智能微电网核心技术

1、智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 智能微电网核心技术 目录 1 2 3 智能微电网 智能微电网技术 历 程 智能微电网核心技术 历历 程程 Part 1 智能微电网核心技术 1988-1997 企业电工/学校电工电子 专业教师 1998-20072008-2012 个人简介 计算机硬件/网络/编程专 业教师(首席技师) 太阳能光伏发电/风力发 电等专业教师(名师) 2013-? 电力控制/智能微电网/创 新创业专业教师 智能微电网核心技术 智智 能能 微微 电电 网网 Part 2 智能微电网核心技术 智能微电网 智能电网智能电网微电网微电网 新能源新能源 智能微电网核心技术 智能电网

2、的定义 智能电网是以物理电网为基础将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技 术与物理电网高度集成而形成的新型电网 1 硬件基础：电网和建立在集成的、高速双向通信网络。 2 软件基础：智能的控制技术，是指诊断电网状态，防止供电中断，改善电能质量扰动的装置和算法。 智能微电网核心技术 智能电网的组成 智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能 家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。 它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制 方法以及先进的决

3、策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其 主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的 接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。 智能微电网核心技术 智能微电网核心技术 智能电网的功能 特征传统电网智能电网 激励/包括电力用户电价不透明，缺少实时定价，选择很少 充分的电价信息，实时定价，有许多方案和电价可 供选择 提供发电/储能 中央发电占优，少量分布式发电, 储能或可再 生能源 大量“即插即用”的分布式电源补助中央发电（节 能、环保） 使市场化成为可能有限的趸售市场，未很好的集成成熟、健壮

4、、很好集成的趸售市场 满足电能质量需要关注停运，不关心电能质量 电能质量需保证，有各种各样的质量/价格方案可 供选择 优化很少计及资产管理电网的智能化同资产管理软件深度集成 自愈扰动发生时保护资产（保护跳闸）防止断电，减少影响 抵御攻击对恐怖袭击和自然灾害脆弱具有快速恢复能力 智能微电网核心技术 微电网的定义 微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的 系统单元。微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡 关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行 微电网是一个能够实现自我控制、保

5、护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微 电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静 态开关关联至常规电网。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种 能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。 智能微电网核心技术 微电网的组成 微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷 和监控、保护等装置组成的小型发配电系统。它一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平 衡关系，微电网可选择与主网之间

6、互供或者独立运行。 微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、 燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。 它们接在用户侧， 具有成本低、电压低以及污染小等特点。 容量小于容量小于20MW;20MW;电压等级小于电压等级小于35KV;35KV;支持分布式电源接入。支持分布式电源接入。 智能微电网核心技术 微电网结构示意图 智能微电网核心技术 智能微电网 智能电网智能电网 微电网微电网 新能源新能源 智能微电网能实现从分布式微电网、发电设备群、到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的 双向流动，从而实现控制

7、过程的数字化、智能化、快速化。 智能微电网核心技术 系统架构 15Kw 15Kw 5Kw 74#75# 72# 73# ab c d 智能微电网核心技术 多样性电能供应的种类和构成数量类别 局部性电网的容量及覆盖范畴相对性 安全性特/超高压电网的分类和综合安全裕度 脆弱性定位引起电网不正常运营的潜在因素 充裕度保障电网安全运行的动态响应能力 转移性不确定因素引起的连锁因果效应和关联关系 可靠性判断电网正常运行的期望值和风险控制 经济性电网每个环节的经济分析 可控性将电网置于安全，经济运营中的能力 后效性总结评估发生的运营演化过程 智能微电网的特点 智能微电网核心技术 微电网的组成 智能微电网核

8、心技术 智能微电网示意图 智能微电网核心技术 智能微电网示意图 智能微电网核心技术 智能微电网示意图 智能微电网核心技术 智 能 微 电 网 核 心 技 术 Part 3 智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 1. 控制技术控制技术 控制技术是指智能微电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供 电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理 整个电网的有功和无功。 控制技术中的分析和诊断功能包括专家系统，包括支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应 用软件。采取自动的控制和执行的行动在秒级水平上，从而提高电网的可靠性和

9、自愈性。控制技术涉及 优化预测，动态匹配，数据融合，沙堆理论，蝴蝶效应，量子纠缠等理论。 智能微电网核心技术 智能微电网的技术结构 高级计量体系 AMI 用户户内网HAN 计量数据管理系 统 需求响应 负荷控制 远程开合 分时电价 （送到用户） 自动读表AMR （按小时读表， 远方编程，电能 计量，电能质量 监视，负荷调查， 停运捡出） 配电 SCADA 配电快速仿真与模拟DFSM 高级配电运行 ADO DER运行 高级配电自动化 高级保护与控制 （带有高级传感 器的）运行管理系 统 停运管理系统 配电 GIS AC/DC微网运行 新型电力电子装置 变电站自动化 高级保护 高级输电网元件 阻塞

