深入研究通信需求 加快智能電網(wǎng)標準化建設
http://www.yucd.cn自美國奧巴馬政府提出智能電網(wǎng)(SmartGrid)戰(zhàn)略以來，“SmartGrid”一詞已經(jīng)風靡全球。到目前為止，智能電網(wǎng)并沒有統(tǒng)一的定義，各國根據(jù)本國國情逐漸確定了相應的智能電網(wǎng)的概念、側重點和發(fā)展方向。中國的國家電網(wǎng)公司在2009年5月宣布了“堅強智能電網(wǎng)”計劃，并提出了該計劃的三個發(fā)展階段。
中國智能電網(wǎng)建設分三個階段
●2016年-2020年，中國將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和設備達國際先進水平。
●通信技術、傳感器技術和信息技術是智能電網(wǎng)建設的基礎。
在2009年特壓輸電技術國際會議上，國家電網(wǎng)公司正式對外界公布了該公司的“堅強智能電網(wǎng)”計劃。2010年，國家電網(wǎng)公司建設堅強智能電網(wǎng)的總體目標是“一完善、兩完成、五突破、五深化”。“一完善、兩完成、五突破、五深化”是指完善國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)工作體系；完成國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃和支撐智能電網(wǎng)試點工程的關鍵標準制定；實現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術支持系統(tǒng)、智能變電站、電動汽車充電設施、用電信息采集系統(tǒng)、“多網(wǎng)融合”等五項試點工程建設的突破；深化設備研制、專題研究、商業(yè)模式、管理創(chuàng)新、宣傳交流等五個方面的工作。
2009年5月，國家電網(wǎng)公司宣布了“堅強智能電網(wǎng)”計劃。該計劃分為三個階段：2009年～2010年為規(guī)劃試點階段，重點開展“堅強智能電網(wǎng)”發(fā)展計劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)試點；2011年～2015年是全面建設階段，將加快特壓網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設，初步形成智能網(wǎng)運行控制和互動服務體系，關鍵技和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應用；2016年～2020年為引領提升階段，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)，技術和設備達到國際先進水平。
智能電網(wǎng)建設將覆蓋發(fā)電、輸電、配電和用電等電力生產(chǎn)全過程，每個環(huán)節(jié)都有若干關鍵技術。發(fā)電側要關注新能源接入、競價優(yōu)化發(fā)電以及電廠選址優(yōu)化等問題，緩解能源地域分配不均、能源結構不合理的問題；輸電側則關注輸電網(wǎng)智能規(guī)劃、線路的狀態(tài)監(jiān)測和評估、智能調(diào)度，保證輸電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行、降低線損；變電主要關注數(shù)字化變電站的自動化、監(jiān)控、標準化等內(nèi)容；配電側關注配網(wǎng)自動化、營配一體化，提用電可靠性；用電側要建立用戶和電網(wǎng)的信息交互機制，實現(xiàn)智能化用電；調(diào)度主要是實現(xiàn)在調(diào)度支持平臺的輔助下對電網(wǎng)進行監(jiān)控，繼而實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度。
通信技術、傳感器技術、信息技術是智能電網(wǎng)建設的基礎。因此，發(fā)展智能電網(wǎng)要深入研究智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的通信需求，研制下一代電力專用的智能化光傳輸系統(tǒng)、電力專用無線寬帶通信系統(tǒng)、電力通信通道加密裝置和面向智能變電站應用的系列化工業(yè)以太網(wǎng)交換機，建設和完善大容量、速實時、具有時間同步能力、具有業(yè)務感知能力的下一代電力光傳輸骨干傳輸網(wǎng)絡，建設國調(diào)、華北、華中、華東四個通信樞紐中心。同時，要研制智能配用電一體化通信系統(tǒng)及無源光網(wǎng)絡等核心通信設備、基于IP網(wǎng)絡化的載波組網(wǎng)通信裝置、配電工頻通信設備、智能家庭網(wǎng)絡(HAN)通信設備和電力專用通信控制芯片，有效運用無源光網(wǎng)絡(PON)、電力線載波、無線等接入通信技術，以公眾通信網(wǎng)為補充，建設配電和用電環(huán)節(jié)通信網(wǎng)絡。此外，要研究和建設天地互補的智能電網(wǎng)時間統(tǒng)一系統(tǒng)及電力通信網(wǎng)智能化管理系統(tǒng)，建成滿足“三華”同步電網(wǎng)需求的安全可靠的電力通信廣域同步網(wǎng)，推進各級通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)建設和互聯(lián)互通。
