时间:2023-03-28 14:58:29
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智能电网相对于传统的电网技术有着更高的信息化、自动化和互动化水平,智能电网的独特优势和智能化的功能需要一系列的技术体系进行支撑。本部分从智能电网的发电环节的关键技术、输电环节的关键技术、变电环节的关键技术、配电环节的关键技术以及用电环节的关键技术五个方面对智能电网的主要技术体系进行阐述。
1.1发电环节的关键技术
发电环境的关键技术主要是指新能源技术,包括新能源安全可靠运行的保障技术和电网大规模的存储技术两大部分。新能源安全可靠运行的保障技术是智能电网中可再生清洁能源电源安全可靠运行必须解决的重大关键技术问题,首先针对大型的集中的可再生清洁新能源而言,主要研究其出力的随机不确定性和突变等问题对智能电网的影响,并在此基础上形成科学合理的智能电网构架和电网运行策略等方案;对于分布式的可再生清洁能源而言,主要研究其并网过程中的问题,通过对电网接受分布式可再生清洁能源的能力、分布式可再生清洁能源的供电可靠性等关键技术进行研究,以此来制定配电网可靠性评估体系以及相关的故障检修和运行维护等方案。智能电网的大规模储能新技术的应用主要包括:电网的抽水蓄能技术、锂离子电池储能和超导储能等。
1.2输电环节的关键技术
输电环节的关键技术主要是针对智能电网输电线路运行状态的监测技术,该环节的关键技术只要是依靠最近的信息集成技术,其中也存在着一定的技术难点需要解决。例如,输电线路由于部分路段所处的自然环境比较恶劣,这会造成无限通信过程中存在一定的盲点,使得传输线路上的监测数据的传输存在障碍;智能电网传输线路的监测设备通信规则不同意,给累输电线路的监测设备没有统一的标准和规范,这也会造成能电网输电线路运行状态的监测存在一定的困难。
1.3变电环节的关键技术
智能变电站是构建智能电网的最重要的基础和前提保障。智能变电站相对于传统的变电站而言,有着可靠先进和低碳环保的智能变电设备,同时其信息化、数字化、网络化和标准化程度高,可以实现电网的自动控制和实时智能决策等高级功能。因此,变电环节的关键技术主要包括系统分层和智能化的变电组件两个方面。首先,由于智能变电站可以分成相对独立的过程层、间隔层以及站控层三个部分,这三个相对独立的子系统之间应该实现实时的网络共享,实现智能变电站各智能设备之间的畅通无阻的互联互通;变电站中智能变电组件是实现其智能变电功能的基本保障,主要包括测量、控制、状态监测以及相关的计量保护等功能,这些组建要具有数字化的测量、网络化的监控、可视化的运行状态以及信息的互动化等特征。
1.4配电环节的关键技术
配电环节的关键技术主要包括配电自动化和智能化、配电网的保护控制以及分布式新能源接入等方面,其中配电的自动化和智能化是该环节中的关键技术。在配电过程中,依靠最新的通信技术和网络技术,采用智能的控制方式,对配电管理系统进行技术升级,实现配电网的各状态下的保护监测、用电管理和配电管理的自动化。需要注意的是,配电网的保护和控制对智能电网中的配电网有较强的环境适应能力,可以在不同介质和接口之间进行信息传输,同时还要求实时监控配电网的各类运行数据。配电网的保护和控制技术要求配网
1.5用电环节的关键技术
用电环节的关键技术可以保障用户可以使用智能电网的各项功能,其中主要包括用户的用电信息采集和智能用电服务系统。用户的信息采集要求可以实时地全面地采集用户的用电信息,同时实现对所采集到的信息进行各种分析和管理;智能用电服务系统可以实现用电客户和智能电网之间实时地交互,可以提高智能电网的综合服务质量。
2.结束语
(1)不断改善用户体验
用户体验游电费价格、停电率、阶梯电价等方面。电力公司需要根据不同的需求进行调整,用户体验的改善也是智能电网的工作目标。
(2)电网自我控制能力的提升
当前,我国电网制动装置还未具有评估事态发展的能力。因此,我们必须不断加强评估动态安全来做好预防性控制。智能电网正是面临系统故障时,能够将该区域予以隔离,有很强的应用价值。
(3)能够切实提高电网运行效率
除去运行优化与资产管理以及降低使用率成本以外,智能电网还通过使用储能、高温超导、电子等新技术对电网进行了改革。以高温超导技术为例,该技术的应用仅通过狭窄通道即可实现电力的大量传输,且电压网损接近零。
2智能电网技术体系主要内容
2.1拓扑结构
我国多年来一直采用较为传统的放射电网,这样的电网如果发生线路方面的故障,很难以最快的速度恢复正常供电。由于智能电网中的灵活的拓扑结构是构建智能电网最为基础的物理结构。一旦出现网络方面的故障,拓扑结构可以迅速的将其控制于最小范围内,给快速恢复供电提供了必要的条件。因此,配电体系的侧面发展循环网络,并设置环形总线与微电网。这样才能控制双向流向,并保证电路间的交换功率。
2.2智能电网中的测量及传感技术
该技术可以实现远程监控、分时段的用户管理。例如:可以对分布式设备进行实时监控,还能及时监控到智能仪表、传感器、测量装置。通过传感器与测量系统的有效结合,可以实现智能控制的目标。智能电网研究中,我们最为急需的就是精度高、能耗低的传感技术与网络测量技术。
