國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司泗陽(yáng)縣供電分公司 皋 鵬

1 引言

當(dāng)前，世界各國(guó)的能源問(wèn)題越發(fā)突出，而電力行業(yè)對(duì)能源需求量較高，因此在緩解能源危機(jī)時(shí)可將電力領(lǐng)域作為一個(gè)重要部分，合理應(yīng)用各項(xiàng)電力技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作加大管理力度，結(jié)合實(shí)際情況不斷調(diào)整其中的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)電力供給隱患并提前處理，充分利用智能電網(wǎng)的自愈、集成等各項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)電力資源的穩(wěn)定、安全供給。

2 智能電網(wǎng)

2.1 內(nèi)涵

智能電網(wǎng)是計(jì)算機(jī)、通信、信息技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的融合體，在輸變電及配電設(shè)施中應(yīng)用效果顯著，如今已經(jīng)覆蓋了電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分融合了業(yè)務(wù)流和信息流，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的智能化控制。

智能電網(wǎng)具有較多優(yōu)勢(shì)。一是自愈，即在供電時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)潛在隱患并及時(shí)加以修正，有效保障電力供應(yīng)的安全性及可靠性，確保電力系統(tǒng)始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)。這也是智能電網(wǎng)在運(yùn)行中運(yùn)行效率較高、運(yùn)行穩(wěn)定性較高的主要原因。在智能電網(wǎng)的運(yùn)行中，能夠結(jié)合出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題和故障進(jìn)行一定的自我修復(fù)，是智能電網(wǎng)較之傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)先進(jìn)性體現(xiàn)的重要方面，也是智能電網(wǎng)在現(xiàn)代化環(huán)境下可以充分應(yīng)用的主要原因。在電網(wǎng)構(gòu)建的過(guò)程中，只要對(duì)相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)和故障反饋系統(tǒng)進(jìn)行合理的構(gòu)建，就能夠在智能電網(wǎng)的運(yùn)行中充分發(fā)揮出自行解決故障解決問(wèn)題的積極作用。

二是抗反擊能力強(qiáng)，外界環(huán)境容易對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行造成影響，導(dǎo)致供電過(guò)程處于不穩(wěn)定狀態(tài)，波動(dòng)過(guò)于劇烈，但在應(yīng)用智能電網(wǎng)后則能避免此種情況。此外，智能電網(wǎng)不會(huì)被病毒侵襲，能夠提前做出預(yù)防反應(yīng)，可保障電網(wǎng)的安全性。智能電網(wǎng)的這一性質(zhì)主要是在遇到外部環(huán)境因素干擾的情況下，能夠自主對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行抵御，從而達(dá)到維持電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的狀態(tài)。從現(xiàn)階段智能電網(wǎng)構(gòu)建規(guī)模和覆蓋面的實(shí)際出發(fā)，現(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建在整體規(guī)模上都是相對(duì)較大的，因此其在運(yùn)行中可能受到外部資源條件和環(huán)境條件影響的概率也會(huì)同步加大。這時(shí)，智能電網(wǎng)在運(yùn)行中對(duì)外部環(huán)境的抗擊能力能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，這也是現(xiàn)階段電力資源需求量逐步提高、電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建復(fù)雜性逐步提升的背景下應(yīng)當(dāng)具備的一項(xiàng)重要功能。

三是集成，集成的特征是指復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行需求和配置需求，能夠在智能電網(wǎng)的宏觀背景下得到充分有效的滿足。將電力系統(tǒng)的輸配電、用電等多個(gè)環(huán)節(jié)集中起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng)一化和規(guī)范化管理，為信息的集成和共享提供便利。

四是優(yōu)化，指能夠?qū)崿F(xiàn)資源的高度利用，在節(jié)約資源的同時(shí)也可幫助企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2.2 規(guī)劃意義

電網(wǎng)規(guī)劃工作目前還存在較多漏洞，并且在建設(shè)電網(wǎng)的過(guò)程中難度較大，導(dǎo)致投運(yùn)期間超負(fù)荷現(xiàn)象較為普遍，并且負(fù)荷問(wèn)題未能及時(shí)得到處理，導(dǎo)致電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，隱藏著較多安全隱患，部分電力運(yùn)輸較為困難的地區(qū)此種問(wèn)題則更為嚴(yán)重[2]。為了實(shí)現(xiàn)電力資源的平衡供給，并解決遠(yuǎn)距離輸送過(guò)程中存在的問(wèn)題，必須從電網(wǎng)規(guī)劃工作入手，全面實(shí)行智能電網(wǎng)調(diào)度，降低資源消耗量，通過(guò)自我診斷及治療功能促使電網(wǎng)更加安全。圖1為我國(guó)智能電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖。

圖1 我國(guó)智能電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

3 智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

一是發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)，電力供應(yīng)的關(guān)鍵問(wèn)題在于能量轉(zhuǎn)換及運(yùn)輸，因此必須通過(guò)發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)加以調(diào)整，而智能電網(wǎng)可以更好地發(fā)揮該技術(shù)的作用，實(shí)現(xiàn)供電平衡。如果發(fā)電類型為風(fēng)力或生物質(zhì)，則能高效儲(chǔ)存電能，促使電源更加穩(wěn)定、安全。

