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智能电网特点范文1
在中国的电力供应中,以煤为主要燃料的火力发电继续扮演主角。2011年,中国的火电设备累计平均利用5294小时,比上年提高264小时;新增火电装机容量5886万千瓦,是水电、核电、风电三者新增装机容量的两倍多。截至2011年底,中国的发电装机容量已达到10.5亿千瓦。
据报载,山东省政府参事王可敏代表提交了一份议案,背景与该省十几万户企业和近1亿百姓的利益“切身相关”――“那就是电,缺电,更准确的说,缺发电用的煤”。几乎跑遍了山东十七个地级市,王可敏吃惊地发现,这个年产1.5亿吨煤的“煤炭大省”严重缺煤――山东省内几无水电资源,火力发电承担了省内97%的供电重任。“煤炭短缺”的另一面,则是巨大的用电量:该省用电量以每年10%的速度增长,“在夏季用电高峰,山东电网统调用电负荷最高历史纪录在7月刷新了6次,创出4910.7万千瓦的历史新高。”
特高压电网,正是可形容为能够解决电力输送“容量”与“距离”的“高速公路”。国家电网的一份报告显示,同样的条件下,运用特高压直流电网可输送的电量是现有电网的5―6倍,送电距离也是后者的2―3倍。一条1000千伏特高压线路,一天满负荷的输电量将达到1.2亿千瓦时,相当于每天运送14列火车的煤炭。
一般来说,输电电压分高压、超高压和特高压。国际上,高压(HV)通常指35-220千伏的电压;超高压(EHV)通常指330千伏及以上、1000千伏以下的电压;特高压(UHV)指1000千伏及以上的电压。而在我国,特高压电网是指1000千伏交流和±800千伏直流输电网络。
特高压电网形成和发展的基本条件,一是用电负荷的持续增长,二是电源基地与负荷中心在地域上呈逆向分布,且距离过远。特高压电网的突出特点是大容量、远距离输电,且占地少,线损小,联网能力强。我国现有的长距离输电主网架和世界主要国家一样,多是500千伏的交流电网,即超高压电网。所以特高压电网,正是可形容为能够解决电力输送“容量”与“距离”的“高速公路”。
二、特高压电网的社会经济效益
3月2日,国家电网新闻发言人张正陵做客人民网时表示,发展特高压电网的社会经济效益是显而易见的,可以降低电价,促成煤电一体化,同时减少装机,减少“弃水弃风”,减少火电的燃煤成本,减低中东部二氧化硫排放。
从特高压交流电的工程来看。东纵,从内蒙古锡林格勒向江苏送电,送电能力是900万千瓦,输电成本是6分8厘,含税价。内蒙古上网电价是3毛1分,江苏火电上网电价是4毛4分、4毛5分,这个差价是1角4分,而特高压成本是6分8厘,与1角4分相比,有7分多钱的空间,西纵,从蒙西到长沙,这个工程输电成本是9分5厘,我们再看湖南的火电上网电价是5毛钱,内蒙是3角1分,这中间差价是1角9分,而特高压是9分5厘,正好50%。
从特高压直流电来看,哈密到郑州的正负800千伏的特高压直流工程,输送能力是800万千瓦,距离是2200多公里,输电成本是8分钱。新疆的火电上网标杆电价是2角5分,河南的是4角3分9厘,中间有1角9分的差价。而特高压是8分多钱。中间价格空间是1角钱。
这就说明了特高压从经济上反映出来的给社会、给参与特高压的各方所带来的效益。这1角钱可以用来降低老百姓的电价,也可以用来提高煤电一体化的寿命,对国家是非常有好处的。从整个电网来看,“三纵三横”特高压电网建成之后,它的国民经济的效益也体现在很多方面。第一,由于电网规模的扩大可以减少备用,减少装机。第二,扩大了水电风电的市场,减少了水电风电的“弃水弃风”。第三,由于把火电建在西部、北部,中东部少建火电,中东部排放的二氧化硫所带来的损失和在西部是不一样的。第四,减少了整个电力系统火电燃煤的成本,如果把这个电厂建在中东部,煤价可能是一千块、八百块、九百块,电厂建在西部、北部可能是200块、300块,减少了整个火电的燃煤成本。到2020年,仅节约火电燃煤成本这一项,这一年,它的节约就是一千四百亿以上。所以,发展特高压电网的经济效益是显而易见的,并且也是很大的。
三、我国特高压电网发展现状
我国不仅建成投运了世界上运行电压最高、输送能力最强、代表最高技术水平的特高压交、直流输变电工程,在世界上率先系统掌握了特高压输变电核心技术及其设备制造能力,而且立项编制了相关国际标准,由此主导了世界高压输电领域的话语权,占据了世界电力技术制高点。
据国家电网山西省电力公司报道,已投运1000千伏晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程,截至2011年10月底,已安全运行1028天,累计送电257亿千瓦时。其中,华北火电送华中164亿千瓦时,替代运煤530万吨;华中水电送华北93亿千瓦时,节约用煤300万吨、减排二氧化碳817万吨。该线路已成为重要的能源输送通道,其实测输电损耗率仅为1.7%,约为500千伏工程的三分之一,节能降耗效果显著。
