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智能电网分析范文1
进入21世纪以来,人类不得不直面以下三个重要的课题:能源紧缺、气候变化以及环境污染。就目前情况而言,全球的能源消耗80%以上仍然依赖着煤炭、石油等传统化石能源,消耗化石能源必将产生大量的温室气体,进而加剧了气候变化与环境污染的程度,这无疑会严重的阻碍人类社会的发展。研究并应用新型能源已然成为现如今的必要课题。然而,人们不可忽略的是,现阶段清洁能源的相关技术并不完善,在电网系统运行的过程中,清洁能源不可避免的受到自身随意性以及间歇性的影响,从而会导致电压失衡以及短路等故障发生。由此看来,现阶段最需要解决的问题就是应当如何实现智能电网与清洁能源的并网应用,并进一步减少故障的发生。
1 清洁能源概述
简单来说,在使用过程中,不会排放出有毒物质,对环境污染较小甚至没有污染的能源可统称为清洁能源。举个例子来说,风能、太阳能以及沼气就是最常见的清洁能源。与之相对的非清洁能源,就是指在使用的过程中,会给环境带来较大的污染,甚至是有毒物质的能源,例如煤炭、石油等化石燃料。
风能是一种最为常见的清洁的可再生能源,现如今,采取风力发电的方式是十分普遍的,其基本原理就是将风能通过一定的装置转化为机械能,再进一步将机械能转化为电能。风力发电是一种较为安全可靠的发电方式,随着科学技术的发展与进步,风力发电的成本正逐渐降低。
作为最典型的清洁能源,太阳能正逐渐从补充能源向替代能源过渡,利用太阳能发电的方式成为光伏发电。光伏发电具备着其他发电方式不具备的特性,它不仅是可再生的环保清洁的,还是一种资源分布广泛并且建造灵活的发电方式。太阳能光伏利用的主要发展趋势将逐渐转化为太阳能光伏并网发电,太阳能发电的趋势也正一步步的从无电地区向有电趋势蔓延。
2 智能电网综述
智能电网技术是近几年来依靠科技的进步而兴起的,它通过高级的传感装置,集合各种繁杂的信息技术,创造出电力自动的网络提供给人民相关的服务。目前,电网的能源由国家管控,是国家的重要能源产业之一,伴随着人们对电力的不间断的需求,尤其是有些行业对电力技术的要求相对较高,一方面要求供电可持续性,另一方面还要求电力高效安全性、清洁性等。为了满足人们对现实生活的需求,国家不仅要投入很多的精力去学习国际上较为先进的超导技术,电力技术等并进行相关研究,才能够保障智能电网的安全。
3 智能电网的清洁能源并网控制方式
智能电网的清洁能源能够顺利并入智能电网,这样才可以很好地发挥出清洁能源的作用。一旦实现并网,电网就能保证高效运行。此外,整个智能电网系统也可以根据电源类型进行控制,通过这样的方式可以保证并人的清洁能源实现自动化的有效管理。
3.1 电力电子技术的控制方法
光伏电池、风机和燃料电池等都要求利用电力电子变频器进行变换,这样才可以和智能电网的电网系统连接起来。由于变换器具有响应快速、惯性小、过流能力弱的特性,因此变换器的能量管理的控制理念和常规系统有比较大的差异。与此同时,逆变器由于需要适用于清洁能源并网,所以除了要求具备普通逆变器的功能以及基本的并联运行之外,还应该根据清洁能源的相关要求拥有必备的控制功能,比如电压与频率比的(u/f)控制和有功无功(PQ)的掌控。由于下垂特性的电压与频率比的控制可以实现负荷功率变化的时候,不同种类的清洁电源间变化功率实现共享,并且在电力单元孤岛运行时为智能电网提供频率支持;有功无功的控制可以通过实际运行的情况来实现清洁电源有功和无功的定向性控制。以智能电网的电力电子技术的控制方法为基础,卡特里娜提出针对可调度能源的有功无功潮流而设计的控制方法。
3.2 多系统的控制方法
不难发现,太阳能和风能其实在时间上,地域上有较强的互补作用,风光互补供电系统已经成为了可再生能源单独供电系统的重要形式之一。它通过以多系统所具备的协调优化技术,实现了风与光混合发电系统的优化控制,确保了发电厂的电压维持稳定,促使电网可靠平稳地运行。现代智能电网中的多系统,现在由数据库、用户、发电单元和控制四个部分构成。现代智能电网就的这些之间就是通过TCP/IP协议达到数据的交换,四个部分在身处的环境中实现互动,同时由控制主网控制信息到达相应的部分。因此,用户一边传输负荷信息和需求指令到发电单元;另一边,发电单元又将电能生产信息传输到用户。在此过程中,可视化的信息平台通过收集各发送的信息,就可以方便调度员下一步的处理。
3.3 智能电网的虚拟发电厂控制方法
