進入21世紀后,美國電力科學研討院EPRI、美國能源部DOE以及歐盟委員會EC等紛飛提出各別對前程智能電網的假想和框架。
提出的概念IntelliGr,Modern Gr,GrWise,Smart Gr等。這些差異的概念對前程電網的特色給出了類似的假想,即自愈、安全、兼容、交互、調和、高效、優質、集成等。國際電工委員會IEC、國際大電網會議結構CIGRE等國際結構也賜與智能電網高度注目,如IEC成立了智能電網國際戰略任務組SG3,IEEE發動了智能電網訂定尺度與互操縱性的項目P2030。
不過,目前智能電網還處于初期研討階段,國際上尚無統一而領會的定義。由于成長環境和驅動因素差異,差異國家的電網企業和結構都在以個人的方式對智能電網進行懂得、研討和實踐;各國智能電網成長的思路、路徑和焦點也各不雷同。
比年來,中國學者在借鑒泰西智能電網研討的根基上,對中國成長智能電網的特色、專業構造以及實現次序等進行了研討。在2009年5月21日—22日召開的2009特高壓輸電專業國際會議上,國家電網公司公布了對智能電網內涵的定義,即統一堅強智能電網是以堅強網架為根基,以通訊信息平臺為支撐,以智能管理為策略,涵蓋發電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環節,蓋住所有電壓品級,實現電力流、信息流、業務流的高度一體化混合,是堅強可信、經濟高效、乾淨環保、透徹開放、友善互動的今世電網。
統一堅強智拉斯維加斯娛樂城let'svegasslots能電網在專業上涵蓋4個根本特征信息化、數字化、主動化、互動化。此中,信息化是指即時和非即時信息的高度集成、共享和應用;數字化是指電網對象、組織及狀態的定量繪出和各類信息的精準高效采集與傳輸;主動化是指電網管理手段的主動優選、運行狀態的主動監控和故障狀態的主動覆原等;互動化是指電源、電網和用戶物質的友善互動和調和運行。
本文對中國電力工業成長中信息化、數字化、主動化和互動化的專業場合進行回溯,并交融智能電網的特色指出其成長過程中存在的疑問,進而提出相應的建議。
1信息化
11電力工業信息化進展
中國電力工業信息化可以追溯到20世紀60年月。初期只是電子算計機利用起步階段,重要利用在電力試驗算計、工程設計與算計、科研算計、發電廠器材主動監測、變電站主動監測等方面;20世紀80年月以后,信息專業、算計機專業在電力工程領域得到廣泛利用,如電網調度主動化、發電廠生產主動化管理體制、電力負荷預計與管理、算計機輔導設計、算計機仿真體制等,各電力企業信息專業的利用由操縱層向控制層延長,從單機、單項目向網絡化、整體性、綜合性利用成長,從局部利用成長到全局利用,從單機運行成長到網絡化運行;在十一五時期,電力信息化建設已納入企業總體成長戰略,信息化進一步與電力企業的生產、控制與經營混合。
電力信息化的成績重要表現在
1電力通訊硬件設施的不停完善。電力通訊的傳輸方式從20世紀70年月的電力線載波、80年月的模仿微波、90年月的數字微波,到今日以光纖和數字微波為主,衛星、電力載波、電纜、無線等多種通訊方式并存,通訊范圍已根本蓋住了全國各個網、省公司,電力專用通訊網已初具規模。
2電力工業軟件體制不停升級。電力信息化可分為兩大類利用一是電力生產管理,如數據采集與監控SCADA體制、散開管理體制DCS、配電控制體制DMS、能量控制體制EMS、相量丈量單位廣域丈量體制PMUWAMS;二是電力企業控制,如控制信息體制MIS、企業物質安排ERP、企業財產控制EAM、主動作圖器材控制地理環境信息體制AMFMGIS、電能計量TMR、電力營銷體制等。
3進入十一五之后,國家電網公司開端實施SG186信息化工程,這是電力信息化建設新期間的標志性活動。很多示范工程成績已經紛飛上線,如華東電網企業級信息體制項目、華北電網企業級信息專業集成平臺項目、西北電網ERP項目、上海電力SG186示范工程等。
12疑問與建議
