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用户体验游电费价格、停电率、阶梯电价等方面。电力公司需要根据不同的需求进行调整,用户体验的改善也是智能电网的工作目标。
(2)电网自我控制能力的提升
当前,我国电网制动装置还未具有评估事态发展的能力。因此,我们必须不断加强评估动态安全来做好预防性控制。智能电网正是面临系统故障时,能够将该区域予以隔离,有很强的应用价值。
(3)能够切实提高电网运行效率
除去运行优化与资产管理以及降低使用率成本以外,智能电网还通过使用储能、高温超导、电子等新技术对电网进行了改革。以高温超导技术为例,该技术的应用仅通过狭窄通道即可实现电力的大量传输,且电压网损接近零。
2智能电网技术体系主要内容
2.1拓扑结构
我国多年来一直采用较为传统的放射电网,这样的电网如果发生线路方面的故障,很难以最快的速度恢复正常供电。由于智能电网中的灵活的拓扑结构是构建智能电网最为基础的物理结构。一旦出现网络方面的故障,拓扑结构可以迅速的将其控制于最小范围内,给快速恢复供电提供了必要的条件。因此,配电体系的侧面发展循环网络,并设置环形总线与微电网。这样才能控制双向流向,并保证电路间的交换功率。
2.2智能电网中的测量及传感技术
该技术可以实现远程监控、分时段的用户管理。例如:可以对分布式设备进行实时监控,还能及时监控到智能仪表、传感器、测量装置。通过传感器与测量系统的有效结合,可以实现智能控制的目标。智能电网研究中,我们最为急需的就是精度高、能耗低的传感技术与网络测量技术。
2.3智能电网中的专业芯片技术
该技术是智能电网的核心技术部位。电网中的芯片升级后可以实现众多功能。智能芯片所包括的主要种类有:通信体系芯片、控制芯片、时间芯片、计量芯片和驱动芯片等等。
2.4智能电网中的通信技术
智能电网正常构建与运行离不开通信技术。双向、高速集成、实时的通信系统是智能电网正常运行的基本保障。通信技术不但能实现信息的双向传输、实现互动,还能应用量测技术进行连续、实时的检测和校正电网中的各项参数。进而使用相应的信息技术实现系统内部的自愈目的,并接受更加完整的信息。
2.5信息安全与网络安全技术
由于智能化电网是科技化与信息化相结合的系统,其安全内涵较传统电网要高很多。这就对智能电网的网络与信息安全加倍防范。当前较为常见的安全技术有:新密码技术、实时镜像备用、信息信任体系、病毒防护技术、恶意入侵防御技术、数据存储安全、实时主动防护等等。
2.6智能电网中的智能化设备技术
为提升电力系统的工作性能,我们必须在智能电网中使用最新电子设备。新技术与设备的使用能提高功率密度、成产效率、供电可靠性以及输配电系统性能。此外,我们要在负荷特性与电网间寻找出平衡点来提高电能质量。
(1)电力电子技术。该技术主要通过电力电子器件对电能进行控制与变换。当前,半导体功率元器件逐渐向大容量、高压化方向发展,很多电力电子产业都以高压变频作为主要的传动技术。同步开端技术的智能开关。新型超高压的高压直流输电技术,交流柔性输电技术。用户用电技术有动态电压恢复器、静止无功发生器。
(2)分布式的能源接入技术。自我调节能力和智能判断基础上的分布式管理与多能源统一入网,是智能电网系统中的核心部位。这个系统能够实时采集和监控电网与用户用电信息,以输配电方式为终端输送电能时也是最安全和最经济的。分布式电源(DER)的种类主要有:光伏电源、风力发电、燃料电池、小水电、储能装置能等。通过智能自动化系统,可以将多种分布式电源犹记得并入电网之中,并保证运行有很强的协调性。在提高系统工作效率与可靠性的基础上,节省了大量的输电网方面的投资。有力的支持了峰荷电力与电网紧急功率,进而带来更大的经济与社会效益。
2.7发电机功率与预测短期负荷技术
超强的预测力是构建智能电网技术体系的有力保证。实现短期负荷预测和发电机功率预测,必须将只能传感器与先进的信息通信技术作为技术支撑。这样才能实现短期的预测和预警。
2.8蓄能技术
不稳定是可再生能源的最大缺点,因此,智能电网的储能技术室很多单元构成的,例如:电容器储能、超导磁储能、化学电池储能和燃料电池储能等多种形式,这些储能方式的主要特点是:高效、高密度。
2.9电力控制技术
同样,电力控制技术也是智能电网技术体系构建中至关重要的组成部分。该技术可以优化运行系统,很好地完善智能电网体系结构。
