前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的智能電網研究分析主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
隨著科學技術的發展和電力工業技術的進步,如何科學有效的利用電力資源,降低損耗,節約能源并建立可持續的發展機制是目前各國科學技術界研究的首要問題。建立高效的智能電網系統、智能的控制電網調度是現階段必然也必須研究的問題。目前關于智能電網調度的認識,業界已經有統一的看法,即利用高效、智能的科學手段來提高電網日常運行水平,來達到節約能源,提高效率,安全優質的運行的目的。
一、電網發展的現狀
世界各國由于現有發展情況不同,使得各國面臨的電網發展的問題和狀況也不盡相同。世界各個國家對于自己的電網發展有自己的側重點。西方大多數國家的電網發展注重于配電系統的智能化、自動化,而我國目前發展的側重點則是繼續加強電網系統的建設,提升能源轉換效率,提高發電系統的工作水平,重點進行系統的工程建設。隨著電網規模的逐漸增長,電網運行中產生了不少運行和管理方面的問題,為了促使各項問題的解決,智能電網建設這一課題也逐漸的浮出水面。為了更好的建設好智能電網系統,加強電網系統的整體建設,建設工程單位提出了更高的要求。智能電網系統是一個大型的工業技術革新,將會引起整個電力領域大方向的改變和發展。從長遠來看,智能電網將成為電力行業的發展趨勢。智能電網的新型構造,能夠提高資源使用率,安全性,穩定性,其中電力調度的智能變化是智能電網的關鍵因素。即基于對智能電網調度技術支持系統,提出新型科學的設計計劃。智能電網調度系統的發展是一項具有創新的科學意義的研究。新型的發展帶來了新型的挑戰,同時新的機遇也隨之而來。加強新型智能電網調度系統的研究,結合一體化智能調度的研究,同步的研究和分析智能電網調度系統,這對整個電網行業的發展、電力系統的應用具有深刻的意義。
二、智能電網調度的目標和相關問題
智能電網調度系統需要實時的進行資源整合和調度,實現現有技術發展所需要的智能電網調度的需求。智能電網調度的目標是適應現有電網運行的發展,保證整個電力系統安全、高效的運轉工作。并且有效的利用當前的各種人力資源、設備資源來深入的改進電網建設系統,增加電網系統的工作能力和效率。安全性、穩定性、經濟性是電網調度系統中重要的方面,發電計劃的掌握不是由調度部門掌握,所以資源的經濟性調度是調度部門工作的重點。利用智能電網調度系統,實時監控電網運行信息,利用先進的計算機技術來實時運算出預調度數據,進行核實和分析,可以快速并且準確的調度電網運行情況,從而增加整個系統運行的經濟性和穩定行。加強智能電網建設還可以利用其電網預警系統和智能決策系統,這系統可以輔助日常運行的決策,對于系統安全運行具有重要的意義。
三、一體化思想和相關的問題
一體化的要求是智能電網系統建設的根本核心思想,運行一體化、建設一體化、信息資源一體化對于新型智能電網系統的建設提出了高標準的要求,同時也為了新型智能電網系統的工作能力提供了有效的保障。需要利用現有的資源和技術水平對電網各部門、階層的設備進行實時的、動態的信息數據交換和運算分析。電網調度一體化所帶來的最直接影響是現有電網工作人員可以實時地了解現有電網的運行情況,第一時間發現問題,解決問題。數據系統的一體化也尤為重要,智能電網系統的數據平臺需要強有力的數據支持和信息支持。需要提供數據庫訪問功能、人機交互功能、系統管理功能等等。整個平臺需要對系統實時進行監控、調度分析、安全系統進行保證。在同一個電網運行系統中,整個系統的一體化建設可以實現信息的有效整合,提高系統運行的效率。一體化建設可以實現更好的資源共享,節省硬件的投入。在一體化思想的建設中,最大限度的共享現有設備,進行資源的整合,更可以減少整個系統的維護難度和維護成本,減少工作量,減少人力成本的投入。
智能電網調度一體化的建設是為了服務當前電網的正常運行,保證電網運行的安全性,提高電網運行的效率。智能電網調度體系的建設提供了整個新型電網系統的基礎技術保證,對于提高現有電力行業電網發展水平有著重要的意義。智能電網調度一體化為電網系統整個的大幅度發展奠定了堅實的基礎,一體化的電網建設其中對于電網系統的運行穩定性、安全性、經濟性等各方面要求都給予了強有力的支持。如何做好和改進現有智能電網調度系統,還需要進一步的研究和實現。
參 考 文 獻
關鍵詞:電能質量檢測;BP算法;人工神經網絡
中圖分類號:TM711文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374 (2010)30-0043-03
1電能質量新技術研究
人工神經網絡BP算法在農村電力短期負荷多變量預測結構發生了重大變化,探索一種神經網絡BP算法在農村電力短期負荷的多變量質量檢測相空間融合方案以及新型智能電網中的物聯網信息聚合技術,同時針對每一分量質量檢測采用互信息法進行最佳延遲時間的選擇,最優嵌入維數則采用最小BP算法預測誤差法進行電壓波形發生畸變成引起電壓波動和閃變以及三相不平衡等,對供電電能質量造成嚴重的干擾或“污染”。
2電能質量檢測新技術
2.1當前電能質量檢測原理
對電能質量進行監測是獲得電能質量信息的直接途徑,雖然只局限于持續性和穩定性指標的檢測,而傳統的基于有效值的檢測技術由于時間窗太長,僅測有效值已不能精確描述實際的電能質量問題,因此需發展滿足以下要求的新檢測技術:(1)能捕捉快速瞬時干擾的波形;(2)需要測量各次諧波以及間諧波的幅值、相位,需要有足夠高的采樣速率,以便能測得相當高次諧波的信息;(3)建立有效的分析和自動辨識系統,使之能反映各種電能質量指標的特征及其隨時間的變化規律。
2.2電能質量新技術應用
基于電能質量在硬件和軟件上應用平臺主要有數字信息聚合技術處理、物聯網信息聚合技術等新技術以及新的如小波變換的BP算法。電能質量檢測對于系統實時性和支持復雜算法的特殊要求,提出一種基于雙CPU的嵌入式實時系統解決方案?;谶B續小波變換的信號奇異性檢測原理及其在電能質量暫態信號檢測中的應用進行了詳細的研究,通過基于標準偏差估計的小波消噪算法,有效排除了噪聲干擾,實現了精確的故障時刻定位?;谛〔ㄗ儞Q的理論,結合電能質量檢測數據的特點,將基于小波變換系數的門限方法應用于電能質量檢測數據的壓縮。基于電能質量檢測系統的組成部分和該系統不但能實現電網數據的精確采樣分析電網的各項電能質量指標,并以直觀的圖形顯示出來。
3電能質量新技術分析原理
電能質量的分析計算涉及對各種干擾源和電力系統的數學算法,由于干擾源性質各異,干擾的頻譜從0Hz到GHz的廣寬范圍內,建立干擾源和物聯網聚合電網元件準確的數學模型有時困難很大,有賴于電網基礎資料的可信度。近年來,基于數字技術的各種分析方法已在以下電能質量領域中得到應用:分析諧波在網絡中的分布波形畸變及在網絡中的傳播;分析各種電能質量控制裝置在解決相關問題方面的作用;多個控制裝置的協調以及與其他控制器的綜合控制等問題。目前所采用的方法為:
(1)時域仿真方法該方法在電能質量分析中的應用最為廣泛,其主要的用途是利用各種時域仿真程序對電能質量問題中的各種暫態現象進行研究。
