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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。介紹了智能電網(wǎng)的發(fā)展背景、內(nèi)涵和特征,并對其涉及的關(guān)鍵技術(shù)以及國內(nèi)外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進行了分析與討論。關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);ff布式電源;高級配電自動化;需求側(cè)管理經(jīng)濟社會發(fā)展的必然要求。與此同時,通信技術(shù)、0引言計算機技術(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
2、取得的最輝煌的工程成就在2003年美國加州大停電事故的催化下,在之一。但是進入21世紀(jì),隨著社會的發(fā)展與進歐洲電力企業(yè)的強大競爭壓力以及對環(huán)保的極大步,傳統(tǒng)電網(wǎng)越來越不能滿足人們的需求。主要重視下,歐美發(fā)達(dá)國家提出了電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的體現(xiàn)在以下幾個方面:號召,提出建設(shè)具有靈活、清潔、安全、經(jīng)濟、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)視為未來著科技和經(jīng)濟的發(fā)展,用戶對電能質(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越高。加州大停電后的統(tǒng)計研究研究智能電網(wǎng)的熱潮j。表明,大停
3、電事故發(fā)生的頻率越來越高,損失越來1智能電網(wǎng)概述越大。調(diào)查表明,每年美國企業(yè)因電力中斷和電能質(zhì)量問題所耗掉的成本超過1000億元,相當(dāng)智能電網(wǎng)并沒有一個確定的概念,各個領(lǐng)域于用戶每花一美元買電,同時還得付30美分的停的專家從不同角度闡述了智能電網(wǎng)的內(nèi)涵。美國電損失。其中,僅擾動和斷電(即不計大停電)每電科院在2000年前后提出了IntelliGrid的未來年的損失就達(dá)790億美元¨。電網(wǎng)發(fā)展概念,歐洲則稱其為SmartGrid。(2)提高電網(wǎng)效率的需要。據(jù)統(tǒng)計,傳統(tǒng)電美國電科院將智能電網(wǎng)定義為:一個由眾多網(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%以上的時間只有5%,大部分時間調(diào)、有效和可靠的方式實現(xiàn)所有的電網(wǎng)運作,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),實現(xiàn)實時、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,為用戶提供可靠、經(jīng)濟的電力服務(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:(3)節(jié)能環(huán)保的大勢所趨。電力生產(chǎn)是溫室(1)自愈性。無需或僅需少量的人為控
5、制,氣體排放的大戶,面臨節(jié)約資源和環(huán)境保護的壓智能電網(wǎng)可以通過連續(xù)的評估自測分析,并及時力,必須向低碳電力發(fā)展。開發(fā)風(fēng)電、光伏發(fā)電等應(yīng)對系統(tǒng)問題,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,降低對質(zhì)量問題?;茉吹囊蕾?。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再生能源的隨機性和間歇性對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運別和應(yīng)對人為和自然的侵害。行和調(diào)度帶來了巨大的挑戰(zhàn)J。(3)兼容性。為各種分布式能源提供即插即可見,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)用戶互動性。電網(wǎng)向用戶提供多種可供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,使用戶可以更好地2.2基于開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,以便實現(xiàn)對達(dá)到用戶和電網(wǎng)的雙贏。系統(tǒng)中每一個成員的實時監(jiān)測、控制和信息交換。(5)經(jīng)濟性。電網(wǎng)將達(dá)到更高的輸配量,從智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前而減少電力成本。電網(wǎng)升級擬提高輸電網(wǎng)的輸送狀態(tài)的能力,
7、既包括識別故障早期征兆的預(yù)測能能力并使潮流最優(yōu)化,將減少損耗并將使最低成力,也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應(yīng)的能力。本發(fā)電的電源得到最大化的使用。同時,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)間到一個安全的通信網(wǎng)上去,是達(dá)到快速評估的關(guān)能源流動和通信傳輸量之間的關(guān)系。鍵。這個集成的能量與通信體系包括分布式計算歐盟委員會將智能電網(wǎng)定義為一個可整合所環(huán)境,需覆蓋從發(fā)電機到末端電力負(fù)荷的全部范有連接到電網(wǎng)用戶(發(fā)電廠或電力用戶)所有行圍。為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò),以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟和安全2.3高級計量
8、體系和需求側(cè)管理的電能。將其特性概括為以下幾點:采用高級計量體系和需求側(cè)管理,以便實現(xiàn)(1)靈活性。滿足用戶多樣化的電力需求。對諸如遠(yuǎn)程監(jiān)測、分時電價和用戶側(cè)管理等更快(2)易接人性。保證所有用戶都可接入電速和準(zhǔn)確的系統(tǒng)