清洁能源、分布式能源有其特点,为了适应这些特性,我们的研究需要结合电网频率、电压控制技术、联络线潮流、发电预测模型和方法等融为一体的控制技术。因此,解决清洁能源发电接入与控制的有效途径之一就是虚拟发电厂技术。它将配电网中分散安装的受控负荷、清洁电源和储能系统融合成一个独特的电厂,来参与电网的运行。在这个庞大的虚拟电厂中,每一个构成部分,都和能量管理系统相连接,此时控制中心就可以通过智能电网实现双向信息传送,利用增强型短信服务系统进行整体的调度来协调机端潮流、受端负荷和储能系统的运作,达到降低损耗、降低温室气体排放、合理资源利用、控制电网峰值负荷以及提升供电可靠性的目的。此外,由于电厂具有高级监测的功能,测量和计算不同节点动态电压、故障数据、频率波动、监测系统的异步运行、同步发电机短时失磁异步运行、低频振荡的变化过程。
4 结语
以智能电网技术的清洁能源并网技术为基础,积极发展我国智能电网,可以帮助解决目前我国能源紧缺的问题,同时改善气候,缓解部分环境污染的问题等。智能电网技术在世界范围内,算是比较新的事物,就会造成不同国家,或相同国家的不同地区对智能电网设备制造、检测以及调试等方面,缺乏统一的标准。因此,智能电网的建设可以说是一项长期浩大的工程。在智能电网的支撑下,清洁能源入网即使会出现明显的技术难题,但由于清洁能源是解决大气污染等环境问题的最佳途径,因此工业和学术领域应该表达出对清洁能源并网技术的足够重视。
【参考文献】
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智能电网分析范文2
关键词:智能电网 安全 高效
一、智能电网的概念及内涵特征
智能电网(英语:Smart grid、smart electric grid、或intelligent grid),以双向数字科技创建的输电网络,用来传送电力。它可以侦测电力供应者的电力供应状况,与一般家庭用户的电力使用状况,来调整家电用品的耗电量,以此达到节约能源,降低损耗,增强电网可靠性的目的。智能电网雏型是20世纪产生的,由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。在传统电网的基础上,电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况,如在用电量低的时段给电池充电,然后在高峰时反过来给电网提供电能。智能电网包含了一个智能型电表基础建设(Advanced Metering Infrastructure,AMI),用于记录系统所有电能的流动。通过智能电表(Smart meter),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。当电能便宜时,消费者可以开启某些家用电器,如洗碗机,工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。在电能需求的高峰期,它可以关闭一些非必要的用电器来降低需求。其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测,进化到遥测、遥控,再进化到自动判断调整控制。
二、智能电网的目标
智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。
(一)必须更加可靠
智能电网不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警,并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受供电中断的影响。
(二)必须更加安全
智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。
(三)必须更加环境友好
智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就是对电力的使用必须是安全的。
三、智能电网的关键技术
(一)发电与储能技术