在智能电网的诸多安全方面中,物理安全非常重要,其内涵意义是指运营智能电网的系统过程中所必备的各类硬件设施的安全性。其中最主要的有对硬件设备方面被物理非法性的入侵的防范、对无授权物理的访问的防止以及严格按照国家的标准构建机房等。其中,主要的硬件设施有,流量的智能统计器、各类测量的仪器以及各种类型的传感设施,在通信体系中各类网络应用设施、主机和数据存储的空间。
1.2网络的安全
网络安全需要智能电网应该具备高可靠性。当前智能网络的发展规模急剧膨胀,互联网电网体系逐步形成,复杂的电力系统的结构对电网的安全性和稳定性进行了加强,但其脆弱的防线也成为重大的问题。尤其当前网络的环境复杂性增强,智能化的攻击手段防不胜防。个人用户的网络信息也不断受到威胁。智能的终端始终存在漏洞。
1.3数据的安全保障弱、备份能力低
当前尽管对数据的保护以及数据自身安全性的软件很多,但网络的复杂化使得风险市场存在。数据被破坏、被盗取,数据库被侵犯的现状依然存在。智能电网的数据对于整个国家电力系统的运行都是至关重要的,因而必须制度化的、规范化的进行数据的安全措施,以改善当前的状况。
2解决智能电网安全的方案
2.1边界的安全防护
边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础,在网络的边界进行检测与清除恶意的代码,并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制,同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制,提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析,提升对不良信息的拒绝能力,以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中,实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而,必须明确的找出网络区域的安全边界,以此来在各个点设置防火墙。
2.2网络环境的安全保护
对于我国的电网公司而言,其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下,必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。
2.2.1从结构上提高各网络设备的性能,提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样,在智能电网面临高峰期的业务阶段时,线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。
2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制,运用当前最主要的协议类型,实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制,使其无法对网络进行使用,有效的保护主机。实现资源的安全存储,避免外来信息的非法访问。
2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中,必须设置身份的验证,限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂,同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录,超过一定次数变进行锁定。
2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中,进行漏洞的扫描系统设定,对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描,及时发现钱富裕系统中的漏洞,防范攻击。
在电子电路当中,往往是通过采用功率半导体器件来实现工业电能的控制和变换。由此可知电子电路针对的目标是工业电能,最终的目的在于尽可能的减小电能的损耗。电力电子器件在实际的工作中降低电能损耗的主要方法是控制其开关状态。因此,也可将电子电路归为一种功率较大的开关电路,运用其内部信号的微弱变化实现对电能的准确调控。
1.2电力电子变换器
电力电子变换器的核心也是电力电子器件,电力电子变换器完成对电能控制的前提是搭建一个完善的电路拓扑结构,此过程实际上就是电力电子器件集成为单个电路的过程,在集成的过程中需要结合器件的特点进行有规律的排列和分类,拓扑的优化环节主要表现在电力电子变换器的设计过程中,要求为不同元件选取更为准确合理的位置,以此达成电能控制的高标准。
