電網技術論文級別
電網是電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的整體。小編整理了電網技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電網技術論文篇一
淺談智慧電網技術
摘要：本文介紹了智慧電網的定義、特點，以及控制技術和決策支援技術在智慧電網的應用，並總結了智慧電網的發展趨勢。傳統電網已難以支撐現代社會發展的要求，智慧電網的提出符合快速發展的現代社會對電力的需求。
關鍵詞：智慧電網;控制技術;決策支援技術
Abstract: This paper introduces the definition, characteristics of intelligent power grid, and the control technology and decision support technology in the application of intelligent power grid, and summarizes the development trend of intelligent power grid. Traditional power grid has been difficult to support the requirement of the development of modern society, the proposed intelligent power grid with rapid development of the modern society in the demand for electricity.
Keywords: Smart grid; Control technology; Decision support technology
中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
近年來，隨著市場化的加深、數字化技術的不斷髮展、全球氣候的不斷惡化以及環境監測的日趨嚴格，各國紛紛調整能源政策，電力網路與市場和使用者的互動越來越多，對電能質量的要求越來越高，分散式發電數量不斷增加，這就對電網提出了更高的要求。而傳統電網，由於自身特點的限制，難以支撐如此多的發展要求，智慧電網的提出，使人們能夠在傳統電網的基礎上，對其進行升級，以符合不斷變化的要求。
智慧電網的定義
智慧電網***smart power grids***，就是電網的智慧化。智慧電網是一個由眾多自動化的輸電和配電系統構成的電力系統。智慧電網以協調、有效和可靠的方式實現所有的電網運作，具有自愈功能;能夠快速響應電力市場和企業業務需求;具有智慧化的通訊架構，實現實時、安全和靈活的資訊流，為使用者提供可靠、經濟的電力服務。
智慧電網的特點
一般來說，智慧電網具有以下功能特點：
1 自愈――穩定可靠。自愈是實現電網安全可靠執行的主要功能，指無需或僅需少量人為干預，實現電力網路中存在問題元器件的隔離或使其恢復正常執行，最小化或避免使用者的供電中斷。
2 安全――抵禦攻擊。無論是物理系統還是計算機遭到外部攻擊，智慧電網均能有效抵禦由此造成的對電力系統本身的攻擊傷害以及對其他領域形成的傷害，一旦發生中斷，也能很快恢復執行。
3 相容――發電資源。傳統電力網路主要是面向遠端集中式發電的，通過在電源互聯領域引入類似於計算機中的“即插即用”技術***尤其是分散式發電資源***，電網可以容納包含集中式發電在內的多種不同型別電源甚至是儲能裝置。
4 互動――電力使用者。電網在執行中與使用者裝置和行為進行互動，將其視為電力系統的完整組成部分之一，可以促使電力使用者發揮積極作用，實現電力執行和環境保護等多方面的收益。
5 協調――電力市場。與批發電力市場甚至是零售電力市場實現無縫銜接，有效的市場設計可以提高電力系統的規劃、執行和可靠性管理水平，電力系統管理能力的提升促進電力市場競爭效率的提高。
6 高效――資產優化。引入最先進的資訊和監控技術優化裝置和資源的使用效益，可以提高單個資產的利用效率，從整體上實現網路執行和擴容的優化，降低它的執行維護成本和投資。
7 優質――電能質量。在數字化、高科技佔主導的經濟模式下，電力使用者的電能質量能夠得到有效保障，實現電能質量的差別定價。
8 整合――資訊系統。實現包括監視、控制、維護、能量管理***EMS***、配電管理***DMS***、市場運營***MOS***、企業資源規劃***ERP***等和其他各類資訊系統之間的綜合整合，並實現在此基礎上的業務整合。
控制技術在智慧電網中的應用
