對智慧電網資訊系統體系結構的研究論文
對智慧電網資訊系統體系結構的研究論文
智慧電網是將先進的通訊技術、測量感測技術、控制技術等多種先進技術與物理電網高度整合，最終構成一種新型電網。由此可見，構建智慧電網過程中，需要最新資訊系統的支撐。此外，由於電網將會受到能源、環境等方面問題的影響，這與我國經濟的健康發展不相符，因此，構建一個智慧電網資訊系統是必要的。
1 傳統電網與智慧電網的區別
傳統電網在環保效能與利用率等方面存在的問題較為嚴重。目前，電力系統在執行過程中對環境汙染較大。因此，為了對這一問題進行解決，未來智慧電網將得到不斷的改進和完善，基於新能源構建的大量分散式發電點設施合理的引入到電網系統中，電力的供應將多元化。科技的高速發展，會使未來智慧電網表現出與許多分散式計算系統相似的特性，將會使智慧電網的研究與計算機網路之間聯絡變得更緊密。目前，傳統電力系統面臨著許多問題，例如在處於峰值時，出現“電荒”、在電力系統執行過程中，如果獲取資訊不及時，將會導致裝置利用率降低。
2 智慧電網解決的問題
智慧電網解決的問題體現在以下幾個方面。
2.1 確保電網穩定、安全、可靠性，提高裝置利用率電網系統具有較高的耦合度，如果系統在執行過程中存在調控不當的情況，單一故障可能會引起連鎖反應，情況嚴重時將會導致大面積裝置損壞和停電故障。從而將會導致不可估量的損失。因此，電網系統對可靠性的要求很高，智慧電網的智慧排程主要是確保排程的安全性和可靠性。
2.2 發電與使用者的良好互動
電網的一項主要特徵就是用電與發電兩者的平衡。從終端使用者角度對問題進行分析，使用者透過智慧電力終端能夠獲取到電網在執行過程中的具體引數，從而適當的調整自身的用電情況。對於電網系統來說，則可以依據用電資訊構建準確的負荷模型，使供電效率得到進一步提高。傳統電網建設主要基於發—輸—變—配的單相思維，這種思維方式會引起大量的冗餘，壞造成資源浪費，智慧電網則是在較高實時性的測量通訊系統，在系統執行過程中，可以透過動態控制發電負荷平衡，適當減少熱備用，使系統的穩定性得到進一步提升。
2.3 接入可再生能源
新能源主要指的是光伏發電和風力發電。在對可再生能源的利用過程中，需要不斷最佳化發電配置。同時，由於新能源具有間歇性和隨機性，因此，在對其進行應用過程中，如果直接將其接入到電網中，可能會對系統的穩定性造成不良影響。例如，利用風力發電，可能會因為氣象原因，導致大範圍脫網，致使電力系統的平衡瞬間遭到破壞，從而將會使系統的穩定性遭受破壞。由此可見，要想確保電網系統的安全性和可靠性，就必須要做好資訊的採集、傳輸、處理等。因此，加強對智慧電網資訊系統的研究具有現實意義。
3 智慧電網資訊系統體系結構
3.1 基礎設施
基礎設施主要有以下三點組成：①控制裝置，指的是控制電網系統中的頻率、電壓、相位等多項引數。控制裝置主要包括遠端終端單元，智慧電子裝置等。②測量裝置，測量裝置包括使用者測量裝置，主要指的是智慧電錶，對其進行應用的主要目的是量測使用者用電的具體情況，實現使用者資訊與電網資訊的良好互動，主動獲取用電裝置的資料，並且能夠實現斷電、計費等方面的管理工作，可以為節電提供良好的建議。電網維護測量系統主要收集電廠、輸配線路的資料。③通訊網路，目前我國電網通訊並未形成統一的體系架構，在具體應用中主要將資訊通訊網路技術融入到電網系統建設中，從個人實現對電力狀態和使用者單元的監測。
3.2 智慧網的支撐平臺
感測測量系統，資訊量和資訊計算為電網決策奠定了基礎，依據測量系統所得到的結果對資料進行監管與收集。因此，在收集使用者資料時，主要的表現形式為測量系統收集。對裝置之間的通訊模式、關聯性進行整體式描述。
智慧電網中進行資料的表示與儲存系統，系統必須要具備採集資料和命名兩項功能，資料具有模型標準與聯動性。例如，在不同的協議下，資料的儲存方案的種類也有會所不同，主要的幾種儲存方式包括：分散式、關鍵詞句、集中式等。近幾年，隨著科技的飛速發展，雲計算平臺這一模式逐漸被人們所掌握，該方式同時具有可靠、安全、儲存空間大等諸多優勢於一身，從目前的發展情況來看，該方式在未來將會成為電網資料的主要儲存形式。
在分析與決策智慧電網系統時，要對涉及到的大量資料進行容量處理，透過對電網執行情況的動態監控，完成對計費資料的'合理分析。此外，還需要詳細記錄電網在執行期間的存遇到問題，並透過合理的方式對問題進行分析，避免系統在日後執行過程中出現相同的問題，同時，還應當透過合理的方式提高系統的安全性和穩定性，最大程度降低停電事故和用電路故障的發生機率。
3.3 智慧電網資訊系統的應用體系
3.3.1 發電側的應用
隨著人們環保意識的不斷提高，新能源逐漸被應用到發電系統中，如水能、太陽能、風能等。但是，在發電過程中如何利用風能，因為風的時間和強度都是無法控制的，這將會對系統的穩定性造成不良影響，為了解決這一問題，在具體處理上可以採用以下方式：①預測風場出的風力輸出資訊，合理的與負載測能源資訊結合，實現發電的穩定輸出。②實時控制電網負荷，平衡風力發電輸出和負載功率兩者之間的關係，這樣在風機輸出降低時，減少負荷使用，透過這種處理方式，可以適當縮小儲存裝置的規模，降低成本。
3.3.2 電網側應用
電網側應用主要表現在能源管理上，就是在具體操作過程中需要傳統的不可再生能源與新能源合理的結合在一起，並全要實現對電力系統的分析、檢查、排程、控制，保證電網側的安全性。
3.3.3 用電側應用
電力部門對一段時間內電力系統負荷情況進行收集，實現對使用者用電行為的預測，從而為電力部門制定合理的電價提供準確的依據。例如，電力系統在分級電力系統中的負荷資訊後，可依據具體情況採用相應的激勵電價措施，實現間接的負荷管理，也可以針對使用者的用電裝置採取直接控制。例如，在電力系統執行過程中，電力部門可以直接對電力系統裝置進行控制，透過降低功率和控制電壓等方式實現對使用者用裝置的控制。此外，電力系統執行過程中，如果可以終段負荷，要計算中斷成本，也就是能計算因停電給客戶造成的損失，以便制定相應的補償策略，最大程度降低因為停電引起的不滿。
4 結語
智慧電網需要具備採集、儲存、分析、處理資訊的功能，只有這樣才能適應未來電力行業的發展需求。一個完善的智慧電網需要包括基礎設施、支撐平臺、應用體系三部分，本文也從這三部分對智慧電網資訊系統體系進行了分析，希望對促進我國電網行業的發展有所幫助。