在電力體制信息化建設中曝光出諸多疑問缺乏統一的尺度體系,存在重復建設;信息孤島眾多,信息集成度低,無法互相協作施展整合效益;企業控制信息體制與生產管理體制一般互相分解;信息化建設過程中,過多地投入到器材的主動管理、數據信息的蒐集共享,卻無視了對信息的收拾和發掘。
針對上述疑問,建議有程序地開展以下任務
1加速訂定電力產業信息化尺度。在《國家電網公司十一五信息成長安排》的開導下,依照關連的成熟信息專業尺度體系,統一數據編碼,統一訂定軟件條理尺度體系,統一訂定電力業務尺度、文檔尺度和辦事尺度等關連規范。
2建設統一的電力信息平臺。以SG186工程為契機,整合現有各信息控制平臺,奪取盡早實現整個電力大企業的數據一體化、集成利用一體化、電力辦事一體化。
3電力企業控制信息體制與電力生產管理體制有機交融。如MIS與EMS等體制之間實現信息雙向傳輸,形成綜合信息體制。
4增強數據深層發掘研討和利用。在前程的統一信息平臺中,集成體制內各部分、不同種類業務的信息,甚至集成體制外的公眾辦事體制信息如氣象信息、地質災難信息等。不過跟著信息量的劇增,必要交融進步的信息存取機制和數據發掘專業,才幹真正有效地為電力體制辦事。
2數字化
21電力體制數字化進展
1998年1月31日,美國前副總統戈爾在加利福尼亞科學中央說書時初次提出了數字地球的理念。隨后,各個產業也紛飛提出個人的數字化理念,如數字都會、數字水利、數字電網等。
2000年,盧強院士在內地初次提出了數字電力體制digital poer systems,DPS的概念。
文獻將DPS定義為它是某一實質運行的電力體制的物理組織、物理特徵、專業功能、經濟控制、環保指標、人員局勢、科教事件等數字地、形象化地、即時地繪出與再現。可見,電力體制數字化包含體制運行、企業控制、外部環境等所有方面,實現對研討對象的即時繪出與再現2個方面的性能。
數字南邊電網有2層寓意,即數字化南邊電網和智能化南邊電網。此中數字化階段的目的是實現控制、安全、運行等信息的獲取、通報和採用的數字化;而智能化階段的目的則是在數字化的根基上,實現全局性智能決策以及智能決策的主動分離、執行。
綜上可見,數字化包含有2個方面的任務①對體制狀態、企業控制、外部環境等信息的數字表明,這與信息化建設深厚關連;②基于數字仿真的高等利用體制,這與主動化建設親密聯系。這也從一個側面說明,智能電網的四化建設是一個有機的整體,相輔相成,相互增進。
目前,電力體制離線仿真軟件都是電磁暫態與機電暫態分解,即時仿真重要還是依賴數模融合仿真體制。電力體制即時數字仿真器real time digital simulator正得到越來越廣泛的利用。電力體制仿真必定朝著全過程超即時全數字的方位成長。
當前,調度側基于SCADA、PMUWAMS等數據采集傳輸體制開闢了EMS、在線動態安全解析DSA體制以及廣域監測解析保衛管理體制WARMAP[27]等高等利用體制。這些鑫球娛樂城可以看做是數字化電網的初等階段。
22疑問與建議
在電力體制數字化建設過程中曝光出如下疑問
1廠站側的數字化歷程滯后于調度側。調度側的高等利用體制已經相對較為充沛和進步,不過廠站側大多停留在數據采集、傳輸階段;當前的數字化變電站仍然處于示范階段,離實質的規模利用還有一段間隔。
2調度側的高等利用體制缺少集成和統一的尺度。
3對某些元件的數學模子有待進一步深入研討,如負荷模子、風電機組管理模子、風速模子、光伏體制模子等。
4缺少體制以外的主要信息,如光照、風力、地質運動等。
針對上述疑問,建議有程序地開展以下任務
1積極推動廠站側數字化歷程。具體來說有
①在IEC 61850尺度的開導下,推進數字化變電站建設;②實現輸電元件的丈量、保衛、管理、通訊一體化,實現對輸電元件的數字化監測以及散開式的智能決策;③實現發電廠的數字化生產,如汽機汽鍋的效率控制、發電機的調頻調壓控制等。