2.3智能电网中的专业芯片技术
该技术是智能电网的核心技术部位。电网中的芯片升级后可以实现众多功能。智能芯片所包括的主要种类有:通信体系芯片、控制芯片、时间芯片、计量芯片和驱动芯片等等。
2.4智能电网中的通信技术
智能电网正常构建与运行离不开通信技术。双向、高速集成、实时的通信系统是智能电网正常运行的基本保障。通信技术不但能实现信息的双向传输、实现互动,还能应用量测技术进行连续、实时的检测和校正电网中的各项参数。进而使用相应的信息技术实现系统内部的自愈目的,并接受更加完整的信息。
2.5信息安全与网络安全技术
由于智能化电网是科技化与信息化相结合的系统,其安全内涵较传统电网要高很多。这就对智能电网的网络与信息安全加倍防范。当前较为常见的安全技术有:新密码技术、实时镜像备用、信息信任体系、病毒防护技术、恶意入侵防御技术、数据存储安全、实时主动防护等等。
2.6智能电网中的智能化设备技术
为提升电力系统的工作性能,我们必须在智能电网中使用最新电子设备。新技术与设备的使用能提高功率密度、成产效率、供电可靠性以及输配电系统性能。此外,我们要在负荷特性与电网间寻找出平衡点来提高电能质量。
(1)电力电子技术。该技术主要通过电力电子器件对电能进行控制与变换。当前,半导体功率元器件逐渐向大容量、高压化方向发展,很多电力电子产业都以高压变频作为主要的传动技术。同步开端技术的智能开关。新型超高压的高压直流输电技术,交流柔性输电技术。用户用电技术有动态电压恢复器、静止无功发生器。
(2)分布式的能源接入技术。自我调节能力和智能判断基础上的分布式管理与多能源统一入网,是智能电网系统中的核心部位。这个系统能够实时采集和监控电网与用户用电信息,以输配电方式为终端输送电能时也是最安全和最经济的。分布式电源(DER)的种类主要有:光伏电源、风力发电、燃料电池、小水电、储能装置能等。通过智能自动化系统,可以将多种分布式电源犹记得并入电网之中,并保证运行有很强的协调性。在提高系统工作效率与可靠性的基础上,节省了大量的输电网方面的投资。有力的支持了峰荷电力与电网紧急功率,进而带来更大的经济与社会效益。
2.7发电机功率与预测短期负荷技术
超强的预测力是构建智能电网技术体系的有力保证。实现短期负荷预测和发电机功率预测,必须将只能传感器与先进的信息通信技术作为技术支撑。这样才能实现短期的预测和预警。
2.8蓄能技术
不稳定是可再生能源的最大缺点,因此,智能电网的储能技术室很多单元构成的,例如:电容器储能、超导磁储能、化学电池储能和燃料电池储能等多种形式,这些储能方式的主要特点是:高效、高密度。
2.9电力控制技术
同样,电力控制技术也是智能电网技术体系构建中至关重要的组成部分。该技术可以优化运行系统,很好地完善智能电网体系结构。
3结束语
[摘要]电子技术在现代汽车上应用越来越广泛,电子技术的应用对于改进汽车性能、提高行驶安全、降低污染、节约能源有着非常重要的作用。文章就现代汽车电子技术的应用、发展趋势及应用前景进行了综述。
[关键词]电子技术微处理器电子控制装置汽车传感器
随着微电子技术的不断发展,车辆中的电子自动化程度越来越高。可以说,机械技术构成了现代车辆的筋骨,电子技术则构成了现代车辆的神经中枢。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是汽车制造商夺取未来汽车市场的重要的有效手段。
汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容:硬件包括微处理器及其接口、执行部件、传感器等;软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控、自诊断系统等程序。
特别是微处理器的出现给汽车的电子自动化程度带来了革命性的变化,车辆上微处理器的使用数量激增,电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例越来越大。例如,一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到50个左右,电子产品占到整车成本的50%以上,微处理机将更广泛地应用于汽车安全、环保、发动机、传动系统、速度控制和故障诊断中,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。
一、电子技术在现代汽车中的应用
按照对汽车行驶性能作用的影响划分,可以把汽车电子产品归纳为两类:一类是汽车电子控制装置,汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用,即所谓“机电结合”的汽车电子装置;它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等,另一类是车载汽车电子装置,车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统(行车电脑)、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。
