智能变电站技术与应用

1、书名：智能变电站技术及应用作者：路文梅isbn： 978-7-111-47124-0定价：25.00出版社：机械工业出版社层次：高职高专m m 国内外智能电网的发展提纲提纲1. 1. 国外智能电网发展情况国外智能电网发展情况2. 2. 坚强智能电网发展战略坚强智能电网发展战略经济：经济：金融危机，拉动内需，促进就业，金融危机，拉动内需，促进就业，各国政府出台智能电网相关政策，各国政府出台智能电网相关政策，抢占新能源经济制高点抢占新能源经济制高点需要智能电网帮助电力行需要智能电网帮助电力行业推动技术创新，实现技业推动技术创新，实现技术转型术转型确保电力可靠供应确保电力可靠供应保障电网运行安全保障

2、电网运行安全传统能源的日益短缺，传统能源的日益短缺，大力发展可再生能源，大力发展可再生能源，保障国家能源安全保障国家能源安全促进可持续发展促进可持续发展能源：能源：安全：安全： 1.1 1.1 面临的形势面临的形势环境：环境：全球气候变化、灾害频发全球气候变化、灾害频发污染严重、城市面临挑战污染严重、城市面临挑战温室效应、冰川融化温室效应、冰川融化随着随着经济经济的发展、的发展、社会社会的进步、的进步、科技科技和和信息化信息化水平的提水平的提高以及高以及全球资源和环境问题全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。题和新挑战。依靠现代信息、通信和控制技

3、术，积极发展智依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择。积极应对未来挑战的共同选择。1.2 1.2 智能电网成为积极应对未来挑战的共同智能电网成为积极应对未来挑战的共同选择选择第一次工业革命第一次工业革命是蒸汽机，替代了手工劳动。是蒸汽机，替代了手工劳动。第三次工业革命第三次工业革命是计算机和互联网。是计算机和互联网。普遍认为：普遍认为：第四次工业革命第四次工业革命是以是以清洁能源和智能电网清洁能源和智能电网为核心的低碳经济革命，需要防止能源枯竭，抑制气为核心的低碳

4、经济革命，需要防止能源枯竭，抑制气候变化，促进节能减排，发展低碳经济。候变化，促进节能减排，发展低碳经济。第二次工业革命第二次工业革命是电力，电力传输使能源生产规模是电力，电力传输使能源生产规模化。化。智能电网融合了信息、控制、电力电子等技术，是智能电网融合了信息、控制、电力电子等技术，是“效率效率”的的进一步提高，是实施低碳经济的基础。进一步提高，是实施低碳经济的基础。 资料来源：中国科学院相关发言材料资料来源：中国科学院相关发言材料1.3 1.3 智能电网与第四次工业革命智能电网与第四次工业革命19981998年年，美国电科院美国电科院（epriepri）开展开展“复杂交互式网络复杂交互式

5、网络/ /系系统统”(cin/si”(cin/si）研究，目的是打造高可靠、完全自动化的美国研究，目的是打造高可靠、完全自动化的美国电网，这是美国智能电网的最初原型。电网，这是美国智能电网的最初原型。 20022002年，年，美国电科院美国电科院（epriepri）正式提出并推动了）正式提出并推动了“intelli intelli gridgrid”项目研究，致力于智能电网整体的信息通信架构开发项目研究，致力于智能电网整体的信息通信架构开发，配电侧的业务创新和技术研发。配电侧的业务创新和技术研发。2003200520032005年间年间，美国智能电网研究开始蓬勃发展，美国智能电网研究开始蓬勃发

6、展，美美国能源部国能源部（doedoe）先后发布了）先后发布了 “ “grid 2030”grid 2030”、“国家输电国家输电技术路线图技术路线图”，描绘美国未来电网远景和技术战略；发起了，描绘美国未来电网远景和技术战略；发起了“gird wise”“gird wise”和和“现代电网现代电网(mgi(mgi）”等项目，使电网现代等项目，使电网现代化愿景和计划在全国达成共识，随后几年化愿景和计划在全国达成共识，随后几年，美国电力企业美国电力企业开开始在智能电网领域开展一系列实践。始在智能电网领域开展一系列实践。1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-1998-199820

7、05200520072007年年1212月，月，美国国会美国国会颁布了颁布了“能源独立与安全法案能源独立与安全法案”，其中，其中的第的第1313号法令为号法令为智能电网法令智能电网法令，该法案用法律形式确立了，该法案用法律形式确立了智能电网智能电网的国策地位的国策地位。20092009年年2 2月，月，美国国会美国国会颁布了颁布了“复苏与再投资法案复苏与再投资法案”，确定投资，确定投资4545亿美元亿美元用于智能电网项目资助用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等，并将智能电网项目配套资金的资助力评估、需求预测与电网分析等，并将

8、智能电网项目配套资金的资助力度由度由20072007年的年的20%20%提高到提高到50%50%。20092009年年7 7月，月，美国能源部美国能源部向国会递交了第一部向国会递交了第一部“智能电网系统报智能电网系统报告告”，制定了由，制定了由2020项指标组成的评价指标体系，分析了美国智能电项指标组成的评价指标体系，分析了美国智能电网发展的现状及面临的挑战。网发展的现状及面临的挑战。20092009年年9 9月，月，美国商务部美国商务部长骆家辉在长骆家辉在gridweekgridweek大会上宣布了大会上宣布了nistnist标准制定标准制定进展情况，明确了需要优先制定进展情况，明确了需要优

