工程学概论PPT课件

精品课件,1,智能电网,精品课件,2,智能电网的概念、定义和特征,定义（definition)以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，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。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。,精品课件,3,精品课件,4,智能电网主要特征：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化,精品课件,5,智能电网坚强性特征,（1）坚强性（Robust/Strong）在电网发生小扰动和大扰动故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积的停电事故；在电网发生极端故障时，如自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏，仍能保证电网的安全运行；二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。,精品课件,6,（2）自愈性（Self-Healing）具有实时、在线连续的安全评估和分析能力具有强大的预警控制系统和预防控制能力具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。,智能电网自愈性特征,精品课件,7,（3）兼容性（Compatible）能支持可再生能源的正确、合理地接入适应分布式发电和微电网的接入能使需求侧管理的功能更加完善实现与用户的交互和高效互动。,智能电网兼容性特征,精品课件,8,（4）经济性(Economical)支持火电和水火电联合经济运行支持电力市场和电力交易系统提供清洁和优质电力实现资源的合理配置降低电网损耗，提高能源利用效率。,智能电网经济性特征,精品课件,9,（5）集成（Integrated）实现电网信息的高度集成和共享采用统一的平台和模型实现标准化、规范化和精细化的管理,智能电网集成性特征,精品课件,10,（6）优化（Optimized）优化资产的利用率降低投资成本和运行维护成本。,智能电网优化特征,精品课件,11,2.3智能电网与第四次工业革命,第一次工业革命是蒸汽机，替代了手工劳动,第二次工业革命是电力，电力传输使能源生产规模化,第三次工业革命是计算机和互联网,第四次工业革命则是新能源革命，需要防止能源枯竭，防止气候变暖，打造低碳经济。,智能电网融合了电气技术、信息技术，是“效率”的进,一步提高，是实施低碳经济的基础。,精品课件,12,2.2智能电网能够刺激经济，带动全社会产业升级,精品课件,13,美国智能电网发展里程碑,2001,2003,2004,DOE与NETL(能源技术实验室）合作发起了“现代电网(MGI)”研究,2005,2009,2030,电能研究院（EPRI）开始“Intelligrid”(智能电网）研究,布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现代化，DOE发布“Grid2030”,DOE启动电网智能化(GridWise）项目,之后，研究机构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自己的智能电网方案和实践,奥巴马将智能电网提升为美国国家战略,年份,精品课件,14,国外智能电网研究概况,驱动因素：,美国:年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网.,精品课件,15,美国发展智能电网的驱动力：,改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性提高能源的利用效率和技术的先进性提高用户对电价的可承受能力适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平提高在全球的竞争性,精品课件,16,在输电侧:目前有EPRI、ABB、PJM等机构和企业开展相关研究。PJM公司认为：广域测量技术是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此PJM目前主要从同步相量技术和高级控制中心的研究建设着手开展智能输电网的工作。,国外智能电网研究概况,智能化实践最新成果,精品课件,17,在配电和用电侧:目前建设的智能电网主要有两个方面智能电表和智能家电：美国:XcelEnergy公司在Boulder建设全美第一个“智能电网”城市。意大利:安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，每年大约节省5亿里拉。法国:将目前使用的2700万只普通电表全部更新为“智能电表”。,国外智能电网研究概况,智能化实践最新成果,精品课件,18,42,国外智能电网发展全景图,对于电力系统发输配售各个领域均可从智能电网中获益,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,19,43,国际智能电网发展情况总结,目前一些国家的政府部门、企业、研究和咨询机构,正在积极开展智能电网方面的工作。,l在发展目的方面，保障国家能源安全，积极应对气候变化，促进可再生能源发展，提高资源利用效率，增加劳动就业，完善用户的增值服务；,l在发展重点方面，侧重在配电和用户侧，重点研发可再生能源和分布式电源并网技术，电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术；,l在工作进展方面，主要处于研究和实践的起始阶段，概念和内涵还不统一，技术路线也不相同。,总的来看，不同国家的国情不同、电网发展阶段、资源分布不同，因此，发展智能电网的方向和重点也不同。,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,20,44,不同国家的技术侧重点不同，国外智能电网构想很大，但实际进展主要体现在以下几方面：,国外，主要处于研究和实践的起始阶段。