智能电网的研究和分析.docx
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智能电网的研究和分析.docx
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智能电网的研究和分析
摘要
智能电网对于电网的安全可靠运行可以提供重要的技术保障,可以确保电能质量和效率。
智能电网与传统电网相比有明显的完善,主要表现在通信技术、量测技术、设备技术、控制技术和决策支持技术等几个方面都有明显的不同,在诸多环节上性能均优于传统电网。
自愈、互动、兼容、优化、集成,五个特征是智能电网区别于传统电网的优点。
从宏观上看,与传统电网管理运行模式相比,智能电网是一个完整的企业级信息框架和基础设施体系,它可以实现对电力客户、资产及运营的持续监视,提高管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。
传统的电力资源没有完全的优化配置,在一定程度上造成了能源的损耗,而智能电网的供需都将由电力资源市场自行决定。
关键词:
智能电网自愈传统电网智能化电站
ABSTRACT
Thesmartgridcanprovideimportanttechnicalsupportforthesafeandreliableoperationofthepowergrid.Smartgridhasobviousimprovementcomparedwiththetraditionalpowergrid,mainlyinthecommunicationtechnology,measurementtechnologyandequipmenttechnology,controltechnologyanddecisionsupporttechnologyandotheraspectsaresignificantlydifferent,theperformanceissuperiorinmanyaspectsoftraditionalpowergrid.Selfhealing,interaction,compatibility,optimizationandintegration,thefivefeatureistheadvantagesofsmartgridisdifferentfromthetraditionalpowergrid.Fromthemacroperspective,comparedwiththetraditionalmodeofoperationmanagementofpowergrid,smartgridisanintegratedenterpriseinformationsystemframeworkandinfrastructure,itcanrealizecontinuousmonitoringofelectricpowercustomers,assetsandoperations,improvethemanagementlevelandworkefficiency,reliabilityandservicelevel.Thetraditionalpowerresourcesarenotfullyoptimized,resultinginthelossofenergytoacertainextent,andthesupplyanddemandofsmartgridwillbedecidedbythepowermarket.
Keywords:
smartgridself-healingtraditionalpowergridintelligentpowerstation
第1章绪论
1.1智能电网建设的背景及重要意义
1.1.1研究背景
进入21世纪尤其是近十几年来,伴随着全球经济的快速增长和全世界范围内的工业化、城镇化进程加快。
作为第二次工业革命的最重要产物,电力成为最重要的资源之一,以其高效便捷的特点,成为其他能源所难以比拟的优质能源,因此用电量在近十年激增。
以我国为例,我国最近十年的用电总量以每年接近10%的惊人速度快速增长。
人们对电力需求的不断增加,这使得电网在时间和空间的复杂性上也不断的增加,令它具有了强非线性、非静止及不确定性等特点。
随着水能、风能、太阳能的接入,电网变得愈加复杂。
同时,大气污染、环境变化和环境保护问题日益突出,使得消费者对于电能的需求有了从量到质的飞跃。
我国的经济发展在经历了初期的工业粗放化发展阶段之后,能源问题显得尤为突出,而作为最重要的电源供给侧,电网的基础性作用弥足重要。
在经历过2003年美国大停电之后,电网的高效、可靠的运行和控制已经成为美国乃至全世界电力系统工作者最大的挑战。
为了解决这些问题,不同程度的智能手段被应用于电网中,大量的传感器和控制元件被接入了传统电网中以采集电网运行控制数据,确保电网安全稳定运行,这便催生了智能电网的概念。
对于智能电网的研究和建设在全世界范围内方兴未艾。
电力工业在我们的生活中非常重要,以致我们不能没有电。
但化石能源一次性的使用,不可再生地转化为电力,对环境的影响是非常严重的。
火力发电带来的大气污染、水污染、二氧化碳温室效应,带来的废气等,从而造成的损失每年超过上千亿。
尤其我国有十几个城市对全球气候的污染特别严重,我国温室效应也是在世界上排名靠前的。
现在要控制污染在环境许可范围内,是我们主要的任务之一。
我们要发展绿色电力,这是一种趋势,也是发展方向。
随着电子信息技术、互联网技术和数字经济的发展,电能的稳定性、可靠性越来越重要,大家对电的质量和电力服务水平的要求也越来越高。
在新形势下,技术产业发展迅速,因此电力也需要快速发展。
要加快发展多种发电方式,水电,核电,风电,太阳能发电,从而提高输送电能力,转变消费电的方式,推动电力事业的发展,为控制污染,减小地球的温室效应做出贡献。
从而最终带动相关产业发展,最终带动整个社会发展。
