物联网技术之智能电网

1、物联网技术之智能电网物联网技术之智能电网智能电网（见智能电网（见图图9-1）的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高）的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效和环境友好等，具体来说智能电网应该做到以下几点。效和环境友好等，具体来说智能电网应该做到以下几点。 1 1）更加可靠）更加可靠2 2）更加安全）更加安全3 3）更加经济）更加经济4 4）更加高效）更加高效5 5）对环境更加友好）对环境更加友好第九章第九章 智能电网智能电网第一节第一节 智能电网概述智能电网概述 一、智能电网简介一、智能电网简介 智能电网是以物理电网为基础将现代先进的传感测量技术、通信技智能电网是以物理电网为基础将现代

2、先进的传感测量技术、通信技术、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、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，为用户提供可靠、经济、清洁、互动适应电力市场化发展等为目的，为用户提供可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。的电力供应和增值服务。 利用智能电网的互动性，能够实现双向的传输数据，实

3、行动态的浮利用智能电网的互动性，能够实现双向的传输数据，实行动态的浮动电价制度，可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备动电价制度，可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调整，平衡电力供应缺口，从而达到对整能够在不同区域间进行及时调整，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。个电力系统运行的优化管理。 二、智能电网特性二、智能电网特性 1 1智能电网是自愈电网智能电网是自愈电网 2 2智能电网激励和保护用户智能电网激励

4、和保护用户 3 3智能电网将抵御攻智能电网将抵御攻 4 4智能电网提供满足智能电网提供满足2121世纪用户需求的电能质量世纪用户需求的电能质量5 5智能电网将减少来自输电和配电系统中的电能质量事件智能电网将减少来自输电和配电系统中的电能质量事件6 6智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入7 7智能电网将使电力市场蓬勃发展智能电网将使电力市场蓬勃发展8 8智能电网优化资产运行智能电网优化资产运行三、国内外智能电网发展现状三、国内外智能电网发展现状 1 1国外智能电网的发展与现状国外智能电网的发展与现状 20062006年美国年美国IBMIBM

5、公司提出公司提出“智能电网智能电网”解决方案。解决方案。 第一节第一节 智能电网概述智能电网概述 奥巴马上任后提出建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电奥巴马上任后提出建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业网产业 ,创造世界上最高的能源使用效率。创造世界上最高的能源使用效率。 2008 2008年科罗拉多州的波尔得宣布成为全美第一个智能的电网城市。年科罗拉多州的波尔得宣布成为全美第一个智能的电网城市。 20012001年意大利的电力公司就安装和改造了年意大利的电力公司就安装和改造了30003000万台智能电表，万台智能电表，建立起了智能化计量网络建立起了智能化计量网络. . 20

6、062006年欧盟理事会的能源绿皮书年欧盟理事会的能源绿皮书欧洲可持续的、竞争的和安全的欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略电能策略明确强调欧洲已经进入一个新能源时代，而智能电网技明确强调欧洲已经进入一个新能源时代，而智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。 日本政府计划在与电力公司协商后，于日本政府计划在与电力公司协商后，于20102010年开始进行大规模的构年开始进行大规模的构建智能电网实验。建智能电网实验。 韩国计划韩国计划20112011年前建立一个年前建立一个“智能电网智能电网”综合性试点项目，届时能综合性试点项目

7、，届时能提高该国环保能源的能力。提高该国环保能源的能力。 澳大利亚政府在最新的预算案中已划拨澳大利亚政府在最新的预算案中已划拨1 1亿澳元用于智能电网建设亿澳元用于智能电网建设。 第一节第一节 智能电网概述智能电网概述 2 2我国智能电网的发展与现状我国智能电网的发展与现状能源结构不合理、能源分布不均衡已经严重制约电力行业的发展。能源结构不合理、能源分布不均衡已经严重制约电力行业的发展。特高压电网解决了远距离、大容量输电问题，在一定程度上解决了能特高压电网解决了远距离、大容量输电问题，在一定程度上解决了能源输送问题，但源输送问题，但“重电源轻网络重电源轻网络”导致供电可靠性较低，同时网络架导致