9、先制定1414个方面标准。个方面标准。1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-2006-20062009200920092009年年1010月月2727日日，奥巴马宣布斥资奥巴马宣布斥资3434亿美元改造现有电网系统，亿美元改造现有电网系统，使其使其“更智能、更更智能、更坚强、更安全坚强、更安全”。奥巴马将智能电网同上个世纪初。奥巴马将智能电网同上个世纪初美国建设高速公路网相比，美国建设高速公路网相比，称其为美国建设新能源经济的重大举措称其为美国建设新能源经济的重大举措。 新计划将建设新计划将建设700700座智能变电站座智能变电站，替换，替换2020万台变压器万台变压器，将

10、智能电将智能电表增加表增加18001800万个万个，使全美总数达到，使全美总数达到40004000万个万个，足以覆盖，足以覆盖1/41/4到到1/31/3的的美国家庭。奥巴马说，这种电表能够帮助消费者监控他们使用多少电，美国家庭。奥巴马说，这种电表能够帮助消费者监控他们使用多少电，加速节能设备在家庭中的广泛应用。加速节能设备在家庭中的广泛应用。奥巴马奥巴马2727日在参观佛罗里达的一家太阳能发电企业后表示，日在参观佛罗里达的一家太阳能发电企业后表示，现有现有的电网技术用了的电网技术用了100100年还在用，年还在用，“它浪费了太多能源，耗费了太多金它浪费了太多能源，耗费了太多金钱，太容易导致停

11、电了钱，太容易导致停电了”。奥巴马对媒体说，。奥巴马对媒体说，美国的新能源工业在金美国的新能源工业在金融危机后基本上融危机后基本上“半死不活半死不活”，这项计划能够起到，这项计划能够起到“起死回生起死回生”的作的作用，还将带来数以万计的就业机会用，还将带来数以万计的就业机会。1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-政府巨资打造智政府巨资打造智能电网能电网美国电力科学院（美国电力科学院（epriepri）20092009年年6 6月提供给美国国家标准技术研月提供给美国国家标准技术研究院（究院（nistnist）的报告给出了基于美国）的报告给出了基于美国20072007年能源独立

12、与安全法案年能源独立与安全法案（energy independence and security act of 2007energy independence and security act of 2007）的智能电网）的智能电网的描述：的描述：智能电网是一个现代化的电力传输系统，它可以对与之相连设智能电网是一个现代化的电力传输系统，它可以对与之相连设备的运行进行监控、保护、自动优化，这些设备包括集中式和分布式备的运行进行监控、保护、自动优化，这些设备包括集中式和分布式的电源、通过高压网络和配电系统与之相连接的工业用户、楼宇自动的电源、通过高压网络和配电系统与之相连接的工业用户、楼宇自动化系

13、统、储能装置、终端用户和他们的自动调温器、电动汽车、电器化系统、储能装置、终端用户和他们的自动调温器、电动汽车、电器以及其它家用设备。以及其它家用设备。1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-美国对智能电网的定义美国对智能电网的定义m（一）美国智能电网基本概念m美国电力化建设开展较早，但对电网建设投入不足，电力系统从业人员年龄结构逐渐老化，电网设备陈旧，存在稳定性问题，急需提高电网运营的可靠性。因此其智能电网建设关注于加快电力网络基础架构的升级更新，最大限度地利用信息技术，提高系统自动化水平。m智能电网的概念描述：智能电网是一种新的电网发展理念，通过利用数字技术提高电力系统的

14、可靠性、安全性和效率，利用信息技术实现对电力系统运行、维护和规划方案的动态优化，对各类资源和服务进行整合重组。m智能电网的范畴不仅涵盖配电和用电，还包括输电、运行、调度等方面。二、智能电网内涵及特征二、智能电网内涵及特征m（一）美国智能电网基本概念（一）美国智能电网基本概念 智能电网要具备七大特征：智能电网要具备七大特征：m自愈：通过安装的自动化监测装置可以及时发现电网运行的异常情况，及时预见可能发生的故障；在故障发生时也可以在没有或少量人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，从而避免大面积停电的发生，减少停电时间和经济损失m互动：消费者可以在知情的情况下与电力系统互动，有能力选择最合适自己的供电

15、方案；也可以向电力公司提出个性化的供电服务要求，以满足特殊需求；m兼容：可接入各种分布式电源，如太阳能、风能等可再生能源和电能储存设备；二、智能电网内涵及特征二、智能电网内涵及特征m创新：鼓励并推动创新性的产品、服务和市场的发展；m优质：即电压、频率波动符合供电质量要求，谐波污染可以有效控制，从而满足数据中心、计算机、电子和自动化生产线等特殊行业对供电质量的严格需要，保障用户电能质量，并实现电能质量差别定价；m安全：通过坚强的电网网架，可以提高电网应对物理攻击和网络攻击的能力，可靠处理系统故障。美国能源部美国能源部给出的智能电网的主要技术可概括为：给出的智能电网的主要技术可概括为：cece（c

