國網(wǎng)江蘇省電力有限公司東臺市供電分公司 葉 磊
21世紀(jì)以來,人類社會進(jìn)步與發(fā)展離不開資源能源的支持,這種需求在不斷增大,尤其是電力資源,對我國經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)具有較大推動作用,關(guān)系到人們生活與生產(chǎn)的各個方面。電力行業(yè)想要滿足社會發(fā)展需求,就要確保電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定與可靠,這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開智能電網(wǎng)在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用。因此,如何將智能電網(wǎng)在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中進(jìn)行高效應(yīng)用,成為相關(guān)人員探究的重點(diǎn)話題。
2006年,美國“IBM”公司首次提出智能電網(wǎng)解決方案,所謂智能電網(wǎng),也就是電網(wǎng)的智能化,也被人們稱之為“電網(wǎng)2.0”。主要建立基礎(chǔ)為集成且高速的雙向通信網(wǎng)絡(luò),在這過程中,需要利用先進(jìn)測量與傳感技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)等技術(shù),微電網(wǎng)構(gòu)建安全、可靠且高效的環(huán)境。面對經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步和發(fā)展,智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生,能夠幫助人們解決很多實(shí)際問題,其發(fā)展是建立在計算機(jī)信息基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)的綜合化利用,無論是對電力供應(yīng),還是電力生產(chǎn),都具有良好促進(jìn)作用,有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,滿足人類社會生活與生產(chǎn)需要。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比較,智能電網(wǎng)具有一定的功能優(yōu)勢,見表1。
表1 智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的功能比較
智能電網(wǎng)具有自身的特征,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化。在電力系統(tǒng)規(guī)劃當(dāng)中,應(yīng)用智能電網(wǎng),可以進(jìn)一步優(yōu)化與改進(jìn)電網(wǎng)資產(chǎn)管理工作,降低企業(yè)投資成本,優(yōu)化發(fā)展目標(biāo),獲得良好的管理效果,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的有效提升。對于電網(wǎng)來說,可以動態(tài)評估技術(shù)功效,確保資產(chǎn)運(yùn)用更加合理,使其在更大負(fù)荷中運(yùn)行維持穩(wěn)定。
二是抗干擾能力較強(qiáng)。一般來說,電網(wǎng)是暴露在外界環(huán)境當(dāng)中,對于強(qiáng)降雨和暴風(fēng)等不良天氣,一定程度上會影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,嚴(yán)重情況下,可能會導(dǎo)致其癱瘓,造成大面積停電。智能電網(wǎng)抗干擾能力很強(qiáng),可以繼續(xù)保持供電能力,同時還具備相應(yīng)安全防護(hù)系統(tǒng),可以預(yù)防不法分子利用互聯(lián)網(wǎng)破壞電網(wǎng)等行為,大大提升了電力系統(tǒng)的安全性。智能電網(wǎng)還能對網(wǎng)絡(luò)攻擊者進(jìn)行有效搜索,自動反擊對應(yīng)的攻擊人員,正是因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)具備抗干擾和反擊能力強(qiáng),才能被廣泛應(yīng)用在電力技術(shù)和電力系統(tǒng)規(guī)劃之中。
三是自動化處理相關(guān)故障。對于電力供給系統(tǒng),存在一定復(fù)雜性,在日常運(yùn)行過程中,系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)一系列問題,對供電產(chǎn)生影響,進(jìn)一步增加經(jīng)濟(jì)損失。智能電網(wǎng)具有自身特征,在運(yùn)行過程中,能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的某些故障進(jìn)行自動化處理,若是不能自動處理,系統(tǒng)會給出相關(guān)警報,這樣可以提醒電力工作人員及時去處理運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的故障,從而縮短故障維修時間,讓電網(wǎng)盡快恢復(fù)運(yùn)行。并且實(shí)際運(yùn)行過程中,智能電網(wǎng)能夠?qū)⑺@得的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總,對比標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),通過分析,查找是否存在安全隱患,以此規(guī)避運(yùn)行故障,防止電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。
四是具有高度集成特征。智能電網(wǎng)基本特征就是高度集成,電力系統(tǒng)涉及各個環(huán)節(jié),主要有變電和發(fā)電,應(yīng)用智能電網(wǎng),可以在電力能源應(yīng)用中,構(gòu)建統(tǒng)一化平臺,進(jìn)一步提升電網(wǎng)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化,在此過程中,可以使用數(shù)據(jù)庫,對電網(wǎng)相關(guān)信息進(jìn)行整理和儲存,強(qiáng)化電力信息的共享和集成[1]。
