电网智能化建设的关键技术分析

引言

电网智能化建设是电网现代化建设的核心,需要在传统的输配电网络中,将数字技术、信息化技术等较多的前沿技术融入到输配电系统中,其主要目的是为了实现整个电网的稳定、可靠、环保、高效发展。因此,对电网智能化建设的关键技术进行分析有着非常重要的意义。

1智能配电网的特征

1.1供电可靠性更强

在智能配电网中包含有自愈功能,可通过分布式电源微网,在主电网停电的情况下,保障多数用户的供电安全,从而最大程度地减少由于电网出现故障给用户带来的负面影响。

1.2大量分布式电源可接入其中

当前我国各种节能能源不断增多,且发电规模不断提升,例如风能、生物能、太阳能等新能源发电已经成为我国发电的重要组成部分。在智能配电网中,这些分布式能源可以实现即插即用,大大提升了我国供电和用电的可靠性与便捷性。

1.3可开展用户能源管理

在智能配电网中,用户和供电企业之间可实现双向通信,特别是通过智能电表,可以实施实时电价,可有效改善用户的用电习惯,实现削峰填谷,增强整个能源的利用效率,特别适用于风力发电、太阳能发电等分布式发电表现出的间歇性特点。同时,用户可以自备微型电源并网,供电和用电的灵活性较强。

2电网智能化建设的关键技术

2.1电网智能控制中心

在智能化电网建设过程中,提升控制中心的智能化水平非常关键。在具体操作时,主要是通过对当前的EMS、SCADA及虚拟电厂等技术进行全面的结合与升级,从而实现电网的镜像备用、虚拟电厂、通电事故处理、预警报警、智能保护整定、调度和交易管理、可视化操作平台等功能。在具体实施时,主要按照分区分层的原则,全面明确不同级别的控制中心的功能和权责,实现有针对性的设计。

2.1.1可视化操作平台

在该平台研发时,主要是通过利用多媒体技术,全面实现发电厂的状态信息、线路运行情况、变电站的运行情况、故障位置、裕度稳定情况、电压及潮流等模块,从而达到个性化信息披露的效果,操作人员的指令可以通过该平台输入到对应位置。

2.1.2预测功能

预测功能是指将信息处理、高性能通信作为基本,联合水利部门、气象单位等,在较短的时间内进行预测。主要的技术关键点在于对可再生能源在整个电网中的出力情况、气象(主要包含有极端天气、台风、雷电、气温等)、负荷(主要包含有节点负荷、系统负荷)等进行预测。

2.1.3调度和交易功能

实现电网的智能化交易和调度对于提升电网的智能化水平非常关键。主要的技术关键点在于实现信息披露、电网协调、机组调度及数据管理的智能化。其中信息披露主要是在监管条例及相关保密措施的基础上,对整个智能化电网的发电计划、网间交易、购电成本等相关信息进行及时有效的智能化披露。电网协调的关键技术点在于实现对各级电网的智能化协调。电网调度智能化主要是以各个信息为基础,在对所有信息进行分类汇总的基础上,实现网损管理、校核安全及节能调度等方面的优化。数据管理智能化主要的关键技术在于对电力交易数据、检修技术、预测参数、电网拓扑、机组状态处理等方面信息的智能化。

2.1.4虚拟电厂

虚拟电厂的主要关键技术是将某区域内所有分布式电源作为电厂参与到整个电网的运行当中,从而实现整个区域内配电网的高效化集约化调度。该技术能较好地提升对分布式电源的渗透率,将更多的分布式电源更好地调度到整个电网建设中。

2.1.5镜像备用

在电网智能化建设中,整个电网的控制中心,可能出现失去全部功能或者部分功能的情况。因此,在建设智能电网时,通过为控制中心信息构建实时镜像的方式,能够确保在满足紧急情况的条件下复制控制中心功能。

2.1.6智能保护整定

在电网智能化建设中,关键技术节点是对数据进行快速、稳定的分析,对电网负荷特性、网络拓扑参数等进行实时智能化计算,得到电网内安全自动装置、线路、母线及变压器保护的具体定值。

2.1.7快速、安全、稳定地分析

在传统的电力系统中,需要在离线状态下对电网的安全稳定情况进行分析,这就导致分析结果不能将真实的情况全部反映出来。但是在电网智能化建设中,实现了电网安全稳定情况的在线监测,主要技术点是充分利用高性能的通信系统和测量技术,实现对电力设备、电压、频率、拓扑等信息的实时分析,最终确定出系统安全稳定的特性。

2.2智能变电站关键技术

变电站作为电网智能化建设的核心环节之一,主要是将地理信息系统、变电站自动化、虚拟电厂等关键模块进行智能化整合。主要关键技术如下:

2.2.1自治技术

智能变电站根据电网运行情况,对整个线路的运行线损进行针对性调整,确保其线损降到最低,同时提升线路供电的稳定性和供电质量。在智能化电网中,其中包含的分布式发电量将增加,因此更需要对整个电网运行中的母线、变压器、避雷器等设备状态进行监测。

2.2.2实时建模技术

智能变电站能够实现对整个辖区内运行状态的实时监控,这就需要构建出对应的网络模型,实现对各种设备的有效辨识,从而为整个控制中心提供基本的决策依据。

2.2.3协调关键技术

智能变电站在运行过程中,需要严格按照中心的指令开展相关工作,这其中就需要加入协调关键技术,实现对整个变电站系统和整个控制中心系统指令的有效协调。

2.3智能线路关键技术

线路作为电网智能化建设的关键,在电网智能化建设中,必然需要实现线路智能化。

2.3.1基础设施技术

在电网智能化建设过程中,更多的高温超导技术、特高压技术等会应用到整个电网建设中,大大提升整个线路的输电容量。

2.3.2智能检修与远程监控关键技术

在传统的供电线路检修过程中,人员实地检修是主要的检修方式,人力消耗非常大,同时安全性较差。而在电网智能化建设过程中,可以将配电网中整个线路的设备状态、绝缘情况、实际功率、电压与电流大小等实现实时远程监控,同时利用相关的信息技术对线路的状态进行检修,精准实现故障定位,对于出现的冰雪覆盖能够实现自动融化等。

2.4智能保护系统

在传统的电网系统中,保护装置的定值多数情况下需要以人工现场设置的方式进行,但是在电网智能化建设中,智能保护装置可以实现对整个控制中心的各种数据的实时接收,从而能够根据整个电网的运行状态,及时调整相关参数,不仅能够节省人力成本,还较好地提升了整个系统的自动化水平。

2.5电网系统智能需求侧管理

微网技术是由分布式电源、负荷以及其他监控、保护装置组成的小型发配电系统,其中还可能包括换流器、储能设备等。它既能并入大电网运行,也能实现孤岛运行。利用微网技术可以提高电网的可靠性和电能质量,吸引用户参与需求侧响应。

3结语

综上分析,全面推进电网智能化建设已经成为了整个电网系统发展的必然选择,同时,通过电网智能化建设较好地提升了整个电网的智能化水平,但是其包含的技术关键点非常多,这就需要电力企业从自身实际情况出发,加强电网智能化建设研发力度,进一步提升电网智能化建设水平。