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北京蒂华森管理咨询有限公司Email:dihuas@163.comPAGEPAGE134机密 第134页 DATE\@"yyyy-M-d"2019-9-1机密 第0页 DATE\@"yyyy-M-d"2019-9-12010-2013年中国电网行业发展预测与投资分析报告2010年1月目录第一章 智能电网行业发展基本概述 9第一节 智能电网的概念 9一、 智能电网的定义 9二、 智能电网的功能 9三、 智能电网的关键技术 10第二节 智能电网的特点及目标 14一、 智能电网的特征要素分析 14二、 中国智能电网的特点 15三、 智能电网的目标 15第三节 智能电网主要特征分析 16一、 智能电网是自愈电网 16二、 智能电网激励和包括用户 16三、 智能电网将抵御攻击 17四、 智能电网提供满足世纪用户需求的电能质量 17五、 智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件 18六、 智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入 18七、 智能电网将使电力市场蓬勃发展 18八、 智能电网优化其资产应用运行更加高效 19第二章 2009年中国电网行业发展现状透析 19第一节 2009年中国电网行业运行综述 19一、 我国电网发展历程及分析 19二、 2009年中国电网的规模分析 22第二节 2009年中国电网行业发展策略分析 22一、 电网建设的发展建议 22二、 中国应重视电网结构布局的安全性和灵活性 24第三节 2009年电网企业营销信息化发展趋势分析 25一、 中国电网企业营销信息化现状 25二、 智能电网将促进电网企业营销信息化的发展 26第三章 2009年国外智能电网发展走势分析 27第一节 国外智能电网政策演进历程 27一、 美国 27二、 欧洲 27第二节 2009年国外智能电网技术研究近况 28一、 智能用电 28二、 智能网络 28三、 新能源发电 28四、 智能企业 28第三节 2009年国外智能电网建设情况分析 28一、 美国大力推动智能电网发展 28二、 日本构建智能电网以新能源为主 29三、 欧盟委员会推动智能电网技术 29第四节 2009年美国智能电网产业项目分析 30一、 美国最广泛的智能电网项目 30二、 IEEE启动智能电网标准项目 31三、 ibm参与电动汽车智能电网建设项目 31第四章 2009年中国智能电网产业运行态势分析 32第一节 2009年中国智能电网产业发展概况 32一、 谷歌进军智能电网市场 32二、 中国智能电网阶段分析 32三、 智能电网板块或成新热点 34四、 智能电网是国家电力系统的“中枢神经” 35第二节 2009年中国智能电网产业发展状况分析 36一、 2009年智能电网时代来临 36二、 2009年智能电网市场发展热点分析 36三、 2009年智能电网概念成市场主流热点 36四、 发展坚强智能电网带来的影响 37五、 智能电网发展关键问题具体分析 38第五章 2009年智能电网市场运行动态分析 39第一节 2009年中国智能电网产业市场概述 39一、 我国“坚强智能电网”将在2020年完成 39二、 我国发展智能电网已经是一种趋势 39三、 智能电网将打破风电发展瓶颈 41第二节 2009年中国智能电网产业发展分析 42一、 2009年智能电网是经济创新增长的超级引擎 42二、 2009年智能电网实施的保障分析 45三、 智能电网应对未来挑战的抉择 45四、 2009年智能电网建设规划再度细化 45第三节 2009年中国电网节能降耗分析 46第六章 2009年我国智能电网行业技术研究进展分析 52第一节 智能电网技术体系分析 52一、 发展智能电网的必要性及智能电网的性能要求 52二、 智能电网的基础技术 54三、 智能电网的功能实现 57四、 智能电网的绩效评价体系 60第二节 2009年智能电网行业技术发展状况分析 60一、 2009年我国智能电网技术获突破性进展 60二、 2009年智能电网技术的发展面临的挑战 61第三节 2009年中国特高压电网的技术特性分析 62一、 特高压系统的关键技术分析 62二、 特高压设备供应能力及自主化、国产化分析 63三、 特高压对环境及生态的影响分析 63第七章 2009年中国电力行业发展走势分析 64第一节 2009年中国电力发展状况分析 64一、 2009年中国电力装机容量增长情况 64二、 2009年电力行业运行情况 66三、 2009年中国电力形势分析 67四、 2009年电力消费量分析 68五、 2009年发电量分析 69第二节 2009年中国电力行业发展现状分析 72一、 2009年五大电力新能源战略发展分析 72二、 2009年电力行业参考指标分析 72三、 2009年电力增长情况分析 74四、 2009年我国电力需求增速预测 75第三节 2009年中国电力工业变革与发展的战略选择分析 75一、 我国电力发展战略调整的紧迫性 75二、 电源发展的战略选择的方式 81三、 电网发展的战略选择的技术 86第八章 2009年中国特高压电网产业运行走势分析 91第一节 中国发展特高压交流输电的必然性和必要性 91一、 发展特高压电网的必然性 91二、 中国发展特高压交流输电的各种必要性 92三、 特高压输电的经济效益和社会效益分析 93第二节 2009年中国特高压输电发展现状分析 95一、 特高压输电的特点 95二、 特高压输电的发展历程 95三、 2009年中国特高压输电技术发展情况 96第九章 2009年中国智能电网行业市场竞争格局分析 100第一节 2009年中国智能电网行业竞争格局分析 100一、 国内外建设智能电网的差别 100二、 2009年智能电网被赋予国家竞争级的战略地位 101第二节 2009年中国智能电网行业竞争现状分析 102一、 2009年国电南自整合后进军智能电网 102二、 2009年智能电网战略分析 103三、 2009年智能电网竞争状况分析 103第十章 2009年中国主要智能电网企业竞争性财务数据分析 104第一节 东方电子股份有限公司 104一、 企业概况 104二、 企业主要经济指标分析 104三、 企业成长性分析 104四、 企业经营能力分析 105五、 企业盈利能力及偿债能力分析 106第二节 东方电气股份有限公司 106一、 企业概况 106二、 企业主要经济指标分析 107三、 企业成长性分析 107四、 企业经营能力分析 108五、 企业盈利能力及偿债能力分析 109第三节 国电南瑞科技股份有限公司 109一、 企业概况 109二、 企业主要经济指标分析 110三、 企业成长性分析 111四、 企业经营能力分析 112五、 企业盈利能力及偿债能力分析 112第四节 深圳长城开发科技股份有限公司 113一、 企业概况 113二、 企业主要经济指标分析 113三、 企业成长性分析 113四、 企业经营能力分析 114五、 企业盈利能力及偿债能力分析 114第五节 泰豪科技股份有限公司 115一、 企业概况 115二、 企业主要经济指标分析 115三、 企业成长性分析 115四、 企业经营能力分析 116五、 企业盈利能力及偿债能力分析 116第十一章 2010-2013年中国智能电网行业发展趋势分析 117第一节 2010-2013年中国智能电网行业发展趋势分析 117一、 2010-2013年智能电网的机遇与挑战分析 117二、 2010-2013年智能电网行业发展前景 117三、 2010-2013年我国智能电网的发展趋势 118四、 中国坚强智能电网引领世界电网发展新趋势 118五、 2009-2020年我国智能电网建设计划分析 119第二节 2010-2013年中国智能电网产业运行前景 119第十二章 2010-2013年中国智能电网行业发展预测分析 119第一节 2010-2013年中国电网建设发展的前景及趋势 119一、 