對智能電網(wǎng)信息系統體系結構的研究論文
智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的通信技術(shù)、測量傳感技術(shù)、控制技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成，最終構成一種新型電網(wǎng)。由此可見(jiàn)，構建智能電網(wǎng)過(guò)程中，需要最新信息系統的支撐。此外，由于電網(wǎng)將會(huì )受到能源、環(huán)境等方面問(wèn)題的影響，這與我國經(jīng)濟的健康發(fā)展不相符，因此，構建一個(gè)智能電網(wǎng)信息系統是必要的。
1 傳統電網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區別
傳統電網(wǎng)在環(huán)保性能與利用率等方面存在的問(wèn)題較為嚴重。目前，電力系統在運行過(guò)程中對環(huán)境污染較大。因此，為了對這一問(wèn)題進(jìn)行解決，未來(lái)智能電網(wǎng)將得到不斷的改進(jìn)和完善，基于新能源構建的大量分布式發(fā)電點(diǎn)設施合理的引入到電網(wǎng)系統中，電力的供應將多元化�？萍嫉母咚侔l(fā)展，會(huì )使未來(lái)智能電網(wǎng)表現出與許多分布式計算系統相似的特性，將會(huì )使智能電網(wǎng)的研究與計算機網(wǎng)路之間聯(lián)系變得更緊密。目前，傳統電力系統面臨著(zhù)許多問(wèn)題，例如在處于峰值時(shí)，出現“電荒”、在電力系統運行過(guò)程中，如果獲取信息不及時(shí)，將會(huì )導致設備利用率降低。
2 智能電網(wǎng)解決的問(wèn)題
智能電網(wǎng)解決的問(wèn)題體現在以下幾個(gè)方面。
2.1 確保電網(wǎng)穩定、安全、可靠性，提高設備利用率電網(wǎng)系統具有較高的耦合度，如果系統在運行過(guò)程中存在調控不當的情況，單一故障可能會(huì )引起連鎖反應，情況嚴重時(shí)將會(huì )導致大面積設備損壞和停電故障。從而將會(huì )導致不可估量的損失。因此，電網(wǎng)系統對可靠性的要求很高，智能電網(wǎng)的智能調度主要是確保調度的安全性和可靠性。
2.2 發(fā)電與用戶(hù)的良好互動(dòng)
電網(wǎng)的一項主要特征就是用電與發(fā)電兩者的平衡。從終端用戶(hù)角度對問(wèn)題進(jìn)行分析，用戶(hù)通過(guò)智能電力終端能夠獲取到電網(wǎng)在運行過(guò)程中的具體參數，從而適當的調整自身的用電情況。對于電網(wǎng)系統來(lái)說(shuō)，則可以依據用電信息構建準確的負荷模型，使供電效率得到進(jìn)一步提高。傳統電網(wǎng)建設主要基于發(fā)—輸—變—配的單相思維，這種思維方式會(huì )引起大量的冗余，壞造成資源浪費，智能電網(wǎng)則是在較高實(shí)時(shí)性的測量通信系統，在系統運行過(guò)程中，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)控制發(fā)電負荷平衡，適當減少熱備用，使系統的穩定性得到進(jìn)一步提升。
2.3 接入可再生能源
新能源主要指的是光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。在對可再生能源的利用過(guò)程中，需要不斷優(yōu)化發(fā)電配置。同時(shí)，由于新能源具有間歇性和隨機性，因此，在對其進(jìn)行應用過(guò)程中，如果直接將其接入到電網(wǎng)中，可能會(huì )對系統的穩定性造成不良影響。例如，利用風(fēng)力發(fā)電，可能會(huì )因為氣象原因，導致大范圍脫網(wǎng)，致使電力系統的平衡瞬間遭到破壞，從而將會(huì )使系統的穩定性遭受破壞。由此可見(jiàn)，要想確保電網(wǎng)系統的安全性和可靠性，就必須要做好信息的采集、傳輸、處理等。因此，加強對智能電網(wǎng)信息系統的研究具有現實(shí)意義。
3 智能電網(wǎng)信息系統體系結構
3.1 基礎設施
基礎設施主要有以下三點(diǎn)組成：①控制設備，指的是控制電網(wǎng)系統中的頻率、電壓、相位等多項參數�？刂圃O備主要包括遠程終端單元，智能電子設備等。②測量設備，測量設備包括用戶(hù)測量設備，主要指的是智能電表，對其進(jìn)行應用的主要目的是量測用戶(hù)用電的具體情況，實(shí)現用戶(hù)信息與電網(wǎng)信息的良好互動(dòng)，主動(dòng)獲取用電設備的數據，并且能夠實(shí)現斷電、計費等方面的管理工作，可以為節電提供良好的建議。電網(wǎng)維護測量系統主要收集電廠(chǎng)、輸配線(xiàn)路的數據。③通信網(wǎng)絡(luò )，目前我國電網(wǎng)通信并未形成統一的體系架構，在具體應用中主要將信息通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)融入到電網(wǎng)系統建設中，從個(gè)人實(shí)現對電力狀態(tài)和用戶(hù)單元的監測。
