智能电网经济性分析

智能电网经济性分析（精选十篇）

智能电网经济性分析 篇1

一、智能电网的投资经济性分析

智能电网作为新兴产业, 其投资建设将依赖于多项基础技术的发展、推广和应用, 如应配备先进的电力设备以及量测与通信设备, 引进多种技术, 以及信息管理系统, 以构成智能电网的特有的灵活坚强的拓扑结构和基本市场运营功能。可见, 智能电网投资属于资产密集性投资, 投资成本较高。

智能电网的建设使得电力系统能够开放性地兼容各种类型设备, 如特高压、柔性交流输电系统 (FACTS) 、传统能源、清洁能源和储能装置等一次设备, 以及测量、控制和通信装置等二次设备, 实现电源的互联和“即插即用”, 从而减少了变电站的投资、电网的建设投资以及电网设备的安装调试等基本投资。

智能电网是经济和技术发展的必然结果, 其潜在的环境和经济优势不容忽视, 预期效益可观。

二、智能电网的可靠性效益分析

现有电网的发电、输电、配电、用电的模式是一个树形的结构, 各个层次的电网各自独立运行, 配电网的电压故障不是很容易影响到输电网;未来的智能电网由于支持大量的分布式能源的接入, 因此发、输、配电混合在了一起, 使整个电网的网络结构产生了巨大的变化, 对电网的可靠性也产生了巨大的影响。在智能电网中, 由于发电设备来源很多, 输电线路也互相连接, 最后形成了一个网状的供电网络。

针对电网的新问题, 各国都从加强电力系统的控制能力和提高通信能力两个方面入手进行研究。日本开发了可导入分布式电源占设备容量约50%的技术, 同时还进行了“电力负荷和电力供应自我控制一体化”的逆潮流控制的研究, 以及与用户之间安全性能高的通信网研究等。中国国家电网公司则把“以坚强网架为基础, 以通信信息平台为支持, 以智能控制为手段”作为智能电网的内涵, 对数字化变电站、集成信息管理平台、智能调度系统等进行研究。

三、智能电网的运营成本分析

智能电网作为以政府、电力企业投资为主的大型建设项目, 建设投资大、周期长、社会影响面广, 这就要求进行科学论证, 分析其预期投入成本和取得的效益, 分析其投资价值, 以实现科学决策。

首先分析需不需要投资建设智能电网的问题, 也就是权衡投资和不投资会对成本和收益产生怎样的影响。根据美国EPRI的初步估计, 美国发展智能电网未来20年的投资需求为1650亿美元, 而社会收益为6380亿美元到8020亿美元, 智能电网投资收益率为4左右, 这还是比较保守的估计。

目前国内外比较公认的看法是, 投资明显强于不投资。智能电网建设的原始推动力之一就是如果不投资建设, 其成本和花费会随着时间的推移越来越高, 这方面的成本包括:停电的直接和间接损失目前国内外比较公认的看法是, 投资明显强于不投资。智能电网建设的原始推动力之一就是如果不投资建设, 其成本和花费会随着时间的推移越来越高, 这方面的成本包括:停电的直接和间接损失电能可靠性低的损失、电能质量不合格的损失、电网阻塞的成本、可再生能源不能大规模接入的损失等。国外已就停电损失费用问题进行了大量分析, 国内在这方面还缺少系统的分析和研究。

再分析如何以最小的成本获得最大的收益问题, 也就是对不同投资建设方案进行评估的问题。经济性是最早被人们关注也是较容易计算的评估指标, 环境和社会效益则较难衡量。而智能电网实施的环境和社会效益却相当可观。例如:智能电网实施目的之一就是方便分布式能源的接入, 实现能源, 包括可再生能源的规模化高效利用。分布式能源利用具有环境友好、排放少甚至零排放等优点, 它们对环境保护和节能减排的贡献可以通过合理设计环境效益指标反映出来。这就要求在制定智能电网规划时, 要计算经济、环境和社会三个方面的收益, 进行全面的成本效益分析, 要充分考虑智能电网所带来的好的外部性, 而不仅仅算经济账, 才会更有动力制定鼓励智能电网发展的政策和法规, 推动智能电网发展。

四、智能电网的线损分析

加强线损管理, 降低电网损耗, 是国家电网公司考核各电力运行部门的一项重要经济指标, 也是电力部门提升经济效益的重要手段。随着电网规模的不断扩大, 电网运行方式的复杂多变, 传统的人脑调度、手动操作的管理模式已不能适应电网发展要求。只有不断加快新技术的推广和应用, 全面推进智能电网建设, 为电网的现代化管理提供技术支撑, 才能彻底打破现有管理模式, 有效降低线损, 使电网运行管理跨入国际先进行列。

据不完全统计, 2009年底国家电网公司线损率降至6.12%, 美国的平均线损率为6.56%, 日本的平均线损率为6.0%, 1987年西德的平均线损率为3.7%, 由此可见我国的线降损下降空间还很大。

降低线损是一个复杂、艰辛、漫长的过程, 是供电企业提升管理水平、提高经济效益的一条重要途径。传统的管理手段已不能满足电网快速发展要求, 只有加快高科技、新技术、新设备的应用, 淘汰落后的产能设备, 推进智能电网建设, 才能从根本上提高电网的运行管理水平, 提升电网经济效益。

总结

智能电网的最终目的是实现电网的经济、高效、可靠、安全运行, 实现能源, 包括可再生能源的规模化高效利用, 实现经济、环境和社会效益的最大化。智能电网作为复杂大系统, 不是一蹴而就, 也不是一成不变的。随着社会的发展和需求的提高, 随着创新的不断涌现, 智能电网将不断演进和发展, 为人类谋福利。

参考文献

[1]钱科军、袁越、石晓丹:《分布式发电的环境效益分析》, 《中国电机工程学报》, 200828 (29) 11-15。[1]钱科军、袁越、石晓丹:《分布式发电的环境效益分析》, 《中国电机工程学报》, 200828 (29) 11-15。

智能电网与节能经济调度分析论文 篇2

目前，我国相关部门对于三相负荷平衡问题做出了相关规定，电力企业变压器出口端的电流不平衡度必须小于15%,线路的不平衡度必须小于20%.电力企业工作人员必须对三相负荷进行定期检查，如果发现三相负荷不平衡首先要分析负荷不平衡的原因，并针对存在的问题进行调整和完善。节能经济制度在智能电网中的实行对于电力企业工作人员的专业水平和综合素质也提出了较高要求，电力企业必须认识到加强人员培训的重要性，定期派遣工作人员参加专业化培训，提高工作人员的专业水平和综合素质。

4 结语

在新形势下，电力企业传统的调度模式已经无法满足电力企业发展的需要。为了更好的满足电力企业发展的需求，智能电网节能经济调度已经取代了传统的调度模式，更好的保证了电网系统运行的稳定性和安全性，降低外部因素对电网运行的影响，满足用户的用电需求，提高电力企业的经济效益和社会地位，推动电力企业的发展。节能经济调度的实行实现了电力企业的精细化管理，提高了电力企业的管理水平。除此之外，节能经济制度的实行对于电力企业工作人员的专业性提出了新的挑战，电力企业工作人员必须增强责任心，不断丰富自身的知识储备，提高自身的专业性，保证电网运行的稳定性。

参考文献

[1]陈凯旋.基于多智能体一致性的智能电网调度策略[D].南京邮电大学，2016.

[2]林斯然.面向智能電网的互动式节能调度分析[J].山东工业技术，2016，(11)：135.