经济增长带来的电力需求将推动中国电网加快建设 119二、 2009年中国电网固定资产投资将超3000亿 120三、 未来中国电网建设规模及投资预测 120第二节 2010-2013年中国智能电网行业预测分析 120一、 2010-2013年智能电网市场空间预测 120二、 2010-2013年智能电网企业的发展机遇 120三、 2010-2013年中国智能电网投资趋势 120第十三章 2009年中国智能电网行业投资环境分析 121第一节 2009年经济发展环境分析 121一、 2009年我国宏观经济景气指数 121二、 2009年宏观经济发展分析 122第二节 2009年政策法规环境分析 122一、 2009年智能电网技术标准体系有望年底露雏形 122二、 2009年居民智能用电服务相关标准有望出台 123三、 2009年统一坚强智能电网整体规划年底出台 123第三节 2009年社会发展环境分析 124一、 2009年居民消费价格分类指数分析 124二、 2009年全国社会消费品零售总额 124三、 2009年全国居民消费价格分析 124四、 2009年全国城镇投资情况 125第十四章 2010-2013年中国智能电网行业投资机会分析 126第一节 2010-2013年智能电网投资机会分析 126一、 智能电网题材的投资机会 126二、 智能电网将拉动IT领域投资 127三、 未来5年智能电网投资规模分析 128四、 应抢占智能电网的发展先机 129第二节 2010-2013年中国智能电网产业投资风险分析 129第十五章 2010-2013年智能电网行业投资战略研究分析 130第一节 智能电网发展战略研究 130一、 技术开发战略 130二、 产业战略规划 130三、 业务组合战略 130四、 营销战略规划 130五、 区域战略规划 131六、 信息化战略规划 131第二节 2010-2013年我国智能电网发展策略分析 132一、 坚守核心主业 132二、 构建优质渠道 132三、 整合优质资源 132四、 明确品牌形象 132五、 调整市场策略 133图表目录TOC\h\z\c"图表"图表1智能电网的投资构成 35图表2全国电力装机容量历年走势 47图表3我国2007-2009年发电量产量情况 47图表42007年12月-2008年12月水电发电量及增长 48图表52007年12月-2008年12月火电发电量及增长 48图表62007年12月-2008年12月总发电量及增长情况 48图表72007年12月-2008年12月水、火电发电比较 49图表82007年12月-2008年12月水、火电发电量及增速 49图表92006-2008年各月水、火电发电量占总发电量比重 50图表102000年-2009年全国电力装机容量 65图表112008年11月-2009年11月累计电力行业固定资产投资情况 66图表122007年12月-2009年11月全社会累计用电量同比增长走势 68图表132009年1-11月份用电结构 69图表142008年11月-2009年11月总发电量及同比增长情况 70图表152007-2009年各月总发电量及同比增长趋势 70图表162007-2009年各月累计总发电量及同比增长趋势 71图表172009年1-11月份电源结构 71图表182003年-2009年我国全国发电量 74图表19我国未来电力需求预测 75图表202050年一次能源需求量 76图表212050年发电装机容量 77图表22化石燃料燃烧二氧化碳排放量 77图表232030年我国电力装机和温室气体排放预测 77图表242030年我国发电装机结构预测 77图表25我国主要化石能源资源储量 78图表26150年间大气中二氧化碳浓度变化 79图表27近百年全球气温变化 80图表28各种发电技术二氧化碳排放量对比 82图表29高温超导电缆与常规输电线路输送容量对比 88图表30单回输电线路和超导电缆的线路走廊宽度 89图表31我国高温超导电缆发展路线图 90图表32我国智能电网规划三个阶段 103图表332008-2009年上半年经营指标对比情况 104图表342008年-2011年东方电子盈利预测 105图表35占主营业务收入10%以上的行业或产品情况 106图表362009年上半年(1-6月)主要经济指标 107图表372007-2011年东方电气公司营业收入预测和毛利率假设 108图表38国电南瑞单季收入及增长率一览 111图表392008年-2011年国电南瑞盈利预测 112图表40长城开发主要财务指标预测 114图表412008-2011年泰豪科技的主要财务指标 116图表422009年1-6月份全国居民消费价格指数 125图表43智能电网的投资构成 128第一篇智能电网基础篇智能电网行业发展基本概述智能电网的概念智能电网的定义所谓智能电网,就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化,简称为“坚强的智能电网(StrongSmartGrid)”。按照我国著名能源问题专家武建东的描述,将“智能电网”称之为“智能互动电网”或“互动电网”或许更加准确,即“互动电网”是指在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。智能电网的功能智能电网包括八个方面的主要功能,这些功能上描述了电网的特性,它们形成了智能电网完整的景象。这八个方面的功能分别是:第一、智能电网具有自愈电网功能第二、智能电网激励和包括用户功能第三、智能电网具有抵御攻击功能第四、智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量第五、智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件第六、智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入第七、智能电网将使电力市场蓬勃发展第八、智能电网能优化其资产应用,使运行更加高效智能电网的关键技术智能电网的核心是在电力系统各业务环节,实现新型信息与通信技术的集成,以促进智能水平的提高。智能电网的覆盖范围,包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电,再到电力市场的整个电力系统及所有的相关环节。智能电网是将智能能源技术应用到供电和发电领域的产品,它通过将传统的和边缘的电力工程技术、先进的传感和监视技术、现代信息技术及通信技术的集成,以显著提高从输电、配电到用电系统的性能,并支持广泛的客户附加服务,满足二十一世纪数字化社会对电网电能质量的需要。
在智能电网中,不限制于仅使用某方面的技术,而是将基于现代新材料技术、计算机软硬件技术、自动控制技术、传感器技术、电力电子器件技术、高温超导技术、信息技术、分布式发电技术以及现代通信技术的综合,为现代电网提供各种类型先进的测量、监视、保护和控制的电力设备,对传统电网进行升级改造,构造一个更加经济、安全、可靠、环保的电网。智能电网的实施,是必须采用上述各种技术来支撑所需的属性的。这些技术不少是在电网中已采用或是正在完善的技术,这些技术包括如用于提供输电系统稳定的静止无功补偿器(SVC)和可控串联补偿(TCSC)技术;用于输电系统稳定控制的广域测量系统(WAMS)中同步相量(PMU)技术;优化配电网络运行的配电自动化系统中的馈线自动化(FA)技术和自动抄表(AMR)技术;改善配电网电能质量的静止无功补偿器(SVC/STACOM)和有源滤波器(AF)技术;大型风电场接入电网技术等等。智能电网的关键技术可分为五类,即集成的通信技术,传感、计量和测量技术,先进的电网设备,先进的控制方法和决策支持和人机接口。附图所示为上述关键支撑技术领域的相互关联的特性,从图中我们也可以看出,集成的通信技术为其余四个技术领域连接在一起的基础元件。1.集成的通信技术智能电网应建立起高速的、全面集成的高速双向通信技术架构,使智能电网变成一个动态的、交互的,用于实时信息和功率交换的超级架构的网络。