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【浅析】智能电网本质

发布时间:2016-12-09 15:11内容来源:新电力网 点击:

  智能电网的不同定义(描述)分析

  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。”

  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,新电力,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。

  首先分析“智能”、“电网”与“智能电网”。智能电网中的“智能”不是指常规的自动化,而是智能化。自动化是相对于由人直接操作而言的,即把人在现场直接操控的一些工作交由机器执行,或者由人在远程指挥完成。即人在自动化中仍然是分析问题、解决问题、发出指令的主体,而自动化只是解决问题的工具,如同无人值守变电站,自动步枪等。智能化是指机器或者系统,根据人设定的目标和条件,自主分析问题、解决问题。虽然自动化及智能化系统仍然受人控制,但是人的作用由发出指令过渡到设定功能。我国一些变电站综合自动化运行管理中的有些环节已经不仅限于常规自动化功能,还能够实现在线自诊断,并将诊断结果送往远方主控端。因此,智能化是构成电网系统区域子系统或者整个电网为了实现新的重大功能所具有的智能。这些重大的功能包括能源变革中的电网安全、经济、绿色运行。

  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。

  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。

  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。

  进一步简要分析三种智能电网表述的异同点如下:

  (1)对智能电网的描述具有定义要求的定义项、属、种差、基本属性(本质特征)的基本要求,可以较完整地表达出智能电网的本质属性。

  (2)三种描述中的智能电网基本属性无本质区别。即智能电网的名称上无区别,都是表示“智能化”的电网;都是针对包含发电方和用户在内的新型电力系统;被定义项都是电力流与信息流;与传统电网的区别都是实现电力流与信息流的监测与控制,实现电网的自动优化运行。因此,从定义的本质属性上讲,三种对智能电网的定义或描述基本一致。

  (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。

  (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。

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