智能电网规范标准综述
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一、前言
随着全球资源环境压力的不断增大,社会对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高。同时,电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升,要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应,能够适应多种能源类型发电方式的需要,能够更加适应高度市场化的电力交易的需要,能够更加适应客户的自主选择需要,进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益,提供更加优质的服务。为此,以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网,将智能电网视为未来电网的发展方向。
我国政府高度重视智能电网发展,在今年初颁布的“十二五”发展纲要明确提出加快现代电网体系建设,依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设。而智能电网标准的建设,正是实现这一目标的一项关键措施。建设适应21世纪经济社会发展需要的现代电网,应对全球能源发展的新挑战,成为世界各国的普遍共识和战略选择。而实现全球化的智能电网合作及电网技术市场,是许多国家在探索智能电网建设道路时所关心的话题。
毫无疑问,智能电网技术的发展需要标准来规范,即智能电网的发展需要标准,就智能电网发展现状来说,尤其需要高层次、整体性的标准,而不是过于具体的、关于某个设备或某项输电技术的标准。因为,标准具有双刃剑的作用,一方面,标准制定可以促进行业的发展,但另一方面,在整个行业发展过程中,如果标准发布过早,也有可能阻碍行业内新技术、新产品的出现。所以,智能电网标准有必要发展,但应该是框架性、整体性的发展。
此外,智能电网作为一项耗资大、跨时长的巨大工程,尽管尚有技术性难题需要不断克服,但标准统一对于其大规模推广同样至关重要。美国驻华大使骆家辉直陈标准在智能电网发展中的利害关系。他称:“实现智能电网的障碍不是技术,而是标准。如果能够促进形成全球标准,智能电网技术将为世界各地创造就业机会,并且改变我们获取能源的方法,提高用能效率,减少对国外化石材料的依赖。”
基于此,本文将介绍了智能电网的发展背景,智能电网标准体系制定的范围和进展情况,以及分析了国际、国内智能电网标准制定的优先领域和优先项,核心和重要标准,提出了智能电网标准制定的未来发展方向。
二、主体
1、智能电网概述
1.1智能电网的发展背景
在过去30年间,随着信息、通信技术发生了翻天覆地的变化,用户对电力供应提出了越来越高的要求,国家安全、环保等各方面政策都对电网的建设和管理提出了更高的标准。在近年基础材料、电力技术、信息技术的研究中,出现了不少可以明显改善电网可靠性、效率等运行指标的突破,这些技术的推广应用为电网运行管理水平的提高创造了条件。特别是2003年美国加州发生大停电事故后,美国电力行业面对陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额投资改造计划,痛定思痛,决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻
底改造,以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。
2009年美国总统奥巴马上任伊始,就提出了以智能电网为核心的美国能源战略。奥巴马政府把减少碳排放作为国家战略,逐步建立碳排放交易体系,实施温室气体总量控制:一是大力发展可再生能源,加强用户侧管理,减少能源进口总量,保障国家能源安全;二是以建设智能电网为载体,实施新能源产业战略,实现美国经济振兴,积极应对全球气候变暖和国际金融危机;三是通过联邦经济刺激计划等手段,对符合国家智能电网发展目标的企业给予资金支持和补贴,引导企业在国家战略目标框架内开展智能电网研究与实践。
在欧洲,智能电网建设的驱动因素可以归结为市场、安全与电能质量、环境等三方面。欧洲电力企业受到来自开放的电力市场的竞争压力,亟须提高用户满意度,争取更多用户。因此提高运营效率、降低电力价格、加强与客户互动就成为了欧洲智能电网建设的重点之一。
进入21世纪以来,我国经济持续快速发展,电力需求快速增长。作为一次能源的最大使用者,电力行业在减少温室气体排放、降低气候影响等方面更具有义不容辞的责任。这对于中国尤为重要。2008年,中国的温室气体总排量居世界第二,在全世界污染最严重的前20个城市中,中国占了16个;此外,我国每年受火电废气排放带来的酸雨影响,直接损失过千亿元。开展节能减排,建设“资源节约型,环境友好型“社会就成为我国一项十分紧迫的任务。另外,随着数字经济和IT时代的发展,电力消费者对于供电可靠性、电能质量和电力服务的要求越来越高。尤其在当前全球金融危机蔓延亟需提振经济的局势下,加快电力生产、输送和消费方式的转变,推动电力行业发展模式的转变,带动相关产业发展就成为了具有全社会性的问题。尽管智能电网的研究与实践尚处于起步阶段,但是建设智能电网已经成为世界电力行业的一种美好愿景,必将进一步推动电力工业的变革与进步。
1.2智能电网的定义及功能特点
智能电网研究初期,各国结合其电力工业发展的具体情况,通过不同领域的研究和实践,形成了各自的发展方向和技术路线,也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。尽管各国专家针对电力工业应致力于提高电网智能化水平及等级已经达成共识,但是,智能电网还处于初期研究阶段,国际上尚无统一而明确的定义。因此智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中。
近年来,随着智能电网的发展及各种先进技术在电网中的广泛应用,从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。经过对包括中国在内的众多国家的技术调研和分析,IEC对智能电网的整体定义是:智能电网是电网现代化的表现,它将电网中的电源及用户通过电力和信息技术紧密地结合到一起。在智能电网的整体定义下,IEC也强调,支持各国结合自身实际,对智能电网进行各自的具体表述,这种做法可以使IEC的智能电网技术论点为国际所接受。
一般来说,智能电网具有以下功能特点:
1)自愈——稳定可靠。自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能,指无需或仅需少量人为干预,实现电力网络中存在问题的元器件的隔离或使其恢复正常运行,最小化或避免用户的供电中断。通过进行连续的评估自测,智能电网可以