16、onsumer consumer enablementenablement）、）、adoado（advanced distribution operationsadvanced distribution operations）、）、atoato（advanced transmission operationsadvanced transmission operations）、）、aamaam（advanced asset advanced asset managementmanagement）。）。（1 1）cece（消费者体验）（消费者体验）为用户提供信息，并帮助他们为用户提供信息，并帮助他

17、们接受和有效地利用智能电网提供给用户的新的选择，实现接受和有效地利用智能电网提供给用户的新的选择，实现“即插即用即插即用”。（2 2）adoado（高级配电运行）（高级配电运行）重点在于提升电力系统重点在于提升电力系统的可靠性赋予其自愈能力。的可靠性赋予其自愈能力。（3 3）atoato（高级输电运行）（高级输电运行）将配电系统和区域性输电网以将配电系统和区域性输电网以及电力市场相联系，其目的在于改善整个电力系统的运行状况，减少输电拥及电力市场相联系，其目的在于改善整个电力系统的运行状况，减少输电拥塞。塞。（4 4）aamaam（高级资产管理）（高级资产管理）更好地利用各类电力资更好地利用各类

18、电力资源，保证电力系统经济、高效的运行。源，保证电力系统经济、高效的运行。 1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-美国智能电网的主要技术内涵美国智能电网的主要技术内涵1.4 1.4 美国智能电网发展情况美国智能电网发展情况-美国智能电网的主要技术内涵美国智能电网的主要技术内涵20052005年年，欧洲委员会首次在欧洲提出欧洲委员会首次在欧洲提出“智能电网智能电网(sm(smartgrids)artgrids)”概念，成立概念，成立“智能电网智能电网欧洲技术论坛欧洲技术论坛”，目标目标是把电网转换成用户和运营者互动的服务网，提高欧洲输是把电网转换成用户和运营者互动的服务网，提

19、高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性，并为分布式和可再生配电系统的效率、安全性及可靠性，并为分布式和可再生能源发电的大规模整合扫除障碍。能源发电的大规模整合扫除障碍。20062006年，年，论坛提出了论坛提出了欧洲未来电网的远景和策略欧洲未来电网的远景和策略，制定了战略研究议程制定了战略研究议程(sra)，欧洲未来电网发展策欧洲未来电网发展策略略，指导欧盟及其各国开展相关项目，促成智能电网的，指导欧盟及其各国开展相关项目，促成智能电网的实现。实现。1.5 1.5 欧洲智能电网发展情况欧洲智能电网发展情况-2005200520062006年年20092009年年9 9月月1616日，日，欧盟欧

20、盟在在能源技术发展战略能源技术发展战略中提出：中提出：将选择将选择3030座城市作为座城市作为智能电网城市智能电网城市的试点，来争当的试点，来争当全球绿色科全球绿色科技竞赛技竞赛中的领跑者。中的领跑者。英国政府英国政府宣布将在宣布将在5 5年内投资年内投资5 5亿英镑建设亿英镑建设4 4个个“智能城市智能城市”，依次发布了依次发布了“英国可再生能源发展战略英国可再生能源发展战略”和和“英国低碳转型计划英国低碳转型计划”两份战略性文件。两份战略性文件。德国政府德国政府启动了启动了“e-energy”e-energy”示范工程示范工程计划，目前已确定计划，目前已确定6 6个示范项目，分别个示范项目

21、，分别由由6 6个技术联盟负责实施，政府投入个技术联盟负责实施，政府投入6 6千万欧元，另外千万欧元，另外8 8千万欧千万欧元由技术联盟自筹。元由技术联盟自筹。丹麦丹麦启动了启动了edisonedison示范项目示范项目，主要研究，主要研究集成大规模分布式风电和电动汽车的智能电网集成大规模分布式风电和电动汽车的智能电网，丹麦电网公司，丹麦电网公司energinetenerginet对项目进行了资助，对项目进行了资助，ibmibm与西门子公司也参与了项与西门子公司也参与了项目建设。目建设。1.5 1.5 欧洲智能电网发展情况欧洲智能电网发展情况-20092009年年欧盟所描述的欧盟所描述的未来智

22、能电网：具未来智能电网：具有高有高可靠性的网架可靠性的网架结构结构、与电网相联、与电网相联接的接的各类分布式电各类分布式电源、热电联产源、热电联产等多等多种产能形式、能够种产能形式、能够与电力公司进行与电力公司进行双双向交互的用户向交互的用户等。等。1.5 1.5 欧洲智能电网发展情况欧洲智能电网发展情况-欧洲智能电网主要框架欧洲智能电网主要框架1 1）初始阶段初始阶段实现分布式发电和可再生能源监视和远程控实现分布式发电和可再生能源监视和远程控制，制，实现更大范围的电网互联实现更大范围的电网互联；部分联系依赖于与分布式发电；部分联系依赖于与分布式发电的所有者之间的双边合同的辅助服务。的所有者之

23、间的双边合同的辅助服务。2 2）中间阶段中间阶段实现大量分布式发电和可再生能源的可靠并实现大量分布式发电和可再生能源的可靠并网，实施具有保障本体和全局服务，具有自适应能力避免信息网，实施具有保障本体和全局服务，具有自适应能力避免信息超载的管理体系；超载的管理体系；3 3）最终阶段最终阶段实现完全的有功功率管理；满足大部分网络实现完全的有功功率管理；满足大部分网络服务需求的实时通信和远程控制；具有协调的实时交互控制功服务需求的实时通信和远程控制；具有协调的实时交互控制功能和潮流的自主优化；能和潮流的自主优化；1.5 1.5 欧洲智能电网发展情况欧洲智能电网发展情况-欧洲智能电网的主要目标欧洲智能