2电力电子技术在智能电网中的应用
2.1高压直流输电技术的应用
对现阶段的直流输电系统进行研究后得知,在该系统当中,输电的过程中采取的是直流电,另外所有的环节均使用交流电。在输电的过程中,交流电首先在经过交流变压器后到达整流器,整流器的作用是将交流电转换为电压较高的直流电,然后该直流电在经过换流站以后达到逆变器,逆变器的作用是将该高电压的直流电转换为交流电,最终将电能传输到指定的系统当中。因此可以说高压直流输电技术是长距离输电最佳的技术选择,即使该输电系统发生问题,也不会对电网造成过大的影响。在智能电网中使用高压直流输电技术,不仅可以满足智能电网对电能运输的高要求,还可有效的控制电能在运输中的损耗。
2.2柔流输电技术的应用
如今,多种多样的新型能源和清洁能源得到了迅速的崛起,然而这离不开柔流输电技术的支持,这项技术也是这些新能源的重要组成。柔流输电技术将电力电子技术、电能控制技术融为一体,不仅可实现智能电网输电情况的实时监控,还可以灵活的扩充交流输电网络,从而大幅度的提高了电网系统的敏捷度,使电力传输的精细控制成为可能。对于我国智能电网而言,特高电压是无法改变的特征和基础,因此在引入新型能源以前,要对能源的隔离和接入环节进行充分的考虑,在此过程中同样离不开柔流输电技术的支持。由此可见柔流输电技术的重要性,而且在应用的过程中,还会根据实际的要求不断的进行优化和创新,从而提高电网电能运输的效率和质量。
2.3智能开关技术的应用
开关的作用是断开或者是闭合电路,智能开关实际上就是根据电流或者是电压的具体情况对电路进行控制。智能开关是由外壳、电源以及多种子开关组成,智能开关的电源具有过电压保护功能,子开关在智能开关内呈结合式排列,而且具有较强的防漏电保护功能。因此智能开关具有很高的安全性,可以为使用智能开关的电器提供稳定的用电环境。在智能电网不断发展的影响下,智能开关技术也随之向信息化不断迈进。
2.4高压变频技术的应用
高压变频技术的主要作用就是节能,而且效果显著,通过测试得知,通常情况下电网在使用高压变频技术以后节电率可以达到30%之高。但这种技术也存在相应的缺陷,缺陷主要包括过高的改造成本、高次谐波的产量超标,可能会造成不同程度的谐波污染。在智能电网中运用高压变频技术,可以十分轻松的使节能减排达到标准的要求,从而大幅度的提高供电企业的经济效益。
2面向智能电网的物联网应用方案探究
下面笔者从两方面对面向智能电网的物联网应用方案进行探究,一方面为面向智能用电的物联网解决方案;另一方面为面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案。
2.1面向智能用电的物联网解决方案
基于传统模式的用户当中,其智能用电物联网应用主要的连接对象为用户的智能双向电表。对于电网企业来说,主要是以用电性质和场合的差异性为依据,进而选取不同功能的智能双向电表,对用户进行电能计量及有关电能质量的监测等应用。在智能双向电表终端设备的运用下,能够实现对用户用电信息的统一性采集。智能电表是以传感器网络及现场总线等为渠道,然后在传输网及电力接入网的作用下,把电表数据传输到与之相关的应用平台,比如用电信息采集平台等。除此之外,基于智能用电过程中,电动汽车充电系统的应用也是非常重要的。该系统的主要应用内容主要体现在:其一,充电站设施的监测部分,涵盖了充电状态检测、视频检测及安防监测等。其二,传感器及RFID系统的设置,通过有效设置,能够对电动汽车运行情况及动力电池使用情况实现实时感知。
2.2面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案
对于面向智能电网的物联网应用,主要的目的是使电力系统生成环节的信息化得到有效提高,同时提高自动化程度。要想使此类应用得到有效实现,需要依靠物联网末端的无线传感器网络,应用场景涵盖了变电站一次设备及二次设备以及高压输电线路等;在对设备运行情况及相关线路的运行情况进行感知及预测的基础上,使电网的安全水平得到有效提高,进一步使电网的运行成本降低。如图1所示,为一种适合用在智能电网生产过程环节的传感网络结构。当中,无线传感器网络通过对感知延伸终端各路信息的充分利用,把采集到的数据汇聚到网关节点上,然后由网关节点把分类预处理之后的数据信息传输到接入网当中,进一步实现进入电力通信核心网的统一性。数据在通过分析处理之后,在ICT平台的基础上,将相关指令发出,并以同样的方法逆向往终端网络节点上传输,从而使对全网的实时监测及故障处理能够得到充分实现。
