时间:2023-03-07 15:03:08
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇智能电网论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1.1实现物理隔离的安全性
在智能电网的诸多安全方面中,物理安全非常重要,其内涵意义是指运营智能电网的系统过程中所必备的各类硬件设施的安全性。其中最主要的有对硬件设备方面被物理非法性的入侵的防范、对无授权物理的访问的防止以及严格按照国家的标准构建机房等。其中,主要的硬件设施有,流量的智能统计器、各类测量的仪器以及各种类型的传感设施,在通信体系中各类网络应用设施、主机和数据存储的空间。
1.2网络的安全
网络安全需要智能电网应该具备高可靠性。当前智能网络的发展规模急剧膨胀,互联网电网体系逐步形成,复杂的电力系统的结构对电网的安全性和稳定性进行了加强,但其脆弱的防线也成为重大的问题。尤其当前网络的环境复杂性增强,智能化的攻击手段防不胜防。个人用户的网络信息也不断受到威胁。智能的终端始终存在漏洞。
1.3数据的安全保障弱、备份能力低
当前尽管对数据的保护以及数据自身安全性的软件很多,但网络的复杂化使得风险市场存在。数据被破坏、被盗取,数据库被侵犯的现状依然存在。智能电网的数据对于整个国家电力系统的运行都是至关重要的,因而必须制度化的、规范化的进行数据的安全措施,以改善当前的状况。
2解决智能电网安全的方案
2.1边界的安全防护
边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础,在网络的边界进行检测与清除恶意的代码,并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制,同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制,提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析,提升对不良信息的拒绝能力,以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中,实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而,必须明确的找出网络区域的安全边界,以此来在各个点设置防火墙。
2.2网络环境的安全保护
对于我国的电网公司而言,其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下,必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。
2.2.1从结构上提高各网络设备的性能,提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样,在智能电网面临高峰期的业务阶段时,线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。
2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制,运用当前最主要的协议类型,实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制,使其无法对网络进行使用,有效的保护主机。实现资源的安全存储,避免外来信息的非法访问。
2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中,必须设置身份的验证,限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂,同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录,超过一定次数变进行锁定。
2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中,进行漏洞的扫描系统设定,对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描,及时发现钱富裕系统中的漏洞,防范攻击。
