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城市电网智能化关键技术:王成山,罗凤章,张天宇,王萧宇,魏冠元
研究背景
城市电网是电力系统的重要组成部分,也是城市现代化建设的重要基础设施,事关社会稳定和经济民生。城市电网具有用电量大、负荷密度高、安全可靠和供电质量要求高等特点,其建设需要与城市建设紧密配合,同步实施,同时与环境协调,与景观和谐。实现城市电网的智能化发展是现代城市电网建设发展的必然趋势,也是城市电网规划建设和管理者所追求的目标。
随着新能源的广泛接入和智能电网的建设推进,现代城市电网与传统电网相比在系统结构、控制手段、运营模式、管理策略等方面正在发生巨大的变化。本文按照“物理−信息−高级应用”技术架构体系,主要从更友好的配用电设备、更灵活的城市电力网架结构、更广泛的ICT技术支撑、更综合的规划设计、更精细的系统分析评估、更高级的运行控制以及更人性化的维护管理7个方面阐述现代城市电网智能化发展所涉及的新技术和新方法,并展望应用于未来城市电网发展的新技术与发展方向。
城市电网智能化发展关键技术
1.更友好的新型配用电设备
传统城市电网智能化工作的开展重点关注低损耗、可靠性高、免维护的新型变压器、开关等设备的应用和升级,对国内近二十年的城市电网建设改造和可靠性提升起到了非常重要的支撑作用。现代城市生活对城市电网的低碳环保需求和不断繁荣的现代科技,特别是通信和信息技术的发展,共同推动了城市电网配用电设备的更新换代,设备的种类和设备的功能相比传统电网正发生质的飞越。
首先,世界范围内日益严峻的能源环境问题要求城市电网更加低碳,催生了现代城市电网中大量新元素的出现。例如,分布式光伏发电、小型风机、微燃机、储能、电动汽车等。其次,为适应和管理上述设备的并网连接与可靠协调运行,城市电网中电力电子装置开始大量出现,城市电网呈现出电力电子化的发展趋势。此外,计算机、电子、通信技术的快速发展也促使传统城市电网设备的全面升级换代和大量新技术新设备的应用,如智能变电站、配网潮流管理器、SOP软开关等。
为支撑对各类分布式能源和灵活负荷的广泛接入,未来的城市电网设备将沿着标准化即插即用接口、高度电力电子化、物理信息控制高度融合的方向发展。
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