探究掌控電力信息化新的趨勢
隨著國家智能電網(wǎng)改造的逐步推進(jìn)，電力行業(yè)信息化由此產(chǎn)生了一系列新的趨勢：與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)具有更廣闊的開放性和復(fù)雜性，可以與用戶及外界互動，但這也意味著更容易受到外來侵?jǐn)_。同時，隨著智能電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性將顯著增加。大量智能儀表、移動終端將在各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生愈來愈大量的數(shù)據(jù)，這對IT設(shè)備的計算性能和管理能力都提出了更高要求。
對于電力提供商而言，智能的IT將幫助打造堅強(qiáng)的智能電網(wǎng)，這意味著更高的業(yè)務(wù)可靠性和電力質(zhì)量，更短的停電恢復(fù)時間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高生產(chǎn)率和對電力潛在障礙的防護(hù)，保持充足、低成本的電源供應(yīng)。
量身打造“堅強(qiáng)電力”
為了滿足電力用戶的發(fā)展需求，惠普提供了量身定制的電力行業(yè)解決方案，將幫助改善用戶的總體體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)更全面的互聯(lián)互通，更透徹的感知，以及更深入的智能化，使電力提供商能夠更好地管理各個環(huán)節(jié)，也使其對整體流程的狀態(tài)更加一目了然。
更全面的互聯(lián)互通：移動終端設(shè)備和筆記本電腦將為電力企業(yè)搭建高效溝通的橋梁，更加有效地收集信息和提供反饋，根據(jù)不同用電需求和狀況靈活調(diào)整電力分配和使用。
更透徹的感知：遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備可以告知故障發(fā)生的時間、地點(diǎn)及能源低效點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)更加智能的電力供給和電力配送。
更深入的智能化：使用多屏顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析軟件等自動監(jiān)控電能的雙向流動，高性能工作站幫助進(jìn)行及時透徹的數(shù)據(jù)分析。
惠普“移動辦公”解決方案以“便捷、高效”為設(shè)計目標(biāo)，包括多種終端產(chǎn)品，根據(jù)電力用戶的需求量身定制�；萜丈虅�(wù)筆記本電腦除具備輕便易攜帶、使用時間長等特點(diǎn)外，還需輕輕一按專用鍵，即可瞬時建立安全的互聯(lián)網(wǎng)連接。
如今隨著電力企業(yè)信息化的逐漸深入和智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性顯著增加，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性問題越發(fā)突出。無線通信技術(shù)和大量智能儀表、移動終端的廣泛應(yīng)用，使得企業(yè)數(shù)據(jù)安全面臨更加多樣化的風(fēng)險�；萜铡耙苿愚k公”解決方案具備多重安全防護(hù)。全鎂合金機(jī)身、文件粉碎機(jī)、雙硬盤功能確保電力用戶在即使主驅(qū)動器發(fā)生故障的情況下，也能不間斷連續(xù)工作。
遠(yuǎn)程監(jiān)控，精確感知
智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展令電力企業(yè)對于監(jiān)控環(huán)節(jié)的要求越來越嚴(yán)格�；萜展ぷ髡灸軌�?yàn)殡娏τ脩籼峁┳罴堰x擇�；萜諡楸O(jiān)控工作站配備了高效的監(jiān)控系統(tǒng)。具體而言，在電力調(diào)度中心建立監(jiān)控中心，惠普工作站解決方案能夠?qū)Ω靼l(fā)電站、變電站的有關(guān)數(shù)據(jù)、參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，實(shí)時、直接地了解和掌握各個發(fā)電站、變電站的情況，及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng)。
并發(fā)事務(wù)，輕松處理