采用通信系统的开放式架构,可以对网络智能传感器和控制装置、控制中心、保护系统和用户建立一个安全的“即插即用”的应用环境。在电力系统应用的通信技术种类繁多,常见的类型有铜芯线、电力线载波、微波中继、光纤通信等技术。通过这些载体,以及引入新的网络通信技术,可以在更广的范围实现更多的信息和应用的连接和集成,使数据在整个电力系统的不同主体及不同的应用系统之间传递,满足智能电网对通信系统的要求。新的集成通信技术,包括Internet2(IPv4和IPv6)、光纤以太网、通过电力线的宽带通信(BPL)、第四代(4G)WiMax、第三代(3G)无线语音和数据通信、Zigbee/WiMedia/WiFi无线通信等。2.传感、计量和测量技术在智能电网中,使用双向通信、多种输入(定价信号、分时计费、区域输电组织(RTO)减少的阻塞卸载)、多种输出(实时用电数据、电能质量、电气参数)、隔离和接入能力,和发电机、电网运行人员的接口,以及用户入口的新的数字技术来扩展电力测量,提供停电检测和响应,评估设备的健全情况和电网的完整性,并支持先进的继电保护功能;消除表记的估计、防止窃电、提供用户的选择以及实现供RTO阻塞卸载的需求侧管理。此外,新的智能传感器将用于各种电网监视功能。在智能电网中,采用各种先进的传感器、结合双向通信的智能表计与监视系统,用以监视用户端用电状况、电网设备的健全状态与网络安全状态,提供智能电网安全经济运行的最基础的功能。从目前的应用来看,我们可以大致上述技术的应用分为以下三个方面:1)智能仪表和智能住宅经过了近十年来的发展,基于微处理器的电子式多功能电表取代传统的机械式电度表已成为必然趋势,近几年来在国内各行各业已开始得到广泛的应用。一些高端的电子式多功能电表,除了提供各种电量的测量和计量功能(如正反向有功计量、四象限无功计量、复费率功能、分时计费等)外,还可提供电力参数实时测量、事件记录、负荷曲线存储、电能质量分析、通信等功能。在通信接口方面,一般可提供可进行灵活配置的单向RS485、GPRS、电话MODEM和红外通信接口。智能电网中采用的智能仪表(SmartMeter)技术,它是一种有别于上述电子式多功能电表采用先进的测量架构(AMI)的新技术。它是更多技术和功能的混合,提供更详尽的用电信息,并具有双向通信性能。智能仪表现时一般是指用于计量和控制的智能电表,将来智能仪表可能扩充至应用至用户的水、气的计量和控制方面。AMI代表着下一阶段的借助仪表具有易于控制的双向通信、并在仪表测量设备中具有能与各种负荷相互配合的自动抄表技术。对于力求充分去平衡供、用电方面的需求的不同公共事业单位,正在推进实施这一领域的应用。2)广域测量和控制系统(WAMACS)广域测量和控制系统是在功角遥测基础上发展起来的,它是用于预防大电网可能发生大面积停电而开发的。导致电网大面积停电的原因很多,涉及电网结构、运行管理、自动装置和人员培训等方面。其中,由级联事件和人为处理不当而演变成的大停电事故,日益引起人们的关注。在存在风险的情况下,用以制止级联跳闸和缩小停电范围的主动解列、灵活分区等措施,以及从集中监视控制发展到分布协调控制,已成为目前电网安全控制的研究热点。广域测量和控制系统(WAMACS)通过测量称之为同步相量(Synchrophasor)的测量量具有同步测量和电力系统即时状态通信的能力。它可以动态地监视电力系统的状态,以实时的方式评估正常和遭受应力的系统状态并执行起作用的动态控制。现时电力系统运行人员在数秒到数分钟的期限内完成操作,但WAMACS可以在100毫秒内做出和执行决策。WAMACS架构的开发需要在变电站安装测量和数据收集装置、一个可靠的广域通信网络、数据集中器以及可视化的决策设备。在电力公司增建其通信架构时,他们必须注意到由实时同步相量通信规定的要求。许多项目可能需要5年或更长的时间才会成熟。
3)电网设备的在线监测电网设备在线监测技术主要包括电气量监测以及非电气量监测。电气量监测主要通过监测电网设备的电流、电压、相角、功率、功率因数等特性量;非电气量监测则包括监测电气设备中的介质的压力、流量、气体成分、温度等。采用先进的传感器通过对电气量以及非电气量监测,可完成电网设备的在线诊断,为实施电网设备的状态检修和管理提供必要的信息。现时采用电网在线监测技术的应用主要包括变压器在线监测、断路器状态监测以及线路容量动态监测等。3.先进的电网设备先进的电网设备对电网的远行特性起着积极的作用。这些新一代智能电网中应用的先进电网设备,将采用新的材料技术、微电子技术、电力电子技术、超导技术、先进的数字设计技术等,以生产出高功率密度、高可靠性和改善实时诊断性能的新一代电力系统设备,以显著改进电网的运行性能。利用这些技术生产的部分电网设备现时已在电网投入商业运行或试运行。在智能电网中采用的这些先进的电网设备,包括超导输电电缆、故障电流限制器、复合导线、灵活交流输电系统设备(FACTS)、先进的储能装置、分布式发电装置、先进的变压器和断路器、智能电器、先进的保护控制设备等。4.先进的控制方法
电力系统自动控制可实现对电网的快速诊断,并对特定的电网瓦解或停电提供周密的解决方案。通过从所有电网主要设备中收集数据,输入到计算机的进行算法运算,可监视这些电网设备,并通过以确定性的和随机的观点分析数据去进行诊断和提供解决方案。电网自动化系统可自治地采取适当的行动,将信息和解决方案提供给操作人员,并集成到企业过程和工艺中去。这些先进的控制方法应支持诸如分布式能源和需求响应调度、配电自动化和变电站自动化、自适应继电保护、能量管理、市场定价、电网模拟、操作员显示和先进的可视化系统。此外,它们也可能集成到资产管理过程和工艺中去,以进一步优化电网的运行和规划。5.决策支持和人机接口
智能电网中使用信息系统技术,应能使操作和管理人员在日益增加的可变因素下利用这些工具来减少复杂性,保持电网的高效运行。在某些情形,可供操作员作出决策的时间缩短到秒级的水平。因此,现代电网需要非专门化的、无缝的、实时使用的应用和工具,以满足电网操作和管理人员作出快速决策的需要。带有改进接口的决策支持将扩展决策至所有等级的电网,它包括用户级的电网。决策支持和人机接口技术主要包括可减少大量的数据到易于理解的可视格式的可视化工具和系统、当系统运行人员操作时需提供的多种方案的软件系统、用于操作培训和“what-if”分析的仿真器、用作演示的控制板、先进的控制室设计等等。我们应当看到,智能电网并非只是为了展示某些先进技术,或仅是着眼于某种局部问题的解决方案。它实质上是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础,通过引入新的通信、自动控制和其他信息技术,从而实现对整个电力网络的升级改造,最终达到电力网络运行更加可靠、经济、环保这一根本目标。关键支撑技术领域的相互关联的特性智能电网的特点及目标智能电网的特征要素分析智能电网主要特征要素(KeyElements)归纳为六点,即具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征。1.坚强(Robust)在电网发生大扰动和故障时,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;在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。2.自愈(Self-Healing)具有实时、在线连续的安全评估和分析能力,强大的预警控制系统和预防控制能力,自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。3.兼容(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和提高,实现与用户的交互和高效互动。4.经济(Economical)支持电力市场和电力交易的有效开展,实现资源的合理配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。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。