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智能电网文献总述

发布时间:2022-08-06 10:44:16 来源:乐鱼体育直播视频   click: 6 次

  摘要:智能电网是当今国际电力体系展开革新的最新动向,并被以为是 21 世纪电 力体系的严重科技立异和展开趋势。现在,以美国、英国、法国、德国为代表的 欧美国家,己经纷繁加入到研讨和展开智能电网的队伍中来,将智能电网(Smart Grid )作为末来电网展开的前景方针之一,树立一个高效能、低出资、安全牢靠、 灵敏应变的电力体系。具有对用户牢靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服 务的智能电网是未来电网的展开方向。本文论述了智能电网的内在和特色,剖析 了国内外智能电网的研讨进展和我国展开智能电网的条件,对一些现有的研讨行 进了剖析和评论。

  跟着一些国家对电网的环境影响、牢靠性和服务质量的注重,电网朝着更经 济、安稳、安全和灵敏的方向展开,因而提出了“智能电网”的概念。智能电网 是以通讯网络为根底,经过传感和丈量技能、电力电子技能、操控办法以及决议方案 支撑体系技能,完成电网的牢靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的 方针,其首要特征包含自愈、引导用户、抵挡进犯、供给满意用户需求的电能质 量、容许各种不同发电办法的接入、电力商场以及财物的优化高效运转。

  现在,全国际智能电网的展开还处在起步阶段,没有一个一起的准确界说. 关于智能电网,各个国家的界说有所不同。美国动力部在《Grid 2030》中将智 能电网界说为:一个彻底主动化的电力传输网络,可以监督和操控每个用户和电 网节点,确保从电厂到终端用户整个输配电进程中一切节点之间的信息和电能的 双向活动。我国物联网校企联盟将智能电网更详细的界说为:智能电网由:智能 配电网、智能电能表、智能发电体系、新式储能等体系组成.欧洲技能论坛把智 能电网界说为:一个可整合一切连接到电网用户一切行为的电力传输网络,以有 效供给继续、经济和安全的电力。而国家电网我国电力科学研讨院将智能电网定 义为:以物理电网为根底(我国的智能电网是以特高压电网为主干网架、各电压 等级电网和谐展开的刚强电网为根底),将现代先进的传感丈量技能、通讯技能、 信息技能、核算机技能和操控技能与物理电网高度集成而构成的新式电网。它以

  充沛满意用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、牢靠性和 经济性、满意环保束缚、确保电能质量、习惯电力商场化展开等为意图,完成对 用户牢靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。尽管各个国家或安排对智 能电网的界说有所不同,但总的来说,他们共同以为智能电网应以信息技能为手 段,进步体系的牢靠性、安全性、经济性.

  一起智能电网是信息物理体系(Cyber—Physical System, CPS)的重要应 用。CPS 可以理解为根据嵌入式设备的高效能网络化智能信息体系,它经过一系 列核算资源和物理方针在网络环境下的高度集成与交互来进步体系的信息处理、 实时通讯、长途精准操控以及组件自主和谐方面的才能,是时空多维异构的稠浊 自治体系。智能电网在功能上考虑功能优化,高度交融核算、通讯和操控技能以 使在许多应用范畴的物理体系到达更高的安稳性、功能、牢靠性、鲁棒性和高效 性.一起相较于现有的电网操控体系,智能电网注重资源的合理整合运用与调度 优化,能完成对大规模杂乱体系和广域环境的实时感知与动态监控,并供给相应 的网络信息服务,且更为灵敏、智能、高效。

  在信息物理交融体系和智能电网框架下,智能电网技能大致可分为四个领 域:智能丈量体系、智能配电运转、智能输电运转和设备办理.智能丈量体系主 要作用是授权给用户,使体系同负荷树立起联络,运用户可以支撑电网的运转; 智能高档配电运转中心是在线实时决议方案调度,方针是灾变防治,完成大面积级联 毛病的防备;智能输电运转首要作用是着重堵塞办理和下降大规模停运的危险; 设备办理是在体系中设备许多可以供给体系参数和设备(财物)“健康”状况的 传感器,并把所收集到的实时信息与设备办理、模拟与仿真等进程集成,改进电 网的安全运转和功率。

  1、国外智能电网研讨现状 上世纪末,国际上许多国家相继展开了智能电网相关研讨,美国与欧洲最具

  有代表性。欧美许多国家的电力工业现在己迈入成熟期,负荷添加较小,输电网 架构改动不大.但由于近几年电力出资相对较少,最近一段时刻内常常发生大停 电事端,迫使政府对电网安全牢靠运转从头予以注重,一起为了使资源运用方面 得到有用改进,开端研讨改进办法使停电时刻最小化和商场效益最大化,并从市