(2)頻域分析方法該方法主要用于諧波問題的分析計算,包括頻率掃描,諧波潮流計算等。即在非線性負載的動態特性,常規的諧波潮流計算法基礎上,對非線性負載進行仿真計算,從而得到動態諧波潮流解。
(3)基于變換的方法這里主要指Fourier變換方法、短時Fourier變換方法和小波變換方法。作為經典的信號分析方法Fourier變換具有正交、完備等許多優點,而且有象FFT這樣的快速Fourier算法,因此已在電能質量分析領域中得到廣泛應用。但在運用FR時,必須滿足以下條件:滿足采樣定理的要求,即采樣頻率必須是最高信號頻率的兩倍以上;被分析的波形必須是穩態的、隨時間周期變化。
4電能質量研究中的人工智能新技術
(1)專家系統成本較高且在開發過程中耗時過長,但依然出現了很多應用。這些主要體現在對畸變的電壓和波形進行分類;對電能質量問題的解決方案在專家系統架構下進行開發;測量和分析電能質量及電力系統電磁兼容性和識別電能質量可擴展的系統。
(2)根據歷史數據和一些影響負荷變化的因素變量來推斷將來時刻的負荷值。具有原理和結構簡單、研究速度快、外推特性好的等特點。也存在歷史數據要求高、無法詳細地考慮各種影響負荷的因素,模型初始化難度較大,需要豐富的經驗和較高的技巧的缺陷。
(3)滑法指數平滑法是一種曲線擬合法,在短期負荷研究中,一般用過去數周的同類型日的相同時刻的負荷組成一組時間上有序的觀測值,然后對該數組進行加權平均就得到所需的負荷值。
(4)序列法就是根據負荷的歷史資料設法建立時間序列的數學模型,并在該模型的基礎上建立負荷研究的數學表達式,對未來的負荷進行研究。
(5)神經網絡BP算法在農村電力短期負荷預測的主要思想是把電能質量檢測分析監控分為兩個階段:第一階段(正向傳播過程),給出輸入電能質量檢測分析監控信息采集通過輸入電能質量檢測分析監控層經隱含層逐層處理中心數據采集來的信息并計算每個單元各個節點的實際輸出電能質量檢測分析監控技術;第二階段(反向過程),若在輸出層未能得到中心數據采集期望的輸出值,則逐層遞歸地計算實際輸出電能質量檢測分析監控與期望輸出電能質量檢測分析監控短期負荷之差值(即誤差),以便根據電能質量檢測分析監控短期負荷此差值調結權值,就是可對每一個電能質量檢測分析監控短期負荷權值計算出接收單元的誤差值與發送單元的激活值的積。因為這個積和誤差對權重的(負)微商成正比(又稱梯度下降算法),把它叫做權重誤差微商。電能質量檢測分析監控短期負荷規則的指導思想:對電網權值和閾值的修正要沿著表現函數下降最快的方向-負梯度方向如下:
第一,隱層節點的輸出
yj=f (wijxi-θj)=f (netj) (1)
其中netj=wijxi-θj (2)
輸出節點的計算輸出
zl=f(vljyj-θl)=f (netl) (3)
其中netl=vljyj-θl (4)
輸出節點的誤差
E=(tl-zl)2=[tl-f (vlj yj-θl)]2
=[tl-f (vlj f(wijxi-θj)-θl)]2
E=(tI-zi)2=(tl-zi) (5)
第二,誤差函數對輸出節點求導
== (6)
E是多個zk的函數。但有一個zl與vlj有關,各zk間相互獨立,其中
=[-2(tk-zk)]=-(tI-zI) (7)
==f '(netI)yj (8)
則=-(tl-zl)f '(netl)yj (9)
設輸入節點誤差為
δl=(tl-zl)f '(netl) (10)
則=-δIyj (11)
第三,誤差函數對隱層節點求導
=Ij (12)
E是多個zl的函數,針對某一個wji,對應一個yj,它與所有zl有關,其中
=[-2(tk-zk)]=-(tI-zI) (13)
= =f '(netI)(-1)=f '(netI)vIj (14)
= =f '(netI)xi (15)
則
=-(tI-zI)f '(netI)vIj f '(netj)xi=-δIvIj f '(netj)xi (16)
設隱層節點誤差為
δj'=f'(netj)δIvIj (17)
則=-δI'xi (18)
由于權值的修正Δvlj ,Δwji正比于誤差函數沿梯度下降,則有Δwji=-η'=η'δj'xi (19)
vlj(k+1)=vlj(k)+Δvlj=vlj(k)+ηδl yj (20)
δl =-(tl-zl)f '(netl) (21)
Δθl=η=ηδl (22)
wji(k+1)=wji(k)+Δwji=wji(k)+η'δj'xi (23)
δj'=f '(netj)δlvlj (24)
其中隱層節點誤差δj'中的δlvlj表示輸出節點的zl的誤差,δl通過權值vlj向節點yj反向傳播,成為隱層節點的誤差。
第四,閾值θ也是變化值,在修正權值的同時也需要修正,原理同權值修正一樣。誤差函數對輸出節點閾值求導:
= (25)
其中=-(tl-zl) (26)
= =f '(netl)(-1) (27)
則=(tl-zl)f'(netl)=δl (28)
閾值修正Δθl=η=ηδl (29)
θl(k+1)=θl(k)+ηθl (30)
誤差函數對隱層節點閾值求導= (31)
其中=-(tl-zl) (32)
=f '(netI)vIj (33)
= =f '(netl)(-1)=-f '(netj) (34)
則=(tI-zI)f '(netI)vIJ f '(netj)=δIvIjf '(netj)=δj' (35)
閾值修正Δθj=η'=η'δj' (36)
θj(k+1)=θj(k)+η'δj' (37)
第五,傳遞函數f (x)的導數S型函數f (x)=
則f '(x)=f (x)[1-f (x)] (38)
f '(netk)=f (netk)[1-f (netk)] (39)
對輸出節點zl=f (netl) (40)
f (netj)=zl(1-zl) (41)
對輸出節點yj=f (netj) (42)
f (netj)=yj(1-yj) (43)
5結語
基于人工神經網絡BP算法在電能質量檢測分析監控新技術應用研究兩個趨勢:其中之一就是全智能控制化,自動對電能質量問題進行識別和數據處理,從而實現全面的無人監控功能;另一個則是通信技術遠程化和同時針對每一分量混沌時間序列采用互信息法進行最佳延遲時間的選擇,最優嵌入維數則采用最小BP算法預測誤差法進行確定。所以遠程化就可以適應不同層次的監控要求,從而使電能質量的監控點能夠分布到電網中的任何地方,并且具有良好的在線功能。利用計算機VPN和以太網網絡技術的更新融合,為不同地點供電系統電能質量的遠程集中監測和分析數據建立主要包括GPRS授時技術進行與GIS多點同步采樣,同時建立WEB網絡平臺和大型數據庫管理供電網絡運行數據供電系統的穩定。
參考文獻
[1] 林海雪.電能質量的基本[J].電網技術,2001,25(10).
[2] 奚.電能質量的更高要求及對策[J].供用電,2002,19(1).
[3] 韓英鐸,等.信息電力與FACTS及DFACTS技術[J].2000,
(19).
[4] 向農,宣揚,等.電能質量及其數字檢測[J].高電壓技術,2003,29(4).
[5] 張朋.DSP在電能質量補償器中的[J].儀表與自動化裝置,2003,(2).
[6] 段成剛,等.嵌入式電能質量監測器的設計[J].繼電器,2003,31(5).