24、电网的主要目标美美国国欧欧洲洲1.6 1.6 美国与欧洲智能电网发展比对美国与欧洲智能电网发展比对美美国国欧欧洲洲动因：动因：在全国范围内存在多个交流电网，人员年龄老化，投入不足，技术陈旧，事故频繁，需防止大停电。改造基础电网设施，改造基础电网设施，提升电网智能化水平，提高电网的安全提升电网智能化水平，提高电网的安全可靠性、降低电网损耗可靠性、降低电网损耗是建设智能电网的最初动因。关注：关注：在智能电网建设中更关注电网基础架构的升级更新，以提高电网运行水平和供电可靠性，有效接入可再生能源。动因：动因：欧洲各国电网运行模式不同，电力需求趋于饱和，其能源政策强调对环境的保护和可再生能源发电的发展。

25、发展可再生能源、打造低碳经济是欧洲智能电网的主要发展动因。关注：关注：在迅速增长的能源成本压力下，欧洲智能电网建设更关注可再生能源和分布式电源的接入，并带动整个行业发展模式的转变。1.6 1.6 美国与欧洲智能电网发展比对美国与欧洲智能电网发展比对日日本本韩韩国国日本日本于于20092009年年4 4月公布了月公布了“日本发展战略与经济增长计日本发展战略与经济增长计划划”，其中包括了太阳能发电并网、未来日本智能电网实，其中包括了太阳能发电并网、未来日本智能电网实证试验、电动汽车快速充电装置等内容。证试验、电动汽车快速充电装置等内容。日本电气事业联合会在日本电气事业联合会在20092009年年7

26、 7月表示，月表示，将全面建设将全面建设“日本智能电网日本智能电网”。经济产业省启动了智能电网工程，经济产业省启动了智能电网工程，由由九州和冲绳电力公司在十个独立的岛屿上实施示范项目九州和冲绳电力公司在十个独立的岛屿上实施示范项目，整体预算为整体预算为9090亿日元，政府将资助亿日元，政府将资助6060亿日元亿日元。韩国韩国在在20082008年发布了年发布了“绿色能源工业策略绿色能源工业策略”， 提出了提出了“韩国智能电网韩国智能电网”设想。设想。知识经济部决定在知识经济部决定在2009200920122012年间，年间，投入投入25472547亿韩亿韩元开发推进电网智能化的商用化技术元开发

27、推进电网智能化的商用化技术。韩国电力公司拟投。韩国电力公司拟投资资65006500万美元万美元在在20112011年完成济州岛智能电网示范项目年完成济州岛智能电网示范项目。1.7 1.7 日本和韩国智能电网相关情况日本和韩国智能电网相关情况1.8 1.8 国外企业对智能电网的理解国外企业对智能电网的理解- -西门子西门子1西门子介绍了他们西门子介绍了他们对智能电网的理解。西对智能电网的理解。西门子认为智能电网不应门子认为智能电网不应局限在清洁能源接入和局限在清洁能源接入和用电等局部领域。智能用电等局部领域。智能电网需要涵盖发电、输电网需要涵盖发电、输电、配电、调度、变电电、配电、调度、变电、用

28、电等各个环节，是、用电等各个环节，是一个完整的体系。一个完整的体系。 2国家电网智能电网欧洲考察团，考察西门子的几点深刻印象：国家电网智能电网欧洲考察团，考察西门子的几点深刻印象：3丹麦的风电接入可丹麦的风电接入可以被有效控制，参与电以被有效控制，参与电网的调频，对电网的影网的调频，对电网的影响从负面转向正面。风响从负面转向正面。风电是可控的，可以调节电是可控的，可以调节的，不是发多少就接入的，不是发多少就接入多少，需要按照电网运多少，需要按照电网运行的要求来进行发电，行的要求来进行发电，不能仅考虑风机的最大不能仅考虑风机的最大效益，需要实现机网的效益，需要实现机网的最大程度协调。最大程度协调

29、。西门子智能电网构西门子智能电网构想的特性：一是柔性的想的特性：一是柔性的，满足用户需要；二是，满足用户需要；二是易接入的，保证所有用易接入的，保证所有用户的连接通畅，尤其对户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高效、于可再生能源和高效、零或低零或低co2co2排放的本地排放的本地发电；三是可靠的，保发电；三是可靠的，保障和提高供电的安全性障和提高供电的安全性和质量；四是经济的。和质量；四是经济的。（资料来源：考察资料及考察报告）ibmibm观点：观点：智能电网的构成包括智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息息集成、分析优化和信息展现五个方面。展现五个

30、方面。如右图所示：如右图所示：资料来源：ibm中国智能电网白皮书1.8 1.8 国外企业对智能电网的理解国外企业对智能电网的理解-ibm-ibm第一第一特征特征第二第二特征特征第三第三特征特征 一是数字化程度一是数字化程度更高，内含各种智能的更高，内含各种智能的传感器、电力设备、控传感器、电力设备、控制系统、应用系统等；制系统、应用系统等；实现全面实时的监视和实现全面实时的监视和全系统可观测。全系统可观测。 ibm ibm“智能电网智能电网”的三大特征。的三大特征。二是基于一个统一二是基于一个统一的信息平台，能够自动的信息平台，能够自动完成数据和应用的整合；完成数据和应用的整合；提供先进的提供