在能源转化、传输、使用这几个环节,其中发电环节是整个过程中最有可能减少排量的,所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能,其中分布式发电技术有很多,例如风力发电技术、生物质能发电技术和地热发电技术等等,分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。由于使用新能源、洁净能源和再生资源,对环境改善方面具有很大的积极作用,特别是减轻温室效应方面,同时能够提高供电的安全性与可靠性,以及缓解能源供给不平衡问题,所以该技术被广泛应用。但是由于环境影响以及一些不确定因素,例如:风能和太阳能与天气相关,具有不确定性,分布式发电技术与储能技术将面临较大的挑战。
(二)输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术,特高压输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术,提高了输电能力,并能实现远距离电力系统互相连接;高温超导输电技术是利用高温超导体材料特性的技术,与常规技术相比,它具有污染少、损耗小等特点。
(三)高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术,涉及较多电子设备,如智能表计、电力电子控制器等,利用这些智能电子设备进行网络化通信,同时坚持各种干扰与自我监测,充分体现出“自愈”这一特性。
(四)智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比,智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
(五)先进的电力电子技术
智能电网采用先进的电力电子技术,使用各种新型的高性能设备与装备,例如全控型大功率电力电子器件等,其中具体有有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)等,符合当今电力系统运作要求,并在现代电力系统中得到广泛的使用。
(六)智能调度技术
该技术是智能电网中最关键、重要的技术,能够全面进行资源优化配置,科学决策管理、高效调度等,实现大面积连锁故障的预防,实现调度的智能化。
四、电网的智能化特征
由于智能电网采用了上面所述的先进技术,使得智能电网可观测、可控制、能实时分析与决策、自愈以及制动优化调整,充分体现出智能化。
(一)智能电网是自愈电网
“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断,充分应用数据获取技术,执行决策支持算法,避免或限制电力供应的中断,迅速恢复供电服务。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时,在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信,以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上,同时传感器还有检测故障前兆的能力,在故障实际发生前,将设备状况告知系统,系统就会及时地提出预警信息。
(二)智能电网将抵御攻击
电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力,甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击,最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。不管是物理攻击还是网络攻击,智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通,在电网规划中强调安全风险,加强网络安全等手段,提高智能电网抵御风险的能力。
(三)将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件
通过其先进的控制方法监测电网的基本元件,从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外,智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动,同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。另外,智能电网将采取技术和管理手段,使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响,将通过监测和执行相关的标准,限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外,智能电网将采用适当的滤波器,以防止谐波污染送入电网,恶化电网的电能质量。
