對智能電網(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

根據(jù)國際電工委員會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,也就是指一個完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò),其中的每一個用戶和節(jié)點都得到實時監(jiān)控,并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一點上的電流和信息的雙向流動。智能電網(wǎng)通過廣泛的應用分布式智能和寬帶通信,以及自動控制系統(tǒng)的集成,保證市場交易的實時進行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實時互動。

盡管各國根據(jù)自身的國情對智能電網(wǎng)建設(shè)有著不同的重點和目標,但是智能電網(wǎng)建設(shè)的驅(qū)動都是基于市場、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)劃需要一流的標準。建立堅強、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲堅強、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、點對點或點對網(wǎng)送電等工程的實施建設(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重,對主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計要求也相應地提高了,2010年巴西發(fā)生的大停電事件為我們電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行敲響了警鐘。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應對自然災害和社會災害等突發(fā)災害性事件對電網(wǎng)安全的影響。

2.2實現(xiàn)開放、標準、集成的通信系統(tǒng)

智能電網(wǎng)的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求,智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力:既包括識別故障早期征兆的預測能力,也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應的能力,其監(jiān)測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋,為電網(wǎng)運行、綜合管理等提供外延的應用支撐,而不僅局限于對電網(wǎng)裝備的監(jiān)測。

2.3配備高級的電力電子設(shè)備

電力電子設(shè)備可以實現(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撲和DSP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、靜止同步補償器、有源濾波器、動態(tài)電壓恢復器、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)度的智能化是對現(xiàn)有調(diào)度控制中心功能的重大擴展,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)和進行資源優(yōu)化配置的能力、縱深風險防御能力、科學決策管理能力、靈活高效調(diào)控能力和公平友好市場調(diào)配能力的技術(shù)基礎(chǔ)。

調(diào)度智能化的最終目標是建立一個基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護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)度的核心是在線實時決策指揮,目標是災變防治,實現(xiàn)大面積連鎖故障的預防。