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智能电网范文1
1. 智能电网介绍
智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础, 通过应用和融合 先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信 等技术,利用智能化的开关设备、配电终端设备,在坚强电网架构和 双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件 支持下,允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行, 鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动, 以实现配电网在正常运行 状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控 制,最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应 和其它附加服务。
智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端 组成,通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化,同时结合地理 信息系统应用, 实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和 优化运行以及故障情况下的快速定位、 隔离、 恢复、 负荷转移等功能, 从而为用户提供优质可靠的电能,为电力企业提供便捷、高效的管理 平台和途径,进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。
主要功能:
(1)鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实 时电价信息和洞中用电方案,促使用户主动选择与调整电能消费方 式。
(2)最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式 大型电源相互补充。
(3)支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、 实时电力交易等。
(4)满足电能质量需要,提供多种的质量-价格方案。
(5)实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成 为基础,使电力资源和设备得到最有效的利用;
(6))抵御外界攻击。具有快速恢复能力,能够识别外界恶意攻击并 加以抵御,确保供电安全。
国网和南网两大电网公司未来在智能电网方面的总投资将不低于 2000 亿,2015 年之前将完成主要框架建设。投资构成上,结合中 国式电网的几大部分目前的状态和未来的发展方向。预计,智能电网的投资构成上,不考虑大规模储能装置,配网自动化和用户侧系统将 占 40%,智能变电站占 20%、智能调度占 15%、柔性输电系统(含 清洁能源接入侧设备)占 10%,其他投资占 15%。
2. 智能电网在国内的发展情况。
就国内而言,智能电网建设的推进是迅速和高效的,但是这个智能 电力网的建设仅仅是智能能源网的网架建设的主要部分而非全部, 我 们不能以智能电网的局部竞争而放弃在智能网领域的整体创造,而 且, 这个体系建设所缺憾的就是还没有一个世界领先的技术标准体系。 与智能电网不同, 中国正在筹备建设的智能能源网, 是将现有的电力、 水务、热力、燃气等单向运转而且浪费巨大的能源网络改造为高效互 动的创新网络。
政府为解决由于新能源并网带来的调峰问题和电网适应性不够的 问题,“十二五”期间将普遍推行智能能源网。核电、风电等新能源要 投入民用,离不开智能能源网,如果说核电、风电是“汽车”,智能电 能源网就是“高速公路”。
就国内智能电网的建设而言, 其体系渊源源自欧美国家智能电网思 想和实践,其标准之应用也在很大程度上受制于国际力量的影响。从 组织目标运转而言,其向更高级别的互动能源网络结构跃进之时,也 许架构的升级路线只有选择分级叠加的更换方式,因此,目前国内电 力企业运转的智能电网改革模式和美国实施的智能电网建设应属相 同的产业变革类型。
3. 智能电网关键技术
3.1配电网自愈控制技术
智能配电网的自愈控制通过应用先进的数学和控制理论, 建立起 配电网在异常脆弱区、故障扰动区、检修维护区、正常运行区下的自动判别算法,在稳定评价指标、电能质量评价指标、经济评价指标、 兼容评价指标、用户服务评价指标体系下,对配电网运行状态进行实 时评估和隐患预测,并执行相应区域的控制方案,以实现配电网优化 运行和自愈控制的目的,达到安全可靠、经济高效、清洁环保、灵活 互动和友好开放的供电要求。