6.优化(Optimized)通过优化提高资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。中国智能电网的特点中国的智能电网有三个特点。首先,中国现在还处于工业化和城镇化发展阶段,如从2008年到2020年,电力装机还要翻一番。其次,中国的资源分布和能源消费是逆向分布,这就意味着在中国的能源体系里,远距离大规模的能源运输必不可少,而且是必由之路。再次,中国还同时面临国际社会的减排压力和信息化社会带来的压力,中国虽然处于发展阶段,但是整个社会已经进入了信息化和市场化的社会发展环境,这对电力供应的质量带来很大压力。因此,中国的智能电网应该以“坚强”的网架建设为基础,以控制为手段。“坚强”是发展的基础,是满足持续大幅度增长的发展要求;其次才是智能。智能电网的目标智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全,电网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。具体来说具有以下三个目标。第一、智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地,都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警,并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受供电中断的影响。第二、智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下,价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资,控制成本,减少电力输送和分配的损耗,电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法,以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。第三、智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下,在未来的设计中,智能电网的资产将占用更少的土地,减少对景观的实际影响。智能电网必须是使用安全的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就是对电力的使用必须是安全的。智能电网主要特征分析智能电网是自愈电网“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测\o"电网"电网可能出现的问题,发现已经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断,充分应用数据获取技术,执行决策支持算法,避免或限制电力供应的中断,迅速恢复供电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、发电厂和线路;实时应急分析将确定电网整体的健康水平,触发可能导致电网故障发展的早期预警,确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施;和本地和远程设备的通信将帮助分析故障、\o"电压"电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态,基于这些分析,采取适当的控制行动。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时,在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信,以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上,同时传感器还有检测故障前兆的能力,在故障实际发生前,将设备状况告知系统,系统就会及时地提出预警信息。智能电网激励和包括用户在智能电网中,用户将是电力系统不可分割的一部分。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的另一重要特征。从智能电网的角度来看,用户的需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择,通过参与电网的运行和管理,修正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。在智能电网中,用户将根据其电力需求和电力系统满足其需求的能力的平衡来调整其消费。同时需求响应(\o"DR"DR)计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需求,减少或转移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支,通过降低线损和减少效率低下的调峰电厂的运营,同时也提供了大量的环境效益。在智能电网中,和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时通知用户其电力消费的成本、实时电价、电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。智能电网将抵御攻击电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络攻击的脆弱性并快速从供电中断中恢复的全系统的解决方案。智能电网将展示被攻击后快速恢复的能力,甚至是从那些决心坚定和装备精良的攻击者发起的攻击。智能电网的设计和运行都将阻止攻击,最大限度地降低其后果和快速恢复供电服务。智能电网也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段时间内多重协调的攻击。智能电网的安全策略将包含\o"威慑"威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。不管是物理攻击还是网络攻击,智能电网要通过加强电力企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通,在电网规划中强调安全风险,加强网络安全等手段,提高智能电网抵御风险的能力。智能电网提供满足世纪用户需求的电能质量电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。由于用电设备的数字化,对电能质量越来越敏感,电能质量问题可以导致生产线的停产,对社会经济发展具有重大的损失,因此提供能满足21世纪用户需求的电能质量是智能电网的又一重要特征。但是电能质量问题又不是电力公司一家的问题,因此需要制定新的电能质量标准,对电能质量进行分级,因为并非所有的商业企业用户和居民用户,都需要相同的电能质量。电能质量的分级可以从“标准”到“优质”,取决于消费者的需求,它将在一个合理的价格水平上平衡负载的\o"敏感度"敏感度与供电的电能质量。智能电网将以不同的价格水平提供不同等级的电能质量,以满足用户对不同电能质量水平的需求,同时要将优质优价写入电力服务的合同中。智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件通过其先进的控制方法监测电网的基本元件,从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外,智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动,同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。