智能電網(wǎng)應用物聯(lián)網(wǎng)的幾大特性
作者：Steven 發(fā)布于：2014-6-12 11:20:11 點(diǎn)擊量：
(1)智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)
"自愈"指的是把電網(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統中隔離出來(lái)，并且在很少或不用人為干預的情況下，可以使系統迅速恢復到正常運行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對用戶(hù)的供電服務(wù)。從本質(zhì)上講，自愈就是智能電網(wǎng)的免疫系統。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。
自愈電網(wǎng)進(jìn)行連續不斷地在線(xiàn)自我評估，以預測電網(wǎng)可能出現的問(wèn)題，發(fā)現已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問(wèn)題，并立即采取措施加以控制或糾正。
自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。
自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務(wù)中斷，充分應用數據獲取技術(shù)，執行決策支持算法，避免或限制電力供應的中斷，迅速恢復供電服務(wù)。
基于實(shí)時(shí)測量的概率風(fēng)險評估將確定最有可能失敗的設備、發(fā)電廠(chǎng)和線(xiàn)路;實(shí)時(shí)應急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預警，確定是否需要立即進(jìn)行檢查或采取相應的措施;和本地和遠程設備的通信將幫助分析故障、電壓降低、電能質(zhì)量差、過(guò)載和其他不希望的系統狀態(tài)，并于這些分析，采取適當的控制行動(dòng)。
自愈電網(wǎng)經(jīng)常應用連接多個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò )設計方式。
當出現故障或發(fā)生其他問(wèn)題時(shí)，在電網(wǎng)設備中先進(jìn)的傳感器確定故障并和附近的設備進(jìn)行通信，以切除故障元件或將用戶(hù)迅速地切換到另外可靠的電源上，同時(shí)傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前，將設備狀況告知系統，系統就會(huì )及時(shí)地提出預警信息。
(2)智能電網(wǎng)激勵和包容用戶(hù)
在智能電網(wǎng)中，用戶(hù)將是電力系統不可分割的一部分。鼓勵和促進(jìn)用戶(hù)參與電力系統的運行和管理是智能電網(wǎng)的另一重要特征。
從智能電網(wǎng)的角度來(lái)看，用戶(hù)的需求完全是另一種可管理的資源，它將有助于平衡供求關(guān)系，確保系統的可靠性;從用戶(hù)的角度來(lái)看，電力消費是一種經(jīng)濟的選擇，通過(guò)參與電網(wǎng)的運行和管理，修正其使用和購買(mǎi)電力的方式，從而獲得實(shí)實(shí)在在的好處。
在智能電網(wǎng)中，用戶(hù)將根據其電力需求和系統滿(mǎn)足其需求的能力，來(lái)調整、平衡其消費。
同時(shí)將滿(mǎn)足用戶(hù)在能源購買(mǎi)中有更多選擇的基本需求，減少或轉移高峰電力需求的能力，通過(guò)降低線(xiàn)損和減少效率低下的調峰電廠(chǎng)的運營(yíng)，使電力公司盡量減少資本開(kāi)支和運營(yíng)開(kāi)支，同時(shí)也提供了大量的環(huán)境效益。
在智能電網(wǎng)中，與用戶(hù)建立雙向實(shí)時(shí)的通信系統是實(shí)現鼓勵和促進(jìn)用戶(hù)積極參與電力系統運行和管理的基礎。實(shí)時(shí)通知用戶(hù)其電力消費的成本、實(shí)時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)目前的狀況、計劃停電信息，同時(shí)用戶(hù)也可以根據這些信息制自己的電力使用的方案。
(3)智能電網(wǎng)具有抵御攻擊的能力
電網(wǎng)安全性的全系統解決方案，擬在增強電網(wǎng)的抗攻擊能力。電網(wǎng)經(jīng)常受到物理攻擊和網(wǎng)絡(luò )攻擊，該方案要求電網(wǎng)能夠從供電中斷故障中快速恢復供電。智能電網(wǎng)將展示被攻擊后快速恢復的能力，甚至是對那些決心堅定和裝備精良的攻擊者發(fā)起反擊。
電網(wǎng)安全性的全系統解決方案使智能電網(wǎng)的設計和運行具有阻止攻擊的能力，最大限度地降低損失和快速恢復供電服務(wù)。智能電網(wǎng)也能同時(shí)承受對電力系統幾個(gè)部分的攻擊和在一段時(shí)間內多重協(xié)調的攻擊。
智能電網(wǎng)的安全策略包含威懾、預防、檢測、反應，以盡量減少和減輕對電網(wǎng)的影響。面對重大威脅信息，不管是物理攻擊還是網(wǎng)絡(luò )攻擊，智能電網(wǎng)都能通過(guò)加強電力企業(yè)與政府之間的密切溝通，在電網(wǎng)規劃中強調安全風(fēng)險，加強網(wǎng)絡(luò )安全，提高智能電網(wǎng)抵御風(fēng)險的能力。
(4)智能電網(wǎng)提供滿(mǎn)足21世紀用戶(hù)需求的電能質(zhì)量
電能質(zhì)量指標包括電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等。
用電設備的數字化對電能質(zhì)量越來(lái)越敏感，電能質(zhì)量問(wèn)題可以導致生產(chǎn)線(xiàn)的停產(chǎn)，對社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展造成重大的損失;因此，提供能滿(mǎn)足21世紀用戶(hù)需求的電能質(zhì)量，是智能電網(wǎng)的又一重要特征。
但是電能質(zhì)量問(wèn)題又不是電力公司一家的問(wèn)題，因此需要制定新的電能質(zhì)量標準，對電能質(zhì)量進(jìn)行分級，因為并非所有的商業(yè)企業(yè)用戶(hù)和居民用戶(hù)都需要相同的電能質(zhì)量。
電能質(zhì)量可以從"標準"到"優(yōu)質(zhì)"進(jìn)行分級，這取決于消費者的需求。它將在一個(gè)合理的價(jià)格水平上平衡負載的敏感度與供電的電能質(zhì)量。