3.2分布式发电与智能微网技术
微网技术是新型电力电子技术和分布式发电、 可再生能源发电技 术和储能技术的综合, 集成多个分布式发电单元和负荷作为一个单独 的系统,为用户提供电能和热能。在合理的控制方式下,微网可以并 网运行也可以脱离主电网孤立运行, 并可实现两种运行模式的无缝转换。
DG是微网系统形成的物理基础,大量的DG并入电网以后,会给 电网带来积极影响,符合智能配电网要求。但大量的DG并入电网以 后,改变了传统配电网潮流单向流动的现状,给配电网带来了很多新的技术问题:
(1)电压调整问题;
(2)继电保护问题;
(3)对短路电流水平的影响;
(4)对配电网电能质量的影响。
3.3 AMI技术
高级量测系统(AMI)是自动抄表技术(AMR)的高级发展, AMI和配 电管理系统(DMS)是实现智能电网的重要一步。 将两者有机地结合起 来, 可以提高电网运行效率和实现资源的优化配置, 可实现如下目标:
(1) 使用AMI与现场设备通信 ;
(2)使用AMI数据改善在线潮流的计算效果;
(3) 使用AMI数据实现配网状态估计;
(4)使用AMI优化无功/电压的控制策略;
(5) 使用AMI提高停电管理系统的效率;
(6) 使用AMI增强电网与用户之间的互动能力。
3.4配电网快速仿真与模拟技术
配电网快速仿真与模拟技术(DFSM)是实现配电网自愈的重要工 具,它能够实现的主要功能包括自适应保护、故障自动定位和排除、 网络重构、自动电压和无功控制等,仿真工具包括配电网状态评估、 电网潮流优化、电网动态安全评估、负荷预测等,建模工具包括网络 拓扑分析、设备模型、负荷模型和发电模型等
4. 智能电网的几点思考
基于每个国家对于智能电网概念的理解不同,需求不同。所以, 我们不能用一种眼观来看待世界各国智能电网的发展。
国外对智能电网的研究相对于我国来说更早,同时技术也更加成 熟,深刻。所以我们要吸收他们的先进技术和经验,但是也不能全盘 接收,应该发展中国特色的智能电网。
开放才会更快的促进科技的发展。这个观点对于智能电网的研究 和发展同样适用。开放、统一标准,让更多的研究机构加入,就会有 更多的新技术产生。
给用户提供更多的方便和实惠。人性化的电网概念是至关重要 的,智能电网的设计除了在技术方面要深入研究之外,怎样最大限度 的满足用户的需要,提供更加便捷的服务是很重要的。
智能电网范文2
关键词:智能电网;技术进步;标准统一
中图分类号:U665.12文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2012)03-0-01
目前国家电网公司也是正在全面建设坚强的智能电网,即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网,并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化,在供电安全、可靠和优质的基础上,进一步实现清洁、高效、互动的目标。
中国电网智能化的全面建设其实已经在很早就开始进行建设,目前仅针对中国数字化电网建设可以算是智能电网的基本雏形。目前中国数字化电网建设涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节,组成部分包括:信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔流输电,变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。
一、数字化变电站对电气设备行业影响
现代社会的发展,以科学技术为第一生产力为主要目标,如今的数字化变电站将会导致二次设备行业、互感器行业甚至开关行业的洗牌,并且以IEC61850为纽带将促进一次设备和二次设备企业的相互合作与渗透,新的并购机会将会产生。
国家电网公司坚强智能电网分三步走:
(1)2009~2010年为规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作。显著受益上市公司有特变电工、平高电气、天威保变、国电南瑞、思源电气、荣信股份、科陆电子
(2)2011~2015年为全面建设阶段,加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。显著受益上市公司有特变电工、平高电气、天威保变、国电南瑞、思源电气、荣信股份、科陆电子、许继电气、国电南自、长园集团、东方电子。
(3)2016~2020年为引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。
二、智能电网与互动电网之间的对比
由于我国的基本国情以及发展阶段和资源分布的情况各部相同,中国的智能电网和美国的智能电网在内涵及发展的方向和主要重点等诸多方面都有着非常明显的“区别”。
