智能电网配电技术及其设备需要具备的条件(2)

  智能电网的特点是电力和信息的双向流动性，以便建立一个高度自动化的和广泛分布的能量交换网络。为了实时地交换信息和达到设备层次上近乎瞬时的供需平衡，把分布式计算和通信的优势引入电网。智能电网的五个原动力：提高安全性和防止大面积联锁停电;能源供给与能源消费结构的不平衡;高级市场化和需求侧管理;分布式电源和储能装置并网;提高供电可靠性和电能质量、节能降损和环保。

  一般地观点是：提高系统的可视化程度和预警能力; 使用较好的、灵巧的和快速的控制和灵活的网络拓扑，是增强电网的安全性和避免系统崩溃的关键。大电网的“事故发生概率-事故停电功率损失”的统计特性可知，系统中的小概率事件会造成巨大的停电损失。当系统规模和/或复杂性增加时，预示着同一小概率事故的停电功率损失增大(引自天津大学余贻鑫院士)。2003年美国加利福尼亚的大停电事件引起了各国电力工作者的高度重视。

  未来的电网将拥有自治的和自适应的基础设施，能够对、军事威胁、元件故障、自然灾害等扰动作出自愈的响应。在紧急状态下能分片实现“自适应孤岛运行”，并且其后能快速恢复供电。

  我国能源结构以煤炭资源为主，煤炭资源保有储量的76%分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等北部和西部地区。我国能源消费需求大多分布在在经济较为发达的中东部地区，随着中国能源开发西移和北移的速度加快，大型煤炭能源基地与能源消费地之间的输送距离越来越远，能源输送的规模慢慢的变大。要满足未来持续增长的电力需求，从根本上解决煤电运力紧张的问题，需要发展智能电网，实施电力的大规模、远距离、高效率输送。

  大电网为了可持续发展,电网需要高级市场化： 社会对能源的需求日益增加,需要降低全球能源的消耗;社会对物质的需求日益增加, 需要提高电网的使用率。我国配电资产利用率较低：2008我国某配电设施利用率较高城市的10kV线路与变压器载荷率的年持续曲线kV线%);10kV配变的平均负载率10个城市中有9个在40%以下，有3个在30%以下 。

  由于负荷峰谷差比较大，致使现实电网的利用系数很低(据美国统计，约55%)，一年内只有少数时间资产是被完全使用的。处理方法是缩小负荷曲线峰谷差。我国城市中居民用电在年典型峰荷日的峰荷时大多占到峰荷的12%~20%，如果消减6%~8%的峰荷，所节约的电力(发、输、配)资产额十分巨大。没有集成的通信基础设施和相应的电能价格信号，处理混合电动汽车会十分艰难,不仅效率低下，甚至会加剧峰荷问题。因此，需要开发智能充电器，其将根据电力市场信息，帮助管理好接于电网上的这类设备，同时避免电力基础设施发生意外损坏。

  电力市场的开发需要可进行双向交易的更高级的用户界面： 能够很好地反映价格，使配电公司可增加配电消费的透明度; 使配电运行调度可在实时运行中实现削峰填谷和优化调度，并 使用户可根据价格、可靠性等来进行实时交易，从而使参与的用户获得最大的经济效益;这将使配电网的运行更加复杂化、更难于预计。

  能源的压力与生态文明意识，驱使人类注意使用太阳能、风能等可再次生产的能源将是21世纪能源出路之一。分布式电源的特性：它们天然是分布式的;为了补偿其不确定性和间歇性而强化了对储能技术的需求 ;需求侧管理(虚拟的电源)。风电由于价格下降，其推广应用的前景已被认知;技术上的新进展大幅度降低了太阳能发电的成本，已展示了太阳能发电的良好前景。怎么样处理数以万计的广泛分布的分布式电源和应对可再生的风能和太阳能发电的不确定性和间歇性，同时确保电网的安全性、可靠性与人身和设备安全，并激励市场?未来配电系统的运行将由于配电网采用新的分布式电源设备而要求新的灵活的可重构的网络拓扑、新的保护方案、新的电压控制和新的仪表。

  电网发展应面向未来数字化社会对供电可靠性和电能质量的严格要求。我国城市用户停电时间过长，且10kV以下电网对用户供电可靠性的影响在70-80%以上，而10kV电网的高裕度并未带来高可靠性。

  效益方面，停电间隔和停电频率的大幅度降低;少得多的电能质量扰动;有效地消除区域性大停电;大大地减轻对和自然灾害的脆弱性;改善公众和工人的人身安全;降低或缓解电价;为市场参与者提供新的选择;更有效地运行和以很低的成本改善资产管理;降低网损;更广泛地开发环境友好的资源;与各种配电管理相关的效益。要求采用：灵活的、可重构的配电网络拓扑和可靠地双向数字通信系统;高级配电运行;更高的可靠性要求使用分布式电源。

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