對智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系結構的研究論文
智能電網(wǎng)是將先進的通信技術、測量傳感技術、控制技術等多種先進技術與物理電網(wǎng)高度集成，最終構成一種新型電網(wǎng)。由此可見，構建智能電網(wǎng)過程中，需要最新信息系統(tǒng)的支撐。此外，由于電網(wǎng)將會受到能源、環(huán)境等方面問題的影響，這與我國經(jīng)濟的健康發(fā)展不相符，因此，構建一個智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)是必要的。
1 傳統(tǒng)電網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區(qū)別
傳統(tǒng)電網(wǎng)在環(huán)保性能與利用率等方面存在的問題較為嚴重。目前，電力系統(tǒng)在運行過程中對環(huán)境污染較大。因此，為了對這一問題進行解決，未來智能電網(wǎng)將得到不斷的改進和完善，基于新能源構建的大量分布式發(fā)電點設施合理的引入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力的供應將多元化。科技的高速發(fā)展，會使未來智能電網(wǎng)表現(xiàn)出與許多分布式計算系統(tǒng)相似的特性，將會使智能電網(wǎng)的研究與計算機網(wǎng)路之間聯(lián)系變得更緊密。目前，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面臨著許多問題，例如在處于峰值時，出現(xiàn)“電荒”、在電力系統(tǒng)運行過程中，如果獲取信息不及時，將會導致設備利用率降低。
2 智能電網(wǎng)解決的問題
智能電網(wǎng)解決的問題體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1 確保電網(wǎng)穩(wěn)定、安全、可靠性，提高設備利用率電網(wǎng)系統(tǒng)具有較高的耦合度，如果系統(tǒng)在運行過程中存在調控不當?shù)那闆r，單一故障可能會引起連鎖反應，情況嚴重時將會導致大面積設備損壞和停電故障。從而將會導致不可估量的損失。因此，電網(wǎng)系統(tǒng)對可靠性的要求很高，智能電網(wǎng)的智能調度主要是確保調度的安全性和可靠性。
2.2 發(fā)電與用戶的良好互動
電網(wǎng)的一項主要特征就是用電與發(fā)電兩者的平衡。從終端用戶角度對問題進行分析，用戶通過智能電力終端能夠獲取到電網(wǎng)在運行過程中的具體參數(shù)，從而適當?shù)恼{整自身的用電情況。對于電網(wǎng)系統(tǒng)來說，則可以依據(jù)用電信息構建準確的負荷模型，使供電效率得到進一步提高。傳統(tǒng)電網(wǎng)建設主要基于發(fā)—輸—變—配的單相思維，這種思維方式會引起大量的冗余，壞造成資源浪費，智能電網(wǎng)則是在較高實時性的測量通信系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行過程中，可以通過動態(tài)控制發(fā)電負荷平衡，適當減少熱備用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到進一步提升。
2.3 接入可再生能源
新能源主要指的是光伏發(fā)電和風力發(fā)電。在對可再生能源的利用過程中，需要不斷優(yōu)化發(fā)電配置。同時，由于新能源具有間歇性和隨機性，因此，在對其進行應用過程中，如果直接將其接入到電網(wǎng)中，可能會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良影響。例如，利用風力發(fā)電，可能會因為氣象原因，導致大范圍脫網(wǎng)，致使電力系統(tǒng)的平衡瞬間遭到破壞，從而將會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭受破壞。由此可見，要想確保電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和可靠性，就必須要做好信息的采集、傳輸、處理等。因此，加強對智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的研究具有現(xiàn)實意義。
3 智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系結構
3.1 基礎設施