10、管理 输电系统仿真与 模拟 高级的输电运行 ATO ISO EMS 可视化 输电SCADA， WAMS 输电 GIS 配电 AAM 基于条件维护 规划 设计/ 建设 资产利用 输电 AAM 记录 智能微电网核心技术 混合系统 - 认识 - 结构 - 调谐 预测 - 需求 - 质量， - 运行条件 控制设计 - 性能评价 - 振荡 - 运行条件 现象 模型 - 物理，化学， - 数学 数据驱动模型 - 识别 - 参数估计 - 数据 计算 智能化 - 专业技术和数据 - 适应性 控制系统模型 智能微电网核心技术 安全正常状态安全正常状态 待恢复状态待恢复状态 预 防 控预 防 控 制制 校 正 控

11、校 正 控 制制 扰动扰动 扰动扰动 扰动扰动正常运行控制正常运行控制 紧急控制紧急控制 恢复控制恢复控制 不安全正常状态不安全正常状态 紧急状态紧急状态 状态转换控制 电力系统的四种运行状态电力系统的四种运行状态 智能微电网核心技术 智能微电网核心技术 智能微电网模拟系统图 智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 2. 通信与计算机技术通信与计算机技术 通信技术建立高速、双向、 实时、集成的通信系统是实现智 能微电网的基础，智能微电网的 所有数据获取、保护和控制都需 要这样的通信系统的支持。 智能微电网核心技术 智能微电网核心技术 前置机前置机 实时实时 服务器服务器 历史数据历史数据 服

12、务器服务器 分析分析/维护维护/ 图形工作站图形工作站 WEB 服务器服务器 高级应用高级应用 服务器服务器 互联网关互联网关 智能微电网核心技术 通信数据流 智能微电网核心技术 所有四个环节中的实时通信，配电与用户间的互动相对较弱，尤其缺少可视化和控制，采用先进的 信息技术和通信技术的进步，可使实现AMI（高级计量体系）和ADO（高级配电系统）的费用大大降低。 输电输电 发电发电 用户侧用户侧 配电侧配电侧 输电侧输电侧 发电厂（微网）发电厂（微网） 配电配电 用电用电 智能微电网核心技术 智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 3. 量测技术量测技术 量测技术是智能微电网重要的核心技术，

13、先进的参数量测技术能获得数据并将其转换成数据信息， 量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系、 设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能 消费和预测等数据，以供智能微电网的各个方面使用。 量测技术还包括评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防 止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。 智能微电网核心技术 智能发电子系统 智能微电网核心技术 广域同步相量测量技术 智能微电网核心技术 某智能微电网的的监测系统 智能微电网核心技术 单机组综合信息采集 配网设备、线路、变电站

14、局放、 温度、外观等 风信号 振动信号 定子、转子电压、电流动态同步信号 振动信号 发电机温度 机舱温度、振动 覆冰、腐蚀、外 观、场景 图像 叶片覆冰、变形、各 类机械件裂、损声发 射 箱变状态信号: 开关量、温度、局放 等 综合智能 监控系统 无线或光纤 区域数据中心 某风电场监测 智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 4. 智能设备技术智能设备技术 包括智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇， 智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统， 2021-7-13智能微电网核心技术40 智能变电站 2021-7-13智能微电网核心技术41 智能变

15、电站系统示意图智能变电站系统示意图 智能微电网核心技术 S9 电 压 、 电 流 油 中 溶 解 气 体 底 层 油 温 OLTC C 有 载 调 压 冷 却 系 统 智 能 组 件 注 ： 1. S1、 S2顶 层 油 温 ， S3、 S4底 层 油 温 2. S5、 S6、 S9、 S10电 压 、 电 流 3. S7、 S8局 部 放 电 4. S11气 体 继 电 器 5. S12油 中 溶 解 气 体 S5S6 6. S13油 中 水 分 7. S14铁 芯 接 地 电 流 8. C冷 却 系 统 9. OLTC有 载 调 压 系 统 S1S2 S3S4 S7 S12 S14S8 铁

16、 芯 接 地 电 流 局 部 放 电 顶 层 油 温 局 部 放 电 电 压 、 电 流 系 统 网 络 S13 S11 气 体 继 电 器 油 中 水 分 S10 智能变压器智能变压器 智能微电网核心技术 浙江首座智能变电站投入运行 2014年12月18日18时59分，随着2号主变10千伏段开关热备改运行试验的完成，110千伏胜 利变电站投运工作圆满结束，该变电站属平阳地区首座智能变电站，其投运为当地智能电网建设 完美开篇。 浙江平阳胜利变电站为新型智能化变电站，采用智能终端通过光纤替代传统电缆，不仅大大 降低铜材损耗，更能实现全站采集数字化、信息共享化、顺序控制、状态检修、智能告警、设备 状态可视化等智能一体化信息平台。一期工程投运2台主变，容量均为5万千伏安。 智能微电网核心技术 三相费控智能电表 智能微电网核心技术 智能微电网的核心技术 5. 微网并网技术微网并网技术 微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立