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智能电网研究与汇报 december3 2009 中国电力科学研究院 汇报内容 研究背景 智能电网的研究工作起源于美国 随后部分其他国家认可了其观点 目标是在2020年或更远的将来实现智能电网 美国能源部 doe 及电网智能化联盟主导的gridwise项目和epri发起的intelligrid项目 欧洲于2005年成立了欧洲智能电网论坛 发表了 欧洲未来电网的远景和策略 战略性研究议程 欧洲未来电网发展策略 3份报告 全面阐述了智能电网的发展理念和思路 以指导欧洲智能电网的建设 世界著名的ibm google intel等信息产业龙头纷纷进军智能电网领域 智能电网的驱动力 驱动力 安全 可靠 价格合理的电力供应是国家繁荣 安全的重要保证 转向了更加高效 灵活 环保 且有利于跨欧电力市场建设等需求 传统电网到智能电网的演变 未来能源支撑 智能电网 未来配电网的承担 配电的概念向外扩展 未来智能电网将根据用户对电能质量 安全性和可靠性的需求供电 电网的扩建 维修和运行都是灵活 优化和规划性的 具有灵活的需求侧管理和用户驱动的增值服务市场 协调当地能源管理以及分布式发电 可再生能源同大规模集中发电的完全整合 主动配电网 智能电网具有 5个很重要的电网技术发展 大容量电力储能技术 电能质量控制技术 潮流灵活控制技术 高度的信息集成技术和智能调度技术的发展 主动配电网的功能是将电源和用户需求有效连接起来 允许双方共同决定如何最好地实时运行 要达到这一要求 控制水平要远高于目前配电网的水平 这包括 潮流优化 电压控制和保护技术 以及比目前配电网拥有更多的传感器和自动装置 智能电网的运行 潮流控制和用户参与度研究 智能电网运行 潮流控制和用户参与程度的研究主要包括3个研究任务 分别为 1 系统工程的研究 应用于分布式电源和用户参与电网中的运行控制 2 未来创新型的能量管理策略 应用于有大规模分布式电源功率穿越 储能 用户需求响应 3 未来配电网络 用户驱动的配电网络 光伏发电 美欧日太阳能光伏发电路线图及世界光伏发电预测 累计光伏系统安装量 gw 智能配电 在配用电领域 国外电力公司开展了大量的智能化实践 主要包括智能表计 用户电压控制 动态储能等 美国xcelenergy公司在波尔得 boulder 开展的 智能电网 城市建设 是当前国际上最为系统的 智能配用电 实践 智能配电网具有可控性 灵活性 实时分析 可靠性 自愈 经济性等内涵和特征 汇报内容 配电网现状 配网网架结构相对薄弱 制约供电能力提升 配网自动化应用范围小 实用化水平低配电网相关技术标准 规范不完善 配网相关专业术语的缺乏统一和规范 配网基础数据管理欠缺 信息化手段有待提高 技术路线 采用更加经济 可靠 先进的传感 通信和控制终端技术 实现对配电网运行状态 资产设备状态和供电可靠状况的实时 更全面和更详细的监视 实现配电网的可观测性 研究智能配电网控制理论和方法 实现电网自愈控制 研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术 优化发输配用各环节的协调调度 研究利用电力电子技术 实现电能质量控制和电能的灵活分配 降低损耗 提高供电可靠性和电能质量 汇报内容 建立智能配电网试验和展示基地 为智能配电网理论 技术和设备提供实验 验证环境 最终形成技术领先 切实可行 认识一致的智能配电网整体解决方案 系统及设备 为全面建设智能电网奠定坚实基础 配电管理业务的多源信息集成 传统的解决方案 总线 enterpriseservicebus esb 智能配电网 智能配电网的体系架构研究目标 建立统一的输配电网系统的数字体系架构 建立统一标准的通用信息接口 建立统一的标准服务 建立统一的数字电网数据模型 实现跨业务的数据交换和信息集成 国网智能配电网的关键技术框架 智能配电网架构体系研究智能配电网标准模型及交换服务研究智能配电网的虚拟现实研究智能配电网快速仿真研究智能配电调度平台研究 国网智能配电网的关键技术框架 智能配电网控制技术研究智能配电网的故障处理研究智能配电终端研究智能配电网供电安全预警技术研究可靠经济的设备管理研究 国网智能配电网的关键技术框架 智能配电网规划配电电能质量监测控制研究定制电力技术研究智能配电网自愈基础理论研究储能电池以及大容量电池储能系统集成技术研究 智能配电支撑平台项目的工作 配电网模型研究将配电网的业务逻辑和数据源进行规划和整理 形成符合我国电力企业的配电网标准模型 智能配电平台 配电网标准接口设计 为配电网数据的交换制定标准接口 交换语义和语法规则 建立基于soa的数字配电网的体系架构 数字化电力服务总线设计 构建数字化配电网的标准数据服务 技术路线 遵循iec61968 61970最新国际标准 采用创新性的信息基础架构 采用新技术开发数字化配电网标准智能支持平台 敏捷开发的原则和方法 1 结对编程2 设计模式的使用3 测试驱动开发4 软件重构 1 xml原生数据库技术2 xmlschema3 xquery4 webservices技术5 ajax技术 1 事件驱动soa ed soa 2 服务总线3 非侵入式的应用适配器 1 cim gid2 消息接口标准 iec的工作 iec消息设计 从过程模型到消息模型 公共信息模型 cim 过程模型processmodels 消息模型 xsd xmlschema 基于模型驱动设计标准化消息 基于消息驱动的业务集成实现数字化配电网中数据的标准化与统一 自愈配电网的实践 clicktoeditcompanyslogan thankyou soa的本质及其在数字化配电网中的作用 soa的目标 在企业业务与it之间搭建桥梁 troubleticket outagerecord failureevent 停电管理 应用 业务 it资源 业务领域 iec61968 iec61968粗粒度消息与配电网信息集成 