智能电网加速发展 自动化市场规模巨大_0
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  智能电网的建设重点将是通过现代先进技术的高度融合,全面提高大电网运行控制的智能化水平,以及供电服务的能力和水平,从而最终实现我国电网的跨越式发展。在设备投入上,除了以特高压为主的一次设备之外,智能电网建设将全面转向电网智能化的六大方面:发电、智能输电、智能化变电站、智能配电网、智能用电和智能调度。据统计,至2020年,包括电网接入、柔性输电、电网监测、智能化变电站、智能电表、充电站/桩等设备在内,电网智能化所带来的设备市场容量将超过6200亿元。

  国家电网公司已累计安排了287项试点项目,投资约750亿元。截至目前,建成投产的项目达到243项。具体来看,国家电网公司组织编制了电网智能化规划,形成了完整的智能电网发展战略和规划体系;提出了完整的智能电网技术标准体系,已编制或采用标准达285项,发布137项企业标准;制定了《智能电网关键设备(系统)研制规划》,完成60余项关键设备的研制,包括智能电表、智能组件、电动汽车充换电站等。

  有关资料显示,预计到2020年,以风电、光伏为代表的新能源发电接入设备总需求将超过1000亿元。而智能电表相关设备领域更是表现出强劲的发展势头。除此之外,电池、电机、电控等支撑技术将得到重点发展,到2015年全国计划将在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系,以满足电动汽车大规模商业化应用的能源供给需求。

智能电网与自动化技术

  智能电网为我国创新型电力设备带来了机遇,同时也将促使我国电力设备进行新一轮的技术升级和变革,从而带动相关上下游产业的良性循环。目前,电力电子、新能源开发、安防监控等多个行业的设备制造厂商纷纷紧跟国家智能电网的建设进度,以创新型产品为智能电网提供技术支撑,智能电网带来的联动效应可见一斑。

  配电智能化是必然趋势

  按照国家电网公司2010年发布的规划,到2015年,将初步形成以特高压为骨干的坚强智能电网运行控制和双向互动服务体系,基本实现风电、太阳能发电等可再生能源的友好接入和协调控制。一段时间以来,配电系统率先智能化似乎已经成为共识。

  事实上,搭建智能电网先从供配电系统入手并非孤例。早在2008年3月,美国科罗拉多州的Boulder,就是从供用电领域入手,率先建成全美第一个智能电网城市。智能电网中的配用电领域,通称为智能配电网,由于全面覆盖发输配用和电力市场、包括一二次系统的智能电网,并没有必然的先后顺序联系,既可从上到下、也可从下到上进行研发实施。

  从配用电领域入手搭建智能电网正在成为一种趋势,智能电网有别于当代电网的几个主要特征,均与甚至有的仅与配用电有关;智能电网的基础,是发输配用电各个结点之间电力和信息的双向流动。因此,解决当前供需双向互动的薄弱环节,自然成为首选;由于全球的共同关注与参与,配用电领域技术创新的智能电器和智能电力交换设备不时涌现;在传统电网基础上发展起来的智能电网,量大面广的配用电,可通过充分发挥现有系统作用,优化投资,获取较高的性价比。智能电网原定律包括四个方面,一是增加电网安全性,避免系统崩溃;二是保留分布式电源的最高渗透;三是开发先进的电力市场,其中也包括资产管理、设备等一些问题;四是提出对电网的最高约束,如可靠性,安全性等等。

  面对全球日趋紧张的能源形势,国际大电网会议(CIGRE)主席KlausFrohlich指出:电力行业面临着能源需求与日俱增,资源日趋紧张,环境承载能力有限、电源远离负荷中心、可再生能源的间歇性、自然灾害的干扰等问题,并从输电侧角度提出了诸多技术解决方案,可以预见,在破解能源困局逐渐成为全球共识的语境下,节能减排仍旧是我国能源领域尤其是电力行业永恒的主题。

  节能减排是电源多元化发展的一个趋势,也是智能电网建设必不可少的一步,我们应该看到,经济发展和电力建设的快速增长给我们的环境带来巨大的压力,2009年,中国超越美国成为全球最大的二氧化碳排放国,目前占全球碳排放量的29%,而美国占16%。这就要求我们必须更加重视可再生能源规模化开发、分布式能源系统和微网建设,更加注重热电新技术,包括热化技术、通信技术、大容量储能技术,加快智能电网建设。目前全球面临着低碳经济的挑战,如何在保证经济增长的同时尽可能减少碳排放,这也是我们本次供电会议的核心内容。当然,要实践配电系统发展的新理念、新技术,推进配电系统更加规模化发展,离不开基础研发,更离不开高新技术的运用。

  智能电网自动化技术是关键

  智能电网作为未来电网的发展方向,渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息各个环节。在上述这些环节中,智能变电站无疑是最核心的一环。

智能电网与自动化技术

  从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。

  智能变电站分为过程层(设备层)、间隔层、站控层。过程层(设备层)包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端,完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备,实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能,即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统,实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制功能,完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

  数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,建立在IEC61850通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站,体现在过程层设备数字化、整个站内信息的网络化,以及开关设备实现智能化。

  智能变电站由数字化变电站演变而来,经过四年的发展,技术已经日臻完善,相比较其它环节,智能变电站已经达到了可以大规模进行推广的条件。智能变电站主要由设备层、系统层组成,与传统变电站最大差别体现在3个方面:一次设备智能化、设备检修状态化,以及二次设备网络化。

  配电自动化市场潜力巨大

  配电自动化(DA)是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统,其目的是提高供电可靠性,改进电能质量,向用户提供优质服务,降低运行费用,减轻运行人员的劳动强度。在工业发达国家中,配电系统自动化受到了广泛的重视,美国、日本、德国、法国等国家的配电系统自动化,已经形成了集变电站自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS),其功能已多达140余项。

  电力调度自动化系统在电力系统的运行生产中,起着举足轻重的作用,正确地对电网的调度自动化系统进行设计,将使电能的生产、传送、分配和使用获得最大的技术经济效益,并为电力系统的发展提供重要的数据和依据。现代的调度自动化系统包括三种含义:采集和变换信息、通信设备传送信息和调度中心使用信息。调度自动化系统收集、处理电网运行实时信息,通过人机联系系统把电网运行状况集中而有选择的显示出来进行监控。调度人员可以借此统观全局,集中全力指挥全网安全、经济和优质运行,同时极大地提高电网安全运行水平,提高电网事故的处理效率,减少停电损失。

智能电网与自动化

  随着计算机硬件技术、通信技术、数据库技术、Internet技术的发展,电网调度系统涌现了大量应用新技术,其中包括国际流行的(COR/BA)中间件平台技术、公用信息模块(CIM)技术、可视化技术、电力市场交易与安全分析一体化的技术、Internet信息服务技术等。新一代电网调度自动化系统应满足国际标准,兼具开发性与扩展性,并符合未来电网调度自动化系统安全生产和经济调度的需求。随着计算机软硬件技术的发展,将会有越来越多的新技术应用于配电网中,配网自动化技术会逐步成熟,为配电网安全高效的运行提供技术保证。

  随着电力市场的实行,供电企业对配电网运行的安全性和经济性要求越来越高,配网自动化是解决这一需求的必由之路。相信配网自动化建设必将为我国的配电网发展做出巨大贡献。

  随着国民经济的高速发展和改革开放的深入,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此,需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化,以提高配电网的管理水平,为广大电力用户不间断的提供优质电能。

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