中國首批智能電網(wǎng)標準陸續(xù)出臺
●美國NIST公布了77個智能電網(wǎng)標準，涉及7個領域。
●中國首批智能電網(wǎng)標準達30多個，預計在2009年～2010年出臺。
在大規(guī)模建設智能電網(wǎng)之前，制定智能電網(wǎng)標準體系是首要的任務。美國國家標準技術研究院(NIST)認識到緊迫性，推出了三階段計劃。該研究院在2009年5月發(fā)布了首批16個與智能電網(wǎng)相關的標準名單，隨后根據(jù)公眾的反饋意見，又補充了15個標準。到2009年9月階段計劃結束時，又有46個標準也被確定下來，因此到目前為止，美國國家標準技術研究院已經(jīng)公布了77個適用于智能電網(wǎng)的標準。
智能電網(wǎng)標準將會覆蓋整個電網(wǎng)。由于智能電網(wǎng)系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，制定標準時需要理解它的主要組成部分以及它們之間的相互關系和互操作性的接口特性，并制定網(wǎng)絡安全策略。
目前，NIST的智能電網(wǎng)標準體系涉及了7個領域(發(fā)電、輸電、配電、市場、運營、服務商和客戶)，用于規(guī)范智能電網(wǎng)以下行為特征：1.充分利用數(shù)字信息和控制技術，提電網(wǎng)的可靠性、安全性和效率；2.動態(tài)優(yōu)化電網(wǎng)的運行和資源；3.部署和整合包括可再生資源在內(nèi)的分布式發(fā)電；4.部署和管理需求響應，需求側資源和能效資源；5.部署計量和通信智能化技術，監(jiān)控輸電和配電運行狀態(tài)；6.集成智能應用和消費類設備；7.部署和集成先進的電力儲存和調(diào)峰技術，包括插入式電動汽車、混合動力電動汽車和蓄熱空調(diào)；8.提供及時信息和控制選項。
我國也在積極制訂自己的智能電網(wǎng)標準體系。2009年6月，在國家電網(wǎng)科技部等部門的共同組織下，由中國電力科學研究院和國網(wǎng)電力科學研究院牽頭，集合了100多名行業(yè)專家、技術人員開始著手制訂智能電網(wǎng)標準體系。首批智能電網(wǎng)標準達30多個，預計2009年～2010年出臺。
未來，智能電網(wǎng)終將需要數(shù)百個標準，目前，規(guī)劃中迫切需要制訂標準的優(yōu)先領域有：需求響應和消費能源效率、廣域態(tài)勢感知、儲能、電力交通、先進計量基礎設施、配電網(wǎng)管理、網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡通信等。
各國智能電網(wǎng)建設各有側重
歐洲于2005年啟動了Smart Grids Technology platform，其中包括Network Assets(網(wǎng)絡資產(chǎn))、Network Operations(網(wǎng)絡運行)、Demand&Metering(需求與計量)、Generation&Storage(發(fā)電與儲能)4個工作組。歐洲智能電網(wǎng)建設體現(xiàn)在市場、安全與電能質(zhì)量、環(huán)境等三方面。提運營效率、降低電力價格、加強與客戶互動成為歐洲智能電網(wǎng)建設的重點之一。
美國電科院(EPRI)從2002年開展電能和通信系統(tǒng)框架整合項目研究，18個月后，項目正式命名為智能電網(wǎng)框架。這是上個智能電網(wǎng)框架研究，它使EPRI在智能電網(wǎng)領域研發(fā)邁開了堅實的一步。美國智能電網(wǎng)的技術概念是：綜合應用現(xiàn)代通信、計算、控制等技術的電網(wǎng)能夠持續(xù)不斷地適應各種正常操作和運行方式調(diào)整的優(yōu)化運行，并能主動預測和應對電網(wǎng)擾動。其內(nèi)容涉及分布式發(fā)電、可再生能源、電力電子應用、電力市場、大系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析、控制、大系統(tǒng)優(yōu)化、配網(wǎng)自動化、廣域信息測量、傳輸?shù)取?/P>
中國智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎，即以特壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網(wǎng)度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以充分滿足用戶對電力的需求，優(yōu)化資源配置，確保電力供應的安全性、可靠性和經(jīng)濟性，滿足環(huán)保要求，保證電能質(zhì)量，適應電力市場化發(fā)展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。(國網(wǎng)電力科學研究院信息通信技術分公司副總工程師 汪曉巖)
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