智能电网论文模板(10篇)

时间:2023-04-24 17:37:27

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇智能电网论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

智能电网论文

篇1

2智能电网的特征

在建设智能电网时,应当考虑我国的现实状况。国内智能电网的建设应具有这样六个特点:

2.1环保此特点合乎我国当前生态经济的要求,也要求对电网资源加以再次加工利用,尽量降低工业生产给生态造成的负面影响。

2.2电网架构牢固中国的自然灾害发生频率较高。灾害会对电网体系产生较大的不利影响,造成电能无功正常运送,所以智能电网在构建时应注重保障架构的牢固,如此才可以保障电网可以承受自然灾害的影响,不会因为外界环境的变化而停止运行。

2.3资源的优化电网的建设需要运用到多种资源,可是,国内电网在建设时资源运用率较低,此也造成了电网的收益不理想。建设智能电网的过程中,对资源加以优化,最大化地提升电网的运行效率。

2.4经济收益在智能电网的建设过程中应当全面考虑,尽量降低建造成本,如此不但保障了电能的品质,并且提升了物质收益。

2.5交互性此特点是指在后面环节的能源供给过程中,应当构建一个高质量的市场沟通体制,可以第一时间掌握客户的需求,依据需求优化服务的品质。

2.6自动化自动化主要是电网能够对故障进行自我诊断,并进行自我修复,不仅节约了时间,还降低了成本。

3电力工程技术在智能电网发展中的整体运用

3.1在电源部分中的运用探究得知,电力工程技术的首个功能是把接连不断的电能提供给智能电力网络,包含两种电能类型:一种是直流电,另一种是交流电。其中,交流又包括两种:一种是变频交流,另一种是恒频交流。在变电所的操作中,一方面能够运用直流电源,另一方面能够运用交流电源,而且能够把高频开关电源运用到所有类型的电脑中。

3.2在供电过程中的运用由于智能电网对电网工作状态与电能的品质有很高要求,所以在电网发展过程中,应高度关注电能品质与电网运行的平稳性,此就要求有机融合电力工程技术中的谐波管控技术与无功补偿技术。其中有两种是具有代表性的设置:一种是薄型交流变换器,另一种是超导无功补偿设施。

3.3在智能发电过程中的运用经过调研剖析可以知道,这几年,电力工程技术逐步被运用到智能电网体系中,主要是通过电力、电子器件完成对电能的转化与管控。运用电力工程技术,有利于降低电量耗费,另外,减少机电设施的运用,提升工作效率。

4电力工程技术在智能电网建设中的具体运用

4.1质量优化与能源转换技术质量优化指的是在智能电力网络的构建过程中将电能分成多个级别,然后运用评测判定的方式,进而构成完备的机制,智能电力网络发展的过程中应着重剖析经济性的方向,从而确定供用电接口方式,有效地构建电能品质评定机制和用户评定机制。此外,智能电力网络的发展过程中,电力工程技术的有关制度也在改进,这样就能够保证智能电网更加经济化。低碳能源会成为今后能源发展的方向,它降低能源的消耗量,从而减少环境污染、低碳能源主要是使用先进的技术来改善能量转换的方式,更加充分利用能源,目前太阳能和风能是使用最广泛的低碳能源。

4.2柔流输电技术这个技术使用了微电子技术、电子技术、电力技术等等,展现了控制技术和通信技术,此种技术可以便捷地控制交流供电的过程,在国内智能电力网络发展过程中,电力工程技术大部分是运用在高压电输变电的过程中,需要把众多的对环境危害很小的能源运用到电力体系中,而且实现对能源的分隔等过程,因此,将电力工程技术与控制技术相融合可以控制与调整智能电力网络中的不同参数,提升智能电力网络的平稳性,另外,供电的过程会在较大程度上减少电损,进而提升运送电能的水平。

4.3电力工程技术中的高压直流输电技术在当前智能电网中依旧运用的直流运送电体系中,有许多环节运用的是交流电,可是,在实际的供配电运行过程中应当保证运送的电流是直流的方式,为了完成逆变或者环流的工作,就一定要让控制换流器发挥作用,而且也唯有运用高压直流运电技术,才可以从根本上实现这一目标。换流器大部分状况下是采用部分具有管段作用的原件构成,有效地达成电力运送的平稳性与经济性,比如部分份量相对不重的直流输电体系,另外,此项技术不但能够运用到长距离的直流运送中,还可以运用到短距离的直流运送中,达成高效地为海岛等边远地区运送电能,在国内远距离运电技术中,积极的运用了高压直流运电技术,而且伴随技术的进步,此项技术还会被运用到更长距离、更大容量的运电项目中。