1.在发动机上的应用
现代汽车发动机的基本功能没有根本变化,但引入了大量的电子控制装置,极大地改进了车辆的排放性能、燃油经济性和耐用性。发动机电子控制系统包括很多电子控制装置,电子燃油喷射和点火装置是其重要组成部分,除此外,还有自适应控制装置、智能控制装置及自诊断操作装置等。
现代汽车上,电子控制燃油喷射装置,因其优越的性能,已得到普及。这种新型燃油喷射装置可以自动保证发动机始终工作在最佳状态;电子点火装置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由计算机、传感器及其接口、执行机构等部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻调节。在输出一定功率的条件下最大限度地节约燃油和净化空气。
各公司相继研制成功了多种新技术,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的计算机控制系统使用嵌入式微处理器技术实时监测发动机运转情况,确保喷射燃油量恰到好处,使燃油喷射量刚好满足要求,对清洁这些发动机大有帮助。
特别是电控直接喷射和共轨燃油系统两项技术的突破,催生了具有优良性能的新型柴油机的出现。这些新型柴油机电控、加速性良好、气味不浓也不产生烟尘、行程大并且耐用。
在通常的柴油机中,喷油泵在同一时间射出所有燃油,其结果就是产生柴油机标志性的乓乓的敲击声。在直接喷射时,燃料射入之前先有一小部分先行射入,这样当燃料射入时产生的敲击声会变得柔和。与此同时也可以降低燃烧温度,减少NOx(氮氧化物)的排放量。
共轨燃油系统的作用则在于它可以更好地控制燃油数量和喷射定时。共轨系统有一个高压泵,当喷油嘴开启时,高压使燃油产生很好的薄雾使得燃烧更加充分,同时还减少了尾气排放。
现代汽车的各种性能(燃油经济性、排放、驾驶性能和功率等)越来越好,而使这一切成为现实的正是电子技术与计算机辅助设计的结合。
2.在底盘上的应用
底盘电子控制系统包括很多电子控制装置,电子控制自动变速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要组成部分。现在许多轿车的自动变速器是电子控制的,电子控制也就是微处理器控制。
自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成,微处理器根据传感器输入信号和开关信号,通过电磁阀控制换档和变矩器锁止这两个工作过程,达到自动变档的最佳控制精度。发动机曲轴与变矩器涡轮之间通过离合器接合的装置也称为变矩器锁止,其作用是减轻变矩器涡轮与叶轮之间的打滑现象,改善燃油经济性。ECAT优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映车辆行驶负荷和道路条件等。
自动变速器的电子控制装置是由信号输入系统、计算系统和控制信号输出系统这三部分组成。信号输入系统有:变速器输入速度传感器、变速器输出速度传感器、发动机冷却温度传感器、节气门位置传感器、发动机曲轴转速传感器、油温度传感器、歧管压力开关、制动开关等信号。这些信号反馈到ECU(在通用汽车上称为PCM-动力传动控制组件),在ECU进行计算然后输出控制信号,通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。微处理器接到传感器反馈信号后,根据程序计算的结果发出控制信号接通变矩器的离合器电磁阀电源,驱使电磁阀启动,使离合器接合;如果切断离合器电磁阀电源则离合器分离。ECU是根据汽车行驶状态来操纵电磁阀通电开关开启或关闭的。当汽车速度比较慢或停止时,ECU不启动电磁阀,当汽车速度达到一定值时,ECU就会启动电磁阀使离合器接合。微处理器接到传感器反馈信号后,根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。ECU根据即时变速杆的位置,对照参数计算选择最佳的档位位置,发出控制信号驱动换档电磁阀,令变速器换档。
通用、福特、丰田等等大厂商采用的自动变速器电子控制系统,根据与其连接的变速器和发动机的不同型号而不同,每个系统中的元件和系统的工作过程也随着不同的变速器而有所变化,但其基本的工作方式及基本部件还是一样的。
