国网智能电网调研材料

智能电网建设工作调研报告江苏省电力公司二九年六月目 录一、现有工作情况汇报11 智能电网建设工作方面的总体安排12 已开展和拟开展的研究和建设工作总结12.1 发电12.2 调度12.3 输变电22.4 配电32.5 用电42.6 信息4二、智能电网建设工作的思路和建议51美国的智能电网51.1 美国智能电网提出的背景51.2 美国智能电网主要特征62 国内对智能电网的认识73 江苏公司对智能电网的认识83.1 坚决服从国家电网战略构想83.2 “坚强“是智能电网的基础83.3电力工业生产和服务环节存在层次性93.4电力生产和服务环节的统一协调发展103.5电力生产和服务环节的主要任务113.6 有待研究的新技术124 智能电网所需的政策支持125 相关建议和工作计划135.1 相关建议135.2 工作计划14I一、 现有工作情况汇报1 智能电网建设工作方面的总体安排 根据国家电网公司智能电网工作的统一部署，我公司成立了由公司领导牵头，发展策划部、营销部、调度通信中心、生产技术部、基建部、科技信息部、省电力设计院、省电力试验研究院组成的工作小组，经过分头调研、集思广益，工作小组编制了工作计划并明确了各部门的职责分工，目前智能电网的相关工作正在有序开展。2 已开展和拟开展的研究和建设工作总结截至目前为止，我公司智能电网的研究和试点工作已经取得了一定的进展。2.1 发电 已经完成了沿海大型风电接入研究、新能源发电特性及对电网公司影响研究等工作，拟开展低风速风力发电技术研究、新型可替代能源接入电网技术、分布式发电的智能监控技术等研究工作。2.2 调度我公司一直在跟踪国内外“智能电网”的建设和研究，并按照国网公司的统一部署和江苏电网的生产运行需求，统一规划，分步实施，建成投运了在国际和国内具有先进水平的灵活稳定的数据平台、坚强的高速宽带省市县主干光纤通信网和先进的高级应用系统，为江苏智能电网的建设打下了坚实的基础。正在开展和准备开展的研究有：江苏电网风电功率等清洁能源预测系统、广域全景分布式平台、地县一体化调度自动化系统的研究和建设、调度数据网第二平面和安全防护体系建设、适应电网调度精益化管理的OMS系统完善、省、市、县电力通信综合监测资源管理集成一体化应用、OPPC电力特种光缆在江苏电网的应用研究、智能配网中信息传输技术研究、基于综合信息的智能电网安全防御系统、极端外部灾害条件下电网的安全防御、电网在线安全风险评估和闭环控制、基于广域信息的动态解列控制、适应节能减排的智能调度辅助决策。具体内容详见附件1-1。2.3 输变电自上个世纪九十年代以来，我公司陆续安装使用了各种输变电设备在线监测系统或装置，目前现有的在线监测局限于单台设备、个别特征量的在线监测，在扩展性、交互性、运行效率等方面都还比较欠缺，拟开展输变电设备的智能化在线监测系统研究工作。江苏新建变电站均配备了变电站综合自动化系统，大部分老站通过技改进行了变电站综合自动化改造。110kV数字化变电站进行了试点，目前正在规划实施更高电压等级数字化变电站建设。但变电站自动化系统信息共享程度还未达到智能电网的要求，拟开展数字化变电站相关技术的研究工作。具体内容详见附件1-4、1-6、1-7。2.4 配电通过安装在用户侧的电力负荷管理终端实现对用户用电情况的监测与控制，并建立了电力负荷管理系统，公司系统内现已接入个用户和个终端。在电能质量方面，建立了覆盖全省大型电能质量污染源的在线监测系统。在配网自动化方面，江苏开展一些局部试点工作，积累了一些经验，限于当时的自动化技术水平和通信条件，配电自动化的基础薄弱，实用化程度不高，拟进一步开展配网自动化研究和配电监控平台研究工作。具体内容详见附件1-3、1-6。2.5 用电我公司已经初步形成了以现代电力技术、信息技术为基础的电力营销技术支持体系和多渠道服务接入体系，为构建智能用电服务奠定了一定基础。已经开展的主要工作有：营销信息化系统建设和应用、用电信息采集系统研究和建设、计量表计现代化建设与应用、高级计量管理体系研究与建设。具体内容详见附件1-2。2.6 信息经过多年的建设，江苏已经在信息基础设施、信息集成应用以及数据挖掘等方面开展了大量的研究和应用工作。但与坚强智能电网相比，配用电数据传输通道、数据交换、贯穿六个环节的统一信息模型以及信息的综合分析应用等方面存在明显不足。拟开展的主要工作有：多层级、可自愈的一体化网络的建设、统一信息模型和基础信息平台的建设、全方位、一体化企业级应用的深化拓展、高级应用与智能分析、信息安全与维护。具体内容详见附件1-5。二、 智能电网建设工作的思路和建议1美国的智能电网1.1 美国智能电网提出的背景根据收集的相关资料（附件2-1、附件2-2），美国提出智能电网主要基于以下背景：1、电网老化。