参考文献
[1]史忠植.智能主体及其应用[M].北京:科学出版社,2000,9.
智能电网分析范文3
关键词:智能电网;再生能源;自动化
1 智能电网概述
1.1 智能电网的内涵
当前提出的智能电网的含义主要是在传统电网的含义基础上提出来的。相比来看,传统电网主要是指电网内部存在很多的信息孤岛,缺乏一定的信息共享性,整个电网的智能化比较低。而智能电网则是指能够通过一定的技术手段及时地获得比较完整的信息,优化资源胚子,提高能源的综合利用。所谓的“智能”指的是什么呢?主要是指智能电网的可观测――量测、传感技术;分布智能――嵌入式处理技术;自适应;可控制――对观测状态进行控制;高级分析――数据到信息的转换;自愈功能。
1.2 智能电网的功能特点
智能电网的功能特点主要包括以下几点:可观性、可控性、灵活性、开放性、安全性、自愈性、预测性、快速性、互动性、全局性、协调性、经济性等。
2 智能电网的国外及国内研究现状
2.1 智能电网的国外研究现状
智能电网的发展已经引起了世界范围内的广泛关注,特别欧美发达国家科学技术发展的速度比较快,对智能电网的研究比较早,直到今天,不仅形成了一整套基本完善的发展体系,并且在实践中得到了很大程度的应用。不过因为各个国家所处的地理位置以及经济发展程度是不同的,所以对智能电网有着不同的侧重点,我们应该有选择的学习。例如,欧洲国家更侧重对可再生能源的研究,希望在将来的时候可以弥补电力不足的问题;而美国则是侧重对智能电网的升级和发展,利用有限的资源获得更多的好处。未来电网的发展主要是向着智能化、高度集成的方向发展。
2.2 智能电网的国内研究现状
我国对智能电网的研究比较晚,到目前为止还没有形成国际层面的智能发展战略,不过在某些方面的研究成果还是对智能电网的发展提供了借鉴作用。华东公司建设智能电网呈现的特点为:规划以自愈为目标的智能电网;实现智能化调度;新型材料和智能设备的全面使用;可再生能源的友好接入;实现与用户的智能互动。而华北公司则在可再生能源发电方面进行了相应的研究,国家也启动了多项高新技术研究项目,在“十一五”期间,在三大先进能源技术领域设立重大项目和重点项目,包括以煤气化为基础的多联产示范工程,MW级并网光伏电站系统,太阳能热发电技术及系统示范等项目。
3 智能电网的未来发展前景
我们通过众多的实践经验并结合相关的智能电网的技术资料,总结出智能电网在未来发展中的前进方向,我们将会针对具体的几个方面进行阐述,希望能够帮助电力系统人员更加了解智能电网的相关内容,进一步提高电力系统的工作性能,尽早地实现智能电网系统。
3.1 基于MAS的分布协调与自适应智能电网控制
近年来,MAS系统使用越来越频繁,所谓MAS就是我们通常所说的多A gent系统。该系统伸缩性非常强,可以有效的互联和互操作遗留系统,因此,该MAS系统可以最大限度的保护用户资源。该系统是人工智能领域研究比较多的方向,其在智能电网上的应用前景也将越来越大。
3.2 分布式能源的系统集成智能电网构架
分布式储能,分布式发电以及具有潜在功率产品价值的需求侧负荷响应资源是分布式能源的三个重要组成部分。这三者同属于用电范畴,并具有非常大的联系。例如:分布式发电与分布式储能组成功能互补的微网,并可参与需求响应资源的负荷响应程序等。
3.3 快速仿真决策智能电网技术
基于事件响应的快速仿真决策,既不同于传统预防性控制的静态安全分析和安全对策,也较基于PMU的广域测量系统所组成的动态安全评估有所发展,主要增加故障发展快速仿真的实时预测功能,为调度员提供紧急状态下的决策支持。从目前的发展趋势来看,基于A gent的快速仿真决策是未来发展的重要方向。
3.4 基于知识的综合决策支持的智能电网系统
伴随着计算机技术的快速发展,智能电网实现了信息化,而发展所需要的信息和数据数量在不断增多,我们需要通过某种技术手段把这些数据和信息联系起来。这个问题已经成为了当前电力系统部门需要考虑的基本问题,实现相关联的信息的有效调度也是未来智能电网发展的重要方向。通过实践证明,智能电网能够很好地获得大量的信息和数据,并对这些信息和数据有很好的控制作用,这也是实现智能电网的一个原因。
4 结束语