中国的智能电网的建设首先是需要建立在一个坚强的电网基础之上,在此情况之下具有长距离、大容量的输电特征和特高压电网将成为核心环节。这是根据中国经济发展阶段、能源集中分布不同的一些特点所决定的。
提及“智能电网”这一概念在国内的兴起,不得不提及著名能源问题专家武建东先生。他今年1月19日独家在东方早报发表《奥巴马如何以能源革命再将美带到全球经济的顶端》一文,率先解读了美国大力推进智能电网的战略意图。其后,武建东连续在早报上发表了4篇论述中国应该发展有别于欧美模式的“互动电网”。
针对开放性和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。这是“互动电网”定义,两者相较之下的对比可得出智能电网的发展是社会发展的必然趋势。
三、不只靠技术进步更需要标准统一
当今的科学发展可谓的日新月异,但是在加强智能电网的建设之上我们若之是单单的依靠科学技术的进步还是远远不够的,我还需要一个标准的统一才能全面贯彻落实智能电网的整体的可实施性,我们会想过去的20年之间,互联网的快速发展打造出了信息高速公路,那么未来的20年,我相信智能电网的全面实施与使用也必然是打造电网高速公路,简而言之在建设初期我们必须贯彻落实国家能源战略,应大力发展特高压输电技术,全反方位的优化能源结构,高效率的提高能源效率,以确保能源安全为首要目标。
例如:针对地区不同能源生产地和能源消费地区,相隔距离比较远的原因,那么发展远距离、大容量的特高压电网就成为了首要选择目标。
因此,制定一个统一相关的标准是相关重要的要素,哪怕你技术在先进,在没有一个能适应发展的前提下和统一实施的标准之下,先进的科学技术也可能英雄无用武之地,所以标准统一的模式的制定必须要存在一个开放兼容的广泛环境的方式下进行全面运作,以确保各方的利益都能在发展过程中得到体现和重视。
在标准制定的过程当中,针对各个主要的相关行业的负责人员必须都要参与其中,共同研究适应市场生命周期的产品标准。这些行业涵盖了电力、通讯和IT行业,还包括汽车、消费以及医疗保健等,政府也需要全面的参与进来,在政府部门的大力支持下确保各地区的需求得到全面解决。
智能电网的发展前景将会像网络一样不断变化,面对未知的未来世界,智能化能达到什么样的程度,我们现在所面对的还是在初期的建设过程当中,什么时候会真正走向成熟,是难以预测。电网的通信和传输将会在新的科学技术上不断发展,电动汽车和智能交通的整合将会不断发展,智能城市、智能家居等也将不断发展,然而整合了发电和输电系统的智能电网也将会不断的有着全新的发展前景。
参考文献:
[1]中国国际智能电网论坛即将举办[J].电气应用,2009(21).
智能电网范文3
[关键词]智能电网;技术;特征
中图分类号:TM76;TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0010-01
引言
首先,原来的预测技术和数据处理技术不能为用户在适当的时间提供期望的电力,但输配电、发电、信息化、数字化等技术的进步为解决这一问题提供了相应的支持;其次,环境问题的提出和能源的地缘依赖性限制了经济增长规模,当今电网需要应对日益严峻的资源和环境压力,实现大范围的资源优化配置,提高全天候供电运行能力,满足能源结构调整的需要,适应电力体制改革。现代电力系统网络面临的主要挑战如下所示。
a)全球暖化、能源压力和生态文明意识的提升。
b)能源供应商和客户之间的隐私问题。
c)网络攻击的安全威胁。
d)国家采用替电能源的目标。
e)间歇供应时保持稳定的电力更加复杂。
f)减少高峰用电需求过程中浪费的能量,从而确保足够的储备。
为解决这些挑战,北美和欧洲已经形成了相应的研究群体,开展“智能电网”的研究和实践,我国也已开始相关研究。智能电网(Smart Grid)也叫知识型电网(Intelligrid)或者现代电网(Modern Grid),是有机融合了信息、通信、控制等多种前沿技术的输配电系统;其发展目标是建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网。
一、智能电网的概念与特征
智能电网又称为“电网2.0",也就是应用现代科学技术实现电网的智能化。智能电网是通过使用先进的生产设备、传感和测量技术、控制方法、控制系统、决策系统、智能技术等一切可以结合的先进科学技术,对高速、集成的双向网络进行优化、更新,提高电网的安全性、经济性、高效性、节能性,实现安全使用、保护环境等目标。其主要特征简单概括为:满足用户对电能数量和质量的需求,自我管理与自我恢复,优质电能质量,保证接入安全,双向电力服务,兼容与开放,经济高效。
二、我国目前智能电网发展状况
