智能电网的概况及应用20

1、智能电网的概况及应用 通信1111 于洋国外智能电网研究概况 智能电网的定义智能电网的定义o 美国定义美国定义 智能电网是以高性价比的计算机、电子设备智能电网是以高性价比的计算机、电子设备和可控电力器件等为基础，利用网络通信技和可控电力器件等为基础，利用网络通信技术、自动控制和信息技术，将这些技术和原术、自动控制和信息技术，将这些技术和原有的输、配电基础设施高度结合而形成的新有的输、配电基础设施高度结合而形成的新型电网型电网,从而实现对电力网络的变革与改造，从而实现对电力网络的变革与改造，达到电力网络更加可靠、安全、经济、高效、达到电力网络更加可靠、安全、经济、高效、灵活、环保这一根本目标。灵

2、活、环保这一根本目标。o 欧洲定义欧洲定义 将电力与通信和计算机控制连接在一起，以获取在将电力与通信和计算机控制连接在一起，以获取在供电可靠性、传输容量和客户服务等方面的巨大效供电可靠性、传输容量和客户服务等方面的巨大效益。在这个完全自动化的供电网络中，每一个用户益。在这个完全自动化的供电网络中，每一个用户和节点都得到了实时的监控，并保证了从发电厂到和节点都得到了实时的监控，并保证了从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动。通过广泛应用宽带通讯技术、信息整合技术及动。通过广泛应用宽带通讯技术、信息整合技术及现代自动控制技术将分布式能源

3、（现代自动控制技术将分布式能源（Distributed generation,简称简称DG）与可再生能源和大电网高）与可再生能源和大电网高度集成起来，保证电力市场交易的实时进行和电网度集成起来，保证电力市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接和实时互动上各成员之间的无缝连接和实时互动 中国智能电网定义中国智能电网定义o是以物理电网为基础，应用现代的先进传感是以物理电网为基础，应用现代的先进传感测量技术、大功率电力电子技术、通信信息测量技术、大功率电力电子技术、通信信息技术和现代控制技术，能抵御严重电气故障、技术和现代控制技术，能抵御严重电气故障、外力破坏、信息攻击、严重自然灾害，与物外力

4、破坏、信息攻击、严重自然灾害，与物理电网高度集成实现电力大范围输送、分布理电网高度集成实现电力大范围输送、分布电源以及电动汽车的灵活接入电网与即插即电源以及电动汽车的灵活接入电网与即插即用、用户主动参与需方响应，具有安全可靠、用、用户主动参与需方响应，具有安全可靠、灵活可控、透明开放、经济高效、友好互动灵活可控、透明开放、经济高效、友好互动特征的新型电网。特征的新型电网。智能电网为何“智能”o可观测可观测量测、传感技术量测、传感技术o可控制可控制对观测状态进行控制对观测状态进行控制o分布智能分布智能嵌入式处理技术嵌入式处理技术o高级分析高级分析数据到信息的转换数据到信息的转换o自适应自适应o自

5、愈自愈国外专家认为未来智能电网技术应包括以下国外专家认为未来智能电网技术应包括以下一些主要内容：一些主要内容：o先进的相量测量（先进的相量测量（PMUPMU）和广域测量技术（）和广域测量技术（WAMSWAMS）；）；o先进的三维、动态、可视化调度技术；先进的三维、动态、可视化调度技术；o高级计量高级计量- - 无线、自动计量读数（无线、自动计量读数（Advanced metering Advanced metering infrastructureAMIinfrastructureAMI）(Automatic meter reading-AMR)(Automatic meter reading

6、-AMR)；o 需求响应需求响应 (Demand Response)(Demand Response)；( (需求侧管理需求侧管理DSM)DSM)o 先进的配电自动化先进的配电自动化 高级配电运行高级配电运行(ADO)(ADO)功能使功能使“自愈自愈” ” (Self Healing) (Self Healing) 成为可能；成为可能； o分布式发电技术分布式发电技术(Distributed Generation or Distributed (Distributed Generation or Distributed Energy Resources-DG or DER)Energy Res