8、供电可靠性较低，同时网络架结构薄弱则限制了新能源有效利用。结构薄弱则限制了新能源有效利用。 2007 2007年年1010月，华东电网正式启动智能互动上网可行性研究项目。月，华东电网正式启动智能互动上网可行性研究项目。 2008 2008年年4 4月，华东电网启动高级调度中心项目建设。月，华东电网启动高级调度中心项目建设。 2007 2007年华北电网公司开始进行智能电网相关的研究和建设。年华北电网公司开始进行智能电网相关的研究和建设。 20092009年初，国家电网公司启动了年初，国家电网公司启动了“坚强智能电网体系研究报坚强智能电网体系研究报告告”、“坚强智能电网综合研究报告坚强智能电网综

9、合研究报告”和和“智能电网关键技术研智能电网关键技术研究框架究框架”等重要课题的研究。等重要课题的研究。 20092009年年5 5月国家电网公司正式宣布将建设月国家电网公司正式宣布将建设“坚强的智能电网坚强的智能电网”，并公布了规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案。并公布了规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案。第一节第一节 智能电网概述智能电网概述 第二节第二节 智能电网在中国智能电网在中国 一、发展智能电网的优势和阻力一、发展智能电网的优势和阻力 1 1我国发展智能电网的优势我国发展智能电网的优势 我国电力行业所拥有的一些资产和发达国家相比更加先进。我国电力行业所拥有的一些

10、资产和发达国家相比更加先进。 2 2智能电网可能遭遇的阻力智能电网可能遭遇的阻力 业务流程的变化业务流程的变化 二、我国智能电网应时而生二、我国智能电网应时而生 1 1多网融合将会实现多网融合将会实现 实现实现“电力流、信息流、业务流电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。 预计到预计到20202020年，我国电动汽车保有量将达到年，我国电动汽车保有量将达到30003000万辆。智能万辆。智能电网可以通过分时电价政策引导客户主动调整充电操作，也可以

11、电网可以通过分时电价政策引导客户主动调整充电操作，也可以自动调节控制电动汽车充电操作，进而保证电动汽车有序充电。自动调节控制电动汽车充电操作，进而保证电动汽车有序充电。 第二节第二节 智能电网在中国智能电网在中国随着智能电网的建设完善，将会在全国形成一个完整、统一的覆盖随着智能电网的建设完善，将会在全国形成一个完整、统一的覆盖城乡、连接所有客户、所有用电设备的庞大物联网。城乡、连接所有客户、所有用电设备的庞大物联网。 通过智能电网，可以实现互联网、语音和视频的共同接入，客户可通过智能电网，可以实现互联网、语音和视频的共同接入，客户可随时了解家庭的用电情况、电器的使用状态、电费在线查询，并对家随

12、时了解家庭的用电情况、电器的使用状态、电费在线查询，并对家用电器进行远程监控。用电器进行远程监控。 2 2城市智能电网应时而生城市智能电网应时而生 北京市正在按照北京市正在按照“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的的工作方针，着力打造具有首都特大型城市特色的高可靠、智能化电网工作方针，着力打造具有首都特大型城市特色的高可靠、智能化电网。一是重点开展并完成国家电网公司下达给北京公司的一系列智能电。一是重点开展并完成国家电网公司下达给北京公司的一系列智能电网试点项目建设，努力将试点项目建设成国家领先水平，总结试点项网试点项目建设，努力将试点项目建设成国家

13、领先水平，总结试点项目建设经验，完善有关技术标准；二是充分结合北京电网的实际特点目建设经验，完善有关技术标准；二是充分结合北京电网的实际特点，推动以提升北京电网安全稳定运行管控水平为目标的智能化电网建，推动以提升北京电网安全稳定运行管控水平为目标的智能化电网建设工作。设工作。 预计到预计到20202020年，北京电网大负荷将达到年，北京电网大负荷将达到28002800万千瓦，届时，一个万千瓦，届时，一个世界一流的城市智能电网必定会建成。世界一流的城市智能电网必定会建成。第二节第二节 智能电网在中国智能电网在中国3 3分时电价推动智能电表的应用分时电价推动智能电表的应用 分时电价，是智能电网首先