【關鍵詞】大數據技術 智能電網 發展現狀 研究
近年來,智能電網在電力工業中的普及率越來越高,逐漸成為電力工業的主要發展方向之一。智能電網有效地融合了計算機技術、通信技術以及控制技術等多種技術的優勢,對于提高整個電網系統的運行效率有著重要意義。智能電網要全面實現系統功能目標、維持自身安全運行,還需以實時數據采集和處理、先進的數據分析技術為重要依托,這就涉及到大數據技術問題。分析和探究大數據技術在智能電網中的應用現狀,有助于提高人們對智能電網相關技術的認知能力,也能夠為今后改進智能電網的數據處理、分析工作提供重要的信息支持。
1 智能電網的基本概念
智能電網是集合了現代化控制技術、計算機技術、通信技術、信息技術、傳感測量與物理電網集成技術等多種技術于一體的新型電網,其骨干網架為特高壓電網,發展的基礎是多個電壓等級電網的相互協調發展。智能電網能夠對電網中全部設備進行狀態監控、控制,能夠實現完全自動化,具有可適應性和自愈性,而且還能夠起到維持輸配電、用電及發電優化平衡的作用。智能電網對電網的運行、傳輸、發電和配電等不同環節有著實施監控、數據處理和反饋的功能,因此對于提升系統的穩定性和運行安全性有著重要意義。
2 現代化大數據技術
2.1 大數據技術
所謂大技術,就是在一定時間范圍內利用相關的數據處理工具所捕捉、采集、處理和管理的數據集合,現代大數據技術的外延不斷拓展,逐漸演變成跨多個學科和領域的綜合性技術,代表著一種新的思維方式。從大數據技術產生的作用來看,人們利用大數據技術不僅僅是為了掌握多源數據信息,而是對這些有價值的數據信息進行集中、專業化的處理和管理,保證其在人們生活和生產中發揮效能和作用。大數據需以其他特殊的數據處理技術為支撐,如云計算技術、數據庫技術、存儲技術等,分布式數據庫及文件系統、可拓展性存儲系統以及云計算平臺等,都是大數據處理中應用頻率較高的幾類關鍵技術。
2.2 云計算技術
大數據應用的是分布式架構,這種架構特征表現為分布式挖掘廣泛存在的海量數據,而這一過程的實現需以云計算技術體系中的分布式處理技術、分布式數據庫技術以及虛擬化技術為基礎。在智能電網中,應用云計算技術,能夠獲取更加全面的電網監測數據,尤其是能夠有效監測電力設備狀態的多項數據,既包含時序數據、視頻,還包含了設備缺陷記錄以及實驗數據等,總之云計算技術獲取的數據量龐大,能夠很好地滿足智能電網數據信息處理和管理的要求,其中分布式存儲及虛擬化技術對于解決設備運行過程中的實時、可靠監控問題有著重要的意義。
3 智能電網中大數據的作用
按照智能電網中數據信息的作用和地位劃分,智能電網中的數據主要可分為:電網運行數據、企業營銷數據、設備檢測數據、企業管理數據。根據數據的內部結構特征,基本上可劃分為結構化、非結構化電網數據。非結構化數據是智能電網的主要數據組成部分,主要包含了圖像處理或者視頻監控所形成的數據,這類數據具有增長較快的特點,數據庫的二維邏輯不能對其進行有效表達。而運用分布式的數據總線,能夠有效集合多個調度中心的數據,并將最終結果匯集到總監控平臺中,方便對這些分布廣泛的海量數據作動態分析和處理。調度中心總共包含了四個應用系統,即監控和預警系統、調度管理系統、安全校核系統、調集計劃系統,調度中心利用數據服務總線及各數據訪問接口,可以實現實時數據共享和交互,若需要調配資源,調度中心還可使用計算機的搜索引擎功能對大量網絡資源進行搜索,并從海量的分布式數據中數據庫以及文件系統。從整體上看,大數據管理平臺主要是經數據服務總線,將平臺各部分功能有效集合起來,進而建立了一個相對完整的虛擬數據資源集合系統,能夠統一調配平臺中的各物理單元,讓不同物理單元的數據能夠被實時共享和交互,從而提高電網調度的效率、可靠程度和科學性。
4 智能電網中大數據的研究方法及步驟
大數據研究方法與傳統數據研究法有著十分明顯的區別,它創造了新的數據處理、分析方法和思路。傳統數據研究法常以抽樣數據為基礎,其數據分析方式只是針對某一特定單位或者部門的數據,但是大數據研究法則分析了更廣領域中的數據,不僅僅局限于研究單一的部門數據,而是跨越了部門和專業,對多維度數據進行了廣泛的研究和分析。大數據研究法一般適用于實時性強、數據信息量龐大、類型多樣、非結構化的數據。
在智能電網的運行管理工作中,大數據研究主要通過以下路徑和步驟實現:(1)結合電網控制的相關知識和經驗,以數據分析結果為參照,提出合理的、科學的假設。(2)采集數據、整合數據,制定獲取數據、整合數據的有效方案,并據此構建數據模型。(3)由數據分析專業領域內的學者和專家對整合后的數據結果進行分析,并采取科學分析法、專業算法深入挖掘數據特點。(4)利用科學實驗,對數據分析結果的合理性進行驗證和分析。(5)將最終得到的數據結果進行科學地、合理地分析。
5 結語
隨著智能電網建設規模的不斷擴大,智能電網對數據監控和管理的功能要求越來越高,與智能電網數據管理密切相關的大數據技術研究取得了很多新突破,與此同時,大數據相關技術也在進一步完善和發展中,但是要滿足智能電網實時監控和快速獲取數據的需要,大數據研究人員還需要妥善解決好相關的技術處理、操作問題,不斷地提高大數據技術在智能電網中的應用水平。
參考文獻:
[1]張東霞,苗新,劉麗平 等.智能電網大數據技術發展研究[J].中國電機工程學報,2015,01:2-12.
【關鍵詞】智能電網;調度運行;監控技術
電力行業未來的重點一定是智能電網趨勢。智能電網通過種種科學有效的高科技技術,將電力系統運行的效率以及質量提高了一個臺階,并且還可以節約投入的資金,減少對環境的破壞,最大限度地加強系統的穩定可靠安全方面的特性。構建智能電網的目的,就是幫助相關的管理人員有效地控制好電力系統的方方面面。而智能電網的有效運行離不開大數據的支持。大數據屬于最近幾年受到眾人極大關注的新型概念,指的是深入地分析種種數據,利用科學的手段找出其中蘊含的價值。因此,總的來說,大數據有價值的不僅是其中所包含的數據,更是指對這些數據的分析與研究。全球范圍內的各行各業都在應用大數據技術,智能電網的應用也離不開大數據技術。現如今,智能電網正在飛速的向前邁進,智能電表已經廣泛地應用到各行各業,電力工業需要應對許多不同來源和不同結構的數據。如何有效地保存以及使用這部分數據,對于電力公司來說相當困難。而這部分數據具有非常高的價值,不僅能夠將電網本身的管理、運營能力提高到更高的臺階,甚至還可以從源頭改變電網本身,并且能夠有效地服務于政府部門、工業界以及諸多用戶,讓電力公司能夠獲得更好地發展。
1智能電網的發展概述
1.1智能電網的發展狀況
第一階段的智能電網建設,最關鍵的就是大力度地提升電網系統的基礎性、關鍵性和公用性技術,這么做非常有必要的。在第一階段,一般都要在某些地區構建試點項目。因此,此階段的智能電網不會有快速的進步,也不會有太大的規模。第二階段的關鍵在于,如何快速地搭建特高壓電網,并且大力度地推行搭建城鄉配電網方面的工作。在此階段中,已經初步地構建好了智能電網的框架,有效地推動了智能電網的構建。第三階段,也就是智能電網取得卓越成效的時期。在此階段,我國的智能電網技術在實際應用上已經非常成熟了,而且可以構建現代化的智能電網系統。
1.2智能電網的構成和發展的重要性
管理人員把智能電網分為高級資產管理、高級測量體系、高級配電運行以及高級輸電運行四方面。不過如果從實際的角度入手,這些部分又能夠分成諸多的系統。比如,智能數字變電站通常用信息化的智能設備來實現電網的控制、測量、信息采集以及保護等工作。在此過程中,能夠徹底地做到智能化以及自動化的操作,屬于相當穩定安全的智能化電力設備。
2智能電網的調度監控
2.1調控一體化模式
