智能电网工程项目建设与发展的设想

　　摘要：近年来,智能电网在世界范围内越来越引起人们的广泛关注,而对智能电网的理解则是仁者见仁、智者见智。本文结合我国利用自身能源优势,依托现代科技,走创新之路,电网发展内在动力，提出应重点发展智能输电网，走以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网之路。以作为建设智能电网的参考。最后提出了建设智能电网的发展与思考。

　　关键词：电力系统;智能电网;存在问题;发展的思考

　　1目前国内外智能电网建设的特点

　　智能电网是在金融危机和新能源逐步被重视的背景下产生的,其概念由美国提出,随后在世界范围内得到了广泛积极的响应,各国根据自身电网的实际状况,提出了不同的发展策略。其目的是使电网更加智能和友好,更能适应新能源的广泛使用,并可以通过新一轮的电网发展和建设拉动需求、刺激经济。

　　目前,西方发达国家的电力工业多处在饱和或缓慢增长阶段,电网发展基本成熟,但电网存在不同程度的设备老旧问题。美国的智能电网建设侧重于新能源友好接入的市场化的电网,它更像是一个电力广域网,通过现代信息技术的应用,为各种用户和电源的方便接入、自由买卖电力提供技术支撑。

　　中国的智能化电网有其自身的要求和特点,随着经济的持续增长,电网建设发展迅速,中国将形成特高压、特大型的统一电网,电网装备水平正在向特高压、大容量、高参数、高自动化迈进。由于新能源的不断开发利用,电网也将形成具有火电、水电、核电、风电、垃圾、秸秆、光伏以及最新的潮汐发电等多种电源的电网,这就使电网的运行、控制有迫切的智能化需求。

　　事实上,国家电网公司在20世纪90年代就提出了数字电网的概念,本质上讲就是智能电网的含义。随着电网的发展和信息化技术的进步,中国电网将会在电网控制与管理、用电管理、新能源应用和节能等多环节全面推进智能化,电网控制从人工调整向自动调整发展异常和事故从被动处理向主动预测发展,并进一步实现自动处理信息技术从专业管理系统向综合自动化管理发展。

　　我们要对新的形势和任务,全面跟踪开展智能电网研究,努力争取智能电网试点建设,明确公司发展思路,全面推动“两个转变”,开创统一坚强智能电网建设的新局面。抓住机遇,结合电网实际和优势,推进电网向智能化发展是时不我待的任务。

　　2智能电网的发展与思考

　　随着750kV电网的发展和煤炭、太阳能和风力资源的应用,必将促电网的快速发展,电网控制会变得日益复杂,对智能化的需求也将日益迫切。

　　正确认识和理解智能电网,准确把握智能电网的发展方向是建设智能电网的前提。智能电网的发展目标是利用电网智能控制,提高电网的安全性、经济性,提高对复杂电网的管理能力,节约运行成本。

　　智能电网的着眼点是电网,是对整个电网的资源进行充分整合和利用,它会打破过去严格的专业划分,甚至削弱或淘汰某些专业,它不是现有各专业最新技术的总和,而是站在电网的角度,结合现代网络和信息技术,集成各点的自动控制技术,形成整个或局部电网的自动控制。

　　理想的智能电网,首先能够自动选择最优方式,能够自动平衡电力电量,能够预计可能的风险,异常和事故能够自动处理或纠正其次是能够在线监视设备状况,指导设备的检修能够自动统计各种数据,完成报表,分析电网运行指标,主动发现电网的问题能够自动进行电网结算。

　　可见,真正的智能电网可以极大地减少人工干预,提高劳动效率。同时,还可以看出,在智能电网中,各专业可能面临充分整合,各种二次专业已无界线,技术也会重新整合,从变电站自动化向电网自动化发展。过去的综自站、调度自动化、集控站可能会集成为综合自动化电网,运行体系也会随之改变。总之,智能电网会给我们带来全新的技术和管理。

