智能电网技术应用与发展分析

发表时间:2020/6/30   来源:《当代电力文化》2020年第4期   作者:张胜利
[导读] 国内资源稀缺与生态环境压力增大,促进了电力体制改革的进一步深化
        摘要:国内资源稀缺与生态环境压力增大,促进了电力体制改革的进一步深化,为此提出了智能电网技术应用与发展分析。考虑到智能电网电力负荷运行问题,通过接入可再生智能供电电源的方式,约束电力发电容量,降低电网运营中负荷电压,减少安全隐患。同时,安装智能监测装置,利用多核处理器,获取多种电网运营信息,利用空间规划专项函数计算电力值是否满足电网的可持续运转能力,以此完成对智能电网技术应用的研究,为电力行业与市场的协同发展提供新的方向。
        关键词:智能电网;技术;应用;发展;
        中图分类号:V242.3                              文献标识码:A
       
0引言
        完善的电网是支撑电力行业发展的关键,也是承担优化电力经济的主要动力。基于现代化社会为电力行业发展提供的智能化技术,智能化电网理念顺应而生。这一概念最早由美国及欧盟一些发达国家提出,由于智能电网技术具有自愈能力强、交互性能好等优势,在国内已经受到了相关行业的广泛认可。同时,智能电网技术具有相对良好的集成性,支持高密度集成软件在规划布局中的应用,符合现下电网发展格局,也以此证明了未来电力行业势必向智能化方向发展[1]。通过有关部门的研究,智能电网建设中必不可少的关键技术包括感应技术与在线实时监测技术,并匹配高密度集成精密元件,而实现元件集成的主要技术是LED相关设备。要求电网通过“感知”动作,完成非人工操控的智能化功能。目前国内对此方面的研究尚局限在对电网运行的智能化监测方面,尽管已经实现人工远程调控,但仍无法全面的实现智能化技术在电网建设中的协同应用。基于此下述将从多个方面开展智能电网技术应用与其未来发展的详细分析,利用现代化技术建设一个相对完善的智能电网,满足社会中不同用电群体对电力的需求,与此同时制定一套规范的电网发展模式,提高电力行业在市场的可持续发展能力,使智能化技术成为推动社会经济发展的主要源动力。
1智能电网技术应用
1.1基于智能电网技术约束电力发电容量
        考虑到智能电网在运行中若出现兼容量过大现象,会出现抬高节点电压的问题,为此基于智能电网技术,设计一种具有兼容性的电网分布式发电容量约束条件[2]。通过接入可再生智能供电电源的方式,以电网生命周期为容量约束目标,设计智能电网建设目标函数。公式如下。
   (1)
        公式(1)中:表示为电网建设电力约束目标;表示为电网运行预测容量;表示为电源可再生率;表示为智能电网可承受的最高负荷电力值;表示为电网主动约束次数。根据上述设计的智能电网建设目标,利用分布式发电电源管理方法,优化能源的使用效率,以此调整电网的自适应能力。同时,调节电网变压装置一侧的可变供电器,降低电网运营中的负荷电压。考虑到不同社会群体对电力的不同需求,设计不同场景下的电网约束条件[3]。此外,选择智能发电无功补偿装置,自动调整电网中发电电流分布,从而使智能电网发电在标准的额定工作范围内,降低负荷电压对电网运营造成的安全隐患。
1.2电网空间智能布局规划
        在完善智能电网发电条件约束的基础上,根据智能化技术在电力行业的发展现状,预测电网空间布局对其智能化发展的抑制作用。电网开关侧和感知端加装智能设备对两网融合电路进行实时监测及感知。
        首先,在配电网建设的过程中,在发电装备电流电压输出/入口安装智能监测装置,并根据电能表获取的电力相关数据进行数字信号的转换,以此保障电网的主动运维。


