智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等六個(gè)環(huán)節(jié),建設(shè)中國(guó)特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)應(yīng)該在既有電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,尋找突破點(diǎn),逐步提升和完善。
一、智能發(fā)電
建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)的發(fā)展目標(biāo):以“一特四大(即特高壓、大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地)”發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向,引導(dǎo)電源集約化發(fā)展,協(xié)調(diào)推進(jìn)大煤電、大水電、大核電和大可再生能源基地的開發(fā);加強(qiáng)廠網(wǎng)協(xié)調(diào),提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平;實(shí)施節(jié)能發(fā)電調(diào)度,提高常規(guī)電源的利用效率;減少發(fā)電環(huán)節(jié)溫室氣體的排放,降低對(duì)氣候變化的影響;優(yōu)化電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu),促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的科學(xué)合理利用。在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中,系統(tǒng)中接入的諸如風(fēng)能、太陽(yáng)能、大容量?jī)?chǔ)能裝置等分布式電源將占較大比重,需要重點(diǎn)解決分布式電源的并網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行、控制、預(yù)測(cè)等問(wèn)題,提升可再生能源的協(xié)調(diào)運(yùn)行水平。在信息傳輸方面,實(shí)現(xiàn)廠網(wǎng)信息的雙向交互,提高電網(wǎng)對(duì)發(fā)電側(cè)的控制水平,提高能源利用效率,促進(jìn)節(jié)能降耗。優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式,提升廠網(wǎng)協(xié)調(diào)水平,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,減少對(duì)環(huán)境和氣候的影響,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。
隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國(guó)家能源政策的實(shí)施,新能源發(fā)電和分布式電源將有很大的發(fā)展空間,并在裝機(jī)容量中占有相當(dāng)大的份額,電源的構(gòu)成將會(huì)發(fā)生顯著的變化
二、智能輸電
實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)智能運(yùn)行是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,國(guó)內(nèi)各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)都建立了廣域測(cè)量保護(hù)系統(tǒng),初步實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控,部分區(qū)域電網(wǎng)已經(jīng)開始了高級(jí)調(diào)度中心的實(shí)踐,這些都為智能輸電的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。在輸電環(huán)節(jié)應(yīng)該加快建設(shè)以特高壓為骨干電網(wǎng)、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu);全面實(shí)施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理,通過(guò)建設(shè)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心,實(shí)現(xiàn)對(duì)特高壓線路、重要輸電走廊、災(zāi)害多發(fā)區(qū)的環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的集中監(jiān)測(cè)和災(zāi)害預(yù)警;廣泛采用柔性交流輸電(FACTS)技術(shù),提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性,在技術(shù)和裝備領(lǐng)域全面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
通過(guò)特高壓交流1000kV、直流±800kV與各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的物理網(wǎng)架基礎(chǔ)。從我國(guó)特高壓電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃可以看出,在智能電網(wǎng)條件下,特高壓將是電網(wǎng)的基本骨架,用于連接大型的區(qū)域電網(wǎng),而超高壓將是區(qū)域電網(wǎng)的核心部分。利用先進(jìn)的FACTS技術(shù)、輸電快速仿真與模擬技術(shù)、高級(jí)保護(hù)與控制技術(shù),大大提高輸電系統(tǒng)的傳輸容量,并能有效地抑制區(qū)域間電網(wǎng)的功率振蕩,增強(qiáng)輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)運(yùn)行性能。
三、智能變電
在智能電網(wǎng)建設(shè)中,變電環(huán)節(jié)需要制定智能變電站和智能設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,通過(guò)采用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化的電氣設(shè)備、自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng),將樞紐變電站全面建成或改造為智能變電站,使數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化。在變電站建設(shè)完整、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的信息采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面采集和實(shí)時(shí)共享,作為支撐電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級(jí)應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ);積極構(gòu)建和完善各種智能設(shè)備的狀態(tài)預(yù)警能力和故障自我診斷能力。智能變電站應(yīng)該具有智能檢修能力,時(shí)刻監(jiān)測(cè)分析變電站各種設(shè)備(如變壓器、斷路器、母線、互感器、避雷器和隔離開關(guān)等)的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修,從而優(yōu)化使用和節(jié)約人力成本。
四、智能配電
配電網(wǎng)的智能化是智能電網(wǎng)的重要組成部分,尤其在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,智能配電網(wǎng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的核心內(nèi)容。當(dāng)前,我國(guó)的配電環(huán)節(jié)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱,自動(dòng)化程度較低,配電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不完善,需要強(qiáng)化配電網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理,構(gòu)建智能配電技術(shù)架構(gòu)體系,建成靈活、高效、合理的配電網(wǎng)絡(luò)。為適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需求,配電網(wǎng)應(yīng)該具備靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置及分布式電源兼容接入與統(tǒng)一控制,在發(fā)生緊急狀況時(shí)能夠支撐主網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,使供電可靠性和電能質(zhì)量都得到顯著提高;積極完成配電自動(dòng)化系統(tǒng)的全面建設(shè),全面推廣智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)示范工程的應(yīng)用成果,爭(zhēng)取使主要技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
五、智能用電
建智能化雙向互動(dòng)體系,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的積極交互,提升用戶服務(wù)質(zhì)量,滿足多元化的用電需求。通過(guò)智能電表可以對(duì)用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控,實(shí)時(shí)或定時(shí)讀取用戶的多種計(jì)量值,例如用電功率、用電量、電壓、電流及其他信息,成為電網(wǎng)事實(shí)上的傳感器。建立計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(MDMS),作為具有分析功能的數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)與智能電表等高級(jí)量測(cè)裝置互聯(lián),收集數(shù)據(jù)、處理和儲(chǔ)存智能電表的計(jì)量數(shù)值。積極開展網(wǎng)絡(luò)化管理,通過(guò)網(wǎng)關(guān)或用戶入口,把智能電表和用戶室內(nèi)的可控電器或裝置連接起來(lái),使用戶能夠根據(jù)電力公司的需要,積極參與需求響應(yīng)和電力市場(chǎng)。積極推廣智能用電示范園區(qū)的建設(shè),電網(wǎng)公司或政府在政策上予以支持,通過(guò)推動(dòng)智能樓宇、智能家電等領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,改變終端用戶的用電模式,提高用戶用電效率。
六、智能調(diào)度
調(diào)度的智能化是智能電網(wǎng)的核心體現(xiàn),智能調(diào)度是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容,是智能電網(wǎng)運(yùn)行控制的神經(jīng)中樞。為適應(yīng)智能電網(wǎng)的需求,調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該具備更為全面而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具有強(qiáng)大的智能安全預(yù)警功能,在調(diào)度決策中注重系統(tǒng)安全與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào):在系統(tǒng)故障時(shí),能夠快速的診斷故障和提供故障恢復(fù)決策;能夠利用可視化技術(shù),將電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況全面而直觀地提供給調(diào)度員。
在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中,調(diào)度環(huán)節(jié)應(yīng)該在已有調(diào)度技術(shù)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)解決大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)資源大范圍優(yōu)化配置;研究風(fēng)電場(chǎng)及分布式電源的有效接入和控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排;開展智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、備用調(diào)度、應(yīng)急指揮控制中心建設(shè)和調(diào)度通信數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè),在各級(jí)調(diào)度中心逐步建成智能調(diào)度決策支持系統(tǒng);建設(shè)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、安全校核、調(diào)度計(jì)劃和調(diào)度管理等應(yīng)用功能,全面提升大電網(wǎng)調(diào)度駕馭能力、資源優(yōu)化配置能力和靈活高效調(diào)度能力,保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。
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