3结束语
智能电网相对于传统的电网技术有着更高的信息化、自动化和互动化水平,智能电网的独特优势和智能化的功能需要一系列的技术体系进行支撑。本部分从智能电网的发电环节的关键技术、输电环节的关键技术、变电环节的关键技术、配电环节的关键技术以及用电环节的关键技术五个方面对智能电网的主要技术体系进行阐述。
1.1发电环节的关键技术
发电环境的关键技术主要是指新能源技术,包括新能源安全可靠运行的保障技术和电网大规模的存储技术两大部分。新能源安全可靠运行的保障技术是智能电网中可再生清洁能源电源安全可靠运行必须解决的重大关键技术问题,首先针对大型的集中的可再生清洁新能源而言,主要研究其出力的随机不确定性和突变等问题对智能电网的影响,并在此基础上形成科学合理的智能电网构架和电网运行策略等方案;对于分布式的可再生清洁能源而言,主要研究其并网过程中的问题,通过对电网接受分布式可再生清洁能源的能力、分布式可再生清洁能源的供电可靠性等关键技术进行研究,以此来制定配电网可靠性评估体系以及相关的故障检修和运行维护等方案。智能电网的大规模储能新技术的应用主要包括:电网的抽水蓄能技术、锂离子电池储能和超导储能等。
1.2输电环节的关键技术
输电环节的关键技术主要是针对智能电网输电线路运行状态的监测技术,该环节的关键技术只要是依靠最近的信息集成技术,其中也存在着一定的技术难点需要解决。例如,输电线路由于部分路段所处的自然环境比较恶劣,这会造成无限通信过程中存在一定的盲点,使得传输线路上的监测数据的传输存在障碍;智能电网传输线路的监测设备通信规则不同意,给累输电线路的监测设备没有统一的标准和规范,这也会造成能电网输电线路运行状态的监测存在一定的困难。
1.3变电环节的关键技术
智能变电站是构建智能电网的最重要的基础和前提保障。智能变电站相对于传统的变电站而言,有着可靠先进和低碳环保的智能变电设备,同时其信息化、数字化、网络化和标准化程度高,可以实现电网的自动控制和实时智能决策等高级功能。因此,变电环节的关键技术主要包括系统分层和智能化的变电组件两个方面。首先,由于智能变电站可以分成相对独立的过程层、间隔层以及站控层三个部分,这三个相对独立的子系统之间应该实现实时的网络共享,实现智能变电站各智能设备之间的畅通无阻的互联互通;变电站中智能变电组件是实现其智能变电功能的基本保障,主要包括测量、控制、状态监测以及相关的计量保护等功能,这些组建要具有数字化的测量、网络化的监控、可视化的运行状态以及信息的互动化等特征。
1.4配电环节的关键技术
配电环节的关键技术主要包括配电自动化和智能化、配电网的保护控制以及分布式新能源接入等方面,其中配电的自动化和智能化是该环节中的关键技术。在配电过程中,依靠最新的通信技术和网络技术,采用智能的控制方式,对配电管理系统进行技术升级,实现配电网的各状态下的保护监测、用电管理和配电管理的自动化。需要注意的是,配电网的保护和控制对智能电网中的配电网有较强的环境适应能力,可以在不同介质和接口之间进行信息传输,同时还要求实时监控配电网的各类运行数据。配电网的保护和控制技术要求配网
1.5用电环节的关键技术
用电环节的关键技术可以保障用户可以使用智能电网的各项功能,其中主要包括用户的用电信息采集和智能用电服务系统。用户的信息采集要求可以实时地全面地采集用户的用电信息,同时实现对所采集到的信息进行各种分析和管理;智能用电服务系统可以实现用电客户和智能电网之间实时地交互,可以提高智能电网的综合服务质量。
2.结束语
先进的通信、信息技术是智能电网关键技术的基础,更灵活、清洁、安全及经济是“智能电网”技术所追求的目标。有助于实现实时信息快速处理和大电网大区域信息交互,做到实时掌握自身系统的各种反应系统稳定特征的参数变化,诊断预测故障,增强系统的稳定性。
1.1智能电网通信技术
实现智能电网的前提条件是实现通信技术的智能化,进一步实现各种不同信息相互之间的联系,通过这样的一个智能化通信系统可以建立一个高度的智能电网。也就是说集成度高、灵敏性好,双向快速反应的通信系统是智能电网实现的基础,缺少这样的通信系统的支持,也就无从谈起电网的智能化。因此要建设智能电网,我们首先就必须的建立这样的通信系统。
1.2参数量测技术