除此外,还有电子稳定智能控制装置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、电控悬架操作装置等。ESP将多种功能整合在一起,并在此基础上进行了扩展。与其他牵引力控制系统比较,电子稳定控制程序不但控制汽车驱动轮,而且可控制从动轮。通过安装在车辆上的轮速传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器,电子稳定控制程序能对车辆的状态进行实时监控,当感应到轮胎与地面失去附着力,车辆存在侧滑危险时,电子稳定控制程序会快速而有选择地对需要制动的车轮实施独立操作或降低发动机输出,以使车辆行驶方向尽可能保持与驾驶员的预期相一致,从而提升车辆在各种工况下的方向稳定性及可控性。
目前电控悬架,汽车的悬架系统一般是弹簧刚度和减振器阻尼特性不能改变的被动悬架,它不能根据使用工况和路面输入的变化进行控制和调整,故难以满足平顺性和操纵稳定性的更高要求5近年来,随着电控和随动液压技术的发展,弹簧刚度和减振器阻尼特性参数可调的电控主动和半主动悬架,在汽车上逐步得到应用和发展。
3.整车控制技术
整车控制技术包括车身电子控制、驾驶电子控制等系统。汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多,主要包括对汽车照明灯和转向信号灯的电子控制、对电动座椅、电动门窗、电动门锁、自动雨刮等的电子控制以及多媒体系统等。目的是保证视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。目前车身电控技术呈现如下的发展趋势:进一步满足用户个性化的需求;先进的驾驶和乘坐信息系统,如车辆遥控检测、智能型防盗、乘座适应性控制、42V电子系统、环保设计系统等等。
传统的机械和液力驾驶控制系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等),从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟,这在极限情况下是不能允许的。电控驾驶控制系统是没有机械和液力后备系统的,电控驾驶控制系统主要由三部分组成:控制系统、执行系统、通讯系统。控制系统的功能是根据驾驶员的意图和车辆行驶状况,对执行器给出执行的设定值。执行系统的功能是在控制系统的控制下,完成具体的执行动作(转向、制动等)。驾驶电子控制技术在现代汽车中,已大量使用,完全取代传统的机械和液力驾驶控制系统是必然趋势。
4.主被动安全系统
汽车的操纵稳定性和安全性是衡量汽车性能的重要指标。电子控制技术的引入为汽车的稳定性和安全性提供了保障。
提高汽车的操纵稳定性,过去一直局限于通过改进轮胎、悬架、转向与传动系的性能来实现。随着计算机、传感器和执行机构的迅速发展,研发了各种显著改善操纵稳定性和安全性的电子控制系统如防抱死制动系统(Anti-LockBrakingSystem,简称ABS)、牵引力控制系统(TractionControlSystem,简称TCS,也称ASR)、四轮转向系统(4WS)、车辆动力学控制系统(VehicleDynamicControl,简称VDC,也称VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基础上,增加转向行驶时横摆运动的角速度传感器,通过ECU控制各个车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向稳定性,防止转向时车辆被推离弯道或从弯道甩出。
轮胎压力检测系统(TirePressureM0nit0ringSystem,简称TPMS)是在每一个轮眙上安装高灵敏度的传感器,在行车状态下实时监视轮胎的各种数据,通过无线方式发射到接收器,并在显示器上显示各种数据,任何原因(如铁针扎入轮胎、气门芯漏气)等导致的轮胎漏气、温度升高,系统都会自动报警,从而确保行驶中的安全,延长轮胎的使用寿命。
为了保证行车安全,安全气囊和座椅安全带控制系统是必不可少的。安全气囊的合理触发以及座椅安全带的及时束紧,需要安全系统对行驶状况的及时监测和判断。安全气囊和座椅安全带控制系统将采用越来越多的先进电子传感器、控制芯片以及电子控制装置。
二、电子技术在现代汽车中的发展趋势
随着高性能传感器、微处理器的研制成功以及网络、总线技术的完善,汽车电子技术将向集中综合控制和网络化方向发展。
1.集中综合控制
目前汽车电子技术向集中综合控制方向发展。例如,将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(UCC)。汽车的机械结构还将发生重大的变化,汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展,实现“线操控”。用导线代替原来的机械传动机构,例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。
