电力网格初探

三级分配网的电能由传输网经供电站的变压器供给。从供电站的母 线出发，许多电缆或导线引向配电站。多数情况下，配电站就像一串珍 珠一样排列在一条支线上。射线型分布的缺点是当一个配电站或两个配 电站之间的连线出现故障时，所有随后连接的各站均将受到影响，因此， 多数情况下，支线又引回同一个供电站或引向相邻的站，在一个供电站 的两根母线之间或两个供电站之间形成的环形网通常并不是闭合的，而 是在环路的某一位置（分离点）断开，以便有可能更好地断定故障范围， 应该用简单的保护（无方向过电流保护）并防止电能与传输网并行地流 经弱负荷线。传输电压为6~20kV，单线可输送功率约为1~10MW。
在供电发展的最初阶段，所谓的电网只是“岛网”， 也就是说，电网只把或多或少的耗电用户与同一座发电 厂的一台或少数几台发电机连接在一起。今天这种孤立 的岛网只存在于边远地区，或者用作轮船或飞机的供电 系统。不过，在供电发生严重事故时，或严重事故之后， 联合电网恢复工作时，也可能暂时出现这种形式的电网。 今天，电网的典型形式是三相联合网络，它将辽阔 地域上分布的所有电厂相互连接在一起，并向该地区的 所有与它连接的用户供给电能。
电力网格初探
主讲人：王大刚
Email:wdg98@263.net
序言、问题的提出
计算网格（Computational Grid）技术是近年来国际上兴起的一种 重要信息技术。它的目标是实现网络虚拟环境上的高性能资源共享和协同工 作，消除信息孤岛和资源孤岛。与它相关的技术包括:实时企业信息系统、 网络化虚拟设计环境、因特网技术、知识管理、XML技术、ASP技术、万维 网服务（Web Service）、语义网（Semantic Web）、数据网格、信息网格、 计算网格、高性能计算等技术。 而电力网格（ Electrical Grid）是从十九世纪发 展起来的成熟的电力传输控制技术。正象徐志伟老师说 的那样，电力网格的模式是计算网格努力的方向。几乎 不会有人在打开电灯的时候考虑电是从哪个电站来的。 因特网的情形如何呢？人们获取信息并不直接从因特网 本身获取，必须告诉电脑去访问某一个网站，这就好比 我们在打开电灯的开关时必须告诉它我们需要某一电站 来的电一样笨拙。计算网格的目标就是让人们使用网络 资源像用电一样简单。
分配网控制中心到变电站有远动联络，而到配电 站则没有。这方面的故障信号主要靠用户通知断电的 报告。这一报告必须加以分析，以便能区分分配网或 是接入网中故障的位置。电网控制中心的任务局限于 对故障采取反应措施的开关操作或按计划切除部分电 网满足维修作业和网络扩展的需要。这时对电网存在 着一个计划拓扑，偏离计划拓扑后总要重新复原。配 电站的开关处理总是由派往那里的人来完成，操作人 员与控制中心间采用流动无线通信，它们从控制中心 接受指示并将监视信号送回控制中心。在控制中心将 这些监视信号记入档案，以便掌握电网的开关状态。 接入网控制中心的工作与上述相类似，这时故障 信号仍然仅依靠用户的报告而获得。
内容提要
★电力网格模式介绍，主要有电网结 构与控制、电网管理、电厂协作和安 全检查等可供网格借鉴的技术。 ★电力网格和计算网格的比较 ★电力网实现通讯的历史------载波 ★电力网实现数据通讯----电力猫 ★电力网传输的未来---多元融合
一、电力网格的结构与控制
1800年,意大利A.伏打公布了 他于1795～1796年间已经发现 的电池原理，并用铜片、浸盐 噢！好神奇呀。 水的纸片、锌片依次重叠起来， 创制最早的获得连续电流的 伏 打电堆 （grid battery 栅极电池） 从1800年第一块电池的诞 生到现在，电力网格技术不断 成熟，已经形成了一套完整的 体系。 19世纪80年代末 ，· 英国 伦敦出现了最早的交流输电系 统，发电厂安装了容量 1000kW，电压为 2500V的交流 发电机,经升压变压器将电压升 至10000V，通过12km输电线， 1801年伏特在巴黎法国国立大学向在场的拿破伦一世演示电池 送到伦敦市区4个变电所。 陛下，最重要的是， 有了电池，全世界就¨¨
输送网控制中心是电厂协作及电厂与其它输送网相 接的联络站分配电荷的任务和与此相关的大量运行计划 任务，因此这一控制中心也常称为“联合负荷调度”。 电网的这一控制中心具有联系输送网中所有电厂和变电 站的远动联络，通过远动联络对所有开关信号、保护及 功能信号、测量值信号以及相反方向的开关命令、发电 整定值实现遥远传输，变电站一般无人值守。 传输网控制中心不承担电厂ห้องสมุดไป่ตู้作的任务，它所负担 的任务是所属有限区域电网的管理，这一控制中心到所 有从属的变电站都具有远动联络，变电站无人值班，受 远方控制。
联合电网的特点
---许多不同的电厂向用户供电。当某电厂发生事故或 检修时，其他电厂可以相互支援，同时也可能在低负 荷期间停止某些电厂的运行，以及将用户需要的功率 合理地分配到工作的发电厂，使整个发电成本为最低。 ---多电压等级的多级结构。它可为从电厂（有时达若 干吉瓦）直到小小的灯泡相差许多倍的电能提供合适 的传输电路。通过网络互连和多重供电可作到，用户 对一个运行装置的故障毫无觉察或者采取开关措施仅 短时中断后又重新供电。
四级接入网直接供给用户电能，采用 的电压为220V/380V或110V/190 V，居民 用户通过电缆或明线获得电能，一般这些 支线沿街道架设，各建筑物通过配电箱与 它们相接。在工业用电网中接有若干耗能 电器组，因此，低压电能常常还要进一步 分配。
电力总动员---电网控制中心
复杂电网的多级电压结构首 先具有按电网的物理关系划分工 作的可能性。从属于输送网的下 属电网的区域是有限的，因而按 照地理区域划分工作不存在什么 困难，按这一方式便获得电网控 制中心的理想形式。 由图可见，输送网有一个控 制中心，每一个有限区域的传输 网有一个控制中心，同样区域有 限的分配网和接入网也有许多控 制中心。与复杂电网的多级结构 相对应，这些控制中心构成了运 行组织上的多级结构。
电 网 结 构 图
一级输送网由各发电厂供给电能，若 要与其它地区或省交换电能，则在输送网 中设有联络（桥接）站。传输电压为 220~700kV（将来可为1200kV），单线可 输送功率约为0.1~1GW。
二级传输网通过变压器从输送网中吸取 功率，相邻的传输网具有相互沟通的搭接线， 不过搭接线是在紧急情况下才使用，一般情 况下是断开的，以防止电能与输送网并行地 流经弱负荷线。传输电压为110 kV或220kV， 单线可输送功率约为10~100MW。