7、ources-DG or DER)o电力储能技术电力储能技术( (蓄电池、混合动力电动汽车蓄电池、混合动力电动汽车- -1kWh=561kWh=56公里公里）等）等美国智能电网基本功能美国智能电网基本功能o（1）使得用户的积极参与成为可能）使得用户的积极参与成为可能 o当用户使用的时候，可以实时看到电器当天分时段（含合当用户使用的时候，可以实时看到电器当天分时段（含合计）用了多少电，分时段（含合计）用了多少钱；用户可以获计）用了多少电，分时段（含合计）用了多少钱；用户可以获得及时的信息，选择何种电能消费；电网运行人员有新的资源得及时的信息，选择何种电能消费；电网运行人员有新的资源可供利用。可供

8、利用。o（2）电网支持广泛的分布式电源接入）电网支持广泛的分布式电源接入 o各种发电设备和储能系统做到无缝整合；简化相互之间的各种发电设备和储能系统做到无缝整合；简化相互之间的连接过程，即插即用；大型集中供电设备包括风力发电、太阳连接过程，即插即用；大型集中供电设备包括风力发电、太阳能发电形式，小容量的分散电源灵活接入电网。能发电形式，小容量的分散电源灵活接入电网。o（3）新的电力产品、服务以及电力交易成为可能）新的电力产品、服务以及电力交易成为可能 o卖方和买方到用户一级，支持第二电力市场的产生（新的卖方和买方到用户一级，支持第二电力市场的产生（新的贸易商品和服务），提供跨区域统一协调的市场

9、运行机制，支贸易商品和服务），提供跨区域统一协调的市场运行机制，支持零售市场的竞争增长，激励接近用户侧的能源发展。持零售市场的竞争增长，激励接近用户侧的能源发展。美国智能电网基本功能美国智能电网基本功能o（4）良好的电能质量）良好的电能质量o对电能质量进行监测、诊断和响应；电能质量标准将根据输送的对电能质量进行监测、诊断和响应；电能质量标准将根据输送的电能质量平衡负荷敏感度在一个合理的价格上。电能质量平衡负荷敏感度在一个合理的价格上。o（5）电力运行利用最优化）电力运行利用最优化 o改进负荷因数，降低系统损耗；有效、优化设计的工具；智能的改进负荷因数，降低系统损耗；有效、优化设计的工具；智能的

10、监测和诊断；计算机辅助的资产管理、工作流程管理、停运管理。监测和诊断；计算机辅助的资产管理、工作流程管理、停运管理。o（6）自愈功能）自愈功能 o进行持续的资产自评估；检测、分析、反应以及恢复电网中各组进行持续的资产自评估；检测、分析、反应以及恢复电网中各组成元件及网络；与人类参与相比，其处理问题更快，更大；使电网像成元件及网络；与人类参与相比，其处理问题更快，更大；使电网像一个具有免疫能力的系统一样运行；支持电网的可靠性、安全性和电一个具有免疫能力的系统一样运行；支持电网的可靠性、安全性和电能质量。能质量。o（7）抵御自然灾害）抵御自然灾害 o在系统遇到自然灾难或扰动时可以灵活地运行，建立了

11、物理的和在系统遇到自然灾难或扰动时可以灵活地运行，建立了物理的和数字的安全系统；减少了系统本身的脆弱性、减轻了可能受到的威胁，数字的安全系统；减少了系统本身的脆弱性、减轻了可能受到的威胁，减少了受自然灾害影响的程度。减少了受自然灾害影响的程度。欧洲智能电网基本功能欧洲智能电网基本功能o（1）自愈）自愈o对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防对电网的运行状态进行连续的在线自我评估，并采取预防性的控制手段，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；故障发性的控制手段，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；故障发生时，在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢生时，在没有或少量人工干预下，能够

12、快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电。复，避免大面积停电。o（2）互动）互动o系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，支持电力系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，支持电力交易的有效开展，实现能源的优化配置；通过市场交易更好地交易的有效开展，实现能源的优化配置；通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运激励电力市场主体参与电网安全管理，提升电力系统的安全运行水平。行水平。o（3）优化）优化o实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化，实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化，合理地安排设备的运行与检修，提高资产的利用效率，有效地合理地安排