1.2无线宽带专网技术无线宽带专网方式带宽较高、系统容量较大、扩展性好,实时性较好,为电网公司在智能配电网建立全面覆盖、接入方式便捷的宽带综合业务通信平台提供了一个技术选择。但无线宽带通信网络的安全可靠性比有线通信网络低,目前业界主流的通信技术都有各自的缺点。全球微波互联接入(WiMAX)技术在国外应用较多,国内没有分配频点,存在政策风险;多载波无线信息本地环路(McWiLL)技术标准化程度不高,只有很少部分企业掌握核心技术,存在垄断风险;3GPP长期演进(LTE)技术尚未大规模商用,成熟度有待进一步验证[5]。230MHzLTE系统利用电力行业已有的230MHz负控频率资源(电力专用频率带宽1MHz,40个频点),通过扩充频点可实现上行15Mb/s和下行6Mb/s传输速率,采用多种解决高吞吐量和高可靠性传输的LTE关键技术,如自适应调制与编码(AdaptiveModulationandCoding,AMC)技术、混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeat-Request,HARQ)技术、动态调度技术、干扰协调技术等,具备成本低、广覆盖和较大带宽的特点,并且组网灵活,便于施工。目前已有厂商研发出电力专用230MHzLTE产品。
1.3中压电力线载波技术中压电力线载波技术为电力系统特有的通信方式,利用10kV配电线路为媒质进行通信,无需布线,具有成本低、安全性好等优点。根据调制频带和带宽的不同可分为宽带技术和窄带技术。目前中压窄带电力线载波技术在配电通信领域使用较多,但由于频带限制,其传输带宽和实时性较低,同时中压电力线路情况复杂,开关众多,电力线载波通信容易受到配电网运行状况的影响[6]。以往因技术成熟度所限,中压电力线载波技术的大规模应用还比较少,仅仅作为对光纤和无线通信方式的补充手段,近年随着OFDM(正交频分复用)自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术的采用,中压宽带电力线载波技术也趋于成熟,视线路条件和环境情况,传输速率可达2~10Mb/s。目前中压宽带电力线载波技术在国外应用相对较多,在国内也开始试点应用。
1.4无线公网通信技术无线公网通信是指配用电终端设备通过无线通讯模块接入到无线公网,再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式,目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网通信方式具有系统容量较大,建设成本较低,运行维护简便等优点,但采用无线公网通信方式安全性、实时性不能得到保证。另外,无线公网通信方式每年需要向运营商支付的使用费用也很大。电力专网与无线公网通信技术见表2和表3。
2智能配电通信网建设原则
综合考虑智能配电网规划建设情况和业务需求,并通过配电网通信技术的综合比较,建议智能配电通信网建设原则如下:a.因地制宜,综合采用多种通信技术相结合的方式建设智能配电通信网络。宜以专网为主,公网为辅。b.应根据实施智能配电区域的具体情况选择合适的通信方式。配电网主干线路宜采用光纤通信方式,分支线路可采用光纤与无线及中压载波相结合的通信方式。c.实现“三遥”功能的站点、依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域、分布式电源等宜采用通信专网,优先采用光纤通信方式;实现“两遥”、“一遥”功能的站点可采用光纤通信、中压载波及无线通信等多种方式,但采用无线公网时需采取相应的安全防护策略。d.采用光纤通信方式的配电通信网可根据情况采用无源光网络(EPON/GPON)、工业以太网等通信技术。e.应充分考虑配网改造工程多、网架频繁变动的特点,智能配电通信网系统规划设计时要有预留和备份资源。f.光缆建设应充分考虑智能配电通信网建设需求,以及用电通信网和其它增值业务的接入需求,新建配电网电缆线路或架空线路宜同步建设通信光缆或预留光缆架设通道。g.进行LTE、中压宽带电力线载波等通信新技术试点建设,技术成熟时可进一步推广。
1.1发电环节能源危机使得全世界都在对新能源进行不断的研究与探索,比如风能、太阳能、潮汐能等。这些新能源的开发为经济的发展提供了清洁、高效的能源,但同时也对现有电网也提出了并网的要求。新能源本身存在一些不足,比如地域性、季节性、发电的不稳定性等。在这种情况下,相关学者要更多地研究如何高效、安全地与这些新能源实现并网,降低新能源对现有电网的影响,使新能源能够高效、安全地接入现有电网。