電力企業(yè)當(dāng)前面臨越來越繁雜的數(shù)據(jù)和事務(wù)，工作人員經(jīng)常需要接受多種信息，同時處理多項(xiàng)事務(wù)。對此，惠普結(jié)合商務(wù)筆記本的特性，為電力用戶提供了多屏顯示解決方案，不同的事務(wù)處理投放到不同的屏幕，避免遺漏，也幫助用戶提高工作效率。
同時，針對用戶在高性能方面的要求，惠普還面向電力行業(yè)推出“工作站多屏解決方案”中，包含有六屏、雙屏臺式工作站解決方案等，不僅融合了惠普功能強(qiáng)大的硬件產(chǎn)品、創(chuàng)新的個性化軟件，同時還有第三方合作伙伴增值軟件。其卓越的產(chǎn)品性能、快捷的運(yùn)行速度和出色的可擴(kuò)展性，可以幫助電力用戶進(jìn)行龐雜的系統(tǒng)計算，為電力行業(yè)用戶打造一個安全穩(wěn)定、性能強(qiáng)勁的多屏多業(yè)務(wù)大容量操作平臺，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度，靈活輸電;同時全面支持專業(yè)圖形計算虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，為虛擬技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，被認(rèn)為是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。2009年5月，我國國家電網(wǎng)公司首次向社會公布了智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃。根據(jù)這項(xiàng)計劃，國家電網(wǎng)分階段穩(wěn)步推進(jìn)電網(wǎng)智能化建設(shè)，其中2009年~2010年為規(guī)劃試點(diǎn)階段，2011年~2015年為全面建設(shè)階段，2016年~2020年為引領(lǐng)提升階段。當(dāng)前，我國智能電網(wǎng)發(fā)展阻力何在?如何推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展?在日前舉行的“智能電網(wǎng)發(fā)展與監(jiān)管——中國、美國和德國的經(jīng)驗(yàn)”專家研討會上，多位專家表示，應(yīng)該進(jìn)一步合理制定電價機(jī)制，進(jìn)一步支持可再生能源的發(fā)展。
電網(wǎng)接納能力是阻礙
國家發(fā)展改革委員會應(yīng)對氣候變化司巡視員高廣生認(rèn)為，當(dāng)前，我國對可再生能源的發(fā)展非常重視，可再生能源發(fā)展的潛力非常大，但是，電網(wǎng)的接納能力障礙成為了可再生能源發(fā)展的障礙。由于風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電具有不穩(wěn)定和不連續(xù)的特點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)電、光電所占并網(wǎng)發(fā)電超過一定比例以后，將對局部電網(wǎng)產(chǎn)生明顯沖擊，將影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，這是目前制約可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵問題。
目前我國80%的裝機(jī)是火電機(jī)組，其中，有96%以上的機(jī)組屬于燃煤電廠。因此，用可再生能源替代化石能源發(fā)電減排效果會非常好。一組數(shù)據(jù)可以表明事實(shí)的趨勢，“十一五”期間，我國風(fēng)電上網(wǎng)裝機(jī)由127萬千瓦增加到3100萬千瓦，增長了24倍;光伏發(fā)電上網(wǎng)裝機(jī)由7萬千瓦增加到80萬千瓦，增加了12倍。
但是，目前可再生能源裝機(jī)的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上網(wǎng)接納的速度。根據(jù)國家能源局此前公布的可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，到2015年，我國風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)能、太陽能熱利用及核電等非化石能源開發(fā)總量將達(dá)到4.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中風(fēng)電將達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量1900億千瓦時;太陽能發(fā)電將達(dá)到1500萬千瓦，年發(fā)電量200億千瓦時。
