當前位置:首頁(yè) > 百科知識 > 智能電網(wǎng) > 正文

智能電網(wǎng)

  • 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)(smart power grids),就是電網(wǎng)的智能化,也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò )的基礎上,通過(guò)先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統技術(shù)的應用,實(shí)現電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。

ontent">美國電力科學(xué)研究院將智能電網(wǎng)定義為:

  一個(gè)由眾多自動(dòng)化的輸電和配電系統構成的電力系統,以協(xié)調、有效和可靠的方式實(shí)現所有的電網(wǎng)運作,具有自愈功能;快速響應電力市場(chǎng)和企業(yè)業(yè)務(wù)需求;具有智能化的通信架構,實(shí)現實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流,為用戶(hù)提供可靠、經(jīng)濟的電力服務(wù)。

  中國的智能電網(wǎng)的基本特征是在技術(shù)上要實(shí)現信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。

智能電網(wǎng)概念的發(fā)展有3個(gè)里程碑: 

   第一個(gè)就是2006年,美國IBM公司提出的“智能電網(wǎng)”解決方案。IBM的智能電網(wǎng)主要是解決電網(wǎng)安全運行、提高可靠性,從其在中國發(fā)布的《建設智能電網(wǎng)創(chuàng )新運營(yíng)管理-中國電力發(fā)展的新思路》白皮書(shū)可以看出,解決方案主要包括以下幾個(gè)方面:一是通過(guò)傳感器連接資產(chǎn)和設備提高數字化程度;二是數據的整合體系和數據的收集體系;三是進(jìn)行分析的能力,即依據已經(jīng)掌握的數據進(jìn)行相關(guān)分析,以?xún)?yōu)化運行和管理。該方案提供了一個(gè)大的框架,通過(guò)對電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個(gè)環(huán)節的優(yōu)化管理,為相關(guān)企業(yè)提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個(gè)藍圖。是IBM一個(gè)市場(chǎng)推廣策略。

  第二個(gè)是奧巴馬上任后提出的能源計劃,除了已公布的計劃,美國還將著(zhù)重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統進(jìn)行升級換代,建立美國橫跨四個(gè)時(shí)區的統一電網(wǎng);發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè),最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價(jià)值和效率,將逐步實(shí)現美國太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能的統一入網(wǎng)管理;全面推進(jìn)分布式能源管理,創(chuàng )造世界上最高的能源使用效率。

  可以看出美國政府的智能電網(wǎng)有三個(gè)目的,一個(gè)是由于美國電網(wǎng)設備比較落后,急需進(jìn)行更新改造,提高電網(wǎng)運營(yíng)的可靠性;二是通過(guò)智能電網(wǎng)建設將美國拉出金融危機的泥潭;三是提高能源利用效率。

  第三個(gè)是中國能源專(zhuān)家武建東提出的“互動(dòng)電網(wǎng)”?;?dòng)電網(wǎng),英文為Interactive Smart Grid,它將智能電網(wǎng)的含義涵蓋其中?;?dòng)電網(wǎng)定義為:在開(kāi)放和互聯(lián)的信息模式基礎上,通過(guò)加載系統數字設備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )管理系統,實(shí)現發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶(hù)售電、電網(wǎng)分級調度、綜合服務(wù)等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動(dòng)管理,是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。它將再造電網(wǎng)的信息回路,構建用戶(hù)新型的反饋方式,推動(dòng)電網(wǎng)整體轉型為節能基礎設施,提高能源效率,降低客戶(hù)成本,減少溫室氣體排放,創(chuàng )造電網(wǎng)價(jià)值的最大化。

歷史發(fā)展

  2005年,坎貝爾發(fā)明了一種技術(shù),利用的是(Swarm)群體行為原理,讓大樓里的電器互相協(xié)調,減少大樓在用電高峰期的用電量??藏悹柊l(fā)明了一種無(wú)線(xiàn)控制器,與大樓的各個(gè)電器相連,并實(shí)現有效控制。比如,一臺空調運轉15分鐘,以把室內溫度維持在24℃;而另外兩臺空調可能會(huì )在保證室內溫度的前提下,停運15分鐘。這樣,在不犧牲每個(gè)個(gè)體的前提下,整個(gè)大樓的節能目標便可以實(shí)現。這個(gè)技術(shù)賦予電器于智能,提高能源的利用效率。

  2006年歐盟理事會(huì )的能源綠皮書(shū)《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy forSustainable,Competitive and SecureEnergy)強調智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。這時(shí)候的智能電網(wǎng)應該是指輸配電過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)?!?/p>

  2006年中期,一家名叫“網(wǎng)點(diǎn)“(Grid Point)的公司最近開(kāi)始出售一種可用于監測家用電路耗電量的電子產(chǎn)品,可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)調整家用電器的用電量。這個(gè)電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠,可以看作智能電網(wǎng)中的一個(gè)基礎設施。

  2006 年,美國IBM公司曾與全球電力專(zhuān)業(yè)研究機構、電力企業(yè)合作開(kāi)發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統的“中樞神經(jīng)系統”,電力公司可以通過(guò)使用傳感器、計量表、數字控件和分析工具,自動(dòng)監控電網(wǎng),優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復供電,消費者對電力使用的管理也可細化到每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個(gè)可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個(gè)解決方案,標志著(zhù)智能電網(wǎng)概念的正式誕生。