智能电网与节能经济调度分析 篇3

关键词:智能电网 节能经济调度 影响

中图分类号:TM73文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0183-01

智能电网技术主要是用于实时采集、处理信息等用途的,虽然其是在电力部门运用,但是在整体架构上,与其他的信息采集还是有类似的地方,从硬件方面考虑,主要采用嵌入式处理器作为核心控制部分。目前世界上嵌入式处理器多达1000多种,从单片机、DSP到FPGA,功能越来越强,速度越来越快,价格也越来越低,在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用;而FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚,是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。用电信息采集系统采用J2EE实现各种层次的逻辑设计,并可以实现数字系统的逻辑综合、仿真验证和时序分析,极大地简化了对外围器件的控制。

1 智能电网与节能经济调度概述

所谓智能电网,简单地说就是电网实现智能化,以集成及高速的双向通信网络为依托,借助现代化测量及传感技术、智能设备制造技术、信息处理及通信等一系列技术,达到确保电网可靠性、安全性、经济性、高效性及环境友好等目标的实现。

智能电网最关键的内容、最主要的体现同时也是智能电网运行控制中心的就是调度智能化。为更好的满足智能电网的要求,调度系统必须具有准确的数据资料收集系统、强大的安全预警功能,在调度过程中协调好系统安全性与经济性之间的关系,一旦系统出现问题,要及时准确的明确故障点并提供有效的解决对策,实时向调度员提供电网运行的相关情况。

所谓电网节能环保经济调度,指的是在确保电力供应可靠性的基础上,以环保、节能及经济性为指导原则,可再生能源发电予以优先调度,对于火电机组,以能耗和发电污染物为依据进行排序,依次调度石化类发电资源,将能源与资源的消耗量及发电导致的污染物排放量控制在最低水平;与此同时还要兼顾节能性和环保性,促进经济及环境效益的不断提升。与传统的调度相比较而言,节能经济调度是具有里程碑意义的一次重大改革,以往所实行的电厂发电指标平均分配的做法被摒弃,电力行业也因此迎来更广阔的发展空间。

2 节能经济调度带给电力企业的影响

节能经济调度带给电力企业的影响主要体现在以下几方面:

第一,改变了以往所实行的平均分配发电量指标的方式,以环保、节能以及经济性为原则,重新排列机组顺序,在确保安全性的前提下,加大序位靠前的机组任务,相应缩减序位靠后的机组任务,摒弃平均化方式,实现对电力调度规则的彻底转变。

第二,给小火电企业带来一定的冲击。以供电煤耗等微增率原则对火力发电机组序位进行安排,从本质上讲,就是以发电煤耗的高低对发电进行重新安排,煤耗低的机组优先,煤耗高的机组将会逐步被淘汰。

第三,给再生能源发电企业带来新的发展机遇。处于电网覆盖范围内的可再生能源发电企业所发的上网电量,将会被电网企业优先全额收购,同时还赋予其并网保障,使可再生能源开发投资回报得到有力保障。

第四,容量大、参数及效率高的机组在竞争中的优势更加显著。在容量、参数及效率等方面,火电大机组占据明显优势,以往依据计划分配方式而得到一定发展机会的小火电机组的发展空间将会逐步被大火电机组所挤占,小火电机组出力空间将会逐步萎缩,直至被市场所淘汰,小火电机组关停进程将会加快,最大的受益者当属拥有大量先进大型机组的发电集团。

智能电网节能经济调度与以往所实行的调度方式相比,变革主要体现在以下几方面:(1)在计划制定方式方面,以机组发电能耗为主要依据进行发电排序取代了传统的平均分配发电指标的方式;(2)在管理方式方面,以往粗放且简单的管理方式被精细化及边际化的管理方式所取代.

3 做好智能电网下10kV配网的经济运行

10kV配电网功率损耗的主要原因是功率因数低,其原因是多方面的,如供电线路支接多、线路长、辐射面光,受季节时段影响大等。功率因数的降低意味着同等电压情况下输电电流变大,不但会造成无功消耗,也会使有功功率损耗增大。加装电力电容器进行无功功率补偿是提高功率因数的的有效方法。对于10kV配电网进行无功补偿,主要是对配电变压器进行补偿,配电变压器的空载电流一般为额定电流的10%左右,功率因数仅为0.2,考虑到用户用电情况不稳定,如能将按照变压器容量10%进行补偿,则空载时功率因数提高到0.8上,在节能降耗方面的效果非常明显。此外,无功补偿对于保障电压稳定,提高电能质量都具有重要意义。进行无功补偿时,应尽量进行分散补偿,从维持整个配电网的水平出发,保障足够的无功补偿容量,实行无功功率的分区就地平衡。在当前无功功率普遍不足的情况下,适当的进行无功补偿,是减少功率损耗最直接有效也是最经济的措施之一。

三相负荷不平衡,也会增加线路、变压器的损耗,最理想的情况是三相的功率完全平衡,但这在实际中时难以做到的。负荷的投切是有用户而非供电企业决定的,因此供电企业应根据负荷的性质、重要性、用电量及用电时间,尽量做到在时间和功率上都趋于平衡,从而降低功率损耗。同时,我国对于电流不平衡的度也有相应的规定,如配电变压器出口处的电流不平衡度不大于10%,干线及分支线前端的不平衡度不大于20%,中性线的电流不超过额定电流的25%等。具体措施有:定期测量三相用户的负载,检查负荷是否平衡,以便及时调整。二是单相接线用户,应综合考虑其主要输送距离、用电时间和用电量尽量均匀的分配在A、B、C三相上。三是对功率因数较低的用户,应对其所在线路加装低压电容器。

4 結语

节能经济调度的实行,也会使相关调度机关面临新的挑战,一直以来所实行的计划体制下的发电平均分配的方式必须加以改变,以节能序位为依据进行调度安排;推动有助于调度科学化的相关配套机制的尽快建立和完善;对于由于转变调度方式所导致的电价及环保等方面的问题要及时予以解决,清楚机制及体制方面的障碍,切实达到利用方式转变实现节能环保的目的。

参考文献

[1] 黎静华,韦化,夏小琴.智能电网下节能发电调度多Agent系统的研究.电力系统保护与控制,2010(21).

[2] 王兴国,姚力强,常澍平,郭江龙,张赞.基于智能电网的节能调度实现方法探讨.河北电力技术,2009(S1).

[3] 杨德昌,李勇,C.Rehtanz,刘泽洪,罗隆福.中国式智能电网的构成和发展规划研究.电网技术,2009年(20).

[4] 雷耀基.智能电网与节能经济调度.科技资讯,发表时间:2011-04-03.

智能电网经济性分析 篇4

(一) 智能电网就像一条路把虚拟电厂等组织起来。

我们要新建14 万千米长的配网, 在2020 年前完成。我们要从德国北部北海把风能发电输送到德国西部和南部这些工业化地区, 需要增建几千千米长的输电线路。今后, 我们要以经济、高效、安全、可持续、环境友好的方式供电, 这得依靠智能电网。

智能电网就像一条路, 把虚拟电厂、智能移动设备、智能家庭等组织起来。我们需要把不同专业技术联合起来, 开展跨部门、跨产业、跨国合作。我国在智能电网国际标准体系的建设中已占据重要位置, 我国特高压交流电压作为国际标准, 将向世界推广。由于世界许多国家都存在能源资源分布不均的情况, 中国的特高压技术将有着广泛的应用前景。各国建设智能电网的总体目标和方向是一致的, 中国国家电网愿与各位同行一道, 共同推动坚强智能电网的创新发展。

智能电网发展指导意见提出, 推广应用新技术、新设备和新材料, 全面提升电力系统的智能化水平;全面体现节能减排和环保要求。发挥智能电网的科技创新和产业培育作用, 鼓励商业模式创新, 培育新的经济增长点。

(二) 城乡配电网的智能化建设将全面拉开。

随着智能电网进入全面建设的重要阶段和我国城镇化建设的进一步推进, 城乡配电网的智能化建设将全面拉开, 智能电网及智能成套设备、智能配电、控制系统等三大领域将迎来黄金发展期。