調控一體化模式指的是依賴于智能電網的一種進行調度監控的方式。調控一體化模式的核心就是有效地結合監控系統以及調度系統,把這兩種系統進行融合,最終形成新的調控中心。如此一來,電網的調度監控工作人員只要給調控中心傳輸相關的指令,就能夠對變電站等設備實行監管與把控。能夠很好地優化調度監控系統在操作方面的程序,便于有關的工作人員實行調度以及監管。不僅如此,若是調控中心遇到了狀況,維修人員在進行維修的時候也會更加輕松,提升維修的效率。因此,落實調控一體化,能夠在更短的時間內對電力系統實行有效的維護以及修理,可以更有效地加強智能電網調度的穩定性以及安全性,可以有效地落實智能電網對調度監控技術所規定的標準。
2.2智能調度中的狀態預估
智能調度監控系統屬于智能電網調控體系中極為關鍵的構成要素,智能調度技術能夠在很大程度上決定著智能電網的運轉與研發的情況。因此,智能調度監控技術對于配輸電系統來說非常關鍵,其直接決定了配輸電系統的可靠性。調度系統狀態預估的關鍵,就是依賴于電網系統所反映的種種數據。這么做能夠有效地對電網運營情況、未來走向進行解析與預估。
2.3等效模型的電網動態過程狀態預估
智能電網調度監控技術里有一項重要內容就是在線動態分析,電網受到擾動的時候,進行電網動態過程的狀態預估屬于相當關鍵的一項作業?,F如今,大量的電網系統都是用EKF算法來實現電網系統的動態過程狀態預估,可是在具體的使用中,EKF算法不夠精準,難以達到電網系統中關于運行的可靠性方面的標準。因此,使用搭建電網等效模型的技術對動態狀態分析的精準程度進行保障,將動態分析的結果進行有效的實現。想要為電路添加一個虛擬的發電機內節點,可以通過電網等效模型來實現,這對于電網擾動之前的靜態狀態的預估工作的實現起到了重要的作用。發電機和節點負荷模型的構建要在電網擾動時來進行,這是電網擾動時的等效模型能夠或缺的最終條件。
3智能電網的調度監控技術設計
3.1對智能電網調度監控平臺的功能需求
展開研究在對智能電網調度監控平臺進行設計的時候,通常需要實現下面幾點的需求:首先,構建科學的研發環境,做到可以落實調度監控平臺和別的應用之間的數據交換;其次,構建相應的平臺來實現諸多應用的集成,這么做能夠有效地進行橫向與縱向業和各種基本信息的共享;第三,確定合適的運作環境,這么做可以有效地確保調度監控平臺更加平穩與安全;最后,構建科學的維修保養環境,實現調度監控平臺的平穩運轉,這可以確保調度監控功能得到落實。
3.2智能電網調度監控平臺的設計與實現
想要令智能電網調度監控平臺的設計得到實現,滿足電力系統對監控功能要求是關鍵環節。平臺基礎可以用模塊化設計來設置,智能電網調度監控平臺的設計一般有三個模塊:調度管理模塊、調度計劃類模塊、實時監控分析模塊。三個模塊既有一定的聯系,又相互獨立,各模塊各司其職,總體框架圖如圖1所示。綜合分析、電網系統的生產運行和評估以及信息展示與等工作是由調度管理類模塊來承擔;數據采集交換、系統管理以及模型管理等系統是實時監控分析模塊的核心功能;調度計劃類模塊則以穩定限額管理、檢修計劃、模型管理以及運行預測為主,核心的用處就是收集運行成本信息和電網系統的安全性信息。
3.3對智能電網調度監控平臺實行測試
通過測試智能電網的調度監控平臺,可以得到以下一些結論:(1)諸多應用多樣的畫面顯示可以通過智能電網調度監控平臺來實現,現實畫面也可以靈活地進行切換。(2)可以在同一套電網圖形上落實諸多應用的信息顯示以及功能的應用。(3)通過完善的GIS信息技術,可以有效地落實導航器功能。(4)能夠做到在任何工作站運用任何監視器的任何窗口調取任何畫面。通過電網調度監控人員的具體實踐,對智能電網的調度監控平臺進行了如下評判:智能電網的調度監控系統具有相當重要的功能,智能電網調控對穩定與安全方面的標準也能夠達到。除此之外,各個用戶的數據信息也可以通過智能電網的調度監控平臺來有效地進行調整與改動,對于數據處理也可以很好地進行研究。最主要的就是,智能電網的調度監控系統在實際應用時非常得便捷,具有非常好的發展空間。
4結束語
現如今,調度監控技術正在飛速的向前邁進,我國也在大力度地推動智能電網建設的研發腳步。有關的研究人員以及工作人員應該加大關于智能電網技術的研究力度,科學嚴謹地進行分析。如果發現我國智能電網存在缺陷,就要進行改良。強化我國智能電網的調度監控能力非常關鍵,因此一定要對此重視起來。
參考文獻
[1]李方圓,黃小蕾.基于智能電網調度系統的調度監控平臺設計分析[J].科技尚品,2016(10).
[2]杜昊哲.智能電網和調度監控技術的應用發展分析[J].工程技術:文摘版,2017.
[3]黨程,樊晶晶,王瑋.智能電網和調度監控技術的應用發展分析[J].科技風,2016(19):131.
[4]于存水.基于智能電網調度系統的調度監控平臺的設計與實現[D].長春:吉林大學,2013.
1智能化控制技術
所謂的智能化控制技術先需在預設的專家系統的基礎上才能有效運行,而智能電網的自行預測電網狀態并診斷分析都必須控制在專家系統的預設范圍內,再實施適當的方法來預防電能的質量擾動和供電的中斷。它能將電網的有功功率和無功功率進行清晰合理的分配管理。先進的自愈性電網控制技術不但能發出動作信號給控制裝置動作,而且還可以將最佳的解決辦法和處理方案自動傳遞給系統的運行人員知道,從而大幅度提升了電網的可靠性。
2智能化調度技術
智能化調度技術是智能電網中的一個關鍵組成部分,它的主要功能是幫助系統整體提升其管理能力、防御能力、調控能力、市場調配能力、資源優化配置的能力及調度系統駕馭大電網,從而使系統能更加的科學決策、靈敏高效及公正友好。2.5智能化決策支持技術現今時代隨著電網系統的發展,對電力調度人員的要求也越來越高,嚴格限制了其決策時間。智能化決策支持技術可以利用可視化的界面根據動畫技術、動態著色技術及虛擬現實技術和一些其他的數據顯示技術來進行電力系統數據的轉化,將復雜的數據轉化為易懂的信息提供給系統運行人員了解,幫助其認識、分析和處理突發事故,從而縮減了決策時間,提升了決策能力,促進了智能分析型電力調度的發展。
3智能化設備技術
智能電網采用了最新的電力設備來將電力系統的性能提升到最大限度,這主要是最大程度利用了如新型電力電子及分布式能源接入等這樣先進的設備和技術來提高電力的生產效率,增大功率密度電網的輸送容量,增強輸配電系統的性能及增加供電系統的可靠性,另外還找出了電網與負荷特性之間的最佳平衡點將電能質量也提升到最好,從而更有效的提高了新能源的利用率,更加保證了智能電網的安全運行。
3.1電力電子技術
電力電子技術就是利用電力電子器件來控制變化電能的現代科學技術?,F在,許多半導體功率元器件都在朝大容量和高壓化的方向發展,如在電力電子行業中具有高壓變頻功能的電氣傳動技術的SVC,在開關行業中具有同步開斷技術的智能開關,以及具有柔流輸電技術和新型超高壓輸電技術的高壓直流電和具有用戶電力技術的動態電壓恢復器及靜止無功發生器。
3.2分布式能源接入技術
智能電網的中心技術就是具有能智能判斷多種能源統一入網、能分布式管理及能自動適應調節性能的智能化網絡系統,它不僅能夠及時的監測及收集用戶用電信息和電網信息,而且還能夠使用最經濟安全的輸配電方式來向終端用戶輸送電能,達到對電能的優化配置,提高能源的利用率及增強電網運營的可靠性。分布式電源(DER)分為很多種,例如小水電,光伏電源、風力發電、燃料電池及儲能裝置等,它們一般都是配置在中低壓配電網中,主要是利用電壓控制和儀表及使用新的保護方案來實現配電系統的雙向潮流,從而使傳統配電系統的單向潮流得到完全的變換。分布式電源被高級自動化系統完全的集成在電網中配合運行不但減少了輸電網的投資需要,而且還提升了全系統的效率和可靠性,同時也有效的支持了電網的緊急功率和峰荷電力給經濟效益帶來了很大的提升。
二、智能電網在我國的發展狀況(我國智能電網發展現狀)
