智能电网与能源计量
智能电网是一个完全自动化的电力传输网络,能够实时监视和控制每个用户和电网节点,保证从电厂到终端用户的整个输配电过程中所有节点之间的信息可以共享,并以此实现对电能的高效、安全控制。
发展智能电网要解决的问题是现有的电力资源未充分利用,分配严重失衡的现状。据统计,一般大城市每年电力负荷最高峰的时间大约是400小时,只占全年发电和配电量的5%,但是这5%的用电高峰却占用了25%的配电资源和10%的发电资源,必须通过某种干预机制引导高峰时段和低谷时段尽可能均匀分布,而这种干预机制就是所谓的电力需求侧管理,同时也是智能电网的主要功能。
智能电网中,从电厂到用户每一个节点的信息获取和电能分配,其关键就在于智能电表。可以想象,在安装了智能电表以后,电表要进一步和用电设备进行连接和通信,获取每个用电设备的信息,并将这些信息传给变电站,变电站再继续将这些信息传给电力数据中心。电力数据中心在获得终端设备的用电需求之后,可以根据电力供应和需求的特点,再利用智能电表对终端设备的用电进行调节,调峰填谷,使电网的利用效率最高。
目前的网络技术、计算机技术和控制技术使得智能电网的设计逐渐变得可行,但这些可行性全部需要一个前提和基础,就是智能电表或其他类似的电网信息传感的节点所提供的信息是真实、准确和可靠的。这一点,可能很多参与智能电网设计和建设的科学家、经济学家和信息专家们并未充分意识到其重要性,很多非计量领域的专家通常以为现在的电网参数,尤其是电能测量的结果都是准确无误的,他们在这些数据基础上可以运用各种模型和控制理论就能达到设计出来的效果。但实际情况是,由于智能电表自身的设计原理、稳定性、线性度、校准和计量检定等众多细节问题的存在,电网参数包括电能的测试数据是有其误差存在的,要建设高水平的智能电网,只有在高水平的计量条件保证下,这些测量数据才具有可比性和使用价值。
智能电网反过来也会极大促进电能计量技术的进步,比如可以在智能电网中实现在线、实时和网络化的电能计量监督和校准,而这些进步,会对计量技术乃至国民经济产生巨大而深远的影响。