我国智能电网发展问题探讨文献翻译.doc

我国智能电网发展相关问题探讨韩丰，尹明，李隽，张义斌，孙强（国网北京经济技术研究院，北京市 宣武区 100761）摘要：进入21 世纪以来，我国经济持续快速发展，电力需求增长快速。同时，气候变化、环境保护和可持续发展问题日益突出，消费者对于供电可靠性、电能质量和电力服务的要求越来越高。在此背景下，我国的电网具有2 个主要特色：在未来很长时间内，电网仍将处于快速发展过程中；必须走以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网之路。基于对我国智能电网建设的必要性和基础的分析，重点探讨了我国发展智能电网应关注的4 个方面，即建设具有中国特色的坚强的智能电网、科学规划输配电系统智能化时序、超前谋划智能电网与信息化建设的融合，以及牢固树立智能电网与电源和用户和谐发展的思想。提出了开展我国智能电网建设的相关建议。关键词：信息工程；智能电网；可持续发展；时序0介绍自进入21世纪，我国经济快速发展，电力需求增长快速。与此同时，有关气候变化，环境保护和可持续发展的问题已经日益突出。作为结合了生活所需的生产材料的基础产业，电力工业是必然成为社会，政府和民众关注的焦点。同时，作为基础能源消耗的最大用户，电力行业对降低温室气体的排放和减轻对气候的负面影响有不可推卸责任，尤其是对中国真正的负面影响。2008年，中国有16个世界排名前20位污染最严重的城市，其温室气体的总排放量在世界第二位。此外，酸雨所带来的直接损失超过1000亿元。因此，它是一项以节省能源和减轻排放，使之成为资源节约型和环境友好1的社会的紧急任务。随着数字经济和信息时代的发展，对供电可靠性，电能质量和服务的消费者的要求也越来越高。因此，这变成了一个加快电力生产，传输和消费方式的转变和电力工业发展的社会问题。在这种情况下，中国和一些欧美洲国家已经根据自身条件在解决相关的一些问题的做出努力，取得的包括特高压的应用，分布式发电，电力电子技术，电力市场的发展，可再生能源的快速发展等这些成就。正因为这些努力才产生了智能电网的概念。1在中国和欧美洲的智能电网比较比较中国和那些在美国2-3和欧洲4的在不同背景，目标和主要特点的智能电网，条款如下：1.1美国智能电网1.1.1背景1）电网的主要问题包括电力基础设施老化，输电阻塞，市场效率低，与二次系统之间的数字化和信息技术通信可靠性差。2）有许多电力公司，以及各种管理模式。发电和电力消耗之间的平衡，实现了当地大部分结余。长途传输很少进行。3）电力线路建设的权限是很难获得，因为公众对环境的保护的关注度很高，在电力市场筹集资金也是十分困难。4）虽然有国家联网，有些问题仍然存在于管理和由于缺乏全国性的骨干网络和统一的调度控制安全。1.1.2 目标1）数字传输和分配升级（输配电）系统，优化的TD系统的运作，开放市场和提供替代能源的电力消费者的各种选择。2）提高可靠性，安全性和电力传输和信息，通信和控制先进技术的使用效率。3）把未来的电网变成复原能力，可靠性，互动性和自我平衡的智能电网。1.1.3 主要特点1）消费者开始参与分配制度，为消费者在第一阶段安装先进的计量系统。2）更重要的是要求反应和需求方的资源和高效率的资源开发。消费者可以提供实时信息和选择。3）能够实现智能电器和用户的进入电网设备，以及先进的能源存储系统和高峰负荷共享技术的应用集成。4）电网是适应分布式发电和可再生能源发电。1.2欧洲智能电网1.2.1 背景1）在欧洲国家电网是相互关联的，它们之间的互操作是越来越强。2）能源政策解决环保和可再生能源发展的重要性。3）由于饱和的电力需求和有限的发展空间，能源发展的最终目标是分布式发电，而不是对电网规模扩大。4）用户为中心的理念成为流行和电力市场的自由扩大。1.2.2 目标1）适应变化和面临未来的电网容纳消费者的各种需求挑战。2）保证所有用户可以访问电网轻松获得可再生能源，高效，清洁的能源。3）使供电可靠性和安全，并与数字化社会和信息时代的要求一致。4）通过改善技术创新，有效管理能源资源，引入市场的有序竞争等措施来提高电力市场的效率。1.2.3 主要特点1）电力需求一方管理（DSM）成为一种突出了用户正在为他们的参股的间接手段。