二是輸配電技術(shù)，包括高壓及高溫超導(dǎo)兩項(xiàng)重要輸電內(nèi)容，與供電的平穩(wěn)性密切相關(guān)。此外，該技術(shù)對(duì)環(huán)境污染較小，與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求相符。

三是電子及智能調(diào)度技術(shù)，可調(diào)節(jié)大功率電子設(shè)備，維持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在電力資源供應(yīng)較為緊張的時(shí)期可通過(guò)智能調(diào)度技術(shù)加以調(diào)整，合理配置資源，滿足人們的用電需求[3]。

四是同時(shí)具備高速、雙向、實(shí)時(shí)及集成四種特點(diǎn)的通信技術(shù)，其是智能電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中不可或缺的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠有效保障數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性，促使電網(wǎng)的交換互動(dòng)功能更加突出，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自我監(jiān)測(cè)與校正，確保各類設(shè)備能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化通信并進(jìn)行自愈。該技術(shù)的應(yīng)用還可提高資產(chǎn)利用率，進(jìn)一步提高電網(wǎng)價(jià)值。

五是智能固態(tài)表計(jì)，可對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定狀況給出準(zhǔn)確可靠的評(píng)估結(jié)果，解決電網(wǎng)阻塞問(wèn)題，將竊電現(xiàn)象發(fā)生的概率降低至最小，并且可保護(hù)網(wǎng)絡(luò)組件。

六是大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)，對(duì)于擴(kuò)展電網(wǎng)輸送容量、提高輸電效率具有重要作用，使得電力資源供給與需求之間的緊張關(guān)系得到緩解，確保供輸電能夠始終維持在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

七是專家系統(tǒng)，具有診斷、預(yù)測(cè)、收集數(shù)據(jù)、自動(dòng)控制、提供信息、提供解決方案等多項(xiàng)功能，降低電力資源損耗量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化控制，可避免供電中斷等問(wèn)題的發(fā)生。

八是超導(dǎo)技術(shù)，可解決超高壓輸電損耗量過(guò)大的問(wèn)題，目前在智能電網(wǎng)中應(yīng)用越發(fā)普遍，這與新型超導(dǎo)材料性能較好關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。目前，還應(yīng)緊密追蹤該技術(shù)的研究狀態(tài)，了解最新的研究成果，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)技術(shù)的合理化應(yīng)用，保障電能質(zhì)量。

4 具體應(yīng)用

4.1 構(gòu)建電網(wǎng)信息模型

電網(wǎng)信息模型的構(gòu)建主要是為電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。構(gòu)建合理的信息模型對(duì)于取得更好的電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)行效果具有重要的作用。在電網(wǎng)信息模型的構(gòu)建中，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠基于原始的數(shù)據(jù)信息和多元化的構(gòu)建思路應(yīng)用智能化技術(shù)，使得電網(wǎng)信息模型在構(gòu)建過(guò)程中的便捷性、靈活性和精準(zhǔn)性都得到更進(jìn)一步的提升。應(yīng)用智能化技術(shù)完成整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，也有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，從而從根本上提高電網(wǎng)信息系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和科學(xué)性。構(gòu)建具有應(yīng)用科學(xué)性和適宜性的整體電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

從實(shí)際出發(fā)分析，整體電網(wǎng)構(gòu)建的過(guò)程具有一定的實(shí)際操作難度。在構(gòu)建智能電網(wǎng)模型時(shí)步驟煩瑣，難度極高，在管理系統(tǒng)信息的同時(shí)也要整理數(shù)據(jù)資料，并且關(guān)系到空間圖形信息系統(tǒng)，但該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可定位電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，并運(yùn)用GIS技術(shù)準(zhǔn)確表達(dá)具體位置。此外，電力系統(tǒng)中的信息量較大且極其復(fù)雜，但在應(yīng)用智能電網(wǎng)后就能實(shí)現(xiàn)各種電力系統(tǒng)設(shè)施的實(shí)時(shí)化監(jiān)控，并以幾何模型的形式呈現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果，準(zhǔn)確表示系統(tǒng)內(nèi)部的信息，降低了模型構(gòu)建的難度，提高了模型構(gòu)建的精確性。