  场、安全、电能质量和环境等方面着手,要点注重信息技能与电网的结合及根据 信息的事务重整,一起考虑智能电网的功能从用户端开端偏重研讨,来树立一个 高效、安全、环保、灵敏和互动的智能电网.在美国国会公布的《复苏与再出资 法案》中,将智能电网项目配套资金的赞助份额逐年添加,并确认出资 45 亿美元 用于智能电网规范拟定、项目赞助、人员培育、需求预测、动力资源点评与电网 剖析等。近年来,美国的研讨部分和电力企业在智能电网范畴展开了许多研讨与 实践,2008 年在科罗拉多州的波尔德开端建造全美榜首个“智能电网”城市,其 首要技能道路是构建配电网实时高速双向通讯网络;建造具有长途监控、准实时 数据收集通讯以及优化功能的“智能”变电站;设备可编程家居操控设备和主动 操控家居用能的办理体系;整合根底设备,支撑小型风电和太阳能发电、混合动力 轿车、电池体系等散布式动力和储能设备的建造。欧洲智能电网研讨愈加注重分 布式发电和可再生动力接入,欧盟政府在 2010 年的《欧洲可继续的、有竞争力 的和安全的动力战略》绿皮书中要点指出,欧洲新动力年代己经到来,确保电能 质量的关键技能和展开方向是智能电网,2011 年 9 月,《欧洲未来电网展开策 略》提出了欧洲智能电网的道路图和展开要点,其间优化电网根底设备、电网安 全运转、大规模间歇性电源并网、主动的配电网、信息和通讯技能及电力商场是 要点建造范畴。欧洲的智能电网建造要点是下降电力价格、进步运营功率、加强 与用户互动,一起,注重环境维护,注重可再生动力的接入以及对生态的影响. 2、我国智能电网研讨现状

  面临国际电力展开的新动向,国家电网公司在深入剖析我国国情和国际电网 展开新趋势的根底上,紧密结合我国用电服务的实践状况和动力供应的新形势, 经过许多的考证、研讨和证明,近几年发布了我国建造刚强智能电网的理念:立 足自主立异,建造以特高压电网为主干网架,各级电网和谐展开,具有信息化、 主动化、互动化特征的刚强智能电网的展开方针。“依照一致规划、一致规范、 一致建造”的准则和“统筹规划、一致规范、试点先行、全体推动”的作业方针, 稳步、有序地推动智能电网各项建造作业.

  率和价格合理的电力供应,还能进步国家的动力安全,改进环境,推动可继续展开, 一起可以鼓舞商场不断立异,然后进步国家的国际经济竞争力.简而言之,进步供电 安全性、生态可继续性和经济竞争力是智能电网的 3 个方针。

  文献[3]介绍了散布式发电、微网与智能配电网的根本概念和展开趋势,从分 布式电源大规模接入的视点要点剖析了散布式发电技能和微网技能对智能配电网的 影响以及应要点注重的技能问题。散布式发电技能有助于充沛运用各地丰厚的清洁 可再生动力,但散布式电源大规模的并网运转将会对电力体系的安全安稳和调度运 行带来必定影响;微网技能经过不同层次的结构为各种散布式电源的并网运转供给 接口,是发挥散布式电源效能的有用办法;智能配电网则可经过对微网的有用办理实 现散布式电源的灵敏接入与整个电力体系的安全、牢靠、经济运转。最终,经过对 三者的剖析对完成智能配电网的思路与技能手段提出主张。

  文献[4]首要界定了智能电网环境效益概念,剖析了智能电网环境效益的首要 影响要素,将其界说为智能电网的节能减排效益和可继续展开效益两方面.然后选用 定性剖析和定量点评相结合的办法,别离从清洁动力并网带来的节能减排效益,和通 过用户需求呼应体系构建、电力运送功率的进步、促进电动轿车等方面临智能电网 环境效益进行描绘,构建智能电网环境效益点评体系。然后运用防护费用法和电热 当量法,将环境效益经济化,愈加直观的了解从 2009 年起到 2020 年,智能电网建造 进程中的环境效益改动趋势。最终树立智能电网建造与非智能化建造出资与环境效 益比照模型,发现在建造初期电网智能化建造带来的环境效益并不显着,但当建造投 资额到达必定数量后,其带来的环境效益将会越来越显着.