在智能电网基本的组成部件中参数量测技术显得尤为重要,智能电网中的各项数据信息可以通过先进的参数量测技术获得,这些信息可以在智能电网的各方面使用。智能电网中使用的是智能固态表计,智能固态表计的好处与作用是可以使电力公司与用户进行很好的双向通信技术,提高包括功率因数、相位关系(WAMS)、电能质量、表计损坏、设备状况和故障的定位、线路负荷、变压器和关键元件停电确认、电能消费、预测和温度等数据。
1.3高级的电力电子设备
目前的电能损耗比较严重,其中电力电子设备的使用是其中原因之一,落后的电力电子设备会损耗相当多的电能。而要提高电能的有效利用率的措施之一便是对电力电子设备的改善。高级、先进的电力电子设备可以为用户提供高质量的电能,提高电能的利用率,能满足各种不同的电力需求。高级、先进的电力电子设备设备技术,可以极大地提高输配电系统的性能,提高功率密度和电力生产的效率。高级的电力电子设备有着重要的作用在发电和输电以及配电、用电的过程中。
1.4先进的电力电子技术
有关研究显示先进的电力电子技术的节能效果可达10%~40%,对电能的控制和变换不在采取传统的方法,而是采取更先进的电力电子器件进行变换和控制。电力电子技术的不断发展,为电能的控制和变换提供了硬件条件。目前对电力系统运行要求的不断提高,导致电力电子技术大范围的应用于电力系统发、输、配、用等各个环节。当前电力电子市场上出现了SVC为基础的柔流输电技术;高压变频电气传动技术;新型超高压输电技术;智能开关同步开断技术和静止无功发生器、动态电压恢复器的电力技术等。
二、智能电网的展望
根据现阶段我国的国情,在一些远距离特高电压输送上相对落后,智能电网建设必须要解决好这个问题。同时可以通过智能电网的建设,能更进一步加强地区配电网自动化水平,实现多地区的电网共用,建设灵活、安全、有效、坚固的配电网络,实现对传统的电网结构的优化升级,满足未来社会与经济的发展。3.1分布式能源的接入分布式能源接入改变以往单线的接入方式,采用一种新型的接入方式,通过建立混合树状、网状等接入方式,这样的接入方式可以使每个点既可作为负荷消耗也可作为负荷提供,电力资源的交换得以双向交换。比如风力发电太阳能发电这样的,发电量不大,分布在负荷附近的发电形式叫做分布式能源。与传统的火电、核电、水电集中上网,然后在分布给负荷这种形式相对应的能源接入,节省输电网的投资,提高全系统可靠性,为系统运行提供了很高的灵活性。如电网遇到大风暴和冰雪天气,即使遭到严重破坏,但是其中的分布式电源可自行形成孤岛或微网,向交通枢纽、医院和广播电视等提供应急供电。3.2建立坚强、灵活的电网结构我国能源分布与生产力布局很不平衡,目前急需解决的问题就是如何进一步、优化特高压和各级电网规划。当前全球各国都在努力发展清洁能源,然而由于清洁能源间歇性、不确定性、随机性等本身的特点,因此电网的建设不得不加以考虑,这些因素会带来了极大挑战给电网的安全运行。解决这一问题的关键,在于通过对电网结构的运用灵活,通过电网结构灵活运用可以使电网结构安全可靠,就算是遇到自然灾害和社会灾害等突发灾害性也能保证电网的安全运行。而我们现实智能电网的主要目的便是在于提高电力体系安全性与可靠性,希望实现提高清洁能源规划与电网规划的协调性,能够更好的将新能源介入电网的运行以及并网的运行控制。
1.1光纤通信技术光纤专网通信方式带宽高、容量大、覆盖范围广,可靠性、实时性、安全性都很高,适用于配用电通信领域的所有业务,和其他通信方式相比优势明显。从技术角度看,配电通信网可以采用工业以太网技术或者无源光网络技术。工业以太网技术比较成熟,可靠性高,电力系统应用多,但成本偏高;以太网无源光网络(EPON)和吉比特无源光网络(GPON)技术发展前景很好,上下行速率为1.25Gb/s(GPON下行速率可达2.5Gb/s),并且组网灵活,拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。非常适合配电网的网络结构。目前EPON建网成本低于GPON,技术成熟度较高。光纤专网通信方式的缺点在于建设成本较高,部分老线路不具备光缆铺设条件[3-4]。
