智能电网的发展历程及关键技术综述

发布时间:2019-09-10

智能电网的概念


智能电网这个概念,其实很早就提出来了。2009年5月,国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上就提出了名为“坚强智能电网”的发展规划。

智能电网的定义;以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

电网包含变电、输电、配电三个环节。电能从发电厂制造出来,通过变电升压,进入高压输电线路,再经过变电降压,配电给各个用户。其中高压输电的部分又称为主网,低压配电的部分又称为配(电)网。

智能电网的关键内容

智能发电

智能发电主要涉及常规能源、清洁能源和大容量储能应用等技术领域。在常规能源方面,主要开展常规电源网厂协调关键技术(参数实测、常规机组快速调节技术以及常规电源调峰技术等)研究及应用;研制大型能源基地机组群接入电网的协调控制系统及设备,水电、火电、核电机组优化控制系统,机组和设备状态监测与故障诊断系统等。

在清洁能源方面,主要开展风电场、光伏电站的建模、系统仿真、功率预测和并网运行控制等先进技术的研发及推广应用;研制大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统、可再生能源发电站综合控制及可靠性评估系统、可再生能源功率预测系统、风光储互补发电及接入系统等。

在储能应用方面,需要研制大容量储能设备。结合各种储能技术的特点,在抽水蓄能电站的智能调度运行控制系统、化学电池储能装置(如钠硫电池、液流电池、锂离子电池)等方面实现突破。

2)智能输电

准确掌握所有线路的运行情况并进行实时监控,降低维护成本,缩短维护周期,从而大幅度减少由于输电线路故障造成的损失,确保电网安全稳定运行。

3)智能变电

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备(一次设备+智能组件),以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

4)智能配电

国内配电自动化系统的三种类型:

配电自动化系统(DA)以馈线自动化(FA)为主的实时应用系统。国内第一轮配电自动化绝大多数试点项目都属于这类系统。

调/配一体化系统:将调度自动化和配电自动化合为一体的实时应用系统。最近几年各级供电企业的配电调度得到较多的应用,有较好的实用性。

配电管理系统(DMS):实时应用和管理应用相结合,面向供电企业所辖的整个配电网的自动化及管理系统。工业发达国家的配电自动化项目基本属于这类系统。国内大中型供电企业已开始应用。

5)智能用电

目前主要是电动汽车充放电设备和智能小区。

6)智能调度

目前大的电网调度中心都配置十余套各自独立的自动化业务系统,如能量管理系统(EMS)、水调自动化系统、电能量计量系统、调度计划系统、广域相量测量系统(WAMS)等,却以支持横向集成和纵向贯通,难以支持多级电网的协调控制和优化调度,难以满足纵深安全防护和等级保护的要求。因此,迫切需要结合最新IT技术,研发新一代的智能电网调度控制系统。

7)智能通信

没有集中处理的电网实时数据就谈不了电力网络和IT的结合,也就谈不上智能。这其中的关键就是用可靠、安全的通信手段,将分布的实时数据传输并集中分析、处理。

智能电网从电力传输的过程来说分为发电、输电、变电、配电、售电和调度等环节,每一个环节对数据传输的要求非常不一样。电力通信网的建设不但要满足主网的业务需求,同时需要满足配网业务的需求。具有通信需求的站点不仅仅是调度中心、变电站、电厂,还包括新能源发电站、分布式电源、微网、用户电表等,将对现有电力通信网络体系产生较大的不同需求。另外,集中式数据中心的建设为集中分析与管理提供基础,同时也对通信需求提出了更高要求。

我国目前信息化水平已初步达到建设智能电网的要求。电力通信基本实现主干通道光纤化、数据传输网络化。

[if !supportLists]二、[endif]企业文化对企业的影响

一个良好的企业文化是成功企业的奠基石,是成功企业的标配。在现在知识经济时代,企业之间的竞争已经不止局限于盈利规模的竞争了,更多的是企业文化的竞争。企业文化对企业的声望影响力越来越大,已成为企业竞争力的基石和企业兴衰的关键点。正确认识企业文化,了解企业文化的特征和作用,分析企业文化对企业形象的影响,不断提升企业文化,让企业可持续发展。

企业文化的,是一个组织由价值观、信念、仪式、符号、处事方式等组成的其特有的文化形象,简单而言,就是企业在日常运行中所表现出的各方各面。

先进的企业文化具有以下六大作用:

1. 企业文化具有导向作用

企业文化发展是有方向性的,其既要遵循企业战略发展的方向,又要承袭企业发展的“成功因子”,需要兼顾短期利益和长期规划,优秀的企业文化建设离不开“发展方向”的指引。

2. 企业文化具有凝聚作用

先进的企业文化能把企业职工凝聚在一起。拥有先进企业文化的企业,会向职工们提供一种共同的、先进的价值观。这种价值观能把企业职工凝聚在一起,形成一股强大的台合力,使广大职工同心同德地为企业的发展贡献力量。

3. 企业文化具有约束作用

企业文化能使企业职工正确地支配和控制自己的行为。先进的企业文化能够提供思想指导、价值观念、行为准则、文化知识等,告诉企业职工什么样的行为是正确的,什么样的行为是不正当的,什么地方是不能涉足的禁区等。能够帮助企业职工知晓曲直,在实践中及时调整自己的行为。