智能電網(wǎng)將以不同的價(jià)格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，以滿(mǎn)足用戶(hù)對不同電能質(zhì)量水平的需求，同時(shí)要將優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)寫(xiě)入電力服務(wù)的合同中。
智能電網(wǎng)將減輕來(lái)自輸電和配電系統中的電能質(zhì)量事件。通過(guò)先進(jìn)的監控電網(wǎng)基本元件，快速診斷并準確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。
此外，智能電網(wǎng)的設計還要考慮減少由于閃電、開(kāi)關(guān)涌流、線(xiàn)路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾動(dòng)，同時(shí)應用超導材料、儲能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來(lái)解決電能質(zhì)量的問(wèn)題。
另外，智能電網(wǎng)將采取技術(shù)和管理手段，使電網(wǎng)免受由用戶(hù)的電子負載所造成的電能質(zhì)量的影響，將通過(guò)監測和執行相關(guān)的標準，限制用戶(hù)負荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當的濾波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
(5)智能電網(wǎng)容許各種不同類(lèi)型發(fā)電和儲能系統接入
智能電網(wǎng)將安全、無(wú)縫地容許各種不同類(lèi)型的發(fā)電和儲能系統接入系統，簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程，類(lèi)似于"即插即用"，這一特征對電網(wǎng)提出了嚴峻的挑戰。改進(jìn)的互聯(lián)標準將使各種各樣的發(fā)電和儲能系統容易接入。
各種不同容量的發(fā)電和儲能在所有的電壓等級上都可以互聯(lián)，包括分布式電源如光伏發(fā)電、風(fēng)電、先進(jìn)的電池系統、即插式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池。
商業(yè)用戶(hù)安裝自己的發(fā)電設備(包括高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置)和電力儲能設施將變得更加容易和更加有利可圖。在智能電網(wǎng)中，大型集中式發(fā)電廠(chǎng)(包括環(huán)境友好型電源，如風(fēng)電、大型太陽(yáng)能電廠(chǎng)和先進(jìn)的核電廠(chǎng))將繼續發(fā)揮重要的作用。
加強輸電系統的建設，使這些大型電廠(chǎng)仍然能夠遠距離輸送電力。同時(shí)各種各樣的分布式電源的接入一方面減少對外來(lái)能源的依賴(lài)，另一方面提高供電可靠性和電能質(zhì)量，特別是對應對戰爭和恐怖襲擊具有重要的意義。
(6)智能電網(wǎng)會(huì )促使電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展
在智能電網(wǎng)中，先進(jìn)的設備和廣泛的通信系統在每個(gè)時(shí)間段內支持市場(chǎng)的運作，并為市場(chǎng)參與者提供了充分的數據，因此電力市場(chǎng)的基礎設施及其技術(shù)支持系統是電力市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵因素。
智能電網(wǎng)通過(guò)市場(chǎng)上供給和需求的互動(dòng)，可以最有效地管理如能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參量，降低潮流阻塞，擴大市場(chǎng)，匯集更多的買(mǎi)家和賣(mài)家。
用戶(hù)通過(guò)實(shí)時(shí)報價(jià)來(lái)感受到價(jià)格的增長(cháng)從而將降低電力需求，推動(dòng)成本更低的解決方案以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，新型潔凈的能源產(chǎn)品也將給市場(chǎng)提供更多選擇的機會(huì )。
(7)智能電網(wǎng)使運行更加高效
智能電網(wǎng)優(yōu)化調整其電網(wǎng)資產(chǎn)的管理和運行，以實(shí)現用最低的成本提供所期望的功能。這并不意味著(zhù)資產(chǎn)將被連續不斷地用到極限，而是有效地管理需要什么資產(chǎn)以及何時(shí)需要，每個(gè)資產(chǎn)將和所有其他資產(chǎn)進(jìn)行很好的整合，以最大限度地發(fā)揮其功能，同時(shí)降低成本。
智能電網(wǎng)將應用最新技術(shù)以?xún)?yōu)化其資產(chǎn)的應用。例如，通過(guò)動(dòng)態(tài)評估技術(shù)使資產(chǎn)發(fā)揮其最佳的能力，通過(guò)連續不斷地監測和評價(jià)其能力，使資產(chǎn)能夠在更大的負荷下使用。
(8)智能電網(wǎng)高速通信在線(xiàn)監測
智能電網(wǎng)通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對運行設備的在線(xiàn)狀態(tài)監測，以獲取設備的運行狀態(tài)，在最恰當的時(shí)間給出需要維修設備的信號，實(shí)現設備的狀態(tài)檢修，同時(shí)使設備運行在最佳狀態(tài)。系統的控制裝置可以被調整到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)。通過(guò)對系統控制裝置的調整，選擇最小成本的能源輸送系統，可以提高運行的效率。最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運行將大大降低電網(wǎng)運行的費用。
此外，先進(jìn)的信息技術(shù)將提供大量的數據和資料，并將集成到現有的企業(yè)范圍的系統中，大大加強其能力，以?xún)?yōu)化運行和維修過(guò)程。這些信息將為設計人員提供更好的工具，創(chuàng )造出最佳的設計，為規劃人員提供所需的數據，從而提高其電網(wǎng)規劃的能力和水平。
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