探究掌控电力信息化新的趋势

随着国家智能电网改造的逐步推进,电力行业信息化由此产生了一系列新的趋势:与传统电网相比,智能电网具有更广阔的开放性和复杂性,可以与用户及外界互动,但这也意味着更容易受到外来侵扰。同时,随着智能电网规模的扩大,电力系统结构的复杂性将显著增加。大量智能仪表、移动终端将在各个业务环节广泛应用,产生愈来愈大量的数据,这对IT设备的计算性能和管理能力都提出了更高要求。
对于电力提供商而言,智能的IT将帮助打造坚强的智能电网,这意味着更高的业务可靠性和电力质量,更短的停电恢复时间,进而实现更高生产率和对电力潜在障碍的防护,保持充足、低成本的电源供应。
量身打造“坚强电力”
为了满足电力用户的发展需求,惠普提供了量身定制的电力行业解决方案,将帮助改善用户的总体体验,实现更全面的互联互通,更透彻的感知,以及更深入的智能化,使电力提供商能够更好地管理各个环节,也使其对整体流程的状态更加一目了然。
更全面的互联互通:移动终端设备和笔记本电脑将为电力企业搭建高效沟通的桥梁,更加有效地收集信息和提供反馈,根据不同用电需求和状况灵活调整电力分配和使用。
更透彻的感知:远程监控设备可以告知故障发生的时间、地点及能源低效点,从而实现更加智能的电力供给和电力配送。
更深入的智能化:使用多屏显示系统、数据分析软件等自动监控电能的双向流动,高性能工作站帮助进行及时透彻的数据分析。
惠普“移动办公”解决方案以“便捷、高效”为设计目标,包括多种终端产品,根据电力用户的需求量身定制。惠普商务笔记本电脑除具备轻便易携带、使用时间长等特点外,还需轻轻一按专用键,即可瞬时建立安全的互联网连接。
如今随着电力企业信息化的逐渐深入和智能电网建设规模的扩大,电力系统结构的复杂性显著增加,电网的安全稳定性问题越发突出。无线通信技术和大量智能仪表、移动终端的广泛应用,使得企业数据安全面临更加多样化的风险。惠普“移动办公”解决方案具备多重安全防护。全镁合金机身、文件粉碎机、双硬盘功能确保电力用户在即使主驱动器发生故障的情况下,也能不间断连续工作。
远程监控,精确感知
智能电网的飞速发展令电力企业对于监控环节的要求越来越严格。惠普工作站能够为电力用户提供最佳选择。惠普为监控工作站配备了高效的监控系统。具体而言,在电力调度中心建立监控中心,惠普工作站解决方案能够对各发电站、变电站的有关数据、参量、图像进行监控和监视,实时、直接地了解和掌握各个发电站、变电站的情况,及时对发生的情况做出反应。
并发事务,轻松处理
电力企业当前面临越来越繁杂的数据和事务,工作人员经常需要接受多种信息,同时处理多项事务。对此,惠普结合商务笔记本的特性,为电力用户提供了多屏显示解决方案,不同的事务处理投放到不同的屏幕,避免遗漏,也帮助用户提高工作效率。
同时,针对用户在高性能方面的要求,惠普还面向电力行业推出“工作站多屏解决方案”中,包含有六屏、双屏台式工作站解决方案等,不仅融合了惠普功能强大的硬件产品、创新的个性化软件,同时还有第三方合作伙伴增值软件。其卓越的产品性能、快捷的运行速度和出色的可扩展性,可以帮助电力用户进行庞杂的系统计算,为电力行业用户打造一个安全稳定、性能强劲的多屏多业务大容量操作平台,实现智能调度,灵活输电;同时全面支持专业图形计算虚拟化技术的应用,为虚拟技术在电力行业的广泛应用奠定了基础。
智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。2009年5月,我国国家电网公司首次向社会公布了智能电网的发展计划。根据这项计划,国家电网分阶段稳步推进电网智能化建设,其中2009年~2010年为规划试点阶段,2011年~2015年为全面建设阶段,2016年~2020年为引领提升阶段。当前,我国智能电网发展阻力何在?如何推进智能电网的发展?在日前举行的“智能电网发展与监管——中国、美国和德国的经验”专家研讨会上,多位专家表示,应该进一步合理制定电价机制,进一步支持可再生能源的发展。
电网接纳能力是阻碍
国家发展改革委员会应对气候变化司巡视员高广生认为,当前,我国对可再生能源的发展非常重视,可再生能源发展的潜力非常大,但是,电网的接纳能力障碍成为了可再生能源发展的障碍。由于风能、太阳能等可再生能源发电具有不稳定和不连续的特点,当风电、光电所占并网发电超过一定比例以后,将对局部电网产生明显冲击,将影响电力系统的安全运行,这是目前制约可再生能源发展的关键问题。
目前我国80%的装机是火电机组,其中,有96%以上的机组属于燃煤电厂。因此,用可再生能源替代化石能源发电减排效果会非常好。一组数据可以表明事实的趋势,“十一五”期间,我国风电上网装机由127万千瓦增加到3100万千瓦,增长了24倍;光伏发电上网装机由7万千瓦增加到80万千瓦,增加了12倍。
但是,目前可再生能源装机的增长远远高于上网接纳的速度。根据国家能源局此前公布的可再生能源发展“十二五”规划目标,到2015年,我国风电、太阳能、生物质能、太阳能热利用及核电等非化石能源开发总量将达到4.8亿吨标准煤,其中风电将达到1亿千瓦,年发电量1900亿千瓦时;太阳能发电将达到1500万千瓦,年发电量200亿千瓦时。
高广生认为,当前,国内可再生能源发展仍然面临着并网和储能等一系列中间环节的问题,应该进一步合理制定电价机制,支持可再生能源的发展,在电价上体现对能源的保护和资源利用。
欧洲智能电网的发展
近年来,欧洲各国结合各自的科技优势和电力发展特点,开展了各具特色的智能电网研究和试点项目,英法德等国家着重发展泛欧洲电网互联。
2006年,欧盟理事会能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》明确指出,欧洲已经进入新能源时代,智能电网技术是保证电能质量的关键技术和发展方向。保证供电的持续性、竞争性和安全性是欧洲能源政策最重要的目标,也是欧洲电力市场和电网必须面对的新挑战。未来整个欧洲的电网必须向用户提供高度可靠、经济有效的电能,并充分开发利用大型集中发电机和小型分布式电源。
目前,欧盟多个国家都在加快推动智能电网的应用和变革。与美国不同,欧洲智能电网主要侧重于清洁能源的利用,特别是将大西洋的海上风电、欧洲南部和北非的太阳能电融入欧洲电网。同时,欧洲电网还将接入大量分布式微型发电装置——住宅太阳能光伏发电装置、家用燃气热电联产装置等,以实现可再生能源大规模集成性跳跃式发展。据测算,如果欧洲1.83亿用户全部接入智能电网,可以降低12%的电力消耗(18GW)。
发展面临多方面挑战
中国国家电力规划研究中心副总工程师黄晓莉表示,中国电力需求呈“先快后稳”的走势,在目前状况下要做到“节能减排、环境保护”是一项艰巨的任务,与此同时,中国智能电网的发展在政策、标准、投资、技术等多个方面也都面临挑战。
面对可再生能源并网和储能等问题,走在前面的德国和美国开始关注的是智能家居和智能电表这些终端用户,以便对相关光伏、风电进行更为灵活的应用和处理。现在的问题是,拥有大量的可再生能源发电装置,面临并网储能难题,导致这些电不能被广泛应用。黄晓莉认为,要让立法、监管合作推动智能电网的建设,最根本的是要从用户端考虑可再生能源的上网问题。来自德国的专家介绍了德国以市场为导向,激励可再生能源发展的设想。来自美国的代表表示,美国未来将发掘电力部门的创新潜力,并通过与用户互动,完成智能电网的优化。
小编语:中国智能电网的发展在政策、标准、投资、技术等多个方面也都面临挑战。在面对可再生能源并网和储能等问题时,我们应多向走在行业前端的德国和美国学习,以便对于行业内难题进行更为灵活的应用和处理。
从申办成功开始,伦敦就希望打造出有史以来最“绿”的奥运会,也因此开展了一系列的建设,比如可再生能源的利用,电动汽车推广。英国已经在低碳环保和清洁能源发展领域站到了世界最前沿,可以想象,伦敦奥组委将会在奥运会期间向世人展示他们可持续发展的丰富成果。