1.2无线宽带专网技术无线宽带专网方式带宽较高、系统容量较大、扩展性好,实时性较好,为电网公司在智能配电网建立全面覆盖、接入方式便捷的宽带综合业务通信平台提供了一个技术选择。但无线宽带通信网络的安全可靠性比有线通信网络低,目前业界主流的通信技术都有各自的缺点。全球微波互联接入(WiMAX)技术在国外应用较多,国内没有分配频点,存在政策风险;多载波无线信息本地环路(McWiLL)技术标准化程度不高,只有很少部分企业掌握核心技术,存在垄断风险;3GPP长期演进(LTE)技术尚未大规模商用,成熟度有待进一步验证[5]。230MHzLTE系统利用电力行业已有的230MHz负控频率资源(电力专用频率带宽1MHz,40个频点),通过扩充频点可实现上行15Mb/s和下行6Mb/s传输速率,采用多种解决高吞吐量和高可靠性传输的LTE关键技术,如自适应调制与编码(AdaptiveModulationandCoding,AMC)技术、混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeat-Request,HARQ)技术、动态调度技术、干扰协调技术等,具备成本低、广覆盖和较大带宽的特点,并且组网灵活,便于施工。目前已有厂商研发出电力专用230MHzLTE产品。
1.3中压电力线载波技术中压电力线载波技术为电力系统特有的通信方式,利用10kV配电线路为媒质进行通信,无需布线,具有成本低、安全性好等优点。根据调制频带和带宽的不同可分为宽带技术和窄带技术。目前中压窄带电力线载波技术在配电通信领域使用较多,但由于频带限制,其传输带宽和实时性较低,同时中压电力线路情况复杂,开关众多,电力线载波通信容易受到配电网运行状况的影响[6]。以往因技术成熟度所限,中压电力线载波技术的大规模应用还比较少,仅仅作为对光纤和无线通信方式的补充手段,近年随着OFDM(正交频分复用)自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术的采用,中压宽带电力线载波技术也趋于成熟,视线路条件和环境情况,传输速率可达2~10Mb/s。目前中压宽带电力线载波技术在国外应用相对较多,在国内也开始试点应用。
1.4无线公网通信技术无线公网通信是指配用电终端设备通过无线通讯模块接入到无线公网,再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式,目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网通信方式具有系统容量较大,建设成本较低,运行维护简便等优点,但采用无线公网通信方式安全性、实时性不能得到保证。另外,无线公网通信方式每年需要向运营商支付的使用费用也很大。电力专网与无线公网通信技术见表2和表3。
2智能配电通信网建设原则
综合考虑智能配电网规划建设情况和业务需求,并通过配电网通信技术的综合比较,建议智能配电通信网建设原则如下:a.因地制宜,综合采用多种通信技术相结合的方式建设智能配电通信网络。宜以专网为主,公网为辅。b.应根据实施智能配电区域的具体情况选择合适的通信方式。配电网主干线路宜采用光纤通信方式,分支线路可采用光纤与无线及中压载波相结合的通信方式。c.实现“三遥”功能的站点、依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域、分布式电源等宜采用通信专网,优先采用光纤通信方式;实现“两遥”、“一遥”功能的站点可采用光纤通信、中压载波及无线通信等多种方式,但采用无线公网时需采取相应的安全防护策略。d.采用光纤通信方式的配电通信网可根据情况采用无源光网络(EPON/GPON)、工业以太网等通信技术。e.应充分考虑配网改造工程多、网架频繁变动的特点,智能配电通信网系统规划设计时要有预留和备份资源。f.光缆建设应充分考虑智能配电通信网建设需求,以及用电通信网和其它增值业务的接入需求,新建配电网电缆线路或架空线路宜同步建设通信光缆或预留光缆架设通道。g.进行LTE、中压宽带电力线载波等通信新技术试点建设,技术成熟时可进一步推广。
3结束语
智能配电网承载业务多种多样,并且终端节点具有分散性,业务需求复杂,通信系统建设难度较高。电力配电网业务主要包括两种,其承载的业务主要来自电力运行网设备和面向用户的电力设备。电力运行网设备承载的业务来自电力通信网络终端通信节点位于变电站、开闭所、环网柜、柱上开关、配变等设备,节点数量多,主要为调控类业务,因此需要具有较强的实时监控功能,需要实现现场管理,对于通信的实时性和可靠性非常高。面向用户的电力设备承载的业务分为用电信信息采集、智能用电楼宇管理等,这些业务涉及的节点位于用户侧,数量非常多,因此更加需要实现海量的业务数据采集、和检测功能。