篇2

在智能电网的诸多安全方面中,物理安全非常重要,其内涵意义是指运营智能电网的系统过程中所必备的各类硬件设施的安全性。其中最主要的有对硬件设备方面被物理非法性的入侵的防范、对无授权物理的访问的防止以及严格按照国家的标准构建机房等。其中,主要的硬件设施有,流量的智能统计器、各类测量的仪器以及各种类型的传感设施,在通信体系中各类网络应用设施、主机和数据存储的空间。

1.2网络的安全

网络安全需要智能电网应该具备高可靠性。当前智能网络的发展规模急剧膨胀,互联网电网体系逐步形成,复杂的电力系统的结构对电网的安全性和稳定性进行了加强,但其脆弱的防线也成为重大的问题。尤其当前网络的环境复杂性增强,智能化的攻击手段防不胜防。个人用户的网络信息也不断受到威胁。智能的终端始终存在漏洞。

1.3数据的安全保障弱、备份能力低

当前尽管对数据的保护以及数据自身安全性的软件很多,但网络的复杂化使得风险市场存在。数据被破坏、被盗取,数据库被侵犯的现状依然存在。智能电网的数据对于整个国家电力系统的运行都是至关重要的,因而必须制度化的、规范化的进行数据的安全措施,以改善当前的状况。

2解决智能电网安全的方案

2.1边界的安全防护

边界的安全防护着力于有效的的控制与监测该边界中进出的数据流。检测的有效机制是以网络入侵的检测为基础,在网络的边界进行检测与清除恶意的代码,并对网络进出的信息内容加以滤化。以此来真正实现过滤诸多协议的命令并进行有效的控制,同时对网络的最大流量以及网络的连接数进行限制,提升智能电网的安全性和节约性。以会话的状态和信息为基础进行安全性分析,提升对不良信息的拒绝能力,以单位对允许或者拒绝信息对网内资源的访问进行决策。其中,实现这一功能最有效的软件即建设边界的防火墙。因而,必须明确的找出网络区域的安全边界,以此来在各个点设置防火墙。

2.2网络环境的安全保护

对于我国的电网公司而言,其网络点安全问题产生于各个单位的网点。这样网络的大环境下,必须进行安全的防护以保证智能电网的安全性和不断的发展。

2.2.1从结构上提高各网络设备的性能,提升其对电网业务的处理力度并始终存有大量的空间。这样,在智能电网面临高峰期的业务阶段时,线路和设备的设置能够满足其繁杂而大量的业务需求。

2.2.2安全的接入方面必须有效的控制安全的接入控制,运用当前最主要的协议类型,实现全网络的控制。对非注册的主机进行控制,使其无法对网络进行使用,有效的保护主机。实现资源的安全存储,避免外来信息的非法访问。

2.2.3安全的管理设备在网络的设备登录中,必须设置身份的验证,限制管理员的网络设备登陆地址。设置的口令必须要更强、更长、更复杂,同时定时进行变更。对同一用户进行连续登录实行失败次数记录,超过一定次数变进行锁定。