伦敦奥林匹克体育场
伦敦:低碳城市领跑者
2007年,伦敦颁布《气候变化行动纲要》,设定减碳目标,以1990年为基准,2025年要减排60%。为了完成这个艰巨的任务,伦敦把部分目光集中在智能电网建设。2011年,在英国电监会的推动下,英国电力公司联合高科技企业和高校,发起总投资达3000万英镑的“低碳伦敦”实验项目,这是目前英国最重要的低碳项目之一。项目负责人利亚姆o奥沙利文表示,伦敦是英国碳排放量最高的城市,也是耗电量最大的城市,有效利用电能对伦敦实现减排目标有着举足轻重的作用。
奥沙利文称,该项目主要研究涉及三个方面,一是增加电力来源,提高电能使用效率,这涉及分布式供电系统的应用以及智能电表的普及;二是电力供应交通,即促进电动汽车发展;三是电力供应热能,即推广热泵。
奥运会以“绿色”能源中心供电
据伦敦奥组委公布的《奥运前可持续发展报告》显示,整个伦敦奥运公园的绿色基础,来自奥运公园的能源中心。在奥运会期间全面运行时,一个3兆瓦的生物质锅炉可以为整个奥运公园供应能量。它的能源效率比传统的供热供电系统要高约30%。在奥运公园随处还能看到一排排高耸的灯杆上方,安装有随风转动的双曲扇叶。它们看上去有些像装饰物,但实际上是可以为路灯供电的小型风力发电机。除了采用新能源发电技术,此次伦敦奥运会还设立了一个可以控制所有比赛场馆设施的总控制中心,不仅可以提高比赛数据的传输效率,还减少了诸如纸张等的资源浪费。
奥运场馆风力涡轮构造发电

