新形势下智能电网技术的应用

2018-01-26杨乐

通信电源技术 2018年2期

杨乐

（1.湘潭大学，湖南湘潭 411100；2.中国水电顾问集团桂阳新能源有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

随着人们生活水平的提高，用户对电力能源的质量要求有了很大改善，传统电网已经不能满足快节奏的发展需求。为了促进电力系统的发展，实现现代化电网建设，一些西方先进国家提出了智能电网这一理念。相比传统的电网技术，智能电网更具有自愈性、互动性等特点，能够提高电力系统的安全运行水平，为人们提供更加可靠的供电需求。科技发展下，智能电网具备很好的兼容性与集成性特点[1]，已然成为未来电网发展的必然趋势。因此，智能电网技术应用对电力系统来讲具有重要意义。

1 智能电网技术应用的重要性

1.1 先进的发电技术促进了新能源的广泛应用

目前，我国的能源在政策的逐渐推动下，不同种类的发电技术逐渐成熟。在智能电网中，新能源已被广泛使用，能源的新组合也发生了很大变化。更多的风能、太阳能与大容量储能装置等新能源，在电力能源的生产中起到了重要作用。近些年，我国智能电网已经完成电力的生产目标，新能源的使用也以节能环保为理念。在电力能源的调度中，加强能源的使用效率成为新的电力生产目标。比如，环境保护方面，使用新能源可以有效减少发电过程中的气体排放；在电能传输过程中，新技术的使用也提高了对电能的控制，减少了能源消耗；在能源选择方面，我国更多推荐使用太阳能、水力、风力等环保能源。

1.2 完善的智能变电站结构提升了电网的可靠性

目前，我国的大多数智能变电站选择使用三层两网作为基本网络结构，其主要由站控层、间隔层与过程层三部分组成[2]。其中，站控层由多个数字管理的子系统构成，是整个智能变电站中最高权限管理系统，涉及到的技术有实施监控、电力通信技术与自动化的控制技术等。间隔层主要是变电站中的二次设备，主要是在站控层与相应的网络失效情况下对监控机实施继电保护，涉及到的技术有智能机电保护、智能变电站及技术与网络通信检测分析等，在智能变电站中也属于核心结构。过程层在智能变电站中则是具体功能实现的重要结构，涉及到变电设备运行的参数收集、整理与检测变电设备运行的实施状态等。

2 新形势下智能电网技术的特征

新形势下的智能电网技术，具有以下几种特点。第一，智能电网具有自愈特征。随着新形势电网技术的发展，智能电网技术的应用特点比较突出。这一功能在智能电网的运行过程中也是重要表现，对整个电网的运行安全起到了重要作用，即具有对电网故障的诊断功能与故障的隔离、恢复作用，是保证智能电网整体运行效率的重要功能[3]。第二，智能电网的交互性特点。这一特点主要体现在，智能电网运行中可以使供需双方同时参与电力交换，注重使用者的参与。通过对智能电网的应用，电力系统的优化设计目标才可以实现。智能电网对于智能表的使用，就是互联路由器电力能源供应公司对装置进行远程检查的重要表现，对智能电网的交互作用起到了重要的推动作用。第三，智能电网具有一定的兼容性特点。智能电网是在多种发电模式的基础上，不同种类的发电技术与电力储存可以适应集中发电与分散式发电模式，这对于电力系统的运行安全具有很强的保护作用。第四，智能电网还具有集成性特点。在智能电网使用中，这一集成性特征比较明显，在控制与监视、维护等多种能源的信息系统集成管理，可以有效实现对电网系统的统一管理，提高整体的运行效率。

3 智能电网技术应用分析

3.1 人工智能技术

目前，我国的人工智能技术在很多领域中得到了广泛使用。随着数字技术与信息技术的逐渐成熟，未来智能电网系统中电力设备与配套设施的使用都会发生改变，不再是传统的工程设计而是由计算机辅佐设计。在这一基础上使用人工智能技术，既可以保证缩短新产品与新系统的生产周期，还可以提高系统设计的安全性与可靠性。换一个角度出发，在将来智能电网的运行中会存在很多自动控制装置，其中包括了自动继电器、自动保护装置与自动断路器等。这些控制系统之间的协同合作看似简单，但实际的全面控制比较麻烦。对于人工智能技术的使用，需要有较强的逻辑性与相应的处理能力，以保证智能电网中电力系统的保护实现实时监控。

3.2 集成的通信技术

在智能电网的通信系统中主要集结了多种通信技术的应用，通过开放式的通讯网架设置，实现了高速、集成、兼容与双向性的控制特点，不仅可以实现对智能电网的动态进行实时监测，还可以保证功率的交互，确保智能传感器、控制装置、控制中心与保护系统、相应系统的运行安全，为其提供了一个可以即插即用的网络控制平台。

3.3 特大电网在线预警和安全防御技术

随着我国各地区对电网系统的大规模建设，不同地区的电网系统间的联系变得越来越紧密。然而，我国电网系统的运行方式更加复杂化，促使提高电网系统的整体建设规划成为发展重点。相比于以前的电网系统，智能电网建立在智能决策与在线预警系统前提下，逐渐形成了自动感知、诊断、预防与相应的安全检测技术，保障了智能电网的正常运行。重要技术的使用可以使智能电网的调度系统及时实现对电路的监控与预警，并及时解决各种紧急事故，加强电网系统的安全防御系统，促进这一系统的优化与自动调度，有效提高电网的输电容量，同时使电网运行系统更加节能环保，降低企业的运行成本。智能电网决策技术的使用可以对运行故障进行积极处理，减少故障的扩大化，同时减少对企业造成的损失，节约企业的运行成本。

3.4 决策支持和可视化技术

智能电网中的决策支持系统可以对电网中的一些问题与发展动态进行实施监测，再通过使用知识库与科学方法对其进行分析，有效解决了系统运行中的问题，还可以实现把运行系统实际情况与具体选择方式提供给使用者。这一技术可以使用在需求侧管理系统与使用者的需求响应。可视化技术主要是将不同的信息经过处理，形成方便使用者分析与决策的可视化信息，以大大提高发电企业的工作效率与决策的准确度。将以上技术进行协调综合应用，能够提高智能电网不同功能的使用效率，从而确保整个系统的运行稳定与安全。

3.5 智能电网参数的量测技术应用

在智能电网的运行中还涉及很多应用技术，其中参数的量测技术是比较重要的技术之一。参数的量测技术对数据的获取与转换能力较强，将这些信息运用到智能电网中，对整个系统的使用设备与电网的完整性评估具有重要意义。参数量测技术的使用，为电力系统的工作人员与规划人员提供了大量真实准确的信息资源，其中包含电能的质量、功率的使用情况与关键零件的实时温度等。这些都是电网运行中的重要数据信息，对实现智能电网的优化建设具有重要意义。

3.6 一体化智能应用支撑技术

智能电网调度中的一体化智能应用技术需要多种相关技术的支持，如可视化展示技术、海量信息处理技术与一体化模型管理技术等。首先，智能可视化展示技术的应用，不是通过事故画面对事故情况进行反应，而是通过智能化的人机展示技术实现，通过可视化平台的建立，实现对电网调度的智能检测与分析。如果发生了事故预警，这一技术会立刻定位事故地点，并利用动态化的视频展示出事故的具体情况。其次，大量的信息处理系统可以为智能电网调度提供完整、准确的信息，为调度监控工作提供重要的数据支持。最后，一体化模型管理技术能够为智能电网调度工作提供一体化模型，从而应对模型不合理引发的一系列问题。此外，该技术的应用还能够整合其他模型，实现资源优化配置。