iec61968 outagerecord troubleticket plannedoutage failureevent troubleticket plannedoutage outagerecord dms功能模块 oms功能模块 cis功能模块 服务接口 服务实现 接口代理 服务使用者 soa 服务与实现 web服务 异构应用 soap xml http jms smtp 服务接口 wsdl 生成器 服务使用者 服务实现 传输方式 iec61968推荐的系统架构 总线 soa以服务为中心 标准化服务松耦合 粗粒度服务同步方式请求 相应 一对一位置相关可重用 同步性 soa 紧耦合 完全解耦 耦合度 异步 同步 eda以事件为核心完全解耦 事件代理引擎异步方式 fireandforget发布订阅 多对多位置透明可拔插 数字化配电网的架构选择 ed soa soa和eda是两种不同的架构思想 两者并不矛盾 而是相辅相成的关系 ed doa核心 服务事件粗粒度完全解耦异步方式多对多方式位置透明可重用性可拔插 eda ed soa ed soa 发布订阅模式 p1 p2 p3 发布者 订阅者 发布事件 s1 failureevents2 plannedoutages3 troubleticket 发布订阅引擎 事件转送 分发 订阅 s2 s3 s1 notify notify notify notify subscribe unsubscribe 订阅 退订 数字化配电网数据服务中心 dms oms pms 数据服务总线 ws notification iec61968标准消息 适配器 适配器 适配器 管理界面 总线管理 ajax浏览器 消息管理 订阅管理 日志管理 服务化 soa 事件驱动 总线化 非侵入适配器 web2 0 全模型 web服务 xml数据库的实现 以xml格式存储从各个数据源抽取上来的数据 形成单一的数据访问层面 xquery查询并集合异构数据源里的数据 适配器的实现 拉模式 适配器的实现 推模式 数字化配电网支持平台的实现与展示 富客户界面 采用ajax方式调用web服务 数字化配电网支持平台的实现与展示 iec61968标准文档库 数字化配电网支持平台的实现与展示 数字化配电网支持平台的实现与展示 outagerecord failureevent plannedoutage troubleticket outagerecord failureevent plannedoutage troubleticket crew customerlist maintenanceticket workmaintenance a b c d a b c d failureevent failureevent failureevent troubleticket troubleticket troubleticket outagerecord outagerecord plannedourage plannedourage 停电管理 停电案例 plannedoutage crew customerlist outagerecord failureevent troubleticket maintenanceticket workmaintenance a b c d a b c d failureevent failureevent troubleticket troubleticket outagerecord plannedourage 停电管理m a c e 业务n e plannedoutage customerlist 按需发布 demand basedpublishing failureevent outagerecord customerlist plannedoutage troubleticket plannedoutage ws topic 主题树 topictreedigipower beijing chaoyang m plannedoutagedigipower beijing chaoyang n plannedoutage ws topic 主题方言简单 digipower plannedoutage层次 digipower beijing plannedoutage完整 digipower beijing plannedoutage 创新性成果总结之一 建立了电网全模型xml数据库将rdf的emscim模型和dmscim模型统一成为xsd架构的标准模型 新增的location类在电气模型与资产类模型之间建立了关联关系 形成了电网全模型 此全模型已经建立在原生xml数据库中 6 创新性成果总结之二 实现了soa架构的配电网数据服务总线将iec61968国际标准与soa服务架构进行融合 实现配电网数据业务的服务化和粗粒度化应用web服务实现soa架构的配电网数据服务总线实现了数据和服务层面的标准化与统一 创新性成果总结之三 实现了事件驱动的信息架构将事件驱动的发布 订阅模式应用到数字化配电网数据服务总线中 实现了符合ws notification标准的数字配电网发布订阅服务引擎 根据iec61968标准消息进行发布 订阅模式的主题设计实现了系统架构层面的标准化和统一 创新性成果总结之四 建立了面向iec61968的数据服务中心networkdataset消息可以包含配网为操作或扩展计划研究典型选出任何部分数据 消息内容可以是一条馈线的部分 一条馈线或更多馈线 数据可以是在建的网络或选出来分析的计划网络按应用的需求 按标准 永久保留优质信息 创新性成果总结之五 非侵入的适配器解决方案适配器对企业原有应用透明 不依赖于原有应用的软件技术 对应用的修改不敏感 即适配器对原有应用是非侵入的 将影响降至最低 虚拟数据层将异种数据源统一集成为实时的 单一的xml数据视图 实现数据接口的转换 应用xquery技术对ie