直到2006-2007年,智能电网的概念才从国外引进到中国,在国内大范围传播。在2007年。华东电网公司进行了智能电网在中国的可行性研究,之后又对智能电网进行了试点工程,启动了统一信息平台和高级调度中心等工程。2008年,华北电网公司把部分精力放在如何有效建设智能调度体系,进行研究和建设有关智能电网的主体一电网信息构架。2009年,国家电网首次提出“坚强的电网”计划,并于2010年4月公示《绿色发展白皮书》,计划在2020年在全国范围基本完成坚强智能电网的建设,建设绿色能源的配置平台。这个计划要求在大规模电力输送过程中,输送清洁能源,提升电力系统的建设情况,提高能源利用效率,扩大电力的利用范围,减少空气污染,建设资源节约型、环境友好型社会。
我国在863计划中首次在国家层面提出对智能电网开展相关研究,计划在“十二五,,期问投资10.5亿元对智能电网进行专项研究。这项研究包括二十几个课题,研究内容主要是风电接入原有电网、太阳能发电技术、输变电设备、电力利用新技术等,每一个课题都将会落实一个试点项目,进行试验,如果成功将会在适当调整后进行全国范围的推广。
三、商业管理
智能电网的发展并不需要更换现有的电力网络,这一过程从技术和经济方面考虑是不现实的。相反,发展智能电网可以加强现存网络的服务和功能,同时尽可能地利用原来的物理基础设施。智能电网的几个功能如下所示。
a)需要具有自愈能力。
b)具有高可靠性。
c)资产优化管理。
d)经济高效。
e)与用户友好互动。
f)兼容大量分布式电源的接入。
智能电网技术从根本上改变了电力市场运行模式,出现一些新的市场成员,如能源零售商和贸易商、分布式发电运营商等。
四、关键的技术问题
智能电网的技术组成有多种,其包括分布式发电、量测技术等。这里主要讨论通信和控制技术,提出多层通信结构模式。
4.1 通信结构与技术
智能电网的实现需要高速、双向、实时、集成的通信系统作为基础,因为智能电网中的数据获取与传输、保护和控制都是一个双向实时的过程。这一技术领域主要关注三个问题:首先,是开放的通信架构,它形成一个“即插即用”的环境,使电网各个元件之间能够进行网络化的通信;其次,统一的技术标准,它主要是保证传感器、智能电子设备以及应用系统之间实现无缝通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能;最后,通信过程中会遇到乱序和时延问题,在建立模型和实际过程中要根据具体情况来分析。下面根据已有的经验,提出一个多层通信结构。
智能电网一般在大范围内布设,因此其通信设施必须覆盖整个区域,下面(图1)给出其通信设施的一个多层结构。
智能电网的发电、输电、配电,使用过程中都存在数据流。多种技术将用来设计通信结构,以便为控制中心提供足够的信息量。通信网络的多层拓扑结构的主要问题是子网络间的互操作性。智能设备所产生的数据量在未来将出现爆炸式增长,这会给智能电网的通信设施相当大的负荷。大量的实时和已有数据出现在智能电网中,并且一天内不同时段数据量变化很大,因此通信交通要适应数据的快速变化能力。高峰时段,数据通信需要更高的数据传输速率和更可靠的服务。由于数据传输延迟、带宽、可靠性和安全性等区别,不同类别的数据具有不同的服务优先级。
4.2 控制技术
智能电网控制技术体系融合了先进控制与设备制造技术、信息与通信技术、标准与试验评估技术等众多技术(图2),其中信息与通信技术是实现智能电网控制功能的“中枢神经”,电力电子与储能技术则扮演智能电网控制的“执行机构”,而标准与试验评估则构成智能电网控制得以顺利实施的制度与管理层面的“保障”。
五、结论
电网智能化是全球电网未来发展的必由之路,其中尚未解决的问题还有很多,如多智能体技术如何在智能网中得以应用,分布式估计和预测问题等,下一步的研究重点为智能电网中的通信和控制问题以及分布式优化问题。我国应大力发展分布式储能技术和分布式智能电网,打造具有中国特色的坚强智能电网。
参考文献
[1] 刘东尧.智能电网技术[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C].云南电网公司、云南省电机工程学会:2010:8.
[2] 王砚泽.智能电网技术的发展简史[D].山西大学,2012.
智能电网范文4
智能电网,在国内已经喧嚣了好几年。但对绝大多数居民而言,他们依旧没有感受到智能电网的存在。在未来10年左右的时间,这一状况有望得到改观。
今年上半年,国家能源局全面启动智能电网相关政策研究和试点工作,建设智能电网正从国家战略规划层面逐步落实到政策措施和工程实践中。
6月28日,由中国国家能源局、美国联邦能源管理委员会、美国贸易发展署主办的中美智能电网对话会在深圳举行。会上,国家能源局再次传递了大力发展智能电网的信号。
实际上,智能电网已经开始进入我们的生活。目前,国家电网公司已在25个省(区、市)建成智能用电信息采集系统,安装应用智能电表5000余万块,这一数字还在不断攀升。 据了解,如今北京、上海、重庆等地已建有28个智能小区和智能楼宇,3.5万居民提前过上了智能生活,在这些家庭中,远程控制空调、热水器等智能家电已经成为可能。
当然,智能电网的妙处并不仅限于此。只是智能电网将来会给我们生活带来的改变,很多人并没有清晰的认识。
智能电网时代,都有哪些妙处?