北京曾在2009年5月份召開過一次關于特高壓輸電技術的國際會議。會議上,國家電網公司正式提出了“堅強智能電網”的發展戰略。2009年8月份,國家電網公司又正式的開啟了關于堅強智能電網的一系列工作:研究與制定標準體系、編制智能化規劃、建設試點工程研究檢測中心和研究一些重大專項。所謂的堅強智能電網就是在特高壓作為網架的主干、其他電網協調發展的堅強網架的基礎上,用通信信息平臺來作為支撐,同時擁有自動化、信息化和互動化的特性,能夠進行發電、變電、配電、輸電、用電和調度的各項動作,并且覆蓋全部的電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。目前南方電網也在進行智能電網的技術研究工作,涵蓋發輸配用等領域,一體化電網運行智能系統的研究試點工作正是其中之一,解決南方電網原有二次系統重復建設,功能單一分散、信息孤島、智能化應用缺乏等問題。中山供電局順應現代電網的發展趨勢,積極開展智能電網的研究工作,選取三鄉區域電網為試點,實踐智能電網的關鍵技術,包括一體化電網運行智能系統,一二次設備在線監測,物聯網等方面。
項目建設分為三個階段,其中第一階段主站方面建設區域OS2主站系統基礎支撐平臺,為主子站間、主站內部不同分區,與不同系統之間的數據交互和服務提供高速實時總線和通用服務總線,初步搭建智能數據中心,智能監視中心、智能控制中心,智能管理中心,綜合采集四遙數據、保信數據、一次設備在線狀態監測數據,進行全景數據建模、檢驗和管理,集成中山地調EMS和保信系統的數據,實現電網的運行監控、設備的狀態評估和壽命預測,變電站方面,對220kv三鄉站、110kv申堂站、平鋪站和神灣站加裝一次在線狀態監測設備,進行二次設備智能化改造,實現綜合數據采集與處理和統一上送,試點源端維護,在三鄉站安裝光伏發電和風光互補路燈;第二階段主站方面在第一期建設的基礎上,繼續完善基礎支撐平臺和四個智能中心,對全景數據建模進行擴展,集成變電站視頻與環境監測系統和配網系統的數據,形成完整的一體化全景模型,建設電力系統運行駕駛艙,為電網運行提供態勢感知、決策支持及智能操控能力,變電站方面,對110kv神灣站、定溪站、谷都站、橋興站加裝一次在線狀態監測設備,進行二次設備智能化改造,實現綜合數據采集與處理和統一上送,增加源端維護高級應用功能,在所有站安裝光伏發電和風光互補路燈;第三階段在中山推廣智能電網建設。
三、結束語
【摘 要】變電站技術發展經過了幾個階段,包括傳統變電站、自動化變電站、數字化變電站至今,變電站技術有了很大的進步和發展,其中技術向智能化方向發展是目前的一個很主要的方向。本文重點介紹變電站的發展歷程,分析智能變電站關鍵技術的研究方向,指出智能變電站建設的重點工作,提出編制智能變電站建設規劃時應考慮的問題。
【關鍵詞】能變電站 關鍵技術 建設規劃
智能電網中的智能變電站是由先進、可靠、節能、環保、集成的設備組合而成,以高速網絡通信平臺為信息傳輸基礎,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能,并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用功能。隨著2009年9月《智能變電站技術導則》通過評審,變電站智能化將成為變電站建設的必然趨勢。
1 變電站發展情況分析
1.1 傳統變電站
1980年之前,集成電路與晶體管成為變電站的主要保護設備,同時,二次設備各部分獨立運行且均以傳統方式布置。通信技術和微處理器的發展,顯著提高了遠動裝置(RTU)的性能,傳統變電站也因此逐漸增加了“遙信”、“遙測”、“遙調”、“遙控”功能。
1.2 變電站綜合自動化
1990年后,微機保護技術被廣泛應用,同時,借助于網絡、計算機、通信等技術的發展,使得變電站綜合自動化得到長足進展。研究人員運用現代電子技術、計算機技術、信息處理技術和通信技術,重新組合并優化設計了變電站的二次設備功能,在此基礎上建成了變電站綜合自動化系統。
1.3 數字化變電站
近年來,IEC61850標準的推廣應用和不斷進步的數字化技術,使得基于IEC 61850的數字化變電站在國內出現。此類變電站不僅具有網絡化的通信平臺和全站信息數字化,同時也具備信息共享標準化、高級應用互動化重要特征。
1.4 智能變電站
智能電網中的智能變電站是由先進、可靠、節能、環保、集成的設備組合而成,它的信息傳輸基礎是高速網絡通信平臺,可以自動完成測量、信息采集、保護、控制、監測、計量等基本功能,同時也具備智能調節、支持電網實時自動控制、協同互動、在線分析決策等高級應用功能。智能變電站由系統層、設備層組成。變電站的站控層由系統層承擔,用于實現設備狀態可視化、信息共享、分析決策、智能告警等高級智能應用。設備層主要由智能組件、智能設備和高壓設備構成,實現IEC 61850中所提及的變電站控制、測量、檢測、保護、計量等間隔層和過程層的功能。
2 變電站智能化發展方向研究分析
目前,變電站一次設備的智能化程度和自動化技術水平尚未達到智能電網的發展要求。未來變電站智能化以關鍵技術為基礎展開其發展目標及發展思路,本文從以下幾方面開展關鍵技術攻關工作。
2.1 斷路器設備數字化測控技術
以數字化變電站為平臺,研究斷路器設備數字化測控技術。基于自檢測功能,并要求斷路器滿足操動機構時間特性來研究與斷路器相關的智能化功能。
2.2 智能變電站設備及其系統的自動重構技術
建立智能裝置模型的自描述規范,應用智能裝置模型描述、分類以及即插即用的關鍵技術,重構智能變電站中設備、系統的模型,在系統升級、改造和擴建時,實現變電站快速化、智能化的系統測試、部署、糾錯和校驗。
2.3 基于自診斷功能的風險評估與數值預報技術
以自診斷功能及相關知識積累為基礎,完成設備可靠性評估、健康狀態評估和安全性評價,同時建立變電站相關設備的智能評估體系,完成變電站設備的安全評估系統研發。
2.4 智能電網故障柔性定位技術
分析研究大批量數據猝發遠程傳輸和廣域同步故障數據提取技術,建立能夠融合多種故障測距方法的綜合性測距算法模型,建立分層分布式柔性的廣域故障定位網絡。
2.5 基于智能電網框架的保護與廣域測量技術
以智能電網廣域測量與保護技術的研究為基礎,研制適合智能電網保護與廣域測量的設備和系統,并投入試運行。
2.6自診斷設備信息數據交互規約技術
以智能設備共享規約和信息管理研究為基礎,實現變電站設備自診斷狀態信息共享功能,提出符合智能設備要求的主設備接口技術規范與自診斷設備傳感器以及自診斷設備信息交互技術規范。
3 智能變電站建設的重點措施
智能電網的基礎環節為智能變電站,本文從變電站技術發展現狀出發,遵循智能電網階段性建設需求和統一的總體目標,同時緊密遵循智能變電站技術路線和建設的實施原則,主要在以下幾方面重點進行研究工作:
(1)對變電運行管理模式進行全新探索。加快建設智能變電站,初步實現變電站設備信息診斷、狀態的監控與電網運行管理的雙向互動。調整運行、調度人員的工作模式,以實現設備的全生命周期管理和完全狀態檢修。
(2)對智能裝備進行研發并對裝備智能化進行改造。通過對電網智能設備的技術水平進行提升,來實現電網靈活優化控制以達到電網功能自動化。
(3)制定智能變電站相關規范標準。制定智能變電站技術體系的架構,制定相應的規范和標準,按照規范、標準對舊變電站的改造和智能變電站建設進行指導,規范智能變電站的設計、建設、驗收、試驗和運行維護。
(4)對智能變電站綜合信息開展研究分析。對變電站各種信息量進行實時采集、分析及傳輸,為系統穩定運行、預防矯正和調度決策提供重要數據參考及依據,最終實現電網的信息化。
4結語
以實現變電站智能化為目標,緊緊圍繞智能變電站建設的技術路線和實施原則,開展裝備智能化改造及智能裝備研發,對智能變電站綜合信息進行分析,尋求全新的變電站運行管理模式,推動國家智能化變電站的技術革新從而推動我國電力事業的發展。采取改造和新建并行發展的方式,對部分樞紐變電站進行改造和建設,推進變電站智能化進程。同時在智能變電站改造過程中,宜首要考慮將數字化變電站升級改造為智能變電站。
參考文獻:
[1]Q/GDW 393-2009,110(66)kV~220kV 智能變電站設計規范.國家電網公司,2010.
