智能电网报告-电力联合会 PPT课件

1 2020年4月20日 智能电网技术 1 智能电网发展的重点目标肖立业 齐智平中国科学院电工研究所2010年3月13日 2 2020年4月20日 智能电网技术 2 报告提纲一 发展智能电网的核心因素 二 智能电网发展的重点目标 三 有关建议 3 未来能源系统将发生重大变革 人类社会正开始经历一场能源革命 一次能源以可再生能源为主 终端能源以电力为主的格局将逐步变成现实 电网将成为能源生产 分配和利用的主体 能源系统将与电网高度整合 欧共体联合研究中心对未来可再生能源发电在能源结构中的比例进行预测 认为到2050年可再生能源将占总能源需求的52 到2100年将占86 可再生能源利用方式主要是发电 太阳能光伏发电 太阳能热发电 风力发电 生物质发电等 大规模制氢即使成为现实 最终也将变成电力 以化石能源为主的动力和热力系统将最终变成以电力为主的电气系统 我国规划 2020年 风力发电1 5亿千万 2050年 光伏发电10亿千瓦 4 能源生产 发电 方式的重大变化能源密度低 占主导地位的能源载体从固体 液体向气体和光子转变 能源资源具有间歇性和不稳定性的特点 电源的特点 光伏发电系统输出电流源而不是电压源 发电机组特性 不具有传统水轮机组或汽轮机组的机械惯性 一次能源具有多样性 能源分配 输配电 方式的重大变化大容量远距离电力输送与分布式电力技术将平行发展 新技术如信息智能技术 新材料技术与纳米技术 储能技术将广泛使用 电网结构及将发生变化 电力系统稳定性问题将发生重大变化 能源利用方式的重大变化 以化石能源为基础的能源消费系统 如轨道交通 汽车 热力系统等 将以电力为基础 同时电网的负荷特性将发生很大的变化 电力需求方同时可能是电力供应方 能源变革对电网带来的重大挑战 5 第5页 智能电网的本质 利用先进的信息技术 新材料与新器件 储能技术 新的网架结构和新的输配电方式等来运行和管理电网 使电网能够容纳新能源的大规模接入 实现能源资源的优化配置 并使电网更加高效 清洁 安全 可靠 智能电网是未来能源生产 传输分配和利用的主体 未来能源系统与智能电网将高度整合 2020年4月20日 智能电网技术 6 电网的未来 智能电网 Grid2 0 大容量储能 智能用户与高效用能 无处不在的传感与监控系统 分布式电力与微网 新型FACTS元件与HVDC 洁净发电与排放控制 7 智能电网发展的重点目标 1 实现新能源的规模接入 大型可再生能源并网 分布式电源和电动汽车充电站的接入 2 实现资源优化配置 提高电网的输送能力和电网的稳定性 3 保障供电安全性 可靠性 提高电网的运行效率及电能质量 4 全面采用信息技术促进电网的发展 使电网实现高度信息化 自动化 互动化 集中发电与分布式发电相结合传统发电与新能源发电 储能系统相结合 8 欧洲发展智能电网的核心出发点是为了促进新能源的规模化开发利用 欧盟理事会2006年在 欧洲可持续的 竞争的和安全的能源策略 强调 欧洲已经进入一个新能源时代 能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性 竞争性和安全性 美国2009年1月 奥巴马上任后提出了美国的能源计划 根据该计划 美国将发展智能电网产业 最大限度发挥美国国家电网的价值和效率 并将逐步实现美国太阳能 风能 地热能的统一入网管理 全面推进分布式能源管理 创造世界上最高的能源使用效率 9 国际代表性的研究计划与示范 10 2020年4月20日 智能电网技术 10 发展智能电网的重大意义 智能电网是传统电网发展100多年后的一次质的飞跃 它将与清洁能源一道推动能源工业的整体革命 可以说 智能电网与清洁能源是相辅相成 缺一不可的 没有清洁能源的发展 就没有发展智能电网的十分必要 没有智能电网 清洁能源的规模利用也是不可能的 能源革命将是继信息革命后又一次对人类社会发展起重大推动作用的因素 发展潜力巨大 因此 发展智能电网被西方国家列为全面提升竞争力的国家战略 我国应该在这次能源革命中发挥重大作用 为实现跨越式发展奠定坚实的基础 