先進的控制技術是指智慧電網中分析、診斷和預測狀態並確定和採取適當的措施以消除、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動的裝置和演算法。這些技術將提供對輸電、配電和使用者側的控制方法並且可以管理整個電網的有功和無功。從某種程度上說，先進控制技術緊密依靠並服務於其他四個關鍵技術領域，如先進控制技術監測基本的元件***引數量測技術***，提供及時和適當的響應***整合通訊技術;先進裝置技術***並且對任何事件進行快速的診斷***先進決策技術***。另外，先進控制技術支援市場報價技術以及提高資產的管理水平。
未來先進控制技術的分析和診斷功能將引進預設的專家系統，在專家系統允許的範圍內，採取自動的控制行動。這樣所執行的行動將在秒一級水平上，這一自愈電網的特性將極大地提高電網的可靠性。當然先進控制技術需要一個整合的高速通訊系統以及對應的通訊標準，以處理大量的資料。先進控制技術將支援分散式智慧代理軟體、分析工具以及其它應用軟體。
***1***收集資料和監測電網元件
先進控制技術將使用智慧感測器、智慧電子裝置以及其他分析工具測量的系統和使用者引數以及電網元件的狀態情況，對整個系統的狀態進行評估，這些資料都是準實時資料，對掌握電網整體的執行狀況具有重要的意義，同時還要利用向量測量單元以及全球衛星定位系統的時間訊號，來實現電網早期的預警。
***2***分析資料
準實時資料以及強大的計算機處理能力為軟體分析工具提供了快速擴充套件和進步的能力。狀態估計和應急分析將在秒級而不是分鐘級水平上完成分析，這給先進控制技術和系統執行人員足夠的時間來響應緊急問題;專家系統將資料轉化成資訊用於快速決策;負荷預測將應用這些準實時資料以及改進的天氣預報技術來準確預測負荷;概率風險分析將成為例行工作，確定電網在裝置檢修期間、系統壓力較大期間以及不希望的供電中斷時的風險的水平;電網建模和模擬使執行人員認識準確的電網可能的場景。
***3***診斷和解決問題
由高速計算機處理的準實時資料使得專家診斷來確定現有的、正在發展的和潛在的問題的解決方案，並提交給系統執行人員進行判斷。
***4***執行自動控制的行動
智慧電網通過實時通訊系統和高階分析技術的結合使得執行問題檢測和響應的自動控制行動成為可能，它還可以降低已經存在問題的擴充套件，防止緊急問題的發生，修改系統設定、狀態和潮流以防止預測問題的發生。
***5***為執行人員提供資訊和選擇
先進控制技術不僅給控制裝置提供動作訊號，而且也為執行人員提供資訊。控制系統收集的大量資料不僅對自身有用，而且對系統執行人員也有很大的應用價值，而且這些資料輔助執行人員進行決策。
決策支援技術在智慧電網中的應用
決策支援技術將複雜的電力系統資料轉化為系統執行人員一目瞭然的可理解的資訊，因此動畫技術、動態著色技術、虛擬現實技術以及其他資料展示技術用來幫助系統執行人員認識、分析和處理緊急問題。
在許多情況下，系統執行人員做出決策的時間從小時縮短到分鐘，甚至到秒，這樣智慧電網需要一個廣闊的、無縫的、實時的應用系統、工具和培訓，以使電網執行人員和管理者能夠快速的做出決策。
***1***視覺化―決策支援技術利用大量的資料並將其裁剪成格式化的、時間段和按技術分類的最關鍵的資料給電網執行人員，視覺化技術將這些資料展示為執行人員可以迅速掌握的可視的格式，以便執行人員分析和決策。
***2***決策支援―決策支援技術確定了現有的、正在發展的以及預測的問題，提供決策支援的分析，並展示系統執行人員需要的各種情況、多種的選擇以及每一種選擇成功和失敗的可能性。
***3***排程員培訓―利用決策支援技術工具以及行業內認證的軟體的動態模擬器將顯著的提高系統排程員的技能和水平。
***4***使用者決策―需求響應***DR***系統以很容易理解的方式為使用者提供資訊，使他們能夠決定如何以及何時購買、儲存或生產電力。
***5***提高執行效率―當決策支援技術與現有的資產管理過程整合後，管理者和使用者就能夠提高電網執行、維修和規劃的效率和有效性。
結束語
智慧電網技術的研究已迫在眉睫，是關係到國家發展的戰略問題，智慧電網不僅可以促進科技創新，並且可以為使用者提供更好的服務。立足於我國的電網自身的特點和技術水平，參考國外研究成果，提出構建智慧電網的技術體系和框架，才能建成符合我國技術戰略和使用者需求的堅強統一的智慧電網。
參考文獻
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電網技術論文篇二
微電網技術綜述
摘 要：本文首先闡述了微電網的定義和基本特徵，其次介紹了國內外現狀，詳細介紹了微電網的關鍵技術。最後，對微電網技術進行了總結並對其未來的發展進行了展望。
關鍵詞：微電網;分散式;控制技術
1 微電網概述
微電網即微型電網是一種由負荷和微型電源共同組成的、可提供電能系統;微電網相對外部大電網表現為一個單一的可控單元，該可控單元能夠滿足微電網內部使用者對電能質量及供電可靠性和安全性的要求[1][2][3]。具有以下特徵[4]：***1***微電網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，並提供必要的控制。***2***微電網相對於外部大電網表現為單一的受控單元，並可同時滿足使用者對電能質量和供電安全等方面的要求。***3***微電網存在兩種典型的執行模式：正常情況下微電網與常規配電網併網執行，稱為聯網模式;當檢測到電網故障或電能質量不滿足要求時，微電網將及時與電網斷開而獨立執行，稱為孤島模式。兩者之間的切換必須平滑而快速。