专家表示,首先,智能电网采用以后,我们的电力供给将会更加充分,在夏天用电的高峰时刻,也可以少受少电、断电之苦。近些年,随着我国经济的高速发展,电力供应越来越紧张,在这样的局面下,风电、太阳能发电等新型电力开始发展起来,但是制约它们发展的一个致命的问题是其发展遇到了并网的难题,这就导致了它们发的电输送不出去。然而,未来智能电网的使用,可以解决这个问题,它可以实现 “即插即用”,无扰接入、有序退出,从而支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用,为用户提供更丰富的清洁能源。
其次,智能电网具有较高的安全性。它可以更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应,在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备、电网的安全;而通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制,可以及时发现故障隐患,并可以快速消除故障,使之自我恢复,从而避免发生大面积停电,提高电网运行的可靠性。
另外,由于智能电网实现了电网的优化运行、电力设施检修智能化管理和削峰填谷的举措,可以增强电网输送能力,延长设备使用年限,并提高能源利用效率。
对家庭而言,智能电网的推广使用还可以起到很好的节能作用。据有关调查显示,家庭用户若能通过智能电表实时了解耗电信息、转变用电习惯,每月的电费开支将下降5%~15%。因此,今后人们的生活也将因智能电网而更加低碳。
分享千亿市场蛋糕
智能电网全面推进后将对市场产生较大影响。有专家提出,我国实施智能电网改造对变压器、智能终端、网络管理技术等行业拉动巨大,每年至少可拉升国民经济1~2个百分点。
智能电网范文5
关键词:云计算;智能电网;智能云
中图分类号:U665文献标识码: A
引 言
随着电力系统互联程度的加强和远距离输电系统的不断发展,能覆盖一个甚至多个国家的超大规模电力系统正在不断出现。电力系统规模的不断扩大和结构的日趋复杂使得安全评估、安全与经济运行、系统控制变得越发困难。此外,最近2年在世界范围内成为热潮的电力系统智能化趋势也给现有的电力系统分析计算和控制工具带来了极大挑战。根据美国能源部的定义,智能电网应具有若干重要特征:有很强的自愈性,并能够抵御外来攻击;能有效支持大规模的间歇性可再生能源和分布式电源的接入;能保证供电的可靠性和电能质量;能促进电力市场的公平和有效运行;能促进用户参与等。要满足上述要求,未来的电力系统调度中心应具有强大的计算能力和信息采集、集成、分析功能。现有的集中式电力系统计算平台难以满足上述要求,这已经成为了实现智能电网的主要瓶颈之一。
所有的关于智能电网的描述都具有共同的思想:提高整个电力系统信息网络系统收集、整合、分析、挖掘数据的能力;实现整个电力系统的智能化、信息化、分级化互动管理;构建一个低成本的电力系统设备和信息网络。针对这些构想,将云计算引入电力系统,通过建立电力系统智能云可以在现有电力设备基本不变的情况下,利用中国电力系统内网建立智能云,可以充分的整合系统内部的计算处理和储存资源,极大提高电网数据处理和交互能力,成为智能电网在中国实现有力的技术组成。
1 云计算概述
1.1 定义与主要特征
由于云计算仍处于其发展的早期阶段,其定义还在不断的发展和完善之中。一般云计算定义如下:云计算是一种大规模分布式计算模式;通过云计算可以形成一个抽象的、虚拟的、可动态扩展的资源池,该资源池可以通过Internet向用户按需提供计算能力、存储能力、开发平台和软件等服务。与传统的计算模式相比,云计算有以下几个主要特征:
1)能够整合大规模异构计算资源
传统的分布式计算一般仅能应用于一个小范围的计算网络(如局域网),且对计算资源的同构性要求较高,难以处理在计算和存储能力、操作系统、开发平台等方面存在很大差异的计算资源。而通过云计算则可以整合分布在一个广阔地域内的、分属于若干个组织的计算资源,形成一个功能非常强大的计算和存储平台。另外,云计算并不要求计算设备在硬件或软件上具有很强的共性,绝大部分计算设备都可以被整合成为云计算平台的一部分。
2)易于动态扩展
可扩展性是云计算与传统计算模式相比的最大优势之一。由于云计算能够集成硬件种类、网络类型、操作系统、软件平台等各不相同的各种计算设备,因此,在需要时云计算平台的计算和存储能力可以得到方便和快速的扩展。与传统计算平台需要几天甚至几个星期的系统升级时间相比,云计算平台的升级一般仅需要几分钟,且可以在不影响系统整体运行的情况下动态进行。此外,云计算平台可以建立在现有的硬件基础上,在升级时也只需按照需求增添相应设备,而不需要像升级传统计算平台那样将设备完全更换,从而可节省大量硬件购置成本。