31、先进的it it技术手段，技术手段，实现了对电力企业信息实现了对电力企业信息的传输和集成。的传输和集成。 三是在信息集成的三是在信息集成的基础上，进行高级分析，基础上，进行高级分析，具有辅助决策支持的数具有辅助决策支持的数据分析能力，据分析能力，实现提高实现提高可靠性、降低成本、提可靠性、降低成本、提高收益和效率目标高收益和效率目标。1.8 1.8 国外企业对智能电网的理解国外企业对智能电网的理解-ibm-ibm智能电网通过智能电网通过实现实现整个电力供应体系的自动化整个电力供应体系的自动化来提来提高电网的高电网的可靠性及效率可靠性及效率，对于从发电厂到最终用户的，对于从发电厂到最终用户的每每

32、一个系统接入者一个系统接入者，电网结构将是，电网结构将是开放式开放式的，满足即插即的，满足即插即用技术标准。简而言之，智能电网就是要实现在适当的用技术标准。简而言之，智能电网就是要实现在适当的时间，把适当的信息交给适当的人。时间，把适当的信息交给适当的人。定义定义pjmpjm先进控制中心先进控制中心ac2ac2pjmpjm认为：认为：广域测量技术广域测量技术是保证大是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此电网的基础，因此pjmpjm目前主要从目前主要从同步同步相量技术相量技术和和先进控制中心（先进控制中心（ac2ac2）的研的研究建设着手开展

33、智能输电网的工作，主究建设着手开展智能输电网的工作，主要内容包括要内容包括soasoa/ /cimcim/ /可视化可视化。-负责美国负责美国1313个州以及哥伦比个州以及哥伦比亚特区电力系统亚特区电力系统的运行与管理，的运行与管理，世界上最大的区世界上最大的区域电网。域电网。摘自：pjm智能电网和先进控制中心资料总结：总结：pjmpjm更多的是从输电网更多的是从输电网调度运行的角度着手建设调度运行的角度着手建设1.8 1.8 国外企业对智能电网的理解国外企业对智能电网的理解-pjm-pjm作为咨询商，埃森哲对智能电网的看法是：智能电网应该涵盖电网各个环作为咨询商，埃森哲对智能电网的看法是：智

34、能电网应该涵盖电网各个环节，不仅侧重于可再生能源接入、配电和用电领域。节，不仅侧重于可再生能源接入、配电和用电领域。埃森哲观点埃森哲观点智能电网利用传感、嵌入式处理、数字化通信和it技术，将电网信息集成到电力公司的流程和系统，使电网可观测可观测（能够监测电网所有元件的状态），可控制可控制（能够控制电网所有元件的状态）和自动化自动化（可自适应并实现自愈），从而打造更加清洁、高效、安全、可靠的电力系统。清洁：清洁：能够大规模利用可再生能源减少对环境的潜在影响坚强：坚强：有能力抵御恶劣天气和外部攻击并确保信息安全自愈：自愈：有能力实现电网的自我诊断，自我调整，自动隔离故障和自动快 速恢复优化：优化：

35、能够优化资源，提高设备资产的利用率和电网的运行效率交互：交互：能够与电力市场和用户进行交互和实时响应，提升服务水平经济：经济：能够以最优成本向社会提供优质电力智能电网智能电网的特性的特性1.8 1.8 国外企业对智能电网的理解国外企业对智能电网的理解埃森哲埃森哲国外智能电网各领域效益分析国外智能电网各领域效益分析智能发电智能发电推动可再生能源的利用，减少对化石燃料的依赖减少发电环节的碳排放，降低对气候变化的影响提高发电利用效率智能输配电智能输配电提高系统的安全性，加强对电网的实时监测和控制提高系统可靠性，降低故障频率提高输配电资产的利用效率智能售电智能售电/ /用电用电加强电力公司、用户、电网

36、、电力市场之间的协调和互动减少能源消耗，提高能源使用效率 智能城市智能城市可持续的生活可持续的工作可持续的市政可持续的交通1.9 1.9 国外智能电网效益分析国外智能电网效益分析减少能源消费（亿千瓦时）减排二氧化碳（百万吨）合计16203650230480促进可再生能源发展130260降低网损1040195060120实时电价58017004010020202020年美国智能电网带来的节能和减排效果年美国智能电网带来的节能和减排效果资料来源：climate group report(2008)美国能源部美国能源部20102010年研究报告年研究报告智能电网：节能与碳减排收益智能电网：节能与碳减

37、排收益表明：表明：20302030年智年智能电网将实现节能和替代化石能源消费约能电网将实现节能和替代化石能源消费约1.071.07万亿千瓦时，直接减排二氧化碳约万亿千瓦时，直接减排二氧化碳约3.593.59亿吨，电力行业二氧化碳排放量将减少约达亿吨，电力行业二氧化碳排放量将减少约达12%12%。美国美国圣地亚哥智能电网研究报告圣地亚哥智能电网研究报告研究表明：研究表明：圣地亚哥地区圣地亚哥地区1313项智能电网技术，项智能电网技术，可每年增加就业机会和地区生产总值约可每年增加就业机会和地区生产总值约0.2830.283亿美元，减少强制停电损失约亿美元，减少强制停电损失约0.3860.386亿美