高廣生認(rèn)為，當(dāng)前，國內(nèi)可再生能源發(fā)展仍然面臨著并網(wǎng)和儲能等一系列中間環(huán)節(jié)的問題，應(yīng)該進(jìn)一步合理制定電價機(jī)制，支持可再生能源的發(fā)展，在電價上體現(xiàn)對能源的保護(hù)和資源利用。
歐洲智能電網(wǎng)的發(fā)展
近年來，歐洲各國結(jié)合各自的科技優(yōu)勢和電力發(fā)展特點(diǎn)，開展了各具特色的智能電網(wǎng)研究和試點(diǎn)項(xiàng)目，英法德等國家著重發(fā)展泛歐洲電網(wǎng)互聯(lián)。
2006年，歐盟理事會能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》明確指出，歐洲已經(jīng)進(jìn)入新能源時代，智能電網(wǎng)技術(shù)是保證電能質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。保證供電的持續(xù)性、競爭性和安全性是歐洲能源政策最重要的目標(biāo)，也是歐洲電力市場和電網(wǎng)必須面對的新挑戰(zhàn)。未來整個歐洲的電網(wǎng)必須向用戶提供高度可靠、經(jīng)濟(jì)有效的電能，并充分開發(fā)利用大型集中發(fā)電機(jī)和小型分布式電源。
目前，歐盟多個國家都在加快推動智能電網(wǎng)的應(yīng)用和變革。與美國不同，歐洲智能電網(wǎng)主要側(cè)重于清潔能源的利用，特別是將大西洋的海上風(fēng)電、歐洲南部和北非的太陽能電融入歐洲電網(wǎng)。同時，歐洲電網(wǎng)還將接入大量分布式微型發(fā)電裝置——住宅太陽能光伏發(fā)電裝置、家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置等，以實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成性跳躍式發(fā)展。據(jù)測算，如果歐洲1.83億用戶全部接入智能電網(wǎng)，可以降低12%的電力消耗(18GW)。
發(fā)展面臨多方面挑戰(zhàn)
中國國家電力規(guī)劃研究中心副總工程師黃曉莉表示，中國電力需求呈“先快后穩(wěn)”的走勢，在目前狀況下要做到“節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)”是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，與此同時，中國智能電網(wǎng)的發(fā)展在政策、標(biāo)準(zhǔn)、投資、技術(shù)等多個方面也都面臨挑戰(zhàn)。
面對可再生能源并網(wǎng)和儲能等問題，走在前面的德國和美國開始關(guān)注的是智能家居和智能電表這些終端用戶，以便對相關(guān)光伏、風(fēng)電進(jìn)行更為靈活的應(yīng)用和處理�，F(xiàn)在的問題是，擁有大量的可再生能源發(fā)電裝置，面臨并網(wǎng)儲能難題，導(dǎo)致這些電不能被廣泛應(yīng)用。黃曉莉認(rèn)為，要讓立法、監(jiān)管合作推動智能電網(wǎng)的建設(shè)，最根本的是要從用戶端考慮可再生能源的上網(wǎng)問題。來自德國的專家介紹了德國以市場為導(dǎo)向，激勵可再生能源發(fā)展的設(shè)想。來自美國的代表表示，美國未來將發(fā)掘電力部門的創(chuàng)新潛力，并通過與用戶互動，完成智能電網(wǎng)的優(yōu)化。
小編語：中國智能電網(wǎng)的發(fā)展在政策、標(biāo)準(zhǔn)、投資、技術(shù)等多個方面也都面臨挑戰(zhàn)。在面對可再生能源并網(wǎng)和儲能等問題時，我們應(yīng)多向走在行業(yè)前端的德國和美國學(xué)習(xí)，以便對于行業(yè)內(nèi)難題進(jìn)行更為靈活的應(yīng)用和處理。
從申辦成功開始，倫敦就希望打造出有史以來最“綠”的奧運(yùn)會，也因此開展了一系列的建設(shè)，比如可再生能源的利用，電動汽車推廣。英國已經(jīng)在低碳環(huán)保和清潔能源發(fā)展領(lǐng)域站到了世界最前沿，可以想象，倫敦奧組委將會在奧運(yùn)會期間向世人展示他們可持續(xù)發(fā)展的豐富成果。
倫敦奧林匹克體育場
倫敦：低碳城市領(lǐng)跑者