　　智能电网的发展受到很多的技术制约,电网控制本身有许多难题没有在理论和技术上得到突破,电网的小干扰稳定、动稳、暂稳、电压稳定的在线识别尚处在尝试阶段,自动控制更是长远的目标电网稳态、动态和暂态数据的统一格式、统一时标和传输规约尚未明确新能源自然特性更加复杂,给电网带来巨大的压力一些新的理念和功能还需要实践验证。

　　这就要求我们要进行创新开展智能电网相关的新技术、新材料、新工艺研究，总结数字化变电站及配网建设的经验，应用物联网新技术，建立状态检测平台，开展光电设备试用，改善二次网络结构，优化操作程控功能，提升变电站及配网智能化程度。

　　由于涉及到众多科学前沿技术及系统，注定了智能电网的建设是一个不断改善的过程。但充分认识开展智能电网建设的优势及困难有助于我们分析自身条件,选择合理的试点项目及范围,循序渐进，避免电网风险和投资风险。

　　2.1开展智能电网建设的优势

　　从江苏电网情况来看，由于江苏省电力公司十余年来大规模投资和打造，江苏电网结构日益合理。随着对500千伏电网不断建设与完善，对220千伏电网联络薄弱环节的改进加强,全网的供电能力和电网的安全性可以满足未来数年全省经济发展的需求。坚强的电网为智能电网的实施和应用提供了坚实的基础,特别是提高了抵御智能电网在实施过程中可能出现的异常问题的能力。可以说,坚强电网是开展智能电网的基础,电网具备这样的基本能力是开展智能电网建设的极大优势。

　　此外电网正在有条件的区域如新建的大规模工业园区、大型商贸区、大型居住区建设全新的20千伏配网。全新的配电网可以给我们提供建设全新的智能电网提供极大的便利条件,这个条件是争取立项,并高标准地建设全新智能电网的独特优势。

　　江苏省调及各地调电网调度已建成比较完善的调度自动化系统,并已具备全省调度实时数据共享能力,各县、市调自动化系统也在升级换代过程中,各级调度自动化系统技术同步、标准统一、数据共享是开展智能电网建设的另一优势。

　　另一个重要的条件是，江苏省电力公司拥有较强的科研、设计、工程管理和施工力量,也拥有通晓电网技术的信息和通信的建设和开发力量,能够全过程参与智能电网建设,具有一定的人力资源优势。

　　2.2建设智能电网的劣势

　　但不可否认，作为长期注重强电领域研究和发展的电网系统企业，要真正实现智能化电网的要求，在应用物联网新技术，建立基于主要一次及二次设备状态在线检测平台，改善二次网络结构，优化操作程控功能等方面还将遇到很多问题。另一个不容忽视的问题是，华东网调管辖范围是500kV电网,江苏省调调度管辖范围是220kV电网，按理想智能化电网的要求其具有控制功能的应用受到传统管辖界定的约束,现有各级调度数据网的配置是否满足如电网电压自动控制等功能的实现,全网实时数据是否完全实现共享,这些对开展电网深度分析计算都有极大影响。当然,随着国网公司750、500kV电网的建设完善,这些问题会有较大的改善。

　　此外作为智能电网的终端或客户端，其基础数据问题更多。数据不全、不准的现象还很普遍,电网设备水平差异较大,一些老旧设备不能参与在线与实时控制,通信网络还不能全面实现物理上的冗余配置,离智能电网的需求仍有较大差距，这些都可能制约智能电网的发展。

　　最大的问题是，对智能电网认识的片面性和简单地将各专业最新技术和功能罗列汇总理解为智能电网是目前很明显的问题,它会使智能电网建设失去方向和特点,认识上的问题可能会是最大的劣势。

　　2.3电网开展智能电网建设的合理选项设想

　　然而，尽管智能电网建设存在种种困难，经过科研、设计及制造、施工单位的共同努力不是无法逾越的。重要的是本着自身优势选择部分创新项目,同时选择一些比较成熟的项目,由新建配网到现有配网，由局部网到全网，由低压到高压、特高压电网，力争做到人无我有,人有我补,形成有江苏特色的智能电网建设方案。