2.2.4对安全弱点进行扫描在智能电网内部网络中,进行漏洞的扫描系统设定,对网络系统、相关的设备以及数据资料库定期扫描,及时发现钱富裕系统中的漏洞,防范攻击。

篇3

2配电通信网网络架构

配电通信网络承载的业务内容比较广泛,有用电信息采集业务、配电自动化业务。其中,在电信信息采集业务中,有包含诸多业务,例如双向营销互动业务、视频通讯业务等等。这个时候的网络构架应该根据不同的网络业务需求进行搭建,需要满足实时性、安全性的组网技术要求。因此,在进行信息系统平台搭建时,应该融入多网融合,这个融合可以包含专业的营销管理系统,将该整个系统纳入配电通信网内,进行科学规划,这样可以将配电信息快速传输到用户营销侧,使得用户及时掌握电网运行情况,从而进行用电调整。用户接入网中的数据通过光纤、宽带无线和电力线载波通信方式接入配电通信网。配电通信网中的lOkV变电站负责接收用户用电信息。在整个输变电络中,有诸多组成,像配电室、开关站以及环网柜等等。选择自动化配置和自动化配变检测。当下,配电通讯网络,一般选择的是“光纤为主、无线宽带为辅、公网为补充”组网方式,这个方式最大特点是将大量的数据汇集在通信骨干网中。营销系统结合以后,就可以更加紧密关注变化。而且可以将更多注意力转移到用户中,了解用户的需求,根据实际需求,进行配电调整,实现电网运行水平提高,保障精细化、合理化以及高效化管理目标实现。

3电力营销与用户接入网网络架构

电力营销以及用户接入网过程中,已经形成一体化的信息通信平台,这平台能够发挥出巨大作用。可以实现对于户接入网监控目的,进行监控家用电器用电情况以及开关情况。最终的信息会于无线传感网将其智能反应在外网上,这些信息的积累是实现主动营销策略最关键依据。这个过程中,应该保障信息传输准确性和实时性。使用多个智能表计将其集中连接起来,实现对小区内用电信息进行采集,集中器会将前端设备进行屏蔽,给予统一的连接接口,最终传输到上层变电站中,这样就可以整合整个小区用电信息,并且可以快速传输给电网。

篇4

智能电网相对来说一个较为复杂的系统,环境、用户等对电网系统提出了不同层次的要求,也就需要电网在原有基础之上有更加的反应与适应能力,而电子电力技术应用到智能电网中表现最为突出了就是优化电网,在特定条件下能够满足环境、用户对电网系统提出的高层次要求。但是,就我国目前形势而言,在电网架构等方面掌握的技术同发达国家相比,我国还处在初级阶段,从某种意义上也就证明智能电网还有很大的发展空间,因此加大对电网的优化力度具有迫切性。立足整体,从全面出发,智能化和自动化是电网未来发展趋势,而电子电力技术应用到智能电网中也将成为一种必然趋势。

1.2应用电子电力技术占据的优势

能源问题是新形势下我国面临的又一突出问题,电力企业要想在激烈的竞争中立于不败之地,就必须依据自身实际情况制定出行之有效的开发研究智能电网计划,从而满足智能电网安全可靠运行的要求。电子电力技术应用到智能电网中能够有效缓解能源问题,为促进可再生能源的发展创造条件,最终实现节能减排的目的。值得一提的是,电子电力技术的应用是新形势下确保电网经济性、安全可靠性的重要技术。

2电子电力技术在智能电网中的应用

2.1电子电力技术在智能电网发电环节中的应用

伴随着社会的迅猛发展,能源问题是我国乃至世界共同关注的话题,也正是在这种情况下,我国电网行业才依据自身情况断进行创新和引进新技术,做到同风能发电、水能发电等清洁能源发电那样,要想根本性提升其能源利用效率,就必须在原有基础上改进发电技术,例如:可再生能源转换设备、能量转换设备等。以风能发电为例,为了达到风电机组变速运行的目的,应当采用双馈风电机组的定子直接接入到电网中的方式,这样就能够有效控制蓄电池组双向充放电,为系统平稳供电创造条件。

2.2电子电力技术在智能电网中高压直流输电技术的应用

纵观整个直流输电系统中,在输电环节中表现尤为明显,而输电环节又包括多个方面,可以将其简单的分为:高压直流输电、柔性直流输电和柔流输电,在无特殊情况下,在发电和用电这两个环节使用的都是交流电,进而对系统中各项参数能够有效控制,再者,将各种先进技术有效融合起来,可以利用特殊方式将大量清洁能源为电力系统所使用,在确保电网稳定性的同时,在各方面都得到保障的情况下降低电力损耗,进而提升电力系统输送电力能力。

