智能電網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)的應用

時間:2022-10-09 10:02:37

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智能電網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)的應用

摘要:文章首先對智能電網(wǎng)技術進行概述,并分析了分布式發(fā)電儲能技術、大容量儲能技術、智能通信技術等在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的具體應用。電力行業(yè)應對智能電網(wǎng)技術進行充分利用,以此來提升電力系統(tǒng)規(guī)劃的合理性與科學性,完善智能電網(wǎng)的建設,最終提高電力能源的利用效率。

關鍵詞:電力系統(tǒng);智能電網(wǎng);自動化;智能通信技術;智能診斷技術

當前各領域的發(fā)展都離不開電力系統(tǒng)的支持,小到家用電器的正常運行,大到企業(yè)生產(chǎn)車間的正常運轉,均需現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)來實現(xiàn)。在這一過程中,智能電網(wǎng)技術發(fā)揮著重要的作用,該技術作為一種電力控制技術,可立足于電力傳輸對智能控制、智能通信、光纖設備、新能源設備等技術進行集中應用,對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃,從而提高電力系統(tǒng)的可靠性與安全性,確保系統(tǒng)保持良好的運行狀態(tài),并實現(xiàn)電力能源的高質(zhì)量、高效率運用。

1智能電網(wǎng)技術概述

智能電網(wǎng)也可稱為未來電網(wǎng),主要指將一些先進的技術與電網(wǎng)基礎設施結合的一種全新現(xiàn)代化電網(wǎng),其特點是高效、安全、可靠,且智能電網(wǎng)關鍵技術領域涵蓋的范圍較廣。當前我國社會經(jīng)濟的發(fā)展與科學技術的進步,促使智能電網(wǎng)逐步融入人們的生產(chǎn)生活中,且智能電網(wǎng)在具體應用過程中,彌補了傳統(tǒng)電網(wǎng)的不足。智能電網(wǎng)依托于計算機信息技術的發(fā)展,是對網(wǎng)絡進行充分運用的一種智能化系統(tǒng),將該系統(tǒng)應用到電力系統(tǒng)規(guī)劃中,可對其實現(xiàn)有效地管理與監(jiān)控,從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。智能電網(wǎng)的特征主要體現(xiàn)在以下方面。第一,可自動化處理故障。電力系統(tǒng)具有一定的復雜性,在實際運行過程中常常會出現(xiàn)各種問題,不僅會影響人們的正常生活供電,還會在一定程度上阻礙社會經(jīng)濟的發(fā)展。在智能電網(wǎng)運行過程中,可對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障問題進行自動化處理,若無法處理,將會發(fā)出警報,以便相關工作人員及時發(fā)現(xiàn)并處理,可以在一定程度上減少故障維修的時間,有效保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。同時,智能電網(wǎng)技術可對電力系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行收集、匯總及分析,將數(shù)據(jù)與規(guī)范參數(shù)進行對比,明確電網(wǎng)是否存在運行隱患,確保電力系統(tǒng)的安全可靠運行。第二,具備較強的抗干擾能力。電網(wǎng)普遍暴露在外界自然環(huán)境中,一旦遇到強降雨、暴風、暴雪等惡劣天氣,極易陷入癱瘓狀態(tài),造成大范圍的停電,而智能電網(wǎng)擁有安全防護系統(tǒng),具備較強的抗干擾能力,惡劣環(huán)境下也可實現(xiàn)安全、可靠的供電。同時,智能電網(wǎng)能夠對網(wǎng)絡攻擊者進行搜尋,可對一些不法分子利用網(wǎng)絡對電網(wǎng)運行進行攻擊的行為進行預防,有效提升電力系統(tǒng)的安全性??梢姡悄茈娋W(wǎng)具備較強的抗干擾與反擊能力,因此在電力系統(tǒng)規(guī)劃中得到廣泛應用。第三,具備高度集成的特征。電力系統(tǒng)涉及變電、發(fā)電等多個環(huán)節(jié),而智能電網(wǎng)則能夠為電力能源應用建立統(tǒng)一化平臺,提升電網(wǎng)管理的規(guī)范化與專業(yè)化水平,利用數(shù)據(jù)庫對電網(wǎng)信息進行存儲、整理,使電力信息具備更優(yōu)的集成性和共享性。第四,可實現(xiàn)資源優(yōu)化。在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應用智能電網(wǎng)技術,可對電網(wǎng)的資產(chǎn)管理進行科學優(yōu)化與完善,既能夠降低電力企業(yè)的投資成本,還能夠優(yōu)化企業(yè)的管理目標與效果,為企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化[1]。智能電網(wǎng)技術需要運用多種電子設備來實現(xiàn),其中高速雙向通行技術需要使用智能表計、電力電子控制器等一系列電子設備,從而實現(xiàn)網(wǎng)絡通信,對各種干擾因素進行有效檢測;智能調(diào)度技術能夠對各種資源進行充分優(yōu)化,對大范圍連接產(chǎn)生的故障與調(diào)度問題進行有效預防;輸配電技術涉及高溫超導輸電技術和特高壓輸電技術,前者具有損耗小、污染少等優(yōu)點,后者則具備遠距離電力系統(tǒng)互聯(lián)、大功率輸電等優(yōu)點[2]。

