国内外智能电网技术发展现状_巫飞新.doc

电气开关(2012 No 2)3文章编号:1004 289X(2012)02 0003 04国内外智能电网技术发展现状巫飞新( 广东深圳供电局，深圳518000)摘 要:首先介绍了美国、欧洲和日韩的智能电网发展现状，然后对国家电网公司和南方电网公司的智能电网发展策略进行了分析，建议我国智能电网建设应考虑本国国情。关键词:智能电网智; 国家电网; 南方电网; 发展现状中图分类号:TM72文献标识码:BDevelopment Status of Smart Grid Technology Home and AbroadWU Fei-xin( Shenzhen Power Supply Bureau，Shenzhen 518000，China)Abstract: The smart grid development status of America，Europe，Japan and South Koren are presented Then the smart grid development tractics of state grid company and southern grid comany are analyzed It suggests that home conditions should be considered about our countrys smart grid developmentKey words: smart grid; state grid southern grid; development status1 引言电力系统在不断发展壮大的同时，面临着许多问题和矛盾，例如，经济发展与电力建设之间的矛盾，能源分布与负荷分布之间的矛盾，电网复杂度增加与控制技术之间的矛盾，电能质量与用户要求之间的矛盾，电力发展与环境恶化之间的矛盾，建设投资大与已有资源利用不充分之间的矛盾等等。这些矛盾在全球范围内具有普遍性。从近年来国内外大停电事故来看，现有的技术手段和应对策略不足以解决所有问题，电力工业急需一种突破。在此背景下，智能电网被确定为电力工业下一阶段的建设目标。智能电网以安全可靠、经济高效、节能环保为运行目标，有自愈、兼容、坚强、开放，以及支持电力市场和互动化等特征( 如图 1所示) ，能够有效地解决当前电力工业发展遇到的问1题。在 2010 年 3 月召开的全国“两会”上，温家宝总理在政府工作报告中强调:“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。本文首先介绍了美国、欧洲和日韩的智能电网发展现状，然后对国家电网公司和南方电网公司的智能电网发展策略进行了阐述。2 国外智能电网发展情况2. 1 美国智能电网发展情况2007 年 12 月，美国国会颁布了“能源独立与安全法案”，其中的第 13 号法令为智能电网法令，该法案用法律形式确立了智能电网的国策地位，并就定期报告、组织形式、技术研究、示范工程、政府资助、协调合作框架、各州职责、私有线路法案影响、以及智能电网安全性等问题进行了详细和明确的规定。2009 年 2月，美国国会颁布了“复苏与再投资法案”，确定投资45 亿美元用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等，并将智能电网项目配套资金的资助力度由 2007 年的 20% 提高到 50% 。2009 年 7 月，美国能源部向国会递交了第一部“智能电网系统报告”，制定了由 20 项指标组成的评价指标体系，对美国智能电网的发展现状进行了评价，并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及财政等2方面的挑战。4电气开关(2012 No 2)根据美国“复苏与再投资法案”，美国政府将在未方面，共有 32 项示范工程入选，带动的私有机构投资来两三年向电力传输部门投资 110 亿美元，其中能源超过 10 亿美元。总体上来看，美国政府的投资有效地部所属电力传输与能源可靠性办公室( OE) 获得 45 亿带动了相关行业的参与和投资，已经确立了一大批智美元，主要用于推动智能电网发展; 能源部的 BPA 电能电网待建项目，预计总投资将超过 100 亿美元。美力局和 WAPA 电力局各获得 32. 5 亿美元的国库借款国能源部还多次组织由政府、产业界和科研院所广泛权，主要用于加强电网基础设施，尤其是新建线路，以参与的研讨会，就智能电网的特征和评价指标体系达适应清洁能源并网的要求。OE 的 45 亿美元中，有 34成了共识。众多风险投资公司也纷纷支持智能电网项亿美元用于智能电网项目资助计划，6. 15 亿美元用于目建设，2002 2007 年美国与智能电网产业相关的风示范工程建设。奥巴马总统于 2009 年 10 月底正式批险投资金额年均增长率为 27% ，2007 年达到近 2 亿美准了获得资助的项目，共有 100 个机构将获得政府资元。助，带动的私有机构投资将超过 47 亿美元。示范工程图 1具有监测和自愈功能的智能电网2. 