智能电网特点范文2
关键词:物联网;智能家居;无线网络;ZigBee;WiFi;蓝牙;6LoWPAN
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.085
1物联网
“物联网”的概念来自美国麻省理工学院的师生们开发出的RFID技术(网络无线射频识别系统)。这种技术的产生,使得日常的物品进入互联网成为了可能。最常见的一些RFID应用,如居民二代身份证、公交卡、门禁卡等等,这些卡内设有RFID芯片,通过刷卡完成信息识别和交互。通过各种信息传感设备、装置和技术,采集声、光、电、热、力、生化、位置等各种人们所需的信息,结合互联网形成一个个网络,最终实现物体与物体、物体与人之间的连接互通(Internet Of Things)。
当前,物联网的组成被主要被分成五个层次:感知层、接入层、互联网层、服务管理层和应用层。感知层,通过RFID、各种传感器、红外二维码技术完成信息收集;接入层,通过Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等无线网络协议完成信息传输;应用层和服务管理层,通过网络管理、云计算、应用集成等等设计的信息处理系统,分别完成在不同场景下的应用。
2智能家居
智能家居就是将原本“静止”且需要人用物理按钮来操控的普通家居通过内部嵌入射频识别芯片(RFID)、全球定位系统(GPS)、红外线感应器、气体感应器、激光扫描器等传感设备,并且通过与之对应的协议连接至互联网,变成能“主动”且可远程按计划操控的智能家居。随着近年来信息化的高速发展、通信的自由化、业务量的高速增长以及人们对工作、生活环境的安全性、舒适性以及高效性要求的提高,社会对智能家居的需求大大增加。
现代智能家居系统一般可以分为内网、外网和网关三个部分。其中内网是负责连接各种家电和其他设备的局域网;外网一般是小区局域网、Internet等;而网关的作用是连接内网和外网,实现外网对内网的监测和控制。
一个基于物联网的智能家居系统,首先要选择合适的无线接入网络,智能家居系统对无线网络的主要要求是低功耗、使用寿命长、数据传输可靠等要求。目前常见的无线网络有ZigBee、WiFi、蓝牙、6LoWPAN等。
3现阶段主要无线技术的应用
3.1ZigBee
ZigBee是一个基于IEEE802.15.4的通信协议,IEEE802.15.4本身是用于处理物理层和底层MAC层的协议。IEEE802.15.4工作组正式成立于2000年12月,致力于一种提供便携、移动或固定设备使用的低成本、低复杂度、低速率、低功耗的无线连接技术。
IEEE802.15.4定义了两个物理层标准,分别是24GHz物理层和868/915MHz物理层,二者都是用相同的物理层数据包格式,区别在于工作频率、扩频码长、调制技术和传输速率。2.4GHz频段是全球统一的自由ISM频段,这有助于ZigBee设备的推广和使用;868MHz和915MHz分别是美国和欧洲的ISM频段,这两个频段的引入避免了2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
Zigbee收发模块使用了2.4GHz的直序扩频技术,和一般的频移键控,幅移键控和跳频数传电台相比,具有更强的抗干扰能力;ZigBee协议对网络层和对应的API接口做了标准化的定义;ZigBee可以对数据是否完进行检查,并且拥有鉴别用户身份的功能,采用通用的AES-128加密算法,算法中长达128位的密码保障了通过ZigBee传输的信号的机密性;通过ZigBee传输的数据大多采用短帧的传送方式,实时性很强,传输速度也非常快;ZigBee组网容易,自恢复能力强,再加上低成本和小型设备对无线网络的带宽要求不是很高,因此,ZigBee对智能家居中的扩展,增加新设备非常的友好。
在拥有上述优点同时,ZigBee技术也存在一些问题。现阶段,国内应用的ZigBee技术主要还是在24GHz ISM频段的范围内,这个频段的信号衍射能力弱,穿δ芰θ酢T诩揖拥幕肪忱铮即使是一扇窗,一扇门或者是一堵墙都能让信号的强度衰减很多。虽然我们能够通过射频功放的方式,对2.4GHz频段的信号进行放大处理,但这样又造成了大量且不必要的辐射污染,这种方式和ZigBee本身节能、低功耗的初衷相悖。
Z-wave同样也是一种短距离无线传输的技术,它和ZigBee一样源自无线射频,都属于硬件协议和架构上的技术。Z-Wave是由一家名为Zensys的丹麦公司主导的一种无线组网规则。Z-wave Alliance(Z-wave联盟)虽然看起来不如ZigBee联盟规模大,但是其中的成员(厂商)都已经在智能家居的领域拥有成熟的产品,Z-Wave联盟已经获得来自全球各个国家和地区的160多家国际知名公司的支持。在美国,Z-Wave可以使用的频段是915MHz;而在欧洲,可以使用的频段是868.42MHz;915MHz和868.42MHz属于国际无线规则中的一区和二区的ISM频段,而在我国这两个频段都非民用,因此很可能在中国禁止使用。
