研究探析智能电网技术探析

论文导读：1可再生能源发电系统的建模可再生能源发电包括风力发电、光伏发电、海洋能发电、生物能发电等形式，其中在电力系统中应用较广的主要有风力发电和光伏发电，特别是在山西省的部分山区农村，具有非常丰富的风力资源以及太阳照射资源，立足于风能、太阳能等可再生资源建立发电系统模型进行电力生产无疑摘自：毕业论文模板{#Get
摘要：农村智能电网建设是国家智能电网的重要组成部分，针对智能电网的建模需求，分析了我国智能电网模型。首先，从电源和信息流等方面分析了智能电网建模新的需求，然后，从可再生能源电源、配电、输电及供电等方面对智能电网模型的建设作出论述。
关键词：智能电网电网模型信息流
1007-9416（2012）09-0195-01
1、引言
智能电网的建设将是今后一段时间国内外电力系统投资和建设的主要目标，农村智能电网的建设对农村及城市的电网有重要的影响，特别是我国很多地区的农村有非常丰富的风力和太阳能等可再生能源，可再生能源在发电模型中的大规模应用对未来智能电网建设提出了新的挑战。
智能电网的仿真计算研究是基于一定的电力系统模型的，电力系统模型对于电力系统的仿真结果影响很大。传统的电力系统模型主要有：同步发电机组模型、电力负荷模型、输配电网络模型等。智能电网具有区别于传统电网的新特性，建立符合智能电网的模型对智能电网的研究有非常重要的意义。本文介绍了智能电网建模相比于传统电力系统建模的新需求和新变化，并对智能电网建模进行了分析。

2、智能电网建模的需求

智能电网在电源、电力负荷和信息流的传输方面均有区别于传统电网之处，智能电网建模必须考虑到的新方面较多。

2.1 可再生能源新电源

在新电源方面，智能电网需要有较大比例的可再生能源电力。这些可再生能源电力的主要特点是：间歇性、随机波动性及不完全可控性，例如用于电力能源的风能和太阳[3]。可再生能源发电方式有两种：一种是大规模集中式，这时建模需要考虑的是一个大规模的互联电网。另一种是小规模分布式，这种情况下，建模需要考虑的是很小容量的微型电网。

2.2 电力系统与用户的交互

传统的电力系统配电网模型仅实现单向功能，即将电力传输给用户，而且用户也仅有电力使用者这一身份。智能电网中，随着新能源的使用，电网能量将更强调系统和用户之间能量与信息的双向交换及传输，信息流需要在电网各部分之间实现交互和共享，用户也可以作为电力提供者。

2.3 自动化

智能电网中，智能调度和智能监测自愈控制是非常重要的两个方面。智能调度系统的概念是：让调度决策支持系统和人类调度员在同样的环境中分别做出决策，再将两者进行比较，如果我们不能判断哪个决策是由“机器人调度员”作出的，哪个是由人类调度员作出的，就可以说实现了“智能型调度”，实现了理想意义下的电网智能调度决策支持系统[4]。智能调度的实现是基于系统对电力信息流的实时监测，目前电网基础数据的管理采用传统技术手段，造成了数据搜集困难，数据无法及时更新导致与现场实际不符，电力各部门所使用的系统信息模型大多按照各自系统的需求而建立，缺少统一的接口规范，数据格式不统一，直接导致了大量数据的重复维护，智能电网模型需要考虑到智能调度中涉及的电力信息流处理和控制问题。
智能电网自愈功能是实现智能电网自动化的保障，与传统电网相比，智能电网网络有如下特点：（1）网络经常需要重构，特别是系统出现故障或者某区域出现电力紧缺等情况，（2）网络中有较多的控制设备。智能电网建模就必须考虑网络结构变化所带来的模型变化。

3、智能电网建模的分析

3.1 可再生能源发电系统的建模

可再生能源发电包括风力发电、光伏发电、海洋能发电、生物能发电等形式，其中在电力系统中应用较广的主要有风力发电和光伏发电，特别是在山西省的部分山区农村，具有非常丰富的风力资源以及太阳照射资源，立足于风能、太阳能等可再生资源建立发电系统模型进行电力生产无疑摘自：毕业论文模板www.7ctime.com
给农村的经济运行及生态保护提供很好的发电模式。可再生资源发电单元模型研究比较清楚，但是，有关可再生能源电厂聚合建模的研究则处于起步阶段，建模方案主要有两种：一种是采用单元等效模型来描述一个电场，对电场网络简化处理，误差较大，另一种是采用详细模型，每个发电单元都采用单元模型描述，但是对于电力系统仿真计算可能产生维数灾。单元等效模型是可再生能源发电系统建模的研究重点。电场中各个发电单元的运行状态不同且有一定的随机波动性，会给电场的模型等效带来影响

3.2 电网信息流模型分析

传统的电网中只考虑通过电网系统经济有效地输送给用户，但是随着未来分布式电源、可再生能源发电系统和新用电模式的发展及应用，现有的电力系统信息模型和集成手段已经无法描述这些新问题，智能电网需要实现电源、配电、输电、用电各环节信息流的交互。
3.

2.1 配电、输电、变电环节的信息流交互模型

变电站是连接输电网与配电网的重要节点，中国变电站随着设备的智能化和全面实现IEC61850标准的建设以及试验，基本实现了变电站内信息的共享，站内各类自动化、监控、量测以及保护实现一体化。当配电网需要取得变电站实时数据时，由模型不一致导致的信息流阻塞会成为信息流交互的阻碍，基于XML的网络本体语言（OWL）是解决不同信息模型互解释问题的有效方法之一。OWL为智能电网在不同标准之间的映射构建了有效通道。
3.

2.2 配电与用电之间的信息交互模型

未来电网的建设中，用户需要了解实时电价情况，根据电价情况可以选择自己的分布式电源供电或者从电网供电，一些新型用电设备的使用也将改革电网配电与用电的模式，而且，目前我国农村及城市使用的电表基本上只有用电量计算的功能，这种用电模式必然影响到配电和用电之间的交互。智能电网必须建设与之相适应的智能用电量测和管理体系，智能电网用电模型应该具有电能多功能计量、动态电价、自动采集等功能，配电与用电之间的实时信息交互可以提升供电部门对市场的把握，提高电网经济运行的能力。IEC61970，IEC61968以及IEC61850已经建立了市场动态电价、用户需求响应的简单模型，但是还远没有达到实用阶段，应该根据我国特点结合国际标准建立有中国特色的配电与用电交互模型。
参考文献
沈沉，黄少伟，陈颖.未来电网的快速建模与仿真方法初探[J].电力系统自动化，2011，35（10）：8-15.
张海瑞论文导读：.智能电网综合评价方法研究.上海：上海交通大学，2012.牛晨光，游晓科，赵震云，等.风电场发电功率短期预测组合模型研究.华北电力大学学报，2012，39（3）：29-34.宋敏.基于Agent技术的电网智能调度决策支持系统模型的研究.成都：西南交通大学，201

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.智能电网综合评价方法研究[D].上海：上海交通大学，2012.
[3] 牛晨光，游晓科，赵震云，等.风电场发电功率短期预测组合模型研究[J].华北电力大学学报，2012，39（3）：29-34.
[4] 宋敏.基于Agent技术的电网智能调度决策支持系统模型的研究[D].成都：西南交通大学，2011.