1.2输电环节我国的电网建设有着自身的特点,最近几年,国家电网提出了“以特高压电网为骨干,各级电网协调发展”的基本方针,特别是在电网的整体规划中提出了建设华东电网、华中电网、华北电网三大交流电网的规划,并着重提出了这三大电网之间的直流互连。我国的电网建设正稳步向着特高电压、大容量、交直流电互联的时代迈进,但由此也带来了一系统的问题,比如,电网的结构日益复杂;所使用的技术越来越高端,越来越趋于自动化;各大电网之间的互联给电网本身的稳定运行带来了很大的影响。为了解决这些问题,智能电网在输电环节上使用的是特高压直流输电技术。该技术与其他技术最大的不同在于系统中间没有落点,所以这种技术适合远距离的输电,而对于交流电网之间的互联,该技术有着其他技术所不具备的特点。所在在由交流与直流所组成的特高压输电网络中,使用特高压直流输电技术可以保证整个输电系统的稳定运行。电力工程技术在此输电环节上所使用的技术主要是对电网整体系统运行的监控、对运行状态的检测、对运行故障的管理和应急等。
1.3变电环节智能电网与传统电网在变电环节中最大的不同就是变电站的智能化建设,这是对传统变电站或者说是对传统电网的一次突破,也是智能电网智能化、自动化发展的最好体现。在变电站的智能化建设中,电力工程技术的应用表现在很多方面。变电站的智能化建设就是对变电站中的物理结构、网络设计、信息的采集、通信协议等进行统一的设计和管理,使变电站的各个环节实现互联,实现信息的共享,从而实现变电站系统的智能化运行、自我诊断与恢复。这其中涉及到计算机网络的建设、高速传感器的使用等电力工程技术。
1.4配电环节配电环节是整个电网系统内直接接入用户的一个环节,在智能电网中,这是极为重要的一个环节。而根据智能电网的总体规划,配电网还要承担各类中小型新能源的接入工作,这就对配电网的稳定运行和故障处理能力提出了更高的要求。在配电环节中,所使用的电力工程技术主要有:配电自动化技术、智能充电技术(主要是指电动汽车的充电技术)、智能化的高级储电技术和高级的检测技术等。
1.5用电环节随着我国经济改革的不断深入,电力市场也在日趋市场化。在这种情况下,电能市场供需双方的互动越来越频繁,对于用户来说,需要稳定、可靠、便宜的电力能源;而对于电力企业来讲,则要实施精细化的管理,以最大程度地实现经济效益。智能电网的建设对智能城市和智能小区的建设都有重要的作用。其主要使用到的电力工程持术有:智能化的测量技术、高效的用户用电信息采集技术以及智能电表等。
二、电力工程技术在智能电网建设中的总体应用
电力工程技术在智能电网建设中的应用是非常广泛的,归纳起来,主要体现在以下几个方面:
2.1在智能电网电源中的应用。
电源是电网结构中各项设备正常运行的基础保障,不同设备在运行过程中所需的电源类型也不尽相同。由于电网结构中设备到多种类型的设备,因此,为了确保电网正常运行,则必须要有多种类型的电源作为支撑。电力工程技术能够提供种类繁多的电源,比如说直流电源、变频电源、恒频电源以及交流电源等,很大程度上确保了智能电网的稳定运行。
2.2在输电过程中的应用。
智能电网的正常运行不仅与电能质量有关,而且还要确保其始终处于稳定的工作状态下,这些都与电力工程技术息息相关,其不仅能够为电网的正常运行提供无功补偿技术和谐波抑制技术,而且还能够为不断发展的智能电网建设创造新的装置,以此来更好的提升电网运行的稳定性,避免各类威胁电力安全稳定故障的发生。
2.3在发电过程中的应用。
随着我国智能电网建设脚步的不断加快,越来越多的先进技术被应用到电网建设中,电力工程技术作为诸多新技术的一种,在对电能进行转化和控制的时候,其主要是利用电子设备来实现的,这种转化方式不仅能够降低耗能量,而且由于应用的机电设备相对较少,因此还能够大大提高转化的工作效率。
三、电力工程技术在智能电网建设中的具体应用
3.1柔流输电技术的应用。
所谓柔流输电技术,主要指的是将具有较高清洁度的新型能源向电网中输送,该项技术主要以电子技术、电力技术、微电子技术以及通信技术为主,多种技术的配合应用不仅实现了对交流输电的灵活控制,而且还能够更好的为电网稳定运行提供保障。在智能电网运行过程中,如果想要从根本上实现电网运行的安全性和稳定性,就必须确保高度清洁的新型能源顺利输送到电网中,并做好能源的隔离工作,柔流输电技术能够充分满足这一需求,正因为如此,该技术在当前智能电网建设中得到了广泛应用。
3.2能源转换技术的应用。