随着汽车电子装置越来越多,消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源,已满足不了汽车上所有电气系统的需要,汽车12伏供电系统需向42伏转化。今后将采用集成起动机-发电机42伏供电系统,发电机最大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,发电效率将会达到80%以上。42伏汽车电气系统新标准的实施,将会使汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革,机械式的继电器、熔丝式保护电路将被淘汰。
2.网络化
汽车上的电子电器装置数量急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术十分重要。集中综合控制要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度要求更高。采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其他控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。
三、结束语
汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化和舒适。智能汽车装备有多种传感器,能够充分感知驾车者和乘客的状况,交通设施和周边环境的信息,判断乘员是否处于最佳状态,车辆和人是否会发生危险,并及时采取对应措施。今天,社会进入了信息网络时代,汽车已不仅仅是一种代步工具,人们已可以在汽车上收听广播,打电话,上互联网,处理工作。随着数字技术的进步,具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能的车载计算机多媒体系统的开发,汽车也将步入多媒体时代。可以预见到的将来,汽车装置自动导航和辅助驾驶系统,驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中,汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施,一边驾驶着汽车,一边欣赏着音乐电视,还可上网预定饭桌、机票等。
[参考文献]
[1]魏万云:《浅谈当代电子技术的发展》,《中国科技信息》2005年第5期。
[2]张凡、殷承良:《现代汽车电子技术及奠在仪表中的应用》,《客车技术与研究》2006年。
[3]刘艳梅:《电子技术在现代汽车上的发展与应用》,《中国科技信息》2006年第1期。
对消费者的具体用电情况进行收集、测量、分析以及储存,能够有效实现信息采集、实时通信、数据综合分析、需求响应以及双向计量。高级量测体系技术是智能营销基础技术、能源分布式接入以及用户双向互动的基础保障和重要技术支持。量测数据管理系统、通信网络以及智能电表是目前我国智能电网高级量测体系技术的主要组成部分。
二、智能电网技术在用电营销中的应用
(一)智能化抄表
随着我国智能电网技术的不断发展,智能化抄表不断应用于我国电力营销中,有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块,采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术,远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据,同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区,抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表,及时掌握用户的用电信息。
(二)智能化自动配电系统
智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术,构建用电营销智能化系统,提升用电营销效率。目前,我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势,同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前,我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善,已能够兼容GPRS通讯网络,同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享,有效提升了我国用电营销管理水平。
(三)营配信息通信一体化平台
营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上,采用先进现代化信息传输技术,构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道,该传输线路以光纤为主要通道,宽带无线网络为辅助通道,并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前,我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性,同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护,推动了我国电力营销的不断发展。