4. 企业文化具有促进作用

企业文化能使企业职工的思想观念和精神境界得到不断净化和促进。先进企业文化的精髓是先进的思想观念、道德准则和进取精神,以此熏陶、教育企业职工,有助于帮助他们摈弃错误的思想观点、陈旧的价值观念,使他们的思想观念、精神境界得到净化和促进。

5.企业文化具有激励作用

企业文化能够激励企业职工为实现企业目标而努力奋斗。能使企业职工获得自我发展,实现自我创造。积极宣导企业文化理念,确保员工充分理解,使其与企业文化倡导理念、奉行法则等保持一致。

6.企业文化具有辐射作用

企业文化是一项传播工程,需要做好关键理念宣导、典型塑造和示范带动的工作。在企业内部,先进的企业文化也会告知每一名职工、每一个团队,只有企业发展了,企业内的每一名成员才能得到更多的利益,相互配合,相互支持,为实现企业的发展目标而携手奋进。

企业文化,是成功企业的标配,是企业发展的不朽之柱。拥有着良好的企业文化,团结一心的员工,口碑载倒的产品,完善人性的制度,这样的企业一定会百尺竿头更进一步,成为一家百年常青的“金字招牌”。

[if !supportLists]三、[endif]企业安全生产注意事项有哪些

企业的安全生产 ,必须牢固树立“安全生产无小事”的思想意识,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则,对生产系统要认真、详细的排查各种安全隐患,把事故消除在萌芽状态,从而保证生产系统的安全稳定运行。

安全生产关系到员工生命财产安全和企业的生存发展,充分认识并做好安全生产工作是至关重要的,要把这项工作放在首要突出的位置,认真抓好、落实好,坚持“以人为本”,把人的生命放在第一位。首先,要建立健全安全生产责任制,从上到下,层层签订安全生产责任书,形成纵向到底、横向到边的安全管理体系,层层分解安全生产责任制,任一单位出现安全问题,要追究单位负责人和安全负责人的相关责任,把安全责任真正落实到位,落实的实处。

 安全生产的不安全因素包括人的不安全行为、物的不安全状态和管理上的缺陷三个方面,这三个不安全因素,是企业安全生产的关键内容,必须得到有效的防范和控制,才能保证安全生产。

首先,人的不安全行为方面,主要是指“违章指挥”、“违章作业”、“违反劳动纪律”的“三违”行为,通过对员工的三级安全教育,并经过安全、设备、技术、计量等专业科室综合考评合格方可上岗,制定全年的安全教育培训计划,每月开展班组安全活动,通过管理人员授课、观看安全视频教育片、现场演练等形式展开培训,增强员工的安全意识和基本素质,让员工掌握安全生产知识和技术,把安全融入到日常的工作中去,做到不伤害自己、不伤害别人、不被别人伤害,并及时发现并消除安全隐患。

其次,物的运行存在不安全状态。对设备的安全运行,要定期进行计划检修,发现异常情况及时抢修,以消除存在的不安全因素。

第三,管理工作上存在的缺陷。认真总结经验,及时反馈安全生产上存在的问题,找出生产系统中的薄弱环节,并突出重点内容、重点工作和重点应解决的事项,提高安全管理的工作质量,严格落实规章制度,严格责任追究,从而弥补管理上存在的缺陷。

[if !supportLists]四、[endif]企业如何实现精益管理

首先,企业管理者们常到现场去观察和了解问题。仅仅是在会议室听报告、在电脑前看数据是很难了解到实际问题。所以,精益领导要从接订单、产品开发、采购材料、生产制造、交付给顾客,直到最后收回货款,跟踪每个环节中存在的问题并提供必要的支持,协助解决。丰田汽车公司的董事长张富士夫先生在担任北美丰田汽车公司总裁时,每天早上都要到现场观察半小时,不带任何随从,也没有既定的目的地,只是到现场去观察不同单位的作业。试想,公司的一把手能够勤跑基层,他的管理层一定也会跟进。生产线上的员工如果知道最高管理层关注他们的工作,也必然会加倍努力,以不负公司期望。

其次,鼓励企业管理者将问题暴露出来,这样才能防止问题由小变大。很多人总觉得有问题表明没有做好。其实没有问题才是最大的问题。如果不知道问题所在,如何奢谈解决?因此领导层要多鼓励员工提出问题并协助他们解决。另外还要善于向员工提出问题。并引发员工的思考,以寻求更好的解决方法;另一方面通过问问题给员工带来挑战,要求他们不要满于现状,取得更多的进步。

第三,要尊重第一线的操作员,他们是企业里直接能为顾客提供价值的员工,虽然学历不一定很高,但每天在生产线上工作八小时,累积了丰富的经验。他们知道生产线上可能发生的问题,并且协助寻找最好的解决方法。


第四,要从工厂的最终端,也就是包装发货区开始看。这是距离客户最近的一环,在那里你可以发现发货区是否按顾客的需求准时发货?物料搬运员知不知道今天要出什么货?这些货是否按照出货的时间排列整齐等着装车?还是要等卡车来了,才开始去找货在哪里?如果是这样,就会耽搁很多时间。

