电力技术及电力系统规划中智能电网规划的意义及应用分析
时间：2022-12-06 13:15:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司 皋 鹏
当前，世界各国的能源问题越发突出，而电力行业对能源需求量较高，因此在缓解能源危机时可将电力领域作为一个重要部分，合理应用各项电力技术，对电力系统的规划与设计工作加大管理力度，结合实际情况不断调整其中的问题，发现电力供给隐患并提前处理，充分利用智能电网的自愈、集成等各项功能，实现电力资源的稳定、安全供给。
2.1 内涵
智能电网是计算机、通信、信息技术等多种先进技术的融合体，在输变电及配电设施中应用效果显著，如今已经覆盖了电力系统的各个环节，充分融合了业务流和信息流，实现了电力系统的智能化控制。
智能电网具有较多优势。一是自愈，即在供电时能够发现潜在隐患并及时加以修正，有效保障电力供应的安全性及可靠性，确保电力系统始终处于正常运行状态。这也是智能电网在运行中运行效率较高、运行稳定性较高的主要原因。在智能电网的运行中，能够结合出现的突发问题和故障进行一定的自我修复，是智能电网较之传统电网运行系统先进性体现的重要方面，也是智能电网在现代化环境下可以充分应用的主要原因。在电网构建的过程中，只要对相应的监控系统和故障反馈系统进行合理的构建，就能够在智能电网的运行中充分发挥出自行解决故障解决问题的积极作用。
二是抗反击能力强，外界环境容易对电网的运行造成影响，导致供电过程处于不稳定状态，波动过于剧烈，但在应用智能电网后则能避免此种情况。此外，智能电网不会被病毒侵袭，能够提前做出预防反应，可保障电网的安全性。智能电网的这一性质主要是在遇到外部环境因素干扰的情况下，能够自主对外部环境进行抵御，从而达到维持电网运行稳定的状态。从现阶段智能电网构建规模和覆盖面的实际出发，现阶段电网系统的构建在整体规模上都是相对较大的，因此其在运行中可能受到外部资源条件和环境条件影响的概率也会同步加大。这时，智能电网在运行中对外部环境的抗击能力能够为电力系统的稳定运行奠定基础，这也是现阶段电力资源需求量逐步提高、电力网络构建复杂性逐步提升的背景下应当具备的一项重要功能。
三是集成，集成的特征是指复杂的电力系统运行需求和配置需求，能够在智能电网的宏观背景下得到充分有效的满足。将电力系统的输配电、用电等多个环节集中起来，进行统一化和规范化管理，为信息的集成和共享提供便利。
四是优化，指能够实现资源的高度利用，在节约资源的同时也可帮助企业获得更高的经济效益[1]。
2.2 规划意义
电网规划工作目前还存在较多漏洞，并且在建设电网的过程中难度较大，导致投运期间超负荷现象较为普遍，并且负荷问题未能及时得到处理，导致电网长时间超负荷运行，隐藏着较多安全隐患，部分电力运输较为困难的地区此种问题则更为严重[2]。为了实现电力资源的平衡供给，并解决远距离输送过程中存在的问题，必须从电网规划工作入手，全面实行智能电网调度，降低资源消耗量，通过自我诊断及治疗功能促使电网更加安全。图1为我国智能电网规划内容结构图。
图1 我国智能电网规划内容结构图
一是发电储能技术，电力供应的关键问题在于能量转换及运输，因此必须通过发电储能技术加以调整，而智能电网可以更好地发挥该技术的作用，实现供电平衡。如果发电类型为风力或生物质，则能高效储存电能，促使电源更加稳定、安全。
二是输配电技术，包括高压及高温超导两项重要输电内容，与供电的平稳性密切相关。此外，该技术对环境污染较小，与可持续发展战略的要求相符。
三是电子及智能调度技术，可调节大功率电子设备，维持系统运行的稳定性。在电力资源供应较为紧张的时期可通过智能调度技术加以调整，合理配置资源，满足人们的用电需求[3]。
四是同时具备高速、双向、实时及集成四种特点的通信技术，其是智能电网在运行过程中不可或缺的一项关键技术，能够有效保障数据获取的准确性，促使电网的交换互动功能更加突出，实现电网的自我监测与校正，确保各类设备能够进行网络化通信并进行自愈。该技术的应用还可提高资产利用率，进一步提高电网价值。
五是智能固态表计，可对电网运行的稳定状况给出准确可靠的评估结果，解决电网阻塞问题，将窃电现象发生的概率降低至最小，并且可保护网络组件。
六是大容量储能技术，对于扩展电网输送容量、提高输电效率具有重要作用，使得电力资源供给与需求之间的紧张关系得到缓解，确保供输电能够始终维持在动态平衡状态。
七是专家系统，具有诊断、预测、收集数据、自动控制、提供信息、提供解决方案等多项功能，降低电力资源损耗量，实现电网的智能化控制，可避免供电中断等问题的发生。
八是超导技术，可解决超高压输电损耗量过大的问题，目前在智能电网中应用越发普遍，这与新型超导材料性能较好关联性较强。目前，还应紧密追踪该技术的研究状态，了解最新的研究成果，实现超导技术的合理化应用，保障电能质量。
4.1 构建电网信息模型