14、需要实现的功能。另一方面，分时电价分时电价，是智能电网首先需要实现的功能。另一方面，分时电价的实行，也将推动智能电表的应用与推广。的实行，也将推动智能电表的应用与推广。 分时电价，能平衡电网负荷，同时方便人们选择合理而省钱的用分时电价，能平衡电网负荷，同时方便人们选择合理而省钱的用电方式。电方式。 通过智能电表，能切身感受到智能电网的存在。除指导家庭用电、通过智能电表，能切身感受到智能电网的存在。除指导家庭用电、削峰填谷外，对于普通家庭，可在自家屋顶安装太阳能、风能等发电削峰填谷外，对于普通家庭，可在自家屋顶安装太阳能、风能等发电设备，并可将接入家庭用电的负荷并入大电网，这称之为分布式能源设备

15、，并可将接入家庭用电的负荷并入大电网，这称之为分布式能源发电。发电。 “低电价时大家会多用电，高电价时就会少用电低电价时大家会多用电，高电价时就会少用电”。 三、我国智能电网的发展战略三、我国智能电网的发展战略 1 1我国智能电网的发展前景我国智能电网的发展前景 第二节第二节 智能电网在中国智能电网在中国我国智能电网发展前景，主要是坚持做到我国智能电网发展前景，主要是坚持做到“三个并重三个并重”，努力打造，努力打造具有我国特色的坚强智能电网。具有我国特色的坚强智能电网。 1 1）坚持外延发展和内涵提升并重）坚持外延发展和内涵提升并重2 2）坚持供电侧和用电侧并重）坚持供电侧和用电侧并重3 3）

16、坚持集中和分散并重）坚持集中和分散并重2 2坚强智能电网坚强智能电网“两化两化”融合的良好切入点融合的良好切入点 智能电网的最重要的功能，应该是节约能耗，提高电网利用率。智能电网的最重要的功能，应该是节约能耗，提高电网利用率。智能电网的重要运用是智能电表区分不同时段的电价，然后将信息智能电网的重要运用是智能电表区分不同时段的电价，然后将信息反馈到发电和输电方，形成互动。这样，一方面电力公司可依据用反馈到发电和输电方，形成互动。这样，一方面电力公司可依据用电量来调节分配情况；另一方面，用户也可以根据电价不同，将较电量来调节分配情况；另一方面，用户也可以根据电价不同，将较为费电的电器选择在电费低时

17、开启。为费电的电器选择在电费低时开启。 第三节第三节 智能电网技术智能电网技术 一、智能电网技术简介一、智能电网技术简介1 1智能电网技术发展现状智能电网技术发展现状 2 2智能电网的结构优势智能电网的结构优势 智能电网的结构支持目前配电系统的结构所不能支持的两个基本智能电网的结构支持目前配电系统的结构所不能支持的两个基本要求：要求：（1 1）综合考虑终端用户控制和总体配电系统控制。）综合考虑终端用户控制和总体配电系统控制。（2 2）支持高比重的分布式电源。）支持高比重的分布式电源。 3 3智能电网技术应用特点智能电网技术应用特点1 1）分布式能源领域）分布式能源领域2 2）通信技术）通信技术

18、3 3）控制与软件应用）控制与软件应用第三节第三节 智能电网技术智能电网技术二、新型能源管理系统二、新型能源管理系统 新型能源管理系统设计方案就是智能电网技术在用电系统的一个典型新型能源管理系统设计方案就是智能电网技术在用电系统的一个典型应用，可用于监测家用电路的耗电量，还可以通过互联网通信技术调整应用，可用于监测家用电路的耗电量，还可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。家用电器的用电量。 1 1与公共电网并网的分布式发电装置与公共电网并网的分布式发电装置 2 2管理系统配置管理系统配置 3 3用电系统智能电网技术总结用电系统智能电网技术总结 （1 1）通过分布式发电装置提高供电系统的可靠性和效率，提供对紧）通过分布式发电装置提高供电系统的可靠性和效率，提供对紧急功率、无停电电能系统和峰荷电力及其他一些辅助服务功能急功率、无停电电能系统和峰荷电力及其他一些辅助服务功能如无功支持、电能质量改善等的支持。如无功支持、电能质量改善等的支持。（2 2）通过将可再生能源发电设备整合进能源基础设施中，满足电力）通过将可再生能源