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电力设备制造企业助智能电网梦想成真

不可否认,智能电网已经成为全球电力行业的热点话题,在各国按照自己的规划努力推进下,智能电网离我们越来越近,甚至一些试点案例已经让它变得触手可及。
每一个梦想的实现都离不开人们的努力,而在对智能电网的圆梦中,除了主要推动者政府和电网公司,相关电力设备制造企业也是不可缺少的组成,只有领先的技术和产品才能让智能电网落地生根、梦想成真。
阿尔斯通显然是其中的重要参与者,作为发电和电网管理领域的领先企业,凭借自身的专业经验,阿尔斯通能够采用集成的方法在整个输配电网络实施智能电网技术。
全面的智能电网解决方案
根据国际能源署数据,2010—2030年期间,预计经济发展将使全球的能源需求翻一番,世界能源需求将以年均2.2%的速度增长,全球二氧化碳排放也将加速,甚至赶超能源需求增速。
这使得全球输配电网络面临诸多新挑战,包括需要确保电网可靠运行并改善电网的稳定性,以防止发生大面积的停电事故;减少电力生产对环境的影响,优化可再生能源入网配置;提高电网以及电力公司效率,从而降低电力传输过程中的能源损失等。在此背景下,“智能化”概念脱颖而出,在各国受到了越来越多的重视。
智能电网是一种具有嵌入式控制、IT和电信功能的能源传输和配送网络。它能为电力产业链的所有利益相关方(从电厂到终端用户)提供实时、双向的能源和信息流,能够带来无与伦比的效率和稳定性。
“目前,各国对于智能电网的定义不完全一样,它取决于需要用智能电网来应对怎样的挑战。以我的理解,中国的智能电网更多的是为了加强电网的可靠性,而欧洲的智能电网是为了接入更多的可再生能源。”阿尔斯通电网业务总裁兼阿尔斯通执行副总裁格.布.吉奥姆表示,“无论哪一方面,我们都能够提供相应的产品和解决方案。”
作为电网领域的专家,阿尔斯通电网业务可以提供全面的智能化解决方案,以应对能源效率、电网稳定性、风电/太阳能并网等挑战。
据了解,阿尔斯通的智能电网解决方案,专为具有更高灵活性和效率的系统而设计,依赖于阿尔斯通电网的关键技术所产生的协同作用,这些技术包括电力电子技术、自动化解决方案和控制室信息技术。
其中,电力电子技术大多嵌入在控制系统和安装在整个网络中的硬件中,主要用于电力转换、可再生能源并网和电网稳定。包括高压直流输电HVDC方案、海上多点接入技术、柔性交流输电、电力补偿产品、静态无功换流器、静态同步补偿器等。
阿尔斯通自动化解决方案指发电厂、储电、变电站、输配电变电站中的所有自动化系统,这些硬件技术通常具有快速的反应时间,能够为智能电网提供保护并提高其稳定性。包括MiCOMIED保护继电与测量设备、传统与数字式控制系统(PACiS)、同步相量测量装置(PMU)、动态提高输电线路输送容量(DLR)等。
控制室信息技术则包括所有从中心点(能源管理系统、分散管理系统DMS)和更加分散化的网络集群(微电网电力管理系统)中,对输配电网络的性能进行监视、控制与优化的系统,能够将整个能源链的所有参与者连接到智能电网,改变了能源的日常管理方式。具体包括输电网控制室:e-terravision、e-terrasource、e-terraplatfrom;配电网控制室:e-terradistribution、集成式配电管理系统等;市场管理控制室:e-terramarket、e-terrasettlement、智能调度(SmartDispatch)、需求侧管理等。
面向未来迎接挑战
经过多年发展,阿尔斯通电网业务在一些智能电网领先的国家,已经与其政府、电力公司合作参与了许多示范性项目。而面对未来,阿尔斯通电网业务仍在努力。
为明天的智能电网解决方案做好准备,阿尔斯通电网业务发起了一项宏伟的创新方案,计划从现在开始到2020年,加大投资力度,成为智能电网关键领域的技术领先企业。通过研发与合作,阿尔斯通电网正在探索未来智能电网发展的技术途径,其中包括直流电网技术、电动汽车快速充电技术、大容量储能技术、需求响应管理、在线资产管理等。
阿尔斯通电网技术专家告诉记者,直流电网是最具前景用于长距离输电的智能电网技术,因为它能够提高能源效率并改善可再生能源电力的并网能力。阿尔斯通鼓励将越来越多的直流互连解决方案集成起来,因为这将改善电力传输的控制与质量,并能够集成分布式的电网集群(太阳能发电场、电动汽车快速充电、城市拥堵缓解系统等)。
对于电动汽车快速充电以及大容量储能技术,阿尔斯通电网业务现在处于研发阶段。其正在努力通过对电动汽车实施动态快速充电,将电动汽车车队集成到智能电网当中。通过与大学和汽车行业开展合作,阿尔斯通电网业务正在研究管理特定充电条件的各种情境及其对设备、网络和软件的影响。同时,其也正在对不同的储电技术及其对输配电智能电网的潜在影响进行研究。
在在线资产管理方面,阿尔斯通电网技术已经与IBM达成合作,共同开发沟通能源管理和资产管理系统的解决方案。利用这一智能电网技术,电力公司将能够改进对电网物理容量的实时评估,并在紧急情况下实现电流条件最大化。通过提高资产的维护和可视化能力,这些未来解决方案将帮助公用事业企业提高网络的可靠性。
类似的研究还有很多,阿尔斯通电网业务正通过现有技术和努力研究力求尽快使智能电网梦想成真。
“现在的电网处于一个变革期,智能电网之于传统电网,就像电信行业在互联网刚刚出现的时候所面对的状况。国家间、区域电网间的电能互换和电力交易越来越多,电网变得越来越复杂和难以管理。”格.布.吉奥姆告诉记者,“但我们有信心迎接挑战,在智能电网时代保持成功。”