另外,智能电网将采取技术和管理手段,使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响,将通过监测和执行相关的标准,限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外,智能电网将采用适当的滤波器,以防止谐波污染送入电网,恶化电网的电能质量。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安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统,简化联网的过程,类似于“即插即用”,这一特征对电网提出了严峻的挑战。改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。从小到大各种不同容量的发电和储能在所有的电压等级上都可以互联,包括分布式电源如光伏发电、风电、先进的电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池。商业用户可以安装自己的发电设备(包括高效热电联产装置)和电力储能设施将更加容易和更加有利可图。在智能电网中,大型集中式发电厂包括环境友好型电源,如风电和大型太阳能电厂和先进的核电厂将继续发挥重要的作用。加强输电系统的建设使这些大型电厂仍然能够远距离输送电力。同时各种各样的分布式电源的接入一方面减少对外来能源的依赖,另一方面提高供电可靠性和电能质量,特别是对应对战争和恐怖袭击具有重要的意义。智能电网将使电力市场蓬勃发展在智能电网中,先进的设备和广泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作,并为市场参与者提供了充分的数据,因此电力市场的基础设施及其技术支持系统是电力市场蓬勃发展的关键因素。智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场,汇集更多的买家和卖家。用户通过实时报价来感受到价格的增长从而将降低电力需求,推动成本更低的解决方案,并促进新技术的开发,新型洁净的能源产品也将给市场提供更多选择的机会。智能电网优化其资产应用运行更加高效智能电网优化调整其电网资产的管理和运行以实现用最低的成本提供所期望的功能。这并不意味着资产将被连续不断地用到其极限,而是有效地管理需要什么资产以及何时需要,每个资产将和所有其他资产进行很好的整合,以最大限度地发挥其功能,同时降低成本。智能电网将应用最新技术以优化其资产的应用。例如,通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使资产能够在更大的负荷下使用。智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测,以获取设备的运行状态,在最恰当的时间给出需要维修设备的信号,实现设备的状态检修,同时使设备运行在最佳状态。系统的控制装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。通过对系统控制装置的这些调整,选择最小成本的能源输送系统,提高运行的效率。最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行将大大降低电网运行的费用。此外,先进的信息技术将提供大量的数据和资料,并将集成到现有的企业范围的系统中,大大加强其能力,以优化运行和维修过程。这些信息将为设计人员提供更好的工具,创造出最佳的设计来,为规划人员提供所需的数据,从而提高其电网规划的能力和水平。这样,运行和维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理。2009年中国电网行业发展现状透析2009年中国电网行业运行综述我国电网发展历程及分析新中国成立之初,变电容量有限、电压庞杂无序,伴随着经济社会高速发展,电力引擎的转速也越来越快。中国电网事业在半个多世纪的追赶后,终于到达世界电网的新高度。总结来看,我国电网发展经历了以下几个历程。第一、从网碎电少到联网供电——电网规模和传输水平不断升级新中国成立之初,全国35千伏以上输电线路仅6475公里,变电容量346万千伏安,部分城市和广大农村尚未通电,我国电力在严重缺电的状态中艰难起步。由于经历长期的军阀割据和战争创伤,上世纪50年代我国仍没有统一的电压标准,一度出现22千伏到154千伏各个电压等级"混战"的局面。为改变电压庞杂无序的状况,1959年国家颁布电力系统的统一标准《额定电压》,自此,我国电力系统终于有了自己的"标尺"。1954年1月26日,新中国历史上首条220千伏高压输电线路--松东李线建成投运,将丰满水电站强大的电力输送到沈阳、鞍山、抚顺、本溪等工业基地,有力地促进了国家"一五"计划的全面完成。文革期间,面对国内生产停顿和国际技术封锁,中国电力人也自力更生打造出超高压输变电工程。1972年6月,我国第一条330千伏输电线路--刘天关线在西北高海拔地区诞生,改革开放以后,我国电网迎来了快速发展时期。1981年12月22日,全长594.8公里的平武工程投运,中国从此迈入由少数发达国家垄断的"500千伏俱乐部",此后数年,我国500千伏线路飞速发展,逐渐构成各省级和区域电网的骨干网架。截至2008年底,国家电网公司经营区域500千伏线路长达85047公里,变电容量38604.1万千伏安。随着电压等级的升高和电网规模的扩大,东北、华北、华中、华东、西北和南方六大区域电网逐渐成型,为全国联网打下了坚实基础。1989年投运的我国第一个超高压、大容量、远距离直流输电工程--±500千伏葛沪直流工程全长1045公里,实现了华中与华东电网的互联,也揭开了跨区联网的序幕。如今,西北华北联网、西北主网与西藏、新疆联网等工程相继开工或审批,全国联网的基本框架已经成型。进入21世纪,西北330千伏骨干网架面对大规模、远距离的电力外送形势显得“力不从心”,750千伏兰州东-官亭输变电示范工程于2005年9月27日投运,建设750千伏骨干网架的宏伟蓝图从此铺展开来。目前,西北已建成750千伏线路14条,总长度2080.19公里,形成大规模“西电东送”的格局。前进的脚步没有在成绩面前停止。2009年1月6日,1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程投运,中国电网事业在半个多世纪的追赶后终于到达世界电网新高度。第二、从落后到先进——科技创新攻破世界难题,瞄准智能电网在几代科技人员的努力下,电网科技走出一条原始创新、集成创新和引进吸收再创新相结合的发展道路,结合中国国情,对电网规划、设计、建设、运行和控制等关键技术开展研究并取得一系列达到国际先进水平、广泛应用于电网各个领域的重要科技成果,先后100多项科技成果荣获国家科技进步奖和发明奖。2004年底特高压输电项目启动以来,国家电网公司开展了321项特高压关键技术研究,在大电网运行控制等方面取得全面突破,特高压交流试验基地、直流试验基地、杆塔试验基地、西藏高海拔试验基地和国家电网仿真中心等形成目前世界上实验能力最强、技术水平最高的特高压研究体系,28项实验能力和指标创造世界第一。如今,智能电网的新课题又提上了国家电网的创新日程,“统一坚强智能电网”被定位为“特高压之后电网发展方式的又一次重大变革与创新”。而“中国式智能电网”将有别于其他国家的智能电网,以统一规划、统一标准、统一建设为原则,以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展为基础,具有信息化、自动化、互动化特征。第三、从不适应到排头兵——转变发展方式使企业快速发展2002年底,在电力改革大潮中应运而生的国家电网公司,起步不久就遭遇全国性缺电的考验。当时,这个年轻的公司面临着两个“不适应”:一是电网发展严重滞后,与经济社会发展要求不适应;二是资产盈利能力不强,与企业资产规模和提高国有资产保值增值水平要求不适应。国家电网公司由此开始了逆境中的奋斗,以发展为第一要务,推进公司和电网发展方式转变,由传统的国有企业向真正意义的现代企业集团转型,迅速驶入企业发展“快车道”。7年来,在电力需求快速增长、电网建设长期滞后、自然灾害频发等重大挑战之下,国家电网没有发生重大电网安全事故,满足了我国经济社会发展用电需求,担当起国有能源骨干企业的责任。公司实施户户通电工程,解决了364万无电人口的用电问题,累计建设新农村电气化村16505个,为新农村建设注入强大动力。作为首家发布社会责任报告的中央企业,公司掀起了国内企业社会责任风潮,在“企业社会责任50强”的榜单上名列榜首。在节能减排的主战场,公司开展节能调度,逐年降低线损,支持可再生能源入网,成为节能减排的“排头兵”。在2008年北京奥运会的盛大舞台上,国家电网公司作为奥运合作伙伴和奥运保电企业,创造了奥运史上“供电零事故”的奇迹,用实际行动展示出全球最大公用事业企业的品牌形象。