2.3电子电力技术在智能电网变电环节中的应用

随着我国经济的迅猛发展,为传统变电站向数字变电站的转变创造了条件,实现了信息共享和交流,智能电网占据的优势也逐渐体现出来。智能化变电站是综合利用各项技术在原有数字变电站的基础上发展而来,智能化体现在多个方面:数字采集和展示、信息共享,从某种意义上来说提高了变电环节的安全可靠性,同时也节约了成本。例如:用微处理器和光电技术设计一次设备被检信号回路和操控驱动,使得变电站二次回路中可编程序能够代替传统继电器及其逻辑回路,为二次设备中常规的功能装置具有逻辑功能模块创造条件,从中也就不难看出智能电网的功能逐渐显现出来,为电力企业提升行业竞争力奠定坚实基础。

2.4电子电力技术在配电环节中的应用

在智能电网中明确显现出“用户电力技术”这一概念,它是以用户对电力安全可靠性和电能质量为理论依据,将电子电力技术和配电自动化技术两者有效结合起来,进而为用户提供高层次的电力供应技术,能够在最短时间内解决其出现的问题。当然,智能配电网并不是简单依据电子电力技术就能够完成,它需要依赖于先进传感测量技术,在特定条件下通过通讯网络等方式进行数据传输,在这个基础之上实时监视配电的全过程。配电过程中其最重要的目标便是提高电能质量,依据实际情况制定出科学合理的电能质量评估方法,确保用户质量和用电安全。

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2先进电力电子技术在智能电网中的应用

柔流输电包括SVC和STATCOM,通过SVC进行无功补偿的电压输出谐波大、基波损耗高、占地面积较大,因此,用STATCOM进行无功补偿成为电力系统无功补偿的主要方法。静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔流输电系统的核心装置和技术之一。1976年,美国人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半导体变流器进行无功补偿的理论。通过对系统无功功率实现动态无功补偿,提高系统暂态电压稳定性,确保系统运行安全,改善系统的稳态性能和动态性能。与传统的无功补偿装置相比,STATCOM装置能够连续调节无功,输出谐波小,器件损耗低,运行范围宽,调节速度快,可靠性高等优点;其输出电流在电网电压低时不受影响,具有较硬的低压无功功率特性;而且接入系统后不会改变系统阻抗特性引起振荡。近年来,世界上有很多学者都从事STATCOM装置的研究工作,无论是装置容量还是产品性能都有了很大的提高。新型电力电子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多电平和单相桥串联等技术被应用到STATCOM装置中,以提高装置容量和电压等级,并通过现代控制技术,提高系统电压稳定性,改善装置输出谐波。

许多先进的控制方法,例如递归神经网络自适应控制、模糊控制、比例积分(PI)控制、微分代数控制、鲁棒性自适应控制等被应用到STAT-COM装置非线性特性的研究中。在世界上针对STATCOM装置的研究工作中,STATCOM装置的仿真建模及其控制方法研究始终是重点。世界各国对STATCOM的研究,STATCOM技术和应用情况都取得了突破性的进展。现代电力电子技术、多重化、多电平和单相桥串联等技术使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先进控制方法的加入更提高了STATCOM工作的稳定性,使之在电力系统领域的应用更加广泛。关于STATCOM的研究有很多问题,但是最重要的还是它的建模和控制问题,这将直接影响着STATCOM的整体性能。国际上关于STATCOM的研究由来已久,日本是最先运用STATCOM装置的国家,紧接着美国也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本联合研制了世界上第一台采用GTO进行逆变的STATCOM,在1991年投入运行取得很好的效果。之后的德国在1997年也研制出大型的STATCOM装置并在丹麦的风电场投入运行。我国虽然起步晚,但是发展速度极快,清华大学在1999年研制出20Mvar的STATCOM装置,在2011年我国南方电网研究出世界上最大容量的STATCOM装置,并在东莞投入运行取得良好的效果。从此我国成为能够研制出大容量STATCOM装置的国家之一,但是仍有许多不足之处有待改进。

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1.1发电环节能源危机使得全世界都在对新能源进行不断的研究与探索,比如风能、太阳能、潮汐能等。这些新能源的开发为经济的发展提供了清洁、高效的能源,但同时也对现有电网也提出了并网的要求。新能源本身存在一些不足,比如地域性、季节性、发电的不稳定性等。在这种情况下,相关学者要更多地研究如何高效、安全地与这些新能源实现并网,降低新能源对现有电网的影响,使新能源能够高效、安全地接入现有电网。