第五,从发货区往回走,沿途注意机器、物料、半成品或者成品是否都放在该放的位置上,每个工位及其四周环境以及走道是否整齐清洁,这就是5S。其重点除了要求场地整洁外,还要赋予员工对管理周围环境的责任,这也是对操作员的尊重。

第六,注意观察工厂里有没有设置可视化的信息板,让员工了解当天的生产计划是什么、每个小时的进展情况如何、那些原因造成了指标未完成等,这些是班组长应该掌握和填写的信息。有了这样的信息板,每个工位都能清楚地了解当天的职责,管理层也容易一眼看明白生产线遇到的问题,从而立即着手解决。

第七,要注意观察生产线上不能为客户增加价值的浪费,包括不良品、返修、等待、不必要的搬运、操作员不必要的走动以及反复检验等。常常去工厂观察就会领悟出一些诀窍。一旦学会了观察,对精益执行力的评分也就水到渠成了。

[if !supportLists]五、[endif]虚拟电厂——分布式能源参与智能电网的新契机

虚拟电厂是实现智能配电网的重要技术之一。它是指通过分布式能源管理系统将配电网中分散安装的清洁能源、可控负荷和储能系统合并作为一个特别的电厂参与电网运行,从而很好地协调智能电网与分布式能源之间的矛盾,充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。

虚拟电厂的概念

在虚拟电厂中,分散安装在配电网中的清洁电源、受控负荷和储能系统合并作为一个特别的电厂参与电网运行,每一部分均与能量管理系统(EMS)相连,控制中心通过智能电网的双向信息传送,利用EMS系统进行统一调度协调机端潮流、受端负荷以及储能系统,从而达到降低发电损耗、减少温室气体排放、优化资源利用、降低电网峰值负荷和提高供电可靠性的目的。

虚拟电厂作为一个灵活整合各类分布式电源的方案,它不仅可以整合各种具有不同发电方式的分布式能源,并且可以结合各类分布式电源的功能特性,综合空间的条件来合理将一系列分布式电源组合成一个整体。可以用常规发电站所使用的统计数据来衡量虚拟电厂的效用,比如:预计产量、电压调节能力、电能储备能力、电能上升率等。此外,虚拟电厂也满足了一些可控的需求,比如需求价格弹性、负荷恢复模式,这些参数也可作为衡量虚拟电厂作用的参数。

虚拟电厂概念的提出,使得分布式能源大范围投入电网运行成为可能,也可以为传输系统的管理提供服务。

虚拟电厂的控制方式

根据控制结构以及相关信息指示方式不同,可以分成以下三种不同的基本分类。

(1)集中控制的虚拟电厂(2)分散控制的虚拟电厂(3)完全分散控制的虚拟电厂

虚拟电厂的优化调度问题

(1)内部调度,虚拟电厂对自身内部多个电源的容量配置或出力进行优化调度;

(2)外部调度,由电网将虚拟电厂当成一个整体进行优化调度。

虚拟电厂投入运行所需技术

驱使人们研究智能电网以及虚拟电厂的主要原因不是制造电力本身的成本,而是保证合格电力所需要的成本。虚拟电厂技术可以提高智能电网各方面的优点,包括兼容性、优化电能质量、互动性以及集成系统资源等。如今,通信以及计算机技术的长足发展使得虚拟电厂内部各部分的实时通信成为可能。但是,为了在实际市场的运行中发挥虚拟电厂兼容、互动和自愈等优势,还有一系列的关键技术问题需要解决。

(1)数字化的量测体系

a.高级智能仪表b.供用电服务c.用户室内网(HAN)d.远程接通或断开

(2)广域测量系统

目前的广域测量系统(WAMS)的电源管理单位(PMU)装置以GPS为采样基准的,它能实现全网同步采集机组和线路的电压、电流以及重要的开关保护信号;并且能够计算出相应的电压和电流相量、频率和频率变化率、机组和线路功率、发电机内电势(功角)以及根据机组键相信号实测机组功角;同时还能提供扰动触发的暂态记录。

(3)先进的监控软件和辅助决策体系

智能电网在运行时,需要实施监控网内所有节点、线路和设备上的所有数据,这是传统的监控软件和决策系统无法完成的任务。虚拟电厂需要依靠最先进的计算机优化算法来实现采集、组织、分类和处理智能电网中的海量信息,并基于数据和分析为运行人员提供辅助决策。

虚拟电厂未来发展

美国的一份报告指出,储能使得虚拟电厂在未来几年将“侵入能源市场”。报告认为,一个功能全面的能量云的前提是虚拟电厂,虚拟电厂的增长将使能源云成为一种交易平台,参与者能够在其中相互购买和出售来自多个电源点的能源,基于虚拟电厂的能源云使得能源交易双向互动,而不是传统意义上的能源单向流动。

随着国家对清洁能源和新兴技术的发展的大力推动,虚拟电厂将成为智能电网和全球能源互联网建设中重要的能源聚合形式,具有广阔的发展空间。


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