控制自動化、智能化是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展方向

來源:投稿網(wǎng) 時間:2023-07-27 10:00:07

引言

隨著美國未來科學家里夫金的作品《第三次工業(yè)革命》，能源互聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)為人們所熟知，并逐漸得到認可。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電力能源系統(tǒng)的有機連接，實現(xiàn)各分散電力系統(tǒng)的有機結(jié)合，實現(xiàn)電力能源的全面整體應用，實現(xiàn)電力能源生產(chǎn)、傳輸、配電、存儲、使用的有效管理，實現(xiàn)供電和需求的遠程分配，實現(xiàn)電力的遠程存儲和虛擬電力交易，實現(xiàn)電力的全面、有效的控制和利用，互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)在一定范圍內(nèi)進行單一、局部、一定的供電系統(tǒng)，在全國乃至全球范圍內(nèi)成為一個全面、廣泛的能源互聯(lián)網(wǎng)。

1.能源互聯(lián)網(wǎng)的特點。

能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源主要是可再生能源。利用信息技術(shù)對分布的水能、風能和太陽能電站進行集中控制，及時、靈敏地調(diào)度，解決發(fā)電不穩(wěn)定問題，提高能源利用率。具有以下特點：

可再生：可再生能源主要來自能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)中的能源主要是可再生能源。通過利用可再生能源，可以保證電力能源的供應，可以實現(xiàn)能源的利用。同時，通過變相存儲剩余電力能源，實現(xiàn)能源的保存，減少和保存不可再生能源的消耗，實現(xiàn)不可再生能源的再生轉(zhuǎn)換。例如，通過增加蓄水，將剩余電能轉(zhuǎn)化為水利能，實現(xiàn)不可再生能源的轉(zhuǎn)化和再生。

(2)分布式：建立小型發(fā)電站，考慮到太陽能、風能分散、能源采集、儲存、利用等原則。

（3）互聯(lián)性：由于自然環(huán)境的限制，可再生能源發(fā)電具有波動性和間歇性。單個小型發(fā)電站不能滿足需求。為了合理地分配電力資源，小型發(fā)電站通過計算機進入能源網(wǎng)絡進行統(tǒng)一管理。

（4）智能化：計算機可以獨立分析數(shù)據(jù)，合理分配電能，滿足用戶需求。它可以獨立更新數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)環(huán)境變化進行適應性調(diào)整和進化。

(5)信息化能源管理。

通過使用各種傳感的使用，可以收集能源場所的信息，分析和計算能源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各種能源數(shù)據(jù)的收集和應用，為電力系統(tǒng)的建立和使用提供依據(jù)。同時，通過收集和保存各種使用信息和調(diào)度信息，實現(xiàn)各電力站的合理布局和部署，積極調(diào)整和改進當?shù)刈兓_保電力能源處理的信息化。同時，根據(jù)大量的信息和數(shù)據(jù)，電力系統(tǒng)不斷改進。

2電力系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下應滿足的要求。

2.1分布式電站。

中國幅員遼闊，西高東低東面低。它有廣闊的山脈、平原、沙漠和海岸線。它含有巨大的可再生能源，如水利能、太陽能、風能和潮汐能。能源是非實物能源，分布在全國各地。因此，為了減少該地區(qū)的局限性影響，必須建立分布式電站，以實現(xiàn)能源的綜合利用，全面利用當?shù)刎S富的能源，通過電網(wǎng)接送人，實現(xiàn)能源采集源的充足供應。同時，開放小單位，使電站接口等待，實現(xiàn)能源利用和電力供應的全方位。

2.2智能調(diào)度網(wǎng)絡。

統(tǒng)一管理，局部控制，通過吸引互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源的有效利用。

2.3完整的運行維護系統(tǒng)。

由于能源互聯(lián)網(wǎng)需要強大的物理物聯(lián)網(wǎng)，它的管理和控制網(wǎng)絡、每個發(fā)電和電源節(jié)點之間的聯(lián)系都非常重要和緊密，并且有許多設備。一旦某一部分出現(xiàn)故障，其影響就非常重要。因此，建立一個完整的運行和維護管理保障體系對于確保能源互聯(lián)網(wǎng)的完善和運行非常重要。加強各類設備和部件的積極檢查和維護，定期對各類系統(tǒng)進行維護和檢查，避免系統(tǒng)故障。