(四)智能交互仪表
智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道,电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销,对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现,同时采取相关解决措施,有效避免电网出现盗电现象。
三、结束语
在我国智能电网快速发展建设的同时,也存在着诸多缺陷,虽然一些地区已经实现调度自动化技术的应用,但是由于技术落后、资金不足等问题,仍然面临着重大挑战。
1.1智能电网应用现状随着经济社会的飞速发展,智能电网被广泛的应用到各区域中,出现的问题也不尽相同,具体表现在以下方面:第一,区域分布不平衡,发达地区和落后地区自动化技术存在明显的差异;第二,技术手段尚未达到所有电网建设的需求,用电负荷受阻的现象时有发生;第三,智能电网的输电设备、网架等基础结构相对落后,无法适应发电需要,严重的降低了效益;第四,可再生能源开发使用不够充分,大量浪费的情况屡见不鲜,违背我国“可持续发展”政策的要求。除上文描述的状况外,自动化技术还有很多问题亟待解决。
1.2智能电网的解决措施智能电网尚处于初级发展阶段,每个国家都在积极探讨如何将调度自动化技术更好的应用到本国发展中,因为我国智能电网建设总体落后于一些发达国家,对其应用更加迫切。所以,必须结合国情,综合考虑用电总量、环保节能、安全可靠等问题,努力将经济社会效益和电网发展有机的结合起来。与此同时,针对一些实际情况,还要采取具体的措施。第一,制定高效的标准,指导智能电网的实施建设;第二,做到具体问题具体分析,结合每个地方的实际特点,合理开发资源;第三,安排设置多种发电模式和电力存储并存,更好的实现节约资源的目的;第四,不断创新设计方案,提高电网的管理措施;第五,完善网络、计算机等通讯技术,避免运行时的阻碍。智能电网调度自动化技术的设计,如图1所示。通过图1的表述分析,不难看出智能电网的具体设计方案中包含通讯网络、通讯接口、区域保护、智能化调度等多信息,实现调度自动化技术的合理应用。
2调度自动化技术的未来发展方向
智能电网的发展前途将是无可限量的,在未来的建设体系中,很有可能会运用到AMI技术,有效的连接电力系统和负荷信息两部分内容。在调度自动化系统中,将会包括智能机器人、三维GIS、高级配网等众多高新技术,并且区域之间的数据信息,能及时的进行传送,相互学习更多的经验知识,不但增进彼此的共同进步,而且消除信息闭塞的情况。强大的自动化系统,能使得繁琐冗长的数据在规定的区域内进行整合,并且能任意调取所需的资料信息,形成完整的电网模型,这一系统具有功能卓越、灵活布控、层次众多等优点。建设信息构架,在为信息提供共享平台的同时,杜绝出现海量信息的筛选操作难题,便于及时有效的获取一手资料。智能化电网将配电、输电以及用户资料整合规划到既定的位置,实现电网互动供电[3],给用户带来极大的便利,实现灵活个性的供电需求,富余的电能可以作为投资或者应急使用。对于智能电网建设而言,能随时掌控用户对电量的需求情况,预算估计可能的风险,配置资源的使用、应对突发状况、节约电力资源、提高效率等,并且能树立良好的公司形象,切实担负起电力企业的责任。
3结语
智能电网是指电力系统的发电、输电、变电、配电和利用和调等环节接对象,并不断开发新的控制、信息技术和管理等,并使上述技术的有机结合,从而实现电力连接之间相互交换信息,如最终实现电力生产、传输和使用的优化。结合我国的实际情况构建强大的智能电网,通过特高压电网作为主要的网络框架,使各级电网共同发展,从而实现我国电力系统“电力流、信息流、业务流”的智能电网,以保证电力系统的正常运行,降低能源消耗,改善效果是非常重要的。
2智能电网建设过程中中所运用的电力技术
在我国智能电网建设的过程中运用到的电力技术主要用一下几个方面第一是储能技术,其二是基于电压源换流器的柔性直流输电技术,第三是柔流输电技术;第四是风力发电技术;第五是太阳能发电技术;第六是高压直流输电技术。这六门技术在智能电网建设的过程中发挥着重要的作用,下面笔者就这六项技术展开简单的分析与研究。
2.1在电力系统中,实现智能电网受到各种技术因素的影响,还受到环境因素的影响。基于智能电网相关技术的分析,结合战略的发展趋势本文进行了讨论。摘要因为太阳能与风能能够直接连接到电网上,对与电池如何迅速地进行放电与充电问题,如何有效进对智能电网上的电池进行管理,成为了我们应该积极考虑的问题。基于上述的考虑,我们在智能电网的建设过程中,采用能源的存储技术,这种技术可以使上述的问题得到解决。在该技术中,最重要的组成技术就是飞轮的储能技术,这种技术借用电机作用,从而能够实现机械能与能源间的转换。也就是说当电网需要的时候,电机就可以成为发电机,其和飞轮的机械能可以快速转换为所需的功率,传输到电网系统。飞轮的制成材料是高强度的玻璃纤维,其通过一对磁悬浮轴实现悬浮在空气中的,因此我们说在飞作的过程中,几乎不会损失能量。而且风轮的转速能到40000r/min以上,这更提高了整个装置的转行效率。