[2]田成鳳智能變電站相關技術研究及應用[D].天津大學,2010年.第20-40頁.
[3]徐軍岳.數字化變電站應用研究[D].浙江大學,2010年.第2-100頁.
[4]王云峰.智能化變電站設計.《2011 年亞太智能電網與信息工程學術會議論文集》,2011年.
關鍵詞:智能電網;電力技術;電力系統
1智能電網的概念
1.1智能電網的發展
我國國力日益強盛,經濟建設飛速發展,社會的生產生活離不開電力能源,隨著我國“大眾創新”口號的提出,社會活力被激發,不但使工業企業用電量大幅上升,而且人民生活用電量也得到提高,作為關系民生的電力行業必須進行產業升級才能滿足人民對于電力能源的需求。智能電網的應用可以優化電力資源配置、防止電力系統超負荷運轉造成電力系統的故障問題,同時在保證電力的正常運轉和輸電質量方面也發揮著重要作用,滿足了用戶對電力質量上的所有要求。關于智能電網系統的研究是在國外最先開始的,我國在近幾年也逐漸加強了對智能電網的研究力度,雖然研究起步較晚但是卻取得了豐碩的研究成果,廣泛地應用于電力生產的實踐當中去,取得了良好的效益。從本質上來講,智能電網系統是多種技術綜合應用,其中集合的信息處理技術、監控技術以及通訊技術等使智能電網在電力系統的運轉過程中可以對輸配電過程進行監控,有效控制電流流動方向,并且及時地對信息進行記錄和處理。在電力系統中應用智能電網系統,極大地提高了電力企業的工作效率。此外,智能電網還有利于研究電力供應中發生的問題,對相關問題研究采用行之有效的促進措施,保證整體電力系統的穩定。
1.2智能電網的優勢
智能電網在電力技術以及電力規劃上有著巨大的應用優勢,具體體現在以下幾個方面:第一,在節約能源方面,智能電網系統有著不俗的表現。智能電網使電力系統運轉的幾大關鍵環節有機的結合在一起,智能電網系統中的智能化系統,可以對電力系統運轉過程中的問題進行自我糾正、自我調節,智能電網在操作中采用自動調節和控制方式,節約了大量的人力資源,使以前需要進行大量相應工作的人員解放出來,促進了人力資源的高效利用。在電力供應過程中,智能電網能夠對各個關鍵環節的能源消耗進行把控,降低供電過程中的能源損失,為企業效益的提升做出了貢獻。第二,智能電網系統自身具有良好的抵御風險的能力,這里的風險主要分兩部分:來自網絡中病毒對于軟件的侵害,來自外界物力的侵害。智能電網系統能夠對自身的網絡安全系統進行不斷的更新升級,保證其自身的網絡安全防御系統處于最新版本,使電力系統的運轉在任何情況下都能穩定輸出電力能源。智能電網的自動控制處理系統能夠在其自身部件受到外部損害時,在系統運行上進行診斷,對于不能工作的部件在系統上進行分離,不讓損害部件影響整體系統的高效運轉,保證系統的工作性能。第三,智能電網在運行過程中不僅僅可以減少供電過程中的能源損耗,而且其自身的運行模式也是低能源消耗模式,在電力系統規劃和電力技術上實現了低碳環保的目標,符合國家倡導的可持續發展和建設節約型社會的戰略要求?;谶@些優點,在未來智能電網將會在全世界的范圍內得到更廣泛的應用和發展。
2在電力技術和電力系統規劃中智能電網的應用分析
2.1通信技術
通信技術運用到智能電網中,使得智能電網更加便捷且功能齊全、使用范圍廣泛,不僅能夠有效地對各個電力供應時的節點精準的監控,并且能夠自動將監控內容進行反饋實時記錄。這樣一來,提高了對智能電網的監控和通信等功能,使得智能電網能夠做到既能不斷應用信息功能實時地對電力進行快速反饋相互交換,又能對實時反饋的信息針對性地做出快速調整,找出節點出現的問題進行校正。因此,通信技術的應用不僅提高了智能電網的功能,更使得智能電網的智能化突出明顯。
2.2大容量儲能技術
電力儲存質量的高低是供電企業在電力供應時能否提高供電時輸出效率的重點,也是能否提高供電企業競爭力和經濟效益的關鍵環節。因此,智能電網中加入大容量的電力儲能技術就可以使智能電網電力效率和電力儲存得到大幅度提高,增強一定的工作效率。
2.3專家系統
專家系統目前是一項先進的技術,專家系統擁有對已知信息解決問題、分析結果,還具備對電網目前的狀況進行預判,提示有幾率出現的隱患,預防電網運行中出現安全問題。這樣智能電網就可以對已知情況進行預測和解決,對未知隱患進行提前排查及早預防。專家系統在智能電網中的應用和設計真正地讓智能電網更智能,使得各個功能集于一身,做到真正的智能且功能強大。
2.4固態表計
此項技術的研究目的主要是用于對電力維護和對評估電網設備的狀況進行檢查,與此同時,表計的方式去讀數據更能直觀的感受并防止竊電和減緩電網阻塞等問題,及時與用戶溝通以此來提高安全系數。
2.5超導技術
如大家所了解的,長時間的超高壓輸電的耗損很大,但是通過超導體就能大大降低耗損,如今科技的進步,超導體已經不斷地被發現利用,而我們的智能電網就可以使超導輸電變得更加實用廣泛且節約。如果能夠充分發揮超導體方面的應用技術,那么提高電網的傳輸功率和供電的質量以及電力的生產效率將會有很大突破。
3結語
智能電網從誕生到應用,因其自身的優點使得電力技術和電力系統規劃方面問題得到了有效的解決,智能電網作為國家電力發展的必然趨勢,對其的應用還需進一步地進行研究。我國已經進入全面建設智能電網的階段,促進了我國加速實現“兩個一百年”的偉大目標,同時智能電網的不斷應用也使得電力能源的質量不斷提升,滿足了人民群眾對于電力的需求,促進社會進一步貢獻出來自電力事業的一份力量。
參考文獻
[1]趙國春.電力技術和電力系統規劃中智能電網的應用淺析[J].中國新通信,2016(23):108.