随着近几年电力信息通信的飞速发展,新技术与新应用推动了信息通信的相互渗透与融合,传统的通信技术的界限将被打破。建设下一代通信基础设施,发展现代信息技术产业体系,健全信息安全保障体系,实现信息网络技术广泛运用,是推进经济结构战略性调整的重要手段。
电力信息通信网络作为国家战略基础设施,近几年得到飞速发展。信息化建设是支持电力生产、经营和管理的基础。电力信息业务的综合化、宽带化和多媒体化,对通信结构及方式、业务承载能力、安全可靠性提出了划时代的要求。
世界范围内的通信网络都呈现业务驱动的发展态势,移动应用、高清视频等新兴业务直接推动着信息通信多项新技术的应用和系统级的融合。随着电力信息通信技术不断成熟,电力信息通信已经进入产业化发展的新阶段。
加强智能电网的建设,为电力信息通信网带来了跨越式发展。电网管理精细化与信息化的迫切需求,电网发、输、变、配、用各环节各类型信息的细粒度采集与处理、各环节之间以及电网与发电企业、电网与终端用户间不断加深的双向互动的需求,都给电网发展带来了信息化、自动化、互动化的新特征,进一步对电力通信信息网业务灵活部署、数据高效传输、终端网络提升及优化等方面提出了更高要求。
智能电网与智慧城市
智慧城市是当前各地推进城市现代化建设的重要方向,北京、上海、浙江等多个城市已将建设智慧城市纳入重点工作。而智能电网与智慧城市之间有着天然的密切联系,优化能源配置、实现节能减排、促进民生建设、实现社会的可持续绿色发展,是智慧城市发展的本质目的。智能电网改变了传统电网的形态,一方面促进绿色能源大规模使用,一方面提升终端用能效率,同时为电力用户提供了优质便捷的用电体验与舒适智能的生活方式,并为城市基础设施与能源结构优化方面实现了全面支撑,成为未来智慧城市的重要基础。
智能电网在解决冬季南方电网负荷较大等问题上的优势
对电网层面而言,通过对不同区域范围、不同经济发展程度、不同生活习惯的用户验证工作,在获取一定数量的有效数据后,进而进行综合信息分析,开展家庭用电情况纵向对比,同一城市不同居民家庭状况用电情况的横向对比,以及不同城市、城乡之间居民用电消费习惯和消费能力的横向对比分析,整体了解掌握用户电力消费情况,提高电能利用效率,实现智能需求响应,提高电网运行效率,辅助电网削峰填谷。
对居民层面,通过可视化电量管理手段,将负荷高峰时段及时告知用户,促使用户改变用电行为,实现用户主动调节负荷,移峰填谷,做到节能减排、保护环境。智能电网还能通过实现对用电设备的控制功能,可对一些可以自动运行的用电设备(如空调)进行控制,根据电力高峰时段和用户意愿选择适当的时候自动运转或者停止,实现错峰、填谷的功能。
智能电网与智慧城市的核心:“服务”
“服务”是公共服务领域宗旨的关键词和公共服务领域企业文化的核心价值观。
电力信息通信网络承载着多重功能,其本质是为党和国家服务,为电力客户服务,为发电企业服务,为社会经济发展服务。电力信息通信网络是保障电网安全稳定优质运行、进而保障社会电力供应与消费的重要支撑,对国民经济发展起着举足轻重的作用。电力信息通信基础设施建设维护和前沿技术发展创新,是对国家电网乃至我国经济社会发展的支撑,也是历史赋予产业的使命,是对自身价值做出的郑重承诺。

中国在2009年5月开始提出构建坚强智能电网的构想,准备投资高达4万亿元,预计到2020年基本实现构想。
作为经济刺激计划的一部分,国家电网在2009年7月确定了智能电网的发展规划。2009-2011年为规划试点阶段,重点完成坚强智能电网的整体规划,开展关键性、基础性、共用性技术研究,进行技术和应用试点;2012-2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系;2016-2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”。
2009年8月和2010年2月,国家电网公司先后启动了第一批9项和第二批12项试点工程。这些试点工程的开展为“十二五”期间坚强智能电网的全面建设,打下了良好基础。
根据规划,“十二五”期间,国家电网公司电网智能化投资的总额为2861.1亿元,年均投资为572.2亿元,较“十一五”250亿元的年均投资大幅翻番,涉及到发电、输电、变电、配电、用电及调度等六个环节。随着智能电网建设的展开,智能化投资将明显增加,二次设备投资占比将由目前的不足5%提升至12%-15%。
我国智能电网进入了全面建设阶段,对智能电表产生了巨大的市场需求。


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