2智能配电网组网架构设计
随着智能配电网承载业务需求多样化,其对组网架构的要求也越来越高。通常情况下,根据配电网承载业务,可以将组网按照层次进行设计,并且保留一定的网络接口,以便提高网络可扩展性,确保未来很长时间内增加业务扩容使用。本文设计配电通信网过程中,使用了无源光网络(PON)、工业以太网、配电线载波通信、无线通信(GPRS、Wlan、3/4G、WiMax)等,将配电网组网按照层次模型进行设计算。骨干层是智能配电网的核心层,为了能够有效地保证骨干网传输信息的可靠性、准确性,通常情况智能配电网的骨干层采用专用的光纤通信进行铺设通信管道,以便能够有效地连接主站和配电台区,充分使用光传输网络链路层和业务层的安全保护功能,形成一个具有动态路由功能的IP网络层,骨干层必须保证专线专网专用,避免与其他业务混合,降低安全性能;如果其他的应用使用骨干层的网络传输线时,骨干层可以支持虚拟专用网,虚拟专用网可以与其他业务混合,实际线路混用,但是逻辑线路还是专网专用,进行智能配电信息传输。接入层采用光纤专网、电力载波线、无线通信等多种方式进行组网,并且保证接入层具有强大的可扩展功能,以便实现接入层网络智能化管理,实现配电网统一管理功能。接入层网络采用无线专网和无线公网通信时,要符合以下基本原则:(1)无线专网建设基本原则:无线专网通信系统要符合国家无线电管理委员规定;无线专网通信方式采用国际标准和多厂家支持的技术,并且具备用户优先管理功能;无线信息接入符合安全防护规定,并且具备严格的安全防护策略。(2)无线公网通信应该严格符合安全防护的基本原则,加强可靠性规定,支持用户优先级管理,并且采用专线方式与运营商网络实施可靠地连接。
3智能配电网网络核心通信技术研究
3.1PON技术PON是一种点对多点的无源光纤通信技术,通常与以太网互相结合,可以形成EPON技术(以太网无源光网络),EPON采用单纤波分复用技术,能够提供传输距离远、传输带宽高、拓扑结构较为灵活的技术,上下行信号基于同一根光纤实施传输,在接入网组网建设中,已经得到了广泛的发展和应用,EPON通常包括四个单元,分别由OLT、ONU、ODN和光纤线路共同构成,是一种稳定、可靠、接口丰富的接入网技术。
3.2无线通信技术无线通信系统由无线基站、无线终端及相关的应用管理服务器共同构成,常用的无线通信技术包括WLAN、WiMAX和3/4G通信技术。具体如下:
3.2.1Wlan技术Wlan利用无线通信可以在一定距离范围内构建一个无线网络,能够将计算机网络和无线通信技术相结合,以无线多址信道作为传输媒介,可以实现传统有线局域网功能,能够真正实现随时随地接入宽带网络。Wlan技术又被称为Wi-Fi技术,包括三个使用标准,覆盖范围可达到90m左右,具有高速的传输速度,其中80.211b传输速度达到11Mbit/s,802.11a和802.119传输速度达到54Mbit/s。Wlan通常使用的组网方案包括AC(接人控制点)+AP(接入点)+无线网卡+网络管理四个单元。虽然Wlan技术已经得到了广泛的应用,但是其安全性存在隐患,容易受到外来的攻击。
3.2.2WiMax技术WiMax技术是一种非常先进的无线通信技术,其可以提供面向移动互联网的无缝高速链接,并且可以在静止状态访问网络,WiMax基于802.16d和802.16e协议构成,传输速率能够达到10~70M/s,覆盖范围能够达到1000m左右,在配电网接入层,使用无线通信技术可以有效地管理智能电表、智能传感器及监控设备。WiMax技术的加密技术相当严格,数字证书确保用户传输数据不遭到偷窃,并且具有强大的高速传输性和先进性,已经被应用于智能配电网组网实施中。
3.2.33/4G通信技术随着无线通信技术的高速发展,3/4G通信技术已经得到了广泛的应用和发展。3/4G通信系统采用先进的软件无线电技术、空时编码技术、智能天线技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机、无线链路增强技术等,可以为传输数据提供全新的空中接口,并且可以为用户带来高速移动宽带体验。组网过程中,3/4G通信技术直接面向用户家庭,为其提供家庭智能用电功能。
4结语
