电力系统自动化第17讲 智能电网与智能变电站(1)

1、第十七讲 智能电网与智能变电站（1）,智能电网,智能电网是自动化技术的发展方向,确保电力系统生产的安全性、可靠性和经济性,North China Electric Power University,page2,2020/6/22,智能电网概念,智能电网的发展目标之一就是减少碳排放，给人类居住提供更友好的环境。,智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和新能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。,North China Electric Power University,page3,2020/6/22,智能电网内涵,North Chin

2、a Electric Power University,page4,2020/6/22,智能电网组成 1 发电环节,釆用先进、高效的多元化发电技术，主要是可再生能源发电技术,保障电力系统安全稳定运行，实现与电力系统的协调经济运行,实现机组重要运行参数在线监测,确保可再生能源的有序接入,North China Electric Power University,page5,2020/6/22,智能电网组成 2 输电环节,提高输变电设备的利用效率，提高输配电通道的可输送容量,增加输电线路的容量可控性和可调节性，提高电网调度的安全性、经济性,灵活交流输电 FACTS,超导技术,输电线容量实时监测技术

3、,North China Electric Power University,page6,2020/6/22,智能电网组成 3 变电环节,智能变电站是智能电网的关键支撑点,“最大化工厂工作量，最小化现场工作量”，使一、二次设备的连接最大限度地在工厂完成，有效缩短变电站建设周期,智能变电站实现“基于间隔的信息采集，基于全站的信息应用”,North China Electric Power University,page7,2020/6/22,智能电网组成 4 配电环节,在智能配网系统中引入了“微网”运行模式。,分布式电源接入比重增加,电动汽车充电站和大容量储能接入,提升应急系统、故障抢修、配电环

4、节、分布式电源和用户需求侧等环节的协同调度机制,North China Electric Power University,page8,2020/6/22,智能电网组成 5 用电环节,用户积极主动参与电网运行，调整峰谷差，平抑用电的波动，更有效地利用电能,分散式自动温度控制和负荷控制技术为用户侧智能化提供支撑,North China Electric Power University,page9,2020/6/22,智能电网组成 6 调度环节,智能电网在电网调度端的体现就是在分布式一体化平台支撑,实现电网基础信息的“统一建模，分层处理，集成应用”,深化大电网运行监控、安全预警和智能决策技术,构

5、建坚强灵活的电力通信网络,North China Electric Power University,page10,2020/6/22,智能电网特点1 坚强,在电网发生大扰动和故障时，仍然能够保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；,在恐怖袭击、自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下发生故障时，快速隔离故障，自我恢复。,North China Electric Power University,page11,2020/6/22,智能电网特点2 自愈,在无需或仅需少量人为干预，实现对电网故障的预控与自动恢复，使电力网络中存在问题元器件的隔离或恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断,对

6、电网的运行状态进行实时评估，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,North China Electric Power University,page12,2020/6/22,智能电网特点3 兼容,适应分布式电源和微电网的接入,实现与用户的交互和高效互动,提高清洁能源在终端能源消费中的比重,North China Electric Power University,page13,2020/6/22,智能电网特点4 经济,支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率,电网与电力用户双向互动,实现有效的“需求侧响应,North Chin

7、a Electric Power University,page14,2020/6/22,智能电网特点5 集成,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、规范化和精益化管理。,促进发电与供电以及供电与客户的智能互动，实现“电力流、信息流”的双向流动,North China Electric Power University,page15,2020/6/22,智能电网特点6 优化,智能表计的应用，促进用电服务水平和质量的提高。,优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本,电力电子技术的发展将有助于保障电能质量,North China Electric Power Univ

8、ersity,page16,2020/6/22,二、智能变电站,智能变电站以数字化变电站作为技术基础,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护计量和监测等基本功能， 并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站,North China Electric Power University,page17,2020/6/22,智能变电站特点1 信息采集就地化,过程层的智能组件为一次设备的组成部分,智能组件的功能主要是信息采集与执行,就地化靠近一次设备安装,Nort

9、h China Electric Power University,page18,2020/6/22,智能变电站特点2 信息共享网络化,IEC 61850标准为信息共享提供了技术体系的支持,智能变电站的站控层可以获得“同步、全站、唯一、标准”的数据,North China Electric Power University,page19,2020/6/22,智能变电站特点3 信息应用智能化,基于IEC 61850系列标准的信息具有“自我描述” 功能,提升应用功能的智能化程度,源端数据维护、智能防误、智能操作票、顺序控制、站域控制,North China Electric Power Unive

10、rsity,page20,2020/6/22,智能变电站特点4 设备检修状态化,实现站内设备的状态监视，电气设备状态监视系统融入统一的智能电网广域监测与预警系统,高压设备状态监测,二次系统状态监视,从单一“设备”诊断向“系统”监视的转变,North China Electric Power University,page21,2020/6/22,智能变电站“三层两网”结构,过程层、间隔层、站控层,过程层网络、站控层网络,North China Electric Power University,page22,2020/6/22,智能变电站“两层一网”结构,GOOSE网、采样值网和站控层网络，由

11、同一个物理网络来实现,North China Electric Power University,page23,2020/6/22,智能变电站“三网合一”结构,SV网、GOOSE网、IEC 61588 网合并为一个物理网络，不需要额外的对时系统,North China Electric Power University,page24,2020/6/22,智能变电站“三网合一”组网结构,智能变电站（数字化变电站）网络结构模式有两种，即“三网合一”网络采样和跳闸模式和直采直跳”采样跳闸模式,North China Electric Power University,page25,2020/6/22,“直采直跳”采样跳闸模式站控层网络结构,直采直跳”模式中，保护装置的电流、电压采集是从本间隔的电流互感器和电压互感器直接采集,North China Electric Power University,page26,2020/6/22,“直采直跳”采样跳闸模式过程层网络结构,保护跳闸也是通过本间隔的GOOSE跳闸网络，即直跳网络直接出口不再通过网络交换机,North Ch