賈啟升

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟社會工業(yè)化與信息化的融合與發(fā)展，國家電網(wǎng)及相關技術平臺均得到了很大的發(fā)展。智能電網(wǎng)在能源利用、電網(wǎng)體系運行管理等方面均有明顯優(yōu)勢，我國已將智能電網(wǎng)的建設列為重要發(fā)展戰(zhàn)略之一，智能電網(wǎng)的建設是一項龐大的工程項目，不同國家、不同技術背景所面臨的問題各不相同。本文分析了我國智能電網(wǎng)建設特點、現(xiàn)狀與問題，認為智能電網(wǎng)的建設應從技術研發(fā)與利用、配電網(wǎng)絡建設、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化、用電設施現(xiàn)代化幾個方面進行。

【關鍵詞】智能電網(wǎng)；建設；問題；對策

1.智能電網(wǎng)特點與建設現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)的建設及運行融合了計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代化通信技術、傳感技術等多種現(xiàn)代化技術，以現(xiàn)代化的網(wǎng)絡分析技術與先進的數(shù)字化技術為主要支撐，對傳統(tǒng)電網(wǎng)中的技術設備、人員、控制系統(tǒng)及管理目標有機融合與一體，并采用先進的信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)高效的電網(wǎng)建設與運行過程中的數(shù)據(jù)信息采集、處理、存儲、傳輸工作，幫助電網(wǎng)系統(tǒng)對電網(wǎng)拓展及運行過程中搜集處理的設備與系統(tǒng)運行、客戶需求、市場變化、經(jīng)營控制中的數(shù)據(jù)信息進行科學、深入的分析整合，為社會提供更全面、更及時、更可靠、更優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)服務。

智能電網(wǎng)的建設和利用已經(jīng)成為未來電網(wǎng)行業(yè)競爭與發(fā)展的必然趨勢，越來越受到全球各國、各領域的高度重視。近年來，世界各國都逐漸根據(jù)各自的基本國情及技術設備的實際狀況，制定出了相應的智能電網(wǎng)建設方案。西方國家智能電網(wǎng)的建設與規(guī)劃主要圍繞傳統(tǒng)電網(wǎng)中監(jiān)控系統(tǒng)及用電設備的替換與改造開展和實施，其智能電網(wǎng)建設的主要目的是提升用戶用電體驗、加強電網(wǎng)用電與配電管理。我國智能電網(wǎng)規(guī)劃建設的重點在于改造與完善當前的大電網(wǎng)系統(tǒng)與相關設施，實現(xiàn)能源的高效利用、大容量、長距離輸電線路的建設及發(fā)電、輸電、變電環(huán)節(jié)功能的整合統(tǒng)一。

2.智能電網(wǎng)建設中的問題分析

2.1發(fā)電、輸電、變電等環(huán)節(jié)存在的問題

從智能電網(wǎng)建設與應用的環(huán)節(jié)來看，系統(tǒng)的發(fā)電、輸電等環(huán)節(jié)均存在一些問題：

傳統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)主要通過低電壓穿越完成，而智能電網(wǎng)主要通過對風能等的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)發(fā)電功能，當前，我國網(wǎng)廠協(xié)調(diào)能力、風電調(diào)峰能力都存在明顯不足，使智能電網(wǎng)的建設和發(fā)展受到了制約。因此，我國擬定了構(gòu)建大能源建設基地的電網(wǎng)建設規(guī)劃。

我國幅員遼闊，水電分布極度不均勻，直接導致智能電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。輸電設備與輸電控制系統(tǒng)電壓、容量負荷及輸電過程的監(jiān)控機制是制約輸電環(huán)節(jié)的一大原因。

我國現(xiàn)有配電網(wǎng)絡明顯不滿足智能電網(wǎng)建設要求，主要體現(xiàn)在配電網(wǎng)絡的架構(gòu)強度與穩(wěn)定性不足、缺乏自動化與數(shù)字化技術支撐。