为此,国家电网公司提出了要建设国际领先、中国特色的坚强智能电网。
1.1.2智能电网建设的重要意义
随着全球资源和环境的压力不断增加,人们对于环境保护的要求也不断提高,可持续性发展、绿色发展日渐融入人们的研究和社会生活中。
同时,伴随着终端使用者对电力可靠性和电能质量要求不断提高,电力市场化进场的不断推进,这就要求未来的电网必须具备安全可靠的供电能力、可以进行清洁优质的运营,同时能够兼并不同资源类型的发电设备,能够快速灵活迅的掌握电力市场需求并及时做出反馈,能够通过信息交互性来满足电力终端用户的需求选择,能够促进电网规模的提升,能够提高电能的传输以及使用效率,能够为电力管理和服务提供平台。
为了实现上述目标,以美国和英法德等欧洲国家和全球化的企业未收共同提出要建设一种清洁、灵活、可靠、友好、经济的智能化电网,通过实践研究,现今不约而同的将建设清洁型智能化电网视为电网建设的长远发展方向。
为了更好的发展,各国都提出了与本国环境相适应的智能电网环境评价模型,而目前我国对于智能电网效益的评价研究多侧重于技术、经济和社会效益评价三个方面,体系覆盖并不全面,在在资源压力、节能减排和低碳经济的大背景下,智能电网所带来的更为重要的环境效益尚未被深入认识研究。
本文立足于国家电网公司现有状况,通过选取恰当的要素来较为完整的描述电网智能化建设的环境收益,全面、真实的反映智能电网构建带来的环境效益,并提出建议,为以后研究及电网投资提供基本的参考。
智能电网可以极大地提升电网结构的可靠性、安全性。
“自愈”和“安全性”是智能电网的重要指标,即系统可自行判断过载等网络状况,然后根据情况自动重构,从而防止电网潜在的故障风险,所以,智能电网对于电网的安全可靠运行可以提供重要的技术保障,可以确保电能质量和效率。
智能电网可以高效合理地配置电能,其可以根据日常负荷需求情况,进行有效合理调度,从而最大限度地节约能源。
智能电网具有很强的兼容性,可以广泛吸纳各种不同类型发电,从而可以有效利用太阳能、风能等清洁能源,减轻资源环境压力。
智能电网的双向互动供电模式,可以为用户与电力公司搭建良好的互动平台,能够实时地进行信息沟通,可以充分发挥用户的积极性,引导用户合理消费,促进节能和环保。
1.2智能电网国内外发展现状
1.2.1国外智能电网发展现状
各国建设智能电网需求不同,目的不同,因此对智能电网的定义也不尽相同。
但都具有一定的相似性,就是在物理电网的基础上,将先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
它能够完全的满足终端消费者对与电力的需求,并对资源优化配置,同时可以保证电力供应系统的安全性和保证电能的优质可靠,同时兼具经济性,满足对于环保需求的一种以推进电力的市场经济化发展为目的,以实现用户互动反馈和即时友好的服务为目标的电网智能化建设方式。
智能电网具有网络坚强、自愈性好、兼容性强、发展经济、兼具集成优化等特征。
在全世界范围内对于智能电网的研究和建设,以美国最早开始,美国对于智能电网的建设也最先进,技术最成熟,发展快其他国家一步,可以为我国建设中国特色智能电网所借鉴。
美国电科院首先于2000年提出了智能电网(Intelligrid)的概念。
作为首先
提出智能电网概念的国家,美国在推动电网智能化建设方面开展了一系列分析与研究,并进行了大量实践工作。
目前,美国电科院的研究成果大多侧重于电网配电模式转变和用户侧互动实施两方面。
早在2009年,美国能源部西北太平洋国家实验室广泛开展以高级用的用户需求相应系统为主的智能电网的试点示范研究工作。
在该项试点工程中,美国使用因维思控制处理器将个人用户网关设备与新型可自主变成的恒温器及高级仪表相连接,这样112个家庭的实现了用电信息、电力价格信息等信息的实时反馈。
该实验结果表明,所有参与者节平均节电10%,均有良好的信息反馈。
2011年第一阶段的二百万智能电表已经在加州完成了全部的安装工程,研究结果表明,该项措施至少可以节电16%以上。
2011年,美国再次向少数家庭安装了一种具有信息通讯功能的新型智能电表,期望通过实时监测家庭电力消费和及时通信管理服务,更加有效地实现智能化的输电和供电服务。
美国为例此项计划进行了大规模财政支出,计划到2013年在2600万户家庭中安装这种新型电表,超过2009年的3倍之多。
1.2.2国内智能电网发展现状
智能电网的中国化定义还在不断探索中,国家电网公司和南方电网公司提出“坚强智能电网”的概念。
其中“坚强”主要体现在它以特高压电网作为主要网络构架,“智能”主要表现为以数字信息化等手段协调各级电网发展,并提供稳定可靠的电力供应;以自动系统化运行来提高能源利用水平,促进节能减排和经济的绿色发展;以友好互动的系统模式满足用户需求,提供优质即时性服务等方面。
智能电网作为一种社会互动性的系统工程,最终目的是最大限度的提高电网自身效益和电网的社会效益。
与欧美国家相比,我国对于智能电网的研究开展的相对较晚,但目前也已经在与智能电网相关的不同技术领域都取得了不同程度的研究成果。
在输电网建设、控制系统新技术、可再生能源发电和电网效益评价等方面的研究都有较为显著的进展。
1.3本文的主要研究内容
本文主要进行智能电网建设的分析和研究,在查阅传统电网和智能电网的有关资料,掌握其背景知识的基础上,综合国内外发展形势,归纳二者区别,总结智能电网建设的优越性和必要性。
理解智能电网的基本概念和内涵,结构及关键技术,了解并分析智能电网的国家标准及国内研究进展和实际发展现状,研究我国今后几年我国智能电网的实际发展情况和可能的发展方向及设想。
具体的工作安排如下:
第一章,绪论,探讨智能电网建设的背景和意义,总结国内网智能电网建设的现状;
第二章,智能电网与传统电网的差异,介绍传统电网的发展历程,从而提出智能电网发展的必然性和驱动源,总结
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