,1、可再生能源发电和接入控制技术在欧洲得到一定应用，较好的解决了风电接入控制问题；,2、分布式发电技术得到广泛应用，欧美国家的天然气管道非常完善；,3、动态储能技术得到一定应用，电动汽车充电站开始试点；4、灵活交流输电技术得到一定应用；,5、智能电表在欧洲一些国家得到一定程度的广泛应用；6、配电网自愈取得一定进展。,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,21,47,国外对智能电网的最新认识,（一）国外大量研究表明智能电网对于创造新的经济增长点、促进就业等具有重要作用。,美国的高尔文电力行动计划有关研究成果指出，推广智能电网技术能够创造新的经济增长点，如大规模部署应用分布式发电和储能技术将在2020年之前为美国带来100亿美元/年的经济增长。据荷兰跨国公司KEMA预测，20092012年智能电网项目将在美国国内直接创造约28万个工作岗位。英国的政府报告也指出，绿色工业有望在2015年前为英国提供100万个工作岗位。,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,22,分钟,6,0,4,5,4,0,48,121,国外对智能电网的最新认识,日本电力系统的自动化水平较,80,73,69,高，其体现出的高可靠性和高效率从一定程度上说明了电网智能化的潜在效益。这点已经引起欧美等国,的重视，美国能源部在第一部智能电网系统报告中对美日的电力系统整体效率进行了对比分析，指出,200,2,3,日本在过去二十年对自动化和智能电网技术的大力投资是日本电力系统运行效率超过美国的根本原因。Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,东京电力东京电力英国美国法国（05年）（06年）（0年）（0年）（0年）图美欧日单位用户年平均停电时间比较,（二）电力系统自动化水平在提高供电可靠性和整体效率方面的作用在欧美进一步得到重视。,精品课件,23,49,国外对智能电网的最新认识,（三）电网坚强作为智能电网的基本内涵得到广泛认可。,2009年10月底，美国奥巴马政府发布了由9个政府部门联合签署的谅解备忘录，旨在简化和加速建设新输电线路的审批过程，破除建设坚强网络的体制壁垒。德国政府为解决当前电网制约可再生能源发展和电网可靠性下降的问题，制定了电网扩张法案，并于2009年8月正式生效。英国政府在2009年7月发布了“英国低碳转型计划”，指出要建设一个更强大、更智能的电网。,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,24,50,PI,国外对智能电网的最新认识,（四）电网的统一性和集成性对于优化资源配置、提高运行效率和可靠性的作用日益受到重视。,2008年11月，美国前副总统戈尔提出“统一国家智能电网”提案，指出该方案对于优化配置能源资源、提振经济、拉动就业的巨大效益。欧盟正在支持“超级智能电网”相关项目，就泛欧洲大联网有关问题开展研究。在吸取电力市场改革经验的基础上，各国开始推动不同电网运营商和管理机构之间的信息集成和共享，甚至涉及一些兼并重组的商业行为。德国提出要在2020年之前把现在的四家电网运营商重组为一个全国性的电网运营商，以提高电网整体运行效率。美国启动了北美同步相量计划（NAS），在全国统一部署同步相量测量装置，期望以此打破州际壁垒，推动和建立跨区域的数据集成和共享机制。,Copyright2009SGEPRIAllRightsReserved.,精品课件,25,国内总体情况:国家电网和南方电网组织开展了：大电网安全关键技术研究数字化电网关键技术研究电力电子关键技术特高压同步电网安全稳定运行关键技术研究电力通信建设用户用电信息采集系统为建设我国智能电网奠定了坚实的基础。,精品课件,26,开展了规划技术体系完善研究,华东电网公司-智能输电网技术为重点领域,精品课件,27,开展了高级调度中心的研究,华东电网公司-智能输电网技术为重点领域,精品课件,28,开展了统一数据平台的研究,华东电网公司-智能输电网技术为重点领域,精品课件,29,开展了数字化变电站研究,华东电网公司-智能输电网技术为重点领域,徐行站数字化改造,新建数字化海宁站,精品课件,30,华东公司建设智能电网的三阶段目标,精品课件,31,1、电力通信基本实现主干通道光纤化、数据传输网络化,信息化水平已初步达到建设智能电网的要求,精品课件,32,2、广域量测技术已大范围应用,状态监测技术正大力推进,信息化水平已初步达到建设智能电网的要求,精品课件,33,自动化控制领域的技术研究走在世界的前列,1、在可视化和运营管理辅助决策方面取得了大的进展，对智能电网进行了有益的探索,精品课件,34,自动化控制领域的技术研究走在世界的前列,2、江苏大电网安全稳定实时预警及协调防御技术（EACCS）实现了电网精细化调度和智能化控制,精品课件,35,数字化变电站研究成果已应用于工程实际,国家电网和南方电网开展了数字化变电站和数字化电网的建设工作，取得了一系列研究及应用成果,精品课件,36,双向信息交互与互动上积累了相当多的经验,用户侧管理、负荷管理控制系统等一系列应用在我国已取得一定成果，无论从技术层面还是管理层面都积累了相当多的经验，但还未达到智能电网对用户大量参与电网互动的要求。,精品课件,37,配电领域智能化研究有待突破（1）分布式发电及新能源接入技术（2）储能技术储能技术对智能电网改善电能质量、提高风电接入效率起着重要作用,精品课件,38,（3）定制电力技术定制电力技术是提高用户供电可靠性和供电质量的重要技术手段，也是“智能电网”的重要支撑技术之一。研究动态电压恢复器技术（DVR）、固态切换开关技术（SSTS）；DFACTS技术；无功补偿器技术（DSTATCOM）、有源电力滤波器（APF）技术。,精品课件,39,用电领域智能化应用研究要积极探索用户用电信息采集系统很多电力公司启动了电力用户用电信息采集系统建设，计划在35年内完成用户用电信息的“全覆盖、全采集、预付费”管理。目前在电力负荷控制系统、电力需求侧管理的技术方面具有一定的研究基础。当前欧美智能电网