随着经济的不断发展,电力需求量也越来越大,大电网的建设必然是今后电力事业发展的方向,这也就意味着电网的结构也会越来越复杂,我国地理地域辽阔气候复杂,因此电网所面临的条件很复杂,这就需要利用先进的电力电子技术,采用先进的电子装置来调控电力系统,以增强电网的构架,避免电网故障的扩散,并增强电网的故障抵抗和故障恢复能力,这些问题都是可以通过先进电力电子技术的应用得到改善。社会的进步对电能的需求量变大同时对电能的质量要求也是越来越高,输出电能质量如果达不到要求会对整个电网产生重大影响,带来的损失也是不可估量的。先进电力电子设备可以改善电网电能质量,大大的提高输电效率和经济发展。能源是整个人类社会存在与发展的物质基础,更是经济快速稳定增长的根本驱动力。随着常规化石能源的不断消耗以及生态平衡、环境污染等能源安全问题的日益突出,以清洁无污染、循环可再生为特点的太阳能、风能、生物质能等新能源的开发利用越来越受到世界各国的高度重视。我国虽然是当今世界上最大的发展中国家,能源资源总量丰富,但是资源分布不均衡,开发利用难度较大,且人均拥有量较低。当前正值经济飞速发展、能源高消耗时期,以常规化石能源为主要能源造成的环境污染问题与经济快速发展之间的矛盾较为突出。为了从根本上解决我国的能源问题,满足经济稳定增长和社会和谐发展的需要,必须保护生态环境,实行能源的可持续发展战略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面则是加快风能、太阳能等新能源的开发利用进度。这些新能源的发对电力电子器件的要求更高。
2先进电力电子技术在智能电网中的应用
柔流输电包括SVC和STATCOM,通过SVC进行无功补偿的电压输出谐波大、基波损耗高、占地面积较大,因此,用STATCOM进行无功补偿成为电力系统无功补偿的主要方法。静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流输电系统的核心装置和技术之一。1976年,美国人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半导体变流器进行无功补偿的理论。通过对系统无功功率实现动态无功补偿,提高系统暂态电压稳定性,确保系统运行安全,改善系统的稳态性能和动态性能。与传统的无功补偿装置相比,STATCOM装置能够连续调节无功,输出谐波小,器件损耗低,运行范围宽,调节速度快,可靠性高等优点;其输出电流在电网电压低时不受影响,具有较硬的低压无功功率特性;而且接入系统后不会改变系统阻抗特性引起振荡。近年来,世界上有很多学者都从事STATCOM装置的研究工作,无论是装置容量还是产品性能都有了很大的提高。新型电力电子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多电平和单相桥串联等技术被应用到STATCOM装置中,以提高装置容量和电压等级,并通过现代控制技术,提高系统电压稳定性,改善装置输出谐波。
许多先进的控制方法,例如递归神经网络自适应控制、模糊控制、比例积分(PI)控制、微分代数控制、鲁棒性自适应控制等被应用到STAT-COM装置非线性特性的研究中。在世界上针对STATCOM装置的研究工作中,STATCOM装置的仿真建模及其控制方法研究始终是重点。世界各国对STATCOM的研究,STATCOM技术和应用情况都取得了突破性的进展。现代电力电子技术、多重化、多电平和单相桥串联等技术使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先进控制方法的加入更提高了STATCOM工作的稳定性,使之在电力系统领域的应用更加广泛。关于STATCOM的研究有很多问题,但是最重要的还是它的建模和控制问题,这将直接影响着STATCOM的整体性能。国际上关于STATCOM的研究由来已久,日本是最先运用STATCOM装置的国家,紧接着美国也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本联合研制了世界上第一台采用GTO进行逆变的STATCOM,在1991年投入运行取得很好的效果。之后的德国在1997年也研制出大型的STATCOM装置并在丹麦的风电场投入运行。我国虽然起步晚,但是发展速度极快,清华大学在1999年研制出20Mvar的STATCOM装置,在2011年我国南方电网研究出世界上最大容量的STATCOM装置,并在东莞投入运行取得良好的效果。从此我国成为能够研制出大容量STATCOM装置的国家之一,但是仍有许多不足之处有待改进。