        其次,利用多核处理器,采集电网低压运行信息、电力数据异常状态信息等。结合智能化技术的自动升级,实时根据电网运维现状提出对配电设备、低压拓扑自动识别设备等的空间调控[4]。全力打造配电网与智能化技术两者的融合,以此提高电网综合运维能力。
        最后,在电网空间智能布局规划中,除了要考虑其规划的合理性,同时应以提高电网运行效率为基础,定期实施电网智能负荷转出能力判定工作。在智能电网电力供应端输入初始化电力供应值,利用空间规划专项函数计算输入值是否满足电网的可持续运转能力。假定数值在电网智能运维范围内,证明在此额定电流下电网空间智能布局规划具备合理性,以此完成智能电网技术的应用研究。
2发展分析
        智能电网技术的应用为电力行业的发展带来了机遇的同时,也提出了新的挑战。整合现下行业发展趋势,智能电网技术在未来将不仅被应用在许多电力行业中,将逐渐向通信行业、智能开关控制等方面发展。由于国内具有较为丰富的水力与太阳能资源,为此可将智能电网技术与新能源技术相结合,将生产计划调整至协同发展计划[4]。在为群体提供供电需求的同时,实现可再生资源的循环利用。
        截至目前,有关部门对智能电网技术的研究尚处于起步阶段,相比西方等发达国家国内的电网运营仍缺乏一定的稳定性与安全性。为此在后期的发展中,可应用集成性较高的发电电源,并将电源接入控制在高效率与环保方向。这些状况均决定了电网的发展在后期将需要融入特高压生产技术,并以此保障电网运营的坚强能力。针对目前智能电网的建设现状,无疑决定了行业的发展需要坚持绿色环保道路,例如:建设大型风能发电站、建设信息化电力交互平台、提高主动电网运维的稳定性与安全性等。
        存在发展机遇便会存在一定挑战,在智能电网在未来的发展中,面临的主要挑战是供电的创新性,即是否可根据用户的特殊用电需求为其提供针对性服务等。为此,为了降低连锁智能故障现象的发生,可采用紧密结合工业通信行业的方式,健全行业协同发展的相关政策,在获取电网监管者支持的前提下,获得消费者的认可。并以基础电网体系作为支撑,融合自动化特点,在用电、变电、输电等特殊节点阶段实现供电电压等级的划分,做到智能化电网在区域的全覆盖,提供日后我国电网发展新方向。
3结束语
        电力行业智能化是其未来发展的必然方向,应整合智能化技术的开发现状,联合地方政府与相关电力供应单位,尽快出台促进行业与市场协同发展政策,并以此为核心,适当借鉴国外电网建设成功案例,做好初期规划与准备工作,最终实现电网在社会的全面协同健康发展。总体来说,电网工程的未来发展前景可谓一片平坦,应从整体层面衡量复杂程度较高的电力相关工程,考虑到社会宏观经济政策、协调发展战略、市场运营机制、电力营销管理等方面对其未来的影响,应尝试智能电网实践建设,在技术不断完善的过程中,做到电网的自愈、安全、高效、控制、管理。最终实现行业的信息化、自动化与智能化。
参考文献
[1] 刘云鹏,许自强,李刚,夏彦卫,高树国. 人工智能驱动的数据分析技术在电力变压器状态检修中的应用综述[J]. 高电压技术,2019,45(02):337-348.
[2] 王丹. 坚持中国特色 提升国际竞争力 全面推进能源互联网企业建设——访河南省电机工程学会副理事长、郑州大学电气工程学院教授王克文[J]. 河南电力,2020(04):068-069.
[3] 徐晖,李伟. 协同创新 助力行业发展——中国电器工业协会智能电网设备工作委员会二届四次理事会扩大会顺利召开[J]. 电器工业,2019(06):06-09.
[4] 杨青. 一流城市配电网的世界路径——访国家“千人计划”特聘专家、CIGRE中国和亚太区SC6主席 马钊[J]. 国家电网,2018(04):023-25.
[5] 陈昌斌,黄灿灿,董盛喜,等. 最优组合赋权法评价模型在配电网改造中的应用——以欠发达国家大型城市配电网改造为例[J]. 人民长江,2019,50(12):192-197+203.


作者信息:张胜利(1989年10月--),男,安徽蚌埠人,本科,研究方向:主要从事微电网、智能电网方面的研究。
通讯地址:浙江省杭州市滨江区至善路8号13栋207室,邮编:310051。
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