2007年，倫敦頒布《氣候變化行動綱要》，設(shè)定減碳目標(biāo)，以1990年為基準(zhǔn)，2025年要減排60%。為了完成這個艱巨的任務(wù)，倫敦把部分目光集中在智能電網(wǎng)建設(shè)。2011年，在英國電監(jiān)會的推動下，英國電力公司聯(lián)合高科技企業(yè)和高校，發(fā)起總投資達(dá)3000萬英鎊的“低碳倫敦”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這是目前英國最重要的低碳項(xiàng)目之一。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人利亞姆o奧沙利文表示，倫敦是英國碳排放量最高的城市，也是耗電量最大的城市，有效利用電能對倫敦實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)有著舉足輕重的作用。
奧沙利文稱，該項(xiàng)目主要研究涉及三個方面，一是增加電力來源，提高電能使用效率，這涉及分布式供電系統(tǒng)的應(yīng)用以及智能電表的普及;二是電力供應(yīng)交通，即促進(jìn)電動汽車發(fā)展;三是電力供應(yīng)熱能，即推廣熱泵。
奧運(yùn)會以“綠色”能源中心供電
據(jù)倫敦奧組委公布的《奧運(yùn)前可持續(xù)發(fā)展報告》顯示，整個倫敦奧運(yùn)公園的綠色基礎(chǔ)，來自奧運(yùn)公園的能源中心。在奧運(yùn)會期間全面運(yùn)行時，一個3兆瓦的生物質(zhì)鍋爐可以為整個奧運(yùn)公園供應(yīng)能量。它的能源效率比傳統(tǒng)的供熱供電系統(tǒng)要高約30%。在奧運(yùn)公園隨處還能看到一排排高聳的燈桿上方，安裝有隨風(fēng)轉(zhuǎn)動的雙曲扇葉。它們看上去有些像裝飾物，但實(shí)際上是可以為路燈供電的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。除了采用新能源發(fā)電技術(shù)，此次倫敦奧運(yùn)會還設(shè)立了一個可以控制所有比賽場館設(shè)施的總控制中心，不僅可以提高比賽數(shù)據(jù)的傳輸效率，還減少了諸如紙張等的資源浪費(fèi)。
奧運(yùn)場館風(fēng)力渦輪構(gòu)造發(fā)電
倫敦奧運(yùn)會場館的建設(shè)體現(xiàn)著環(huán)保的理念。圖片是倫敦奧林匹克公園奧林匹克體育場外的光環(huán)桅桿。其中設(shè)置的風(fēng)力渦輪構(gòu)造可以進(jìn)行發(fā)電，為圈狀照明燈提供部分電力。
將建立世界首座太陽能橋
泰晤士河上將建起一座全球最大的太陽能橋，該橋由位于倫敦市中心的BlackfriarsRailwayBridge改建，將由6000多平方米的光伏材料構(gòu)成，光伏板數(shù)量超過4400個，每年預(yù)計可產(chǎn)生約90萬千瓦時的電力，該橋由英國公司SolarCentury負(fù)責(zé)承建。該橋最早建立于1886年，太陽能技術(shù)將為百年老橋重新煥發(fā)青春，除了三洋電機(jī)制造的太陽能電池板外，該橋還將包括雨水收集系統(tǒng)，太陽管道自然采光等。
市內(nèi)將新建設(shè)13個電動汽車充電站
隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，以及減少交通擁堵費(fèi)用開支，許多倫敦市民開始選擇電動汽車出行方式。近日，倫敦市內(nèi)將建設(shè)13個新的電動汽車充電站，Q-PARK停車場海景102個新充電點(diǎn)。
這些充電站和充電設(shè)施的建立將為倫敦市民駕駛電動汽車提供更大的便捷，能夠快速充電7千瓦，充電時間減少一半。新的充電設(shè)施位于柏寧、唐人街、皮姆利科、哈雷街、騎士橋(Knightsbridge)、圣約翰伍德、特拉法加、金鐘道、牛津街、Soho區(qū)、阿賓登、巴特勒沃爾夫、伯靈頓。此外，Q-Park還向電動汽車車主提供50%的停車優(yōu)惠。
讓游客發(fā)電的地磚
奧運(yùn)會的召開將會吸引世界各地的觀賽人群，密集的客流量將給倫敦帶來一輪用電高峰。
然而，再糟糕的情況中都會有那么一個聰明人發(fā)現(xiàn)商機(jī)。他叫勞倫斯，帕維根腳步發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)始人，只有24歲，是拉夫堡大學(xué)的學(xué)生，被稱為英國最有名的青年發(fā)明家之一。
帕維根腳步發(fā)電系統(tǒng)又叫“發(fā)光地磚”，當(dāng)行人踩踏地磚時，產(chǎn)生的能量的5%將會被收集起來用于點(diǎn)亮位于地磚中間的LED燈，其余的能量則會被儲存進(jìn)蓄電池，最長可以儲存三天。這些被儲存起來的電量可以通過城市供電系統(tǒng)進(jìn)行一些低耗能的應(yīng)用。而且，用來制作這種瓷磚的材料，100%都來自回收的廢舊汽車輪胎。