2.2基于电压源换流器的柔性直流输电技术在灵活的直流电压源逆变器的基础上,在立足电压源换流器以及脉冲宽度调制调制的基础上,形成了两种技术组合成的一种新型直流技术。智能电网中的运用电压源换流器的柔性直流输电技术,不仅解决了直流和交流传动加载点之间的问题,还简化了设备,也有一个低得多的成本。
2.3柔流输电技术所谓的灵活交流输电技术,是一种集成电力电子技术,它可以灵活使用、方便快捷。这种技术可以有效而广泛地对当前的范围进行控制。而且在电力传输的过程中,柔性的交流输电技术还可以改善线传输能力,可以减少备用发电机组容量,提高电源智能电网的稳定性。
2.力发电技术当前在风力发电的市场上,主要采用的主流发电机组都是双向感应发电机与永磁同步发电机等设备。也就是说风力发电的过程中,可以根据风力转子励磁电流的频率、速度,有效地实现控制发电机组有功功率和无功功率额目的,利用让风力涡轮机的多级智能电网变速的特点,提高风能利用率,但是永磁同步发电机只能借助于全功率变频器才可以。因此我们说,在智能电网中运用风力发电技术,可以更好的利用自然资源与能力,节省更多的人力物力与财力,节能环保。
2.5太阳能发电技术太阳能发电也叫光伏发电,因为在智能电网中,太阳能经常使用一个光伏阵列或一个数字光伏模块和逆变器,蓄电池互连线,其是借助光伏阵列形成的。在光伏发电系统中,是基于一定的互连的当前值,因此在当前的调整中,在电池的帮助下,控制器对蓄电池组进行双向的充电和放电控制,实现智能电网的安全可靠运行稳定的电力供应。
2.6高压直流输电技术所谓的高压直流输电,是使用的稳定直流没有感抗,容抗也不工作,不同步问题,实现的。高压直流输电技术运用的远距离大公路的直流输电方式,这种方式在输电的过程中,电容量非常大,而且比较文星。尤其是在架空线路和电缆远距离输送传统电力,这种技术也同样适用于通信系统要求独立场合的连接。在智能电网中使用高压直流输电技术提高了电网的安全稳定性能。
3电力技术在智能电网建设活动中发挥作用
综上所述,电力技术在智能电网的建设中发挥了重要作用,在这一点上,总的来说是很容易的。电力技术在智能电网建设中的影响具体的来说不外乎一下几点:第一改善和提高电网运行水平和控制能力;第二满足用户对电能质量的需求,和改善电网服务质量;第三优化了电网资源配置能力;第四确保和提高电网互联的风能和太阳能系统容量;第五对大中型城市电网容量和电流的提高,有效促了信息社会的发展。
4结束语
1.1优化电网,确保用电安全可靠性
智能电网相对来说一个较为复杂的系统,环境、用户等对电网系统提出了不同层次的要求,也就需要电网在原有基础之上有更加的反应与适应能力,而电子电力技术应用到智能电网中表现最为突出了就是优化电网,在特定条件下能够满足环境、用户对电网系统提出的高层次要求。但是,就我国目前形势而言,在电网架构等方面掌握的技术同发达国家相比,我国还处在初级阶段,从某种意义上也就证明智能电网还有很大的发展空间,因此加大对电网的优化力度具有迫切性。立足整体,从全面出发,智能化和自动化是电网未来发展趋势,而电子电力技术应用到智能电网中也将成为一种必然趋势。
1.2应用电子电力技术占据的优势
能源问题是新形势下我国面临的又一突出问题,电力企业要想在激烈的竞争中立于不败之地,就必须依据自身实际情况制定出行之有效的开发研究智能电网计划,从而满足智能电网安全可靠运行的要求。电子电力技术应用到智能电网中能够有效缓解能源问题,为促进可再生能源的发展创造条件,最终实现节能减排的目的。值得一提的是,电子电力技术的应用是新形势下确保电网经济性、安全可靠性的重要技术。
2电子电力技术在智能电网中的应用
2.1电子电力技术在智能电网发电环节中的应用
伴随着社会的迅猛发展,能源问题是我国乃至世界共同关注的话题,也正是在这种情况下,我国电网行业才依据自身情况断进行创新和引进新技术,做到同风能发电、水能发电等清洁能源发电那样,要想根本性提升其能源利用效率,就必须在原有基础上改进发电技术,例如:可再生能源转换设备、能量转换设备等。以风能发电为例,为了达到风电机组变速运行的目的,应当采用双馈风电机组的定子直接接入到电网中的方式,这样就能够有效控制蓄电池组双向充放电,为系统平稳供电创造条件。
2.2电子电力技术在智能电网中高压直流输电技术的应用
纵观整个直流输电系统中,在输电环节中表现尤为明显,而输电环节又包括多个方面,可以将其简单的分为:高压直流输电、柔性直流输电和柔流输电,在无特殊情况下,在发电和用电这两个环节使用的都是交流电,进而对系统中各项参数能够有效控制,再者,将各种先进技术有效融合起来,可以利用特殊方式将大量清洁能源为电力系统所使用,在确保电网稳定性的同时,在各方面都得到保障的情况下降低电力损耗,进而提升电力系统输送电力能力。