上文提到,智能电网的一个主要特征就是对能源的充分利用。随着智能电网的飞速发展,对该方面技术的完善也给予了高度重视。能源转换技术作为开发经济、低碳节能的主要技术,将其在电网建设中的作用充分发挥出来至关重要。能源转换技术是将传统电网建设中的能源转化为智能电网实现智能化、数字化所需的能源,比如说将煤炭发电转化为智能发电,从而将可再生资源充分利用,提高多种并网技术的利用率。
3.3电能质量优化技术的应用。
电能质量优化技术在智能电网建设中的应用,首先需要对电能质量进行等级划分,并在此基础上对电力质量的评估体系进行进一步优化与完善,比如说技术的等级和用户经济性评估体系等。其次,为了有效降低智能电网建设的成本,还应该提高供用电接口的经济性,建设人员应该根据电网建设的实际情况,设计多种供用电接口的可行性方案,并在诸多方案中选取最具经济性的建设方案,从而在确保电网建设质量的同时,降低电网建设的成本。电能质量技术的应用可以将该项目标顺利实现,因此,在当前电网建设中得到了广泛应用。
3.4高压直流输电技术的应用。
高压直流输电技术也是当前智能电网建设中应用十分广泛的技术之一,虽然在当前电网中,直流输电系统中大部分环节所使用的都是交流电,但输电过程中利用的却是直流电。在高压直流输电技术中,对换流器的有效掌控可使电能按照需要实现逆变或整流。高压直流输电技术的应用趋势是大容量、远距离的电能传输。
(二)智能配电网的特征现代化的智能化配电网对于以往传统形式的配电网体系来说,呈现出的各方面优势极为明显,详细体系下以下几个环节:
1.提高供电质量:利用供电质量补偿、电子技术、实时检测技术,能够对于整个电网之中的电压进行有效的优化控制,最大限度的减少输电过程中所可能存在的损耗现象,保证电压与关要求相符合,此外,在智能配电网技术的影响下,电网还能够对于一些供电质量反应极为灵敏的设备提供高质量的供电。
2.提高供电可靠性:智能配电网的使用,不仅能够使得自然灾害、人为影响所带来的电网破坏现象得以控制,还能够更好的执行电力故障处理,有效的避免了相关用电故障的出现,这对于用户用电稳定提供了保障;即便是在主电网发生断电现象后,智能配电网也能够对可再生能源、分布式发电形成的微网系统加以启用,从而为重度用电依赖用户提供保障。
3.提高了跟用户的互动能力:利用智能电表、通信网络技术,来使得用电用户的用电现象得以实时的反馈,而电力企业也同样可以通过设备的投入,来使得具备了分布式发电功能的用户,得以在用电高峰为配电网反向提供电能,那么在这一情况下,相关用户也就拥有了更加丰富的服务权利,这是电力服务理念转变为用户为中心后的重要体系。
4.提高了用电的兼容性:智能配电网能最大限度的确保了中间环节与电网的无缝性,促使即插即用的相关功能得以实现,此外,这方面的技术使用也提升了配电网工作体系的灵活性,强化了用电工作呈现出的兼容性能。
二、智能配电网在电力营销中的应用
(一)电力营销概述现如今,我国的电力系统也进行着较大的改革,这对提升电力营销工作的质量与效率也带来了积极的影响作用。在当前的电力市场中,电力营销已经成为整个系统的工作重点,进而在供求关系的平衡之下,促使用电用户能够享受到真正可靠、安全、经济的电力商品,同时在这一过程中享受到其他的附加服务。伴随着现阶段城市化进程的提升,电力营销工作实际上和配电网呈现出的各方面联系越发的紧密,这也就对于供电服务的质量水准有了更加严格的标准。智能化配电网营销工作的实现,并非是对于技术上的升级,还同样包含了工作形式的多元化转变。可以预见到的是,未来我国电力营销系统将会具备以下功能:
(1)发电、输电、配电、售电、用电信息都是基于因特网实时更新的;
(2)配电网具有较强的软硬件支持,营销数据库的安全性强、拓展性高。
(二)智能配电网配电自动化系统目前而言,远程抄表系统的数据采集主要是选用配电自动化通信网,并在该网络的基础上还共同使用了其他的如GPRS的通信网络,这是因为远程抄表系统在配电自动化通信网涵盖的区域可以选用配电自动化网络,而在该网络不在涵盖的区域,就需要选用其他的网络,实现对所有电力用户进行远程抄表,让客户享受周到满意的服务
。(三)抄表智能化在智能配电网中,电力人员采用的是操作简单,并且携带方便的抄表设备,这种设备不但性能更加高效,而且计算结果也更加真实、准确,其在工作的过程中安全性也更比较高。远程抄表设备主要是利用了先进的通信技术以及互联网技术进行工作的,其可以采用的串口通信传输等通信方式,其与智能电表共同使用,可以将采集的到的数据直接传输到微机后台,从而更快的显示出用户的用电情况,这种设备还具有自动计费的功能,给用户以及抄表人员带来了很大的便利。