目前, 我国上海、沈阳等地已建设了数个智能小区、“智能之家”, 把光纤随低压电力线敷设, 实现到表到户, 并配合无源光网络技术, 承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务, 减少了重复建设。

从宏观方面讲, 智能配电网最终将为智慧城市服务。事实上, 电力企业早已看到智慧城市这一市场。例如, GE公司在美国的圣地亚哥、加利福尼亚、杰克逊维尔、佛罗里达等地区建立智能路灯引导系统, 监控停车位和交通路况, 帮助市民更好出行。ABB通过发展大数据产业, 把智能技术融入到城市发展当中, 在上海的四季酒店, 通过手机终端, 就可以将智能系开始使用, 客人可随心控制房间内所有设备, 与传统设备相比, 可节能50%。

(三) 智能电网电缆市场将迎来大好机遇。

随着中国智能电网建设的发展, 电力行业将掀起一场智能革命, 我们认为智能电网电缆市场的春天即将来临。中国电线电缆行业早在2011 年产值规模已经超万亿, 达到11000 亿元, 成为机械电工行业中仅次于汽车整车制造业的第二大产业, 产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。站在全球的高度来看, 中国电线电缆总产值也已超过美国, 成为世界上第一大电线电缆生产国。

随着电改的逐步深入, 区域性、全国性乃至全球性的能源互联互通网络也将随之逐步建设、完善。而《关于促进智能电网发展的指导意见》的出台, 亦可视为推进能源互联网建设的配套政策和“十三五”规划编制的启动, 让互联网智慧能源路线图就此浮现。

国家投资的步伐依然有条不紊。2015 年7 月6 日, 国家发改委、能源局联合发布关于促进智能电网发展的指导意见, 提出到2020 年, 初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系, 满足电源开发和用户需求, 全面支撑现代能源体系建设, 推动我国能源生产和消费革命;带动战略性新兴产业发展, 形成有国际竞争力的智能电网装备体系。

面向智能电网的物联网架构分析论文 篇5

正因为现有电网存在太多的弊端，如何构建一个能够面向智能电网的物联网应用框架，使得电网具备全面感知、实时通信的特点，能够清除数据采集盲点，实现信息共享，达到实时监控、双向互动已是当务之急。

从内容上来看，面向智能电网的物联网充分考虑了电网各个环节的应用需求，然后确立了智能输电、智能变电、智能配电和智能用电四大模块，通过分析四大模块的应用需求，构建电力综合信息平台，该平台的作用是对数据进行实时处理分析，统一调配电力资源，实现与用户的信息双向互动，具体的操作步骤是以信息平台数据库为载体，通过采用云计算技术等方法，对海量信息进行有效处理，达到建立信息平台的目的，实现智能电网的内在要求。

基于智能电网环境的继电保护分析 篇6

【关键词】智能电网；继电保护；电力系统

智能电网环境下的继电保护，属于智能电网运行中不可缺少的环节，提升智能电网建设的水平。继电保护为智能电网提供了优质的保护技术，既可以保护电网的运行状态，又可以监督智能电网的基础设备，在智能电网环境中发挥重要的作用。继电保护逐渐成为智能电网建设的根本依据，很大程度上促进智能电网的发展，体现继电保护的积极性。

一、智能电网环境下的保护问题

1、保护范围不明确

智能电网在电力系统内并没有实现普及，仍旧存在很大范围的传统电网，导致继电保护系统中，无法规划明确的范围[1]。智能电网环境中的继电保护，不能实现智能化的过度发电，混淆了诸多保护信息，由此继电保护的应用中即会出现保护延迟或保护不准确的问题，不能在智能电网环境中实现全方位的智能保护。继电保护范围不明确属于一类根本性的问题，智能化是电网系统的发展趋势，继电保护应提前进行改进处理，满足智能电网环境的需求。

2、缺乏保护力度

电网系统智能化发展的过程中，引入不同类型的新技术，此类智能技术存在两面性的特点，在为电网系统提供智能服务的同时，也潜在一定的风险，必须通过继电保护维持智能电网的运行环境，防止智能电网出现安全风险。例如：某地区电网系统已经进入智能化的建设中，但是继电保护系统没有做任何处理，包括设备、装置等，均未達到智能化的标准，后期智能电网运行的过程中，因为缺少智能保护的支持，出现多处安全问题，其中最为严重的是传感信息丢失，促使继电保护中缺少评价的信息依据，由此该地区的部分智能电网暂停建设，待继电保护更新后再启动建设，引发了严重的经济损失。

3、保护设备不完善

继电保护设备是智能电网继电保护的支持，继电保护设备应该符合智能电网的需求，随着智能电网的发展进行更新。电力企业可以根据智能电网的运行环境，结合继电保护的状态，制定设备改进计划，逐步采购或引进技术性的保护设备，完善继电保护系统的整体。智能电网环境对继电保护设备的要求非常高，电力企业应意识到继电保护设备的重要性，主动完善保护设备，加强继电保护对智能电网的保护力度[2]。继电保护设备中出现的问题，属于一类可优化的问题，深入研究智能电网环境及继电保护本身的需求，即可完善保护设备，防止继电保护偏离智能电网的发展理念。

二、智能电网环境下的继电保护

根据智能电网的运行环境及状态，着重分析继电保护。继电保护在智能电网中主要体现在三个方面，分析如下：

1、广域保护

继电保护中的广域保护技术在智能电网内，以电网子集为分析对象，同时作为继电保护的运行单位。继电保护根据电网系统的子集状态，选择保护信息，通过分析继电保护的信息，明确智能电网的运行状态。广域保护将电网运行范围划分成域，利用广域的范围处理智能电网的保护信息。广域保护技术的核心为控制与保护两个部分，广域保护中的控制理念，是为智能电网提供自愈的方案，方便智能电网运行中的自我保护，在最短的时间内保护智能电网，而广域保护则注重电网的状态与运行，致力于找出智能电网故障的原因，按照原因提出匹配的解决措施，由此能够解决智能电网中较为复杂的问题，体现继电保护的可靠性。广域保护技术属于继电保护中的核心，保障继电保护更加适应智能电网的运行环境，跟上智能电网的发展速度，确保智能电网的全面运行。

2、保护重构

智能电网的发展速度非常快，电力系统的智能化环境内，继电保护面临一定的压力，继电保护必须与智能电网保持同步状态，才能发挥继电保护的作用，解决智能电网中的各项安全问题。继电保护中的保护重构技术，可以根据智能电网的具体需求提供重构保护[3]。例如：智能电网的运行方式发生变革，相对应的继电保护需通过保护重构的方式，适应智能电网的运行新方式，确保电网保护的可靠性。继电保护对系统重构的需求比较大，通过重构继电保护的功能，为智能电网提供诊断、保护的作用，及时继电保护的各项部件出现问题，也能快速、自主的寻找保护元件，协助继电保护系统恢复功能，因此，保护重构技术按照智能电网的环境要求，重新组合继电保护的功能，促使其适应智能电网的需求和发展。

3、保护设备

继电保护为适应智能电网的环境，还需采取科学智能化的设备，以此来保障继电保护的性能。电力系统内，智能电网构建的过程中，已经安装了大量的传感器，可以为继电保护提供数据信息，方便继电保护了解智能电网的运行。根据继电保护的需求，电力企业应引进先进的保护设备，如智能设备、传感装置等，完善继电保护的应用，一方面可以熟悉智能电网的具体情况，另一方面还能准确的评估传感信息，缓解继电保护信息处理的压力。目前，电力企业积极建设智能电网的同时，非常注重继电保护的应用，着重更换继电保护设备，促使其可提供精准的电网信息，强化继电保护的性能，发挥继电保护设备的性能优势。