2增強調度側高等利用體制的集成和尺度化建設。華北電網穩態、動態、暫態三位一體安全防御及全過程發電管理體制初次將以往散開的EMS、電網廣域動態監測體制、在線不亂解析預警體制高度集成,調度人員無需在差異體制和諧臺間頻繁切換,便可實現對電網綜合運公價況的全景監督并獲取輔導決策支持。該方面的經歷值得借鑒和推銷。
3增強體制元件數學模子研討,尤其是一些傳統難點如負荷模子或新興元件如風電機組、光伏電站、柔性切磋輸電體制FACTS器材等的數學模子解析。精準博弈線上遊戲且物理意義領會的數金好運儲值版下載學模子,可以更好地開導數字化過程中的數據采集、狀態監測、安全管理等。
4積極與公眾辦事體制合作,將對體制安全不亂陰礙較大的外部信息如氣象、地質等數字化,并集成到相應的決策解析體制中,為電力體制避免天然災難導致的大停電提前做好預備。
3主動化
31電力體制主動化進展
傳統電力體制主動化依照領域可分割為調度主動化、廠站主動化和配電主動化。
電網調度主動化體制成長迄今已經驗3代20世紀70年月基于專用算計機和專用操縱體制的SCADA體制可以稱為第1代;80年月基于通用算計機的EMS稱為第2代;90年月基于RISCUNIX的開放式分布式EMSDMS稱為第3代。 跟著算計機和網絡專業的飛速成長,第4代主動化體制的根基前提如Internet專業、面向對象專業、數據庫專業、Java專業、中間件專業、多代辦專業、廠站主動化專業、安全防護專業、電力市場運營專業等已經具備,預測新一代主動化體制將于21世紀初出生。
廠站主動化跟著算計機、主動化、通訊和網絡專業的成長,大體經驗了會合式、分層分布式和現場總線式3個成長階段。
中國配電主動化的歷程顯著落后于世界進步程度。西方發財國家的配電主動化已經經驗了3個階段第1階段是20世紀70年月實現主要線路故障主動隔離、主動抄表等;第2階段從20世紀80年月開端,進行了大批的配電主動化試點任務及饋線主動化、營業主動化、負荷管理的試點任務;第3階段從20世紀末開端,陪伴算計機與網絡通訊專業成長以及電力工業市場化革新,以配電控制體制、配電主動化、用戶主動化為重要內容的綜合主動化成為配電網主動化的成長方位。1999年原國家電力公司《配電體制主動化安排設計導則》正式對配電體制主動化的概念進行了定義。中國從20世紀90年月中后期開端了配電主動化的試點任務,目前根本處于發財國家成長進程中的第2階段。
事實上,依照主動管理的性能可以將電力體制各項管理舉措分割為三道防禦線。三道防禦線的概念是中國電力任務者對電力專業的主要功勞。
跟著電力體制越來越復雜,以及丈量、通訊專業的成長,三道防禦線必定朝著在線、優化、調和、自安適和綜合防御的方位成長]。
32疑問與建議
在電力體制主動化成長過程中存在如下疑問
1調度側不同種類管理體制或輔導決策體制,種類較多,缺少集成和統一尺度;另有,調度側仍需人工介入才幹實現閉環管理,缺少智能專家體制支持。
2廠站端的主動管理裝置依然以P管理為主。P有簡樸、可信的好處,但在某些情況下,已不可知足智能電網對主動化的要求。
3相對于調度主動化處于世界領先程度,中國的廠站主動化,尤其是配電主動化程度仍較低。
4不同種類管理舉措以散開、孑立管理為主,缺少彼此間的調和優化。
針對上述疑問,建議有程序地開展以下任務
1相似于數字化與信息化中的尺度化建設,統一調度側各管理體制的性能、接口、數據庫等。
2加速智能管理想法的工程化歷程,如專家體制、多代辦體制等。依賴智能管理想法,減少人工介入,實現即時在線的定值改動、手段搜索、在線主動管理等性能。
3借鑒國外在綜合主動化方面的經歷,積極成長配電主動化。配電主動化是實現用戶與電網互動的主要環節,是智能電網建設的主要構造部門,需引起高度珍視。
4深入研討不同種類安全不亂疑問的機理和管理舉措原則,到達全局范圍內的主動管理舉措的優化調和,如三道防禦線間的調和、有功無功管理間的調和、頻率電壓管理間的調和等。
4互動化
41電力體制互動化進展
假如說信息化、數字化和主動化是實現智能電網的策略,那麼,互動化則可以稱為智能電網的目標和本性要求。