38、亿美元，减少电力系统运行和维护费用约元，减少电力系统运行和维护费用约0.1130.113亿美元等。亿美元等。1.9 1.9 国外智能电网效益分析国外智能电网效益分析目前发达国家的政府部门、企业、研究和咨询机构目前发达国家的政府部门、企业、研究和咨询机构正在积极开展智能电网方面的工作。正在积极开展智能电网方面的工作。总的来看，不同国家的国情不同、电网发展阶段、资总的来看，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。源分布不同，因此，发展智能电网的方向和重点也不同。l在发展目的方面，在发展目的方面，保障国家能源安全，积极应对气保障国家能源安全，积极应对气候

39、变化，促进可再生能源发展，提高资源利用效率，增候变化，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；加劳动就业，完善用户的增值服务；l在发展重点方面，在发展重点方面，重点研发可再生能源和分布式电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；用户的双向互动技术；l在工作进展方面，在工作进展方面，主要处于研究和实践的起始阶段，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。概念和内涵还不统一，技术路线也不相同。 1.10 1.10 国外智能电网发展总结国外

40、智能电网发展总结美国美国高尔文电力行动计划有关研究成果指出，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推广智能电网技术能够创造新的经济增长点创造新的经济增长点，如，如大规模部署应用分布式发电和储能技术将在大规模部署应用分布式发电和储能技术将在20202020年年之前为美国带来之前为美国带来100100亿美元亿美元/ /年年的经济增长。的经济增长。荷兰荷兰kemakema预测，预测，2009200920122012年年智能电网项智能电网项目将在美国国内直接创造约目将在美国国内直接创造约2828万个工作岗位万个工作岗位。英国英国政府报告指出，绿色工业有望在政府报告指出，绿色工业有望在

41、20152015年年前前为英国提供为英国提供100100万个工作岗位万个工作岗位 。1.11 1.11 国外对智能电网的新认识国外对智能电网的新认识（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（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。就业等具有重要作用。 日本日本电力系统的自动化水电力系统的自动化水平较高，其体现出的高可靠性平较高，其体现出的高可靠性和高效率从一定程度上说明了和高效率从一定程度上说明了电网智能化的潜在效益电网智能化的潜在效益。这点。这点已经引起欧美等国的重视，已经引起欧美等国的重视，美美国能源部国能源部在第一部智能电网系在第一部

42、智能电网系统报告中对美日的电力系统整统报告中对美日的电力系统整体效率进行了对比分析体效率进行了对比分析 ，指出，指出日本在过去二十年对自动化和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本电力系统运行效率超过美国的根本原因的根本原因。1.11 1.11 国外对智能电网的新认识国外对智能电网的新认识（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（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进一步得到重视。进一步得到重视。美欧日单位用户年平均停电时间比较美欧日单位用户年平均停电时间比较 20092009年年10

43、10月，月，奥巴马政府奥巴马政府发布了发布了由由9 9个政府部门联合签署的备忘录，旨个政府部门联合签署的备忘录，旨在简化和加速在简化和加速建设新输电线路的审批过建设新输电线路的审批过程程，破除建设坚强网络的体制壁垒。，破除建设坚强网络的体制壁垒。德国政府德国政府为解决当前电网制约可再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生能源发展和电网可靠性下降的问题 ，制定了制定了电网扩张法案电网扩张法案，于，于20092009年年8 8月正月正式生效。式生效。英国政府英国政府在在20092009年年7 7月发布了月发布了“英英国低碳转型计划国低碳转型计划”，指出要建设一个，指出要建设一个更

44、更强大、更智能的电网强大、更智能的电网。（三）电网坚强作为智能电网的基本内涵得到广泛认可。（三）电网坚强作为智能电网的基本内涵得到广泛认可。1.11 1.11 国外对智能电网的最新认识国外对智能电网的最新认识20082008年年1111月，月，美国美国前副总统戈尔提出前副总统戈尔提出“统一国家智能电网统一国家智能电网”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。的巨大效益。美国美国启动了北美同步相量计划（启动了北美同步相量计划（naspinaspi），在），在全国统一部署全国统一部署同步相量测量装置，期望以此打破州

45、际壁垒，推动和建立跨区域同步相量测量装置，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的数据集成和共享机制。欧盟欧盟正在支持正在支持“超级智能电网超级智能电网”相关项目，就泛欧洲大联相关项目，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。至涉及一些兼并重组的商业行为。德国德国提出要在提出要在20202020年之前把现在的年之前把现在的四家电网运营商重组为四家电网运

46、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一个全国性的电网运营商，以提高电网整体运行效率。（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（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。可靠性的作用日益受到重视。1.11 1.11 国外对智能电网的最新认识国外对智能电网的最新认识提纲提纲1. 1. 国外智能电网发展情况国外智能电网发展情况2. 2. 坚强智能电网发展战略坚强智能电网发展战略2.1 2.1 坚强智能电网发展历程坚强智能电网发展历程20092009年年1 1月，特高压试验示范工程投运后，公司领导指示要抓住月，特高压试验示范