用電環(huán)節(jié)的靈活化和人性化是智能電網(wǎng)建設的一大亮點。當前，我國智能電網(wǎng)的用電環(huán)節(jié)仍未實現(xiàn)系統(tǒng)與人員的無縫銜接和有機結(jié)合，用電管理系統(tǒng)也沒有足夠的兼容性與可拓展性，不能支持用戶與電網(wǎng)的高效互動。

2.2社會與市場環(huán)境問題

隨著社會能源的日漸緊張，政府對行業(yè)建設用地的要求標準日趨嚴格，對行業(yè)及項目建設中的能源利用率、調(diào)度工作和系統(tǒng)建設運行等方面提出了越來越高的要求；社會經(jīng)濟及行業(yè)領域發(fā)展迅速、變化過快，給智能電網(wǎng)各項系統(tǒng)建設的靈活性、可拓展性及能源利用的高效性帶來了挑戰(zhàn)。

2.3電網(wǎng)內(nèi)部建設問題

隨著電網(wǎng)建設與運行過程風險因素的增加和日趨復雜，大面積停電對電網(wǎng)建設工作影響巨大；我國很多地區(qū)短路電流全面接近限額，基于此種問題的普遍性，很難通過簡單的局部調(diào)整與改善解決當前的問題。

2.4新能源接入后的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題

新能源接入后的電網(wǎng)問題主要體現(xiàn)在輸電環(huán)節(jié)。近年來，我國智能電網(wǎng)大力引入FACTS等輸電技術，但未能研發(fā)出適用于我國電網(wǎng)特點的輸電技術，嚴重影響電網(wǎng)整體穩(wěn)定性和可靠性；另外，在配電與調(diào)度方面，也難以協(xié)調(diào)新能源與電網(wǎng)運行過程安全、穩(wěn)定之間的矛盾。

3.智能電網(wǎng)建設對策

在社會經(jīng)濟與行業(yè)發(fā)展的新時期，智能電網(wǎng)的規(guī)劃與建設工作應堅決以堅強智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略作為中心指導思想，依據(jù)堅強智能電網(wǎng)的建設方向與建設理念，理清建設工作重點，著重從現(xiàn)代化的技術研發(fā)與利用、配電網(wǎng)絡建設、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化、用電設施現(xiàn)代化等方面實施智能電網(wǎng)的建設工作。

3.1相關技術的研發(fā)與利用

當前，我國智能電網(wǎng)建設工作尚處于探索與初步發(fā)展階段，迫切需要現(xiàn)代化的技術作為支撐。不論從電網(wǎng)建設中發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)建設來看，還是從監(jiān)控系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)等項目內(nèi)容來看，現(xiàn)代化的計算機網(wǎng)絡分析技術、現(xiàn)代化通信技術、傳感技術等都是不可或缺的核心支撐點。近年來，我國智能電網(wǎng)建設過程中積極引入和使用了很多的現(xiàn)代化、智能化電網(wǎng)建設技術，雖然在技術融合與應用存在一些問題，但仍然大大改善了我國智能電網(wǎng)建設狀況，如近年來，我國智能電網(wǎng)大力引入FACTS等輸電技術，一定程度上改善了智能電網(wǎng)建設狀況，但未能研發(fā)出適用于我國電網(wǎng)特點的輸電技術，使用效果不盡如人意。

可見，我國智能電網(wǎng)建設中，仍需要根據(jù)實際的應用環(huán)節(jié)、項目內(nèi)容選取和開發(fā)適宜的現(xiàn)代化技術，對于發(fā)電環(huán)節(jié)，引入變頻逆變技術和儲能技術提升發(fā)電效力；輸電環(huán)節(jié)則采用現(xiàn)代化的在線監(jiān)測設備、有源電力濾波器和靜止無功補償器和超導技術；加強用電環(huán)節(jié)智能用電信息采集系統(tǒng)和智能電表建設；同時在調(diào)度工作環(huán)節(jié)積極發(fā)展調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設和完善。