智能電網中的互動化涵蓋2層寓意①發電與電網之間的互動;②電網與用戶之間的互動。電網為發電商提供透徹公然的電價信息,發電商之間通過報價競標介入博弈。同樣的道理,用戶也通過透徹公然的電價信息決擇用電量和自有分布式電源的採用場合。通過電力市場介入者之間的互動,實現社會效益最大化。
電力工業市場化革新使得發電與電網之間的互動成為可能。1998年,國務院辦公廳發文,初次正式領會要求電力工業履行廠網分手、競價上網,并確認6省市電網為首批試點單元。2002年2月國務院頒布《電力系統革新計劃》國發[2002] 5號文,標志中國電力市場革新的開端。國家電力監管委員會、國家電網公司、南邊電網公司及五大發電集團公司相繼掛牌成立。電力市場有3種買賣方式,即現貨買賣、期貨買賣和遠期條約買賣。發電商通過博弈,合乎邏輯地決擇在各個市場中的投標發電量實現發電與電網之間的互動。
用戶介入是電力市場革新的必定趨勢。發電側開放和用戶側開放,是電力市場化革新的2個方面,缺一不能。但目前中國電力系統革新,仍然局限在產業內部,沒有真正擴張到用戶端。用戶側仍停留在大用戶直購電的試點階段。
可再生能源發電是智能電網互動化面對的新疑問。2005年頒布《中華人民共和國可再生能源法》之后,不光大型并網風電場和光伏電站得到猛進,並且與新能源深厚關連的分布式發電也得到趕快成長,如光伏建筑一體化BIPV等。
可見,在可再生能源發電猛進的新的市場環境下,將賦予智能電網互動化新的內涵①在《節能發電調度設法試行》的拘束下,發電商之間的博弈與互動展示新的格局;②用戶側同時佔有可并網的分布式發電器材,可以依據信息平臺的即時電價信息,積極地介入到電力供需均衡中。
42疑問與建議
在電力體制互動化成長過程中存在如下疑問
1在發電商競價上網的過程中,三公公然、公平、公正原理的力度不夠,其重要來由是市場透徹度不夠,還不可真正實現發電與電網的互動。相信跟著統一信息平臺的建設,市場透徹度會得到有效改良。
2可再生能源發電尤其是風力發電和光伏發電的裝機容量快速增長。不過,目前對可再生能源發電并網的關連研討如對體制陰礙、并網專業規范等相對滯后。
3用戶側硬件裝置和軟件部署還不具備與電網互動的智能化前提。
針對上述疑問,建議有程序地開展以下任務
1創設公然、透徹的統一電力市場信息平臺,并逐步納入電網統一信息平臺之中。另有,跟著特高壓全國聯網的實現,有必須加速全國電力市場的建設歷程。
2加速可再生能源并網對體制安全不亂陰礙的研討,并訂定、完善相應的并網尺度。目前,現行的風電場接入電力體制專業規定已過有效期,且內容缺乏對具體專業功能指標的領會規范,對風電機組的低電壓穿越本事也未領會規范要求。國家電網公司2009年4月頒布了風電場接入電網專業規定的校訂版在專業上對照普遍合乎邏輯,但僅作為企業尺度缺乏有效的拘束力,應斟酌將其升級為國家尺度。國家電網公司于2009年7月公布的光伏電站接入電網專業規定開端試行。實質上,這些尺度都需求在實踐中不停地檢修和完善,終極目的是實現分布式電源的即插即用。
3著力開展雙向互動營銷專業、娛樂城 信用版高等量測專業等研討,并開展智能電器和智能電表研發。作為電力體制的終端器材,智能電表應當或許為用戶提供當前的市場信息、電能質量信息、體制安全不亂性信息等;智能電器可以依據智能電表提供的不同種類信息,并交融用戶設定的條例進行任務。
5結語
綜上所述,有以下幾點需求獨特留心
1四化是一個相輔相成的有機整體。信息化、數字化、主動化是策略,互動化是目標。應當科學安排,擔保四化建設齊頭并進,才幹確保智能電網更好、更快的建設。
2增強尺度化建設。專業支撐體系如統一信息平臺和智能利用體系如高等調度中央的建設都必要以尺度規范體系為根基。
3積極推進全國電力市場建設。特高壓輸電以及全國聯網使得全國電力市場建設成為必定。
4增強可再生能源發電及其并網研討。風力發電、光伏發電的隨機性大,如何實現即插即用將是一個歷久的研討課題。
