电力信息化作业

1、 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 感谢阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 感谢阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！ 感谢阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！信息技术与智能电网1.前沿概述随着时代的发展，信息技术逐渐融入到生活，生产等等的方方面面。信息化已经成为了时代的潮流，电力行业对信息化的依存度更是愈来愈高。电力行业已经于信息技术高度的结合，从而电力的生产，传送，分配等等工作得到的高效的运作。技术密集型的传统电力行业在快速的进行着电力信息化。现代社会国民经济的发展对电力供应的要求原来越

2、高，有效解决电力系统中的各项问题已经成为一个极重要的课题，从而智能电网技术应运而生。智能电网是人类应对能源危机的一种愿望和策略，绿色能源，是第四次工业革命。智能电网是飞速发展的信息技术与新能源变革融合在一起的产物，是信息革命和新能源革命的整合。2.智能电网的概念首先谈谈智能电网的概念：智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、抵御攻击、

3、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网是一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能并能快速响应电力市场和企业业务需求。智能电网具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。智能电网是实现可靠的电力供应的必由之路，但由于智能电网的结构与组件的复杂性，以及电网操作所要求的适时性，信息技术成为智能电网技术的重要支撑保障部分。按照我国著名能源问题专家武建东的描述，将“智能电网”

4、称之为“智能互动电网”或“互动电网”或许更加准确，即“互动电网”是指在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。3.智能电网的发展历史智能电网不是刚刚才兴起的它已经有了几年的发展时间了，它的但是不是偶然是历史的必然。早在2005年，坎贝尔发明了一种技术，利用的是（Swarm群体行为）原理，让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效

5、控制。比如，一台空调运转15分钟，以把室内度维持在24；而另外两台空调可能会在保证室内度的前提下，停运15分钟。这样，在不牺牲每个个体的前提下，整个大楼的节能目标便可以实现。这个技术赋予电器于智能，提高能源的利用效率。2006年欧盟理事会的能源绿皮书欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略（A European Strategy forSustainable，Competitive and SecureEnergy）强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。2006年中期，一家名叫“网点“（GridPoint）的公司最近开始出

6、售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电子产品具有了一部分交互能够，可以看作智能电网中的一个基础设施。 2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，并规划了从20

7、08年至2030年的“三步走”战略，即：在2010年初步建成电网高级调度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。2008年美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）已经成为了全美第一个智能电网城市，每户家庭都安排了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现，可以重新配备电力。2008年9月 Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他

8、们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。2009年1月25日美国白宫最新发布的复苏计划尺度报告宣布：将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表美国行将推动互动电网的整体革命。2月2日独能源问题专家武建东在全面推互动电网革命拉动经济创新转型的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。2009年2月4日，地中海岛国马耳他在周三公布了和IBM达成的协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的

9、用户。这个工程价值高达9100万美元（合7000万欧元），其中包括在电网中建立一个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。IBM将会提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。 2009年2月10日，谷歌表示已开始测试名为谷歌电表PowerMeter的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。2009年2月28日，作为华北公司智能化电网建设的一部分华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在通过专家组的验收。这套系

10、统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。此外，该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台，能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。美国谷歌2009年3月3日向美国议会进言，要求在建设“智能电网（Smart Grid）”时采用非垄断性标准。智能电网的绩效目标与性能特征智能电网的绩效目标可以分为3 类, 即电网性能目标、经济目标和社会目标。( 1)电网性能。a.可靠性电网应具备向用户不间断供电的能力, 这种能力由电网容量充裕度和网络运

11、行安全性达标2 个部分组成。b.抗攻击在电网设备或计算机系统遭到攻击时, 电网可以有效地抵御, 避免发生大停电或重大损失; 抗攻击性还包括提高电网抵御自然灾害的能力。c.改善电能质量电网除了需要具备事故应对能力外, 还应当保证系统的电能质量满足要求。 ( 2)经济目标。a.经济性在满足电网安全可靠性要求的前提下, 电网运行应当符合经济优化原则, 进行合理的定价和资源分配, 实现市场的长期均衡和短期均衡。b.生产效率电网的生产应当遵循效率原则, 尽可能实现各种资源充分利用, 降低资产替换成本和网络损耗, 增加资产使用容量, 进行有效的成本控制。 ( 3)社会目标。用户满意度电网能够及时准确地发布

12、更多的公共信息, 提供多种选择, 方便用户的自我管理; 在发生紧急事件时提前通知用户, 使其能够有效应对; 通过提高系统的可靠性, 减少用户的停电损失。b.保护环境电网通过支持或实施对发、输、配、用等环节的技术和体制改造,减少电力生产过程中的温室气体排放和污染, 从而在气候变化控制方面做出贡献。c. 保障人身安全电网应尽量避免对作业人员人身伤害, 不对公众健康形成影响。d.其他目标电网还有其他一些绩效目标要求。如随着经济的发展, 电网应能满足快速增长的负荷需求; 改变传统的集中发电模式, 适应分布式能源的发展要求。智能电网的性能特征界定了它异于其他形式电网建设方案的关键点, 也是实现上述绩效目

