智能电网ppt.ppt

1、智能电网,2,主要内容,国内外智能电网研究和发展现状智能电网的概念、定义和特征智能电网的物理构成、技术组成和实现顺序智能电网实践工程中国建设智能电网的基础研究智能电网研究、开发和应用的看法和建议,3,美国智能电网发展里程碑,2001,2003,2004,2005,2009,2030,DOE与 NETL合作发起了“现代电网(MGI)”研究,之后，研究机 构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷 推出自己的智能电网方案和实践。,4,欧洲智能电网发展里程碑,成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”,提出智能电网愿景，制定（1）欧洲未来电网的远景和策略（2）战略性研究议程（3）战略部

2、署文件,2005,2006,年份,战略部署文件,（1）欧洲智能电网技术平台：欧洲未来电网的远景和策略,（2）欧洲未来电网的战略研究议程,（3）战略部署文件,5,6,“The Smart Grid”,DOE,USA,20082008.11.11-11.13,中美清洁能源合作组织(Joint US-China Cooperation on Clean Energy JUCCCE-)，聚思-“Smart Grid”special session2008.11.18-中美绿色能源论坛“Smart Grid”Special sessionSmart Distribution Grid:The Role

3、of Technology,tools and Techniques for advanced Automation and planningby S.S.Venkata,Univ.of Washington,USA,-IEEE DLP Tutorial,Dec.22,Beijing,China 2009.5.20,中国国家电网“Strong&Smart Grid”,“智能电网”可接受度,7,美国智能电网发展概况,驱动因素：,美国:年美加大停电后，美国电力行业决心利 用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网

4、。,8,改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性提高能源的利用效率和技术的先进性提高用户对电价的可承受能力适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平提高在全球的竞争性,美国发展智能电网的驱动力,9,美国发展智能电网的步骤,美国能源部等机构致力于电网现代化建设，即实现自愈智能电网。自愈智能电网的提出及其发展大概经历2个初步阶段：电力基础设施战略防护系统（SPID）的自愈战略：整个项目将于2025年完成，最终达到具有承受、应对各种意外及快速恢复的自愈能力。从综合能源及通讯系统体系结构（IECSA）到智能电网：实时评估电力系统行为、应对电力系统可能发生的各种事故、防止大面积停电，并

5、可快速从紧急状态恢复到正常状态。需要从快速仿真决策、协调/自适应控制和分布式能源（DER）集成等3个方面进行实现。,10,欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。,欧洲智能电网发展概况,驱动因素：,11,欧洲发展智能电网的驱动力,（1）供电的安全性问题一次能源的缺乏、供电可靠性和电能质量供电能力（2）环境问题京都协议气候变化保护自然（3）国际电力市场提供低廉的电价和提高能效进行创新和提高竞争能力有关垄断的规程修订,12,欧盟发展智能电网的驱动力,欧盟理事会在2006年的绿皮书(G

6、reen Paper)欧洲可持续的、竞争的和安全的能源策略(A European Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)”强调：欧洲已经进入一个新能源时代，能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性、竞争性和安全性。,13,欧洲智能电网的发展方向,欧洲电网为适应发电需要，大力提倡可再生能源，特别是风能、水电、太阳能和生物质能的发展，是欧盟委员会能源政策的中心目标。欧洲以分布式电源作为发展的一个必然方向，同时未来的电网必须建立在电网信息化管理系统之上，特别是低压供电电网的信息化控制，流量平衡控制、网内分布式电源智能管理系统、智

7、能保护系统等。,14,未来欧洲电网应满足如下需求:灵活性(Flexible)，在适应未来电网变化与挑战的同时，满足用户多样化的电力需求；可接入性(Accessible)，使所有用户都可接入电网，尤其是推广用户对可再生、高效、清洁能源的利用；可靠性(Reliable)，提高电力供应的可靠性与安全性以满足数字化时代的电力需求；经济性(Economic)，通过技术创新、能源有效管理、有序市场竞争及相关政策等提高电网的经济效益。,欧洲2020年及后续的电力发展目标,15,中国:发展智能电网也有其独特的发展背景,驱动因素：,智能电网,电力系统安全运行风险更趋严峻,电力企业资产管理的重要性日益突出,节能减

8、排与应对气候变化成为无法回避的问题,电力企业抗攻击能力需要提高,电力企业经营压力加剧,中国,中国智能电网发展概况,16,智能电网研究机构方面：（1）美国能源部(DOE)是电网智能化研究的发起者和重要的投资者。（2）国际上成立的“电网智能化联盟”成员包括:跨国技术公司：AREVA、GE、IBM；电力公司和电网运营商：AEP、Bonneville电力管理局、PJM及法国EDF；研究机构：美国电科院EPRI、Battelle、RDS和SAIC。（3）美国电网智能化架构委员会（GWAC）由一系列的专家组成，受美国能源部的部分资助，从事制定建立未来电网架构的原则。（4）2005年欧洲委员会正式成立“智能