13、设备的运行与检修，提高资产的利用效率，有效地降低运行维护成本和投资成本，减少电网损耗。降低运行维护成本和投资成本，减少电网损耗。欧洲智能电网基本功能欧洲智能电网基本功能o（4）兼容）兼容o电网能够同时适应集中发电与分散发电模式，实现电网能够同时适应集中发电与分散发电模式，实现与负荷侧的交互，支持风电等可再生能源的接入，扩大与负荷侧的交互，支持风电等可再生能源的接入，扩大系统运行调节的可选资源范围，满足电网与自然环境的系统运行调节的可选资源范围，满足电网与自然环境的和谐发展。和谐发展。o（5）集成）集成o通过不断的流程优化，信息整合，实现企业管理、通过不断的流程优化，信息整合，实现企业管理、生产

14、管理、调度自动化与电力交易业务的集成，形成全生产管理、调度自动化与电力交易业务的集成，形成全面的辅助决策支持体系，支撑企业管理的规范化和精细面的辅助决策支持体系，支撑企业管理的规范化和精细化，不断提升电力企业管理效率化，不断提升电力企业管理效率 。中国统一坚强智能电网的内涵中国统一坚强智能电网的内涵 坚强智能电网坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度发电、输电、变电、配电、用电和调度各个各个环节，覆盖所有电压等级，实现环节，覆盖所有电压等级，实

15、现“电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流”的高度一的高度一体化融合，是体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的的现代电网。现代电网。统一坚强智能电网的内涵统一坚强智能电网的内涵o“坚强坚强”和和“智能智能”是坚强智能电网的基本是坚强智能电网的基本内涵。内涵。o只有形成坚强网架结构，构建只有形成坚强网架结构，构建“坚强坚强”的基的基础，础，实现信息化、数字化、自动化、互动化实现信息化、数字化、自动化、互动化的的“智能智能”技术特征技术特征，才能充分发挥坚强智，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。能电网的功能和作用。信

16、息化信息化是指实时和是指实时和非实时信息的非实时信息的高度集成、共高度集成、共享与利用享与利用 数字化数字化是指电网是指电网对象、结构、特对象、结构、特性及状态的定量性及状态的定量描述和各类信息描述和各类信息的精确高效采集的精确高效采集与传输与传输自动化自动化是指电是指电网控制策略的网控制策略的自动优选、运自动优选、运行状态的自动行状态的自动监控和故障状监控和故障状态的自动恢复态的自动恢复 互动化互动化是指是指电源、电网电源、电网和用户资源和用户资源的友好互动的友好互动和协调运行和协调运行智能电网的主要作用智能电网的主要作用o（一）满足经济社会发展对电力的需求（一）满足经济社会发展对电力的需求

17、o 通过建设坚强智能电网，提高电网大范围优化配置资源能力，实现通过建设坚强智能电网，提高电网大范围优化配置资源能力，实现电力远距离、大规模输送，满足经济快速发展对电力的需求。电力远距离、大规模输送，满足经济快速发展对电力的需求。（二）应对资源环境问题带来的挑战（二）应对资源环境问题带来的挑战 通过建设坚强智能电网，实现可再生能源集约化开发、大规模、通过建设坚强智能电网，实现可再生能源集约化开发、大规模、远距离输送和高效利用，改善能源结构，促进资源节约型、环境友好型远距离输送和高效利用，改善能源结构，促进资源节约型、环境友好型社会建设。社会建设。（三）适应发用电多样化的发展要求（三）适应发用电多

18、样化的发展要求 通过建设坚强智能电网，实现各类集中通过建设坚强智能电网，实现各类集中/分布式电源、储能装分布式电源、储能装置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化，提高电力系统资置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化，提高电力系统资产的运营效益和全社会的能源效率，促进经济社会的可持续发展。产的运营效益和全社会的能源效率，促进经济社会的可持续发展。（四）满足多元化用电服务需求（四）满足多元化用电服务需求 通过建设坚强智能电网，提高电能质量和供电可靠性，创新通过建设坚强智能电网，提高电能质量和供电可靠性，创新商业服务模式，提升电网与用户双向互动能力和用电增值服务水平。商业服务模式，提升电网与用户双向互动能力和用电增值服务水平。坚强智能电网坚强智能电网的目标的目标o构建以特高压交直流电网为骨干网架、各级电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电网系统。网协调发展的坚强电网系统。 o 国家能源运