经历了从中压电网、高压电网到超高压电网,再到特高压电网的历程,经历了从分散到统一、从落后到先进、从薄弱到坚强的崛起,中国电网事业用一个甲子的时间缔造出一段光辉岁月,还将迎来一个新的巅峰。2009年中国电网的规模分析2009年,我国电网建设进入快速发展时期。截至2009年7月底,220千伏及以上输电线路达到37.5万公里,电网规模超过美国,跃居世界第一位。我国电力建设投资稳步增长。2009年,全国电力基本建设投资达到7558.4亿元,同比增长19.93%。其中,电源、电网分别完成投资3711.3亿元和3847.1亿元,同比分别增长8.91%和32.89%。电源基本建设投资结构呈现加快调整态势,火电基本建设投资完成额同比下降11.11%,核电、风电基本建设投资完成额同比分别增长74.91%和43.9%。电网建设投资大幅增加,电网建设投资占电力工程建设投资的50.9%。2009年中国电网行业发展策略分析电网建设的发展建议1.预防大面积停电电网安全运行的最大威胁是大面积停电。中国已实现全国联网,曾经发生过局部的大面积停电,也曾进行过防止大停电的故障解列与恢复控制的研究。但由于当时还没有相量测量装置(PMU),仅能依靠监控与数据采集(SCADA)系统送来的数据,响应速度难以满足要求。如今PMU技术已经普及,建议在500kV及以上电压等级母线及重要发电厂都安装PMU,并积极研发新型的防止大停电事故的故障检测、最优解列点、自动切负荷、智能恢复控制等软件,在各大区电网和国家电网实施应用。这对于提高电网的运行可靠性、防止大面积停电事故是非常重要的。2.推进电力市场化国外经验证明,实现电力市场可以提高电网运行效率,降低电网总的燃料消耗,节约购电费用。中国过去几年因为缺电,电力市场改革虽然取得了一些经验,但由于备用容量不足,难以真正取得实效。如今,由于国际金融危机影响,中国电网的供需矛盾全面缓解,正是实现电力市场改革的大好时机。建议尽量采用国外电力市场的一些新技术,例如混合整数规划法的安全约束机组组合算法等技术,可节约煤耗、减少CO2排放,实现节能减排。根据过去的经验,中国电力需求总是经历缺电—丰电—再缺电的周期波动。目前正处于丰电时期,要警惕经济复苏后,再进入缺电周期,给国民经济造成损失。建议学习巴西的经验,在发电公司与用电单位间订立双边期货合同,对双方都有约束。3.实施节能减排中国有较为丰富的煤炭资源,而其他能源资源有限,如水电资源到2030年即将开发完毕、石油和天然气需要进口、铀资源较少等。因此,在未来20年~30年以内仍将继续以煤电为主(约占总发电量的60%~70%),但是煤电的效率不高,且会造成环境污染。解决这个问题的最好方法是积极推广整体煤气化联合循环(integratedgasificationcombinedcycle,IGCC)发电技术。这种技术的优点是:提高燃煤效率;减少CO2的排放(还可以回收),有利于环保;用水量约比同容量的机组少1/3;可以用于现有燃煤发电厂的增容和优化改造。IGCC电厂的缺点是投资成本比同容量的燃煤电厂高20%左右,而且技术比较复杂。目前,世界上已建和在建IGCC电厂有33个。其中中国有:烟台IGCC示范工程,300MW~400MW,2010年建成;华能GreenGenIGCC示范工程,第1阶段250MW,第2阶段300MW~400MW,计划分别于2010年、2015年建成,造价估计为1000美元/kW,比国外造价低20%~30%。4.发展和应用超导技术目前,中国的高温超导技术研究进展迅速。中国科学院和清华大学等单位的高温超导研究不断打破世界纪录,其中清华大学研究的铋系高温超导(已达-196℃)线材已在北京英纳超导技术有限公司投产。建议充分利用科学家在高温超导研究中取得突破的成果,建立类似美国的高温超导试验工程并进行应用研究,对于未来的输电技术必然有重要作用。5.研究大容量储能技术中国正在大力发展风能、太阳能等清洁能源,但是这些新能源都是不连续或间歇式的,小水电也受气候的影响,雨天大发而旱天不发。这些电源都需要有储能装置与其配套。对于容量小的间歇式电源可以用蓄电池等装置来存储,但对于大的间歇式电源就需要研制大型的储能装置。一种可能的方案是利用富余电能电解水产生氢和氧,当需要能量时再通过燃料电池把氢和氧转变成电能。目前,工业用的水电解器的效率在60%~80%之间,通过燃料电池产生电能的效率约在45%~65%之间,燃料电池的技术目前还处于试验阶段,所以还需要对这种方案作大量研究。中国应重视电网结构布局的安全性和灵活性中国电网发展已进入跨大区电网互联、推进电力资源在更大范围内优化配置的新阶段,同时电网的安全稳定性与脆弱性问题也越来越突出,2008年年初的大雪引起的冰灾给我们敲响了警钟。大风雪、冰雨等自然灾害的发生是不可避免的,因此,在电源和电网规划设计阶段要研究应对冰灾、战争等灾害性事件对电网安全的影响,要树立大电网观念,高度重视电网结构布局的安全性及灵活性,是未来电源和电网规划要思考的重要因素。在电网规模较小时期,电源布局对电网结构起重要作用,随着系统规模的不断扩张,特别是互联大电网的形成,电厂的作用相对弱化,对主网架结构的规划设计要求就相应地有所提高。目前,规划设计部门在研究电网扩展方案时,基本上按照“N-1”型故障或者是第1道防线作为标准,计算网络输电能力和稳定水平,对电网结构是否有利于建立第2道防线、第3道防线考虑得不够。国外的专家认为电网设计必须对极端故障进行评价,如失去一座发电厂全部容量,失去变电站的全部出线,失去一条公共输电走廊的全部回路,开关拒动等。因此在网架规划设计中要进行典型的“N-2”故障校核,验证推荐方案的合理性,对建立电网的第2、3道防线提出指导意见。三级电网分别为输电网路、配电网路和微电网,其中输电网路由500千伏-1000千伏电力主传输通道所组成,可以建立成环网,也可以建设为输电通道;配电网路由110千伏-220千伏的送电线路组成,可以建设成环网,也可以建设成辐射型网架;微电网由380伏-10千伏供电电压组成,微电网的供电线路主要由辐射型电缆连接而成。电源在各级电压等级中的分配应该建立一些基本的原则,如60万千瓦以上的发电机组主要应接入500千伏输电网路,10万千瓦-30万千瓦的发电机组应接入配电网路,在微电网侧,应将应急电源的建设纳入到微网络的建设中,即在每个10千伏的重要用户的变电站建设应急电源,建设10千伏有源变电站。2009年电网企业营销信息化发展趋势分析中国电网企业营销信息化现状营销信息系统已经在电网企业得到广泛应用营销信息系统已经成为电网企业建设的重点,国内两大电网公司均从业务和信息化层面提出了营销现代化目标。2008年初,国家电网在《“十一五”营销规划》中提出按照“一部三中心”发展要求,初步建立“管理模式集约化、管理流程标准化、管理手段信息化、供电服务规范化、员工素质职业化”营销管理现代化体系,现代化的营销系统是实现上述目标的重要途径,也是建设数字化电网和信息化企业、增强公司发展能力、构建和谐营销的必然要求。国家电网在SG186中规划的8大系统明确提出了营销管理系统,随着SG186实施进入尾声,国网公司营销系统将基本覆盖全网,实现了初步的营销现代化。作为南方电网信息化排头兵的广东省电网公司,于2009年3月启动了创建先进电网企业项目,其中包含了增供扩销、降损增效和营配一体化3个营销相关模块。