[2]支淑香.試析智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用[J].現代國企研究,2016(20):87.
[3]程樾.淺析智能電網在電力技術及電力系統規劃中的應用[J].中國新技術新產品,2016(15):18-19.
關鍵詞:智能電網;智能調度系統;電力電網
中圖分類號:TM73 文獻標識碼:A
電力電網調度系統對電力系統而言是至關重要的,在電力系統初具雛形時,由于科技落后,電力電網調度系統不是智能的,是由工作人員通過打電話的方法了解各個電力站的運行狀況,如果發現電力站的運行發生異常狀況,就會憑借工作人員的經驗,對發生的異常狀況進行處理?,F如今,科技水平不斷發展,自動化技術也不斷地更新,電力電網的智能調度系統在電力系統中也得到了應用,并取得了一定的成效。與傳統電網系統相比,電力電網的智能調度系統不是孤立存在的,它是一個實時動態的系統,可以有效地進行分析和調控電力系統,當電力站發生故障時,電力電網的智能調度系統可以更加精準和及時地對故障分析和處理,更加快捷方便,可以更全面地了解電力電網的運行狀況。
一、電力電網智能調度系統概述
(一)電網調度系統自動化的現狀和前景
在科學技術不斷發展的今天,電網調度系統已由最初單純獲取電力系統的數據轉換為全面了解電力電網的運行狀況,成為了能量管理系統。雖然我國科學技術水平在不斷的發展,但是技術理論仍然不是很先進,導致電網調度系統的自動化和智能化程度仍然不是很高。因此,如何更好地運用現代科學技術,完善電力電網的智能調度系統,使電力電網的智能調度系統更加高效便捷,實現真正的智能,這將是電力系統的未來趨勢。
(二)電力電網系統智能調度的概念
電力電網系統智能調度就是指調度系統可以對電力系統的電網的每個狀態進行自動獲取,綜合了解其中的變化,協助電力調度員的管理,使電力調度員操作更加便捷精準,便于獲取最好的方案,從而保證電網的安全運作。電力電網系統智能調度系統的功能不單單是基礎的電力系統的穩態分析,在電力系統發生突如其來的故障時還應該具有一定的分析功能,可以及時幫助電力調度員解決故障,并且還應該可以兼容日益發展的運行系統。新型的電力電網系統智能系統比如今使用于電力系統中的調度系統更加復雜,更加龐大。新型的電力電網系統智能系統不單單需要電力系統中各個系統相互獨立,卻有相互統一,各個系統間可以互相幫助,除此之外,還要求新型的電力電網系統智能系統有兼容第三方軟件的能力,該系統的最終構架應該是一種開放式的軟件體系。
二、 人工智能在電網調度系統中的應用
(一)人工智能的概念
人工智能又名機器智能,融合了計算機科學、數理邏輯、控制論、信息論、神經生物學以及語言學等多門學科的知識理論,最終發展而成的一門綜合性學科。人工智能的主要目標就是運用人類的智慧,使計算機系統日益的先進,逐漸使計算機系統表現出人類的一些基本智能行為。科學家進行了大量的科研實驗,實驗結果表明,人工智能技術發展的速度也越來越快,已經廣泛地應用與各行各業,并發揮了顯著的效果。不可否認,人工智能必將是未來的發展趨勢。
(二)人工智能系統方法分類
二十世紀八十年代初,人工智能技術剛剛崛起,不斷地應用于電力系統以及電力系統的相關行業中,主要原因如下:
1電力系統在當時那個年代就已經擁有了很大的規模,數據處理十分的繁瑣,并且系統要求動態實時性,憑借當時的計算機水平根本沒有辦法快速獲取計算結果,嚴重拖累了電力系統的工作效率。
2電力系統的非線性根本沒有辦法憑借當時的計算機水平建立出精確的線性數學模型。
3由于當時科學技術水平不是很發達,大多數人對電力系統不是十分了解最終導致電力系統行業中存在很多模棱兩可的問題。
4由于當時科學技術水平不是很發達,很多電力系統的專家只能根據自己的經驗對電力系統進行分析,根本無法運用精確的數學進行描述。與傳統的計算不同,人工智能算法是以解決知識中所存在的問題的方法為基礎,解決了傳統計算方法的缺點。因此,人工智能應用于實際的電力系統中是十分必要的。
(三)人工智能在電網調度系統中的應用以及方法:
1 專家系統
在二十世紀六十年代,專家系統作為人工智能在電網調度系統中的應用的重要分支開始興起,專家系統顧名思義,這個系統擁有極其接近人類思維模式的智能系統,可以很好地進行分析和推理,就猶如一些擁有豐富經驗和淵博知識的專家,在特定的區域里憑借區域內固有的數據庫對問題進行合理的分析,最終提出適當的問題解決方案。在專家系統應用于電力電網調度系統中,應該包括電網的管理、對電力系統進行綜合的監測作用、對故障進行分析并及時提供解決意見等。
2 人工神經網絡
人工神經網絡顧名思義,就是一種類似于人類大腦的神經網絡,人工神經網絡可以對給與的信息進行適當合理的分析,并且處理,最終演變成數學模型,人工神經網絡的本身就是對自然界某種算法或者函數的逼近,也可能是一種邏輯表達方式。人工智能神經網絡與人類的大腦十分相似,具有一定的自學和聯想能力,可以快速地根據特定的規律推算出大致的結果。人工神經網絡已經廣泛應用于人工電力電網系統的動態控制與診斷、狀態數據估計等很多的相關領域,并取得了一定的成效,而其中的人工神經網絡的預測估計分析技術已經十分的完善。
3 遺傳算法
遺傳算法就是根據達爾文生物種族進化論中遺傳機制和自然選擇學機理的生物進化過程進行模擬最終獲取相應的計算模型,遺傳算法可以通過模擬自然進化過程分析獲取最好的解決方案。具體方法如下:
(1)選取一定數量的候選集。
(2)根據一定的條件,計算出這些候選集的應用范圍。
(3)根據計算所得的應用范圍適來確定符合應用范圍的候選集。
(4)加工處理符合應用范圍的候選集,最終形成新的候選集。
在整個遺傳學算法中,達爾文自然選擇學機理中的“適者生存”一直貫穿始終,遺傳算法憑借自身十分優異的計算和處理功能,已經廣泛地應用于電力電網系統中。
4 Agent技術
Agent技術是一種智能計算實體,在分布式系統中擁有靈活性、主動性、反應性、交互性和自主性。Agent體系結構是一種自主行為實體,單純憑借現今的計算機水平,很難準確對Agent體系結構進行描述,其大略可分為三種類型,是混合式體系結構、反應式體系結構和審慎式體系結構。如今,反應式體系結構是其中主要的研究對象,事件處理系統、方法集合和內部狀態集組成了反應式體系結構。具備良好適應性和開放性的Agent技術作為在新一代調度自動化系統,發展前景不可小視。
對于同類發電機組而言,綜合考量其安全性能、經濟效益和環保指標等要素,可以分別表示出機組的可靠性能R、經濟效益標準E、環境標準D,以及熱電比例H,依次用a表示其權值。那么可以得出:I=a*(R+E+D+H),其中每個權值的和為1。
設定機組工作的經濟程度與出力之間的關系為函數E(P),那么用來指代系統經濟性能的公式可以表示成:E=E(P max)/ P max。
系統的環保性指標可以用單位排放的污染氣體總量來表示;系統的熱電比是將單位出力表示為熱量數值,設定熱電之間轉化的關系函數H(P),那么可以得出:H=H(P max)/ P max。
(四)Agent技術的發展前景
分布式的Agent技術就是將能量管理系統模塊封裝成Agent,使智能電網調度擁有更強的自治性和可移植性,從而在一定程度上解決了智能電網調度的一些問題?,F如今,學者對人工智能技術不斷深入地研究,從而使其更加廣泛地應用于電力系統中,并取得了一定的效果。在科學技術不斷發展的背景下,Agent技術一定會擁有更廣闊的前景。
三、 國內外電力電網智能調度系統的研究現狀
在二十世紀九十年代,Dy-Liacco作為“現代能量控制中心”概念的創始人,十分全面地論述建立了電力電網智能調度系統的文獻,在文中提到想要解決電力系統中存在的一些問題,應該用智能機器調度員替代人工調度員,除此之外,文中還提到要綜合仿真培訓和自動學習等功能,從而使電力電網自動運行。在我國,盧強院士最先提出了“數字電力系統”的概念,主要講訴的是正常情況下電力電網智能調度系統對電力系統的監管的分析的功能等;華北電力大學的楊以涵教授則帶領自己的科研組進行電力系統的研究,基于“數字電力系統”的概念,分析電力系統中電網會出現的故障,以及安全方面等進行了探討,最終形成了建立以分析和解決電網故障的“調度機器人”的思維模式。
結語
綜上所述,電力電網調度系統對電力系統而言是至關重要的,電力電網的智能調度系統是一個實時動態的系統,可以有效地進行分析和調控電力系統,當電力站發生故障時,電力電網的智能調度系統可以更加精準和及時地對故障分析和處理,更加快捷方便,可以更全面地了解電力電網的運行狀況。本文對電力電網智能調度系統做了簡單的介紹,對電力電網智能調度系統的具體應用進行了探討,希望本文可以給相關電力電網工作者甚至是研究者帶來一定的參考作用,使電力電網的智能調度系統更加完善,可以更好地應用于電力系統中。
參考文獻
[1]狄以偉.面向未來智能電網的智能調度研究[D].濟南:山東大學,2010.