伦敦奥运会场馆的建设体现着环保的理念。图片是伦敦奥林匹克公园奥林匹克体育场外的光环桅杆。其中设置的风力涡轮构造可以进行发电,为圈状照明灯提供部分电力。
将建立世界首座太阳能桥
泰晤士河上将建起一座全球最大的太阳能桥,该桥由位于伦敦市中心的BlackfriarsRailwayBridge改建,将由6000多平方米的光伏材料构成,光伏板数量超过4400个,每年预计可产生约90万千瓦时的电力,该桥由英国公司SolarCentury负责承建。该桥最早建立于1886年,太阳能技术将为百年老桥重新焕发青春,除了三洋电机制造的太阳能电池板外,该桥还将包括雨水收集系统,太阳管道自然采光等。

市内将新建设13个电动汽车充电站
随着环保意识的增强,以及减少交通拥堵费用开支,许多伦敦市民开始选择电动汽车出行方式。近日,伦敦市内将建设13个新的电动汽车充电站,Q-PARK停车场海景102个新充电点。
这些充电站和充电设施的建立将为伦敦市民驾驶电动汽车提供更大的便捷,能够快速充电7千瓦,充电时间减少一半。新的充电设施位于柏宁、唐人街、皮姆利科、哈雷街、骑士桥(Knightsbridge)、圣约翰伍德、特拉法加、金钟道、牛津街、Soho区、阿宾登、巴特勒沃尔夫、伯灵顿。此外,Q-Park还向电动汽车车主提供50%的停车优惠。
让游客发电的地砖
奥运会的召开将会吸引世界各地的观赛人群,密集的客流量将给伦敦带来一轮用电高峰。
然而,再糟糕的情况中都会有那么一个聪明人发现商机。他叫劳伦斯,帕维根脚步发电系统的创始人,只有24岁,是拉夫堡大学的学生,被称为英国最有名的青年发明家之一。
帕维根脚步发电系统又叫“发光地砖”,当行人踩踏地砖时,产生的能量的5%将会被收集起来用于点亮位于地砖中间的LED灯,其余的能量则会被储存进蓄电池,最长可以储存三天。这些被储存起来的电量可以通过城市供电系统进行一些低耗能的应用。而且,用来制作这种瓷砖的材料,100%都来自回收的废旧汽车轮胎。
但这个大受欢迎的发明却迟迟没有机会商用,托奥运会的福,劳伦斯接到了第一笔商业订单。按照伦敦奥委会的要求,他们要为奥林匹克体育场和斯特拉福德城市购物中心间的街道铺设20块帕维根地砖。
劳伦斯说,“实验室数据显示,每次踩踏带来的能量可以让LED灯闪烁30次,如果斯特拉福德城市购物中心第一年的客流量可以达到300万人次,那么这些脚步带来的电能足以满足商城一半的日常电力需求。而人平均一生会走1500万步,这其中隐藏的巨大潜力难以估量。”
最近十年,科技的发展一日千里,智能的网络系统、智能的交通系统、智能的家居系统;电网的发展也不例外“电网2.0”—智能电网,已是未来电网建设的方向。
电力系统的在线监测是未来智能电网中不可缺少的一个重要部分。智能电网不仅仅意味智能化控制,也包括对电网运行信息智能化处理和管理。只有真正做到了信息智能管理,智能化控制才可实现。
在建设智能电网的过程中,电力设备在线监测技术发展很快,绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路等都有在线监测项目。
工业以太网交换机作为目前最为重要的配网通讯解决方案,下面从协议、组网方式进行简单的分析。
工业交换机其协议的标准化早已完成,包括底层协议、网络冗余协议、管理协议、网络精确时钟传输协议等,不同厂商产品互通性好,可以实现混合组网。-40℃~85℃的工作范围完全能够满足工业需求,满足配网系统建设。
工业以太网交换机主要采用分段冗余、相交环、相切环等方式,提高组网的可靠性,多种光电口灵活配置,高度集成,弹性设计更方便为电网建设提供便利。
智能电网实现数字信号网络化通信,各个地区得到电子式互感器采集到的电压和电流信号,转换成数字信号后,通过光纤传送到交换机上,二次设备都通过交换机获取数据并进行处理。工业交换机在数据采集、生产管理、运行维护、安全监控、计量及用户交互等方面发挥巨大作用。工业以太网技术、光纤技术、信息处理技术等发展和向各领域的渗透,电力系统监控技术中广泛应用了这些先进的科研成果,使在线测技术逐步走向实用化阶段。
工业以太网交换机在建设电网中的应用可以全方面提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度,为实现电力系统的智能化以及信息流、业务流、电力流融合提供高可用性的支持。


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