2電力系統(tǒng)規(guī)劃中智能電網(wǎng)技術的具體應用

2.1智能通信技術

對于智能電網(wǎng)而言,智能通信技術是重要的基礎條件,該技術的特點在于雙向性、集成性和高效性。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)具備更大的規(guī)模和更加繁雜的通信數(shù)據(jù)。在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應用智能通信技術時,由于智能電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的獲取、保護、控制存在較強的繁雜性、全面性和專業(yè)性,要想確保電網(wǎng)的控制與運行效率,就必須確保數(shù)據(jù)的順利獲取?;诖?,可借助智能通信技術所具備的雙向、集成、高效的技術特征,創(chuàng)造良好的數(shù)據(jù)獲取與控制條件,具體體現(xiàn)在以下兩個方面:(1)依托于智能電子設備與電子控制器,對智能表計、保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等進行融合應用,可有效促進電網(wǎng)工程的網(wǎng)絡化發(fā)展,切實提升電網(wǎng)的服務質(zhì)量與效果;(2)依托于強大的智能通信技術,相關工作人員可對電力系統(tǒng)運行中可能發(fā)生的故障問題進行密切監(jiān)測,潘虹智能電網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應用有效增強電網(wǎng)的防御能力。

2.2分布式發(fā)電儲能技術

發(fā)電是電力資源綜合節(jié)能中最為關鍵的一環(huán),要想在一定程度上減少電力企業(yè)的污染排放量,就需要注重發(fā)電節(jié)能技術的有效應用。分布式發(fā)電儲能技術主要是借助太陽能、風能等可再生能源,實現(xiàn)分布式發(fā)電和儲能,可顯著提高綠色電力資源的發(fā)電權重,而且能夠降低發(fā)電所帶來的環(huán)境污染,更好地保護生態(tài)環(huán)境。同時,將分布式發(fā)電儲能技術應用到電力系統(tǒng)規(guī)劃中,不僅能夠實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保,還能夠有效提高用戶日常供電的穩(wěn)定性和安全性,較好地緩解現(xiàn)階段我國電力供應不均衡的情況。

2.3大容量儲能技術

智能電網(wǎng)需要比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更大的電能存儲容量。通過大容量儲能技術,可有效提升智能電網(wǎng)系統(tǒng)的輸電質(zhì)量和效果,為電力企業(yè)帶來更大化的綜合效益,更好地滿足用戶的用電需求?,F(xiàn)階段,在我國電力系統(tǒng)規(guī)劃中已廣泛應用大容量儲能技術。該技術的主要應用方式為物理儲能、電磁儲能、電化學儲能及相變儲能。其中,物理儲能的常見形式為抽水儲能,其綜合利用效率可達70%~85%;電化學儲能的常見形式為鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、超級電容器等;電磁儲能則是采用超導體所制作的線圈,對磁場能量進行儲存,具有較快的響應速度、較高的轉換效率、較大的比能力/比功率等優(yōu)勢;相變儲能主要是借助冰蓄冷技術來實現(xiàn)電能存儲[3]。

2.4超導技術

超導技術主要是依托于超導體材料,以減少輸電過程中的電能損耗。該技術的主要應用形式:(1)將使用超導材料所制成的磁體應用到高能粒子加速器、電機等設備中,有利于提高這些設備的性能;(2)超導技術可應用于超高壓輸電中,從而大幅降低超高壓輸電的電力損耗。通過將超導技術應用到智能電網(wǎng)輸電系統(tǒng)中,能夠切實保證電網(wǎng)輸電的質(zhì)量與效率,從而為人們的生產(chǎn)生活提供保障。

2.5智能診斷技術

在電力系統(tǒng)規(guī)劃中,可通過智能診斷技術的應用來實現(xiàn)自愈功能,即可借助智能診斷技術來對電力系統(tǒng)的運作狀況加以充分診斷、分析及預測,為相關人員處理故障問題提供必要的數(shù)據(jù)支持。智能診斷即智能電網(wǎng)的“專家系統(tǒng)”,能夠較好地預防電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,有效保障智能電網(wǎng)的安全可靠運行。智能診斷技術需要與智能通信技術進行聯(lián)合使用,這樣才能夠確保所獲取的電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的真實性、及時性、準確性。在電網(wǎng)元件監(jiān)測過程中,借助對電力系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)參數(shù)的充分收集、分析及監(jiān)測,可以快速、準確地找出系統(tǒng)故障問題,然后利用自動控制技術對電網(wǎng)故障問題進行處理,從而滿足電力系統(tǒng)自愈功能的需求。

2.6智能固態(tài)表計

在電力系統(tǒng)規(guī)劃中應用智能電網(wǎng)技術,可借助固態(tài)表計對各設備的運行狀況進行充分反映,通過對表盤上的數(shù)據(jù)進行讀取,估算電費,較好地保障用戶的供電安全。同時,智能固態(tài)表計可保護電網(wǎng)元件,確保智能電網(wǎng)的通信正常,并能夠預防竊電、因網(wǎng)絡堵塞而導致的供電不及時等問題,從而確保電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。

3結束語

綜上所述,面對人們?nèi)找嬖鲩L的用電量需求,電力企業(yè)必須積極引進先進的科學技術,通過在電力系統(tǒng)規(guī)劃中有效應用智能電網(wǎng)技術,依托于分布式發(fā)電儲能技術、大容量儲能技術、智能通信技術、超導技術、智能診斷技術、智能固態(tài)表計等,有效地提高電網(wǎng)運行的質(zhì)量和效率,進而確保用戶的用電安全。

參考文獻:

[1]白學祥.需求響應資源在智能電力系統(tǒng)中的應用及其效益評估研究[D].北京:華北電力大學(北京),2017.

[2]徐妍.智能電網(wǎng)環(huán)境下電力系統(tǒng)保護新技術的研究與探討[D].南京:東南大學,2015.

[3]楊少明.智能電網(wǎng)調(diào)度運行關鍵技術的研究[J].電氣時代,2020(3):70-71.

作者:潘虹 單位:浙江航訊電力工程有限公司