3)虚拟化与服务
虚拟化也是云计算的一个重要特征。无论一个云计算平台实际整合了多少计算设备,在用户看来其就是一个单一实体,也是获得计算服务的唯一接口。由于应用了虚拟化技术,云计算平台既可以将多个计算任务放在同一台功能强大的设备(如大型工作站)上运行,也可以将一个计算任务拆分成若干部分,分别在多台设备上运行。这样,就可以最大限度地利用系统内的闲置计算资源。此外,通过利用虚拟化技术,云计算平台可以根据客户的需求动态分配计算资源和构造系统平台。此外,若干设备的故障不影响云计算平台整体运行,也不会中断向用户提供服务。
4)以Internet为基础的通信平台
与传统分布式计算不同,云计算通过Internet进行各个设备之间的通信。由于Internet已经有了非常成熟的标准、体系和技术,这在很大程度上保证了云计算系统通信的可靠性和安全性。此外,由于云计算建立在国际通行的通信协议的基础上,这使得其易于与各种流行的软件开发技术集成。
5)有很强的规模经济效益
经济效益是推动云计算研究与应用的重要动力。现代电力系统中存在大量闲置的计算和存储资源。利用云计算可以将闲置资源整合,减少在信息设备上的投入。前已述及,在需要升级时,云计算平台的投资一般也大大低于传统计算平台。此外,目前各省电力公司都有各自独立的计算平台,且功能非常相似。这造成了电力信息系统的重复建设和资源浪费。未来可以考虑将各个独立的计算平台进行整合,形成区域性甚至全国性的电力系统云计算平台。这样做可以大大减少整个电力系统在信息系统方面的投资。另一方面,也有利于促进各省级电力系统之间的协作和信息共享,实现大范围内电力系统的安全与优化运行。
2 电力系统智能云
2.1 智能云组成
中国现有电力系统的特点是电网分布的地域特征不同,网络的拓扑结构不同,电网的电气特点等将电网划分成多个子网,各子网的调度、运行、监控、保护、输配、营销由各子网中心负责,各中心拥有并维护着所辖电网的详细参数。各网络都针对所辖区域内的电网建立了较为详细的电力系统模型,而对相邻电网的模型则在一定程度上进行简化和等值,并在此系统模型的基础上进行计算机仿真,为电力调度、运行、监控、保护、输配电、营销提供重要依据。这种简化等值的方法克服了由于中国地域辽阔而导致电力系统数据资源广域分布所带来的数据难以收集的困难,降低了系统仿真的复杂程度,但是简化等值模型的适用范围有限,智能云能较好地解决这一问题。鉴于电力系统数据的敏感性和中国电力系统内网的完整性,在中国电力系统完全可以利用现有的系统内网的物理网络设备建立电力系统私有的云。利用这种云计算模式,电力系统完全控制云计算方式,这样的云储存和计算资源的访问可以完全由电力系统自己控制,而不是公用的云计算服务的提供商,相当于使用系统自己建立的内部云。
2. 2智能云技术体系
电力系统智能云通过集群应用、分布式计算等系统功能将电力系统内网络中的几乎所有网络和计算应用软件集合起来协同工作,共同对各级电网和计算机终端提供数据储存和计算服务。将集群功能、分布式处理等功能联合起来,通过软件接口,为电力系统各级电网和计算机终端提供智能云服务。
2. 3智能云特点
1)良好的扩展性和经济性。即使建立电网中再小的节点或者计算机终端,需要配置显示器、硬盘、CPU、内存等一整套设备,并且确保其性能满足该节点或终端的计算和储存需要。但利用电力系统智能云,可能只需要一个现实设备,接入电力系统广域网,就可以根据权限实现计算和储存功能,而且不必担心自己购置的设备被淘汰,因为智能云所采用的硬件设备是系统核心节点单位负责维护和更新,这样电力系统在信息交互的这个层面就具有良好的扩展性和经济型。
2)强大的计算和存储能力。电力系统智能云将系统各节点和终端的计算和数据分布在大量的分布式计算机上,云海中成千上万的计算机提供强大的计算能力,针对中国巨大的电网规模和庞大的系统数据,智能云提供强大的计算和储存能力。
3)系统数据高安全性。在智能云中,数据集中存储,因而更容易实现安全监测。尤其针对电力系统安全I区,电力系统内部管理者对数据进行统一管理、分配资源、均衡负载、部署软件、控制安全,并进行可靠的安全实时监测,从而最大限度地保证各级电网的数据安全和数据权限。
4)计算和储存的虚拟化。虚拟化是电力系统智能云的技术基础,它将底层的硬件,包括服务器、存储与系统内网设备,全面虚拟化,以建立起一个共享的、可以按需分配的庞大的电力系统内部资源池。