3.2蓝牙
蓝牙(Bluetooth)技术始于爱立信公司的1994方案,它开始是研究在移动电话和其它配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的通讯建立一套统一规则,以解决用户间移动电子设备互不兼容的问题。每个蓝牙设备可同时维护8个链接,可以将每个设备配置为不断向附近的设备发送其存在的通知,以便创建连接。另外,可以对两个设备之间的连接设置密码保护,防止被其它设备接收。
蓝牙的标准是IEEE802.15.1,也工作在无需许可的ISM2.4GHz频段,最高速度可达723.1kb/s。为了避免干扰可能使用2.4GHz的其他协议,蓝牙协议将该频段划分成79个频道(带宽为1MHz),当检测到与其它信号冲突时自动跳转到其他频道,每秒的频道转换次数可达1600次。
近年来蓝牙的发展也比较迅猛,2015年年初的蓝牙4.2,在数据传输速率和传输距离的提高与错误率的降低上有了很大进步。而蓝牙技术联盟于2016年6月提出第五代蓝牙技术标准,蓝牙5的理论接收距离最远可达300米,在实际使用中的收发距离也可以达到120米,四倍于蓝牙4.2技术。
3.3WiFi
WiFi(Wireless Fidelity,无线保真),从1997年无线局域网标准802.11以来,在众多业界领先公司组成的WiFi联盟的大力推动下,发展迅猛。目前WiFi的使用范围非常广泛,基于WiFi技术的智能家居产品也最为常见,其优势在于传输速率快,且产品成本低。对于用户来说,基于WiFi的智能家居组合最为便捷,购买设备后可以自己进行组网。
在智能家居中使用WiFi也有一些显著的缺点。首先,安全性非常低是WiFi为最严重的问题,无线信号也不是很稳定;其次,WiFi的功耗还是很高的,这也限制了它在智能家居领域的应用;再次,WiFi组网能力低,扩展空间受限制。
3.46LoWPAN
6LoWPan是基于IPV6的低速无线个域网标准,即IPV6 over IEEE 802.15.4,于2004年提出。与ZigBee相比,都是基于IEEE 802.15.4 标准,都具有低功耗,低复杂度度,安全性强(都采用AES128加密标准)等优点。
提起物联网我们可能很容易联想到IPV6,IPV6是现行版本IP协议(IPV4)的下一代协议。由于网络地址资源有限成为了IPV4所面临的非常严峻的问题,这在很大程度上限制了互联网的发展和应用。IPV6有128位地址,IPV6的使用,不仅能解决网络地址资源数量的问题,而且也解决了多种设备连入互联网的障碍。IPV6也一直被认为是在物联网应用中最为理想的技术手段。由于IPV6庞大的协议栈和大量的数据分发包,无线传感网下的节点设备无法直接移植IPV6。6LoWPAN的诞生,就是发明了一种将IP报头压缩到只传送必要内容的小数据包的方法。
一直以来,大家普遍认为将IP协议引入无线通信网络是很不现实的。所以,到目前为止,前面提到的一些专用协议一直为无线网络采用。IP协议对带宽和内存都有着比较高的要求,为了适应微控制器及低功率无线连接而降低它的运行环境也是一件相当困难的事情。
IETF 6LoWPAN草案标准,基于IEEE 802.15.4实现了通过IPV6的通信,它的有望改变前面的困境。低功率运行的6LoWPAN,让它非常适合应用在手持机和各种仪器中,再加上它内置支持AES-128加密的方式,为强健的安全性和鉴权打下了坚实的基础。6LoWPAN所取得的突破是得到一N非常高效、紧凑的IP实现,消除了以前形成各种专有协议和专门协议的因素。其庞大的地址空间是最大的亮点,基本可以不考虑接入设备的上限。而另外一个亮点,就是当IPV6中的节点设备启动时,可以通过自动读取设备的MAC地址根据相关规则配置好设备的IPV6地址(从效果上类似局域网中的DHCP协议)。
4结语
我们国家一直很重视物联网技术的发展,但较之西方发达国家,我们的物联网技术还是有长的路要走的。
各国厂商为了在物联网市场上抢占更多的先机,纷纷推出自己研发和采纳的无线网络标准,ZigBee、Z-wave、WiFi、蓝牙等,它们有各自的优点,同时也有各自的不足。而从IPV6演化而来的6LoWPAN的横空出世,开源的理念和与下一代IP协议的对接,使标准的统一成为了可能,也让滞后发展的我们看到了希望。
每种技术都有它的优势,ZigBee的低功耗与安全、WiFi的便捷开发、蓝牙的高速传递速率、6LoWPAN的良好发展趋势。所以从长远的角度考虑,各种不同的技术在竞争中寻求合作,而非互设竞争壁垒,才是物联网的未来方式,才会带来物联网世界真正的繁荣。