3结束语
微电网是通过微型电源和负荷构成,将热量和电能提供出来的系统,在转化内部能量的时候,对电力电子自重予以依靠,对于适宜的状态上能够自行的进行控制。与大电网进行比较,微电网是能够满足用户对安全和质量双向元素需求的控制元件。
2在建筑电气系统中对智能微电网应用的优势和难点分析
2.1优势分析
2.1.1能够将供电的可靠性提升上来
对于负荷的变化上微电网可以快速的跟踪,并将反映及时的做出来。对于发电设备中突然出现的问题储能装置也可以快速的做出发反映,对供电有功中的缺失上能够很好的予以弥补。
2.1.2将馈电损耗予以降低
因为微电网的分布式电网和用户有着较近的距离,对长距离输电造成的功率损耗太大的问题上能够很好的要予以防止,微电网能够向着直流网络形式的方向发展,对于功率的损耗直流输电进一步的予以减少。
2.1.3对当地的电压予以支持
将大量的先进电力电子技术应用于微电网中,在一个独立的无功补偿设备中可以将全控器件绝缘栅双极性体管融入到其中,因此,就可以用一个独立的无功补偿设备来对每一个分布式电源来进行定义,将同步静止补偿的作用充分的发挥出来,这样就能够有效的支撑当地电压。
2.1.4对废热进行利用,将效率提升上来
研究证明,利用率在冷热电联供的能力中要比大型机要大,在分布式的供电中对回热微型燃气轮机进行使用,在与用户靠近的时候,能够有效依据用户的需求,能够有效的根据用户的需求对排气热量上进行使用,来供热、供热水和供冷等,互相衔接这些热负荷,进而有效的降低热负荷波动,能够将能源的利用率有效的提升上来。
2.2技术难点分析
与MAS的控制上予以结合,在建筑电气中对智能微电网进行使用有着以上的独特优势,但是,也有一定的技术难点存在于其中,主要表现在这样几个方面:对各个底层元件Agent怎样结合起来进行控制。对于底层元件Agent利用微电网Agent来进行协调,对协调控制策略上能够合理的进行协调是其中的重点和难点所在,不但对微电网的稳定运行上给予合理的保证,同时对经济效益最大化上也要进行考虑。对Agent的快速反应上如何去实现,对环境的快速反应性是Agent的一大特点之一,这样就导致其在扰动或者故障的情况之下,能够将响应及时的做出来,进而对环境的突发能够有效的去应对,对于问题的进一步恶化上要予以防止;同时分布式微电网的安装位置,有效的安装位置,能够提高供电质量和降低网损。
3在建筑电气中应用智能微电网的作用分析
虽然说分布式电源灵活性高、经济性高、节能环保、可靠性好。然而,研究证明,在规划大电网、控制运行与潮流中都有一定的影响,是对以前电网计算、规划和运行的一个巨大挑战。正是由于这些不足之处存在于分布式的发电中,近几年,将微电网的概念提了出来,在大电网中微电网是其重要的后备和支撑,在将来电网发展的过程中,其必将成为其中的一个主要方向。并且,在提出了智能电网的概念之后,作为一种能够实施智能化控制单元的微电网,在以后智能电网中这必将成为其中最为关键的构成部分。这一概念是由美国CERTS所提出来的,对于微电网研究之后,在欧美很多国家中开始进行了研究。根据这个定义,由微型电源和负荷一同构成了微电网系统,其能够将热量和电能一同提供出来,通过电力电子器件对微电源内部电源的主要能量转换上进行负责,并将必须的控制提供出来。和外部的大电源进行比较,微电网是一个单独的控制元件,能够对用户对电网安全和质量的要求上同时给予满足。微电网把负荷、储能装置、电力电子控制装置和发电机有效的结合在一起,针对外网而言,是一个可控制、单一的元件,针对用户而言,是一个可调节、灵活的电源。有并网运行和自主运行两种运行方式存在于微电网中,对并网和孤立运行上能够灵活的予以实现,在有故障出现在外网中时,对微电网中的负荷不断电情况能够通过孤立运行上给予保证,外网对其的影响非常之小,对上级的电网在并网的时候能够有效的给予支持。按照每个国家的不同国情,有不同的特点存在于微电网的发展之中。在美国,电网将降低成本、对智能化的实现、将重要负荷的供电可靠性提升上来当做其中的重点;在日本,降低污染、多样化的能源供给是其中的主要特征。进而对用户的个性化电力需求上给予满足。而我们国家还在不断的探索中前进,因此,需要借鉴他国先进技术,不断的完善自己。