47、工程投运后，公司领导指示要抓住机遇，加快开展智能电网研究，更系统、更全面、更长远地考虑机遇，加快开展智能电网研究，更系统、更全面、更长远地考虑电网发展问题。电网发展问题。20092009年年3 3月月1818日，公司成立了由总经理任组长的智能电网建设领日，公司成立了由总经理任组长的智能电网建设领导小组。导小组。坚强智能电网体系研究报告坚强智能电网体系研究报告和和智能电网关键技术智能电网关键技术研究框架研究框架编写全面推进。编写全面推进。20092009年年2 2月月2323日，公司党组会决定成立工作组，启动日，公司党组会决定成立工作组，启动坚强智能坚强智能电网综合研究报告电网综合研究报告的编制

48、工作。的编制工作。20092009年年1 1月月自公司成立以来，公司党组一直高度关注国际电网技术发展方向，自公司成立以来，公司党组一直高度关注国际电网技术发展方向，重视各种新技术的研究创新和集成应用，电网信息化、自动化水重视各种新技术的研究创新和集成应用，电网信息化、自动化水平大幅提升。平大幅提升。20082008年，公司领导次指示有关部门加强对世界电网年，公司领导次指示有关部门加强对世界电网智能化发展趋势的关注和跟踪。智能化发展趋势的关注和跟踪。20092009年年2 2月月20092009年年3 3月月20082008年年以前以前5 5月月2121日，日，20092009特高压输电技术国际

49、会议，公司发布坚强智能电网特高压输电技术国际会议，公司发布坚强智能电网前期研究成果。发展特高压技术、建设坚强智能电网在会上达成广前期研究成果。发展特高压技术、建设坚强智能电网在会上达成广泛共识，在世界范围内引起高度关注和广泛赞誉。泛共识，在世界范围内引起高度关注和广泛赞誉。20092009年年5 5月月2.1 2.1 坚强智能电网发展历程坚强智能电网发展历程6 6月月1515日，公司在世界各大电网企业中率先组建了智能电网部，统一日，公司在世界各大电网企业中率先组建了智能电网部，统一组织、协调智能电网工作，组织、协调智能电网工作， 标志着智能电网建设进入实质性阶段。标志着智能电网建设进入实质性阶

50、段。8 8月月2121日，日，公司召开智能电网工作座谈会，布置了第一阶段公司召开智能电网工作座谈会，布置了第一阶段智能电智能电网建设重点网建设重点工作，包括一个规划、九大试点、两项基础建设、十工作，包括一个规划、九大试点、两项基础建设、十大专题研究，标志着坚强智能电网第一阶段建设全面启动。大专题研究，标志着坚强智能电网第一阶段建设全面启动。 7 7月月1111日，在公司年中工作会议的报告中深刻阐述了建设坚强智日，在公司年中工作会议的报告中深刻阐述了建设坚强智能电网的科学发展理念：能电网的科学发展理念：“建设坚强智能电网，是特高压取得重建设坚强智能电网，是特高压取得重大突破后，我们在新的起点上推

51、动国家电网科学发展上水平的必大突破后，我们在新的起点上推动国家电网科学发展上水平的必然选择。然选择。”20092009年年6 6月月20092009年年7 7月月20092009年年8 8月月20102010年年1 1月月1 1月月1515日，日，公司召开一届五次职代会暨公司召开一届五次职代会暨20102010年工作会议，发布了年工作会议，发布了关于加快推进坚强智能电网建设的意见（国家电网办关于加快推进坚强智能电网建设的意见（国家电网办2010120101号文）行政号文）行政1 1号文。号文。20102010年年2 2月月2 2月月2 2日，日，公司召开智能电网工作会，总结了公司召开智能电网工

52、作会，总结了20092009年智能电网建设情年智能电网建设情况，布置了况，布置了20102010年重点工作，发布了智能电网第二批试点工程，印年重点工作，发布了智能电网第二批试点工程，印发了国家电网智能化规划（征求意见稿）。发了国家电网智能化规划（征求意见稿）。国家电网公司高度重视智能电网技术研究和工程实践，在国家电网公司高度重视智能电网技术研究和工程实践，在大大电网安全稳定控制、广域相量测量、灵活交流输电、数字化变电网安全稳定控制、广域相量测量、灵活交流输电、数字化变电站、配电自动化、智能电表应用、可再生能源的接入与送出、电站、配电自动化、智能电表应用、可再生能源的接入与送出、大容量储能、电动

53、汽车等领域大容量储能、电动汽车等领域开展了大量工作，取得了一批拥开展了大量工作，取得了一批拥有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。2.22.2 坚强智能电网的发展基础坚强智能电网的发展基础国家电网公司认真分析国际智能电网发展新趋势，在国家电网公司认真分析国际智能电网发展新趋势，在20092009年年3 34 4月组织月组织3 3个个考察团赴北美和欧洲考察，覆盖了主要智能电网建设国家，考察对象包括政府机考察团赴北美和欧洲考察，覆盖了主要智能电网建设国家