1.2输电环节我国的电网建设有着自身的特点,最近几年,国家电网提出了“以特高压电网为骨干,各级电网协调发展”的基本方针,特别是在电网的整体规划中提出了建设华东电网、华中电网、华北电网三大交流电网的规划,并着重提出了这三大电网之间的直流互连。我国的电网建设正稳步向着特高电压、大容量、交直流电互联的时代迈进,但由此也带来了一系统的问题,比如,电网的结构日益复杂;所使用的技术越来越高端,越来越趋于自动化;各大电网之间的互联给电网本身的稳定运行带来了很大的影响。为了解决这些问题,智能电网在输电环节上使用的是特高压直流输电技术。该技术与其他技术最大的不同在于系统中间没有落点,所以这种技术适合远距离的输电,而对于交流电网之间的互联,该技术有着其他技术所不具备的特点。所在在由交流与直流所组成的特高压输电网络中,使用特高压直流输电技术可以保证整个输电系统的稳定运行。电力工程技术在此输电环节上所使用的技术主要是对电网整体系统运行的监控、对运行状态的检测、对运行故障的管理和应急等。

1.3变电环节智能电网与传统电网在变电环节中最大的不同就是变电站的智能化建设,这是对传统变电站或者说是对传统电网的一次突破,也是智能电网智能化、自动化发展的最好体现。在变电站的智能化建设中,电力工程技术的应用表现在很多方面。变电站的智能化建设就是对变电站中的物理结构、网络设计、信息的采集、通信协议等进行统一的设计和管理,使变电站的各个环节实现互联,实现信息的共享,从而实现变电站系统的智能化运行、自我诊断与恢复。这其中涉及到计算机网络的建设、高速传感器的使用等电力工程技术。

1.4配电环节配电环节是整个电网系统内直接接入用户的一个环节,在智能电网中,这是极为重要的一个环节。而根据智能电网的总体规划,配电网还要承担各类中小型新能源的接入工作,这就对配电网的稳定运行和故障处理能力提出了更高的要求。在配电环节中,所使用的电力工程技术主要有:配电自动化技术、智能充电技术(主要是指电动汽车的充电技术)、智能化的高级储电技术和高级的检测技术等。

1.5用电环节随着我国经济改革的不断深入,电力市场也在日趋市场化。在这种情况下,电能市场供需双方的互动越来越频繁,对于用户来说,需要稳定、可靠、便宜的电力能源;而对于电力企业来讲,则要实施精细化的管理,以最大程度地实现经济效益。智能电网的建设对智能城市和智能小区的建设都有重要的作用。其主要使用到的电力工程持术有:智能化的测量技术、高效的用户用电信息采集技术以及智能电表等。

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2重要电力工程技术在智能电网中的应用

2.1串联补偿中的使用

我国电力相关部门批准并且大力投身建设的伊冯500kVTCSC项目具有很大的优势。这个项目是C-EPRIScience&TechnologyCo.Ltd组织建立起来的,同时,利用一些实验把伊冯500kVTCSC项目的额定功率有效地从1460000kW提升到2500000kW。并且在这个科研项目中,所使用的TCSC等设备都是由我国独立进行研发和生产的,并且得到了成功的安装和调试。这一套设备的成功应用直接说明了我国已经有能力在极其寒冷的地方安装运用电力工程技术,并有能力实现HVTCSC的工业化。

2.2常规电力技术在电力工程中的应用

某些公司中的一些电力负载对电压的变化以及电源突然中断非常的敏感。当供电系统中的电源及其不稳定或者突然出现断电,会对该公司的负载产生致命的伤害,根据这一公司实际用电情况,研发人员经过研究而使用两套常规的电力设备来解决相关问题。在正常投入使用后,这一套设施极大地改善了电力质量。

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二、智能电网技术在用电营销中的应用

(一)智能化抄表

随着我国智能电网技术的不断发展,智能化抄表不断应用于我国电力营销中,有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块,采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术,远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据,同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区,抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表,及时掌握用户的用电信息。

(二)智能化自动配电系统

智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术,构建用电营销智能化系统,提升用电营销效率。目前,我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势,同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前,我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善,已能够兼容GPRS通讯网络,同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享,有效提升了我国用电营销管理水平。