2）新系统将覆盖整个欧洲大陆，并确保终端用户能够获得尽可能多的资源，实现尽可能高效率的交流电源。3）关于环境保护的问题可以解决与可再生能源的充分利用。1.3 中国智能电网1.3.1 背景1）电网在电力需求增长，经济的快速增长下迅速发展。2）特高压输电技术上取得突破，这对于提高奠定电网的广域资源优化配置能力的基础。3）能源利用效率低，尤其用户量不够，市场化和电力行业发展应加快速度。4）关于电网存在的问题，容纳能力，接收端市场，调度运行等已成为可再生能源的快速发展突出的问题。1.3.1目标1）服务于社会经济的发展，帮助建立一个资源节约型和环境友好型社会，使供电安全，可靠，清洁，高效。2）同时电源和服务用户，促进了发电，输电，协调和可持续发展。3）使电力系统优化运行，提高电网的资源优化配置能力，实现社会资源的有效应用和效益最大化。4）执行“即插即用”与强大的网络结构和灵活的经营方式整合可再生能源发电和分布式发电。1.3.3主要特点1）在数字化变电站和智能电网的基础上，自我修复能力可通过智能管理和智能调度实现。2）将强调的互动性信息交流和数据传输中的电源，输配电系统和用户之间的各级调度中心。3）重要的是将被连接到智能电网之间的规划和散装系统的骨干网络，并规划各种电力来源合并规划协调发展。4）智能电网与信息化建设其主导功能的融合将突出出来。5）管理部门强调相互联系，统一和协调，如规划，设计，建设和经营，以及在诸如发电，输配电和消费，以及生产部门。6）重点将放在生命周期资产管理，电力资源和电网协调规划，以及标准化和正常化的电力来源及电网建设。2中国的智能电网的基本条件和必要性2.1智能电网的选择是由中国的基本条件和内部动力原因是中国的能源资源距离负荷中心远。事实上，大容量能源已被远距离转移并且伴随较低的损失。我们希望特高压输电的出现5将提供机会以更好地实现电力资源和大型能源基地在较大范围内分配。但是，电压水平的提升，只是电网的发展外部表现。它的内部驱动力包括了控制的灵活性，管理的高效率和消费者，从而推动了智能电网的形成互动。首先，在建设智能电网的先进技术和设备的工作过程，将有助于形成一个稳定的电网安全运行和重大平台，提高电网最小系统的容量。其次，在建设智能电网，该系统的优化运行过程中，资源和生命周期资产管理的优化，可通过先进的理念物化的利用率，提高员工的专业素质整合，对企业内部资源和挖掘企业的内部潜力。第三，公用事业和消费者之间的有效互动操作办法的DSM积极的贡献，移峰填谷负载的负载，降低系统储备和减少经营成本，提升了电网承载能力，提高电网投资的利用率。2.2中国智能电网的基础建设智能电网中的某些领域的工作已经在中国进行。更具体地说，这项工作可分为三类，即，发电，输配电和消费。发电集团包括分布式发电，可再生能源发电，节能技术和节能型调度自动发电控制。D组的T特高压交流和特高压直流输电，事实，数字化变电站技术，电源管理单元为基础的广域测量系统，管理事务司，国家为导向的维护和生命周期资产管理等组成。功率消耗组包含的制定。电源，自动测光和自动转录等。此外，大多数电力公司都让自己更多的数字和信息共享，它建立了一个智能电网建设的基础。客观地说，中国智能电网基础正在形成，这可以通过以下证明：1） 特高压电网作为骨干和各级电网协调发展的在不同级别仍在建设。广域网分配的能力需求进一步改善。2） 在全国范围内统一电力市场正处于初级阶段，交易机制和价格政策仍远未成熟。因此，清洁能源，分布式发电参与市场竞争的基本条件尚未成熟。在电力市场的效率和效益没有得到充分显现出来。3） 电力用户没有享受到与电网的相互作用而产生的好处他们可以接受的，是一个单向的被动服务。电表只能自动读取。一个工程需求许多工作要做并且引导电力用户的消费习惯和消费需求。4） 政府没有有关的政策或有关智能电网的法律出台。政府应该是在引导智能电网建设提供很大的支持。这是一项系统工程，涉及各行各业，需要在规划和发展的总体安排。特别是政策鼓励用户加入了节约能源和公布减轻温室气体排放做出的努力。3建设有中国特色的智能电网3.1建设有中国特色的智能电网的意义正如在前章所示，中国的智能电网与美国及欧洲的背景，目标和主要特征方面有所不同。这是中国选择建设有中国特色的适用于智能电网。对中国的电力工业，技术和经济发展水平。