三、智能电网环境下继电保护的发展

智能电网环境推进了继电保护的发展，同时继电保护也面临一系列的挑战。根据继电保护在智能电网环境下的运行状态，规划继电保护的实际发展，对其做如下分析：

1、构建信息平台

继电保护的信息平台，能够快速收集智能电网环境的状态或运行数据，最主要的是为信息评估提供可用的平台。智能环境下，继电保护平台的构建，应该围绕动态监控展开，促进继电保护与智能电网的同步发展。信息平台中继电保护数据更新的速度非常快，继电保护能够随时获取智能电网的信息，实现同步的继电保护。继电保护的信息平台还未达到成熟、完整的状态，应加快信息平台的构建速度，为继电保护提供全面、稳定的信息载体，以此来优化智能电网环境的保护。

2、强化信息传输

智能电网的建设范围越来越大，增加继电保护信息传输的压力，因此继电保护在未来发展中，应注重信息的强化传输，通过强化信息传输，实现分级、分层的继电保护，可以为智能电网提供优质的保护，还能营造高效率信息传输的保护环境。强化继电保护中的信息传输，还能促进继电保护的信息共享，满足智能电网环境的需求。

结束语

智能电网环境下的继电保护，承担着电力系统智能化的多项保护工作，而且受到智能电网环境的影响，继电保护的运行发生明显的改进，朝向更为安全的方向发展。继电保护在智能电网的环境内，存有诸多信息流通，为智能电网提供可靠的保护条件，促使智能电网能够更安全、更稳定的发展，为电力系统提供优质的电能服务。

参考文献

[1]付超.智能电网下的继电保护技术分析[J].企业技术开发，2013，28：44-45+59.

智能电网经济调度运行的研究 篇7

1.1 智能电网的概述

概括来讲, 智能电网就是实现电网的智能化, 其建立的基础离不开高度集成和快速通信的电力网络, 需要先进的传感技术和测量技术, 通过快速的通信设备, 稳定的控制技术最终达到决策支持的目的。智能化的电网可以实现电网安全可靠、经济高效运行的目的。智能电网的建立是为了满足21世纪供电需求。

1.2 电网实时动态监测系统

先强调两个基本性的问题: (1) 电网运行调度人员的基本职责是不能出现安全事故, 保障电网的安全。 (2) 电厂发电机组的发电任务受政府的监督和指导, 所以电网调度运行人员都是需要按照合同任务执行操作的, 这样就很难做到电网的经济化调度。

这里提到的电网实时动态监测系统是以广域测量系统为基础的, 并且包括后续高级功能, 这样综合而成的电网实时动态监测系统具有实时监测和快速计算的功能。基于快速传输的通信网络, 现在的电网测量参数可以以20ms/次的速度上传, 这样的速度基本上就是实时监测, 不会有影响性的信号延迟, 称为电网实时监测系统。该系统还具有强大的计算功能, 根据电网实时的测量参数, 还可以快速地计算出电网调度需要的各种参数, 为电网调度人员提供各种详细的参数和指导意见。有了电网实时监测系统, 电网的经济调度将变得更加科学和快速。

2 电网经济调度的实现

2.1 电量参数的测量及分析

首先介绍基础环节。在电量参数测量这个环节, 核心部件就是同步向量测量单元。其存在实现了电网电量参数的动态监测和存储, 并且可以和电网省公司的广域测量系统相连接, 把采集到的各种电量参数实时地传输到电网实时监测系统, 为以后的各种计算提供可靠的依据。

同步向量测量单元采集电量参数的速度为20ms/次, 并且可以做到非常精确, 可以快速把电量的模拟信号转化为数字信号传输进入通信网络。在每个测量节点, 该单元可以测量该点的电压、电流和相位等信息。此外, 还可以给每个测量点打上时间标志, 这样的操作是为了方便统计, 有个时间标志以后, 可以清楚地记录电网在时间轴上的动态参数。通过统计, 可以得出该地区在一段时间内电网有功和无功的分配, 发电量和用电负荷之间的关系, 经过整理过后, 可以作为信息参考提供给电网调度人员。

2.2 电网损耗的在线分析计算过程

在这里先介绍一下传统的电网网损的计算办法。现在采用最多的是用上网关口的电量减去下网关口电量的办法, 得出的差值就是电网的网损。这样的做法有一个很大的缺点, 就是对电能表的依赖比较大, 如果电能表不能可靠地采集电量数据, 就很有可能误导电网调度人员。

另外一点, 现在的网损计算并不是实时的, 而是离线进行的。现在的离线算法虽然可以得到电网的网损参数, 但是存在计算不够精确并且不能计算实时网损参数的缺点。

本文提出的基于电网实时动态监测系统的网损计算办法将会很好地计算出实时准确的电网网损参数。电网是一个动态的系统, 所以很多参数都是动态变化的, 而网损是一个和很多电气参数都相关的物理量, 所以, 实时的网损计算将会更加地准确。以下是网损在线计算的操作步骤: (1) 首先通过数据采集系统采集数据, 然后根据程序给定的公式进行电网的常规潮流计算, 因为计算机的计算速度很快, 只要给出可靠的计算公式, 就可以得到实时准确的计算数据。通过计算得出的线路损耗和变压器损耗, 二者相加就是电网的实施动态损耗数据, 这样的计算结构可以为电网调度人员提供更有价值的信息。 (2) 电网的参数计算是需要一定时间的, 通过得出的参数, 再和时间做一个乘积, 就可以得出网损损耗的电量总和。 (3) 当电网数据采集足够密集的时候, 计算精度就更加准确。 (4) 电网实时监测系统计算得出的网损数据可以作为电网调度人员的一个重要参考, 当电网电能表数据和电网实时监测系统出现较大的别的时候就需要为调度人员报警, 必要时需要安排检修人员到现场去检查设备是否完好。

2.3 电网的经济调度

要实现电网的经济调度有一个基本的理论就是最优潮流准则, 但是现在的电力网络异常庞大, 过多的节点和不能保证的敛散性都决定传统的计算机算法不能精确地应用到实际中。主要的原因包括以下几点:

1) 随着电网的发展, 电力网络已经变得非常庞大, 节点的数目巨大, 最重要的一点是, 众多节点的敛散性不能保障, 所以计算机算法得出数据不能作为准确的依靠。

2) 现有的基于潮流计算的数据还不能满足需求。原因很简单, 现在应用的数据采集系统还有一定的缺陷, 因为电网是非常庞大的, 所以不同地域数据采集的时候不能满足同时上传到网络的要求, 甚至强行采用的话会出现很多的错误, 导致计算的结果也会出现错误, 从而不能使用, 出现系统故障。如果单从理论上来讲, 大量的增加数据采集需要的数据采集模块, 可以增加系统的准确性, 但是如果要达到足够的可靠, 需要增加的模块数量也是非常巨大的, 所以这个办法是不现实的。

这里需要强调的一点是, 实际上电网调度人员也有一定的局限性, 其操作和命令也不是只考虑电网的经济运行下达的, 需要照顾集团和领导安排的一些任务, 必须满足合同上签订的任务, 这样电网经济调度就变得更加困难了。

2.4 有功功率的经济化调控

电网实时动态监测系统具有很好的数据采集能力, 所做的第一步就是通过电网实时监测系统严格精确地采集电网中发电机有功功率的各种参数, 包括指令平均响应速度和指令平均调节精度等各项指标, 上传到通讯网络。

接下来可以应用计算机系统强大的在线计算功能, 利用研究建立的数学模型, 编写好相应的程序, 最终完成相应的计算, 最后把计算结构传递给电网调度人员, 完成电网有功功率的调节。