11 2020年4月20日 智能电网技术 11 智能电网技术对产业的带动作用 智能化仪器仪表 电力设备制造 传感器与传感器网络技术 网络通讯 计算技术 新能源产业 电动汽车产业 智能家电与智能楼宇 先进材料制造 12 2020年4月20日 智能电网技术 12 至2040年的智能电网产业值预测 分布式智能电网 22万亿元 智能配电网 10万亿元智能用户 6万亿元电动汽车充电站网络 6万亿元储能技术 4 8万亿元 智能输电系统 10万亿元 相关产业新能源产业 6万亿元电动汽车产业 4 5万亿元先进材料制造 4 5万亿元带动或衍生的产业智能城市催生新的金融业务 13 有关建议 构建统一的新能源电网 构建全国统一的新能源电网 建立直流骨干网络 将可再生能源资源丰富地区的大型发电站用一个统一的新能源电网连接起来 利用广域范围内的资源互补性的特点 去平衡电网内的功率波动性和不稳定性 并在网内建设大量的集中式电动汽车充电站 去补偿电网的功率波动性 新能源电网通过直流与现有电网实现多处互联 在互联处可以建立功率支撑系统 如电动汽车充电站 由于负载基本上都连接在现有电网 因此新能源电网除了电动汽车充电站和一些储能设备外 基本上没有其他负载 通过智能电网技术 新能源电网看上去就像一个 广域超级虚拟发电厂 随着新能源发电比重不断提高 新能源电网的规模不断扩大 而现有电网的发电规模将逐步减少 从而在将来可以逐步将现有电网的设施和负载纳入新能源电网 逐渐实现从以传统能源为主导向以新能源为主导的方向转变 14 其它建议 首先应该加强关键技术 储能技术 超导技术 新的材料与器件 和系统集成技术的研究开发 并选择能够代表未来能源结构的小城市进行示范 为全面建设智能电网奠定基础 以能源结构的重大调整为前提 充分考虑到未来可再生能源作为主导能源时我国能源体系的远景 由此系统地谋划我国智能电网的建设和发展 除了发展集中式可再生能源发电外 还应大力发展分布式电力技术 并充分考虑电动汽车充电站在电网中的功率调节作用 制定政策 将电动汽车的发展与新能源的发展有机结合起来 整体促进能源体系的变革 积极参与建立国际标准 在国际竞争中取得一席之地 15 2020年4月20日 智能电网技术 15 智能电网技术体系 结构与标准 高级传感与测量技术 通讯技术 芯片技术 电网的信息平台 网络安全与信息安全技术 预测与故障预警技术 高级计算仿真与决策 数字式电力设备与数字变电站 电力电子技术 器件 控制设备 分布式电源 分布式微型电网 大型可再生能源发电站并网技术 储能技术 超导电力技术 先进材料与传感器材料 信息 控制 信息层面 物理层面 16 北京延庆县城 理想的智能电网示范城市 延庆县城人口10万人 地区发生的最大瞬时负荷14 1万千瓦 地区最大整点负荷13 6万千瓦 平均负荷约10万千瓦 延庆县具有较为丰富的可再生能源资源 已经建成了64 5MW官厅水库风电场 计划扩展至100MW 和德清源2MW沼气发电站 正在建设1MW的太阳能热发电示范电站 计划扩展至10MW 并正在规划建设3座30MW光伏发电站 延庆还有可观的地热资源 小水电资源和生物质能源资源 依靠官厅水库还可以建设抽水储能电站 从以上的各项数据可以看出 延庆县已经具备了建设智能电网示范城市所必备的基础条件 17 首都作为我国的科技中心 具有得天独厚的科技优势 具备打造智能电网示范城市的科技基础 首都作为政治中心和对外窗口 建设智能电网示范城市具有很强的国际政治意义 可以让国际代表团近距离地感受到我国节能减排 发展低碳经济的决心和具体行动 首都作为我国发达地区 具备建设智能电网示范城市的经济基础 延庆的基础优势与首都的各个方面的优势和地位说明 延庆县城是建设智能电网示范城市的最理想的选择 2020年4月20日 智能电网技术 17 延庆县城 理想的智能电网示范城市 18 其它建议 首先应该加强关键技术 储能技术 超导技术 新的材料与器件 和系统集成技术的研究开发 并选择能够代表未来能源结构的小城市进行示范 为全面建设智能电网奠定基础 以能源结构的重大调整为前提 充分考虑到未来可再生能源作为主导能