实现智能电网能够促进我国节约能源,提高环保力度,带动相关产业的发展,提高企业的经济效益,实现我国经济的快速发展。所以我们应该加强对智能电网的研究,提高我国电力系统的创新发展,实现资源的优化配置。
智能电网的实现是一项十分复杂的工作,在具体的工作中经常会遇见很多的难题,这其中包括硬件问题和软件问题。所以,我们为了能够实现电力企业的发展,电力系统的革新,智能电网的应用,就必须采取下列的建议。要想实现智能电网的进一步发展,就必须发挥出一体化管理的优势,形成适应电网发展的管理模式;不断加强电力系统结构设计的科学建构,发挥出智能电网的优势;关于智能电网系统的设计必须是科学的、实用的,能够真正指导建设实践;在建设智能电网的过程中,应该兼顾设计、改进和控制,才能够真正地满足智能电网的需要;不仅要重视实践的创新还要重视理论知识的进步,这样才能够保证智能电网的顺利进行;学习和引进国外先进成果,对我国智能电网的发展情况有深入了解,去其糟粕,取其精华。此外,国家还应该建立智能电网示范工程,在促进我国电力发展的同时也能够深入探究智能电力的发展。
综上所述,为了尽快实现智能电网,我们必须在研究和建设智能电网的同时学会运用自主创新精神,实现我国电力事业的快速发展。
参考文献
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智能电网分析范文4
关键词 智能电网;技术;应用
中图分类号 TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)104-0192-02
当前我国电力事业飞速发展,来源于多个方面的力量都成为电力事业发展的重要推动。这其中不仅仅包括了相应专业领域中多项电力技术的层出不同和逐渐成熟,相关其他技术,诸如监控系统和远程数据获取、数据库技术以及人工智能等也都成为推动智能电网进入应用领域的重要助力;与此同时,更为重要的是,对于我国的供电系统而言,更大的覆盖地域范围以及在电力生产和输送过程中所产生的庞杂设备,都从客观上要求着实现更为精准的管理。在这样的背景之下,智能电网应运而生。
1 智能电网的概念
智能电网(Smart Power Grids),即电网的智能化,美国能源部曾经定义其为:“一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。”欧洲技术论坛则将这一概念描述为“一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,以有效提供持续、经济和安全的电力。”在国内,相对权威的定义方式当属中国科学院电工研究所的定义,该组织将智能电网表述为“以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、自动化与智能控制技术等与物理电网高度集成而形成的新型电网。”
电工研究所的定义中可以明确看出智能电网的若干特征。首先在于其可观测性,即能够有效获取到电网工作过程中参与工作的电气设备状态数据,以及相关的线路工作数据;其次在于其可控性,即能够针对电网中的设备展开必要的调节;其三则是自动化,重点关注整个供电网络中的系统综合平衡和优化,以及对于突发状况的调整和自愈等,除此以外,自动告警以及必要的趋势预测等功能也会随着相应的计算技术的逐步成熟而纳入到智能电网的相关职能属性中来。
2 智能电网的核心技术讨论
从技术角度看,参与到智能电网中的骨干技术主要包括空间信息技术、云计算、神经网络技术以及作为基础性的数据采集、数据库以及安全技术几个方面。
其中空间信息技术主要包括GIS、GPS技术系统,能够为智能网络提供足够的数据支持,并且帮助其采集到的数据实现逻辑化。我国电力供给网络庞大,枝节繁杂,如果不综合当地的地理数据进行考虑,就很难理解网络中反馈的数据含义。并且相应的地理数据库和卫星定位系统,还能够帮助智能电网实现对于故障的更为精准定位,在根据环境数据加强预测方面也有着突出贡献。对于云计算而言,当前智能电网环境复杂,微环境庞杂,并且很多故障如果不能够实现即时处理就会造成更大供电损失。因此分布式的数据处理环境已经成为发展的必然。在此基础上,云计算为智能电网的计算在资源上提供了更多可能,尤其是对于运行和监控以及数据深入处理的智能云技术,对改善数据拥堵,提升智能电网计算数据吞吐量都有着极大帮助。神经网络技术对于当前的智能电网而言仍然处于不断渗透的过程中,这种技术能够以人的思维方式使计算机理解更多知识。作为一种能够赋予计算机思考能力的技术,神经网络技术的成熟程度,直接关系着智能电网的智能成熟程度,神经网络技术越发达,智能电网就越能将地理信息与电网工作信息进行综合考虑,就越能发现供电网络中存在的问题。而从基础数据服务的角度看,数据库技术和安全问题已经相对成熟,当前的数据采集技术成为了发展的重点。更发达的数据采集技术,对于电网中的工作状态数据以及整个网络所面临的环境数据都能够有效吸收,而更为丰富的数据必然会提供更为坚实的决策基础,最终提供更为准确的决策支持,对于自动化的精准施行也会有所帮助。
