主页(http://www.cnwulian.net):王志轩:智能电网本质分析
再次,智能电网是一个整体的新概念,不是“智能”与“电网”的简单叠加。一是不能用“智能”简单定义传统“电网”,智能电网应是智能化及新型电网融合成为一种全新的电网运行形态。二是不能理解为整个电网智能化才是智能电网。智能电网是一个庞大的系统,可以由很多部分组成,如智能变电站、智能配电网、智能电能表、智能调度、智能城市用电网、新型储能系统等,根据需要可将多个系统整合为一个系统。还可以根据需要在电网的某一个局部进行智能化,如既可以优先在输电侧,也可以优先在配电网实现电网的智能化。
2、不同国家、不同机构、不同专家对智能电网的不同定义或者不同描述的主要区别有三个方面:一是文字表述方式不同;二是对智能电网所要达到的目的或者实现的功能要求不同;三是采用的技术支撑条件不同。这些不同可能会影响到智能电网的物理形态、技术水平、发挥的作用,但都不会影响智能电网的本质属性。
定义的拓展:
再如,为实现能源资源的优化配置及可再生能源发展,以电价机制为导向,基于新材料、新设备、先进的传感技术、自动化技术及数据、云计算技术,监测发电、储电、输电、变电、配电、用电、储电设备及网络节点上电力流与信息流,控制电力流与信息流双向流动,实现电网自主优化运行的新型电力系统。
时间:[2015-08-03 ] 信息来源:中国能源报 作者:王志轩 在互联网上可以搜索到大量对智能电网的定义或描述、解释。下面选用美国、中国政府部门、中国国家电网公司对智能电网的定义或者描述,归纳分析智能电网的基本属性。美国《能源独立与安全法案(2007)》(EISA)中的定义:智能电网指的是现代化的电力网络传输系统,可以监测控制每一个用户及节点,并保证信息及电能在发电厂、设备及其间的任意点双向流动,可以监控、保护并且自动优化与之相连的设备运行,这些设备包括集中和分布式的电源,以及通过输电网和配电网与之相连接的工业用户、楼宇化系统、储能装置、终端用户及其自动调温器、电动汽车、电器及其他家用设备。国家发改委、能源局的《意见》中提到:智能电网是在传统电力系统基础上,通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术,形成的新一代电力系统,具有高度信息化、自动化、互动化等特征,可以更好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行。发展智能电网是实现我国能源生产、消费、技术和体制革命的重要手段,是发展能源互联网的重要基础。国家电网公司对坚强智能电网的表述是:以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息通信平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化的特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。 (4)从表中所列的智能电网需要的技术手段和达到的目的来看,美国的定义中没有表述,中国方面则分别有较为细致的表述。从定义的要求来看,这两个方面实际上已经不是定义的本身。国家电网的表述侧重于对坚强智能电网的描述,《意见》侧重于表述智能电网的功能和采用的技术,这种区别更加体现出中国在建设智能电网方面的重点和任务。显然,研究智能电网的目的是为了建设和应用智能电网,所以中国对智能电网的描述充分反映了智能电网建设的导向。 浏览次数:次 如:基于坚强电网及智能化决策支持系统,监测发电、储电、输电、变电、配电、用电、储电设备及网络节点上电力流与信息流,控制电力流与信息流双向流动,实现电网自主优化运行的新型电力系统。 2、尽快统一对我国智能电网的认识,明确定义,做好智能电网顶层设计。如果定义不清,则会形成内部人、财、物的消耗;如果没有良好的顶层设计,就会走更多的弯路,付出更多的代价,更重要的是贻误稍纵即逝的时机。顶层设计不仅要对智能电网进行系统设计,而且要对智能电网在智慧能源网中作用进行科学定位。 从表中进一步简要分析三种智能电网表述的异同点如下: 将支撑方法包含到扩展定义。为了实现智能电网的功能,智能电网必须由“硬件”及“软件”两个系统构成,只有其中之一都发挥不了智能电网的基本功能。支撑智能电网的硬件及软件,既包括与电网技术发展密切相关的自动化技术、高速双向通信网络、先进的传感和测量技术、不同电压等级的坚强输电网络,也包括智能化决策支持系统。可以说,硬件支撑系统像人的感觉器官及执行器官,而智能化决策支持软件系统像人的大脑,电网的“自主优化运行”是硬、软件系统联合运行的结果。因此,现在一些没有决策系统支持的所谓智能电网,并不是真正意义上的智能电网,而只是一个“摆设”。由于支持智能电网的软件与硬件都在不断发展,如云计算技术、物联网技术也处于初级发展阶段,所以智能电网的发展必然也需要一个过程,即由初级到中级,再向高级发展。在发展过程中,一些不成熟的软、硬件技术或者设备,并不一定是智能电网的必备条件,如云计算、物联网技术并不是智能电网的必备条件。