  文献[5]对散布式发电的研讨。从实践数据动身,阐明晰展开散布式发电的意图 与含义,并从体系规划、体系潮流、二次体系、电能质量和孤岛现象等方面,详细分 析了 DG 入网对电网的影响。在许多的调研和研讨国内外的 DG 展开的根底上,总结了 现在对电压、频率、同步运转、谐波、电压闪耀、直流注入、电力维护、孤岛和重 合闸等方面的职业规范.还从电力通讯的根本构成和电力通讯线路的根本办法下手, 经过对国内外电力通讯展开现状的剖析,指出了通讯体系当时的事务状况和网络建 设状况。文章对智能电网展开发生的通讯需求要点剖析,为电力通讯的展开供给了 方向性辅导。面向智能电网的安全监控、输电功率、计量等,提出根据无线传感器网 络的新一代通讯网络架构,力求可以推动我国智能电网建造的进程,以及促进相关规 范的赶快规范化.

  文献[6]本文针对智能电网建造对输电检修发生的影响,研讨智能电网条件下输 电检修的优化形式与施行方案。榜首,从设备毛病、毛病检测及确诊、设备毛病风 险点评以及设备毛病检修等方面,剖析输电检修优化理论,为论文的深入研讨奠定 理论根底。第二,针对智能电网条件下输电检修信息接连性和实时性的特色,提出基 于接连蚁群优化算法的输电检修优化模型。以输电检修费用最小化、可用输电容量 最大化为优化方针,树立输电检修优化决议方案模型,提出一种运用改进高斯函数反映 人工蚂蚁查找进程中信息素浓度改动状况的接连蚁群优化算法求解模型。第三,针对 智能电网引进的许多先进电子技能可以为量化剖析输电体系的危险供给技能支撑这 一技能优势,提出根据危险点评的输电检修优化模型。从毛病结果视点点评输电系 统的危险,以毛病危险下降值为检修优化目标,树立根据危险的输电检修优化模型, 运用拉格朗日松懈规划技能求解模型。最终,研讨智能电网条件下输电检修办理的 施行方案,包含智能电网技能打破研讨、输电财物办理、输电检修方案办理、输电 检修需求侧呼应、输电检修技能保证以及输电检修安排保证等内容.

  文献[7]运用图论的办法树立了习惯配电网接线结构与终端设备散布特色的智 能配电网结构模型。对 Dijkstra 最短途径算法做出了改进,经过仿真证明这种算法 可完成无线传感器节点的合理布置,使智能配电网的无线传感器网络拓扑得到优化, 网络的数据传输功率得到进步。为高功能智能配电网的无线传感器网络提出了一个 智能配电网的根据实时性和牢靠性的 QoS 路由机制。经过剖析网络链路的失效形式, 对网络节点和节点之间的链路的延时性、牢靠性进行赋权,树立了根据信息牢靠性最 优并满意传输实时性的路由挑选模型.经过算例剖析和仿真试验,证明所提出的模型 和算法可以归纳地处理和进步智能配电网无线传感器网络传输的牢靠性与实时性。 提出将无线传感器网络定位算法应用于智能电网输电线路毛病监测.经过剖析无线 传感器节点在输电线路上布置的特殊性,树立了无线传感器与输电线路联系的模型。 在所提出的一种 DV-Distance 改进算法中,将锚节点之间的直线间隔/折线间隔比值 以及锚节点之间的跳数引进差错核算中,然后下降了累积间隔差错和定位差错。在 所提出的三种根据 DV-Hop 定位算法的改进算法中,别离引进二级参阅节点帮忙定 位、最终一跳间隔参加定位和最大一最小法。这些改进算法的有用性在同一仿真平 台上进行测验、比较并得到验证。

  智能电网不仅能取得高安全、高牢靠、高质量、高功率和价格合理的电力供 应,进步国家的动力安全、改进环境、推动可继续展开,一起可以鼓舞商场与创 新,然后进步国家的国际经济竞争力.因而在我国需求施行智能电网展开战略. 智能电网将把一个集中式的、生产者操控的电网,转变成许多散布式辅佐较少集 中式的和与更多的顾客互动的电网。其变迁的进程,必将改动职业的整个事务 模型,且对一切利益相关者都有利.智能电网程序性的和技能性的应战是巨大的。 为推动智能电网,需求长时间继续地的研制;需求出台旨在鼓舞智能电网的法规, 并经过开放式的办法建认国家规范和鼓舞很多相关工业的积极参加。

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