智能电网技术的介绍
智能电网是当前全球电力工业关注的热点,引领了电网的未来发展方向,涉及从发电到用户的整个能源转换和输送链。《智能电网技术》在借鉴国内外相关领域研究结果的基础上,结合正在开展的研究实践工作,对智能电网的概念、主要领域和关键技术、技术标准体系及工程实践进行了较为系统、全面的介绍。本书主要面向电力系统广大工程技术人员,也可作为政府部门、科研机构、规划设计、电力用户、设备供应商、工程技术人员以及高等院校相关专业师生的参考用书。
智能电网技术标准体系在建设中各阶段的目标是什么?
所谓智能电网,就是电网的智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化,即坚强的智能电网(Strong Smart Grid)。从智能电网概念的发展可以看出,智能电网并没有一个确定的概念,需要根据实际情况赋予新的含义。武建生先生提出的“互动电网”是站在国家利益的层面,结合中国实际对智能电网进行重新定义,具有一定指导意义。一个技术的概念和目的,一个解决方案的内容,要从利益相关者进行分析。智能电网的利益相关者主要是国家、电网公司和用户三部分,还有设备制造商、电建公司等其他角色,但主要还是这三类。
智能电网标准的研究和制定也是一项系统工程,需要各利益相关方通力合作,采用系统化的方法进行研究分析,才能构建起科学合理的智能电网标准体系。过去几年中,国内外智能电网发展主要经历了两个阶段。第一阶段工作重点是发展规划、标准体系编制和标准制定、示范工程建设,第二阶段的工作重点是技术的推广应用。国家电网公司基本完成了第一阶段和第二阶段的工作。在第一阶段中形成了较为完善的智能电网标准体系,完成了300多项示范工程建设;在第二阶段完成了新技术的大范围推广应用,对于一些缺乏商业模式或缺少相应政策机制支持的技术,则仅仅进行了示范工程建设,如自动需求响应、电动汽车充放电技术、智能家居等。在智能电网建设的第三发展阶段中,国家电网公司在智能电网标准研制方面的发展目标是“完善标准体系、确保国际领先”,重点工作是完善智能电网标准体系,推进智能电网标准的国际化。
新的发展形势为智能电网的技术发展提供了机遇:政府发布《关于促进智能电网发展的指导意见》,有利于从国家层面组织、调动各方力量开展智能电网技术研究、标准制定,便于形成共识、共同推动智能电网工程建设;电力改革新方案的出台为实施智能电网发展环境下的需求响应及自动需求响应提供了可能;大数据、互联网技术发展和广泛应用,为推进新能源发电和电动汽车应用,提高电网资产管理和利用率,提高能源效率等提供了新的思路和解决方案。标准化需求与技术发展相依相伴,智能电网新的发展形势对技术标准也提出了更高的要求,同时也为新兴国家在国际智能电网标准化工作中发挥重要作用、提高影响力和话语权提供了更多机会。新形势下的智能电网技术发展和标准化工作也面临着新的挑战。就技术本身而言,智能电网的复杂性加剧,如:虽然大数据为实现智能电网发展目标提供了新思路新方法,但大数据技术本身就是一门综合性技术,大数据技术实施存在着诸多障碍需要克服,包括通信信息架构不满足一致性要求造成的数据上传困难;竖井状的系统结构和竖井状的管理模式造成的数据获取困难;数据模型不统一导致数据融合困难以及数据隐私和安全问题。这不仅涉及到通信信息系统的改造和重构,还需要制定相应的技术标准。信息物理系统是支撑未来智能电网发展、实现能源互联网的重要理论之一,其技术研究和标准化工作刚刚起步,还有很长的路要走。
建设坚强智能电网的阶段性目标是:到2010年前,完成发展规划的制定,并且开展关键技术设备研发和试点工作;到2015年, 在关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用;4 2020年,全 面建成坚强智能电网,使电网的资源配置能力、安全水平、运行 效率,以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。我国智能电网建成后,将实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送,区域间电力交换能力明显提升。