(四)智能仪表智能配电网中的智能仪器在采集用户用电量时具有实时性以及高效性,其可以将采集到的数据及时的传输到电力部门中,增加了仪表的工作效率,这种仪表是在电力部门与用户间建立起一个高效双向的信息平台,使采集的信息可以快速的传输到有关部门,发挥出更大的价值。这种仪器的安装比较简便,而且操作也比较简单,这也为电力部门查找电力损坏的原因提供了帮助,通过智能仪表电力部门的相关人员可以更快的找出电耗存在的地点以及原因。同时还能防止某些不法分子偷电的行为,提高了电力部门的管理水平。
(五)营配一体化信息通信平台在企业统一的电网设备和客户信息模型、基础资料和拓扑关系的基础上,营配一体化信息系统是采用了现代化的信息技术,实现供电可靠性管理、客户停电管理、线损管理、业扩报装辅助管理以及配电网建设管理等功能的GIS标准化及一体化的信息平台。营配一体化信息通信平台是采用以光纤为主,宽带无线为辅的多种通信方式的混合组合。它的搭建必须根据国家电网设备代码规范,整合省内信息管理系统,重新建立营销一体化多维信息平台,并预留一定的高级拓展功能。
2智能电网建设过程中中所运用的电力技术
在我国智能电网建设的过程中运用到的电力技术主要用一下几个方面第一是储能技术,其二是基于电压源换流器的柔性直流输电技术,第三是柔流输电技术;第四是风力发电技术;第五是太阳能发电技术;第六是高压直流输电技术。这六门技术在智能电网建设的过程中发挥着重要的作用,下面笔者就这六项技术展开简单的分析与研究。
2.1在电力系统中,实现智能电网受到各种技术因素的影响,还受到环境因素的影响。基于智能电网相关技术的分析,结合战略的发展趋势本文进行了讨论。摘要因为太阳能与风能能够直接连接到电网上,对与电池如何迅速地进行放电与充电问题,如何有效进对智能电网上的电池进行管理,成为了我们应该积极考虑的问题。基于上述的考虑,我们在智能电网的建设过程中,采用能源的存储技术,这种技术可以使上述的问题得到解决。在该技术中,最重要的组成技术就是飞轮的储能技术,这种技术借用电机作用,从而能够实现机械能与能源间的转换。也就是说当电网需要的时候,电机就可以成为发电机,其和飞轮的机械能可以快速转换为所需的功率,传输到电网系统。飞轮的制成材料是高强度的玻璃纤维,其通过一对磁悬浮轴实现悬浮在空气中的,因此我们说在飞作的过程中,几乎不会损失能量。而且风轮的转速能到40000r/min以上,这更提高了整个装置的转行效率。
2.2基于电压源换流器的柔性直流输电技术在灵活的直流电压源逆变器的基础上,在立足电压源换流器以及脉冲宽度调制调制的基础上,形成了两种技术组合成的一种新型直流技术。智能电网中的运用电压源换流器的柔性直流输电技术,不仅解决了直流和交流传动加载点之间的问题,还简化了设备,也有一个低得多的成本。
2.3柔流输电技术所谓的灵活交流输电技术,是一种集成电力电子技术,它可以灵活使用、方便快捷。这种技术可以有效而广泛地对当前的范围进行控制。而且在电力传输的过程中,柔性的交流输电技术还可以改善线传输能力,可以减少备用发电机组容量,提高电源智能电网的稳定性。
2.力发电技术当前在风力发电的市场上,主要采用的主流发电机组都是双向感应发电机与永磁同步发电机等设备。也就是说风力发电的过程中,可以根据风力转子励磁电流的频率、速度,有效地实现控制发电机组有功功率和无功功率额目的,利用让风力涡轮机的多级智能电网变速的特点,提高风能利用率,但是永磁同步发电机只能借助于全功率变频器才可以。因此我们说,在智能电网中运用风力发电技术,可以更好的利用自然资源与能力,节省更多的人力物力与财力,节能环保。
2.5太阳能发电技术太阳能发电也叫光伏发电,因为在智能电网中,太阳能经常使用一个光伏阵列或一个数字光伏模块和逆变器,蓄电池互连线,其是借助光伏阵列形成的。在光伏发电系统中,是基于一定的互连的当前值,因此在当前的调整中,在电池的帮助下,控制器对蓄电池组进行双向的充电和放电控制,实现智能电网的安全可靠运行稳定的电力供应。
2.6高压直流输电技术所谓的高压直流输电,是使用的稳定直流没有感抗,容抗也不工作,不同步问题,实现的。高压直流输电技术运用的远距离大公路的直流输电方式,这种方式在输电的过程中,电容量非常大,而且比较文星。尤其是在架空线路和电缆远距离输送传统电力,这种技术也同样适用于通信系统要求独立场合的连接。在智能电网中使用高压直流输电技术提高了电网的安全稳定性能。
3电力技术在智能电网建设活动中发挥作用
综上所述,电力技术在智能电网的建设中发挥了重要作用,在这一点上,总的来说是很容易的。电力技术在智能电网建设中的影响具体的来说不外乎一下几点:第一改善和提高电网运行水平和控制能力;第二满足用户对电能质量的需求,和改善电网服务质量;第三优化了电网资源配置能力;第四确保和提高电网互联的风能和太阳能系统容量;第五对大中型城市电网容量和电流的提高,有效促了信息社会的发展。