3 智能电网的应用特征与结论
智能电网在应用领域与传统电网有着本质区别。这种以人工智能和高度自动化作为突出特征的信息化技术和供电网络结合的产物,从电力的产生到配送以及消费,各个环节都有着更优的表现。
对于电力生产环节而言,我国幅员辽阔,对于电力的需求也一直呈现出上升趋势,因此对于电力的生产而言,当前也多采用了多种途径进行开展。无论是常规的水力发电或者核电站,还是当前较新的风力发电站,都存在有独属于其自身的工作特征和产电量。智能电网的参与,能够帮助在稳定发电厂运行以及调节供电能力等方面有着调整,实现更大范围内,甚至整个系统中的稳定供电。
而对于电力的配给角度,更大的配给范围和更长的输电线路,以及在输电过程中所面对更为难多难以确定的环境因素,都会成为配电过程中的安全隐患,单纯是系统内线损一项,都会对配电效果造成不容忽视的影响。智能电网的参与能够更为精确的确定线路中可能存在的问题,并且对于变电系统的维护也能够达到更高的水平。
从电力消费环境看,智能电网获取了大量的电力消费数据,这样就可能会从两个角度影响电力的消费。其一在于帮助各个消费主体形成正确的消费观念和方式方法,在行业内部横向对比的基础上有的放矢的采取相应的宣传,可以达到节能和优化电力资源使用的目的。另一个方面对于电力消费状况的深入清晰了解,还能够帮助实现对于电力供给网站发展规划的更多认识,对于理智发展有着重要帮助。
参考文献
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智能电网分析范文5
[关键词]PTN 智能电网 电力通信
前言:
国家经济快速增长促使各个领域行业迎来了较大的发展空间,而智能电网在该种环境背景下也实现了广泛推广,当前电力通信方面网络业务更新较为快速,这也促使智能电网走向了互动化以及信息化的实际发展道路,因此,传统电网系统则无法满足日益发展的智能化需求,因为其对于宽带实际使用效果予以了降低,如果是对传统化电网系统进行大范围维护显然耗时耗力,因此将新型的PTN技术引入其中势在必行。
一、初探PTN内涵以及网络架构、特征
1.1 PTN内涵
所谓PTN是为了满足当前数据业务大量增长,在传统电网技术基础上结合现代通信技术的一种新型传输技术,更是面向多类型业务综合承载并依托于分组化的先进传送网技术。PTN一方面对传统网络予以了优势的沿袭,另一方面也能够对大量分组业务实际需求予以良好适应。如PTN沿袭了传统网络的扩张性并增加了多数据同时转发的高效率性等等。
1.2 PTN网络架构
PTN具有类似SDH的网络架构,包含了物理层以及相应的通道层和电路层、段层四大层,以通道层和相应的段层起主要作用。其中通道层又包含了高阶层以及低阶层,低阶层能够实现端与端两者间的业务良好传送,更能够对业务净荷予以有效适配和快速封装,这和业务层实际监控较为贴近。而高阶层能够服务于多个不同客户,为其提供的传送网实际通路也更大更为通畅,此外还能够对传送网方面连接隧道予以良好监控和有效建立。其中段层又包含了再生层和相应的复用层,复用层促使传送网不同节点之间实际传递信息具有完整性,简单来讲就是保证了信息之间有效连接,尤其是对于传送网方面通路建立以及承载连接起到了重要的影响作用,更能够对链路监控其质量实际优劣;再生层传送的是对比特流,能够对网络方面出现的相关物理故障进行定位和相应的检测。
1.3 PTN关键技术
PTN关键技术主要是集中在以下三方面,下面就予以三种技术具体阐述:
其一是同步技术,PTN需要对时间同步和相应的网络同步予以良好考虑,因此在实际对TDM相关业务予以处理环节中就需要依托于CES以及TOP和相应的时钟同步技术,当前达到时间以及网络两方面同步需要以太相关物理层接收节点将时钟信息良好获取,之后利用物理层中的比特流串行将时钟有效信息提取并达到同步网络频率。
