對(duì)智能電網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題的探討

1智能電網(wǎng)的概念和特點(diǎn)

根據(jù)國際電工委員會(huì)IEC整體定義:智能電網(wǎng)是電網(wǎng)現(xiàn)代化的表現(xiàn),它將電網(wǎng)中的電源及用戶通過電力和信息技術(shù)緊密結(jié)合到一起,也就是指一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò),其中的每一個(gè)用戶和節(jié)點(diǎn)都得到實(shí)時(shí)監(jiān)控,并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點(diǎn)上的電流和信息的雙向流動(dòng)。智能電網(wǎng)通過廣泛的應(yīng)用分布式智能和寬帶通信,以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的集成,保證市場(chǎng)交易的實(shí)時(shí)進(jìn)行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)。

盡管各國根據(jù)自身的國情對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)有著不同的重點(diǎn)和目標(biāo),但是智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動(dòng)都是基于市場(chǎng)、安全、電能質(zhì)量和環(huán)境因素,其特征可歸結(jié)為:自愈、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效、優(yōu)質(zhì)、集成。

2智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1一流的智能電網(wǎng)需要一流的建設(shè),一流的建設(shè)需要一流的規(guī)劃,一流的規(guī)劃需要一流的標(biāo)準(zhǔn)。建立堅(jiān)強(qiáng)、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱?jiān)強(qiáng)、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。我國能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡,為了緩解此現(xiàn)狀所帶來的不利影響,我國開展了特高壓聯(lián)網(wǎng)工程、直流聯(lián)網(wǎng)工程、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)網(wǎng)送電等工程的實(shí)施建設(shè)。例如,我國近年來先后在山西建設(shè)了750kV高壓交流輸電工程、在云南建設(shè)了±800kV云廣特高壓直流輸電工程等聯(lián)網(wǎng)工程,一定程度上解決了能源分布不平衡和電源送出的問題,然而隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、互聯(lián)電網(wǎng)的形成,電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越嚴(yán)重,對(duì)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)要求也相應(yīng)地提高了,2010年巴西發(fā)生的大停電事件為我們電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行敲響了警鐘。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害和社會(huì)災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害性事件對(duì)電網(wǎng)安全的影響。

2.2實(shí)現(xiàn)開放、標(biāo)準(zhǔn)、集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求,智能電網(wǎng)需要具有實(shí)時(shí)監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力:既包括識(shí)別故障早期征兆的預(yù)測(cè)能力,也包括對(duì)已經(jīng)發(fā)生的擾動(dòng)做出響應(yīng)的能力,其監(jiān)測(cè)范圍將大范圍擴(kuò)展、全方位覆蓋,為電網(wǎng)運(yùn)行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐,而不僅局限于對(duì)電網(wǎng)裝備的監(jiān)測(cè)。

2.3配備高級(jí)的電力電子設(shè)備

電力電子設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的改善與控制,為用戶提供電能質(zhì)量滿足其特定需求的電力,同時(shí)它們也是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,所以電力電子技術(shù)在發(fā)電、輸電、配電和用電的全過程中均發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用的電力電子裝置幾乎全部使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓?fù)浜虳SP全數(shù)字控制技術(shù),包括可控硅并聯(lián)電抗器、多功能固態(tài)開關(guān)、智能電子裝置、靜止同步補(bǔ)償器、有源濾波器、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、故障電流限制器以及高壓直流輸電所用裝置和配網(wǎng)用的柔性輸電系統(tǒng)裝置等。

2.4智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護(hù)系統(tǒng)

智能調(diào)度是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié),調(diào)度的智能化是對(duì)現(xiàn)有調(diào)度控制中心功能的重大擴(kuò)展,智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)則是智能調(diào)度研究與建設(shè)的核心,是全面提升調(diào)度系統(tǒng)駕馭大電網(wǎng)和進(jìn)行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風(fēng)險(xiǎn)防御能力、科學(xué)決策管理能力、靈活高效調(diào)控能力和公平友好市場(chǎng)調(diào)配能力的技術(shù)基礎(chǔ)。

調(diào)度智能化的最終目標(biāo)是建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù),協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護(hù)和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復(fù)控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系智能化調(diào)度的核心是在線實(shí)時(shí)決策指揮,目標(biāo)是災(zāi)變防治,實(shí)現(xiàn)大面積連鎖故障的預(yù)防。