PDF《智能电网信息系统体系结构研究》

光伏发电接入电网呈现出大规模 集中接入与分布式接入并举的特点.风能和太阳能 丰富的地区往往是我国电力充足的区域,因此风能 的大规模开发需要电网在全国范围内的优化配置. 但风电和光伏发电都具有随机性、间歇性,显著增 加了电网电压和功率控制的难度.另外,风电机组 缺少支撑电力系统安全稳定运行的控制性能,容易 导致大范围风电脱网并引发后续电网稳定问题,解 决这一问题需要毫秒级控制. 由此可见,智能电网需要解决传统电网信息系 统在信息采集、 传输、 处理和共享等多方面的瓶颈, 而这些问题的解决则依赖于正在逐渐发展的物联 网技术.物联网的核心技术涵盖从传感器网络至上 层应用系统之间的物理状态感知,信息表示,信息 传输和信息处理,在智能电网信息系统体系中的通 讯、安全及上层应用等各个方面将起到重要作用 输电 变电 配电 居民用电 火电 水电 调度 工业用电 传统电网 智能电网 新能源 风光储 电动汽车 能量流 信息流 双向信息流 可再生能源 实时调度 图1传统电网和智能电网区别示意图 火电 工业用电 居民用电 配电 变电 水电 输电 智能调度 ?期 作者名等:论文题目

3 [3]: 传感器网络技术可用于智能电表等电网终端通 讯设备的数据采集和信息获取[4];

实时和安全通信 技术[5]可用于电网运行参数的传输, 实现电网运维 数据和发电负荷数据的实时传递;

数据存储和信息 表示技术[6]可用于电网海量数据的存储、管理、查 询和组织;

数据分布式处理和任务调度技术[5]可用 于电力系统安全稳定性分析,新能源接入后的能量 流实时调配.物联网技术的发展使得电力系统从一 个相对封闭自给的控制系统融入计算机数字环境 中,在提高电网稳定性的同时,使得风能、电能等 新能源技术方便的融入智能电网的信息系统,统一 的进行规划与调度. 借鉴物联网信息技术构架,本文从信息技术的 角度提出智能电网的体系结构.第2节总结了智能 电网定义;

第3节介绍智能电网国内外发展现状、 主要技术难点和挑战并提出了智能电网信息系统 体系结构;

第4-6 节分别详细介绍了智能电网信息 系统的基础设施、支撑平台和应用系统.第7节进 行总结并对智能电网未来研究方向做展望.

2 智能电网定义 智能电网,通常指将现代信息系统融入传统能 源网络构成的新电网系统.从而使电网具有更好的 可控性和可观性,解决传统电力系统能源利用率 低、互动性差、安全稳定分析困难等问题;

同时基 于能量流的实时调控,便于分布式新能源发电、分 布式储能系统的接入和使用. 智能电网的第一个显著特点是可观性强.即借 助信息网络技术,实时监控电力系统各节点的信 息. 例如 IBM 定义智能电网

3 个层次的第一层次就 是D实现对电网运行状态、资产设备状态和客户用 电信息的实时、全面和详细监视,消除监测盲点‖, 清华大学上世纪

80 年代便提出DCCCP‖(通信、计 算机和控制技术在电力系统中的应用)概念,认为 智能电网是传统电力系统网和电力信息网的两网 融合及相互作用.同样的定义还包括[7]. 智能电网的另一个特点是发电用电双方动态 交互.即利用实时获取的电网发电信息和用户信息 进行优化调度.从终端用户的角度来讲,智能电网 的目标在于统筹调度所有的电力资源,以更加便宜 的方式提供给终端用户更加稳定的电力[8]. 例如杜 克能源公司 (Duke Energy) 提出在智能电网环境下, 终端用户可以实时观测到自己的电力消耗情况并 以此调整自己的用电习惯降低成本,而同时电力公 司可以根据用户的需求调配电力资源的供应并通 过价格手段引导用户的需求,使得总的能源消耗最 低. 欧洲智能电网战略发展规划[9]提出智能电网应 将所有接入电网的用户,发电机,........