1、智能电网的发展及应用,西安交通大学电气工程学院王秀丽 2010年2月25日,2,今天的主题,3,1、为什么要搞智能电网？电力发展的必然结果新能源发展的需要,4,1.3 美国掀起世界智能电网热,2009年1月25日，奥巴马上台后，白宫发布了经济复兴计划进度报告，宣布未来3年以内将为美国家庭安装4000万个智能电表，同时投资40多亿美元推动电网现代化。 2009年6月3日至5日，在美国英特尔公司制定“2030年能源技术、信息技术及电力系统与终端用户负荷互动的智能电网信息互操作导则”（IEEE P2030），并冀望这个标准成为全球标准。 2009年12月4日，通用电气(中国)有限公司与扬州经济技术开
2、发区在扬州举行签约仪式，在扬州建立智能电网“示范中心”，美国智能电网技术开始进入中国市场。 现在，美国已开始向部分家庭安装带有通讯功能的智能电表（SmartMeter），随时监测电力消费和管理，更加有效地实现输电和供电。,5,美国智能电网发展里程碑,2001,2003,2004,DOE与 NETL合作发起了“现代电网(MGI)”研究,2005,2009,2030,智能电网,6,电力需求增长，但是电网老化、接近极限运行(美加大停电发生的原因之一)； 环境压力：4%的人口贡献了25%的温室气体； 911恐怖袭击：需要有一个安全稳定强大的电力系统以保证社会的正常秩序； 电网新技术发展缓慢，信息化水平
3、低下。,美国为什么要推行智能电网,7,美国人认识到：安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证； 利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造；将美国经济从经济危机的泥潭中拉出去，实现智能电网将直接创造28万个就业机会 。,8,1.4 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）战略性研究议程战略部署文件报告,2005,2006,智能电网,（3）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,9,电力需求趋于饱和； 强调可再生能源发
4、展； 提高供电可靠性和电能质量等需求； 鼓励和支持低碳发电； 关注可再生能源和分布式能源的发展。,欧洲推行智能电网的动力,10,丹麦过去20年的发电结构变化,1980年代的集中式发电,现代的分散式发电,11,韩国：智能电网技术主导国家 日本：能源效率技术主导国家 德国：太阳能电池技术主导国家 澳大利亚：碳固封技术主导国家 巴西：生物能源技术主导国家 欧洲：高科技汽车、环保煤炭技术,部分国家推进智能电网的特色,12,2009年5月“特高压输电技术国际会议” ：国家电网首次表态正式介入智能电网发展，并得到中国政府高层的支持。目前国家电网公司已将智能电网列为重点，开展科研、标准、试点等方面的工作。,
5、1.5 中国实施智能电网战略,13,南京作为智能电网建设基地；福建省计划投入120亿元建设福建海西智能电网；扬州市经济开发区则计划投资25亿元，打造占地面积6000亩的智能电网产业园区；上海花费巨资已建成了世博会智能变电站。,14,华东电网正式启动了智能电网可行性研究，规划了从2008年至2030年的“三步走”战略。标志着中国开始进入智能电网领域。,2007,提出发展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，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征，自主创新、国际领先的坚强智能电网。智能电网战略全面启动。,2009,2010,2030,智能电网,规划试点阶段，重点开展坚强智能电网
6、发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发、设备研制及各环节的试点工作,2015,全面建设阶段，加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用,2020,引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平,15,美国: 2003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。,欧洲: 发展智能电网有其独特的背景，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
7、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。,1.6 智能电网发展驱动力,16,电力市场已经过20多年的高度发展，建立了实时电价的基础。 电力市场是电力工业从垄断走向竞争的过程。 特点：厂网分开、竞价上网，配售分离，独立调度。 电力市场化是实现用户参与互动的必要条件。,17,我国发展智能电网驱动力,应对化石能源日渐枯竭和气候变化的威胁，是世界各国发展智能电网的共同驱动力 与发达国家不同，我未来电力工业仍将高速发展（未来十年发电装机容量翻一番，年均增长7%），智能电网应能解决电网的科学发展问题，包括输电、配电、用电各个领域，满足电力高速发展的要求 我国可再生能源资源分布的特点，决定大规