参考文献
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智能电网特点范文3
【关键词】OS2 电网 调度自动化 一体化 模块化
为适应电网的快速发展需求,提高电网运行能力,解决电网中的信息孤岛、协作难等问题,二次系统一体化的研究早在几年前就被提上议事日程,并提出一体化电网运行智能系统(OS2)。这一系统打通各个专业系统之间的联系壁垒,实现各专业系统的横向业务协作和纵向数据交流,提高电网的综合运行能力;将孤岛式的专业系统有机联系起来,加强专业系统之间的数据交互。
1 OS2整体架构
1.1 定义
OS2就是按照SOA标准体系,具有一体化、模块化、智能化特征,能满足电网公司各级调度主站和10kV以上所有厂站运行业务需求和管理需求的新一代电网运行技术支持系统。OS2的主站端系统涵盖电网运行监控、管理的业务功能,运用标准化、开放的技术架构,将在线与决策、保信、节能发电调度、发电辅助服务考核、DMIS等系统有机结合起来,满足电网运行监控和管理全部的业务需求。厂站端则是在现有的自动化系统、数字变电站等的基础上,整合间隔层装置、站控层数据、站端智能化功能,并建设统一的数据采集通道,实现各类数据的统一采集和交换。
1.2 技术架构
OS2由主站端系统和厂站端系统组成,各个主站端和厂站端系统又可以分成运行控制系统(OCS)、运行管理系统(OMS)、电力系统运行驾驶舱(POC)或变电运行驾驶舱(SOC),覆盖电网运行和管理的全过程,如图1所示。
在这个技术架构中,OCS的主要功能是电网运行的在线监控和自动控制;OMS则是通过运行分析辅助决策,重视决策的策划。OCS与OMS的协同配合,实现电网的闭环控制和管理。POC建立在主站端系统的OCS和OMS上,它面向电网的决策管理人员和关键岗位人员,服务用户,为其提供一站式的运行状况和决策支持服务。而SOC则是建立在中心站的OCS与OMS之上,面向变电运行的关键岗位,为其提供面向厂站的运行、设备管理等方面的服务。除此之外,在这个系统中,还有横向/纵向的OSB系统,其贯穿于整个电力生产的全过程中,是OS2系统的信息交互纽带。各个主站、厂站系统通过纵向的OSB实现信息交互,而系统内则采用横向OSB系统,通过统一的信息编码、标准接口实现各个模块的即插即用,将系统与企业的信息管理系统交接起来,实现为企业的在线服务,实现信息共享。
2 OS2的特征
2.1 一体化
OS2提出的初始原因之一就是要解决电网系统中的信息孤岛、缺乏统一规划管理问题。因此,该系统在建设之初就大力推进全方位覆盖、全过程管理和统一规划。在OS2系统中,其一体化特征主要体现在三个方面:一是从广度上覆盖整个电网,一体化的全方位覆盖,它支持全网各级调度主站和厂站的一体化运行监控、运行管理。二是从深度上实现全过程的覆盖,满足电网运行的安全、经济、技术等要求,覆盖电网运行的全过程,实现电力系统发电、输电、配电、用电等环节的无缝对接和一体化管理。三是从协同作战上实现一体化的全面协同,支持电网各个专业业务的横向、纵向协调。
2.2 模块化
OS2是面向电网专业业务的运行调度自动化系统,它以业务为导向,将其形成不同的模块,实现业务与生产的耦合。从系统运行方面来看,模块化包含了整个电力系统发电、输电、配电、用电的全过程。它建设了开放的信息化平台,并应用标准化接口保证各类专业系统以模块化形式即插即用,实现各个专业系统融入OS2中协同作战。在主站端的模块化上,它将电网的运行数据集中到一起,为决策提供辅助服务;统一了电网的模型,消除信息孤岛,实现了各个业务的横向、纵向交流,提升电网的一体化运行管理能力;整合现有资源,并健全标准体系,加强信息化管控。
2.3 智能化
OS2的智能化是实现电网运行信息的横向、纵向无障碍流通和交互,打破了专业系统之间的壁垒,实现了电网的闭环运行控制,并加强安全监控预警,保证电网运行的安全。通过智能化提高各个系统之间的协同作业能力,从而有效提高各项工作的效率和质量,提高经济效益和社会效益。从技术角度来说,OS2实现各个专业、领域的互动配合。一是调度中心的各个专业之间的互动配合。二是电网运行与规划之间的互动配合,OS2实现贯穿于电力系统运行全过程的信息无障碍交互,而这些正好为规划工作提供依据,使得规划工作更加精细化,及时将电网运行的数据资料传递给电网规划,然后智能化进行不同周期、不同主题的规划,并跟踪规划对电网运行产生的影响。
3 结束语
本文介绍了一体化电网运行智能系统(OS2)的定义、技术架构、特征,其不能满足电网运行的经济、技术、安全等方面需求,介绍了电网运行的新思路,为实现电网运行管理的跨越式发展奠定基础。
参考文献
[1]汪际峰.南方电网一体化电网运行智能系统建设初探[J].南方电网技术,2012(02):1-5.
