按照规划,国家电网公司的智能电网建设将分3阶段:在2010年之前完成规划与试点工作;在2010~2015年大面积推开;到2020年,全面建成统一的坚强智能电网。
2.坚强智能电网与电子式互感器及电力一次设备在线监测
2.1自愈性智能电网(Self-HealingSmartGrid)
目前各大国都逐步建立了特大电网,为保证电网的安全运行,美国、俄罗斯、日本、巴西等国先后都在进行智能电网的研究。
我国特高压骨干网架将由1000kV级交流输电网和±800kV、±1000kV直流直流系统构成。我国地域辽阔,各大区电网互联,大量的西电东送,使国家大电网跨越了几个时区。为保证电网的安全、稳定、可靠运行,对智能电网的研发,则是急迫和至关重要的任务。由于这种跨越几个时区的特大电网存在大面积停电的危险,而这种危险大多涉及调度员处理是否得当的人为因素,如2003年“8.14”美加大停电事故。为解决此问题,美国电力研究院(EPRI)最先提出以相量测量装置PMU,PhasorMeasurementUnit)/广域测量系统(WAMS,WideAreaMeasurementSystem)为基础的突出自愈功能的智能电网概念。它要求对电网节点的电压相角测量快速而准确。20世纪80年代同步相量测量的研究在美国已经开始,并成为广域测量系统的一部分。1996年夏季美国两次大停电事故中,WAMS进行了较全面准确的记录。1997年法国电力公司(EDF,ElectricdeFrance)也建设了基于PMU的协调防御控制系统。但是系统动作响应时间却很慢,长达1.03s。2003年“8.14”美加大停电事故更推进了WAMS的建设。只要在全网PMU合理化布点的基础上(满足可观测性),就可对现代化大电网进行静态功角稳定裕度监视;在线扰动识别;分析电网的短路故障、机组振荡与失步和系统电压失稳等;利用实时联络线功率和相对相角等参量的频谱特性(特征频率以及对应的衰减因子)识别系统低频振荡;在系统发生扰动时,实时监视机组间相对功角的暂态过程;进行发电机组进相运行监测;电压动态过程监测与动态稳定预报。以及实现暂态稳定监控等。
为此,在PMU/WAMS的基础上就能实现包括暂态稳定性、电压稳定性和频率稳定性在内的动态安全评估。当电网出现危机之前就能立即提出网络重构、调整保护定值和稳定补救等安全对策。
文献[1]指出,电网自愈功能的目标是:“实时评价电力系统行为,应对电力系统可能发生的各种事件组合、防止大面积停电,并快速从紧急状态恢复到正常状态。其实现方法,可概括为快速仿真决策、协调/自适应控制和分布能源(DER,DistributedEnergyResource)集成等3个方面。”