2.5 无功功率的经济化调控

电压是衡量电能质量的一个重要参数。而无功功率的调节又是直接关系到电网电压分布的一个重要内容。所以, 电网实时动态监测系统对于电压的调节具有非常重要的意义。数据采集系统可以分区域, 分时段, 精确精密对各个点进行数据采集, 并通过计算机的计算功能, 快速地计算出应该如何更经济地调节无功功率, 这样做的好处是可以大大缩短调节时间, 更好地保障电网电压合格又能保障电网的经济运行。

3 结束语

智能电网成为一个必然的发展趋势, 必将在以后的电网运行中发挥重要的作用。本文介绍的电网实时动态监测系统具有强大的数据采集能力和在线计算能力, 极大地提高了电力系统和电力网络的数据采集处理能力, 使资源能够得到更好的优化利用, 科学高效地促进电网的发展。

摘要：电网实时动态监测系统是智能电网的一个重要组成部分, 该系统具有动态监测和快速计算的强大功能, 利用该系统可以实现电网的经济化调度。电网实时动态监测系统可以动态监测电网的电压、电流和相角等电网动态数据, 及时获取电网的各项实时参数, 为以后的数据计算提供可靠的数据参考。随后, 该系统强大的计算功能可以进行分析和计算, 从而实现电网运行的经济调度。运用电网实时动态监测系统, 可以实现网损的在线计算并且可以做出可靠的统计, 为电网运行的管理人员提供充足的信息和指导。通过以上方法, 就可以实现电网运行有功和无功的经济化调度, 整个电网的运行经济性也会获得很大的提高。本文从电网实时动态监测系统和电网经济调度两个方面来介绍对于电网经济调度的研究。

关键词：智能电网,经济调度,动态监测

参考文献

[1]陈树勇, 宋书芳, 李兰欣, 等.智能电网技术综述[J].电网技术, 2009, 33 (8) :128.

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[3]王正风, 黄太贵, 吴迪, 等.电网实时动态监测技术在电力系统中的应用[J].华东电力, 2007, 35 (5) :44-48.

智能电网节能经济调度运行研究 篇8

调度的智能化是智能电网的核心体现, 智能调度是建设坚强智能电网的关键内容, 是智能电网运行控制的神经中枢。在智能电网下, 实行节能经济调度具有重要的环保和经济效益。它通过建立促进提高能源效率的新机制、新体制, 改进发电调度方式, 可以促进电力系统整体效率的不断提高, 从而实现节能降耗的目标。

1 智能电网概念及最新进展

综合目前收集到的技术资料和初步研究成果, 概括地说, 智能电网即把先进的传感器测量技术、通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术以及固有的输配电基础装置高度集成而建立的综合电网, 它的特点包括改善能源效率、缩减对环境的影响、改进供电可靠性和安全性、降低电能损耗、达到可以与用户间实现互动和为用户提供增值服务的目的等。

智能电网的以下特点进一步阐述了其智能化内涵:可检测——采用先进的测量技术、传感器技术;可控制——对检测状态实现实时控制;自主的嵌入式管理技术;迅速分析——实时完成从数据到信息的提取;自适应性和自愈性等。

对智能电网技术发展来说, 截至目前, 美国和欧洲业已建立了强大的研究群体, 研究范围覆盖发电、输电、变电和配电等多个环节, 很多电力公司也在推进智能电网建设实践工作, 在实现技术与具体业务的有效结合的基础上, 使智能电网建设在企业生产经营过程中发挥越来越大的作用, 最终实现改善运营效益的目的[1]。

伴随着中国特高压电网建设工作和电力体制制度化改革的逐步深化, 我国电网发展的新方向必然离不开智能电网[2,3]。在宏观政策上, 电力行业必须实现建设资源节约型和环境友好型社会的目标;在市场化改革上, 电能交易渠道与定价方法正在不断改变, 市场供需双方的交易会越来越复杂, 未来电网应该能够方便地实现各种电能交易。

2 节能经济调度

国务院办公厅以国办发[2007]53号文件发布的《节能发电调度办法 (试行) 》明确指出:依据节能、环保、经济的主要方针, 以保证电力可靠供应为出发点, 优先对风能、太阳能、海洋能、水能、地热能、生物质能、核能等清洁能源发电进行合理调度, 对火电机组, 按照煤耗高低安排发电, 煤耗低的机组多发甚至满发, 煤耗高的少发甚至不发, 通过先在部分省份进行试点, 取得了满意的经济和社会效益。电网节能发电调度与传统的发电调度的对比情况如表1所示。节能发电调度变革了传统的发电调度方案, 否决了依照行政计划分配发电量指标的策略, 计划并实施新的调度方案, 也即以节能、环保为目的, 合理利用电力系统中发、供电设施的能力, 最大程度地减少能源消耗, 降低污染物排放量, 保证电力系统的节能、环保运行。

电网节能环保经济调度是指在保障电力可靠供应的基础上, 遵循节能、环保、经济的原则, 优先利用可再生发电能源, 依照机组能耗量和污染物质排放水平由低到高进行排队, 减少使用化石类发电资源, 最大程度地降低能源、资源消耗和污染物排放。电网经济调度为取全网供电成本或煤耗总量最低作目标函数, 参考等微增率法和统筹方式实行调度, 是电力系统运行中很合理的方法。同时, 结合节能、环保调度的实行, 经济效益、环保效益会更好。节能环保经济调度是一种全面深刻的改革, 它会彻底改变以往发电厂平均获得发电指标的格局, 对整个电力行业的发展将带来深远影响。节能环保经济调度的优化组合目标是降低电力生产与供应过程中的一切能源消耗和排放, 基本原则是以能效高、排放低的机组作为优先排序和调度对象。

3 节能经济调度给电力行业带来的影响

节能经济调度给电力行业带来了以下几个方面的影响[4,5]:

3.1 改变了传统发电调度实行的平均分配模式

节能调度方案的实施, 将取消按行政计划分配发电指标的做法, 取而代之的是按节能、环保、经济的方针对机组分别排序, 在保证电网安全的基础上, 提高排在前面的机组发电力度, 降低排在后面的机组发电力度, 从而彻底地改变了传统电力调度规则。

3.2 可再生能源电力企业获得了新机遇

今后, 对于电网管辖范围内的可再生能源发电企业, 电网公司应该优先考虑全额收购其发电电量, 切实保障好可再生能源发电企业并网工作顺利进行, 保障发电企业对可再生能源研发的投资回报。这预示着可再生能源发展的光明前途, 同时也推动了电网结构的综合整体优化。

3.3 抑制小火电企业

火力发电机组按供电煤耗等微增率原则分配发电负荷。供电煤耗等微增率原则实际上就是按发电煤耗由低到高依次分配发电, 煤耗低的机组优先上网, 煤耗高的机组将被逐渐淘汰。

3.4 确立了大容量、高参数、高效率机组在竞争中的有利地位

由于大火电企业在大容量、高参数、高效率方面有明显优势, 肯定会占据传统按行政计划分配到小火电企业的发电计划, 从而使得小火电企业只获得很少量的发电计划, 甚至会被完全挤出市场, 使小火电企业加快关停过程。这让拥有新式大型机组最多的大型发电企业在竞争中占据着很大优势。

智能电网下的节能经济调度流程如图1所示。

节能发电调度计划的制定方式由传统的平均发电到按机组能耗排序发电;管理方法由传统的简单粗放到精细化、边际化管理;调度运行方式由传统的只考虑安全问题到整体考虑安全、经济、节能和环保问题。简单地说, 节能发电调度的机组组合是在考虑包括新能源在内的多种能源形式组合优化的前提下, 谋求实现节能、环保和经济的最终目标。图1给出了节能经济调度的主体流程, 从流程上来看, 节能经济调度计划制定必须考虑负荷、备用、检修及安全等诸多因素, 只依靠单一调度方案难以实现, 所以, 应该建立起能综合考虑以上因素的节能经济调度计划系统。

