新加坡智能电网技术对大理智能电网建设的启示

新加坡智能电网技术对大理智能电网建设的启示

王雁雄

（云南电网公司大理供电局 ， 云南 大理 671000）

WANG Yan-xiong

( Dali Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid.,Dali,Yunnan,671000 )

Abstract：Singapore Power grid is the world's leading advanced power grid companies, the development of smart grid technology ideas and measures to realize its "high reliability and high quality supply," the goal of providing a guarantee. Based on Singapore's smart grid technology development and application of the introduction, analysis of the smart grid construction Dali necessity and feasibility of the construction of smart grid Dali made some suggestions.

Key words: New energy；smart grid；construction

摘要：新加坡电网公司是国际著名的先进电网企业，其发展智能化电网技术的思路和措施，为其实现“高可靠性与高质量供电”的目标提供了保证。本文通过对新加坡智能电网技术发展和应用情况的介绍，分析了大理智能电网建设的必要性和可行性，对大理智能电网的建设提出了几点建议。

关键词：新能源；智能电网；建设

新加坡新能源电网公司是国际著名的先进电网企业，其高智能的电网技术是保证公司实现“高可靠、高质量、高效率、高回报”目标的基础。尽管作为中国南方电网下属地市级供电企业的大理供电局，在电网规模、结构、技术水平、运营管理等很多方面与新能源电网公司存有很大差异，但在发展智能电网方面，新加坡的成功经验仍然值得学习和借鉴。

1 背景

为实现电力系统的可靠、安全、环保、高效和灵活，2002年美国和欧盟相继提出了以智能电网、新能源和节能增效为核心的能源战略，并从此大力推进智能电网的研究和发展。随着近十年来，我国社会经济的发展，消费者对于供电可靠性、电能质量和电力服务的要求也越来越高，进一步推动了电力生产、输送和消费方式的转变。在2009年5月召开的特高压输电技术国际会议上，建设国际领先、中国特色的坚强智能电网的任务正式被提出。坚强智能电网全面覆盖了电力系统的所有领域，对进一步提高电网资源优化配置的能力和电力系统的运行效率，促进清洁能源的发展和保障能源安全，推动技术创新都具有重要的意义。

目前，我国在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践，包括新型能源接入、特高压输电、大电网运行控制、能量管理系统(EMS)、数字化变电站、电力客户服务系统等方面。这为智能电网的建设提供了技术保障。大理供电局一直在逐步推进电网的智能化工作，到目前为止，在发电、输电、变电、配电、

用电、调度、通信信息等领域都取得了一定的成绩，为未来电网智能化的进一步发展打下了良好的基础。

2 新加坡智能电网技术概况

新能源电网公司以提供高可靠、高质量、可持续发展的电力供应和一流服务作为智能电网发展的理念与愿景。几年来，在电力设施建设、电网监控、配网自动化、智能化的用户服务、分布式发电、清洁能源接入等方面经过快速发展，已具有显著的优势，形成以下的一些成功经验：

一是以“高可靠性和高质量”为目标的供电系统。电网规划建设、资产管理、电能质量管理、运行管理等各方面的工作，都是围绕着这一目标而开展的。电网结构坚强，装备优良，高压变电站全部为户内GIS 站，输配电线路全部采用地下电缆，主要用户有两路或三路电源供电，主网、配网完全满足N-1或N-2要求，在停电次数SAIFI、停电时间SAIDI、电能质量等业绩指标上处于国际领先水平。设备设计、选型的标准和裕度高，类型相对集中、单一，便于维护管理。

二是实行以状态监测和状态检修为核心的设备管理策略。状态监测占其维护工作量的80%，状态检修仅占20%。一方面，所有状态监测数据均提交资产管理部分析，每年动态修订检修计划，有的放矢地跟踪分析和处理隐患缺陷，提高检修作业针对性；另一方面，以状态评估为依据，制定资产更新策略，合理提高资产使用寿命，实现资产效益的最大化。推行状态监测10年以来，避免了500多起事故,成本节约了62%，保证了供电可靠性与质量,大大降低停电时间和检修成本。