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[3]苏扬,温柏坚,胡剑锋等.一体化电网运行智能系统的安全网络架构设计[J].计算机安全,2013(11):42-46.
智能电网特点范文4
论文摘要:以现阶段网络环境下信息检索的需求特点为出发点,为实现以人为信息中心、信息主导的理念,提出智能检索的含义,并分析实现该功能的主要相关技术。
0 引言
随着网络应用的不断普及,网络已经成为人们获取信息的重要场所。在对新的检索工具和检索技术进行探索和研究的过程中,应克服当下网络信息检索给我们带来的困难,加强对不同需求进行信息搜集和发送的智能化服务功能。
1 网络环境下信息检索的特点
1.1 数据量巨大。在网络环境下,数据量大的惊人。大数据量会导致一些难以预料的软件异常,流量也会难以控制,对各个环节的策略和算法选择将会更加复杂。
1.2 多用户服务。多用户模式的信息检索服务必须注重快速反应,注重对并发访问的支持,对公共数据的共享,对临时工作数据的清理等。如果要针对不同用户开展不同服务,就要获取并管理不同用户的个性化需求,使大量的信息通过不同的渠道,主动送到用户的手上。
1.3 用户层次复杂。网络环境下信息检索服务的用户中,大多数都不是专业用户,他们的层次区别较难,拥有不同的操作技能和操作知识,面对这些非专业的用户,将更加需要人性化的引导式信息服务。
2 智能化信息检索的含义
智能化信息检索是在信息检索的基础上提出来的,它是以用户为中心的信息检索技术,为不同用户提供不同的服务,并满足同一用户在不同时期的需求,通过收集和分析用户信息来学习用户的兴趣和行为,并综合利用这些用户信息,提高信息检索系统的性能,满足用户的个体信息需求。在具体实现过程中主要是通过观察和分析用户的搜索行为,从中识别出用户对信息需求的偏好,并且能够根据用户对搜索结果的评价,自觉地调整搜索策略,使得对于不同的检索请求,不同用户都能够得到最贴近自己需要的信息服务。
3 信息检索服务的主体技术
网络信息检索通常采用搜索引擎技术,该技术是为了解决“信息迷航”问题而提出的。它通过相应的算法在互联网上搜索相关信息,并对信息进行组织和处理,从而为用户提供信息导航。
现阶段,网络搜索引擎有很多,用户比较常用的有Google、有道、百度等等,这些搜索引擎能进行网络信息检索、信息过滤、个性化信息服务定制等比较有特色的服务,但是并没有实现真正意义上的智能化检索。在实际使用过程中,用户想要的不仅仅是有用的信息,他们更希望做信息消费的主人,使信息的搜索可以在一个相对主动的环境中进行。
4 智能信息索引的相关技术
要实现真正意义上的以自我为中心的检索服务就需要以下的相关技术进行支撑。
4.1 智能技术。智能又可以称之为智能体,它是在用户没有明确具体要求的情况下,根据用户需要,代替用户进行各种复杂的工作,如信息检索、筛选及整理,并能推测用户的意图,自动制定、调整和执行工作计划。
智能首先要建立个性化的数据库,在数据库中建立用户基本信息表(包括用户编号、用户名、姓名、年龄、性别等字段)、用户职业信息表(包括职业编号、职业类型、等级、职称等字段)和用户兴趣信息表(包括兴趣编号、兴趣类别、程度等字段),用来详细描述用户的个人情况,其中第一个字段可以设置成关键字。
然后建立用户检索策略表(包括策略编号、策略控制、检索词控制、检索时间控制、检索范围控制等字段)和用户检索评价表(包括检索编号、检索时间、检索词、检索结果数量、查全率、查准率等字段),同样的,第一个字段设置成关键字。检索策略表主要是给用户模型的检索定义一个比较完整的检索策略,检索评价表主要是对用户检索的满意度作一个简单的评价描述。
有了用户个性化数据库,一方面,在服务器端吸收智能技术的思想,引入个性化服务的理念,引入用户反馈机制来完善检索机制、提高检索命中率,同时也可提供面向个人的特殊检索服务。另一方面,信息检索用到智能主要集成在客户端,配合用户兴趣完成搜索,它会对用户信息需求、偏好进行区别、归纳、总结,分析用户的兴趣爱好,并借助学习的规则,自动、独立地用户查找用户感兴趣的信息。