4 结语

在智能电网下, 实行节能经济调度具有重要的环保和经济效益。通过建立促进提高能源效率的新机制、新体制, 改进发电分配方式, 可以不断提高电力系统综合效率, 从而完成节能减排的目标。要全面落实节能经济调度, 也给各级调度部门带来了新的巨大挑战。第一, 要改变行政计划方式下平均调度发电的方案, 用节能排序方法安排调度。第二, 要建立一整套完善的信息公开、监管、查询、奖励、惩罚等科学机制。第三, 要迅速解决调度方式变革情况下出现的电价、环保、电网能力、自备电厂等方面问题, 解决体制机制上的障碍, 真正通过改进方式实现环保和节能。

参考文献

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[4]艾琳, 华栋.电力系统智能型调度[J].电力自动化设备, 2008, 28 (10)

智能电网经济性分析 篇9

21世纪,世界电力工业面临着来自三方面的巨大挑战:一是环境压力,当前全球变暖问题严重,电力工业节能减排任务艰巨;二是安全压力,包括电力工业的安全以及用户的用电安全;三是经济压力,即新技术必须能够以合理的成本被市场接受。面临这一系列挑战,近年来国际上正在重新塑造电力工业,使之在可持续发展的能源工业中发挥更加重要的作用[1,2,3,4]。为了满足21世纪的电力需求,智能电网为许多国家和地区带来了新的理念,各国力求通过新的电网框架和先进的技术解决各自能源经济方面的问题。

在美国,奥巴马政府推出了以发展智能电网为重要突破口的能源新政,力求用信息技术对电网进行彻底改造[5],逐步实现太阳能、风能、地热能的统一入网管理,并全面推进分布式能源管理,从而提高电网可靠性和能源利用效率,将美国拉出金融危机的泥潭[6,7]。在欧洲,各国的能源政策更加强调对环境的保护,尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展,提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式[8]。当今中国同样面临改善能源结构、保护环境等客观需求,发展智能电网是有必要的。然而与西方国家相比,我国输电网相对薄弱,因此,中国电网企业必须基于特高压电网网架发展智能电网。

目前我国发展智能电网面临的主要困难是技术、管理以及政策上的配套问题,如何解决这些伴生问题是发展智能电网的工作重点。本文的研究立足于智能电网的长期稳健发展,结合中国电网建设和管理现状,提出中国智能电网未来的研究框架,并分析在建设中国特色的坚强智能电网过程中有待解决的关键技术经济问题。

1 中国智能电网建设的框架分析

坚强智能电网的内涵为:以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有的电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

基于坚强智能电网的内涵,坚强智能电网的技术经济与管理关键问题涵盖了发电、输电、配电、用电等多个环节,涉及各级电力企业在新的形势下的外部环境与内部运作,既包含了智能电网建设的技术层面又包括了新形势下电力企业建设的管理层面。

按照发电、输电、配电、售电、用电等多个环节进行纵向划分,这些关键问题包括:1)发电侧——发电系统最优规划问题、大规模可再生能源发电并网经济性问题以及多种发电调度优化问题;2)输电侧——输电网运行经济性问题、输电网最优规划问题;3)配电侧——配网中分布式电源的最优规划问题、配电网经济运行问题;4)用户侧——新型双向互动营销问题、有序用电与需方响应问题等。

按照电网企业在新形势下所面临的外部环境与内部管理角度进行划分,坚强智能电网的技术经济与管理关键问题可分为5个方面:智能调度管理、宏观政策、内部管理、社会责任与用户价值以及系统规划。

此外,坚强智能电网的建设过程中技术经济关键问题还可以归为2类:技术层面问题与管理层面问题。技术层面问题主要体现了坚强智能电网在信息化、数字化、自动化与互动化4个方面的要求。而管理层面问题主要体现了坚强智能电网对电力企业集团化、集约化、精益化、标准化管理的要求。图1给出了中国特色的坚强智能电网在技术经济与管理领域的研究方向。

本文从发电、输电、变电、配电、售电、用电6个环节对坚强智能电网建设过程中存在的各类技术经济与管理问题进行界定,并提出各环节在智能电网建设过程中的关键性问题。这6个关键问题为:节能发电调度策略优化问题(发电环节);可再生能源有序并网问题(发电、配电环节);抽水蓄能电站调度运行问题(发电环节);电网资产全寿命周期管理问题(输变电环节);新型双向互动营销模式(售电环节);有序用电与需方响应智能管理问题(用电环节)。

2 建设坚强智能电网的关键问题

2.1 节能发电调度策略优化

为了提高能源转换效率,改善环境,在发电侧达到节能减排的目的,国家正在推进节能发电调度政策的实施。通常在一个统一调度区域中,如果需要增加电网功率,按照规则最符合节能减排目标的发电机组将被优先调用,并形成随时间不断变化的在用机组组合。

智能电网运行和节能调度对调度方式的要求有矛盾的地方,也有重合之处。一方面,智能电网调度系统的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全,这要求调度系统能自由运作,安全上把对频率和电压的快速响应放在第一位;而节能调度则要求优先使用节能性能好的机组,在响应曲线上可能难以满足电能质量需求。另一方面,智能电网自动化调度系统所要求的数据采集系统、负荷监控系统、功率自动调节系统、信息传递系统正是节能调度所必须依赖的,而整合了节能调度策略的调度决策支持系统也才是完美的智能电网调度决策支持系统。另外,对接入智能电网中属于清洁能源的分布式电源的调度管理理所当然也属于节能调度的范畴,当前对分布式发电的调度管理尚无成型的模式。

基于以上背景,本文认为应当就节能调度在智能电网中的实现方式展开深入研究。通过将节能调度的决策模型整合进自动调度系统,并研究智能电网和节能调度所必须共用的技术支持系统,对其进行规划,最终达到电力系统可靠、安全、环境友好的目标,研究设计如图2所示的以节能发电调度为核心的智能调度决策机制。

2.2 可再生能源有序并网

大力发展可再生能源已经成为我国国家能源战略的重要组成部分,国务院明确提出了中国替代能源战略的3个重要方向:一是以新能源替代传统能源,二是以优质能源替代稀缺能源,三是以可再生能源替代化石能源。太阳能发电、风能发电等可再生能源发电的发展离不开电力系统,且发电规模越来越大,在电力系统中如何消纳,并同时保证系统的安全稳定经济运行,是对发展智能电网提出的新问题。针对可再生能源的有序并网问题,有必要在其经济性(规模经济和评估模型)、管理机制、技术经济指标、各类可再生能源的特性模型以及对电力系统的影响分析等方面开展相关研究。

2.3 抽水蓄能电站调度运行管理

抽水蓄能电站既是电源又是负荷,运行灵活、启停方便,主要承担电力系统中调峰、调频、调相、调压、旋转备用、事故备用和黑启动等任务,是电网安全防御的保障性电源。

随着国民经济的不断发展和电力工业改革的逐步推进,对电网安全稳定经济运行的要求越来越高,抽水蓄能电站与一般水电站相比具有明显的区别,使得电网在稳定运行、方式安排、优化调度、继电保护等方面都将面临一系列全新的问题。如何在电网可控的范围内,不断提高电力供应的可靠性,为系统调度提供更多的备用服务以及与之相适应的调度运行方式,是发展智能电网需要研究的重要问题。

2.4 有序用电与需方响应智能管理系统

坚强智能电网能够有效保证电力的安全可靠性,有效提高需求侧管理水平,有效促进分布式可再生能源发电的发展。其中,提高需求侧管理水平,主要通过分时定价等机制的实施和智能电表等工具的应用,实现供电企业与用户之间的充分互动,使用户根据负荷情况自主作出响应,把高峰时段的部分电力需求转移到非高峰时段。价格机制和智能工具的有效实施与应用依赖于构建功能完备的需求侧智能化管理系统。