基礎設施主要有以下三點組成：①控制設備，指的是控制電網(wǎng)系統(tǒng)中的頻率、電壓、相位等多項參數(shù)。控制設備主要包括遠程終端單元，智能電子設備等。②測量設備，測量設備包括用戶測量設備，主要指的是智能電表，對其進行應用的主要目的是量測用戶用電的具體情況，實現(xiàn)用戶信息與電網(wǎng)信息的良好互動，主動獲取用電設備的數(shù)據(jù)，并且能夠實現(xiàn)斷電、計費等方面的管理工作，可以為節(jié)電提供良好的建議。電網(wǎng)維護測量系統(tǒng)主要收集電廠、輸配線路的數(shù)據(jù)。③通信網(wǎng)絡，目前我國電網(wǎng)通信并未形成統(tǒng)一的體系架構，在具體應用中主要將信息通信網(wǎng)絡技術融入到電網(wǎng)系統(tǒng)建設中，從個人實現(xiàn)對電力狀態(tài)和用戶單元的監(jiān)測。
3.2 智能網(wǎng)的支撐平臺
傳感測量系統(tǒng)，信息量和信息計算為電網(wǎng)決策奠定了基礎，依據(jù)測量系統(tǒng)所得到的結果對數(shù)據(jù)進行監(jiān)管與收集。因此，在收集用戶數(shù)據(jù)時，主要的表現(xiàn)形式為測量系統(tǒng)收集。對設備之間的通信模式、關聯(lián)性進行整體式描述。
智能電網(wǎng)中進行數(shù)據(jù)的表示與存儲系統(tǒng)，系統(tǒng)必須要具備采集數(shù)據(jù)和命名兩項功能，數(shù)據(jù)具有模型標準與聯(lián)動性。例如，在不同的協(xié)議下，數(shù)據(jù)的存儲方案的種類也有會所不同，主要的幾種存儲方式包括：分布式、關鍵詞句、集中式等。近幾年，隨著科技的飛速發(fā)展，云計算平臺這一模式逐漸被人們所掌握，該方式同時具有可靠、安全、存儲空間大等諸多優(yōu)勢于一身，從目前的發(fā)展情況來看，該方式在未來將會成為電網(wǎng)數(shù)據(jù)的主要存儲形式。
在分析與決策智能電網(wǎng)系統(tǒng)時，要對涉及到的大量數(shù)據(jù)進行容量處理，通過對電網(wǎng)運行情況的動態(tài)監(jiān)控，完成對計費數(shù)據(jù)的'合理分析。此外，還需要詳細記錄電網(wǎng)在運行期間的存遇到問題，并通過合理的方式對問題進行分析，避免系統(tǒng)在日后運行過程中出現(xiàn)相同的問題，同時，還應當通過合理的方式提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，最大程度降低停電事故和用電路故障的發(fā)生幾率。
3.3 智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的應用體系
3.3.1 發(fā)電側的應用
隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，新能源逐漸被應用到發(fā)電系統(tǒng)中，如水能、太陽能、風能等。但是，在發(fā)電過程中如何利用風能，因為風的時間和強度都是無法控制的，這將會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良影響，為了解決這一問題，在具體處理上可以采用以下方式：①預測風場出的風力輸出信息，合理的與負載測能源信息結合，實現(xiàn)發(fā)電的穩(wěn)定輸出。②實時控制電網(wǎng)負荷，平衡風力發(fā)電輸出和負載功率兩者之間的關系，這樣在風機輸出降低時，減少負荷使用，通過這種處理方式，可以適當縮小存儲設備的規(guī)模，降低成本。
3.3.2 電網(wǎng)側應用
電網(wǎng)側應用主要表現(xiàn)在能源管理上，就是在具體操作過程中需要傳統(tǒng)的不可再生能源與新能源合理的結合在一起，并全要實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的分析、檢查、調度、控制，保證電網(wǎng)側的安全性。
3.3.3 用電側應用
電力部門對一段時間內電力系統(tǒng)負荷情況進行收集，實現(xiàn)對用戶用電行為的預測，從而為電力部門制定合理的電價提供準確的依據(jù)。例如，電力系統(tǒng)在分級電力系統(tǒng)中的負荷信息后，可依據(jù)具體情況采用相應的激勵電價措施，實現(xiàn)間接的負荷管理，也可以針對用戶的用電設備采取直接控制。例如，在電力系統(tǒng)運行過程中，電力部門可以直接對電力系統(tǒng)設備進行控制，通過降低功率和控制電壓等方式實現(xiàn)對用戶用設備的控制。此外，電力系統(tǒng)運行過程中，如果可以終段負荷，要計算中斷成本，也就是能計算因停電給客戶造成的損失，以便制定相應的補償策略，最大程度降低因為停電引起的不滿。
4 結語
智能電網(wǎng)需要具備采集、存儲、分析、處理信息的功能，只有這樣才能適應未來電力行業(yè)的發(fā)展需求。一個完善的智能電網(wǎng)需要包括基礎設施、支撐平臺、應用體系三部分，本文也從這三部分對智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)體系進行了分析，希望對促進我國電網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展有所幫助。
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