(三)营配信息通信一体化平台

营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上,采用先进现代化信息传输技术,构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道,该传输线路以光纤为主要通道,宽带无线网络为辅助通道,并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前,我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性,同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护,推动了我国电力营销的不断发展。

(四)智能交互仪表

智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道,电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销,对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现,同时采取相关解决措施,有效避免电网出现盗电现象。

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1.1智能电网对电力市场的基础性作用要实现以上所述的智能电网需要在以数字化应用、自动化技术等方面为基础上进行开发。智能电网具有较强的兼容性、互动性以及经济性等特点,智能电网与电力市场是相互影响共同发展的,电力市场是智能电网的用户端,电力市场通过开放用户选择权,其开放程度一定程度上影响智能电网的供电及配电模式,智能电网会在用户的需求下不断向前发展,同时,电力市场提供了一系列规则和制度,为市场主体选择更经济的运行方式建立了保障机制,并通过价格信号来引导市场各主体的行为,实现智能电网双向互动的价值。综上所述,电力市场是实现智能电网双向互动的基础,并通过用户的选择来带动智能电网的发展,总之,电力市场是能够保障智能电网具有发展动力的重要手段。从相反来讲,智能电网对于电力市场的发展起着基础性作用,电力市场的正常运行需要电网具有充足的电力可供运行,现今的电网采用的是集中大电源流向固定可预测负荷设计的,因此无法适应未来智能电网所要求的用户发、用电的互动模式,这种模式增加了对于电网建设及运行的不确定性以及不稳定性,例如,现今国家大力推广的风电和分布式光伏发电项目,就由于电网无法解决其并网发电的技术性难题从而导致迟迟无法并网运行,致使投入巨资兴建的风力发电设备发出的电力白白浪费,而分布式光伏发电也面临这一窘境。未来的电力系统运行具有无法先期进行预测从而导致无法做出相应的计划,同时大量接入分布式电源也导致电网面临着各种影响因素从而降低了电网的抗干扰能力,导致电力系统难以精确计划和执行系统运行计划,并且由于分布式可再生能源机组利用率较低,导致发电容量裕度会有较大的波动,所以,电力系统在安全性和充裕性两方面都遭受到了较大的困难。在不久的将来,电力需求量会越来越大,而电力市场放开对于用户发电的限制会造成大量的,通过采用智能电网这一供电平台,能够更好的为用户提供更优质的服务。智能电网还能够通过分布在整个系统的传感器将电网运行的数据汇总到一起,为调度管理人员提供各个监测节点监测到的自然环境、空间地理以及能源供需等方面的内容。为公司调度和系统优化运行提供第一手的数据。

1.2智能电网推动电力市场进行改革电网作为电力市场的基础,其进行智能电网改革必然会推动与之匹配的电力市场进行系统化改革,随着智能电网建设速度的不断加快,其对于改革的推动力也越来越大,通过用户的参与,将电力电网的改革转变为整个社会性的改革,从而为电力市场改革注入更多的动力,而智能电网为用户带来的经济效益将会使用户更加坚定地支持电力市场的改革,同时智能电网的推进将会改变现有的产业链结构,使电力工业与其他行业的关系更加密切。随着智能电网建设的稳步推进,其将会促使电力市场向用户侧方向进行发展,将会逐步改变原有的单一供电模式为双向互动模式,同时代表着绿色、低碳、环保的智能电网建设速度的加快将会改变经济发展的模式,从原来的单一追求利益为发展环保经济。而电力市场将会呈现新的商业模式,通过构建多范围、宽领域的能源、信息交流平台,将会可能为市场主体、智能家居公司等各类参与者创造新的收益来源和方式,不断形成全新的产品和服务。

2电力市场发展的新高度

随着智能电网建设速度的不断加快,其对应电力市场的基础支撑作用也会越来越强,这回将电力市场发展推到一个新的发展高度,将会使电力市场的规模、资源配置以及市场机制等都得到加强,随着用户逐渐转变为对系统供电而具有发电公司的能力,将会推进电力系统的竞争。