增供扩销和降损增效从业务角度提升营销现代化程度,并通过信息化进行固化;营配一体化是通过配网和营销的整合,全面提高供电可靠性,不断提升客户服务水平。根据信息化创先工作安排,广东省电网公司将在今年底完成营销系统在全省的推广,2011年完成全省营配一体化的建设。计量自动化已经成为营销信息化的基石计量自动化可以实时收集终端用户的电量信息,监控计量设备的工作状态,实现有序用电、自动抄表和用电监控,同时为电网企业线损率管理、用电分析、负荷预测、电价评估和营销决策提供有力的技术支持。国网公司在2000年已经开始了计量自动化系统的建设,目前已经可以根据采集数据进行负荷预测,提高调度的科学性。国网公司计划投资近700亿元,利用3-5年时间在27个网省公司建设用电信息采集系统。南网计量自动化系统起步比较早,截止2008年底,计量自动化系统实现全省100%的供电量和60%以上售电量抄表自动化,未来两年,计量自动化系统将覆盖全部中高压计量点,并逐步扩大低压用户覆盖范围。智能电网将促进电网企业营销信息化的发展随着国家节能减排政策的推行以及用户对服务质量的关注,作为电力销售部门,电网公司对营销业务越来越重视。如何通过营销信息化来节能降耗、提高供电可靠性以及提高用户满意度成为电网企业关注的重点,而智能电网概念的提出,则会对营销现代化建设有很大的推动和指导作用。智能电网对营销系统的发展有很大的推动作用,要想实现电网和用户间的实时交流,需要大力发展智能表计,建设智能计量自动化系统;要想提高用电可靠性,需要将营销业务和配网业务整合,通过信息的交互实现电网设备间的交互。大力发展智能表计,提高用电效率,降低用电开销表计是营销的计量手段,从早期的脉冲表发展到后来的电子表,但这些表计只能实现电能量的计量。未来为了实现用户和电网间能量信息的互动,需要大力发展智能表计,使用户能够制定用电策略,智能表计根据电网能量信息,合理安排用电,提高用电的合理性,降低峰值负荷和用户用电开销。建设智能计量管理系统,实现电网和用户间的能量信息实时交互智能表计作用的发挥需要智能计量自动化系统的支撑。目前计量自动化系统仅能实现能量的单向采集,而不能实现双向互动,未来智能计量管理系统应该能够实现电网和用户间能量信息的双向传递,能够对实时用电情况进计量并计费。未来智能计量管理系统类似于移动通信领域计费系统,借助于智能表计,能够实现更多更先进的功能。电网企业可以根据用电负荷情况进行分地区分时段的定价,并利用智能计量管理系统将其传送给智能电表,智能电表根据预先设定的模式运行,这样可以更好的体现电能的时间和空间价值,引导用户合理用电。推进营配一体化,提高供电可靠性电网营销业务和配网业务联系非常紧密,营配一体化可以很好的提高服务质量,配网自动化可以将营销信息作为运行的基础,根据用户信息合理安排停电,指导业扩报装。营配一体化系统将营销系统和配网自动化系统进行集成应用,系统利用信息技术建立电网设备和用户间的拓扑关系,实现业务间的协同运作;形成站-线-变-户的一体化数据模型,实现业务间的信息交互,在此基础上建立基于GIS的营配一体化管理信息平台,提高电网运行效率和供电可靠性。2009年国外智能电网发展走势分析国外智能电网政策演进历程美国电网2030规划2003年2月,美国时任总统布什提出“电网2030规划”,指出要建设现代化电力系统,以确保经济安全,同时促进电力系统自身的安全运行。该规划的主要内容有:为所有用户提供高度安全、可靠、数字化的供电服务,在全国实现成本合理、生产过程无污染、低碳排放的供电,经济实用的储能设备,建成超导材料的骨干网架。能源独立与安全法案2007为有效促进智能电网建设,美国于2007年12月颁布“能源独立与安全法案2007”,确立了国家层面的电网现代化政策,设立新的专责联邦委员会,并界定其职责与作用,建立问责机制,同时建立激励机制,促进股东投资。奥巴马政府施政计划美国总统奥巴马为振兴经济,从节能减排、降低污染角度提出绿色能源环境气候一体化振兴经济计划,智能电网是其中的重要组成部分。2009年1月,奥巴马政府将智能电网作为其新能源经济“救市计划”中至关重要的组成部分,并制定了雄心勃勃的短期和长期目标:到2012年,实现可再生能源发电占到总发电量的10%,到2025年,这一数字将达到25%。将铺设或更新3000英里输电线路,在未来三年内为美国家庭安装4000万个智能电表。在随后于2月颁布的总投资达7870亿美元的“美国经济重建和再投资计划”(中,智能电网获得了其中投入最大的一笔资金110亿美元。欧洲欧盟为应对气候变化、对能源进口依赖日益严重等挑战,向客户提供可靠便利的能源服务,正在着手制定一整套能源政策。这些政策将覆盖资源侧、输送侧以及需求侧等方面,从而推动整个产业领域深刻变革,为客户提供可持续发展的能源,形成低能耗的经济发展模式。欧洲智能电网技术研究主要包括网络资产、电网运行、需求侧和计量、发电和电能存储四个方面。2009年国外智能电网技术研究近况按照智能电网本身所覆盖的价值链环节,智能电网的关键技术可划分为智能用电、智能网络、新能源发电与智能企业四类。智能用电包括智能表计、电池技术、家庭自动化、微型电网、优质供电园区等。智能网络包括调度自动化、即插即用式智能电力设备、智能保护装置、测量监视设备、电力电子设备、海量数据处理技术和可视化技术等。新能源发电包括可再生能源发电、微透平技术、超导储能技术等。智能企业包括信息集成技术、通信技术等。目前,智能电网大部分技术已经通过试验,有的已经比较成熟,甚至开始商业应用,只有少数技术尚待进一步研究。然而,我们不能忽视这些尚处于研发阶段的技术,它们恰恰是智能电网实现重大突破所需的关键技术。2009年国外智能电网建设情况分析美国大力推动智能电网发展近年来,美国电力官员一直在推介智能电网。奥巴马政府的经济刺激计划中,有大约45亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范项目。奥巴马2009年元月宣称,智能电网可以“节省开支,保护电源免受停电或灾害袭击,在全国每一个角落奉献可替代的洁净电能”。智能电网提高电网效率,智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据,从而提高电网系统的效率和可靠性。譬如,传感器可以帮助用户迅速找到故障,并迅速加以排除。智能电表可以用来监测用电量及费用,给客户在电能使用上更大的控制权。预计,一些电力消费会转移到价格便宜的峰谷时段,这将减少用电堵塞,并降低对新设施建设的需求。此外,电动混合汽车可以在用电需求较低的晚间充电,甚至可以在白天停放期间将电能重新输回电网。目前,美国正在制定标准,使创新实现无缝连接。据估计,美国商务部下属的标准与技术研究院已在2009年提出一个初步框架。智能电网技术将在未来几年内为美国直接创造出28万个新的就业机会。太阳能等分布式可再生能源、即插即拔式电动车等还将创造大量间接的工作机会。这样,智能电网将带来数百万的“绿领就业机会”。日本构建智能电网以新能源为主日本政府通过深入比较与美国电力工业特征的不同,结合自身国情,决定构建以对应新能源为主的智能电网。1.日本政府关于智能电网的看法针对美国提出的智能电网,日本认为,美国脆弱的电网系统与日本坚强的电网系统无法单纯地进行比较,日本将根据自身国情,主要围绕大规模开发太阳能等新能源,确保电网系统稳定,构建智能电网。日本政府计划在与电力公司协商后,将于2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验,主要验证在大规模利用太阳能发电的情况下,如何统一控制剩余电力和频率波动,以及蓄电池等课题。日本政府期待智能电网试验获得成功并大规模实施,这样可以通过增加电力设备投资拉动内需,创造更多就业机会。2.产学共同进行智能电网模式研究为配合企业技术研究,东京工业大学于2009年3月初成立“综合研究院”,其中的关于可再生能源如何与电力系统相融合的“智能电网项目”备受瞩目。除东京电力公司外,东芝、日立等8家电力相关企业也积极参与到该项目研究中。该项目计划用3年时间开发出高可靠性系统技术,使可再生能源与现有电力系统有机融合的智能电网模式得以实现。