电网信息模型的构建主要是为电网系统的正常运行提供服务的关键环节。构建合理的信息模型对于取得更好的电网运行稳定性和运行效果具有重要的作用。在电网信息模型的构建中，智能化技术的应用能够基于原始的数据信息和多元化的构建思路应用智能化技术，使得电网信息模型在构建过程中的便捷性、灵活性和精准性都得到更进一步的提升。应用智能化技术完成整个电力网络的规划，也有利于及时发现传统网络规划过程中存在的问题和不足，从而从根本上提高电网信息系统的运行稳定性和科学性。构建具有应用科学性和适宜性的整体电力系统网络。
从实际出发分析，整体电网构建的过程具有一定的实际操作难度。在构建智能电网模型时步骤烦琐，难度极高，在管理系统信息的同时也要整理数据资料，并且关系到空间图形信息系统，但该系统的优势在于可定位电力系统节点，并运用GIS技术准确表达具体位置。此外，电力系统中的信息量较大且极其复杂，但在应用智能电网后就能实现各种电力系统设施的实时化监控，并以几何模型的形式呈现监测结果，准确表示系统内部的信息，降低了模型构建的难度，提高了模型构建的精确性。
4.2 自动更新数据库
数据库的自动更新是基于不同类型的电网运行系统，实现基础数据信息的不断完善和优化数据信息。对于电网系统的运行来说，既是其运行状态真实反映的重要方面，也是改善整体智能化电网运行质量和效果的重要前提条件。智能化技术和数据的支持能够促使整个电网信息系统的数据更新环节，在自动性和精准性上达到更高的水平层次，使得整体的电网运行数据库随着电网运行时间的累积产生阶段性的基础资料，这些资料不仅能够保证与电网运行系统的实际运行状态，保持实时匹配的关系，也能够在自身的准确性和可靠性上达到更高的水平层次，这也是智能化电网系统数据更新效果优势的体现。信息时代的到来使得计算机的应用越发普遍，这也对电网数据库的管理工作提出了更高的要求，必须对信息进行集中化、统一化管理，自动更新内容，并自动采集电网数据，实时更新数据，并记录更新结果[4]。在发电厂实现中心数据的有效控制，储存大量的数据信息，提高服务器的工作效率，降低电力子系统的控制难度。
4.3 智能管理电力系统
智能电网在运行过程中，智能电网可实现电网的智能化管理对整体的电力资源应用模式和应用状态进行更加精准有效地控制。一旦出现用电高峰期或需要进行电力资源配置调节的工作情况时，智能电网在智能化管理系统的支持下能够合理有效地完成上述的工作，最终为最大化地利用好电力资源，并且为制定出合理有效的阶段性电力资源调配应用方案提供重要的支持。对于管理人员的工作开展来说，智能化的电力资源分配调动，也能够减少由于人工观察和调动工作开展中存在的误差和问题，最终形成更加精准有效且具有数据分析支撑的相关方案和工作模式，使得智能电网的管理工作落实效果得到针对性的保障。全方位优化调度方案，控制能源损耗量，实现间歇性发电，充分利用可再生类型的能源，保护生态环境，解决能源短缺问题，未来还可实现远程控制，集中处理各类信息，高效管理电力运行设备，实现子系统的智能化监控，保障电力系统的安全运行。
4.4 系统交互组件
系统维护工作是智能电网运行过程中非常重要的工作环节，具有交互式作用的组件若能够在整个网络体系中发挥出应有的作用，则整体上复杂性较高的智能电网的运行状态就能被更好的控制和把握。系统交互组件的主要功能主要是，通过交互式的作用为整个系统运行的稳定性和安全性提供保障。只要相关的管理人员和系统技术人员，能够结合智能电网运行中的交互式组件的功能和区域进行全方位的把握，就能确保交互组件在实践应用中取得良好的效果，并且充分发挥出其区域性的针对性作用。系统交互插件的功能在于维护、查询并更新信息、发布预警信号，可扩展电力系统的功能，使其能够随时进行放大与缩小，并且可组合缓存管理组件，回应用户指令，实现属性数据的筛选，并展示给工作人员[5]。图2为智能电网输配电系统运行结构示意图。
图2 智能电网输配电系统运行结构图
4.5 项目评价体系
评价工作是电力系统智能化网络运行过程中及时发现运行中实际问题，并且采取措施进行处理解决的重要环节。只有评估工作的系统性和有效性达到更高的水平层次，才能确保智能电网在规划设计阶段的效果与最终的电网运行效果保持一致。另外，项目评价体系的构建，也有利于帮助基层工作人员结合现阶段传统电网系统运行中的实际问题，采取针对性的措施制定相应的指标，为更进一步优化完善智能电网运行过程中的实际效果提供重要的帮助。对于评价工作的开展本身来说，系统性的评价体系的构建也能够为评价工作和观察工作的开展提供重要的依据。具体来说，电力系统在设计时，对技术人员要求较高，要求人员必须结合实际情况制定出科学合理的发展策略，对智能电网进行严谨规划，了解智能电网的特征，运用新的电力运行模式及方法，并结合实际情况加以创新，做到与时俱进，实现社会的稳定发展，并建设项目评价体系，建立过程中应全方位分析项目技术及安全性，并明确社会在此方面所提出的要求，确保智能电网的内涵能够通过该体系充分体现出来。
综上，电力行业必须根据市场发展的特点及需求不断进行改革，明确智能电网应用的趋势，合理开展电力系统规划工作，明确各类智能电网技术的特点，实现电网的科学化管理，促使整个供电过程更加安全、稳定。
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