4.2 用户兴趣挖掘技术。实现信息检索服务最重要的就是对用户的喜好和习惯进行分析,日前,通常使用两种方法:其一是通过用户主动提供自己的兴趣来得到用户的个性化向量;其二是在用户没有明确参与的情况下,系统通过观察用户行为来得到用户的兴趣,从而得到用户的个性化向量。使用第一种方法,可以选择下面两种方式:一是用户将自己感兴趣的信息类或在线文档分类后提供给系统,系统从这些文档或信息类中发现用户的兴趣;二是用户提供自己的研究方向和其它阅读爱好等信息,系统从这些信息中发现用户的兴趣。但是,由于用户的兴趣并不是一成不变的,而用户一般不可能提供所有的兴趣以及感兴趣的程度,因此还需要使用第一种方式进行补充。使用第二种方法是根据用户对推送页面的评价信息来更新用户的个性化向量。
5 结束语
智能化信息检索技术现在已经成为一项被广泛研究的领域,它需要多种技术相支持,我们虽取得一些成绩,但是道路还很漫长,真正实现信息搜索的智能化服务,还有待技术的智能性、主动性、自主性等得到进一步的提高。
参考文献:
智能电网特点范文5
关键词:分布式电源 规划设计 关键技术
中图分类号:TM71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)12(a)-0007-02
为了逐步提升微电子关键技术应用水平,提升微电网规划设计的科学性和合理性,实现电网的优化运行及相关问题的有效控制。下面我们就微电网关键技术加以总结分析,并从微电网数字仿真及实验研究等方面做出简要论述,提出更加有效的技术发展意见和建议。
1 微电网仿真
1.1 数字仿真
微电网常用的应用手段之一就是数字仿真,并就规划设计、运行机理、保护控制等问题进行了有力的技术支撑。对数字仿真方向而言,微电网就是热力学和化学等方面的耦合。由于微电网控制系统和设备存在一定的时间常数差异,微电网系统强刚性特点,该技术能够实现系统稳态运行和动态过程的整体仿真。微电网数字技术研究就是不断提升数字仿真性能,实现电网系统性能,满足电能供应需求。
1.2 建模技术
微电网建模有利于实现各个结构层面和时间尺度的划分,并根据不同研究目的和各种原件时间尺度仿真模型建设,更好地满足仿真模型建立要求,提高仿真建模技术的仿真效率和精度。微电网就是要提高仿真速度或是非线性部分,进而实现分布式电源非线性静态特性拟合化简。
1.3 数字仿真方法
基于微电网稳定性规划、仿真、调度进行微电网稳态分析,其特殊性主要体现在发电系统建模上。分布式电源就是要综合全面进行交直流混合微电网特点研究,提升交直流稳定性仿真水平。微电网特点就是要在解决过程中,逐步描述代数方程和微分方程,提升隐式算法计算量,实现对仿真速度的有效控制,优化系统稳定性和仿真速度。微电网使用过程中应合理选择仿真数据计算方法。微电网暂态仿真应逐步加强计算精度,以实现更加精确的仿真计算。对电子设备计算矩阵和精确求解等相关数值振荡和开关动作问题进行线性插值调整,以便于更好地实现非线性方程、精确求解过程。
由于受仿真计算速度的影响,微电网暂态仿真计算规模受到限制。常用的计算方法有并行仿真算法和高效稀疏技术,这可以极大地提升仿真计算效率。微电网特点有利于实现对电能控制系统求解过程的并行计算;从算法层面增加仿真速度,并从矩阵指数的角度实施数值积分算法,努力提升状态空间网络简化,通过维持算法稳定性逐步改善微电网电磁暂态仿真速度和计算精度。
如上图所示,微电网规划设计大致如此。相较于传统的输电网仿真,微电网实时仿真要结合诸多问题,合理选择研究环节或是部分仿真区域,微电网系统实时仿真就是最极端的状况。以微电网仿真技术手段进行仿真速度的控制,综合考虑成本影响因素和仿真实时性,进一步推动微电网仿真系统的发展。
2 微电网实验研究
微电网使用规模较小,与传统电力系统规模有着一定的差距,微电网实验研究可以通过真实物理装置实验增进对相关数据的了解,构建科学合理的微电网实验系统,更好地反映实验研究对象。微电网系统建设的意义和建立仿真实验室的根本原因在于以下几点。
笔者将微电网实验和仿真结果相对应,并进一步验证了仿真参数和模型的正确性,建立微电网仿真研究平台,满足电网能源供应需求。微电网实验运行研究能够及时提出有效的解决对策和意见,创造更加有利的调查研究条件。
实验系统研究能够加强微电网能量管理、控制、运行和保护、技术理论载体,笔者结合了数字仿真和物理模拟实验系统,综合仿真系统建设,更好地发挥实验研究作用,逐步扩大数字仿真实验系统,努力提升动模实验室仿真能力,促进微电网实验系统未来发展。
微电网实验平台建设已经成为近年来电力系统发展的主要趋势,但微电网实验平台在建设初期功能单一、结构简单、针对性较强。微电网实验平台最早建立是在欧洲,进而加深对微电网分层控制结构验证,电力可靠性技术研究,使得微电网概念更加明确,实现了微网实验平台分布式电源建设。
