詹先鵬

[摘要]隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的逐步提升，對(duì)電能的需求量也在逐年增加，怎樣才能保證日常生活及生產(chǎn)對(duì)電能的實(shí)際需求，確保電能可以穩(wěn)定、安全、可靠的被傳送，既能保證電能的傳輸質(zhì)量又保證了電能資源良好的經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保性能；如何實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)與用戶之間的有效互動(dòng)和增值服務(wù)等問題，都是電網(wǎng)發(fā)展亟待解決的問題。然而，智能電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用就有效地解決了這些問題，通過對(duì)電能在多種層面以及不同的時(shí)間尺度，對(duì)其采取有效控制來達(dá)到穩(wěn)定、安全輸送電能的要求。本文通過對(duì)智能電網(wǎng)控制中心技術(shù)進(jìn)行分析，探討了這種技術(shù)未來的發(fā)展前景，希望給電力行業(yè)帶來一定的幫助。

[關(guān)鍵詞]智能電網(wǎng)；控制中心技術(shù)；發(fā)展

[DOI]1013939/jcnkizgsc201538093

智能電網(wǎng)（Smart Grid）就是電網(wǎng)的智能化，也被稱作“電網(wǎng)20”。它是在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，使用現(xiàn)代化的傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)，控制方法和決策支持系統(tǒng)技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能夠可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、綠色、智能的運(yùn)行，達(dá)到安全使用的最終目的。智能電網(wǎng)最為主要的特征包含自愈電力系統(tǒng)、激勵(lì)用戶、抵御攻擊、提供滿足社會(huì)發(fā)展以及群眾用戶需求的電能，并且要保證電能質(zhì)量，允許不同種類的發(fā)電形式接入、開發(fā)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。智能電網(wǎng)是通過對(duì)信息的感知、分析、預(yù)算、推演、命令執(zhí)行等一系列方式，來達(dá)到對(duì)信息流和電能流有效控制以及協(xié)調(diào)的目的。

1智能電網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

想要真正實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)對(duì)電能進(jìn)行掌控，就要使用有效的手段對(duì)其進(jìn)行良好的控制，在智能電網(wǎng)控制中心技術(shù)中，信息技術(shù)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)、電能儲(chǔ)藏技術(shù)、仿真技術(shù)以及試驗(yàn)評(píng)估等，都是缺一不可的，它們是保證智能電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

11信息技術(shù)

想要使電網(wǎng)真正達(dá)到智能化，首先就要構(gòu)建具有高度融合性的信息系統(tǒng)，然后在這一基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化。智能電網(wǎng)是充分利用通信系統(tǒng)的雙向性、及時(shí)性、高效率性、高速性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)接收信息，電能交換互動(dòng)為基礎(chǔ)的大型設(shè)備。通信系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效地促使智能電網(wǎng)進(jìn)行自我監(jiān)測(cè)、調(diào)整以及校正，最終實(shí)現(xiàn)自愈的目的[2]。信息技術(shù)系統(tǒng)還會(huì)受不同類型的因素影響，給予一定的防范措施，避免事故發(fā)生。由于通信系統(tǒng)自身特性，決定了對(duì)智能電網(wǎng)的有效控制，進(jìn)而使智能電網(wǎng)整體服務(wù)水平得到提升。通信技術(shù)的應(yīng)用更好地完成了對(duì)智能電網(wǎng)的控制，但是在以后發(fā)展過程中，要注意以下兩點(diǎn)：第一，通信技術(shù)中通信架構(gòu)的開放性。就是要保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的電網(wǎng)元件之間，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)化通信，從而推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展。第二，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一致性。就是指電網(wǎng)設(shè)備和智能電網(wǎng)系統(tǒng)之間能夠充分了解，設(shè)備與系統(tǒng)之間有一定互通性，并且可以進(jìn)行相互操作。

12電力電子技術(shù)

電力電子設(shè)備作為電力系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，具有高度靈活性、高準(zhǔn)確率、高速度等特點(diǎn)，在智能電網(wǎng)運(yùn)行中發(fā)揮著非常的作用。電力電子技術(shù)由元器件、電路、系統(tǒng)三個(gè)不同層次所組成。其中，元器件是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，但是元器件串聯(lián)還是存在一定的不足，需要不斷探索更新來趨近完美狀態(tài)。在眾多元器件之中，全控型器件發(fā)展速度是最快的。在電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)可以對(duì)高電壓電能以及大容量電能進(jìn)行有效處理，同時(shí)還對(duì)電磁的兼容性和電能實(shí)際質(zhì)量有一定要求標(biāo)準(zhǔn)。正是因?yàn)檫@樣，級(jí)聯(lián)技術(shù)也得到了快速發(fā)展，而建立在器件基礎(chǔ)上進(jìn)行的直接串聯(lián)、多電平、變壓器多樣化等級(jí)聯(lián)技術(shù)都能滿足高壓大容量的實(shí)際需求[3]。其中，在器件基礎(chǔ)上進(jìn)行直接串聯(lián)的級(jí)聯(lián)技術(shù)還存在一定問題，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓?jiǎn)栴}沒有得到很好的解決，因此這種方法并沒有得到大范圍的使用。然而，多電平方式包含種類眾多。例如，二極管鉗位，飛跨電容三電平，H橋級(jí)聯(lián)多電平等。在眾多電平技術(shù)中H橋級(jí)聯(lián)多電平是采用同一類型的單元電路設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，由于其很容易達(dá)到模塊化，因此，在電網(wǎng)控制設(shè)備中得到了大范圍的使用。

