刍议智能电网自动化研究进展
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作者: 刘渊媛
[摘 要]智能电网概念受到国际社会的普遍关注，智能电网的实施将为电力行业带来极深刻的变革，文章先阐述智能电网概念，并电力自动化技术在智能电网中的应用，进而论述智能电网研究进展，并讲解智能电网调度自动化的发展趋势，希望文章能为相关人员带来一些帮助。
[关键词]智能电网 电网自动化
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0383-01
前言：随着人们对用电量的进一步加大，社会迫切需要采用更加具有安全性和智能型的电网系统，智能电网已逐渐成为社会发展的必然需求，智能电网是建立在高速集成的双向通信网
络上，也称为电网的智能化。智能电网将能源的利用水平提高到一个新的台阶，降低污染，提高投资和收益比例，目前我国正在大力研究智能电网的使用。
一、智能电网概念
智能电网是经济和科技发展的必然。近年来，美、欧等不少国家都相继开展了智能电网的有关研究。到目前为止还都处于初级阶段。美国电力科学研究院（EPRI）提出“IntelliGrid”概念。而美国能源部则提出了“GfidWise”。虽然二者称谓不同，但内涵和目标基本一致。在欧洲，则采用了“Smart Grid”。尽管智能电网在国际上还没有统一的定义，但是总体来说，是使用健全的双路通信、高级的传感器和分布式计算机的电力传输和分配网络，其目的是改善电力的传送和使用的效率、可靠性和安全性。
二、电力自动化技术在智能电网中的应用
目前我国应用到电网中的自动化技术近些年来发展很快，主要包括光纤通信技术、主动数据库技术、光互联技术智能传感和控制技术。光纤通讯技术是电力系统实现自动传输功能的基础，通常情况下自动传输系统由运动装置以及运动通道构成，其中运动通道又包括了很多如微波等的形式，具有双向、实时以及高速等的特点，实现监视和控制电网损耗等功能。目前在电力系统中应用最为广泛的自动化技术主要是主动数据库技术，其利用系统的监视功能来支持对象标准，使得传输时间大大缩短，能够有效的连接控制系统、传感器以及计算机等的控制系统，从而形成一个整体的自动控制系统。自动化电力调度软件技术能够使得电网更加安全和可靠，但是到目前为止还没有形成统一的标准。光互联技术主要用在自动控制系统中，有效地达到提升电力系统的集成度的目的。智能传感和控制技术具有非常高的灵敏度，通过通信系统实现数据传输能够起到预防作用。另外电网调度自动化综合监控系统也得到了很大空间的使用，实现了自动化机房智能在线和系统运行状态监控的目的。自动化技术在智能电网的应用中一般先实现电网自动化技术监视的目的，进而实现电网的经济调度技术和电力设备的预警技术，最后实现整个电网的自动控制。
三、智能电网自动化研究进展
虽然中国还没有从国家层面制定智能电网的发展战略，但在很多方面的研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。尤其在智能电网调度自动化方面主要是建设数字化变电站和提升调度自动化主站系统。
目前数字化变电站主要基于先进的变电站网络通信、非常规互感器、智能终端系统和系统协议IEC61850标准，和以前使用的标准不同之处在于对象模型，它以服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型和数据对象模型建立了装置和变电站的数据模型。IEC61850定义了统一的XML配置语言用于描述这些数据模型。这些工作使得装置和变电站的数据变得透明化，使得数据变得确定化，满足数据读取和互操作的要求。采用面向对象的数据自描述方法定义各类数据对象类型DOType、DAType；多种类型的数据对象组成逻辑节点类型（LNTyl）e）；多种类型的逻辑节点组成逻辑设备，最后形成装置模板；通过多个装置实例、一次设备实例形成变电站数据；定义了完整地描述这些数据对象的语言代码和方法；定义了完整地描述面向对象的数据服务的方法。与传统的变电站相比，数字化变电站具有的特点是采用新型互感器，通过过程总线实现测量信息的全面共享；间隔层，甚至站控层自动化功能突破智能装置的“边界”，实现自由分布和应用集成；取消传统的“硬接线”，自动化功能之间的逻辑配合关系建立在信息交换的基础上；变电站作为电力自动化系统的信息源和控制终端，通过信息传输为控制中心系统提供更加完整和丰富的信息，例如一次设备监测信息、二次设备监测信息、电网运行状态信息、电网故障信息、计量信息等；变电站自动化系统成为整体电力自动化系统的有机组成部分。通过变电站信息传输可以实现如区域无功优化策略、区域防误策略、区域备自投策略、电网故障分析系统等控制中心功能。
调度自动化主站也将随着技术的进步得到进一步提升，目前主要是采用先进的IEC 61970标准，给系统带来新的变化。使得系统可以是不同厂商开发的EMS应用的集成和独立开发的完整EMS系统之间的集成，也可以是EMS系统与有关电力系统运行的其他系统之间的集成，例如发电或配电管理系统。IEC 61970使EMS的应用软件组件化和开放化。能即插即用和互联互通，使系统集成和信息共享更加容易。对电力系统中的三个最主要的涉众――最终用户、开发商和行业管理者――都具有重要的意义。这种变化使得系统的开发和应用得到了极大的自由空间，和以往相比可以更加开放地融合其他商家的产品。使得接口和模型更加通用，为以后的系统之间交互提供了很大的自由度。信息流间的壁垒减弱了，信息孤岛将被消除，系统之间可以共享资源，为系统智能化提供了大量可互通的模型结构。
四、未来智能调度自动化发展
未来的智能调度自动化系统将是一个庞大的智能化系统，系统将基于高级测量体系AMI将负荷数据和系统联系起来，高级测量体系包括智能电表，通信网络，用户室内外网等。系统将包括基于三维的GIS地理信息子系统，高级智能配网子系统，高级智能输电运行子系统，以及智能机器人巡视子系统等。由于所有的区域性智能调度自动化系统数据能互相传输，互相兼容.所以互动性非常强，消除了信息孤岛。强大的系统间冗余和组合能力使得数据能在全局范围内得到整合。可以从各个区域性系统数据库中调用所需要的电网数据，并形成全局性的电网拓扑能以及为人工智能提供完整统一的电网模型。这样的智能系统结构扁平、多层分布、功能可组及布置灵活。构建信息交互与共享的层次架构，避免元谓的、甚至是有害的海量信息操作。同时，新型的智能化信息交互平台将是坚固的、灵活的、抗攻击的、自防御的。智能化调度自动化系统将发电，输电、配电和用户信息统一到完整的平台上，并实现电网的双向互动供电。从用户端来说，个性化、需求化、灵活的电能需求将可以得到实现；自有、富余、投资性电能可以用于电网补充、调配和应急。从电网侧而言，可以实时掌握电能需求、即时掌控负荷分配、预估系统安全稳定、有效调配电能资源、合理引导用户节电、快速应对突发风险、切实提高投资效益。而且，双向交互式的信息沟通，将会大大提高真实、有效信息的传递，提升智能电网的反应速度和效能；还可以拉近与用户的距离，体验用户需求，铸就良好企业形象，切实履行企业社会责任；促进用户主动关注和参与电网稳定运行，培养用户主动节能。
五、结语
智能电网的研究和建设是一项高度复杂的系统工程，我国智能电网的研究和建设必须从中国的国情出发，充分利用先进的IT技术和智能化科技，以及最先进的通信技术，将自动化系统的数据在模型结构上统一、兼容，实现系统间的双向互动，既能分散运行，又能自由组合，在安全性、保密性的基础上实现数据在系统群中的自由定位，使得智能电网能实现信息交互、需求交互，使得社会效益最大化。
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