智能电网在智慧拉萨建设中的研究

李 伟，姜博旺，兰 萍

（西藏大学 西藏 拉萨 850000）

1 引言

智能电网和智慧城市成为当今世界发展的热潮。当一次性能源不断过度的消耗和城市可利用土地资源不断减少，智慧城市应运而生。近年来，城市的发展速度越来越快，智能电网能保证城市安全可靠地用电、提升城市网络通信能力、促进城市绿色发展、丰富城市服务内涵以及拉动城市的相关产业发展，在发展智慧城市中的作用举足轻重，成为智慧城市的发展动力和重要基础。

2 智能电网和智能城市的内涵与关联

智慧城市其实还没有完整的定义，目前的大致理念为：通过借助高效的信息技术手段来感知、分析并且及时处理城市中出现的关键信息，保证城市交通、城市安全、社会服务、公民日常生活和商业活动等智能地运行，进而实现社会、经济和生态可持续发展的城市形态。

智能电网最具代表性的概念为：以早期电网系统为基础，发展新型新能源，通过新时期的信息技术支持，完成发电、输电、变电、配电、用电和调度等过程。

智慧城市建设中，智能电网有很强的支撑力。智能电网作为城市的血液为城市的活动与发展提供源源不断的动力，是智慧城市的重要基础和客观条件。另一方面，智慧城市的发展会迅速的带动智能电网的应用与发展，推动智能电网发展为更可靠、更全面的电网系统。

3 分布式发电系统结构

通过各种电网结构阐述、比较和讨论，来寻找出因地制宜的最适合拉萨的分布式发电系统结构。

4 对等结构

在对等结构中，每一个电源在微电网中的地位都相同，功能也没有特殊的存在。如图图4.2.1。对等结构利用的是本地电网的数据结构信息，不需要通信数据信息的传送，避免了主从结构对于主电源过分依赖这个问题，在不改变运行策略的情况下，电网可以随时接入新的分布式电源，即插即用，省时方便。

对等控住的优点：如果分布式电网采用的是下垂控制策略，那么不管电网是要调节功率，处在孤岛模式下或是并网的情况下，这些电源都不用改变它们的控制方式，能够方便的直接切换，避免了主从结构的局限性与耗时问题。

对等控制的缺点：（1）二次调频问题，一旦分布式电网出现较大的波动，电网中的频率也会随着有很大的波动。（2）对等结构没有对恢复电网的过程提供控制，这样电网一旦出现故障，会耗费大量人力与时间。

各结构的功能：分布式电源都是通过变流器与微电源控制器来输出到交流配电柜，配电柜的输出端连接负载控制器。变流器的功能：各种的分布式电源会产生交流或直流电源，为了向负载提供稳定的电压，电流器实现将支流或交流转换为三相交流电。微电源与负载控制器都是接受中央控制器的指令，来对不同控制的模式对各种信息进行调整。中央控制器调整电网的控制模式，进一步控制电源控制器与负载控制器。监控单元是用来监控电网的状态与各部分的参数问题，如果出现故障，通过无线传输模块传输到变电柜和中央控制器进行监控或者启动保护电路来保护。

5 智能电网在智慧拉萨中的应用

根据科学家研究统计，不可再生能源在地球上的储存量呈现急剧下滑的趋势，石油能源将在大约半个世纪之后开始消耗殆尽。因此，针对拉萨地区优越的地理环境特征，可以根据拉萨具体的资源来探讨具有拉萨特色的智能发电系统以及系统中的实时数据通信。

5.1 基于IEC61850的分布式电网的实时数据通信

5.1.1 IEC6180介绍

目前，世界上大部分变电站的智能化控制系统都是通过以太网来完成，电网中各种通信设备会出现不同型号，严重约束电网系统对设备选择与应用，因此，需要一个统一的标准对通信系统进行规范。

IEC6180协议是国际电工委员会制定的关于变电站智能系统的一个通信标准，它制定了一系列新型变电站智能化控制标准，使不同的电子设备厂商的可操作性更强。并且，可以更方便使智能电网与传统电网相互融合。

5.1.2 IEC61850通信体系

为了实现电网的实时通信，将IEC61850标准引入智能电网是最合适的。而TSO/IEC9506是电子设备与网络环境数据传递的一套协议，这种协议使电子设备和某些电子器件有一套统一标准，使通信系统在建立和通信的过程更简单和快捷。

MMS是一种制造报文的标准，MMS支持多种通信方式，比如总线型、局域网、TCP/IP、一对多这样的对等通信等方式适用于MMS。

针对智能电网中的实时性通信服务，使用GOOSE协议栈可以降低数据传输延时，从而提高数据传输速度，另一方面，还可以增强系统可靠性和稳定性。GOOSE协议栈只使用ISO/OSI系统互联中的4层。

6 智能电网对智慧拉萨的意义

（1）智能电网是智慧拉萨的重要基础

智能电网与城市紧密结合，能够保障拉萨市的用电安全，为智慧拉萨的高效运转提供了条件，智能电网是智慧城市的重要基础和客观需要。

（2）智能电网为智慧拉萨产生能源效益与直接经济利益

智能电网的效率高，减少能源的使用总量和能量的损失，提高能源效率的收益。而且智能电网是性价比最高的运行方式，可以充分利用拉萨市的太阳能，得到效益最大化。

7 结语

本文对智能电网和传统电网的功能进行了比较，研究智能电网在智慧拉萨的应用中采用分布式太阳能发电系统，并分析了整个系统的工作原理。智能电网是智慧拉萨建立的基础，智慧拉萨为智能电网的发展提供优良环境，二者相互促进，共同发展。