中国特色社会主义的显示在两个方面：1） 中国的电网仍在迅速发展为了使国家更加富裕，经济将迅速发展一段时间，在今后相当长的时期，因此将其电力需求将增加。据预测，到2010年总发电装机容量和电力消费量预计将达到900万千瓦和4000亿千瓦时。到2020年，这些数字将被1600万千瓦和7700亿千瓦时，这是2008年度的两倍。2） 中国的电网必须走建设有特高压电网作为骨干电网和协调，在不同层次发展的强大电网在能源资源和电力需求，中国出口反向配送。中国76的煤炭资源埋藏在山西，内蒙古和陕北。水力资源的80分布在西南地区。上的陆地风能资源主要集中在北中国，中国东北和西北中国。但是，超过2 / 3的消耗能源由东亚中国和中心中国在一次能源资源匮乏。因此，特高压输电可以依靠在大容量传输和长距离的能量损失少。目前，在一定的时间内，中国特色的智能电网的手段和方式，实现电网的生命周期资产管理，扩大电网的能力，为电力生产和电力两个用户，做出理性的发展战略和规划在不断降低成本，提高效率和效益，优化系统运行的条件。加强与他们的骨干和各级电网协调发展，在不同的特高压电网和先进的信息相结合的可靠性和整个系统的可用性，通信和控制技术和先进的管理理念。3.2四个应强调对中国智能电网建设的问题3.2.1具有中国特色的智能电网是强大和智能的中国的电网，作为一个在国家能源战略的重要组成部分，在能源部门的重要纽带和国家综合运输体系的重要组成部分6-8，在逐步的快速发展。该国必须坚持以建设大电网，因为该国对能源资源的基本条件，特高压输电系统的道路。不过，对要求这种级别的电网，智能非常高，可以归因于能源和电力需求和人们的关注对环境的多样化的保护和可持续发展。一方面，一个强大的电网是安全的，可靠的电网运行基地免受自然灾害，甚至来自外界的攻击。而在另一方面，采用先进的技术和设备，科学的管理理念，引进可以灵活运作和权力可控流动。因此，电网强大和智能，是中国未来电网的发展方向。建设中国的智能电网应充分考虑与它的建设和规划特高压电网。3.2.2科学的规划使输配电系统智能化随着美国和欧洲成为一个相对成熟的阶段，已对电力的需求空间有限的成长，他们的智能电网配电系统开始，并强调了电力用户的重要性。电力的平衡，通常维持在局部地区。但在中国，在建设智能电网，更多的开始，应重视使大容量的跨区域电力传输更高效，更可靠，更具成本效益。在中期阶段，随着电力市场的成熟，DSM的功能将更加突出。更多的热情将自动显示用户参与市场。同时，智能传输系统将加快发展先进计量系统安装，使数据的双向流动。因此，整个系统在电力市场的条件控制下可以变得智能化。到那时，电力用户将享有更多的选择和决策权和电力将采取更多的终端来监控能源消耗，其中显示的灵活性，互动性和环保的智能电网的质量。在一个成熟的智能电网，如引入“即插即用”，如分布式发电和新能源，并从用户更频繁的互动和微型电网和小岛运行出现类型的能源，根据不同情况该系统的运作将更加灵活和多变的网格的拓扑结构。因此，应强调灵活性和开放性和智能电网的规划使输配电系统智能化。一个结构合理，操作灵活，适应性强，网络将保证安全性，灵活性和效率的电网。3.2.3智能电网的项目集成和信息，应提前考虑由于引进先进的管理理念系统管理，智能电网需要的数据从系统（发电，输配电，电力消耗）和智能的方式来处理。从信息的角度,构建智能电网等于一个交流的平台,建设一个框架,和决策系统,分级系统的协定,这将使一个有效的管理平台,实现自动化的生产、管理现代化、科学化的决策过程。例如,当前中国国家电网公司(国家电网公司)致力于实现了对商品运输过程中的全程信息工程,涉及人员、金钱和材料和业务。因此,当国家电网公司建立起智能电网,应提前考虑他们的信息结构的一致性,决策的过程中,通信协议框架和系统来解决这一问题的能使用的相互整合的信息和数据,而不是得到了矛盾的数据,拥挤或相互拒绝数据。只有这样才能促进智能电网信息化项目的进一步发展和整合各种数据库的科学、合理、高效。然后,系统运行可以进行优化,其资产利用率最大化实现生命周期资产管理和完善的企业战略计划和财务计划和最大限度地提高用户满意度。3.2.4坚持在智能电网，电力生产商和用户协调发展的思想电网和发电企业之间的关系是双赢互利，这是帮助建设为基础的资源节约型环境友好型社会。随着可再生能源来源成为电网，不确定性，间歇性和能源这些类型的分配将电力输送系统带来的负面影响和相互联系的介绍。