2 國內外現狀
近年來，許多國家如美國、日本、澳大利亞等紛紛開展了對微電網技術的研究，並且解決了一部分微電網中的執行、保護、經濟性等理論問題。
2.1 美國微電網的研究現狀
美國是最先提出了微電網概念的國家，1999年美國可靠性技術解決方案協會***the Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS***首次對微電網在結構、控制、經濟等方面進行了研究並於2002年正式提出了相對完整的微電網概念，並且是目前微電網概念中最權威的一個。近年來，其微電網研究一直在有條不紊地進行著，其研究的重點主要集中在提高供電的可靠性、滿足多種電能質量的要求、降低成本和實現智慧化等方面[5][6]。
2.2 歐洲微電網研究現狀
歐洲國家於2005 年提出“Smart Power Networks”計劃，隨後便出臺該計劃的技術實現方略。“Smart Power Networks”計劃作為歐洲2020 年及後續的電力發展目標表明瞭未來歐洲電網需具備以下特點： 靈活性、可接入性、可靠性及經濟性。並且提出微電源輸出端逆變器相應控制策略：PQ控制VSI***voltage source inverter***控制策略。同時提出優化約束方程，並對超額發出熱能的棄用制訂了懲罰方案。最後，在滿足微電網電、熱雙重需求的條件下，以系統燃料耗量最低為目標，提出了優化的功率分配方案[4]。
2.3 我國微電網研究現狀
2008年初的冰雪天氣導致我國發生大面積停電，只有少數小電網在支撐重要使用者執行，暴露了我國現有的網架結構在保障使用者供電方面所存在的薄弱環節同時也將微型電網的作用充分展示了出來，並促使我國加快了對微型電網的研究步伐。2009年，中國國家科技部通過“973”計劃專案，專門資助了分散式發電供能系統的相關基礎研究。次年，中國國家科技部通過《國家高科技研究發展計劃***863***》立項了近十個有關微電網方面的研究課題。“十二五”期間，我國將在太陽能、風能佔優勢的地區建設成微電網示範區，同時還將推動建設100 座新能源示範城市。我國微電網的發展雖尚處於起始階段，但微電網的特點適應我國電力發展的需求和方向，具有廣闊的發展前景[7]。
3 微電閘道器鍵技術
3.1 微電網的控制技術
在微電網研究領域，最為關鍵的技術是微電網的執行控制。目前，有三種比較常見的微電網控制方式[2][3][9]：***1***基於電力電子技術等概念的控制方法。該方法根據微電網的控制要求與發電機的下垂特性將不平衡功率動態分配給各機組承擔，具有簡單、可靠、易於實現的優點。***2***基於能量管理系統的控制。該方法採用不同的控制模組分別對有功和無功進行控制，很好地滿足了微電網的多種控制要求，此外該方法針對微電網中對無功的不同需求，功率管理系統採用了不同的控制方法從而提高了控制性能。***3***基於多代理技術的微電網控制。該方法將計算機領域的多代理技術應用到微電網，代理的自治性、自發性等特點能夠很好地適應和滿足微電網分散控制的要求。
3.2 協調繼電保護和無功補償技術[10]
微電網的保護方法與傳統配電網的保護方法不同，主要是微電網的多電源特性，使得兩者區別很大，主要難點在潮流的雙向流動、併網和孤立執行時短路容量的變化方面。因此，傳統配電網在低壓側集中無功補償的方法已經不適合微電網。
3.3 電力電子技術[10]
大部分的新能源發電技術所發出的電能在頻率和電壓水平上不能滿足現有互聯電網的要求，因此無法直接接入電網，需通過電力電子裝置才能接入。為此要大力加強對電力電子技術的研究，研製一些新型的電力電子裝置作為配套設施，如併網逆變器、靜態開關和電能控制裝置。
3.4 可再生能源技術
太陽能、風能等可再生能源接入電網給電力系統帶來了非常大的影響，雖然相對於傳統的能源發電，可再生能源的成本並不低，但是其新型的發電技術對於電網的發展起到了關鍵的作用。
3.5 儲能技術
儲能技術在微電網中是特別重要的一項技術，它具有削峰填谷的作用從而提高了間歇式能源的利用效率[11]，該技術的關鍵在於超導儲能技術，超級電容等方面。
結束語
微電網作為分散式發電優化整合的一種方式，已經成為世界各國研究的重點，微電網將在未來佔有重要的地位。微電網雖然具有很多優點，但在大規模應用之前，還有許多問題需要解決。所以中國微電網技術的發展還將面臨著更多挑戰。但是近年來國家已出臺新的政策積極鼓勵新能源的發展並且方便新能源接入配電網，相信中國的微電網技術會走上高速發展的道路。
參考文獻
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