但這個大受歡迎的發(fā)明卻遲遲沒有機(jī)會商用，托奧運(yùn)會的福，勞倫斯接到了第一筆商業(yè)訂單。按照倫敦奧委會的要求，他們要為奧林匹克體育場和斯特拉福德城市購物中心間的街道鋪設(shè)20塊帕維根地磚。
勞倫斯說，“實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，每次踩踏帶來的能量可以讓LED燈閃爍30次，如果斯特拉福德城市購物中心第一年的客流量可以達(dá)到300萬人次，那么這些腳步帶來的電能足以滿足商城一半的日常電力需求。而人平均一生會走1500萬步，這其中隱藏的巨大潛力難以估量。”
最近十年，科技的發(fā)展一日千里，智能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能的交通系統(tǒng)、智能的家居系統(tǒng)；電網(wǎng)的發(fā)展也不例外“電網(wǎng)2.0”—智能電網(wǎng)，已是未來電網(wǎng)建設(shè)的方向。
電力系統(tǒng)的在線監(jiān)測是未來智能電網(wǎng)中不可缺少的一個重要部分。智能電網(wǎng)不僅僅意味智能化控制，也包括對電網(wǎng)運(yùn)行信息智能化處理和管理。只有真正做到了信息智能管理，智能化控制才可實(shí)現(xiàn)。
在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展很快，絕大多數(shù)變電站設(shè)備及發(fā)電機(jī)、電纜、線路等都有在線監(jiān)測項(xiàng)目。
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為目前最為重要的配網(wǎng)通訊解決方案，下面從協(xié)議、組網(wǎng)方式進(jìn)行簡單的分析。
工業(yè)交換機(jī)其協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化早已完成，包括底層協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議、管理協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)精確時鐘傳輸協(xié)議等，不同廠商產(chǎn)品互通性好，可以實(shí)現(xiàn)混合組網(wǎng)。-40℃～85℃的工作范圍完全能夠滿足工業(yè)需求，滿足配網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)。
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)主要采用分段冗余、相交環(huán)、相切環(huán)等方式，提高組網(wǎng)的可靠性，多種光電口靈活配置，高度集成，彈性設(shè)計更方便為電網(wǎng)建設(shè)提供便利。
智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)化通信，各個地區(qū)得到電子式互感器采集到的電壓和電流信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，通過光纖傳送到交換機(jī)上，二次設(shè)備都通過交換機(jī)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。工業(yè)交換機(jī)在數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)、安全監(jiān)控、計量及用戶交互等方面發(fā)揮巨大作用。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、光纖技術(shù)、信息處理技術(shù)等發(fā)展和向各領(lǐng)域的滲透，電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)中廣泛應(yīng)用了這些先進(jìn)的科研成果，使在線測技術(shù)逐步走向?qū)嵱没A段。
工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在建設(shè)電網(wǎng)中的應(yīng)用可以全方面提高智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化以及信息流、業(yè)務(wù)流、電力流融合提供高可用性的支持。
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