智能电网的功能之一是增加其容纳先进技术的可再生能源的能力和科学管理。在另一方面，它的发电可控性，可预测性，稳健性，提高中断和负载能力将对智能电网运行产生积极影响。智能电网和用户之间的关系是双向的互动。随着先进技术和科学管理理念的帮助，使智能电网的电力需求和高质量服务的多样化。智能电网可以正确引导电力用户的消费习惯，减少高峰负荷期间电力消费，从而在用户的电费开支。智能电网还可以增加电力的利用率，使用户享受到清洁能源资源。在同一时间，在用户的消费习惯的变化将作为转移高峰负载，填补了峰谷，然后系统储备将减少，因此将系统的装机容量，这将优化的发电容量因子套。此外，作为一种资源，智能电网可以提供更好的增值服务的用户。例如，电力驱动的汽车持有，在中国非常有希望的未来将受益于智能电网充电站的大规模建设。因此，智能电网将提供更多的人性化服务。最后，智能电网将能适应社会的变化，成为交易公开，公平和公开的所有参与者（电力生产商和用户等）的电力市场平台。3.3对中国的智能电网建设的建议1）应与发展中的中国的具体国情相结合，以提升智能电网大电网的整体效率战略研究更多的重视。智能电网的战略规划应该是明确的立场，发展框架和措施。目前，重点应放在问题，如对整个智能电网电压等级协调发展，两者之间的智能电网的发展，而特高压电网和智能电网中的电力市场发展的关系问题方案。2）该设计为智能电网标准化体系研究应尽快进行。标准化将有助于利用不同的智能网的互连的成本效益。这些标准和规划设计规范应完善和统一，高效，结构清晰，功能明确，相互联动规划系统将是必不可少的。因此，智能电网的总体规划将标准化生产。3) 这些问题对于智能电网发展的结构和机制，特别是在电力市场的情况，应该加以研究。这些问题包括与智能电网和中国的电力行业，电费和路线图和中国的市场化相适应的智能电网的目标决定机制市场化的关系。4) 需要强调DSM为基础的智能调度工作学习。目前，调度中心已经从电力生产商大量数据，但缺乏从用户的数据。因此，智能的用户数据管理应该加强。在紧急情况下，调度员可以摆脱对大用户，应在合同中明确说明。5）在电网建设对智能电网，可再生能源和分布式发电的影响，应该加以分析，特别是那些由大容量风力发电和长途输电造成的。无缝连接的短期和中短期预测的风力发电调度中心应与实现，使一代又一代的智能方案和调整。4总结中国健康，快速，可持续发展，是中国特色的智能电网建设是必不可少的，也是对建设资源节约型和环境友好型社会至关重要的。此外，它有助于履行承诺，节约能源和减少温室气体排放。与此同时，与中国特色社会主义的智能电网建设可以促进如信息，通讯，电子和机械制造业的发展。它增强了经济增长和促进科学和技术的创新。中国电网有快速发展的特征，必须走建设有他们的骨干特高压电网坚强电网路。由于能源资源分布和内部驱动力的发展的特点，在中国电由于能源资源分布和内部驱动力的发展的特点，在中国电网既要强大又要智能。只有这样，才能电网支持中国的经济发展，促进资源节约型和环境友好型社会的建设。引用1 中国科学院2006 中国可持续发展战略报告-建设资源节约型和环境友好型社会M北京：科学出版社，2006Chinese Academy of Sciences2006 China sustainable developmentstrategy report-building a resource-efficient and environment-friendlysocietyMBeijing：Science Press，2006 (in Chinese)2 The Electricity Advisory CommitteeSmart grid：enabler of the newenergy economyRDec20083 The Rand CorporationEstimating the benefits of the smartwise gridinitiative RMay 20044 European CommissionEUR 22040-European technology platformSmartGrids-vision and strategy for Europes electricity