9、电网欧洲技术论坛”。欧洲还将成立“智能电网协会”。（5）IEC去年底筹建了SG3“智能电网”战略组。（6）中国国家电网公司相继也成立了“智能电网部”根据目前掌握的情况，还没有智能电网 的国际标准或国家标准。,国外智能电网研究概况,17,PJM公司认为：广域测量技术是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此PJM目前主要从同步相量技术和高级控制中心的研究建设着手开展智能输电网的工作。,国外智能电网研究概况,智能电网实践最新成果在输电侧,18,The technology developmental trends,V,I,P,Q,V,I,P,Q,V,I,P,Q,Control Ce

10、nter,Micro wave5-10s,Fiber50-100ms,Wide-area real-time measurement technologies provide the opporunities for the wide-area dynamic security and defense in power system.,19,目前建设的智能电网主要有两个方面智能电表和智能家电：美国:Xcel Energy 公司在Boulder建设全美第一个“智能电网”城市。意大利:安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，每年大约节省5亿里拉。法国:将目前使用的2700万只普通

11、电表全部更新为“智能电表”。,国外智能电网研究概况,智能化实践最新成果在配电和用电侧,20,Boulder伯德市,美国:Xcel Energy 公司在Boulder建设全美第一个智能电网城市,城市“智能电网”,21,城市“智能电网”,基于先进信息技术的动态系高速、实时、双向通信遍布全网的传感器能够进行快速诊断并采取行动提高高峰时段效率的决策数据和支持分布式发电技术（例如风电、太阳能和PHEV)自动化的“智能变电站”家用能源控制装置自动化的家庭能源利用,22,主要内容,国内外智能电网研究和发展现状智能电网的概念、定义和特征智能电网的物理构成、技术组成和实现顺序智能电网实践工程中国建设智能电网的基

12、础研究智能电网研究、开发和应用的看法和建议,23,智能电网的概念、定义和特征,定义（definition)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。,24,25,智能电网与传统电网的区别,26,智能电网的目标,各用户端及电网中各节点均达到实时监控贯

13、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。,27,坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化,智能电网的主要特征,28,智能电网坚强性特征,（1）坚强性（Robust/Strong）在电网发生小扰动和大扰动故障时，电网仍能保持对用户的持续供电能力，仍能保证电网的安全运行在电网发生极端故障时，如自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏而不发生大面积的停电事故二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。,29,（2）自愈性（Self-Healing）具有实时、在线安全预评估和预

14、分析能力具有强大的预警控制系统和预防控制能力具有自动故障诊断、故障隔离和阻断故障传播的能力系统具有自我恢复的能力高压输电断面的智能重构能力,智能电网自愈性特征,30,（3）兼容性（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实现与用户的交互和高效互动,智能电网兼容性特征,31,（4）经济性(Economical)支持火电和水火电联合经济运行支持电力市场和电力交易系统提供清洁和优质电力降低电网损耗，提高能源利用效率,智能电网经济性特征,32,（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

15、准化、规范化和精细化的管理,智能电网集成性特征,33,（6）优化（Optimized）优化资源的合理配置优化资产的利用率优化电网规划降低投资成本优化管理模式降低运行维护成本,智能电网优化特征,34,中国智能电网7个目标,（1）数字化：数字化电网、数字化电表与数字化用电设备（2）信息化：市场信息、电网信息、用户信息与宽带通信形成的信 息平台（3）市场化 发输配用电、电力市场等信息的开放透明市场化竞争（4）自动化：大电网安全稳定控制（高级智能调度），变 电站自动化与用户用电系统智能控制,35,（5）互动化：电网、发电与用户以信息为基础的互动（6）集成化 通过流程优化、信息整合，实现集企业管理、生产

16、管理、调度自动化与电力市场管理业务等于一体的信息系统（7）标准化 建立兼容集成的电网升级的国际新标准，特别是智能电网的各种标准。,中国智能电网7个目标,36,智能电网7个目标的相互结合,即时连接网络互动。终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间可实时、高速、双向地读取数据，整体性地提高电网的综合效率。实时监控及数据融合。发电、输电、配电、用电等关键设备的运行状况，在电力供应高峰可在不同区域间及时调度，达到对整个电力系统运行的优化管理。数字化、网络化、信息化综合集成。智能表计可作为互联网络路由器，终端用户进行通信、宽带业务或传播电视信号。,37,智能电网解决双赢,38,可再生能源发电技术 太阳能风电地热潮汐生物质分布式发电和储能技术微透平抽水储能超导储能超级电容钠硫电池,智能电网技术发电侧,39,智能电网技术输配电侧,新型输配电设备技术电力电子技术超导技术特高压技术复合材料电力系统监测技术物联网传感技术广域监测输电限额动态评估技术电缆监测技术变压器监测技术断路器监测技术,40,智能电网技术输配电侧,电力系统分析技术快速建模仿真动态安全评估电力系统控制技术分布式控制技术变电站自动化馈线自动