13、标的内在要求。( 1)自愈稳定可靠。自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能, 指无需或仅需少量人为干预, 实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行, 最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续的评估自测, 智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。 ( 2)安全抵御攻击。无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击, 智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害; 一旦发生中断, 也能很快恢复运行。 ( 3)兼容发电资源。传统电力网络主要是面向远端集中式发电的, 通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术( 尤其是分布式发电

14、资源) , 电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电, 甚至是储能装置。 ( 4)交互电力用户。电网运行中与用户设备和行为进行交互, 将其视为电力系统的完整组成部分之一, 可以促使电力用户发挥积极作用, 实现电力运行和环境保护等多方面的收益。 ( 5)协调电力市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接; 有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平; 电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。 ( 6)高效资产优化。引入最先进的IT和监控技术优化设备和资源的使用效益, 可以提高单个资产的利用效率, 从整体上实现网络运行和扩容的优化, 降 低它的运行维护成本

15、和投资。 ( 7)优质电能质量。在数字化、高科技占主导的经济模式下, 电力用户的电能质量能够得到有效保障, 实现电能质量的差别定价。 ( 8)集成信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理( EMS) 、配电管理(DMS) 、市场运营(MOS) 、ERP 等和其他各类信息系统之间的综合集成, 并实现在此基础上的业务集成。智能电网的的发展中国数字化电网建设涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节，包括信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电、变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。实际上，目前中国数字化电网建设可以算是智能电网的雏形。参数量测技术是

16、智能电网基本的组成部分。先进的参数量 测技术获得数据并将其转换成信息，以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性， 进行表计读取、 消除电费估计及防止窃电、缓减电网阻塞及与用户的沟通。 未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户正在实施的费率政策。更高级的功能还有用户自行根据费率政策，编制时间表，自动控制用户内部的电力使用策略。 对于电力公司来说，参数量测技术给电力系

17、统运行人员和 规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、 电能质量、相位关系（WAMS）、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。软件系统将收集、存储、分析和处理这些数据，为电力公司的其他业务所用。 未来的数字保护将嵌入计算机代理程序，极大地提高可靠性。计算机代理程序是个自治和交互的自适应软件模块。在集成的分布式的保护系统中，保护元件能够自适应地相互通信，这样的灵活性和自适应能力极大地提高了可靠性，因为即使部分系统出现了故障，其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。 建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电

18、网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现。因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统支持，因此，建立这样的通信系统是构建智能电网的第一步。通信系统和电网一样深入到干家万户，共同形成2个紧密联系的 网络通信网络，实现智能电网的目标和主要特征。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为动态的、实时信息和电力交换互动的大型基础设施。通信系统建成后，可以提高电网的供电可靠性和资产利用率，抵御电网受到的攻击，提高电网价值。 通过智能电网客户服务实现电网与客户之间实时交互响应，增强电网综合服务能力，满足互动营销需求，提升服务水平。智能电网中的信息管理系统主要包括采集与处理

19、、分析、集成、显示、信息安全等5个功能：信息采集与处理。包括详 尽的实时数据采集系统、 分布式的数据采集和处理服务、智能电子设备（IntelligentElectronicDevice，IED）资源的动态共享、大容量高速存取、冗余备用、精确数据对时等；信息分析。对经过采集、处理和集成后的信息进行业务分析，是开展电网相关业务的重要辅助工具。纵向包括“发电一输电一配电一需求侧”4级产业链业务分析和“国家一大区一省级一地县”4级电网信息分析。横向包括发电计划、停电管理、资产管理、维护管 理、 生产优化、风险管理、市场运作、负荷管理、客户关系管理、财务管理、人力资源管理等业务模块分析；信息集成。智能电网的信息系统在纵向上实现产业链信息集成和电网信息集成，横向上实现各级电网企业内部业务的信息集成；信息显示。为各类型用户提供个性化的可视化界面，合理运用平面显示、三维动画、语音识别、触摸屏、地理信息系统（GIS）等视频和音频技术；信息安全。智能电网必须明确各利益主体的保密程 度和权限，保护其资料和经济利益。因此， 必须研发大系统下的网络生存、主动实时防护、安全存储、网络病毒防范、恶意攻击防范、网络信任体系与新的密码等技术。智能调度是智能电网建设中的重要环节，智能电网调度技术支持系统是智能调度研究与建设的核心，赋予全面提升调度系统驾驭大电网和进行资