時(shí)的應(yīng)用軟件和工具，包括支持人機(jī)接口的人工智能系統(tǒng)、調(diào)度員決策支持系統(tǒng)（報(bào)警工具、假設(shè)分析工具、動(dòng)作過程工具等）、可視化的工具和系統(tǒng)、高級(jí)控制室設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬訓(xùn)練等。代理和多代理系統(tǒng)—代理和多代理系統(tǒng)將電力企業(yè)的控制運(yùn)行與
8、主流的web技術(shù)相融合，獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，完成一致的任務(wù)或目標(biāo)。代理和多代理系統(tǒng)具有自適應(yīng)、自知、自我修復(fù)及半自動(dòng)控制能力。此項(xiàng)技術(shù)目前正在開發(fā)階段，有望在1-5年內(nèi)得到商用。Web服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算—Web服務(wù)