其二是QoS技术,指的是能够于网络通信环节中允许大量用户获得宽带延迟或使用上服务,而QoS重点包含六大功能,分别是宽带保证功能以及速率限制功能和相应的流量整形功能、标记功能、流分类功能、测量调度功能。依靠区分服务以及流量工程等相关机制则能够确保QoS实现点点之间以及端端之间技术保障。
其三是OAM保护技术,一般来讲OAM层次化保护和SDH较为相近,一般能够通过段层以及隧道层两方面管理来实现。
二、探析PTN于智能电力通信方面应用
2.1应用于调度网
将PTN于智能电力通信方面应用集中在调度网上,各个省市实际电网建设状况各不相同,其电力调度实际状况也是各有千秋,电力方面调度网对于电力建设起着较为重要的影响作用,当前将PTN具体于调度网中实际应用可以是依托于PTN构建调度环网,以县域作为实际环网主干,在此基础上将环网设置为接入层以及汇聚层和相应的核心层,对传输网主干相关宽带进行提升,实现接入供电所1200MTM,对分组业务予以大宽带实际需求满足的时候也能够将调度传送网络赋予较强弹性管道相应能力。此外引入PTN还能够对调度网相关调度业务以及监控构建刚性管道,进而将电力通信实际效率和相应宽带极大化提升。总的来讲,科学合理的将PTN应用在调度网方面能够为电力通信方面发挥作用起到重要铺垫,促使电网建设更加有效、智能而PTN实现广泛性推广。
2.3应用于管理网
现今PTN除了能够于智能电力通信调度网中有效应用,还可以应用于管理网中,依托于IP方面网络可视化,能够对管理网予以优化,针对实际管理网而言,要想实现远程良好管理以及业务之间自动化端端发放以及可视化配置业务发放,则应用PTN可以提升效率高达百分之七十五,此外将PTN应用管理网中还能够对可视化方面故障予以良好分析研究并制定相应的排障多级策略,基本上能够将百分之八十五无效告警予以回避,起到直击根源并实现故障有效定位的目的。此外PTN还能够予以相关工具的良好提供,这对于管理网智能容量缩小以及过扩增起到了较大的保障作用,更加能够促使管理网运行有效性,而对于管理网的健康评估以及实时监控也有着较大的帮助。
2.4应用于电力系统整体线路传输
将PTN于智能电力通信方面应用除了集中在上述两方面之外,还集中在电力系统线路传输方面。现今电力网络传输依靠的关键介质实为光纤,依托光纤能够将通信站点和相应的发电厂变电站电力设备有效连接在一起,此过程中为了确保电力系统线路传输有效性以及高效性就需要将PTN实际引入其中,可以构建相应的软管道和SDH方面硬管道,在技术方面实现深度集成,具体而言深度集成需要是在PCM中内置相应EPTN,这可以对传输设备以及PCM相应设备兼容瓶颈予以解决,更加能够促使运维操作便利,此外对于线路传输方面故障处理以及在线监测和相应的数据采集工作予以保障,更加能够回避线路传输延迟状况,这对于整个电力系统提升通信流畅性起着积极的影响作用。总结来讲,将PTN实际应用于调度网以及相应的管理网较为重要,而将其用来保证整个电力系统线路传输也非常有必要。
智能电网分析范文6
关键词:智能电网环境;继电保护;技术
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)35-0010-02
近些年来,随着我国电力企业的迅速发展,为了满足越来越多的需求量,我国在电网的建设上投入的资金不断的增多,这就加快了智能电网的发展步伐。在智能电网的运行过程中,继电保护技术占据着重要的地位,是其功能高效发挥的关键性装置,需要在进行电网的建设完善中,重点关注这一方面的研究和应用,最终推动智能电网的安全稳定运行。
1 继电保护技术在智能电网中的重要性
我国的社会经济目前正处于发展转型的关键期,对于电力能源的需求量是十分巨大的,对于供电企业来说,运用压力有所增大,特别是在一些人口较为密集的大城市,出现了很多的供电危机现象,那么为了尽可能的缓解这些现象,就需要供电企业采取一系列行之有效的措施,合理的进行停电和限电措施,并加强对智能电网的建设和维护力度。这其中,继电保护是属于第一道防御程序的,继电保护技术可以很大程度的确保电网系统的安全稳定运行,一旦发生了故障,它就可以及时的把出现故障的设备进行切除,并发出警报信号,然后工作人员在第一时间采取有效的措施予以处理,这样就大大的减低了企业的效益损失,因此,从这一角度来讲,继电保护在智能电网中的重要性是显而易见的,需要电力企业加大这一技术的研究和应用力度,从而确保智能电网的安全运行。
2 智能电网环境下的继电保护技术分析