  2007年10月,華東電網(wǎng)正式啟動(dòng)了智能電網(wǎng)可行性研究項目,并規劃了從2008年至 2030年的“三步走”戰略,即:在2010年初步建成電網(wǎng)高級調度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的數字化電網(wǎng),2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。該項目的啟動(dòng)標志著(zhù)中國開(kāi)始進(jìn)入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。

  2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經(jīng)成為了全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市,每戶(hù)家庭都安裝了智能電表,人們可以很直觀(guān)地了解當時(shí)的電價(jià),從而把一些事情,比如洗衣服、燙衣服等安排在電價(jià)低的時(shí)間段。電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風(fēng)電和太陽(yáng)能等清潔能源。同時(shí),變電站可以收集到每家每戶(hù)的用電情況。一旦有問(wèn)題出現,可以重新配備電力。

  2008年9月 Google與通用電氣聯(lián)合發(fā)表聲明對外宣布,他們正在共同開(kāi)發(fā)清潔能源業(yè)務(wù),核心是為美國打造國家智能電網(wǎng)。

  2009年1月25日美國白宮最新發(fā)布的《復蘇計劃尺度報告》宣布:將鋪設或更新3000英里輸電線(xiàn)路,并為4000萬(wàn)美國家庭安裝智能電表——美國行將推動(dòng)互動(dòng)電網(wǎng)的整體革命。2月2 日能源問(wèn)題專(zhuān)家武建東在《全面推動(dòng)互動(dòng)電網(wǎng)革命拉動(dòng)經(jīng)濟創(chuàng )新轉型》的文章中,明確提出中國電網(wǎng)亟須實(shí)施“互動(dòng)電網(wǎng)”革命性改造。

  2009年2月4日,地中海島國馬耳他在周三公布了和IBM達成的協(xié)議,雙方同意建立一個(gè)“智能公用系統”,實(shí)現該國電網(wǎng)和供水系統數字化。IBM及其合作伙伴將會(huì )把馬耳他2萬(wàn)個(gè)普通電表替換成互動(dòng)式電表,這樣馬耳他的電廠(chǎng)就能實(shí)時(shí)監控用電,并制定不同的電價(jià)來(lái)獎勵節約用電的用戶(hù)。這個(gè)工程價(jià)值高達9100萬(wàn)美元(合7000萬(wàn)歐元),其中包括在電網(wǎng)中建立一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò )。這種傳感器網(wǎng)絡(luò )和輸電線(xiàn)、各發(fā)電站以及其他的基礎設施一起提供相關(guān)數據,讓電廠(chǎng)能更有效地進(jìn)行電力分配并檢測到潛在問(wèn)題。 IBM將會(huì )提供搜集分析數據的軟件,幫助電廠(chǎng)發(fā)現機會(huì ),降低成本以及該國碳密集型發(fā)電廠(chǎng)的排放量。

  2009年2月10日,谷歌表示已開(kāi)始測試名為谷歌電表﹙PowerMeter﹚的用電監測軟件。這是一個(gè)測試版在線(xiàn)儀表盤(pán),相當于谷歌正在成為信息時(shí)代的公用基礎設施。

  2009年2月28日,作為華北公司智能化電網(wǎng)建設的一部分——華北電網(wǎng)穩態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過(guò)程發(fā)電控制系統在京通過(guò)專(zhuān)家組的驗收。這套系統首次將以往分散的能量管理系統、電網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)監測系統、在線(xiàn)穩定分析預警系統高度集成,調度人員無(wú)需在不同系統和平臺間頻繁切換,便可實(shí)現對電網(wǎng)綜合運行情況的全景監視并獲取輔助決策支持。此外,該系統通過(guò)搭建并網(wǎng)電廠(chǎng)管理考核和輔助服務(wù)市場(chǎng)品質(zhì)分析平臺,能有效提升調度部門(mén)對并網(wǎng)電廠(chǎng)管理的標準化和流程化水平。

  美國谷歌2009年3月3日向美國議會(huì )進(jìn)言,要求在建設“智能電網(wǎng)(Smart Grid)”時(shí)采用非壟斷性標準。

  2010年1月12日,國家電網(wǎng)公司制定了《關(guān)于加快推進(jìn)堅強智能電網(wǎng)建設的意見(jiàn)》,確定了建設堅強智能電網(wǎng)的基本原則和總體目標。

智能電網(wǎng)主要特征要素(Key Elements)

  歸納為六點(diǎn),即具有堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成、優(yōu)化等特征。
 

(1)堅強(Robust)

在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí),電網(wǎng)仍能保持對用戶(hù)的供電能力,而不發(fā)生大面積的停電事故;在自然災害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運行;具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。
 

(2)自愈(Self-Healing)

具有實(shí)時(shí)、在線(xiàn)連續的安全評估和分析能力,強大的預警控制系統和預防控制能力,自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統自我恢復的能力。

(3)兼容(Compatible)

能支持可再生能源的正確、合理地接入,適應分布式發(fā)電微電網(wǎng)的接入,能使需求側管理的功能更加完善和提高,實(shí)現與用戶(hù)的交互和高效互動(dòng)。
 

(4)經(jīng)濟(Economical)

支持電力市場(chǎng)和電力交易的有效開(kāi)展,實(shí)現資源的合理配置,降低電網(wǎng)損耗,提高能源利用效率。

(5)集成(Integrated)

實(shí)現電網(wǎng)信息的高度集成和共享,采用統一的平臺和模型,實(shí)現標準化、規范化和精細化的管理。

(6)優(yōu)化(Optimized)

通過(guò)優(yōu)化提高資產(chǎn)的利用,降低投資成本和運行維護成本。


內容來(lái)自百科網(wǎng)