3.2 智能網(wǎng)的支撐平臺
傳感測量系統，信息量和信息計算為電網(wǎng)決策奠定了基礎，依據測量系統所得到的結果對數據進(jìn)行監管與收集。因此，在收集用戶(hù)數據時(shí)，主要的表現形式為測量系統收集。對設備之間的通信模式、關(guān)聯(lián)性進(jìn)行整體式描述。
智能電網(wǎng)中進(jìn)行數據的表示與存儲系統，系統必須要具備采集數據和命名兩項功能，數據具有模型標準與聯(lián)動(dòng)性。例如，在不同的協(xié)議下，數據的存儲方案的種類(lèi)也有會(huì )所不同，主要的幾種存儲方式包括：分布式、關(guān)鍵詞句、集中式等。近幾年，隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，云計算平臺這一模式逐漸被人們所掌握，該方式同時(shí)具有可靠、安全、存儲空間大等諸多優(yōu)勢于一身，從目前的發(fā)展情況來(lái)看，該方式在未來(lái)將會(huì )成為電網(wǎng)數據的主要存儲形式。
在分析與決策智能電網(wǎng)系統時(shí)，要對涉及到的大量數據進(jìn)行容量處理，通過(guò)對電網(wǎng)運行情況的動(dòng)態(tài)監控，完成對計費數據的'合理分析。此外，還需要詳細記錄電網(wǎng)在運行期間的存遇到問(wèn)題，并通過(guò)合理的方式對問(wèn)題進(jìn)行分析，避免系統在日后運行過(guò)程中出現相同的問(wèn)題，同時(shí)，還應當通過(guò)合理的方式提高系統的安全性和穩定性，最大程度降低停電事故和用電路故障的發(fā)生幾率。
3.3 智能電網(wǎng)信息系統的應用體系
3.3.1 發(fā)電側的應用
隨著(zhù)人們環(huán)保意識的不斷提高，新能源逐漸被應用到發(fā)電系統中，如水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等。但是，在發(fā)電過(guò)程中如何利用風(fēng)能，因為風(fēng)的時(shí)間和強度都是無(wú)法控制的，這將會(huì )對系統的穩定性造成不良影響，為了解決這一問(wèn)題，在具體處理上可以采用以下方式：①預測風(fēng)場(chǎng)出的風(fēng)力輸出信息，合理的與負載測能源信息結合，實(shí)現發(fā)電的穩定輸出。②實(shí)時(shí)控制電網(wǎng)負荷，平衡風(fēng)力發(fā)電輸出和負載功率兩者之間的關(guān)系，這樣在風(fēng)機輸出降低時(shí)，減少負荷使用，通過(guò)這種處理方式，可以適當縮小存儲設備的規模，降低成本。
3.3.2 電網(wǎng)側應用
電網(wǎng)側應用主要表現在能源管理上，就是在具體操作過(guò)程中需要傳統的不可再生能源與新能源合理的結合在一起，并全要實(shí)現對電力系統的分析、檢查、調度、控制，保證電網(wǎng)側的安全性。
3.3.3 用電側應用
電力部門(mén)對一段時(shí)間內電力系統負荷情況進(jìn)行收集，實(shí)現對用戶(hù)用電行為的預測，從而為電力部門(mén)制定合理的電價(jià)提供準確的依據。例如，電力系統在分級電力系統中的負荷信息后，可依據具體情況采用相應的激勵電價(jià)措施，實(shí)現間接的負荷管理，也可以針對用戶(hù)的用電設備采取直接控制。例如，在電力系統運行過(guò)程中，電力部門(mén)可以直接對電力系統設備進(jìn)行控制，通過(guò)降低功率和控制電壓等方式實(shí)現對用戶(hù)用設備的控制。此外，電力系統運行過(guò)程中，如果可以終段負荷，要計算中斷成本，也就是能計算因停電給客戶(hù)造成的損失，以便制定相應的補償策略，最大程度降低因為停電引起的不滿(mǎn)。
4 結語(yǔ)
智能電網(wǎng)需要具備采集、存儲、分析、處理信息的功能，只有這樣才能適應未來(lái)電力行業(yè)的發(fā)展需求。一個(gè)完善的智能電網(wǎng)需要包括基礎設施、支撐平臺、應用體系三部分，本文也從這三部分對智能電網(wǎng)信息系統體系進(jìn)行了分析，希望對促進(jìn)我國電網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展有所幫助。
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