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解读《智能电网白皮书》

2012-07-31 16:13
络遇
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  智能电网包括八个方面的主要特征,这些特征从功能上描述了电网的特性,而不是最终应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。

  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。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、发电厂和线路;实时应急分析将确定电网整体的健康水平,触发可能导致电网故障发展的早期预警,确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施;和本地和远程设备的通信将帮助分析故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态,基于这些分析,采取适当的控制行动。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。

  智能电网激励和包括用户。在智能电网中,用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能电网的角度来看,用户的需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择,通过参与电网的运行和管理,修正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。在智能电网中,用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同时需求响应(DR)计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求,减少或转移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支,通过降低线损和减少效率低下的调峰电厂的运营,同时也提供了大量的环境效益。在智能电网中,和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。

  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。

  智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。由于用电设备的数字化,对电能质量越来越敏感,电能质量问题可以导致生产线的停产,对社会经济发展具有重大的损失,因此提供能满足21世纪用户需求的电能质量是智能电网的又一重要特征。但是电能质量问题又不是电力公司一家的问题,因此需要制定新的电能质量标准,对电能质量进行分级,因为并非所有的商业企业用户和居民用户,都需要相同的电能质量。电能质量的分级可以从“标准”到 “优质”,取决于消费者的需求,它将在一个合理的价格水平上平衡负载的敏感度与供电的电能质量。智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量,以满足用户对不同电能质量水平的需求,同时要将优质优价写入电力服务的合同中。

  智能电网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。

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