欧盟委员会推动智能电网技术欧盟委员会号召其成员国利用信息与交流技术提高能效,应对气候变化,促进经济恢复。智能电网技术可以帮助欧洲在未来12年内减少排放15%,这将成为欧盟完成2020年减排目标的关键。欧盟认为:智能电网不仅可以监测工业用电情况,还能监测写字楼、住宅及其他公共部门的用电情况。大众可以借此了解如何用电并努力节电,促进节能减排。智能电表项目可以帮助客户节电10%。智能电表可以实时告诉客户用电情况,借助智能电表,客户可以适当改变用电习惯。欧盟委员会要求各成员国统一的欧洲智能测量标准,主动与其他成员国合作,推动技术创新和示范工程建设,实现信息共享。2009年美国智能电网产业项目分析美国最广泛的智能电网项目2009年4月20日――佛罗里达州迈阿密市在这里举行“迈阿密智能能源”项目启动仪式,这一项目旨在使用美国联邦政府的经济刺激基金,在未来两年内刺激产生2亿美元的综合投资,加强该地区的“智能电网”和可再生能源建设。“迈阿密智能能源”的核心是为迈阿密-戴德县的居民提供更多用电选择,节约电费。该项目可以在短期内创造800至1000人的就业,加强佛罗里达州在全国环保实践的领先地位,也将在长远意义上解决佛罗里达州,特别是沿海地区气候变化的挑战。“迈阿密智能能源”将是全美国最广泛的智能电网项目。迈阿密-戴德县的居民和企业将得到超过100万只“智能电表”,这些电表将帮助佛罗里达电力和照明公司(FPL)的用户节约用电,同时,电表提供的自动反馈信息将为FPL公司更有效地管理输出电力发挥作用。智能电表的管理系统将是一个开放的平台,各种节电方案可以在这个平台上应用,比如,它可以管理和控制空调和家电设备的用电。“迈阿密智能能源”项目是对城市、我们的居民和社区的一个未来投资,它将刺激产生绿色工作,建立以清洁能源为基础的经济。这一项目也是对奥巴马政府投资可再生能源目标,减少对外国石油的依赖和应对全球气候危机目标的支持。这一项目将在未来两年内实施,包括一系列提高电力输送效率和为消费者节约用电和电费的措施。智能电网自动化和信息传输新的智能电网与传统电网相比,更象一个互联网,它通过中央信息和控制系统连接智能电表、高效变压器、数字化变电所,发电厂和其他设备。该系统实时监测用电状况,识别并自动修复停电或派出人员检修,可整体提高用电效率和电厂的生产率。智能电表项目实施的第一阶段会在迈阿密-戴德市家庭安装100多万部智能电表,在未来5年,FPL公司会在佛罗里达全州的400多万个家庭安装,这一扩展计划将会为产生新的5亿美元投资。智能电表是一个多系统的交流平台,包括具有双向信息交流功能的读表器,和一套操作管理系统和数据库。用户可以通过上网方式,了解自己在某月、某日或者某个小时用了多少电,这样,用户就可以根据不同时段电费的高低,有效地调整家庭或单位的用电规模,从而节省电费。智能电表和网络还可以帮助用户管理家用电器的运转时间和方式。即插式双燃料电动汽车(PHEV)PFL公司将在迈阿密-戴德县投入使用300辆即插式双燃料电动车,并提供50个新的充电站。同时,还将有更多的PHEV在迈阿密-戴德大学、佛罗里达国际大学、迈阿密大学和迈阿密市投入使用。消费者技术试用项目政府将在迈阿密-戴德县的1000个家庭中进行新技术试验,以确定何种技术能够更好达到节电效果和客户满意度。IEEE启动智能电网标准项目IEEE2009年5月启动了一个新的项目,将为智能电网,也就是电力网的IT驱动升级版制定标准与互操作性。IEEE已经批准启动这个有着冗长名称的项目——《IEEE2030指南:能源技术及信息技术与电力系统(EPS)、最终应用及负载的智能电网互操作》(P2030)。IEEE的目的是让P2030能够为定义智能电网的互操作性提供一个知识基础,帮助电力系统与最终应用及设备协同工作,实现诸如智能电力计量等功能。由于丰富的传承,再加上拥有来自科技行业的大量成员企业,IEEE是唯一能够将电力工程、通信与信息技术融合在一起的标准组织,这个里程碑式的倡议将跨多个行业,借助众多专家小组之力,利用无所不在的IEEE标准来制定智能电网的标准。IEEEP2030将会定义现代化网格的一些关键要素,加速智能电网走向现实的进程。而互操作性正是构建智能电网的关键因素之一。ibm参与电动汽车智能电网建设项目随着智能电网建设提上日程,智能电网日益引起社会重视,越来越多的与之智能建设有关的企业参与进来,包括IBM公司这种著名的国际跨国公司。IBM公司2009年2月底宣布加入EDISON研究集团,该集团是设在丹麦的旨在发展大规模电动汽车智能基础设施的组织,成员包括DONG能源公司(丹麦最大的能源公司)、地区能源公司Oestkraft、丹麦技术大学、西门子、Eurisco和丹麦能源协会,部分经费由丹麦政府资助。在今后几年,相关市场引入和投资计划将使丹麦的电动或混合动力汽车比例超过10%。为减少电气化交通的二氧化碳排放量,全球对车辆和基础设施关注的重点是最大限度利用可再生能源。为了大规模实现这一目标,电动汽车需要智能技术以控制充电与计费,并保障整个能源系统的稳定。
EDISON集团计划第一步研发智能技术并在丹麦博恩霍尔姆岛(Bornholm)运行。该岛上有4万居民,能源结构的特点是风能占很大比例。通过试点将研究当电动车辆数量增加时能源系统如何发挥作用。该研究以模拟为基础,不会影响岛上的供应安全。EDISON集团将为系统的运行解决整个端到端的过程,包括保证整个电网的稳定和支持增加可再生能源利用。EDISON集团研发的智能技术也可应用于电网中其他种类的分布电源。
IBM丹麦公司和IBM苏黎世研究实验室的研究人员将研发智能技术,以实现电动车辆在可用的风能电网内同步充电。IBM还将为丹麦技术大学提供一个硬件平台用于能源系统和电动车大规模实时模拟。2009年中国智能电网产业运行态势分析2009年中国智能电网产业发展概况谷歌进军智能电网市场谷歌2009年宣布将进军规模较小但持续增长的“智能电网”业务,该公司已经开发出一项免费的网络服务PowerMeter,可以让用户随时跟踪家中或企业中的能源消耗情况。谷歌同时希望其他厂商可以生产设备为PowerMeter技术提供数据,尽管该公司希望在未来数月内推出该项服务,但目前还没有确定具体硬件厂商。因为谷歌目前还不能完全独立生产该产品,而是需要依靠由电力公司、设备厂商和相关政策构建的完整生态系统,为用户提供详细的家庭电力使用数据并做出明智的用电选择。中国智能电网阶段分析由于美国和欧洲的智能电网改革的基础是立足于一网(电力网)一线(电力线),并在此基础上构建互联数据网,实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源的接入。而美欧经过多年的快速发展,网架结构稳定、成熟,具备较为充裕的输配电供应能力,在智能电网的建设上偏重于配电层面技术的应用。而中国75%来自火电,新能源、可再生能源比例小,不具备快速转入可再生能源的基础,在智能电网建设中偏重输电层面的技术完善。因此决定了我国智能电网将采取“一特四大”(即特高压电网,大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源基地)战略。我国的智能电网计划是国家电网公司2009
年5
月21
日首次公布的,主要内容有:坚强智能电网以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”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、友好互动的现代电网。坚强智能电网的主要作用表现为,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。根据国网提出的规划路线,分为三个阶段。第一阶段:2009-2010
年进行规划试点阶段,主要是制定发展规划、技术和管理标准,进行技术和设备研发,及各环节试点工作。主要目标:特高压两纵两横加快建设,向家坝-上海±800kV
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