5)资源动态扩展、分配。系统信息网的各种资源可以随需分配和自动增长,而上层的数据及应用可以根据级别和重要程度的不同,搭配出各种互相隔离的应用,形成一个服务导向的内部智能云架构。
6)电力系统智能化。由于电力系统智能云的建立,基于系统海量数据的数据挖掘技术来获得大量的系统知识。海量的数据加上海量的分析大于知识。
3 智能云在电力系统的展望
根据电力系统的基本特点,智能云的建立不能完全的效仿普通的云计算,而是要构建适合电力系统现有信息网络架构的电力智能云。
(1)电力系统结构庞大,并且分布广,如果任何一个小节点或者计算机终端的计算要求都提交到需求分配的总中心的话,中心压力很大,并且权限的判定也比较繁琐。但是电力系统分级管理的层次很清晰,通过级别建立主云和子云来限定权限和资源分配,从而减少系统内部不必要的权限管理和资源调配,是智能云的资源和权限更为合理。
(2)目前,电力系统已经有比较完整系统内部网络的物理架构和分布在整个电网各级的计算和储存资源,只要通过软件和接口,就能在现有的设备上建立电力系统智能云。
(3)当前,电力系统的发展很快,电网扩建很迅速。以前的扩建都需要很大的投资在处理器和储存设备上。而在电力系统智能云的体系架构下扩建电网,信息设备只需要要很小的投资,只需要投资显示和外设,这样可以大大节省硬件投资。
4 结 论
电力系统智能云的提出和建立,将对整个电力系统信息交互、计算和储存带来巨大的影响。通过智能云的建立,在完全不改变现有系统内网和设备的情况下,最大限度挖掘系统现有计算和储存资源能力,提高当前系统的整体性能。并且通过基于智能云的数字化变电站,极大的提高了电网在智能云下的可扩展性,为虚拟变电站的实现提供的新方法,减少了电网扩建的大量投资,为智能电网在我国的建立和实现提供强有力的技术支持。
参考文献
[1] Toby Velte,Anthony Velte, Robert Elsenpeter.Cloud Computing,A PracticalApproach,Mcgraw-Hill Education, 2009.
[2] 陈全,邓倩妮,云计算及其关键技术[J],计算机应用,2009,29(9):2562-2564。
[3] 徐刚,云计算与云安全[J],信息安全与技术。
智能电网范文6
【关键字】智能电网;电网系统;分布式能源;智能化
中图分类号: U665.12 文献标识码: A
智能电网包含了一个智能型电表基础建设,用于记录系统所有电能的流动。通过智能电表,它会随时监测电力使用的状况。智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗,还具有集成新能源,如风能,太阳能等的能力。从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。根据目前的研究情况,智能电网就是为电网注入新技术,包括先进的通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和电力工程技术等,从而赋予电网某种人工智能,使其具有较强的应变能力,成为一个完全自动化的供电网络。
智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,智能电网就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
1、 智能电网分布式能源的智能管理系统和高级的智能仪表体系
1.1分布式能源的智能管理系统
分布式能源是指分布在用户侧的以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近的系统,主要包括分布式发电、分布式储能、并网技术和具有潜在功率产品价值的需求,利用侧负荷响应能源梯级资源和可再生能源及资源综合利用设施,如以太阳能发电、风能发电、热电联产、沼气利用等。分布式能源直接安装在用户端,尽量减少中间输送环节的损耗实现对资源利用的最大化。分布式能源是智能电网的技术基础,既可独立运行,也可并网运行,而不管规模大小、使用什么燃料或应用的技术。
1.1.1分布式发电
分布式电网发电可以视为虚拟负荷的分布式发电设备直接由用户控制启停。即使接入配电系统,也可不参与自动发电控制,甚至在配网侧安装逆功率继电器,正常时不向电网注入功率。分布式发电系统自身的特点决定了它不是采用煤作为一次能源,而是大量采用环境友善的可再生能源。可以说,分布式发电技术是与新能源技术密切相关的。