但是,当前我国需求侧管理系统存在用户参与程度较低、用户端数据实时性较差、决策灵活性不足等问题。从用户参与程度来看,仅仅是对需求侧各类数据和用户信息进行录入、统计、分析后供用户进行查询,未能实现用户需求信息的反馈;从数据实时性来看,系统供用户进行分析查询的数据一般为前一时间周期的历史数据,未能实现实时数据的分析查询,以便用户调整用电方案;从决策灵活性来看,主要是以政策激励的方式为主,未能发挥价格机制的作用。

因此,有必要在当前需求侧管理系统的基础上,增加用户端实时数据采集和可视化查询、用户电价响应等模块,构建数据实时性强、用户参与程度高的需求侧智能化管理系统,以期实现实时采集、监控每个电力用户的负荷数据和电量数据,有针对性地实时调整某个或某些用户的负荷,根据需求随时调整地区的峰谷时段和各时段电价并下传到各用户终端,及时发现电力用户异常用电情况,用户随时了解自身的负荷和电量情况并调整用电方式等功能。在此基础上形成智能化的需求侧管理工作方式,把需求侧管理工作与智能电网运行相结合,提高电网运营水平。本文设计的有序用电需方响应智能管理系统的功能框架如图3所示。

2.5 新型双向互动营销模式

为适应未来经济社会发展的需要,保障安全、经济、高效、可持续的电力供应,国家电网公司提出了“构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网”的战略发展目标。随着建设坚强智能电网工作的启动,电力营销作为智能电网的重要环节,同时也是“实现电网与用户的双向互动,提升用户服务质量”的重要载体,必须适应建设坚强智能电网的要求,全面推进智能化双向互动体系,提升用户服务质量,满足用户多元化需求,进一步提高供电可靠率。

基于上述背景,本文认为有必要研究智能化的电力营销技术支持系统,将营销决策支持、差异化服务、客户信用管理、需求侧管理以及购电优化决策整合为一体,并通过大规模信息实时采集技术为各个系统模块提供信息支撑。该系统一方面可以为电网以及供电企业的营销工作(包括市场管理、差异化服务、客户信用管理等)提供决策支持,另一方面可以为用户提供优化购电方案、节能措施等服务,实现供需双方的互动,同时实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用。本文设计的智能化电力营销技术支持系统框架如图4所示。

2.6 智能电网背景下电网资产全寿命周期管理

目前在国家电网公司确定的“一特四大”(建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网,促进大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地集约化开发,实施更大范围内能源资源优化配置)电网发展战略目标下,开展智能电网的研究与应用,必须依靠特高压电网为骨干网架,进而实现电网的智能化革命。面对如此快速的电网发展,如此巨大的电网资产投入,传统的电网资产管理模式已不适应电网发展新形势的要求,因此亟需建立一种更为科学的电网资产管理模式,以在新的形势下实现电网资产的科学化、正规化管理。

20世纪90年代以来,资产全寿命管理在资产密集型企业中得到了广泛的关注。资产全寿命管理旨在解决降低资产全寿命周期成本与提高资产可用能力之间的矛盾,实践证明这一管理理念的推行使企业获得了巨大的成本节约,带来了良好的经济效益提升。将该管理理念运用于电网资产管理,可以通盘把握一次投资和长期运行维护费用,寻找其最佳的结合点,从而实现最经济的资源消耗;可实现一部分外部经济效果的内部化,从而减少因外部不经济行为带来的浪费;可以充分发挥数据信息共享的优势,通过有效的界面管理和富有前瞻性的决策,实现资源节约和项目增值。

3 结语

在建设智能电网的背景下,我国目前的电网消纳能力、受端市场、调度运营等问题仍然较为突出,因此,有必要围绕我国智能电网的核心理念,研究电能能源资源的开发、输送、存储、转换(发电)、输电、配电、供电、售电、服务等各环节技术经济管理方面的关键问题。我国发展智能电网面临的主要困难是技术、管理以及政策上的配套问题,而如何解决这些伴生问题是发展智能电网的工作重点。

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智能电网经济性分析 篇10

目前,关于智能电网促进低碳发展的路径和机理尚没有形成统一的认识和完整的理论体系,如何充分发挥我国坚强智能电网在促进低碳发展中的作用是亟需研究的问题。本文将从能源生产、输送、消费、交易等环节梳理坚强智能电网促进低碳发展的作用,构建坚强智能电网促进低碳发展的作用框架,以期对推进坚强智能电网建设、支撑并促进低碳发展具有参考价值。

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益为主要特征,以减少温室气体排放为目标的经济发展新模式,是未来经济发展的主要方向和制高点。低碳发展是世界经济发展的新模式,智能电网在促进低碳发展中发挥着重要作用。如何在保证经济发展前提下,兼顾社会转型,发展低碳经济,成为我国必须解决的重大课题。

智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,将高级测量体系、传感技术、通讯技术、高温超导技术和储能控制等新技术成果应用于传统的物理电网;引入了新的智能产品和服务,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。在电力系统的电力输送过程中,智能电网具有强大的电力输送功能,并且还能有效保证其安全与稳定。智能电网是保证电网安全、经济和优质运行的重要手段,是经济和技术发展的必然结果。

我国在“十二五”期间普遍推行智能化能源网。目前,国家电网公司开展了坚强智能电网建设。其核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化。随着国家电网公司加快坚强智能电网建设,国网湖北电力也加快了常规变电站的智能化改造及智能化变电站建设的步伐,加快建设智能电网的配套产业集群。加快建设组建信息化自动化互动化坚强智能电网,使电网加快进入现代化的智能时代。其中,坚强是基础,智能是关键。坚强智能电网不仅是连接电源和用户的电力输送载体,更是具有网络市场功能的能源资源优化配置载体,将成为低碳经济发展的“有形之手”。

2 我国智能电网的建设与发展战略

广义的智能电网,涵盖了电力系统各个方面的数字化、自动化、信息化和互动化的系统,具有兼容性、自愈性、预防性、互动性和经济性等特点;狭义而言,主要是其核心部分电网的智能化建设。近年来,国家电网公司在认真分析世界电网发展新趋势和中国国情的基础上,努力转变电网发展方式,对特高压输电技术进行技术攻坚,取得了重大突破,在试验示范工程成功投运的基础上,确立了我们的发展战略,那就是建设统一坚强智能电网,提出了:以统一规划、统一标准、统一建设为原则,以特高压电网为网架,协调发展各级电网,建设具有信息化、互动化、自动化特征的国际领先的统一坚强智能电网;努力自主创新,使得智能电网具备坚强的网架结构;大范围资源优化配置能力和用户多样化服务能力,全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率,保障电力的安全、优质、可靠供应,实现电网发展方式的重大转变,满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。智能化变电站是智能电网的重要组成部分,其设计与建设包含几大复杂的系统:智能设备系统、智能自动化系统、智能在线监测系统、智能辅助系统、智能电源系统、智能通信系统。它们包括了智能变电站设计与建设全部内容,形成统一的智能变电站一体化系统。图1所示是我国智能电网的发展策略。