电网装备老化，电网资产处于全寿命周期末期；电网技术以传统技术为主，现代通信技术、信息技术、控制技术在电力系统中的尚未得到充分应用，电力系统的效率和能力有待进一步提高。2、电力供应出现短缺，电力发展存在压力。根据预测，20092019年，美国电力需求将增长19%，而供电能力（发电装机）仅能增长6%，不足以满足供电需求。3、电力传输效率有待提高。约有10%20%的电力在从发电到用户的传输过程中损失。4、环保压力。提高电力传输的效率来解决供电能力不足相对于增加发电更加环保和符合低碳要求。5、电力管制的新要求。美国法律对能源的高效利用进行奖励。6、其他。电网存在瓶颈影响电网市场效率、防止大停电和恐怖袭击保障电网安全、电力行业从业人员的年龄结构老化等因此，在上述背景下，2003年，在美国布什总体任职期间就提出了智能电网的概念（附件2-1），奥巴马总统执政后，更是将之变成美国国家新的能源国策（附件2-2）。 由上述背景可以看出，美国提出智能电网主要目的是为了解决发电和用电的差额，其根本宗旨是（1）在不降低现有供电质量和可靠性的前提下，依靠现代通信和信息技术，进行电力网络的技术升级和更新，以此提升电网运行效率、提高供电能力，实现电力系统的智能化；（2）通过电力系统的智能化，充分接纳和发挥诸如风电、太阳能发电等新能源、可再生能源以及相关分布式能源在电力供应中的作用；（3）通过电力系统的智能化，充分反映电力需求侧的要求，以智能化的需求侧管理来提高电力终端用户的电力使用效率。美国的目标是通过提高电力系统的运行和管理效率，将电力传输层面的损失降低20%，以技术创新为手段，以提高效率为措施，满足电力发展的要求。1.2 美国智能电网主要特征在美国对智能电网的定义中，智能电网有七大特征：1、优化电网资产提高运营效率仅需建设少许新的基础设施，花费很少的运行维护成本，现代化电网就可以在已建成系统中提供更多的能量。 2、适应所有的电源种类和电能储存方式现代化的电网允许即插即用地连接任何电源，包括可再生能源和电能储存设备，特别是新能源的大规模开发和接入系统运行。3、安全现代化的电网在建设时就考虑要彻底安全性。4、提供适应21 世纪需求的电能质量现代化的电网的不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题，适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求。5、自愈现代化电网拥有自愈能力，可以发现并对电网的故障做出反应，快速解决，减少停电时间和经济损失。6、可市场化交易现代化的电网支持持续的全国性的交易，允许地方性与局部的革新。7、互动在现代化电网中，商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价。2 国内对智能电网的认识美国提出智能电网概念后，国内方方面面反应强烈，代表各方利益和立场的专家百家争鸣，提出了各式各样的智能电网的构想，各方面关于我国智能电网的定义、目标和实现步骤一直未有确切说法。今年年初，国家电网公司在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情基础上，紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，提出了立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网的发展目标，平息了争论，为发展中国特色的智能电网指明了方向。3 江苏公司对智能电网的认识3.1 坚决服从国家电网战略构想国家电网公司提出的统一的坚强智能电网的发展目标。为我国未来100年的电网发展奠定基础，江苏公司坚决服从国家电网公司的战略构想，并将在国家电网公司的指导下，承担部分研究和试点工作。3.2 “坚强“是智能电网的基础坚强的实体电网是智能电网的重要基础，只有形成坚强网架结构，构建“坚强”的基础，实现信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。建议进一步加快特高压后续工程建设，构建以特高压交直流电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强实体电网，促进国家能源资源的集约化开发，进一步提高电网的资源优化配置能力，为国家电力能源需求提供可靠的供应保证。