2兼容性强。智能电网能够兼容可再生的能源,可以适应可再生能源进行有序、合理的接入,同时也能够适应分布式电源、微电网的接入,这样就会实现系统与用户的交互,具备了高效的互动能力,通过互动,可以满足用户对电力的多样需求,也可以为用户提供增值服务。
3经济实用。智能电网的建设能够保证电网有效安全的运行,因此电力市场的正常运营需要智能电网的大力建设。这样才能够有效的保证电力市场与交易的展开,优化电力资源配置。除此之外,智能电网因其自动化、智能化的控制系统,能够将电网的损耗大大的降低,提高电力资源的利用率。
4先进性。智能电网在电力流、信息流和业务流中都表现出了高度的融合性,智能电网的先进性主要体现在它是由电网基础体系和技术支撑体系组成的两大稳固体系,并融合了信息技术、传感器技术、自动控制技术等,配备了电网的基础设施,特别是在交/直流的输电、智能调度、电力储能、配电自动化等技术上,这些先进的技术都有广泛的应用。
二、智能电网中电力工程技术的应用概述
1在智能电网中电源方面的应用。智能电网的直流、交流以及变频电源都是由电力工程技术来提供的,它在智能电网建设中起到了重要作用。因此,智能电网不同类型的电力系统需求只有电力工程技术能够满足。
2在智能电网中输电方面的应用。在智能电网中运用电力工程技术,不但能够保证智能电网的稳定安全运行,还能够保证智能电网在实际运作中发挥到其应有的作用。从这方面来看,智能电网的安全与稳定运行是以电力工程技术为基础的。
三、智能电网建设中电力工程技术的具体应用
1优化电能质量的技术。在建设智能电网的过程中,对电力能源的质量进行优化的关键所在就是划分与评估电力能源的质量,这也是其实现的基础所在。它通过对供用电的实际情况进行深入分析,建立起针对用户需要的电能质量等级划分与电能质量评估系统,同时再依靠有关法律法规的监督,从而推动智能电网中优质电能的良好发展。在优化电能质量的技术中,它涉及到多种电能质量的控制技术。这些技术的使用,不仅可以降低生产运营中的成本,而且还可以不断提高智能电网的电能质量,为它带来更多的社会经济效益。
2输入清洁能源的技术。现如今,高电压的输变电是我国智能电网建设的基础,但是在这个过程中需要一定的辅助作用,而清洁能源才能够起到这个效果。而针对这种情况输入清洁能源的技术就能够得到充分的使用,并且我国智能电网的建设过程中对这种技术的需求也在不断增长。因此在对智能电网进行建设的过程中,需要将电力控制与电力工程技术综合的结合到一起。这样不但能够保证电网运营状态的稳定,还能够在输电过程中减少电力能源的消耗,从而提高了输电效率以及电力能源的利用率。
应用于控制调度、传输数据、继电保护等方面的电力通讯技术,既包括输电、视化的监测以及安全预警等方面,随着用电需求量的不断增加,以及发电机发电能力的提高,给输电线路的可靠性提出了高标准要求。在实现远程输电过程中虽然需要消耗的电能巨大,但是通过对跨区域输电装备的调整,远程输送电能的能力逐渐加强。通过使用科学合理的通讯方式,来满足智能化电网中高压骨干网架的构建,促进我国电力工业的优化。对于电力通讯的调度需要对其进行实时预警、和节能电量采集等,采用远距离、低消耗、高效率的方式使电力通讯的输电方面在智能化电网中更广泛的应用。
2电力通讯在智能化电网中的背景
电力通讯以传输、交换、接收等形式,作为智能电网的神经系统,建设智能化的智能化的设备,在对于智能电网建设与设计方面高压电网与电子原件存在密切联系。对于经济发展突飞猛进的现代社会背景下,节能减排、绿色环保成为人们极为关注的问题。电力载波、微波通信是我国在电力通信发展初期主要采用的方式,由于对电力需求、电力系统的不断增加,我们所采用的电力系统的容载量不断扩大。光纤通信作为当今社会的基础网络,已基本覆盖来自“四面八方”的通信传输网以及各级变电站。从明线、同轴电缆到光线传输,从横、到程控交换到数字通信,电力通讯以成为智能化电网的神经中枢以及业务交流的基础。
3智能化电网中的电力通讯的发展道路
为保证电网能够安全可靠的运转,智能化电网中的电力通讯技术支撑起体系、发展基础设施体系、应用体系,对于输电线和电力线的信息传输需要提高焦点监测的技术以及线路寿命管理。为了实现标准化、数字化、状态化、网络化等的网络支撑,需要对输电线路状态监控予以支持、对于线路安全体系的建立予以肯定。以智能化电网的各个领域为基点,对其作用进行分析,总结出智能化电网中的电力通讯的发展方向。