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当前我国政府提供的新能源补贴政策解决了价格高的问题。智能电网技术的发展将进一步改变电力产业的自然垄断属性,提高电力产品的价格弹性。胡恩同(2011)电力产业具备自然垄断属性,是现代社会不可或缺的生活必需品。电能具备无形、无色、无味、看不见、摸不着、危险大、同质性的特点。作为生产品,具备企业有效规模大、资金密集、投资周期长、资本存量调整困难、难以储存的特点;作为消费品具备消费时间集中,时间周期性强,可替代性差,缺乏需求弹性的特点。供给需求要求瞬间平衡,电能质量对电器寿命和质量会产生影响,负荷变化瞬间供给产生影响。戚聿东,范合君(2009)但随着技术和经济理论的发展,电力产业的自然垄断属性逐渐在削弱。例如,随着发电技术的发展导致发电企业的最小效率规模显著下降。20世纪80年代,发电企业的最小效率规模为900MW,而到了90年代中期最小效率规模缩小为100MW(bayless,1994)。因此,最近20年新建电厂的生产规模和分布较之以往明显变小和分散,但是生产效率却大大增强。目前,西方国家和我国已经在发电领域映入了竞争,促使企业提高了效率、改进了服务、降低了价格,垄断行业焕发了生机活力。居民、商业及工业用户具有不同的电能价格需求需求弹性(,消费者对价格反应的三种方式决定了价格需求弹性的大小,价格上涨时,一是消费者可以选择消费替代品;二是不选择替代品的情况下,可以减少该产品的消费;三是消费量不变,减少在其他产品上的花费。智能电网使得分布式电源成为传统电网公司供应电能的替代消费GriffinJM等,2005)。在电力市场中,分布式电源、储能设备将成为用户选择电能的消费替代,这将提高电力产品的需求弹性。综上所述,学者们普遍认识到智能电网不仅是能源领域重要的技术革命,更将进一步推动能源产业、能源市场的变革,但忽视了对市场结构演变的研究。正是基于此,本文用博弈论的方法,在借鉴古诺均衡模型的基础上,引入了多个需求市场,给出不同市场结构下的均衡解和均衡价格,并与完全垄断市场进行比较。

二、智能电网下电力市场的不同均衡

(一)问题的转化

从对电力市场影响的角度看,智能电网实现了分布式新能源的接入,为电力市场电力带来了新的竞争者,消费者的选择范围和需求的价格弹性增加了。市场结构从完成垄断逐渐演化为竞争。于是,我们将问题转化为新的竞争者对市场结构的影响,关注的是电力供应商和消费者行为发生的变化、新的均衡数量以及新的电价形成机制。

(二)模型选择

在分析市场结构的经典文献中,均衡数量和均衡价格的决定与市场参与者选择的策略行为密切相关,经济学家采用非合作博弈的同时决定产量的古诺模型、同时决定价格的伯川德模型、产量领导者模型斯塔科尔伯格模型以及价格领导者模型,每种模型都适用不同的环境条件。本文结合当前智能电网对电力市场的影响,选择同时决定产量的古诺模型。古诺模型中,市场参与者选择生产多少产量作为策略行为,同时决定产量后,也就相应的形成统一的市场价格。产量的本质是选择生产能力,也就是说市场潜在进入者在进入市场时,依据在位企业的产量来选择自己的产量。2009年以来,随着智能电网建设的迅速发展,国家能源局大力支持新能源的发展,同时,支持分布式发电接入电网。国家能源局的主导下,相继能源、太阳能、风能、生物能、天然气十二五规划,颁布《分布式发电管理暂行办法》,重新启动大用户直购电,宣布建成100个新能源示范城市,大力推广风电特许权招标工程,制定新能源电镀补贴和电动汽车补贴。要求新能源发电优先上网。面对这种情况,传统供电商的市场进入阻止策略难以实施,与分布式发电商在用户侧展开竞争将在所难免。国家对分布式发电商的长期补贴政策,使得其具备了市场竞争力。林恩.派波尔(2012)发现在位企业选择价格领导者的策略,将导致新进入者具有后发优势,获取更多的利润。同时决定价格的伯川德模型的结果是均衡价格逼近边际成本,最终导致双方利润下降。在位企业具备选择产量领导者的先动优势,产量高于古诺最优产量水平,利润是追随者的2陪。在追随企业产量较低的情况下,领导企业如果返回到古诺最优反应函数并少生产,则领导企业的状况可以得到改善。然而,如果领导企业真的改变产量,并且跟随者也知道这种可能,那么跟随企业会预期到其采取这种行为并在第1期不再降低产量。相反,如果它预期领导企业会增加产量,它也会增加自己的产量。最终,预期产量的博弈将会使博弈回到同时博弈的古诺均衡结果。如果领导企业不能在第1期对产量做出承诺,则跟随者将会预期领导企业的产量变化,在此情况下博弈将会同时进行。综上,当前传统供电商不会选择价格领导者的策略,新进入者因成本过高和规模较小没有能力选择价格竞争策略。伯川德竞争策略因会导致均衡价格接近边际成本,市场参与者不会选择这样的策略行为。在当前国家要求新能源优先调度的情况下,如果实现电力市场竞争,传统供电商不得不同时考虑新能源发电商的产量决策,这就使得竞争从斯坦尔伯格模型进入到古诺模型。