3.3电力工业生产和服务环节存在层次性电力系统（俗称电网）从电力传输的角度可分为发电、输变电、配电、用电4个环节，为了实现智能电网的发展目标，依据电力生产和服务各环节所获取“效率”的不同，电力生产和服务环节存在层次性关系，其层次排序如下：1）发电环节，以火电机组为例，其效率不超过50%；2）用电环节，一般用户使用电力的效率变化范围较大，从30%-90%不等；3）配电环节，其服务效率一般在90%-95%；4）输变电环节，其服务效率一般在97%以上。整体效益优先：电力系统追求的是整体效益的最大化。根据上述排序，从掌握主要矛盾的角度出发，为了系统的高效率有时必须舍弃局部的小效益，比如“上大压小”工程，为了系统效益最大化，不惜增加电网的传输损耗。在研究各环节效率提高措施的前提下，要充分注重电力系统的整体效益最优。层次间具有从属性。如配电网的建设，不但要满足供电能力和可靠性的要求，还要满足分布式电源和用户的灵活接入。各环节的层次性要求我们要因地制宜，抓住主要矛盾，合理分配技术、成本、管理等资源，提高关键环节的效率。 3.4电力生产和服务环节的统一协调发展智能电网的建设是一项体系工程，要实现以现代通信、信息为平台，以调度为协调运作中心，各环节应层次分明、重点突出、相互衔接、整体推进。 从技术角度来说：要贯穿始终依托技术进步，充分利用现代信息技术、控制技术把发电、输变电、配电、用电各个环节充分沟通、交流互动，实现电网运行信息完整准确和及时一致的可靠采集以及实时控制。从管理角度来说，要实现统一调度：1）尽可能扩大统一调度范围，实现全国范围的资源优化配置; 2）扩大省级电网调度范围，要从现在分离的发、输一体调度和配电调度，逐步实现发、输、配电网一体化调度，并进而发展到发、输、配、用一体化调度。3）在实现更大范围调度的情况下，进行全局全时段动态优化和全局实时优化。全局全时段动态优化即根据需求和资源的季节性变化实现动态供需平衡；全局实时优化即在现有运行方式基础上，缩短运方周期，实现实时运方安排。3.5电力生产和服务环节的主要任务基于目前的认识，我公司认为智能电网各环节的主要任务依次如下：1、发电环节1）我国幅员辽阔，能源资源蕴藏不均衡，需要服务于国家能源战略、实现更大范围的资源优化配置，实施“一特四大”战略，大力建设特高压电网；2）以国家能源发展战略为导向，解决可再生能源（风电、光伏发电）的接入、预测、监测、分析、控制问题，提升可再生能源的机网协调运行水平；3）强化电源支撑能力，优化机组运行方式，提升机网协调水平。2、用电环节1）推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用能模式，提高用户用电效率；2）构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，进一步提高供电可靠率；3）建立用户服务公司，提升用户服务质量，满足用户多元化需求。3、配电环节1）通过配电自动化系统、配电网监控平台的建设，建成高效、灵活、合理的配电网络，配电网具备自愈、灵活重构、潮流优化能力；2）实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制。4、输变电环节1）推广使用数字化变电站；2）实现输变电设备的状态检修和全寿命周期管理；3）推广使用灵活交流输电技术（FACTS），提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性；4）开展节能、节约资源（土地等）技术的研究。3.6 有待研究的新技术根据上述各生产环节的建设任务，有如下新技术有待进一步研究：高效发电技术、综合利用技术、新能源运行和控制技术、特高压技术、灵活输电技术、新材料技术（超导、新型导线等）、储能技术、大电网安全稳定控制技术、信息传输和管理技术、在现有基础上的一体化调度技术等。4 智能电网所需的政策支持建设统一的坚强的智能电网是一项庞大而复杂的系统工程，必须要得到国家层面的政策和法规支持，并推动和促进其他行业的积极参与和广泛支持。 美国政府2007年已通过联邦能源独立和安全法令，支持智能电网，具体内容和要求汇总如下：1）美国政府已在“联邦能源独立和安全法令”将智能电网定义为国家能源政策。2）美国政府推动各地方政府建立各自的智能电网发展激励政策。3）美国政府要求能源部门就智能电网的发展策略和可能存在的障碍进行论证。4）其他。a）要求采用先进的计量装置b）要求配电网提高资产效率和可靠性c）在财政上对智能电网发展提供支持，20082012年每年在5个智能电网示范区各投入1亿美元。5 相关建议和工作计划5.1 相关建议1）尽快制定具有中国特色的统一的坚强智能电网的定义、目地和技术标准和规范体系，并不断充实、调整、完善。要排除为实现个体或局部利益，方方面面炒作的智能电网概念的影响。2）加强组织保障，在网省公司建立智能电网办公室，完善组织体系。3）加快特高压电网的建设，建设坚强电网，为智能电网的建设