2欧洲智能电网发展情况入 6 千万欧元，另外 8 千万欧元由技术联盟自筹。丹2006 2008 年，欧盟依次发布了“欧洲未来电网麦启动了 EDISON 示范项目，主要研究集成大规模分的愿景与战略”、“战略性研究计划”、“战略部署文件”布式风电和电动汽车的智能电网，丹麦电网公司 En-等三份战略性文件，构成了欧盟的智能电网发展战略erginet 对项目进行了资助，IBM 与西门子公司也参与框架。就其主要成员国来看，英国 2009 年依次发布了了项目建设。欧洲其他国家，如荷兰、意大利、法国、西“英国可再生能源发展战略”和“英国低碳转型计划”班牙等国也在智能电表，风电与太阳能并网等方面开两份战略性文件。德国 2009 年发布了名为“新思路、展了大量工作。新能源2020 年能源政策路线图”的战略性文件。2. 3日韩智能电网发展情况英国监管机构 Ofgem 在 2009 年 8 月宣布了新的日本于 2009 年 4 月公布了“日本发展战略与经济智能电网建设计划，将在 5 年内投资 5 亿英镑建设 4增长计划”，其中包括了太阳能发电并网、未来日本智个“智能城市”。德国政府由环境、自然保护与核安全能电网实证试验、电动汽车快速充电装置等与智能电部( BMU) 和经济与技术部( BMWI) 在 2008 年联合启网密切相关的内容。日本电气事业联合会在 2009 年动了“E Energy”示范工程计划，目前已确定 6 个“灯7 月表示，将全面开发“日本版智能电网”。韩国在塔示范项目”，分别由 6 个技术联盟负责实施，政府投2008 年发布了“绿色能源工业策略”，推出了“韩国版电气开关(2012 No 2)5智能电网”设想。征的自主创新、国际领先的现代电网。日本经济产业省( METI) 积极引导日本企业参与4 南方电网公司智能电网发展现状国内外的智能电网建设。METI 与美国新墨西哥州签订了合作协议，日方将参与该州智能电网示范工程的近年来南方电网公司高度重视智能电网的发展，投资与建设; 对内启动了日本国内的智能电网工程，由根据国家转变经济增长方式的要求以及公司的中长期九州电力公司和冲绳电力公司在十个独立的岛屿上建的战略发展规划，思考智能电网的发展规模以及建设设示范项目，项目整体预算为 90 亿日元，其中政府将的方案，研究提出了围绕南方电网核心技术，运用信现资助 60 亿日元。韩国知识经济部决定在 2009 2012代信息技术加快传统电网的升级改造，要建设智能高年间，投入 2547 亿韩元推进智能电网技术的商用化。效可靠的电网发展定位，明确了四个提高以及一个促韩国电力公司计划花费 6500 万美元在 2011 年完成济进。州岛智能电网示范项目，并在其承担的菲律宾电力项四个提高是提高电力系统的安全稳定运行的水目中采用了智能电网技术。平; 提高系统和资产的利用率; 提高用户能效管理以及国家电网公司智能电网发展现状优质服务水平; 提高资源优化配置和高效利用的能力;3同时促进资源节约型环境友好型企业的发展。2009 年 5 月，在北京召开的“2009 特高压输电技南方电网公司认为在推进智能电网建设过程汇总术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能应注意以下几个方面:电网”发展战略。2009 年 8 月，国家电网公司启动了第一，研究推进智能电网建设应符合我国国情。智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心由于我国的能源资源分配以及南方电网公司负荷区域建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。分配是很不合理，往往能源资源很高的地方负荷能源坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级很高，但是低的地方负荷能源很低。为了配合电网大电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为范围的配置实现远距离、大能源交直流混合的智能电支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统网特征，智能电网要解决由此带来的规划以及调动包的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖括安全运营的问题。所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度第二，发展智能电网是社会的共同愿望，同时也是一体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电电网发展到目前程度的必然需求。特别是南方电网的网的两个基本发展要求。“坚强”是基础，“智能”是关水电比例是 38% ，水火对智能电网的要求是很有效键。强调坚强网架与电网智能化的高度融合是以整体的，也很高的。同时，南方电网是交流电和直流电混合性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特运行典型的电网，所以这样电网的安全性需要智能电3，4。