欧洲智能电网的定义及其技术路线 PPT课件

1、1,欧洲智能电网的定义及其技术路线,2,欧洲智能电网的含义,有关智能电网的概念和提法在国际上有如下种：IntelliGrid、Modern Grid、Grid Wise、SHG(SelfHealing Grid)及Smart Grid等。欧洲基于环保、效率和安全3个主要挑战提出的智能电网含义如下: 智能电网是一种高度自动化的数字化电网，主要体现在： (1)各用户端及电网中各节点均达到实时监控；,3,(2)贯穿整个发输配用电过程中的各节点的双向功率流和信息。即通过集成的宽带通信、自动控制系统以及大量分布式智能等， 实现实时市场化交易以及电网中各部门的协调和实时互动。,4,欧洲未来电网的发展,5,

2、从图中看出，现在的电网是传统的大型集中发电厂发电，然后是输配用。未来电网的发展依托自然、分散的电源点，电厂自主发电或进行高度集中地网卡管理。 CHP：冷热电联产,6,未来欧洲电网满足需求的目标可以概括为：灵活性(Flexible)、可接入性(Accessible)、可靠性(Reliable)、经济性(Economic)4个主要方面， 欧洲因此提出分布式发电与交互式智能电网。其实现的关键方面是： 集分散发电的主动配电网、电网与用户的双向互动、双向潮流和信息流；另一方面， 欧洲电网通过动态价格体系，促进消费者合理使用电能。,7,Distributed Generation,简称DG 分布式发电通常

3、是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在3050兆瓦以下）的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型汽轮机、太阳能发电（光伏发电、光热发电）、风力发电、生物质能发电等。 分布式能发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源，并提高能源的利用率。,分布式发电,8,智能电网的七大特征,根据美国能源局现代电网发展报告，目前的论述普遍采用这一说法： 1) 具有自我修复的能力（自愈性）2) 激发用户主动参与电网的运作（激励性）3) 抵御袭击（安全性）4) 提供高质量的电能，减少停电损

4、失（高量）5) 能够容纳各种发电和蓄电形式 6) 繁荣电力市场7) 优化设备运行，降低电网运行费用,9,1、具有自我修复的能力（自愈性）,故障发生时，没有人工干预的情况下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。 CenterPoint公司在休斯顿的一次实验：人造闪电模拟停电，智能电网在极短时间内识别并恢复系统中最重要的部分，然后继续进行全面恢复。系统重新确定输电线路，从而保证在公用事业公司派出修理人员同时，不会中断服务。,10,2、激发用户主动参与电网的运作（激励性）,省电：电价高时不用电，电价低时才用电。洗衣用什么电，做饭用什么电。 卖电：居民通过太阳能板、小型风电和电动汽车等分布式

5、电源的应用，向他们的邻居或电网卖电。智能电网将在能源产业中旋起一股革命浪潮。同样地，那些拥有可再生能源或后备电源系统的大型商业用户可以在峰负荷时提供电能，尤其在夏季空调负荷猛增的时候。,11,3、 抵御袭击（安全性）,智能电网可以实时采集和分析电力系统运行状态，通过计算机的分析，预测大面积停电事故发生的可能，并在事故发生前切断或隔离事发区域。从而减少受影响区域。,12,4、 提供高质量的电能,智能电网不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题，适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求。,13,5、 能够容纳各种发电和蓄电形式,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

6、接入系统，简化联网的过程，类似于“即插即用”，如光伏发电、风电、插式混合动力汽车和燃料电池。,14,6、 繁荣电力市场,更自由的买卖：处于不同地理位置的各种能源形式能够被便捷地卖给位于任何位置的用户。 用户：买方身份和卖方身份 分时电价和实时电价,15,7、 优化设备运行,降低电网运行费用,最佳的容量、最佳的状态和最佳的运行：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。 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

7、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。,16,智能电网的相关IT平台,发电变电输电变电配电用电 智能电网是对这一过程实现自动、可视、互动、智能化 其中涉及： 智能电网平台：核心电网 电网监控和管理：提供自动、接近实时的电网电力控制能力 智能计量（智能电表、终端）：实时能耗监控，人们随时能看用电成本，关闭设备或将能耗从高价格时段转至低价格时段，错峰用电,17,需求方管理：包括需求响应计划、智能电表和可变电价、能源仪表板 集成可再生能源：鼓励家庭和企业安装自己

8、的可再生能源。 汽车电网：当汽车电池价格低时，可用来存储电能，反之卖回给电网,18,欧洲智能电网的技术路线,智能电网涉及电力系统发、输、配、用各个领域，对各个环节中的规划、建设、运行、维护工作，智能电网都有针对性地提出了更高的要求。智能电网的结构从物理层次上来看可以分成如下4层：,19,其“发输配用” 环节的技术包括： (1)发电：风电、分布式电源、光伏、接入等； (2)输电：互济、超导、特高压、网架等； (3)配电：微网、虚拟电厂、先进表计网络设施、需求侧响应等；,1、发输配用层智能元件， 智能电器,20,主要通过二次智能设备来实现智能控制如： (1)传感器与测量：其技术包括：先进微处理器和

9、表计读数装置、广域监控系统、动态线路级、电磁信号测量与分析、用电时间的实时定价具、先进开关和电缆、分散无线电通信技术以及数字继电器等。 (2)智能表计(AMI) 它可提供从发电厂到电力出口(智能槽)以及其他智能电网设备间的通信路径， 且用户可以在高峰期关断这样的设备。,2、传感量测保护控制层智能控制,21,(3)相角测量单元(PMU) 作为高速传感器PMU分布在电网中，用于监控电能质量，在某些情况下自动响应于电能质量状况。 (4)一域测量系统(WAMS) 基于相量测量装置(PMU)的WAMS， 既支持具有快速、准确特点的状态估计，使得对电压失稳及低频振荡的监视报警、系统动稳极限输电功率的确定等

10、高级系统分析成为可能， 又可与稳控装置终端相结合， 组成广域稳定控制的快速保护系统， 或称广域保护广域控制系统(WAPSWACS)。,22,建立一个完全集成的统一智能通信网络， 并且通过网络直接连接。涉及领域有：变电站自动化、需求响应、配电自动化、监控和数据采集(SCADA)、能量管理系统、无线网与其他技术以及光纤通信等。其功能是：实时控制、信息和数据交换达到最佳的系统可靠性、最好资产利用以及最高安全性。,3 、信息通讯网络层智能网络,23,和面向物理系统便于采用精确解的安全防护不同， 灾变防御除面对电力系统外，还涉及自然和社会诸多因素， 因此必须与知识工程(如MultiAgent)的智能解相

11、结合。面向Agent (AO)，是继面向过程和面向对象(OO)之后的新一代软件系统工程技术。推理等人工智能(AI)技术会得到广泛的应用。同时，为了实现整个系统范围内的协调控制，分散式智能代理及其网状控制结构等形式的设计具有非常关键的作用。它们可以支持分散式决策，也可以在此基础上进行集中协调。发达的通信能力为这种设计提供了坚实的技术支撑。,4 、高级调度中心层智能运行,24,中国智能电网发展概况 定义：智能电网以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、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

12、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，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。 我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略，即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和800千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。,25,中国特色的