4结语
就我国目前智能电网建设的特征来看,主要体现在四个方面,首先是电网的绿色环保,智能电网在建设过程中,不仅使资源得到了充分有效的利用,而且还大大降低了对周围环境造成的污染,对生态环境起到了良好的保护作用。其次是电网的结构牢固,与传统电网相比,智能电网的整体结构得到了进一步完善,使其能够更好的适应各种气候和环境,确保了电网的安全、稳定的运行。再次是电网的经济性,随着我国社会经济的飞速发展,我国也面临着严峻的资源问题,为了更好的促进资源的有效利用,智能电网在建设过程中,综合考虑了多个方面的因素,从全局出发,控制工程建设成本,在确保能源质量的前提下,实现了资源利用的最大化。最后是电网的交互性,在能源供应的过程中,建立起市场与用户之间的交流模式,以用户的根本需求为主,向用户提供全方位的服务,提高服务的整体质量,以此来促进能源市场发展的持续性。
二、电力工程技术在智能电网建设中的总体应用
电力工程技术在智能电网建设中的应用是非常广泛的,归纳起来,主要体现在以下几个方面:
2.1在智能电网电源中的应用。
电源是电网结构中各项设备正常运行的基础保障,不同设备在运行过程中所需的电源类型也不尽相同。由于电网结构中设备到多种类型的设备,因此,为了确保电网正常运行,则必须要有多种类型的电源作为支撑。电力工程技术能够提供种类繁多的电源,比如说直流电源、变频电源、恒频电源以及交流电源等,很大程度上确保了智能电网的稳定运行。
2.2在输电过程中的应用。
智能电网的正常运行不仅与电能质量有关,而且还要确保其始终处于稳定的工作状态下,这些都与电力工程技术息息相关,其不仅能够为电网的正常运行提供无功补偿技术和谐波抑制技术,而且还能够为不断发展的智能电网建设创造新的装置,以此来更好的提升电网运行的稳定性,避免各类威胁电力安全稳定故障的发生。
2.3在发电过程中的应用。
随着我国智能电网建设脚步的不断加快,越来越多的先进技术被应用到电网建设中,电力工程技术作为诸多新技术的一种,在对电能进行转化和控制的时候,其主要是利用电子设备来实现的,这种转化方式不仅能够降低耗能量,而且由于应用的机电设备相对较少,因此还能够大大提高转化的工作效率。
三、电力工程技术在智能电网建设中的具体应用
3.1柔流输电技术的应用。
所谓柔流输电技术,主要指的是将具有较高清洁度的新型能源向电网中输送,该项技术主要以电子技术、电力技术、微电子技术以及通信技术为主,多种技术的配合应用不仅实现了对交流输电的灵活控制,而且还能够更好的为电网稳定运行提供保障。在智能电网运行过程中,如果想要从根本上实现电网运行的安全性和稳定性,就必须确保高度清洁的新型能源顺利输送到电网中,并做好能源的隔离工作,柔流输电技术能够充分满足这一需求,正因为如此,该技术在当前智能电网建设中得到了广泛应用。
3.2能源转换技术的应用。
上文提到,智能电网的一个主要特征就是对能源的充分利用。随着智能电网的飞速发展,对该方面技术的完善也给予了高度重视。能源转换技术作为开发经济、低碳节能的主要技术,将其在电网建设中的作用充分发挥出来至关重要。能源转换技术是将传统电网建设中的能源转化为智能电网实现智能化、数字化所需的能源,比如说将煤炭发电转化为智能发电,从而将可再生资源充分利用,提高多种并网技术的利用率。
3.3电能质量优化技术的应用。
电能质量优化技术在智能电网建设中的应用,首先需要对电能质量进行等级划分,并在此基础上对电力质量的评估体系进行进一步优化与完善,比如说技术的等级和用户经济性评估体系等。其次,为了有效降低智能电网建设的成本,还应该提高供用电接口的经济性,建设人员应该根据电网建设的实际情况,设计多种供用电接口的可行性方案,并在诸多方案中选取最具经济性的建设方案,从而在确保电网建设质量的同时,降低电网建设的成本。电能质量技术的应用可以将该项目标顺利实现,因此,在当前电网建设中得到了广泛应用。
3.4高压直流输电技术的应用。
高压直流输电技术也是当前智能电网建设中应用十分广泛的技术之一,虽然在当前电网中,直流输电系统中大部分环节所使用的都是交流电,但输电过程中利用的却是直流电。在高压直流输电技术中,对换流器的有效掌控可使电能按照需要实现逆变或整流。高压直流输电技术的应用趋势是大容量、远距离的电能传输。
四、结语