三是具备自愈功能的成熟配网自动化系统。利用配网自动化系统，新能源电网公司实现了九千多个配电站的集中监控，每个配电站通过RTU采集传输三遥信息上送主站，实时监视配电网线路潮流、开关位置、保护动作和各类设备报警信号等，并对断路器进行远方遥控。利用自愈功能，当电网故障后可以辅助调度员进行快速复电的操作。当某配网馈线发生故障后，系统立即通过动态拓扑着色，闪烁显示停电线路和配电站；同时，专家系统自动给出故障隔离与恢复供电的方案，供调度员选择判断，采取措施。

四是完善的高速通信网络。新能源电网公司电力通信网规划和建设超前，无线网络应用广泛，建立完善了资产设备管理、数据采集及监控、电能质量监测、设备状态监测、地理信息等多个横向到边、纵向到底的信息化系统，在智能化的电网中发挥了至关重要的作用。通过将整个生产运作流程固化到信息系统，确保数据真实、准确、及时、可用，来源唯一，保障了管理机制高效运转。

五是与政府合作，建设智能电网试验基地。政府投资3800万新加坡元（约合2763万美元），由新加坡智能电网研究中心 (隶属于新加坡科技发展局)所负责的“裕廊岛智能电网试验中心”项目将于2011年11月建成，是当今全世界规模最大的微电网实验基地，进行智能电网、可再生能源并网、生物燃料电池及电动汽车充电的研究。该试验中心的建设为新加坡智能电网的研究与发展奠定了良好的基础。

3 建设大理智能电网的必要性与可行性

3.1 必要性

1） 构建具有大理特色的智能电网，是响应国家能源发展战略的重要举措。

“十二五”开局之年，为建设资源节约型、环境友好型社会，我国已把智能电网建设纳入国家能源战略规划。大理州是我国低碳、经济、节能和环保示范旅游区，对环境保护的要求较高，如何实现电网低碳与环境和谐，成为大理电力企业必须面对的问题。响应国家智能电网的能源发展战略，大力发展清洁能源，丰富能源结构，增加分布式电源和储能设备的接入，不仅可以满足大理州能源供应和环境保护的问题，而且对提高大理电网的负荷发展适应能力、供电安全稳定性和可靠性，促进节能降耗，实现电网可持续发展都起着无法替代的作用。

2） 构建具有大理特色的智能电网，是创新滇西中心城市发展需求的战略选择。

随着大理作为滇西中心城市建设战略的实施，必然促进大理经济的快速发展，未来10年全社会电力需求的增长速度将高于全国平均水平。为了平衡电力需求的增长与大理州生态文明示范地区的战略要求，大理电网将迅速加大水能、风能、太阳能在能源结构中的比例；并开始实施分布式能源和微网的研究和建设，以降低输配环节的损耗。这意味着对供电可靠性及电能质量的要求将更高，实现配电自动化、智能电表应用、完善计量管理体系、开展智能用电服务将成为必然的要求。

3.2 可行性

1） 大理电网具有新型能源开发空间

截止2010年末，大理州已建成投运风电厂4座，总装机容量241.5MVA。 “十二五”期间，大理州已列入规划的新能源电源总装机容量达到6259.5MVA，其中风电新增装机规模4958.5MVA；太阳能新增装机规模1301MVA。

2）大理州电网形成220kV为骨干的坚强网架结构

近年来，云南电网公司加快了大理电网建设速度，电网规模不断扩大。现已形成以500kV大理变为中心、220kV的网架为骨干的网络, 电网结构日趋合理，全网的供电能力和电网的安全性大幅提高，为智能电网的实施和应用提供了有利的条件。

3） 大理州电网已完成部分智能化前期技术的研究

通过PMU状态监测系统、电能量采集系统、省地县一体化负荷预测和调度系统、基于节能发电调度技术支持系统的建设以及风电场接入对大理州电网安全稳定的影响、电压无功优化控制、配调一体化技术规范等课题的研究，大力提高了智能电网环境下电网的运行、控制和预警能力, 进一步强化了科技和信息化对坚强智能电网建设的全面支撑作用。