网的支持。同时，根据用户的需求多样性的要求，目前征电网的“坚强”与“智能”本身也相互交叉，不可拆也需要智能电网来进行支撑。所以，应该说发展智能分。坚强智能电网是坚强可靠、经济高效、清洁环保、电网是推进低碳经济发展模式的重要手段，也涉及到透明开放和友好互动的电网。坚强可靠，指具有坚强国家可持续发展战略，产业政策、行业企业利益、社会的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力资源再分配的各个方面，需要南方电网公司国家统一供应; 经济高效，指提高电网运行和输送效率，降低运规划进行指引，要制定配套政策和措施，通过所有的电营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用; 清洁环网企业以及社会各界的共同努力，使电网向智能、高保，指促进清洁能源发展与利用，降低能源消耗和污染效、可靠、绿色方向转变，来推动南方电网公司国家转物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重; 透明变经济发展方式发挥重要作用。开放，指电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧南方电网公司比较重视智能电网建设顶层设计，视开放; 友好互动，指实现电网运行方式的灵活调整，组织开展了南方电网智能电网的战略规划以及研究，友好兼容各类电源和用户接入，促进发电企业和用户同时系统描绘了推进南方电网以及智能电网研究技主动参与电网运行调节。坚强智能电网的总体发展目术、发展目标，系统建立了智能电网的标准体系，编制标是: 建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发完成了企业智能电网技术的标准体系总的构架，要关展的坚强电网为基础，以信息化、自动化、互动化为特注了新能源的接入、设备状态检测以及评估，配电网自6电气开关(2012 No 2)动化，以及智能电网技术的标准，同时承担了特高压直流输电以及电动汽车充电，包括电池储能等多项国家行业标准的编制工作。开展了智能电网关键技术的研究，在提高电网安全稳定水平上使资源优化配置和高效利用能力等方面着力推进了基于广流量的大范围网的建设，大规模接入有关关键技术的接入。提高系统利用和效率方面，着重开展了柔性的直流输电，变电站智能化，输变电设备的全方位管理，多维的电网规划技术研究，在提高用户能效与优质服务管理水平方面全面的开展了配电网的资源控制，维网的工作以及能量的管理，互动型电网建设，充电汽车充换电站的建设及运营。南方电网公司在国际上首次实现多滞留协调的控制，通用了国际上最大正负规模 200MW 的无功补偿器，建成并通用了 10MW 的电池储能充换电站，开展了区域电网继承和输电建设，在广州市南方电网公司准备推进做示范项目。同时，也推进了光、电、柴油多这时就应对母线零序电压和各出线零序电流进行基波的小波系数提取，然后类似地构造选线判据。2. 9注入信号寻迹法( S 注入法)利用单相接地时原边被短接、暂时处于不工作状态的故障相 PT 向接地线路注入一个特定的电流信号( 不同于故障时线路中已有的信号特征) ，由于注入的信号会沿着接地线路经接地点注入大地，用信号寻迹7原理即可实现选线并可确定故障点 。使用本方法的优点是对不能取得零序电流的场合也适用，不但可选线还可实现故障定位; 不受电网参数影响; 不需要增加一次投资，对现有设备没有不良影响。但存在的困难是，注入信号的强弱受 PT 容量限制; 接地电阻较大时线路上分布电容会对注入的信号分流，给选线和定点带来干扰; 如果接地点存在电弧现象，注入的信号在线路中将不连续且会破坏信号特征; 无论是电缆线路、架空线路在定点时线路中的信号都不易被接收。能源的示范。3总结5 结论小电流接地系统单相接地故障时存在大量的故障本文对美国、欧洲和日韩的智能电网发展现状进信息，但上述方法都仅仅使用了其中的一小部分，不利于接地故障的正确选线。行了介绍，然后对国家电网公司和南方电网公司的智对于小电流接地选线，今后的研究可在以下几方能电网发展策略进行了阐述分析，建议我国智能电网面进行突破: ( 1) 小电流接地系统单相接地故障的准建设应考虑本国国情。确建模，研究接地故障产生的形成、发展过程及其外部参考文献影响因素; ( 2) 各种选线方法的融合，通过多重判别的1 刘振亚 智能电网知识读本M 北京: 中国电力出版社，2010方式提高选线的精度。2 杰林思 智能电网: 促进节能与需求响应M 北京: 中国电力出版社，2011参考文献 张晓萱，马莉，刘长义，等我国坚强智能电网促进低碳发展的作1 徐丙垠，薛永端，李天友 小电流接地故障选线技术综述J 电力3设备，2005，6( 4) : 1 7用研究能源技术经济，() :19 23J 201184 鲁莽，胡丹晖，吴伯华，等关于坚强智能电网的认识与思考J2 潘贞存 比相式和比幅式小电流接地系统接地选线保护J 山东华中电力，2010( 6) : 1 3 + 7电力技术，1997( 3) : 60