2.4儲能設備及措施。

對于剩余能源的保存和利用也非常重要，因為各種非實物能源無法進行實物儲存和其他處理。通過系統(tǒng)的分析和部署，控制一些傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠的電力供應，實現(xiàn)可再生能源的有效利用和實物非可再生能源的保護。同時，對于剩余電力，儲存水、化學電池等各種手段，實現(xiàn)可再生資源的綜合利用和及時保存。

三是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

3.1自動化，智能化。

控制自動化、智能化是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展方向向。未來，電力系統(tǒng)將積極吸收和應用現(xiàn)代信息通信技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等先進技術(shù)，將其應用于電能生產(chǎn)、調(diào)制、傳輸、負荷接入等過程，協(xié)調(diào)發(fā)電、電網(wǎng)運行、終端用電、電力市場利益相關(guān)者的需求等方面的協(xié)調(diào)關(guān)系，使電力系統(tǒng)在各個階段都能實現(xiàn)一定的智能化和自動化，最終實現(xiàn)自動化和智能化的覆蓋電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，包括發(fā)電、傳輸、變電、配電、用電和調(diào)度。

3.2可再生資源如太陽能發(fā)電比例不斷增加。

煤礦是人類寶貴的不可再生資源。可持續(xù)發(fā)展的概念已得到世界各地的認可，并體現(xiàn)在各國經(jīng)濟、文化等領域的發(fā)展中。電力領域也在其中，太陽能、風能等可再生資源被用來取代不可再生資源，這不僅是當前電力領域研發(fā)的重點，也是未來很長一段時間內(nèi)的發(fā)展重點。以太陽能和風能為例，現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)表明，地球目前接收的太陽能可以達到人類能源總需求的1萬倍，風能也可以達到人類能源總需求的5倍。太陽能和風能都是天然能源，具有儲量豐富、普遍存在、開發(fā)應用清潔等優(yōu)點，受到人類的青睞。目前，太陽能發(fā)電和風能發(fā)電已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，其技術(shù)也在不斷完善和發(fā)展。特別是太陽能發(fā)現(xiàn)技術(shù)在多晶硅精煉、薄膜太陽能電池產(chǎn)業(yè)化和應用技術(shù)、晶體硅電池高端設備等技術(shù)方面取得了豐碩成果，但在能源評估、技術(shù)服務和創(chuàng)新方面仍然相對薄弱；光伏發(fā)電也發(fā)展迅速，并得到了推廣和應用。

3.3大容量儲能設備興起。

隨著電力系統(tǒng)的智能化、自動化的發(fā)展，電力系統(tǒng)的運行效率和性能也有了很大的提高。同時，所使用的電氣設備也對其產(chǎn)生了影響。由于電氣設備的性能在很大程度上是由其制造材料決定的，新材料的興起和廣泛應用也促進了電力系統(tǒng)的發(fā)展，特別是電力電子器件的發(fā)明高性能超導材料的應用不僅大大降低了電氣設備的消耗，提高了電氣設備的極限容量和靈活性，可以有效地限制故障電流，保護其他電氣設備和整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，高壓大功率設備和設備可以很好地改變和控制高壓大功率，從而適應不可預測的可再生能源的特點和人們靈活多變的需求，此外，納米復合材料，新型絕緣材料和鐵磁材料在電力系統(tǒng)中也將得到廣泛應用；一方面，電力儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中具有重要影響，就像計算機網(wǎng)絡中的信息存儲系統(tǒng)一樣，在很大程度上影響了電網(wǎng)的運行、電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制質(zhì)量，以及電力系統(tǒng)對電力波動和電網(wǎng)故障的反應是否及時有效，只要儲能裝置的容量足夠大，響應速度足夠快，就可以在任何情況下實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的平衡控制和穩(wěn)定。目前，新型高性能電極材料、電介質(zhì)材料、儲能材料等新電介質(zhì)材料和儲能材料，促進了大容量電池儲能等技術(shù)的發(fā)展，以及大容量儲能設備的興起和應用。

結(jié)語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)的不斷完善，電力系統(tǒng)在完成自動化、智能化階段后，最終將被新能源互聯(lián)網(wǎng)所取代，成為未來能源綜合利用的重要手段。