4 对建设大理智能电网的几点启示

为建设与大理发展定位相匹配，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强、自愈、灵活、经济、兼容、集成的区域电网，借鉴新加坡智能电网建设成功经验，提出以下几点建议。

4.1 研究和完善电网规划设计标准

针对大理电网经常需要面对的暴雨、雷电、龙卷风、盐蚀等灾害，充分考虑极端气候灾害条件，采用差异化的设计标准，提高战略性输电通道、各电压等级骨干线路和向重要用户供电的输变电设施抵御灾害的能力。

4.2 开展智能电网的风险评估

从工程风险评估和金融风险评估两方面进行。工程风险评估除了传统的设备，更重要的是智能电网所引入的大量的零件和设备。金融风险主要是市场风险，即价格波动带来的风险。同时，发电厂和用户的违约也会带来信用风险。

4.3 实现设备资产全生命周期管理

全面建立电网主设备状态监测平台，实现监测数据及时稳定接入，为主设备状态评价及故障诊断提供数据支持；研究并初步建立主设备全生命周期健康档案，为设备状态评价、风险评估和状态检修策略的制定提供依据。

4.4 研究大理电网新能源接入的协调控制技术

根据新能源大量接入的实际情况，分析系统对间歇式电源的销纳能力，建立间歇式电源与常规电源的联合优化调控平台，开发对调度自动化平台的智能电网协调控制技术，研究有功/频率、无功/电压自动控制系统与其它控制间的协调配合，实现实时动态安全评估和适合间歇式能源（如风力、太阳能发电系统）的新形式控制。电网应急应更注重预防性监测、维护,突出对突发事件的预防和控制,及时发现和处理设备缺陷；同时避免发生持续的电力供应危机, 提高电网对重特大突发事件处理、应急抢险以及快速恢复正常秩序的能力。

4.5 实施智能配电自动化

为了在实现配电系统综合自动化的同时,尽可能减少现场终端的数量及降低系统的复杂性,应研究开发基于高速数据采集及信号处理技术的综合型配电自动化终端。这种新型端终端除了具有通常的功能外,还应具有电能质量量测、实时电价信息发布、故障录波及部分仪表功能。要研究在配电自动化主站建立协调服务器,通过定义智能体之间的通信与规范,构成完整的智能分布式馈线自动化实现方式。

4.6 完善通信信息平台

研究适应智能电网控制和管理信息传输的大容量、高速实时、具有时间同步能力、具有业务感知能力的下一代光传输技术；提出支持智能电网实时控制信息和管理信息的数据通信网的体系架构及解决方案；

研究智能变电站通信技术及网络化精确时间同步技术；建立智能电网安全防护体系,研发智能变电站无线接入通信系统；研究新一代密码、数字认证和授权技术，提出有效的信息安全防护方法和策略。

4.7 发展用户侧技术

将电力电子技术、微处理机技术、控制技术等高新技术运用于中、低压配、用电系统,以减少谐波畸变,消除电压波动和闪变、电压不对称和供电的短时中断。

5 结论

目前,建设智能电网已经成为世界电力行业的一项美好愿景，必将进一步推动电力工业的变革与进步。学习借鉴新加坡新能源公司在智能电网技术方面的一些成功经验，对推动大理电网向智能化电网方向发展具有重要的意义。

参考文献

[1] 黄 浩 新加坡新能源电网与佛山电网的比较及建议 《管理观察》 2010年第34期

[2] 姜燕军 黄庆 杨海龙 智能电网建设的关键技术分析与建议 《硅谷》 2010年第13期

[3] 张玉军 李如振 黄 萍 智能电网建设方案初探 《山东电力技术》 2009年第5期

[4] 邓慧琼 李 争 智能电网初探 《科技创新导报》2009年34期

作者简介：

王雁雄(1978-)，男，云南电网公司大理供电局修试所，工程硕士，高级工程师，从事电力系统修试专业工作，南方电网公司、云南电网公司继电保护工作网成员。

通信地址：云南省大理市环城南路巍山路口29号大理供电局修试所

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