54、，考察对象包括政府机构、输电网运营商、配电网运营商、装备制造商等，全面了解国际智能电网发展构、输电网运营商、配电网运营商、装备制造商等，全面了解国际智能电网发展情况。情况。美国美国加拿大加拿大英荷德考察团英荷德考察团访问时间：访问时间：4月16日25日美加考察团美加考察团访问时间：访问时间：4月18日28日英国英国德国德国法国法国意大利意大利西班牙西班牙北京北京法意西考察团法意西考察团访问时间：访问时间：3月24日4月2日荷兰荷兰2.22.2 坚强智能电网的发展基础坚强智能电网的发展基础（1 1） 提高电网资源优化配置能力和电网运行效率提高电网资源优化配置能力和电网运行效率我国我国能源资源与需

55、求呈逆向分布能源资源与需求呈逆向分布，需要在更大范围内实现能源资源的优需要在更大范围内实现能源资源的优化配置。加快建设以特高压电网为骨化配置。加快建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，能够干网架的坚强智能电网，能够有效解有效解决能源资源的大规模、远距离、低损决能源资源的大规模、远距离、低损耗传输问题耗传输问题，最大限度发挥电网优化，最大限度发挥电网优化配置资源作用；配置资源作用；显著提高发电设备的显著提高发电设备的综合利用效率、电网的传输效率和用综合利用效率、电网的传输效率和用户的电能使用效率户的电能使用效率，充分发挥电网的，充分发挥电网的节能增效作用。节能增效作用。2.3 2.3 建设坚

56、强智能电网的意义建设坚强智能电网的意义我国能源资源总量匮乏、我国能源资源总量匮乏、结构不均衡结构不均衡，煤炭丰富，而石油、天然气相对匮乏，以煤煤炭丰富，而石油、天然气相对匮乏，以煤炭为主的能源消费带来严重的污染和气候问炭为主的能源消费带来严重的污染和气候问题，发展坚强智能电网有助于题，发展坚强智能电网有助于推动清洁能源推动清洁能源发展发展。到到20092009年初，我国装机容量已达到年初，我国装机容量已达到8 8 亿亿千瓦，预计千瓦，预计20202020年将达到年将达到1616亿千瓦，亿千瓦，用什用什么方式来满足第二个么方式来满足第二个8 8亿千瓦的装机要求亿千瓦的装机要求，是需要我们共同面临

57、的严峻问题。目前我国是需要我们共同面临的严峻问题。目前我国清洁能源清洁能源占能源消费的比重只有占能源消费的比重只有8%8%左右。左右。距离中央提出距离中央提出20202020年非化石能源比重年非化石能源比重15%15%的的目标还有很大差距，未来发展任务十分繁重。目标还有很大差距，未来发展任务十分繁重。（2 2）提高电网接纳清洁能源能力，推动清洁能源发展）提高电网接纳清洁能源能力，推动清洁能源发展2.3 2.3 建设坚强智能电网的意义建设坚强智能电网的意义我国电工行业核心竞争力不强，发我国电工行业核心竞争力不强，发展智能电网将在展智能电网将在电力电子、信息、通信、电力电子、信息、通信、传感器和储

58、能等高新技术领域带来大量传感器和储能等高新技术领域带来大量的技术研发需求的技术研发需求，为，为加速技术创新、推加速技术创新、推动产业结构调整动产业结构调整和和装备升级装备升级带来重大机带来重大机遇。加快发展智能电网还将为我国打破遇。加快发展智能电网还将为我国打破欧美国家能源技术垄断、占领智能电网欧美国家能源技术垄断、占领智能电网技术标准等领域的战略制高点提供历史技术标准等领域的战略制高点提供历史机遇，也为我国电工设备、电动汽车、机遇，也为我国电工设备、电动汽车、智能家电和化学储能等相关产业走向世智能家电和化学储能等相关产业走向世界提供了机遇。界提供了机遇。（3 3）带动技术创新，为相关产业发展

59、提供重大机遇）带动技术创新，为相关产业发展提供重大机遇2.3 2.3 建设坚强智能电网的意义建设坚强智能电网的意义钢铁制造业钢铁制造业坚强智能电网产业带动情况坚强智能电网产业带动情况智能家电制造业智能家电制造业电动汽车制造业电动汽车制造业城市智能交通业城市智能交通业电池制造业电池制造业新能源发电制造新能源发电制造业业输输/ /变变/ /配配/ /用电装备用电装备及控制设备制造业及控制设备制造业电线电线/ /电缆电缆/ /光缆光缆制造业制造业仪器仪表制造业仪器仪表制造业通信设备制造通信设备制造业业it it及软件业及软件业各类燃料加工业各类燃料加工业新材料产业新材料产业电力电力/ /电子元器件电

60、子元器件制造业制造业芯片制造业芯片制造业电力环保业电力环保业上上游游下下游游基基础础智能小区智能小区智能楼宇智能楼宇智能家居智能家居传感器产业传感器产业2.3 2.3 建设坚强智能电网的意义建设坚强智能电网的意义我国能源供给和电力安全面临严峻形势。石我国能源供给和电力安全面临严峻形势。石油资源储量有限，无法满足经济快速增长的需求，油资源储量有限，无法满足经济快速增长的需求，20082008年年对外依存度高达对外依存度高达49.8%49.8%；汽车汽车是除工业外是除工业外最主要的用油行业，目前最主要的用油行业，目前新增石油需求新增石油需求的的2/32/3来来自于交通运输业自于交通运输业。频繁发生