上述提到,继电保护在智能电网中的应用作用是十分明显的,它是实现电力网络和相关设备监测保护的重要技术,从其未来的发展形势来看,基本上是围绕着计算机化、自动化、智能化、数据通信一体化等的方面来进行的。从智能电网的原理和构成来看,它包括很多新技术的应用,这些新技术不仅会对继电保护带来不利的影响,降低它的运行可靠性,而且从另一方面来讲,它也给继电保护的发展带来了新的方向,对其深化发展是十分有利的,特别是它的故障诊断功能以及自我修护功能的体现。它的保护技术可以从以下三个方面来讲。
2.1 广域保护技术方面
所谓的广域保护技术主要是指对于电力网络子集来说,可以把子集作为分析和处理电网运行障碍的单位,在这个“域”的范围之内对该子集的继电保护信息进行有效的采集,然后进行科学合理的分析,最后在此基础上确定出故障产生的主要原因,这样可以根据原因来确定如何采取应对措施。除此之外,广域继电保护涉及到两个方面的内容:一是安全自动控制;二是继电保护,前者主要是对于电网自身的故障处理来说的,是为其自身故障的“自行解决”来提供更多的处理方法的;后者的继电保护技术最为关键的目的就是可以确保现存的继电保护诊定配合复杂的故障问题,可以使其得到彻底的解决,最终实现根本的目的,即切实的提高继电保护的自适应能力。
2.2 保护系统的自身重构技术方面
现代化的智能电网的发展对于继电保护有了新的要求,即要求继电保护具备很强的自适应能力,并且还可以对智能电网运行方式和电网结构的改变所引起的诸多变化都有很好的适应。在自适应能力方面,新的继电保护还必须要具备重构的功能,此外,还有自我诊断和自我修复的功能,例如,我们常见的在继电保护构成元件失灵的状况下,智能电网就可以自动的寻找具有替换的元件进行自动的恢复继电保护,那么原有的继电保护系统就已经失去了适应智能电网的能力,对此,就需要对继电保护系统进行重新的构建,这也是预期效果的内在要求。
2.3 智能设备以及新型电子传感器的应用
智能电网,一个明显的特点就是具有很高的智能化,可以以自动的、智能化的形式对设备运行状态进行相应的判断分析,在其中心必然存在一个智能化的控制设备,这个控制设备可以对智能设备系统中的各个元件进行有效的控制和管理,并且除此之外,它还具有十分宽广的覆盖面,几乎可以覆盖智能电网对于电力能源的发出、输送、转换以及最后的使用的等各个环节,电压传感器就是智能感应技术的一种体现。在智能电网的建设应用过程中,我们可以利用在智能运行设备上进行智能传感器的安装,这样可以对数据信息进行实时有效的收集,便于智能电网运行状态的全面合理分析和评估工作的迅速展开,这样也可以给故障的维修提供大量的精确的数据参考,也就提升了继电保护系统的全方位性能的提升。智能化的全自动继电保护校验仪,如图1所示。
3 智能电网的发展对继电保护的影响
3.1 数字化方面
这是其影响作用最为明显的一个特点,主要体现在两个方面,即测量手段和信息传输方式。在时代的发展下,电子式互感器的应用逐渐成为了一种趋势,它采用的接口是网络接口,利用网络保护专职和智能断路器进行有机的连接,这样也就大大的简化了二次回路的接线。
3.2 网络化方面
网络化也是继电保护的一大主要特点体现,它的表现也是分为两个方面,即围绕信息的获取和发送展开。
3.2.1 信息的获取方面
在智能电网中,继电保护的功能主要是利用自身的自我修复来实现维护的,但是,需要注意的是,如果可以利用网络数据传输来实现各个站点之间的信息共享,就可以顺利的获得全站的相关设备元件的数据信息,这样也就为继电保护提供了更多的信息参考,对于维护效率的提高是十分有利的。
3.2.2 信息的发生方面
对于数据信息的发生来说,智能电网所采用的智能断路器是一个带数字接口的类型,跳合闸等的控制信号的传输方式也是通过二次电缆转化为数字信号的网络传输,这样的话,就可以有效的确保数据信息传输的准确性和完整性,对于信息传输效率的提高也是十分有利的。
4 总 结
随着我国电力企业的不断发展,智能电网的建设也逐渐形成了一种发展趋势,作为其系统中重要的组成部分――继电保护装置来说,就要进行一系列的技术创新和完善,深入革新,确保其维护智能电网正常运行的作用有效的发挥,最终推动智能电网的进一步发展。
参考文献:
[1] 王文生.智能电网环境下的继电保护初探[J].机电信息,2015,(6).
[2] 王增平,姜宪国,张执超,等.智能电网环境下的继电保护[J].电力系统 保护与控制,2013,(2).