微电网实验研究有利于提升分布式电源控制策略的有效性,验证了技术应用的效率,实现微电网暂态频率和电压的优化调整,增加了微电网孤岛模式与并网模式间切换的有效性。可再生能源实验室包括3个子微电网交直流微电网平台建设,并充分利用分布式发电系统可靠性测试和并网技术研究,积极加入微电网管理规则和分布式发电工作当中。
随着微电网应用范围的快速发展,大部分地区先后建立结构各异、类型多样的微电网实验平台,进而不断完善能量管理功能、实施微电网平台有效控制,丰富电源类型,提升微电网结构的合理性。微电网实验平台建设离不开相关技术的研究和应用,微电网实验平台建设具有以下几方面特点。
首先,储能种类与分布式电源较为丰富。常见的电网能源有燃料电池、风机、光伏、微型燃气轮机等几种分布式电源,储能设备有超级电容、锂离子电池、液流电池、压缩空气等。其次,微电网运行场景较为丰富、结构灵活多变。通过对工程测试和实验要求研究实现电网结构的合理化,并进行各种不同运行场景模拟。最后,完善能量管理、监测、保护和控制等方面的功能。微电网系统结构的优化需要实现分布式电源、储能协调控制、故障特性了解,逐步加强实验研究,进而取得更加有效的电网运行结果。
微电网技术的日趋完善极大地加快了微电网示范工程和实验平台建设,同时创造了更大的技术应用价值。结构复杂化将是未来微电网发展的主要趋势,例如:交直流混合型的微电网也十分常见,这也将成为微电网并网发展建设常态。微电网关键技术研究有利于分布式电源并网运行问题的进一步解决,技术研究有利于能源效率的优化,降低能源应用成本。
微电网从局部解决了分布式电源大规模并网时的运行问题,同时,它在能源效率优化等方面与智能配电网的目标相一致,是智能配电网的重要组成部分。对用户,微电网除了提供电能外,还充分发挥其供冷、供热、供气的能力,进一步提高终端能源的利用效率;对电网,随着电力市场的完善、需求侧响应技术的发展,微电网将更多地参与配电网的调度,提供多种辅助服务。上述问题都将对未来微电网的规划设计、优化运行、控制保护等多方面提出新的要求。
3 结语
综上所述,微电网关键技术研究有利于满足整体结构的规划设计、控制保护、优化运行等方面的要求,提升配电网调度的有效控制,提升能源利用率,完善电力市场。
参考文献
[1] 杨柳,袁志,张晓冬,等.微电网技术进展及其对实现智能电网的影响[J].山东电力高等专科学校学报,2011(3):4-8.
智能电网特点范文6
【关键词】配电网;控制;智能化;自愈
1.引言
配电网由于直接面向用户,受到外部因素影响较大,发展始终落后于其它环节。在此背景下,积极研究智能配电网的自愈控制技术,提升配电网的智能化、自动化、网络化水平,对保障电网安全稳定运行具有重要作用。
2.我国配电网运行现状分析
2.1 配电网是我国电网发展的薄弱环节
目前,我国配电网的网架结构还有待优化,配电网自动化水平较低、实用化程度不高,制约了配电网技术水平发展;配电网相关的技术标准和技术规范不完善,不利于电网整体管理水平提升。
由于配电网在网架结构、配套设施、标准规范等方面存在的问题,配电网损耗严重、设备整体老化,据统计,目前电网中用户停电事故95%以上是由配电系统原因引起的,而电网也有50%以上的损耗发生在配电网,在网架薄弱环节经常发生事故跳闸,农村电网在用电高峰期拉闸限电情况还时有发生。
2.2 配电网自愈控制存在一定困难
自愈是智能电网的重要特征之一,智能配电网自愈控制是指:充分实施各种协调和优化策略,使配电网具备自我感知、自我诊断、自我决策、自我恢复的能力。目前配电网自愈控制在某些技术环节还存在一定困难,如:配电网的设备评价技术还有待提高、故障预测和安全预警技术尚不成熟、故障预防措施还不完善、配电网的数据分析和挖掘能力还不高、系统支撑技术和数据可信度相对较低等。
3.智能配电网自愈控制技术应用现状分析
配电网自愈控制领域涉及的范围较广,包括电网在线监测技术、高级量测技术、故障智能定位技术、配电网实时仿真与故障模拟技术、配电网自动化技术、网络重构技术、智能微电网技术等。
我国对智能配电网的自愈控制技术的研究起步于20世纪90年代末,取得了一定的成果,此后相继在上海、郑州、广州、深圳等地进行了试点应用,但到目前为止,还更多停留在理论研究,尚未获得大规模推广。
图1 广东金融高新技术服务区
智能配电网自愈控制方案