(三)模型假设

本文主要分析完全垄断、寡头垄断、垄断竞争三个市场结构模型的均衡结果,为了建立相应的分析模型,做出以下5个假设:假设1:智能电网是一个逐渐演化的过程,新的分布式发电商开始进入电力供给市场,在用户侧与传统供电商展开市场竞争。假设2:不存在电网输电容量约束。线损、交易成本、发电机启动成本、空载成本、政府补贴均为零。假设3:发电商追求利润最大化,选择电量作为竞争策略,最终实现纳什均衡。每个发电商可以对每一类消费者销售电能。发电商成本函数是产量的二次凸函数。假设4:电力需求不断增加,消费者为商业、工业、居民三类,其需求函数对所有发电商都是公共信息。消费者拥有储能措施,能够积极参与市场竞争,自由选择不同的发电商。需求函数是线性需求函数。假设5:市场结构将经历完全垄断、寡头竞争、垄断竞争三个阶段。用1个传统供电商(火电)和3个需求市场来代表完全垄断市场结构;1个传统供电商、1个新能源发电商(风电)与3个需求市场代表双寡头市场结构;1个传统供电商、2个新能源发电商(风电和光伏发电)与3个需求市场代表垄断竞争市场结构。

三、结论与政策建议

智能电网的发展将导致以新能源技术为主的分布式发电商不断进入电力市场,并与传统的供电商形成竞争,市场结构将逐渐演化。本文通过构建了一个包含多供电商、多用户市场的古诺式博弈模型,刻画了这种演化趋势,并给出了模型求解方法和算例。研究发现随着电网不断智能化,电力市场竞争将不断加剧,分布式发电商越多,电力市场交易量越大,交易价格越低,过度竞争将导致接近完全竞争的市场价格。传统供电商利润将随着市场竞争的加剧而大幅下降。根据这些研究发现,笔者建议在以下三方面采取积极措施,从而较好实现电力市场发展,推动电力市场化改革。

1.以智能电网革命为契机,引入多元化分布式发电商,从而加速电力市场化改革。我国的电力改革始于1997年,经历了长达十几年的艰难改革,仍未全面实现2002年提出的“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”的改革目标。当前电力市场交易模式,依然是以电网公司为主导的单边电力交易模式,以政府规制电价为主导定价模式,这种模式并不能缓解市场煤和计划电的根本矛盾,价格在配置资源中并未很好的起到作用,降低了能源配置效率和利用效率。2013年负责电力改革的电监会并入能源局后,电力改革迈上了新的台阶。智能电网不仅能够在技术上(分布式发电、微电网、储能等技术)降低电力市场的自然垄断属性,而且能够提高能源配置和使用效率。分布式发电的发展,不仅能够满足监管机构节能减排、优化能源结构、转型升级的监管目标,而且有助于实现电力市场化改革目标。多元化分布式发电商的引入,势必将在用户侧与传统的供电商形成有效竞争,而能为电价形成机制奠定基础。如果没有政府规制和传统供电商的阻止进入策略的实施,在利润最大化的目标下,市场参与者的策略性反应将是进行古诺式的产量竞争,而这将形成竞争性电价。随着分布式发电商的增加,电价将大幅度下降,参与者将依据电价安排生产和投资,工业、商业、居民用户将依据电价波动合理使用电量,这将提高能源配置和使用效率,计划电和市场煤的矛盾也迎刃而解。