　　新型配网的建设更是发展智能配网的有利时机。在新型电网建设开始时,就高标准地选择一次设备,同步建设完善的通信网络,全方位采集信息,率先建成全智能的配电网,实现新型配电网集中自动控制及自动处理故障,实现电网运行、电网经营和电网管理的一体化。

　　由于配网自动化在电网控制理论上的障碍较少,加上全新电网,设备水平整齐,电网及投资相对规模不大,技术上实现一体化的可能性极大,如果集中力量,组织攻关,配网自动化建设走在全国前列是完全可能的。

　　同时开展网络继电保护的研究,推进继电保护向网络化的方向发展,实现继电保护、安全自动装置的一体化,为智能电网安全控制提供基础。目前江苏省电力公司选定苏州西泾220千伏变电站作为国网公司首批智能变电站试点工程，其意义就在于此。

　　作为智能电网所需的各类设备如传感设备、接口设备、信息传输及数据处理设备或集成系统，目前国内外尚无这方面的正式产品,而智能电网有这方面发展的要求和趋势,开展此项研究有助于公司在提高智能化电网理论和实践中地位,研究工作可以与科研单位共同开展,公司需要提供的是试运条件相对投资很少,不会与国网统一部署的要求相矛盾的项目。而这种研究的技术难点是数据同步和统一,系统的整体指标满足要求和软硬件的可靠性,研究具有一定的艰巨性但必须进行。

　　应计划开展继电保护实施态和研究态下的自动整定计算和实施校核的项目开发,该既有提高整定计算工作安全性和效率的现实意义,在今后的智能电网的实际应用后升级为智能电网的功能模块,成为智能电网的组成部分。

　　该项目开发的基础条件基本现成,软件的开发费用较低,成功后能处在国内领先水平。在开展智能电网建设的同时,应着力开展基础数据的整治和补充工作。加强基础通信网络的建设,形成高可靠性的通信平台。

　　进一步加强省地调自动化系统的实用化工作,重点完成母线负荷预计、电网静态安全分析等模块的实用化工作,这些都是智能电网最基本的实现条件。省调一级还应努力实现在线安全预警系统的实用化工作,重点实现对电网的安全稳定预警,常态化开展离线程序的在线化应用,实现在线预警与离线计算软件的自动对比分析,为智能电网向在线实施积累运行经验和对先进理论的运行验证。

　　地市、县调一级在新自动化系统建设中,应注意最新技术动态,选择或开发一些先进实用的功能模块,比如地区电网自动操作票系统,有条件的地区可以考虑与实际集控站做联合操作实验地区电网安全评估实施系统电网优化自动方式安排系统电网经济性评价考核和分析系统等地调与集控中心一体化系统在地区电网集中调度和控制上有着较大优势,应充分关注其技术发展方向,开展调研分析,试点先行,为今后配电网的统一控制创造基础条件并积累经验。

　　此外,电网尚需补充建设一些系统或系统功能,包括建设电网运行方式安全经济校核系统、节能调度系统,以大力提高电网控制能力、电网预警能力和电网经济运行能力,使电网的智能化水平与国内最新系统保持同步。

　　电网调度还可利用省地调自动化系统基本同步和系统数据完全共享的优势,建成有特色的省地一体化的全省调度员培训仿真系统,强化各级调度员上岗培训和继续教育的手段,提高事故仿真精度和联合反事故演习的水平,增强各级调度人员指挥和控制电网的能力。

　　建设全省三维地理信息系统,提高电网调度、水库调度、应急指挥及设备管理的可视化和人性化程度,并可为智能电网提供一个成熟良好的展示平台,该项目投资较小,全省通用,加上已有较多的二维地理信息资源,实现转换十分方便,是性价比极好的应用性项目。

　　3结语

　　建设智能化电网是电力系统发展的历史必然,更是电网发展的机遇,也存在巨大的挑战,需要有坚定的信心和足够的勇气,克服困难,共建新型坚强电网。

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