“互联网+”在电力系统中的应用

2015年3月, 政府工作报告中首次提出要制定“互联网+”行动计划, 目的是推动移动互联网、大数据、云计算、物联网等与现代制造业结合, 促进工业互联网、电子商务和互联网金融健康发展, 引导互联网企业拓展国际市场, 引发了各方关注和热议。2015年7月初, 国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》, 提出了11项行动, “互联网+”智慧能源是其中内容之一, 这既是新常态下推动互联网与各行业各领域深度融合的行动纲领, 也是引导未来10年经济社会发展的战略蓝图。本文首先介绍了在“互联网+”的浪潮下得到大力发展的能源互联网的提出背景, 进而梳理了国内外能源互联网的发展状况, 并对能源互联网的核心智能电网及实现智能电网的基础体系高级量测系统 (AMI) 进行介绍。

一、能源互联网提出的背景

当今, 社会经济发展迅猛, 各行各业对能源的需求也与日俱增, 传统的常规能源储量有限且污染较大, 难以满足社会经济发展的需求及环保要求。因此, 新能源的出现及发展是大势所趋, 大力发展新能源产业是解决这一问题的有效措施。在国家及政府的大力支持下, 我国新能源产业发展迅猛, 据统计, 2015年, 全国全社会用电量达到5.69万亿kW·h, 人均用电量达到4142kW·h;发电装机容量达到15.3亿kW, 人均装机容量达到1.1kW;电源结构持续优化, 可再生能源发电装机比重超过1/3。新能源的快速发展虽然为替代传统能源做出了很大贡献, 但与此同时出现的很多问题也不可忽视。在大力发展新能源的初期, 未考虑供需问题, 导致现在弃水弃风弃光问题严重。并且新能源发电的并网会对电网造成较大冲击, 从而引发一系列的问题。电力系统运营面临一系列的困难与挑战。

二、能源互联网的发展及核心

(一) 能源互联网的国内外发展

能源互联网是由互联网理念带来的能源发展的新模式, 目前德国、美国及其他一些发达国家已经提出了能源互联网的构想并开展了相关的项目。

德国早在2008年就开始构建能源互联网E-Energy, 主要运用风、光等新能源进行发电, 在新能源不能满足供电要求时再燃烧煤炭等作为补充能源, 实现灵活配置。美国也建立了FREEDM系统研究院, 将电力电子技术和信息技术引入电力系统, 新能源与传统能源协同发展, 共同承担电网的安全可靠运行。

2015年, 党的第十八次全国代表大会提出了能源革命战略, “互联网+”概念的提出极大地促进了能源互联网在国内的发展, 在接下来的几年中也引起了越来越广泛的关注。

(二) 能源互联网的核心

目前, 关于能源互联网的概念说法不一, 其核心枢纽为智能电网。智能电网是一种新的电网发展理念, 通过利用数字技术提高电力系统的可靠性、安全性和效率, 利用信息技术实现对电力系统运行、维护和规划方案的动态优化, 对各类资源和服务进行整合重组。随着能源枯竭、环保压力等一系列问题的出现, 智能电网在全球范围内得到了迅速发展。美国的智能电网具有自愈、安全、优质等特征, 可保障用户的电能质量并实现电能质量差别定价。欧盟的智能电网具有灵活、可靠、经济等特征, 易于接入可再生能源, 能够保证供电质量。我国提出的坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础, 以通信信息平台为支撑, 具有信息化、自动化、互动化特征并包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节。

三、智能电网框架下的高级量测体系

高级量测体系 (AMI) 是建设智能电网的基础, 可以对用户的用电信息进行测量、采集及分析, 并可以实现智能电网和用户之间的双向互动。其结构如图1所示, 主要有4个组成部分:智能电表、通信网络、量测数据管理系统 (MDMS) 和用户户内网络。

AMI可在固定时间读取智能电表的数值, 并能够实时地将故障报警信息传到数据中心。AMI还可以与自动数据收集系统 (ADCS) 配合使用, 将其收集的数据传送到MDMS, 然后由MDMS对传来的数据进行分析, 然后按照需求传给对数据的实时性要求不高的系统, 如计费系统等。

AMI的实施意义重大: (1) 对于智能电网方面:是智能电网建设实施的基础体系。 (2) 对于电力公司方面:可节省人工读表这一步骤, 降低运行费用, 同时还能够快速对故障进行定位及恢复。 (3) 对于用户方面:能改善对用户的服务质量, 使其获得实时、准确的电费清单。

四、结语

“互联网+”行动计划的出台, 促进了能源互联网的产生, 对解决新能源并网、弃水弃风弃光等问题起到了关键作用。智能电网作为能源互联网的核心, 是未来电力系统发展的趋势, 将成为实现“智慧城市”的关键技术。而高级量测体系AMI作为智能电网建设实施的基础体系, 在各个方面都具有重大的意义。

摘要：随着新能源的飞速发展, 传统的电力系统已经无法满足社会需求, 体制改革的推出给电力系统带来了新的挑战。与此同时, 政府推行“互联网+”计划, 出现了能源互联网的研究热潮。本文将深入研究“互联网+”在电力系统中的应用, 介绍了能源互联网提出的背景, 梳理了能源互联网在国内外的发展状况, 并对能源互联网的核心智能电网及实现智能电网的基础体系高级量测系统 (AMI) 进行介绍。

关键词：互联网+,能源互联网,智能电网,高级量测体系

参考文献

[1] 省农委农产品质量安全监管处.国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见[J].实验室科学, 2015, 28 (4) :9.

[2] 张运洲, 单葆国.中国电力系统发展运营面临的挑战和对策[J].中国电力, 2017, 50 (1) :2-6.

[3] 周孝信, 曾嵘, 高峰, 等.能源互联网的发展现状与展望[J].中国科学:信息科学, 2017 (2) :5-26.

[4] 黄晓莉, 李振杰, 张韬.新形势下能源发展需求与智能电网建设[J].中国电力, 2017 (9) .

[5] 张坤, 季昌国, 刘衍平.智能电网下新能源与常规能源协调发展[J].华北电力技术, 2016 (8) :56-61.

[6] 刘世成, 韩笑, 王继业.“互联网+”行动对电力工业的影响研究[J].电力信息与通信技术, 2016 (4) :27-34.

[7] 李立浧, 张勇军, 陈泽兴.智能电网与能源网融合的模式及其发展前景[J].电力系统自动化, 2016, 40 (11) :1-9.

[8] 彭显刚, 李壮茂, 邓小康.智能电网框架下的高级量测体系研究述评[J].广东电力, 2017.

[9] 田世明, 徐仁武.高级量测体系关键技术研究[J].电信科学, 2010 (S3) :96-101.

[10] 栾文鹏.高级量测体系[J].南方电网技术, 2009, 3 (2) :6-10.

[11] Peerapong P, Limmeechokchai B.Optimal electricity development by increasing solar resources in diesel-based micro grid of island society in Thailand[J].Energy Reports, 2017 (3) :1-13.

[12] Atsu D, Agyemang E O, Tsike S A K.Solar electricity development and policy support in Ghana[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016 (53) :792-800.