广东金融高新技术服务区是我国第一个含有多种分布式电源的智能配电网自愈控制示范区,应用了南方电网公司承担的国家863计划“智能配电网自愈控制技术研究与开发”项目成果,工程的自愈控制方案如图1所示。
图1将自愈控制策略分为四个层次:理想的控制室避免故障发生或故障发生后不失去负荷;当故障不可控制的发生时,自愈控制的额底线是故障后失去部分负荷;一旦故障后引发电网瘫痪,则视为控制失败。
图2 广东金融高新技术服务区智能配电网示范区域配电网规划
为了提升配电网自愈控制能力和可靠性,对高新技术服务区智能配电网示范区域的配电网也进行了规划,以中压配电网为例,对中压配电网具备条件的负荷饱和区域,网架结构采取了“三供一备”的接线方式,如上图2所示。而对于负荷还处于增长阶段的区域,则采取了单环网或“两供一备”的方式。此外,对于配电网主环上的馈线,都按照自愈控制技术的成果,尽可能的进行了相应的改造。在众多制造企业、科研院所、高校的配合下,该项目在智能配电网仿真分析、自愈控制、故障定位、数据支撑等方面的关键技术取得较大突破,通过基于分布式智能终端和主站协调配合的综合控制,实现了高新技术服务区内供电可靠性指标≥99.999%,故障定位时间和网络重构时间也大大缩短。
4.智能配电网自愈控制技术应用探索
目前,智能配电网自愈控制技术在配电网广域保护和测量技术、馈线自动化技术、分布式电源的协调控制技术、智能柔性配电控制技术等方面都获得了较广的应用,可根据各地区配电网的不同网架结构、用户需求及电源特点,通过对配电网结构的优化、以及自愈技术的推广和自愈控制平台的构建,来逐步实现自愈目标。
4.1 配电网广域保护和测量技术
结合配电网高级量测技术,实现配电网广域继电保护,使用多站点的故障测量信息,通过分布式智能控制,针对配电网的实时运行数据,实现继电保护的自动整定定值和自适应保护。在传统继电保护中,一旦保护级数过多,容易给保护之间的控制带来影响,引起最后一级保护动作时间太长,而通过广域信息与分布式智能相结合,能够实现保护之间的协调控制,快速隔离故障,有利于继电保护速动性、灵敏性的提升。
4.2 配电网的馈线自动化技术
配电网由于直接接入用户端,所以网架结构以辐射性供电为主,供电母线上馈线较多,一旦发生故障,系统的波动能够迅速影响到用户。基于提升电网可靠性的需要,以电网的高效运行为目标,智能配电网的馈线自动化技术至关重要,馈线自动化能够有效提高用户对配电网的故障处理时间,将其自愈速度提高到秒级。通过光纤的高速通信,实现实时数据采集和保护,通过配电网的馈线自动化,实现了馈线终端之间对故障数据的实时检测和控制。
4.3 分布式电源的协调控制技术
智能电网下,分布式电源的接入也是对配电网影响较大的环节,将对配电网的电能质量、网络损耗、运行特性等都产生影响,配电网具有了双向潮流,保护原理与传统配电网发生了改变,因此,智能配电网做好分布式电源的协调控制至关重要,通过状态评估、参数辨识、网损分析、潮流优化等技术相结合,对分布式电源接入后电网的运行特性进行分析,实现配电网保护性能对双向潮流和电网特性改变的适应,能够实现协调控制。
4.4 智能柔性配电控制技术
在智能电网建设中,柔性输电技术(FACTS)在特高压交直流输电中发挥了极大作用。柔性配电技术(DFACTS)是对柔性输电技术的延伸,主要通过灵活、有效的断路器和开关设备,实现对电能质量的优化和对电网特性的调节。例如,通过固态断路器实现对配电网故障的快速切除,通过固态负荷转移开关,实现电网故障时的负荷快速转移;通过动态不停电电源和电压恢复器,在故障引起电压骤降时,能够有效补偿电压损失,对故障引起的电压短时中断具有良好效果,能够实现无缝自愈;而在FACTS中也常用的静止无功发生器、同步补偿器等,则能够很好的实现“柔性”功能,有利于消除电网谐波,抑制电压波动,从而改善配电网的供电质量。
5.结语
随着智能电网建设的不断深入,我国也在大规模的进行城乡配电网改造,为配电网智能化和信息化水平的提升创造了良好的条件。作为高级配电自动化的核心环节,自愈控制能够更好的实现安全、稳定、可靠供电,期望能够更好的应用自愈技术,改善原有配电网的薄弱环节,有效提升用户密集、网架结构复杂的城市电网,以及偏远的农村电网供电的质量、可靠性。同时,有效减少人力巡查故障、快速判断故障点、及时抢修、恢复线路。提升对人力资源节约、高效、安全利用效率,以推动电力行业的品牌形象提升。
参考文献
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