在電力技術(shù)當(dāng)中,智能電網(wǎng)應(yīng)用較為普遍,電力技術(shù)包含很多類型,在實(shí)際應(yīng)用中,需要不斷研究和探索,從而將電力技術(shù)上升至新的水平和高度,智能電網(wǎng)不僅影響著電力技術(shù)水平,同時對電力系統(tǒng)也具有重要意義,因此在實(shí)際應(yīng)用中,要重點(diǎn)關(guān)注?,F(xiàn)階段,關(guān)于智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),主要包含以下幾方面內(nèi)容。
輸配電技術(shù)的應(yīng)用,需要使用到相應(yīng)的高溫超導(dǎo)輸電和特高壓輸電技術(shù),可確保整個輸配電過程,更具穩(wěn)定性和安全性。特高壓輸電技術(shù)屬于現(xiàn)代社會發(fā)展中的一種新興技術(shù),在電力系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)長距離運(yùn)輸同時,還能確保大功率。并且在此過程中,還能將兩個遠(yuǎn)距離的“電力系統(tǒng)”進(jìn)行有效整合。與此同時,應(yīng)用智能電網(wǎng)特高壓輸配電技術(shù),還能減少污染,為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供良好環(huán)境,最大限度實(shí)現(xiàn)環(huán)保與節(jié)約,適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展要求,促進(jìn)輸電環(huán)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)行,有利于構(gòu)建社會主義現(xiàn)代化國家。而高溫超導(dǎo)輸電技術(shù),主要輸電載體為“高溫超導(dǎo)材料”,這類材料的使用,不僅輸電損耗小,而且還具有綠色環(huán)保等優(yōu)勢,可以進(jìn)一步促進(jìn)電力行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展之路。
在電力技術(shù)中,分發(fā)式發(fā)電儲能技術(shù)作為關(guān)鍵內(nèi)容,具有不可替代性,其包含兩個環(huán)節(jié),分別是儲能和發(fā)電,做好這兩項(xiàng)工作,可以為電力輸出和輸入提供有利條件。智能電網(wǎng)的產(chǎn)生,一定程度上提升了發(fā)電儲能技術(shù),使其應(yīng)用在各個領(lǐng)域中,促進(jìn)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在電力能源生產(chǎn)過程中,發(fā)電環(huán)節(jié)表現(xiàn)最為突出的潛力就是“節(jié)能”,將發(fā)電節(jié)能技術(shù)加以優(yōu)化,能夠有效降低發(fā)電企業(yè)帶來的污染和排放。智能電網(wǎng)中,科學(xué)應(yīng)用分布式發(fā)電儲能技術(shù),能夠做到太陽能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能等多個能源和儲能的分布式,強(qiáng)化綠色電力能源在發(fā)電中的占比,降低發(fā)電產(chǎn)生的污染排放,改善人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。同時,應(yīng)用分布式發(fā)電儲能技術(shù),還能強(qiáng)化用電安全,提升用電的可靠性[2]。
智能調(diào)度技術(shù)的存在,能夠有效緩解當(dāng)前電力供應(yīng)緊張問題,具體可以結(jié)合電力供應(yīng)情況,合理配置相應(yīng)電力資源,滿足區(qū)域內(nèi)供電需求,從而緩解供電緊張現(xiàn)象,促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
為促進(jìn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行,需要在電力技術(shù)及電力規(guī)劃中,將智能電網(wǎng)有效應(yīng)用其中。具體可以從以下幾個方面入手。
智能電網(wǎng)在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用,關(guān)鍵的工作就是建立智能電網(wǎng)信息模型。作為實(shí)際管理人員,在管理期間,既要重視電力系統(tǒng)生產(chǎn)屬性的信息化管理,又要結(jié)合各類數(shù)據(jù)之間的層次分布管理,做好梳理工作。因此,智能電網(wǎng)信息模型中,同時具備“空間圖形信息”和“生產(chǎn)屬性信息”,對于前者來說,可以結(jié)合不同電力空間,對其準(zhǔn)確位置加以描述,位置信息在“IS技術(shù)”中可以通過坐標(biāo)來加以呈現(xiàn)。而后者涉及各類電力設(shè)備,加上具有數(shù)據(jù)量龐大的物理特性,因此隨著時間的推移,會累積更多的數(shù)據(jù)量,可以對已有電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。
與此同時,還能在生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中應(yīng)用信息化操作。實(shí)際操作過程中,還可在幾何數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行反應(yīng),一般情況下,以“點(diǎn)”“面”“線”為對象的整合體。通過采用這種方式,可以構(gòu)建整個電力系統(tǒng)下的全部地物,將不同地物幾何特性和屬性特性加以體現(xiàn)。工作人員處理電力網(wǎng)絡(luò)過程中,電力技術(shù)中的數(shù)據(jù)經(jīng)常與生產(chǎn)息息相關(guān),所以過程數(shù)據(jù)模型可以結(jié)合位置實(shí)施建模,過程實(shí)力建模期間,可以使用“托肯建?!狈椒?,為智能信息工作網(wǎng)提供有利條件,強(qiáng)化其完整性。另外,建模必須嚴(yán)格遵守模型演進(jìn)的具體規(guī)則[3]。