3 智能电网优势

随着经济的发展和人们生活水平的提高,用电量也随之增大,而我国毕竟是一个煤多、缺油、少气的国家,在可再生能源过程中有重大的潜力。基于这种现状和不同区域能源消费需求,提出了智能电网。智能电网在实际应用过程中,不仅具有技术功能,同时也有相应目标功能。电网相应功能的实现,在一定程度上不仅能减少碳排放量,在一定程度上也能提高能源利用率,从而真正达到多元化生产需求。就目前来看,智能电网在发电、输电、配电和用电等不同环节都有一定作用。智能电网在实际应用过程中,能通过大量的可再生能源和先进的技术实现清洁发电,从而减少碳排放量,引入更多可再生能源。再加上智能网是在微电子技术基础上产生的,其在配电接入环节有重要作用;智能电网在发电和输电环节能通过储电技术也能为可再生能源提供相应保障,并最大限度的降低用电高峰备用容量投资需求。通过特高压电技术在一定程度上也能降低损耗、减少电力工程投资。再电网技术的应用和分布式电源的引用,在一定程度上也能为实现资源供给和优化调度创造条件,并最大限度的实现集中供电需求,从而减少电机和输电线路投资。同时也可以通过相应互动营销模式,对用户用电进行相应优化,从而减少峰谷差和电网投资;也可以对电网管理进行优化,真正的实现电网和用户互动,从而提高电力公司服务水平,增加新营销业务,使电效率得以真正的提高。

4 低碳经济中智能电网起到的支撑作用分析

4.1 促进能源替代推动能源结构低碳化

我国的坚强智能电网建设战略和目标是建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,为电能的清洁生产奠定了基础。为清洁能源的规模化开发和利用提供物质基础,智能电网调度技术也使得调度系统对大电网的驾驭和进行资源优化配置实现智能化,大大提高了风险防御能力、科学决策管理能力,能够实现灵活高效地调控和良好的市场调配。这将极大地促进我国能源结构优化。同时,充分发挥大电网的联网效益,减少发电装机容量,降低火电机组启停的能耗,促进低碳发展。

4.2 提高能源利用和输送效率,促进能源输送环节的低碳化

智能调度系统和灵活输电技术(FACTS)的推广应用以及与用户的实时双向交互,可以改善电力负荷曲线、优化系统的潮流分布、减少输配环节损耗,提高能源的输送和利用效率,促进节能减排。坚强智能电网的建设有助于推进我国能源输送从输煤为主向输煤输电并举转变,从传统化石能源输送向以清洁能源高效利用为内涵的二次能源输送转变。

(1)推动输煤输电并举

坚强智能电网发展有助于转变电力就地平衡格局,推动输煤输电并举,减少电煤运输特别是公路运输过程中的能耗和排放,实现能源的高效利用。

(2)降低输配电网损耗

随着坚强智能电网管理水平、管理理念的不断提升和先进监控、通信等电网智能化技术的应用,电网的线损率还将进一步下降。智能电网运行相对于整个低碳电力系统的实现方式还集中表现在对智能电网运行系统损耗问题的合理控制与降低。特高压技术将有效降低电力输送过程的损耗。借助于先进智能电网输电技术的综合应用能够显著降低电能在中间传输环节中出现的线损问题,同样达到对整个低碳电力系统节能减排需求予以满足的关键目的。

(3)优化调度方式

基于智能电网运行过程当中合理的调度管理技术,具有可控性、安全性、灵活性和坚强性的特点,能够充分发挥电网在资源配置方面的作用。借助于智能电网运行过程所支持的综合自动化系统,电网能够实现对大量分布式电源的集成,并将其汇总至电网运行系统中协调运行,且此过程当中所实现的分布式电源集成是一种对线损最小的无缝式继承处理,由此同时实现低碳电力系统的节能需求。

4.3 控制终端节电,促进能源消费环节的低碳化

通过智能交互终端,用户可以根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境,给各种智能家电设备设定参数,进而提高终端用能设备的电能利用效率,实现节电。推动智能用电。从智能电网发挥支撑性能的实现角度上来说,能够支撑低碳电力系统发展与完善的方式基本可以分为以下几种类型:首先,智能电网借助于对降压节电技术的综合应用发挥其相对于终端节电的控制目的;其次,智能电网能够借助于对用电信息反馈技术(相对于电力系统终端用户而言)以及供电系统需求侧响应技术(相对于电力系统运行而言)的综合应用实现对于用户用电模式的优化处理,进而实现节电效益的长时间且持续性发挥;最后,电动汽车的低碳效益除了电能替代汽油外,还有电网负荷率的提高产生的效益。坚强智能电网一方面为电动汽车提供便利快捷的充电网络,智能电网能够借助于对电动汽车装置的应用实现电能产品在传输过程中的反响性,在此过程当中通过对整个电力系统负荷机组运行的合理控制实现整个低碳电力系统的节能减排目的,另一方面巧妙利用电动汽车的储能装置,为电网调峰、稳定控制和电能质量改善做出贡献,使得电力供应系统更稳定、更高效。

5 智能电网低碳效益评价

以我国东北、华北、华东、华中、华南、西南、西北7大区域作为决策单元,运用DEAP2.1软件对各区域的智能电网低碳效益进行一阶段DEA评价,结果如表1(一阶段)所示。根据前文推算的预期数据,到2020年,我国促进智能电网低碳发展的综合效益平均得分为0.909,其中纯技术效益平均得分0.949,规模效益平均得分0.948,说明技术进步和规模发展在促进我国智能电网低碳方面均具有明显作用”从具体得分看,华东、华中、华南、西北4个地区得分为1.000,表明这些地区在智能电网促进低碳发展上均处于生产前沿面,低碳效益显著。其他地区得分均小于1.00,说明其低碳效益尚不理想,还可通过技术改进或规模调整进一步提高。另外,从规模报酬看,除低碳综合效益得分为1.000的4个地区表现为规模报酬不变外,华北、西南地区为规模报酬递增,东北地区却为规模报酬递减。由于未来10年我国智能电网处于建设和发展的上升期,出现规模报酬递减情况的机率很小,说明外部环境因素可能影响到投入产出指标,从而降低了评价结果的准确性。

注:①“drs”为规模报酬递减;②“-”为规模报酬不变;③“irs”为规模报酬递增。

将一阶段DEA评价得出的各区域智能电网4个投入变量的松弛变量作为因变量,将3个环境变量作为自变量,运用Frontier4.1软件进行SFA分析,结果如表2所示。在4个投入松弛变量的SFA模型中,各环境影响因素均通过了1%或5%的显著性检验,说明设定的SFA模型合理。同时,4个模型的LR单边检验均通过5%的显著性检验,说明环境因素对评价指标有较大影响,有必要进行二阶段SFA分析。

从表2可以看出,“地区社会用电量”、“地区GDP”、“地区固定资产投资”3个环境因素在SFA模型中的系数分别为正值、负值和正值。这意味着:①地区社会用电量与投入冗余变量之间正相关,说明随着地区消费增长,将使智能电网在促进低碳方面投入增大;②地区GDP与投入冗余变量之间负相关,说明随着地区经济增长,将带动智能电网技术进步和规模优化,使智能电网实现既定碳排放目标的同时,减少投入量;③地区固定资产投资与投入冗余变量之间正相关,说明随着地区资增长,将为智能电网促进低碳发展营造更为良好的投资环境,从而增加智能电网在促进低碳方面的投入。可见,环境因素对智能电网促进低碳发展的投入量有重要影响。处于较好环境的区域,其低碳效益得分可能较高;而处于较差环境的得分可能较低。因此,第一阶段DEA评价包含了环境影响因素,其评价结果难以准确反映各区域智能电网的低碳效益。

注:(①“**”、“*”分别表示1%、5%水平上显著。

6 结语

随着全球变暖和环境问题的加剧,低碳经济已经成为国际化发展趋势。电力企业作为国民经济重要组成部分,在促进低碳经济发展过程中有重要作用。智能电网是在保证国家能源安全和应对气候变化情况下提出的,随着时代的发展,智能变电站建设的不断深化,智能电网在电力系统传输中具备强大的电力输送功能,并且可以大力促进低碳电力可持续发展。

参考文献

[1]贾文昭,康重庆,刘长义,李蒙.智能电网促进低碳发展的能力与效益测评模型[J].电力系统自动化,2011(01).