2.3电子电力技术在智能电网变电环节中的应用
随着我国经济的迅猛发展,为传统变电站向数字变电站的转变创造了条件,实现了信息共享和交流,智能电网占据的优势也逐渐体现出来。智能化变电站是综合利用各项技术在原有数字变电站的基础上发展而来,智能化体现在多个方面:数字采集和展示、信息共享,从某种意义上来说提高了变电环节的安全可靠性,同时也节约了成本。例如:用微处理器和光电技术设计一次设备被检信号回路和操控驱动,使得变电站二次回路中可编程序能够代替传统继电器及其逻辑回路,为二次设备中常规的功能装置具有逻辑功能模块创造条件,从中也就不难看出智能电网的功能逐渐显现出来,为电力企业提升行业竞争力奠定坚实基础。
2.4电子电力技术在配电环节中的应用
在智能电网中明确显现出“用户电力技术”这一概念,它是以用户对电力安全可靠性和电能质量为理论依据,将电子电力技术和配电自动化技术两者有效结合起来,进而为用户提供高层次的电力供应技术,能够在最短时间内解决其出现的问题。当然,智能配电网并不是简单依据电子电力技术就能够完成,它需要依赖于先进传感测量技术,在特定条件下通过通讯网络等方式进行数据传输,在这个基础之上实时监视配电的全过程。配电过程中其最重要的目标便是提高电能质量,依据实际情况制定出科学合理的电能质量评估方法,确保用户质量和用电安全。
3结语
先进的电力电子技术对智能电网有着诸多的优势作用,首先它促进了改善电网电能质量以及电力市场的发展,将电力电子技术以及装置用在改善智力电网电能的质量,能够实现高效和优质电网供应。其次就是能够对电网的安全得到有力的保障并可起到优化电网的作用,FACTS等相关的产业当中,电子技术手段以其多样化的自主创新形式作为培育点,将智能电网而对输配电能力得到了有效提升,对故障损失率得到了降低。先进电力电子技术的应用使得智能电网可以安全稳定的运行,起到了重要优化作用。再者就是先进电力电子技术对资源的优化配置起到了重要作用,从而促进了可持续发展,对可再生能源提高了适应性以及容纳性。
2智能电网优势分析及先进电力电子技术应用探究
2.1智能电网的主要优势分析智能电网在当下贯穿电力系统的各个环节,它是实现信息流以及电力流和业务流的一体化现代智能电网,自身有着显著的优势,它能够把各种发电以及储蓄能源方式得以兼容,将可再生能源的利用率得到有效提高,从而达到多样化的电力市场交易主体和电能产品。其用户能够在智能电网作用下对实时电价信息得到及时掌握,从而形成良好用电习惯。并能够有效的将用户用电质量多样式和电能质量多样式的选择得以实现,智能电网在故障的检修以及查找的灵敏度比较高,可在有限时间内找到故障,这对危险性有了很好的预防效果。
2.2智能电网中先进电力电子技术的实际应用智能电网中SVC技术的应用是比较典型的一种应用技术,这一技术主要是依靠着灵活交流输电装置,从而实现电压而对稳定以及调节系统电压和对无功潮流的控制等作用,这一技术是解决我国电网输电瓶颈的重要技术手段,SVC技术有着无功补偿以及潮流优化的功能,可对电网电能输送效率得到优化,并保障其安全稳定的运行。
另外电力电子技术在智能电网输电环节中的应用,其输电环节主要是柔性直流输电以及交流输电和高压直流输电这几种类型,直流输电有着稳性高和量大的特点,柔流输电是当前电力电子技术和电力系统结合的产物,可灵活适时控制电力系统主要参数,把控制技术和电力以及电子技术得到有机的结合,在高压输变电当中能够完成能源隔离增强电网稳定性,对输送电能力也能够得到有效提升。
智能电网中应用高压变频技术能够对智能电网的运行得到优化,它能够对电量得到节约三成以上的水平,将其技术应用到智能电网当中在整个运行操作过程中的节能效果能够比较突出,这也是用户实现节能减排的首选,功率单元串联多电协调操作方式在实际生活当中运用的较为广泛,其中的中亚三电平技术以及混合结构技术有着灵活的控制能力,这对智能电网的发展能够起到重要的促进作用。智能电网中高压直流输电技术的应用也能将智能电网的运行得到优化,智能电网运行的过程中输电采取的是直流电,发电以及用电采取的是交流电,这一技术主要是将直流和交流的转换进行实现的。交流电先变为高岩直流电主要是在输电线路换流变压器以及整流器的作用下进行实现的,而直流电主要是在输电线路逆变器的作用下进行实现的。远距离输电当中通过对高压直流输电技术的应用,能够将智能电网的故障率得到有效降低,并能够实现智能电网输电距离以及输电量较大的要求。
我国的智能电网发展还处在一个初级的阶段,对先进电力电子技术的应用能够推动其快速的发展,在这些技术当中,对超导电力技术的应用将会成为将来发展的一个重要趋势。高温超高电力技术是新兴的技术,能够在输电电缆以及变压器和电动机等诸多方面得到应用,实现这一电力技术并将其和智能电网得到有机的结合,能推动我国电网的发展。由于智能电网自身有着自愈能力,但实现双向流动就需要更为先进的技术设备,超导电力装备有着独特之处,它能够快速的调解电力系统增强其可控性。
3结语