智能电力系统的正确打开方式

2020-09-03 16:32:27 阅读量 52

摘要:本文旨在浅谈智能电力系统和智能电网之间的关系,以及了解智能电力系统的实质、定义及建设目的等方面内容。

随着通信技术、测量技术、计算机科学与技术和控制理论与技术的发展,以及新的一次与二次设备(如FACTS设备、非线性优化镇定器、分散的无功补偿器、滤波器和PMUS等)在电力系统中的广泛使用,人们对当代和未来电力系统也有了更高要求和期望。国内外学者先后提出了智能电力系统、智能调度控制中心、先进调度自动化系统(AEMS)和智能电网等一系列概念来描述智能电力系统和电网的可能形态。这些概念的提出已有时日,但对于智能电力系统和智能电网之间的关系,它们的实质和定义、建设目的,以及怎样去实现等问题仍不十分清晰。

智能电力系统定义

智能电力系统(Smart power System,英文缩写SPS),是由清华大学电力系统国家重点实验室的卢强教授提出的一个概念。一个具有多指标自趋优运行能力的电力系统,称之为智能电力系统。智能电力系统中具有输、配和供电功能的电网称为相应功能的智能电网。他提出:智能电网(Smart Grid, SG)是智能电力系统(SPS)的一个组成部分。各种电压等级的SG自有其特有的主要内涵。智能电力系统在其实施运行的整个过程中都具有自动趋优的能力。

智能电力系统发挥效益所依托的基本理论为电力混成控制论。针对如电力系统这一类超高维的非线性系统,现有的理论方法和技术皆难以支撑多指标趋优化控制的实现。智能电力系统需要采用基于事件驱动的多指标趋优化控制的理论和方法,以消除不满意状态为控制目的,让电力系统始终运行在足够满意状态下,从而实现系统的多指标自趋优运行。故可认为电力混成控制理论是使建设智能电力系统至少是智能调度目标得以实现的理论基础。

智能电力系统组成

智能电力系统工程实现的基础设施,即数字化变电站、数字化发电厂和数字化线路等。它们一方面为全局共享提供数据来源,另一方面则为协同调控提供手段,是智能电力系统中不可或缺的“上行”和“下达”的构件。智能电力系统的基础通信平台是实现数据全局共享的物理传输平台,数据共享平台是实现数据全局共享的逻辑传输平台,由通用数据访问接口、公用数据模型和数据交换单元构成。其中,通用数据访问接口实现了数据访问方式与应用之间的独立性;公用数据模型实现了数据表示与应用的独立性;数据交换平台实现了数据处理和数据存储位置的独立性,从而达成了数据结构的一致性,形成了数据共享机制,以实现业务的无缝连接。

智能电力系统标准指示体系

智能电力系统运行所建立的标准指标体系用于评估电力系统是否处于多指标趋优运行状态;其中事件分析与处理中的核心技术在于高可信度的状态估计技术和高收敛性的最优潮流技术。另外智能电力系统可视化技术,是机器智能与运行人员智能对接的窗口。

智能电力系统的工程实现亦即智能电力调度自动化系统(smarter EMS,SEMS)。SEMS是世间最早诞生的一个智能电力系统的婴儿。为了不割断历史,这个婴儿还是沿用了他的“祖辈”称谓——EMS。他现在虽然还处于他的孩提时代,但他必将成长为受中国和世界所有电力系统欢迎和乐意接纳的宾客,并最终成为主人。SEMS基于电力混成控制理论,可实现系统的多目标自趋优化运行。

目前学术界和工业界共同关注的一些智能电网相关的定义、内容和新技术,包括分布式能源技术、大储量长寿命储能技术、智能电网与用户互动新技术和配电网运行控制,特别是网络重构(自愈)新技术等。这些新技术的提出和发展丰富了配电网和用户侧的调控手段,提高了电力系统供电可靠性经济性和质量,增强了用户在电力供应中的交互能力,促进智能电力系统的发展。

 


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