智能電網中電力設備及其技術發展分析
近年來,隨著各種先進技術在電網中的廣泛應用,發展智能電網已在世界范圍內形成共識。由于智能電網尚處于起步階段,國際上對其還沒有達成統一而明確的定義。從技術發展和應用的角度看,世界各國、各領域的專家、學者普遍認同以下觀點,智能電網是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合,并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。作為一個完整的電力系統,智能電網涵蓋發、輸、變、配和用全流程,各個環節中涉及大量的電力設備和關鍵技術。智能電力設備,從狹義上來說,是具有信息獲取或傳輸,并能進行邏輯判斷的電力設備,而廣義上,則可以認為是適應和支持智能電網新特點的有電力設備。實際上,就智能電網相關的各種硬件設施,比如高度的電力設備自動化,各國一直都在進行相關的建設。智能電網具有系統整合的特點和趨勢,將涉及到的各個單元或是部件整合成一個能智能化工作的系統,如智能配電系統,數字化變電站用戶電價互動系統等,這些系統中已經包含多種智能單元和部件,整合后的系統可能同時包含多個當前電力系統一、二次設備。
本文簡要分析和介紹了支持智能電網的各項新設備(新技術)包含各種新型能源發電和接入設備,超導、復合材料傳輸設備,儲能設備,新型電力電子設備,信息量測和傳輸設備,以及諸如智能電表、智能終端和智能管理終端等。其中部分技術和設備在智能電網概念提出之前就已經出現,但作為智能電網建設的重要組成或實現智能電網的重要手段,在本文中也進行了相應介紹。
國內外智能電網的側重區別
智能電網中電力設備及其技術發展的驅動可以用“環境決定側重力度決定速度”來概括。后半句表明政府意圖對智能電網發展的決策和重視程度決定智能電網和各項技術的速度,而前面半句,則表明智能電網的發展應與國情相適應,智能電力設備技術的發展也與智能電網的側重相匹配。
美國智能電網環境的特點是分布式發電比重快速上升與完全競爭性的電力市場,因此注重用戶側和配電智能設備,相關技術開發和應用也著重這兩部分。在美國“grid2030“智能電網規劃中,美國智能電網的電力設備主要圍繞如智能電表、智能終端、智能配電網設備以及超導和儲能等方面。歐洲國家智能電網建設主要是促進并滿足風能、太陽能和生物質能等可再生能源的快速發展,把可再生能源、分布式電源的接入以及碳的零排放等環保問題作為重點,因此優先發展新能源接入與控制相關設備及技術。日本和韓國將智能變電站、配電網的自愈控制相關設備,以及大規模太陽能等新能源開發的保護與控制設備作為研究重點。由于我國能源與用電負荷分布的情況以及網、售合并的壟斷性電力環境,導致智能電網規劃側重長距離、高電壓輸變電的發展,但同時智能用電雙向互動、分布式電源,即插即用,接入的需求及電力市場化改革,也極大推動配用電設備的發展,如智能電表及雙向通信網絡的廣泛建設。
智能電力設備發展現狀
智能電網作為一個整體,無論側重點在哪個部分,都需要眾多先進的智能電力設備的支持。
發電方面
智能電網在發電方面涉及的電氣設備包括各種可再生能源能量轉換設備,安全、可靠并網接入設備以及儲能設備。
各種新能源和分布式發電技術設備,如微型燃氣輪機、燃料電池(微透平、太陽能光伏發電(太陽板)、風力發電(風機)、生物質能發電設備、海洋能發電設備和地熱發電設備等。
智能保護與控制類設備如數字型保護繼電器、智能分接頭變換器、動態分布式電力控制設備等。
各種大容量儲能及高效能量轉換裝置,如蓄電池儲能、超級電容器、超導儲能、飛輪儲能以及燃料電池高容量儲氫、高效二次電池等設備。
責任編輯:電朵云