[關鍵詞]電網;智能;質量;升級
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0333-01
0 引言
到現在為止,智能電網還沒有統一的概念,從美國、歐洲以及國內的研究來看,其主要意思就是要以現有物理電網為基礎,通過利用現代先進的傳感和測量技術、通訊和信息技術、計算機和網絡技術、控制和設備等技術,以充分滿足用戶對電力的需求、優化資源配置、確保安全供電、適應電力市場發展、兼容分布式發電為目標,建設信息化、數字化、自動化和互動化的電網,實現對用戶可靠、經濟、高效、清潔、互動的電力供應和其它增值服務,其主要特征有自愈、交互、優化、兼容和集成。
1 我國智能電網發展現狀
我國的各區域輸電網之間的聯系較弱,配電網經過幾年的城鄉改造后,自動化水平大有改善,電網基礎設施總體上相對較好,國網公司、南網公司、各高校、企業和科研院所等都進性了大量的智能電網相關的研究和實踐,這為我國堅強智能電網的建設奠定了良好的基礎。
電科院在廣域測量技術、FACTS 技術、數字化變電站、數字化電網、調度自動化、分布式發電及新能源、儲能通信等方面為建設堅強智能電網做出了積極的貢獻、提供了技術支撐。
國家電網公司組織開展的大電網安全關鍵技術研究、數字化電網關鍵技術研究、電力電子關鍵技術、特高壓同步電網安全穩定運行關鍵技術研究等相關研究實踐及“SG186”工程、電力通信建設、用戶用電信息采集系統等都為建設我國智能電網奠定了堅實的基礎。
華東電網公司以智能輸電網相關技術為重點領域,首先開展了“規劃技術體系完善研究、高級調度中心、統一數據平臺和數字化變電站研究”,在我國智能電網建設上率先邁開了一步。我國華東電網WAMAP 系統,充分利用PMU的動態數據,面向調度運行,重點解決電網安全穩定性的在線監視、實時預警和在線輔助優化決策,率先在電網動態監視和控制領域取得了重大突破。PMU 在我國500kV 及以上所有的發電站、220kV部分變電站安裝,廣域測量技術已經大范圍應用。
江蘇大電網安全穩定實時預警及協調防御技術(EACCS)實現了電網精細化調度和智能化控制。華北電網的5E 工程,在可視化和運營管理輔助決策方面,對智能電網進行了有益的探索。初步統計,國網公司系統已有200多座數字化變電站投入運行,在數字化變電站研究和應用領域取得的成果,使在變電站一次設備、變電站通信網絡等方面具備了一定建設智能電網的條件,對智能電網的發展將起到重大推動作用。
我國在電網自動化控制領域走在世界的前列,電力通信基本實現主干通道光纖化、數據傳輸網絡化,我國電網的信息化水平已初步達到建設智能電網的要求。同時,我國用戶側管理、負荷管理控制系統等一系列應用在我國已取得一定成果,在江蘇、上海等部分地區具有相當成熟的應用系統。無論從技術層面還是管理層面都積累了相當多的經驗,但還未達到智能電網對用戶大量參與電網互動的要求。
2 智能電網的建設
2.1 電網網架
智能電網的建設首先應該是堅強基礎網架的建設,堅強的網架是提高供電可靠性的前提,也是堅強智能電網建設的基礎。堅強電網網架,首先要求統一規劃,各電壓等級電網定位明確,在各自功能范圍內發揮作用,實現各級電網協調發展;再者,就是電網合理“分層分區”,主電源直接接入特高壓電網,避免電源過于集中,防止因負荷轉移引起連鎖反應。
2.2 智能發電
以國家能源發展為導向,在系統中接入較大比重的諸如太陽能、風能、大容量儲能裝置等分布式和可再生能源,重點解決分布式和可再生能源的并網規劃、預測、監測、分析、運行、控制等問題,通過積極采用先進、高效的多元發電技術,使得系統運行的靈活性和發電效率大大提高,實現電源發展方式集約化、結構布局科學化、并網接入標準化、運行控制智能化;實現機網信息的雙向交換,提高電網對發電側的控制水平,提高發電裝備綜合使用和能源利用效率,促進節能降耗;強化電源支撐能力,優化機組運行方式,提升機網協調水平,實現可再生能源的有序接入,保障電力系統安全穩定運行,減少對環境和氣候的影響,實現能源的可持續發展。
2.3 調度
調度是智能電網得以正常運行的基礎之一,同時也是電力系統運行和控制自動化程度最高的部分。智能電網調度能夠有效地提高調度人員進行決策分析的能力,提升電網運行的可靠性。
2.4 裝備的智能化
在智能電網中,一次與二次、裝備與電網、裝置與系統更加融合,復合技術應用日益廣泛。智能電網的裝備不僅涵蓋傳統二次系統的測控、保護、安全穩定控制等裝置,還將包括傳統一次系統的智能電器、靜止補償裝置、固態開關、優質低價和高容量的儲能裝置等。
2.5 智能變電站
智能變電站采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備,以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計功量和監測等基本功能,并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。與傳統變電站相比,數字化變電站注重的是信息的標準化和傳輸的網絡化,而傳統變電站主要注重的是信息化的傳輸。
2.6 智能用電
智能用電依托堅強電網和現代化管理理念,利用高級量測、高效控制、高速通信、快速儲能等技術,實現市場響應迅速、計量公正準確、數據采集實時、收費方式多樣、服務高速便捷,構建電網與客戶電力流、信息流、業務流實時互動的新型供用電關系。智能用電的主要特征是技術先進、經濟高效、服務多樣、靈活互動、友好開放。
3 結語
總的來說,在我國經濟迅速發展,電力需求日益增加的今天,智能電網作為一種新型電網,其具有高效、環保、安全、可靠以及互動等優點,智能電網的發展與新能源的利用是其發展的一個新的方向和趨勢,這將極大的改善人們的生活水平與生活質量。
參考文獻
[1] 陳樹勇,宋書芳.智能電網技術綜述[J]電網技術,2009,(4)