3.2優(yōu)化配電網(wǎng)絡建設

配電網(wǎng)絡中的電纜設備一律進行地下管道鋪設，并建立完善的電纜運行監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)電力合理分擔和輸送。電纜監(jiān)控系統(tǒng)裝置主要安裝與配電網(wǎng)的電纜主線上，為配電網(wǎng)絡提供全面的環(huán)境監(jiān)測、負荷承載、運行狀態(tài)等監(jiān)控功能，還負責配電網(wǎng)絡與調(diào)度中心的通信工作。監(jiān)控系統(tǒng)安裝和運行之后，可對配電網(wǎng)絡運行環(huán)境進行實時檢測和分析，并通過預設的處理方式對火災等意外故障作出相應的應急處理；監(jiān)控系統(tǒng)檢測到電纜超負荷運行時，可根據(jù)預設的控制程序?qū)ε潆娋W(wǎng)絡的輸送負荷進行靈活、合理的調(diào)整；通過電纜線路溫度變化及溫度分布特點檢測分析，及時發(fā)出異常警報，并準確顯示溫度異常區(qū)域圖像，通過通信功能傳輸至調(diào)度中心，方便調(diào)度中心及管理部門及時判斷配電線路運行狀況，并作出正確的處理決策。

3.3建設智能化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)

3.3.1監(jiān)控工作智能化

將智能電網(wǎng)的實際運行狀況預設入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控裝置中，監(jiān)控裝置通過對線路及系統(tǒng)負荷、溫度等的監(jiān)控和分析，將系統(tǒng)及網(wǎng)絡中的異常狀況合理分類、分級，并自動匹配處理方案。如配電網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)通過電纜線路溫度變化及溫度分布特點檢測分析，及時發(fā)出異常警報，并準確顯示溫度異常區(qū)域圖像，通過通信功能傳輸至調(diào)度中心，方便調(diào)度中心及管理部門及時判斷配電線路運行狀況。

3.3.2調(diào)節(jié)工作智能化

建設多個平行電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，方便用戶以不同的途徑和形式與電網(wǎng)互動溝通。例如，用戶不僅可通過網(wǎng)絡的形式實現(xiàn)人與電網(wǎng)的互動，還可通過電話實現(xiàn)自動化的電網(wǎng)的故障分析定位、故障處理及建議等等。另外，智能化的調(diào)節(jié)工作系統(tǒng)可為用戶提供及時、準確的信息支持。

3.3.3用戶管理體系智能化建設

通過電能和電流平衡法兩種技術的引入和利用，建立智能化的防竊及意外處理機制；以WEB為基礎，建立信息采集、查詢、管理平臺，方便客戶通過WEB實現(xiàn)用電信息查詢、用電業(yè)務辦理、用戶信息錄入等功能，實現(xiàn)個性化的用電量、使用費用遠程查詢。

3.4用電設施現(xiàn)代化建設

推行現(xiàn)代化、個性化、符合節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略的用電設施。當前受到廣泛關注的主要有風光互補路燈系統(tǒng)，此種用電設備融合了太陽能用電設備與風能用電設備的優(yōu)勢與特點，可自主收集風能或光能儲存至蓄電池之內(nèi)，并進行獨立供電運行，同時能夠通過自動的光感應控制設備的開關。未來很長一段時期，我國將致力于此類高品質(zhì)、高性能的用電設備的研發(fā)與利用，推動智能電網(wǎng)的建設工作。

4.結(jié)語

目前，智能電網(wǎng)正處于不斷嘗試和探索、整合的高速發(fā)展時期，不僅融合了計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代化通信技術、傳感技術等多種現(xiàn)代化技術，還具有兼容、互動、優(yōu)化、自愈和集成等諸多特點。鑒于智能電網(wǎng)建設工作具有極強的系統(tǒng)性和復雜性，受社會環(huán)境、技術環(huán)境及行業(yè)環(huán)境影響很大，我國應以堅強智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略作為中心指導思想，依據(jù)堅強智能電網(wǎng)的建設方向與建設理念，結(jié)合國內(nèi)技術與行業(yè)背景，從技術研發(fā)與利用、配電網(wǎng)絡建設、電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化、用電設施現(xiàn)代化幾個方面全面開展智能電網(wǎng)建設工作。

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