1.1.2分布式储能
基于系统稳定性和经济性的考虑,分布式发电系统要存储一定数量的电能,这样既可以稳定供电,同时,又能提供备用电力以及提高分布式发电机组的可调度性。到目前为止,人们已经开发了多种形式的储能方式,主要分为化学储能和物理储能。然而,成本过高是限制很多储能技术在分布式发电中大量推广应用的问题,因此,提高能量转换效率和降低成本是今后储能技术研究的重要方向。
1.1.3并网技术
在电力系统中引入分布式电源所带来的运行上的问题包括:调压、继电保护、瞬态重合闸、电闪、谐波、变压器接地、孤岛检测等。依据分布式发电系统的特点与功能及其与传统电系统之间的关系,将分布式发电并网系统分为规划、电能质量、继电保护、可靠性等方面的影响。有关研究出了利用电抗器高阻抗值的特性,限制分布式电源提供的短路电流,从而有效地解决了分布式电源与保护之间的协调性问题。
1.1.4需求相应资源
对电网而言,分布式发电的启停可以看成是虚拟负荷的减少和增加。同样,负荷的减少和增加也可等效于虚拟发电的增减。随着电力市场的深入发展,负荷相当于潜在的功率产品的价值正在日益凸现。智能电网的任务在于实现需求响应资源的系统集成,使之在正常、紧急和恢复状态下协调运行。这除了需要研发有关电约束、供电合同、平衡市场以及现货市场外,还需要研发正常、紧急、恢复状态下的各种运行软件,诸如正常状态下的直接负荷控制、固定负荷消费水平、按通知减负荷、分布式发电参与负荷响应程序、缓解输配电阻塞,紧急状态下的频率控制、电压控制、备用和黑启动等。
1.2高级智能仪表体系及需求侧管理
智能电网是在物理的电网之上,建立基础的信息沟通平台,将相关的设备、装置、系统、用户、员工、电能等互动起来。通过对用户侧和需求侧的随需访问和智能分析,从而实现更智慧、更科学、更优化的电网运营管理,以实现更高的安全保障、更可控的节能减排和可持续发展的目标。智能电网要广泛应用先进的设备技术,极大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的最新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。
智能电网通过建立一个数字化信息网络系统将能源资源从开发到终端用户的各种电气设备和其它耗能设施结合起来,通过智能化控制实现供能的精确化、对应化、互助化和互补化,全面提高能源利用效率和能源供应安全水平,将污染与温室气体排放降低到环境可以接受的程序,使用户成本和投资效益达到一种合理的状态。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系,实现电网数据管理、信息运行维护综合监管、电网空间信息服务以及生产和调度应用集成等功能,全面实现电网管理的信息化和精益化。
2、 智能电网的几点思考
基于每个国家对于智能电网概念的理解不同,需求不同。所以,我们不能用一种眼观来看待世界各国智能电网的发展。
国外对智能电网的研究相对于我国来说更早,同时技术也更加成熟,深刻。所以我们要吸收他们的先进技术和经验,但是也不能全盘接收,应该发展中国特色的智能电网。开放才会更快的促进科技的发展。这个观点对于智能电网的研究和发展同样适用。开放、统一标准,让更多的研究机构加入,就会有更多的新技术产生。
给用户提供更多的方便和实惠。人性化的电网概念是至关重要的,智能电网的设计除了在技术方面要深入研究之外,怎样最大限度的满足用户的需要,提供更加便捷的服务是很重要的。开放的市场。就如前面德国对于智能电网的发展一样。用户可以根据自己的需要进行“买电”和“卖电”,这样不仅能够在一定程度上促进电能的有效利用,也会增加用户对电的概念的理解和兴趣。减轻政府部门的工作量。
由于智能电网的研究利用尚处于起步阶段,各国国情及资源分布不同,发展的方向和侧重点也不尽相同, 国际上对其还没有达成统一而明确的定义。根据目前的研究情况,智能电网就是为电网注入新技术,包括先进的通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和电力工程技术等,从而赋予电网某种人工智能,使其具有较强的应变能力,成为一个完全自动化的供电网络。
智能电网的发展就像一切事物的发展规律一样:总的趋势是向前的,但是在前进的道路上难免会遇到挫折和考验。这需要我们坚持信念和提高技术,将新的科技应用于实践。在国家政府的扶持下,智能电网必定会展现出其特有的生命力!
参考文献
[1 ]刘向阳,总后勤部某研究所,2009.11
[2] 刘琦琳.智能电网的现实意义[J].互联网周刊,2008.4