2009年5月,國家電網(wǎng)公司宣布正式對外界公布了“堅強智能電網(wǎng)”計劃。智能電網(wǎng)計劃的啟動將帶動電網(wǎng)生產(chǎn)運行、經(jīng)營管理、客戶服務以及社會能源利用模式的重大變革。信息化作為智能電網(wǎng)的重要特征,其發(fā)展趨勢、建設方向?qū)⒊蔀殡娋W(wǎng)企業(yè)以及IT業(yè)界共同關注的問題。
一、智能電網(wǎng)的構成
目前,全球?qū)χ悄茈娋W(wǎng)尚未形成一個統(tǒng)一的概念,各國在智能電網(wǎng)的建設內(nèi)容方面也各具特色。根據(jù)現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的建設特征和目標分析來看,智能電網(wǎng)的建設主要由以下幾個部分構成:
1、靈活的分布式電源
智能電網(wǎng)的優(yōu)勢之一是兼容性,即支持大電源的集中式接入,又能夠接入更多分布式的清潔能源,如光伏發(fā)電、風電、水電等。分布式電源的并網(wǎng)運行對配電網(wǎng)的潮流控制提出了新的要求,智能電網(wǎng)將提供新的保護方案、電壓控制技術和儀表來滿足雙向潮流的需要。集中和分布式能源的同時接入將提高電力系統(tǒng)的可靠性和效率,提供對電網(wǎng)峰荷電力的支持;同時,當大電網(wǎng)遭到嚴重破壞時,這些分布式電源可自行形成孤島或微網(wǎng)向醫(yī)院、交通樞紐和廣播電視等重要用戶提供應急供電。
2、堅強的骨干網(wǎng)架
國家電網(wǎng)公司提出全面建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)是符合中國國情的智能電網(wǎng)建設目標。通過一個統(tǒng)一的、共同的平臺對電網(wǎng)進行全面的協(xié)調(diào)、規(guī)劃和運行,以大型能源基地為依托,建設由1000 千伏交流和±800 千伏、±1000 千伏直流構成的特高壓電網(wǎng),形成電力“高速公路”,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。同時,通過高級調(diào)度中心建設、大電網(wǎng)運行控制技術和靈活輸電等智能電網(wǎng)技術和裝備研發(fā),來保障在長距離、大負荷輸電的情況下電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
3、高級的配電自動化
與輸電網(wǎng)相比,配電網(wǎng)的靈活性、自動化分析和控制水平還不足。高級配電自動化建設將成為智能電網(wǎng)的重要構成部分。高級的配電自動化將包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、配電系統(tǒng)管理功能和與用戶的交互,實現(xiàn)對負荷的管理以及電價實時定價。配網(wǎng)自動化通過與智能電網(wǎng)的其他組成部分的協(xié)同運行,既可改善系統(tǒng)監(jiān)視、無功與電壓管理、降低線損,提高資產(chǎn)使用率,也可輔助優(yōu)化人員調(diào)度和維修作業(yè)安排等。
4、可通信的電力設備
在目前的電網(wǎng)設備中,除了部分的二次設備可以實現(xiàn)遠程操作外,大部分的電力設備之間的信息傳輸基本上是單向方式,而未來智能電網(wǎng)將會形成一種新的通信和交互機制,實現(xiàn)電網(wǎng)設備間的信息交互,以此為依托可以大幅度提高電網(wǎng)的智能性。利用智能電網(wǎng)的互動性,能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的傳輸數(shù)據(jù),實行動態(tài)的浮動電價制度,可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控,遇到電力供應的高峰期之時,能夠在不同區(qū)域間進行及時調(diào)度,平衡電力供應缺口,從而達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理,提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
5、實時的電網(wǎng)監(jiān)測與控制
完善的智能電網(wǎng)需要建立涵蓋從發(fā)電、輸電網(wǎng)到配網(wǎng)的電網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng),能夠通過傳感器實現(xiàn)實時地(秒到毫秒級延遲)全面查看電網(wǎng)狀態(tài),監(jiān)控電網(wǎng)運行,通過建立電力傳感器系統(tǒng)和更新電力體系的自動控制系統(tǒng),電網(wǎng)性能信息能夠通過被集成的SCADA 系統(tǒng),提供自動、接近實時的電網(wǎng)電力控制能力,解決預測、檢測和修復電力系統(tǒng)的安全運營問題。從而可以通過完善的智能電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度,實現(xiàn)盡早地發(fā)現(xiàn)故障,采取正確的措施來快速隔離問題,避免代價高昂的斷電現(xiàn)象,保障電網(wǎng)安全和用電可靠性,實現(xiàn)電網(wǎng)自愈功能。管理系統(tǒng)效率日趨復雜,這也需要集成分散的決策機制,即將智能集成入電網(wǎng),從而實現(xiàn)電網(wǎng)管理的優(yōu)化,大幅度減少斷電現(xiàn)象。
6、互動的終端解決方案
智能電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的另外一個特點是“互動”,與最終端的電力消費者能夠雙向互動,獲得最優(yōu)化的供用電方案將會極大地改變現(xiàn)有的用電行為,提升客戶滿意度。與用戶進行互動的最基本要求是,電網(wǎng)企業(yè)能夠?qū)崟r采集和跟蹤客戶端的用電信息,進行負荷的控制,分析并采取最經(jīng)濟、穩(wěn)定的供電方案;同時終端設備能夠?qū)崟r電價、電量等信息傳導給用戶。因此,在智能電網(wǎng)的建設中,智能計量裝置的應用將成為實現(xiàn)供用電雙方互動的基礎設備。通過智能計量裝置,供電企業(yè)能夠?qū)崟r采集客戶信息,與智能計量裝置集成的管理軟件能夠獲取這些數(shù)據(jù)進行分析,掌握負荷信息,對配電做出調(diào)解;根據(jù)用電信息,供電企業(yè)可以計算實時電價、預測電價走勢,并通過用戶終端智能家電來調(diào)節(jié)電器用電方案。
二、信息化的定位
智能電網(wǎng)建設將開啟電網(wǎng)的一次重大革新,而信息化則是這次革新中不可或缺的重要內(nèi)容和變革手段,信息化與電力工業(yè)的深度融合也將隨著智能電網(wǎng)的建設體現(xiàn)得更加充分。
國家電網(wǎng)公司在對智能電網(wǎng)概念的界定中提到,“智能電網(wǎng)將是具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)”,信息化作為“四化”突破口的重要性凸顯。電網(wǎng)企業(yè)信息化建設起步較早,