4.2 自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)更新是基于不同類型的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的不斷完善和優(yōu)化數(shù)據(jù)信息。對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，既是其運(yùn)行狀態(tài)真實(shí)反映的重要方面，也是改善整體智能化電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和效果的重要前提條件。智能化技術(shù)和數(shù)據(jù)的支持能夠促使整個(gè)電網(wǎng)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新環(huán)節(jié)，在自動(dòng)性和精準(zhǔn)性上達(dá)到更高的水平層次，使得整體的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)隨著電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間的累積產(chǎn)生階段性的基礎(chǔ)資料，這些資料不僅能夠保證與電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，保持實(shí)時(shí)匹配的關(guān)系，也能夠在自身的準(zhǔn)確性和可靠性上達(dá)到更高的水平層次，這也是智能化電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新效果優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。信息時(shí)代的到來(lái)使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越發(fā)普遍，這也對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理工作提出了更高的要求，必須對(duì)信息進(jìn)行集中化、統(tǒng)一化管理，自動(dòng)更新內(nèi)容，并自動(dòng)采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，并記錄更新結(jié)果[4]。在發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)中心數(shù)據(jù)的有效控制，儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)信息，提高服務(wù)器的工作效率，降低電力子系統(tǒng)的控制難度。

4.3 智能管理電力系統(tǒng)

智能電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，智能電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理對(duì)整體的電力資源應(yīng)用模式和應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行更加精準(zhǔn)有效地控制。一旦出現(xiàn)用電高峰期或需要進(jìn)行電力資源配置調(diào)節(jié)的工作情況時(shí)，智能電網(wǎng)在智能化管理系統(tǒng)的支持下能夠合理有效地完成上述的工作，最終為最大化地利用好電力資源，并且為制定出合理有效的階段性電力資源調(diào)配應(yīng)用方案提供重要的支持。對(duì)于管理人員的工作開(kāi)展來(lái)說(shuō)，智能化的電力資源分配調(diào)動(dòng)，也能夠減少由于人工觀察和調(diào)動(dòng)工作開(kāi)展中存在的誤差和問(wèn)題，最終形成更加精準(zhǔn)有效且具有數(shù)據(jù)分析支撐的相關(guān)方案和工作模式，使得智能電網(wǎng)的管理工作落實(shí)效果得到針對(duì)性的保障。全方位優(yōu)化調(diào)度方案，控制能源損耗量，實(shí)現(xiàn)間歇性發(fā)電，充分利用可再生類型的能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，解決能源短缺問(wèn)題，未來(lái)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，集中處理各類信息，高效管理電力運(yùn)行設(shè)備，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的智能化監(jiān)控，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4.4 系統(tǒng)交互組件

系統(tǒng)維護(hù)工作是智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中非常重要的工作環(huán)節(jié)，具有交互式作用的組件若能夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，則整體上復(fù)雜性較高的智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)就能被更好的控制和把握。系統(tǒng)交互組件的主要功能主要是，通過(guò)交互式的作用為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性提供保障。只要相關(guān)的管理人員和系統(tǒng)技術(shù)人員，能夠結(jié)合智能電網(wǎng)運(yùn)行中的交互式組件的功能和區(qū)域進(jìn)行全方位的把握，就能確保交互組件在實(shí)踐應(yīng)用中取得良好的效果，并且充分發(fā)揮出其區(qū)域性的針對(duì)性作用。系統(tǒng)交互插件的功能在于維護(hù)、查詢并更新信息、發(fā)布預(yù)警信號(hào)，可擴(kuò)展電力系統(tǒng)的功能，使其能夠隨時(shí)進(jìn)行放大與縮小，并且可組合緩存管理組件，回應(yīng)用戶指令，實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的篩選，并展示給工作人員[5]。圖2為智能電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 智能電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖

4.5 項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)工作是電力系統(tǒng)智能化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中實(shí)際問(wèn)題，并且采取措施進(jìn)行處理解決的重要環(huán)節(jié)。只有評(píng)估工作的系統(tǒng)性和有效性達(dá)到更高的水平層次，才能確保智能電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的效果與最終的電網(wǎng)運(yùn)行效果保持一致。另外，項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，也有利于幫助基層工作人員結(jié)合現(xiàn)階段傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際問(wèn)題，采取針對(duì)性的措施制定相應(yīng)的指標(biāo)，為更進(jìn)一步優(yōu)化完善智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際效果提供重要的幫助。對(duì)于評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展本身來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建也能夠?yàn)樵u(píng)價(jià)工作和觀察工作的開(kāi)展提供重要的依據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)技術(shù)人員要求較高，要求人員必須結(jié)合實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的發(fā)展策略，對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)劃，了解智能電網(wǎng)的特征，運(yùn)用新的電力運(yùn)行模式及方法，并結(jié)合實(shí)際情況加以創(chuàng)新，做到與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，并建設(shè)項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系，建立過(guò)程中應(yīng)全方位分析項(xiàng)目技術(shù)及安全性，并明確社會(huì)在此方面所提出的要求，確保智能電網(wǎng)的內(nèi)涵能夠通過(guò)該體系充分體現(xiàn)出來(lái)。

綜上，電力行業(yè)必須根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展的特點(diǎn)及需求不斷進(jìn)行改革，明確智能電網(wǎng)應(yīng)用的趨勢(shì)，合理開(kāi)展電力系統(tǒng)規(guī)劃工作，明確各類智能電網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的科學(xué)化管理，促使整個(gè)供電過(guò)程更加安全、穩(wěn)定。