13儲(chǔ)能技術(shù)

現(xiàn)階段，電力生產(chǎn)、電能輸送、電能的消耗，這三者必須在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。由于電力行業(yè)大力發(fā)展，核電機(jī)組和火電機(jī)組的應(yīng)用量在逐漸增加，電力系統(tǒng)的靈活性也隨之降低，對(duì)電能質(zhì)量的要求隨著電力負(fù)荷的增加而增加。雖然使用可再生資源進(jìn)行發(fā)電得到了應(yīng)用，但是可再生資源還是具有一定的隨機(jī)性，電力系統(tǒng)就會(huì)受到負(fù)荷和電源波動(dòng)的影響，進(jìn)而提升了電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)更高的要求?，F(xiàn)階段被大范圍使用的儲(chǔ)能技術(shù)有機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能這三大類。而儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)對(duì)電能的緩沖、平衡以及儲(chǔ)備的重要路徑，并且可以有效改善電能生產(chǎn)、傳輸以及使用的模式。因此不斷完善和改進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)，能夠有效促進(jìn)智能電網(wǎng)未來發(fā)展。

14仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)

電力系統(tǒng)仿真是在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立物理或者是數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，對(duì)電力系統(tǒng)行為特點(diǎn)做進(jìn)一步研究。仿真在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)等方面發(fā)揮著重要作用。在智能電網(wǎng)環(huán)境下，電力系統(tǒng)仿真呈現(xiàn)復(fù)雜化發(fā)展趨勢(shì)，例如，時(shí)間尺度比較多、線性強(qiáng)度較弱、精度要求高。因此，仿真算法和平臺(tái)也在逐步更新中。電磁暫態(tài)仿真技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備的快慢過程進(jìn)行科學(xué)模擬。分網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算，就是把電力系統(tǒng)劃分為多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，然后在這些子網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行計(jì)算，而這些子網(wǎng)絡(luò)中存在數(shù)據(jù)流量，最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算。由于智能電網(wǎng)的特點(diǎn)，對(duì)于仿真技術(shù)的要求標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高，因此，仿真技術(shù)還要擴(kuò)大研究范圍[4]。

2智能電網(wǎng)控制中心技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)

智能電網(wǎng)會(huì)隨著科技的發(fā)展而不斷前進(jìn)，其未來主要使用無線通信技術(shù)和光纖技術(shù)作為通信方式。而光纖技術(shù)主要朝著長距離傳輸、復(fù)用以及自動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)等方向上發(fā)展，而智能網(wǎng)絡(luò)未來使用信息技術(shù)的難點(diǎn)則在于對(duì)電力系統(tǒng)整體的知識(shí)獲取、對(duì)數(shù)據(jù)的深度挖掘、在線聯(lián)機(jī)的分析處理等方面。而在電力電子技術(shù)方面上，器件串聯(lián)得到了很好的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中變壓器的多類型技術(shù)中可以有效地對(duì)電力設(shè)備及電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行隔離，設(shè)備的容量也因此而提高，但是器件串聯(lián)實(shí)際占地面積大、經(jīng)濟(jì)成本較高，在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定的制約。

現(xiàn)階段所有的儲(chǔ)能設(shè)備都達(dá)不到經(jīng)濟(jì)低成本、高效率、使用時(shí)間長、對(duì)環(huán)境污染小等效果，隨著科技的發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)水平也將得到提升，而儲(chǔ)能技術(shù)也會(huì)在不同領(lǐng)域中被綜合利用。因此想要保證智能網(wǎng)絡(luò)很好的發(fā)展，就要保證技術(shù)的先進(jìn)性，所以在實(shí)際應(yīng)用中，就要把信息技術(shù)、現(xiàn)代化的設(shè)備制造技術(shù)、實(shí)驗(yàn)評(píng)估技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)融合，把實(shí)驗(yàn)評(píng)估技術(shù)作為基礎(chǔ)，儲(chǔ)能和電子技術(shù)作為執(zhí)行手段，信息技術(shù)作為智能網(wǎng)絡(luò)的核心內(nèi)容，進(jìn)一步達(dá)到智能電網(wǎng)中心控制的目的。

3結(jié)論

總而言之，傳統(tǒng)電網(wǎng)會(huì)朝著智能電網(wǎng)的方向發(fā)展，其電力系統(tǒng)的控制也會(huì)呈現(xiàn)智能控制趨勢(shì)。現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)具有較大的規(guī)模、多時(shí)間尺度以及非線性等特點(diǎn)。智能電網(wǎng)會(huì)將這些特點(diǎn)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)，形成更加大規(guī)模、復(fù)雜程度高、可靠性高以及較好的兼容性能，所以這就需要更高水平的中心控制技術(shù)作為支持。因此，智能電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行的實(shí)際問題一直存在，不容忽視。而智能網(wǎng)絡(luò)控制中心技術(shù)會(huì)隨著科技水平的提升而進(jìn)步，為智能電網(wǎng)未來的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉穎智能電網(wǎng)控制中心技術(shù)的未來趨勢(shì)[J].通訊世界，2014（22）：198-199

[2]王廣輝，李保衛(wèi)，胡澤春，等未來智能電網(wǎng)控制中心面臨的挑戰(zhàn)和形態(tài)演變[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（8）：1-5

[3]辛耀中，石俊杰，周京陽，等智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015（1）：2-8

[4]張新昌，周逢權(quán)智能電網(wǎng)引領(lǐng)智能家居及能源消費(fèi)革新[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014（5）：59-67