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基于以上理解,并按照规范的“定义”要素,将三种智能电网描述的内容进行分析,将归纳后的基本属性列入表1。 2015年7月6日,国家发展改革委、国家能源局发布了《关于促进智能电网发展的指导意见》(发改运行[2015]1518号),提出了中国发展智能电网的指导思想、基本原则、发展目标、主要任务、保障措施。《意见》提出,到2020年,中国将初步建成安全可靠、开放兼容、双向互动、高效经济、清洁环保的智能电网体系,满足电源开发和用户需求,全面支撑现代能源体系建设,推动我国能源生产和消费革命;带动战略性新兴产业发展,形成有国际竞争力的智能电网装备体系。可以说,这是中国自2009年国家电网公司、南方电网公司先后提出智能电网发展计划,到2010年3月“加强智能电网建设”首次在《政府工作报告》中提出 ,再到2012年3月中国科学技术部发布的《智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划》以来,全面、系统阐述中国智能电网发展的权威性、政策性文件。《意见》使中国智能电网建设主要由企业推进、各领域分散探索、局部发展以及技术与政策间不平衡,向有序、协调、规范性的方向发展。 智能电网的不同定义(描述)分析 (3)在定义中各要素的准确性表达上,三种描述显然是有区别的。相对而言,美国的表述更为抽象,如“电力流和信息流”在“任意节点上的双向流动”,但这种表述更加符合定义的抽象要求。中国的表述易于理解和操作,但从定义本身的要求看有些欠缺。需要说明的是,中国方面对智能电网的描述并没有将其明确为“定义”,只能算是对智能电网的一种解释。
其次,智能电网中的“电网”不是指常规的电网而是新型电网。常规电网是指电力系统中各等级电压的变电所及输配电线路组成的整体,通常包含变电、输电、配电三个单元,电力网的任务是输送与分配电能,改变电压。而新型电网中,“电网”的概念有所拓展,一是增加了大量不同性质的“储电”方式,包括抽水蓄能发电、新型储电系统或设备,包括对高载电生产厂(如电解铝)通过智能化改造以起到移峰填谷的“储电”作用。二是大量可再生能源发电接入电网,使原来的单向电力“用户”成为双向电力“客户”,相应地需要对原有的电网进行硬件改造以满足电网安全的需要。三是电网的概念将延伸到发电端,根据需要包括部分或者全部发电设备。
由以上分析可以看出,中美两国对智能电网的定义中包含的基本要素及内涵基本相同。用此归纳分析方法分析其他形式的定义或描述时也不难看出,大部分国家及组织所提出的智能电网的内涵也是基本相同的。定义的不同,除了文章开头所分析的3种分歧外,主要体现在对智能电网特征的抽象定义的文字表达上。
采用规范的文字表达方式定义智能电网。百度百科对“定义”的定义和解释是:定义(Definition):是透过列出一个事件或者一个物件的基本属性来描述或规范一个词或一个概念的意义;被定义的事务或者物件叫做被定义项,其定义叫做定义项。还有,定义:对于一种事物的本质特征或一个概念的内涵和外延所作的确切表述。最有代表性的定义是“种差+属”定义,即把某一概念包含在它的属概念中,并揭示它与同一个属概念下其他种概念之间的差别。《GB/T15237.1-2000术语工作 词汇 第1部分:理论与应用》3.3.1 中的对“定义”的定义:描述一个概念,并区别于其他相关概念的表述。对“特征( characteristic)”的定义是:“一个客体或一组客体特性的抽象结果。特征是用来描述概念的。”
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智能电网的普遍定义及概念拓展
综上分析,笔者给出智能电网的定义是:能够监测分析客户、电网设备及网络节点上电力流与信息流,控制电力流与信息流双向流动,实现电网自主优化运行的新型电力系统。