在我國計算機(jī)軟件技術(shù)大背景下,在所有電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)中要應(yīng)用統(tǒng)一化模式管理方式,對于數(shù)據(jù)庫內(nèi)容,需要結(jié)合一些方法,開展分層自動化連續(xù)更新,實(shí)際方法為:關(guān)于本地數(shù)據(jù)庫,可以使用電網(wǎng)元件處理的數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng),做好記錄工作,同時也能夠使用數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng),完成自動化更新工作。無論是發(fā)電廠,還是變電站,這類單位具有的數(shù)據(jù)控制中心數(shù)據(jù)庫,需要使用自動更新模式,并且此種模式可以修改和更新上一個控制中心數(shù)據(jù)庫。通常來說,通過自動更新,能夠解決系統(tǒng)操作顯示過慢現(xiàn)象。這時需要相關(guān)人員建立一個緩沖區(qū),在服務(wù)器端利用緩沖區(qū),進(jìn)而將常用數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)大量儲存。
智能電網(wǎng)中,業(yè)務(wù)交互組件發(fā)揮著重要功能,既能實(shí)現(xiàn)信息維護(hù),又能實(shí)現(xiàn)信息及時更新,在電力技術(shù)以及規(guī)劃中,構(gòu)建業(yè)務(wù)交互組件,可以結(jié)合電力規(guī)劃具體情況,第一時間發(fā)布相應(yīng)的預(yù)警信息,包括運(yùn)行時間、設(shè)備種類以及管理設(shè)施等不同屬性。若是電力設(shè)備相關(guān)信息發(fā)生一些變化,系統(tǒng)交互組件就可以立刻對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新維護(hù)。如對于煤礦管理系統(tǒng)來說,使用業(yè)務(wù)交互組件,就可以設(shè)置相關(guān)參數(shù),達(dá)到維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的目的,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)權(quán)限的有效管理。針對業(yè)務(wù)交互組件之下,還存在單獨(dú)小組件,如圖1所示,包括系統(tǒng)渲染、屬性查詢和交互,上述內(nèi)容構(gòu)成的組件,不僅具有系統(tǒng)顯示功能,還存在查詢系統(tǒng)屬性這一功能。渲染組件通常有矢量和柵格構(gòu)成,重點(diǎn)是利用矢柵混合技術(shù)[4]。
圖1 業(yè)務(wù)交互組件結(jié)構(gòu)
新型電力系統(tǒng)主要承載著碳達(dá)峰碳中和的發(fā)展目標(biāo),是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要前提,能夠確保電力能源安全,滿足人民的電力需求。電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中,需要應(yīng)用新型電力系統(tǒng),因?yàn)槠渚哂小鞍踩煽亍薄扒鍧嵉吞肌薄伴_放互動”“靈活高效”等特點(diǎn),能夠促進(jìn)智能電網(wǎng)規(guī)劃的進(jìn)一步發(fā)展。
智能電網(wǎng)在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中,涉及各個方面內(nèi)容,管理工作具有一定的復(fù)雜性,因此電力系統(tǒng)規(guī)劃中,要遵循相應(yīng)的原則,重視周期性、安全性和成本性,在規(guī)劃之前,需要制定周期,確保在一定時間內(nèi)完成,還要重視規(guī)劃設(shè)計的安全性,避免其出現(xiàn)安全隱患,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),可以配置相應(yīng)的系統(tǒng)檢測功能。還要在降低成本過程中,保障最大利益。只有這樣,才能做好各項(xiàng)規(guī)劃管理工作。
同時,智能電網(wǎng)在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用,一定條件下可以促進(jìn)電力系統(tǒng)朝著智能化管理方向邁進(jìn)。智能電網(wǎng)還能結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò),確保有線通信的業(yè)務(wù)備份,在技術(shù)方面,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的流動服務(wù)目的。此外,將智能電網(wǎng)應(yīng)用在智能固態(tài)表針中,能夠發(fā)揮較大作用。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,主要是應(yīng)用的是電磁表,其在某種條件下,能夠?qū)τ秒娗闆r進(jìn)行管理。相對于電磁表來說,而智能固態(tài)表針具有自身很大優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)電力運(yùn)行情況的及時更新,并且在第一時間,可以將電力使用相關(guān)信息加以有效交換。尤其是不同時間段,發(fā)生的電力應(yīng)用和用電價格,應(yīng)用智能固態(tài)表針,可以實(shí)現(xiàn)有效記錄,掌握用電方面的相關(guān)知識,實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理和用電[5]。
綜上所述,想要從根本上發(fā)揮智能電網(wǎng)在電力行業(yè)發(fā)展中的作用,相關(guān)人員就要樹立正確思想,充分認(rèn)識智能電網(wǎng)內(nèi)涵與特征等知識,綜合考慮各個方面影響因素,結(jié)合我國電力行業(yè)實(shí)際發(fā)展情況,確保電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中具有科學(xué)性,將智能電網(wǎng)加以有效應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換,優(yōu)化電網(wǎng)構(gòu)架,從而順應(yīng)時代發(fā)展潮流,為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)增光添彩。