8、模风电、太阳能发电的集中规模化开发和远距离输送。智能电网应重点解决大规模可再生能源接入电网运行的关键问题 通过对配用电系统的智能化和分布式电源的开发，实现电力公司同用户的互动，达到节能降耗、削峰填谷、提高供电安全和可靠性的目标,18,关于智能电网,“智能电网”得到国家、社会的广泛关注，对电网的发展和电力系统技术的进步是空前的机遇。 智能电网发展的驱动力不同国家有所不同，发展的重点也不尽相同。推动我国智能电网发展的驱动力和发展重点是什么？目标是什么？核心的技术内容是什么？ 智能电网在电网发展历史中的地位，其发展的必然性、技术的继承性值得认真研究思考。,19,进入21世纪以来，国内外电力企业、研究
9、机构和学者对未来电网的发展模式开展了一系列研究与实践，智能电网理念逐步萌发形成，并开展了广泛的研究实践。 近年来，发展智能电网在欧美国家已经逐步上升到国家战略层面，成为国家经济发展和能源政策的重要组成部分。 在当前应对金融危机的环境下，智能电网建设已成为欧美等国家增加需求、推动经济发展的重要手段之一。,20,2、智能电网的概念、定义和特征,特征信息化自动化互动化,21,2.1 智能电网的定义,英文名称：Smart grid、智能电网Intelligrid、智慧电网Modern grid、现代电网Future grid、未来电网Super grid 超级电网,对Smart Grid的理解，关键词
10、是“smart”,含“巧妙的”、“ 聪明的”意思。所谓“Smart Grid”，实为“聪明、灵巧的电网”，能以小的代价获取大的效益、使电网的发展最大限度地满足国民经济对能源和电力的需求。,22,美国对智能电网的定义,智能电网是集成了传统和现代电力工程技术、高级传感和监视技术、信息与通信技术的输配电系统，具有更加完善的性能，并且能够为用户提供一系列增值服务。,23,中国对智能电网的定义（国家电网公司）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
11、网。,24,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。智能电网将融合新的量测、通讯、控制和决策技术，实现电力工业的技术变革。,智能电网的目标,25,智能电网并不是凭空而来,过去百年来，特别是近30年来已取得很多成果，奠定了电网智能化的基础。,26,下午10时33分,26,智能电网的基本概念就是增加了监测、分析、控制和通信能力的电网，其目的是： 提高可靠性 最大化容量利用提高能源利用率 提供用户参与的可控性允许不同的发电选项（可再生能源）允许不同的储
12、能选项,智能电网定义,27,下午10时33分,27,智能电网定义（续）,智能电网 双向通信传感器分布式计算,市场,输电,变电所,配电,用户,具有信息和通信功能的电力基础设施,电力企业之间的信息交流可以提高电力传输和利用的效率，可靠性和安全性,28,下午10时33分,28,智能电网组成部分,智能发电,智能电网,智能用户,集中式,分布式,基荷,峰荷,热电联产,输电,配电,商业/工业,居民区,智能储能,通信&控制,电力电子,资产管理,负荷管理,关键/备用,网络规划 &设计,网络监测,网络自动化,先进测量,能量管理 系统,智能应用,远动,智能电机 /设备,楼宇自动化,能源咨询& 能源服务公司,后台管理
13、 软件,29,2.2 智能电网的特点,30,智能电网主要具有坚强、自愈、兼容、 经济、集成、优化等要素,31,32,智慧的电力应该是,反应迅速：知道电力故障的确切位置，并立即派遣维修人员去解决问题 可靠：通过感应可能发生的设备故障，防患于未然 节约能源：通过电网迅速检测到发电量的需求变化，在用电需求较低时减少发电量 高效利用资产：通过感知并管理老化设备的使用负荷，延长资产的使用寿命 可持续：通过更好地了解电力需求，使可再生能源的供应最大化,33,智慧的电力,34,2.3 智能电网相关技术,设备方面 高级计量技术- 无线、自动、分时段计量，双向智能电表 分布式发电技术 实用的电力储能技术 先进的
14、相量测量和广域测量技术 传感器；,方法、服务方面 需求响应技术 先进的配电自动化技术 先进的三维、动态、可视化调度技术等,分电网内部、外部；设备和管理方法等方面,35,智能电网的基本技术,综合通讯及连接技术，实现建筑物实时控制及信息更新，让电网的每个部分既能“说”又能“听”。 传感及计量技术，支持更快更精确的信息反馈，实现用电侧遥控、实时计价管理。 先进零部件制造技术，产品用于超导、电力储存、电网诊断等方面的最新研究。 先进的控制技术，用于监控电网必要零部件，实现突发事件的快速诊断及快速修复。 接口改进技术，支持更强大的人为决策功能，让电网运营商和管理商更具远见性和前瞻性。,36,2.4 我国
15、智能电网的目标,将现代计算机、网络通信和信息技术与传统电网技术相结合，实现电力系统从发电、输电、配电、用电全过程数字化、自动化、信息化、互动化，达到安全、经济、高效、环保的目的。 与传统电网比较，智能电网能够： 建成集中与分布相结合的电源结构，以及大电网与微网相结合的电网模式，使供电更加安全可靠 采用智能化的电力设备状态监测和资产管理，提高电网安全性和经济性，实现智能化的电力系统动态安全监控，提高电网应对突发事件的能力 使电网运行更加优化，降低损耗，有利于节能和环境保护 便于电力用户与电力公司实现互动，能为用户用提供多种增殖服务，实现电力公司与用户互利双赢,37,包括整个能源通道，从电厂一直到
16、用户 高速，准实时，双向通讯 安装在变电站、变压器、线路开关等处的传感器可以快速诊断和切除故障，实现电网再连接 调度分布式电源 实现电能储存,智能电网将集成能源系统,38,智能电网目标的实现,可靠、稳定、绿色的发电系统 大容量、集中高效清洁电源与分布式高效清洁电源相结合（核电、清洁煤发电、气电、可再生能源发电，集中式和分布式） 大规模和分布式相结合的可再生能源发电系统，可再生能源发电占有相当比例（风能、太阳能、生物质能，大规模和分布式，因地制宜） 大规模和分布式相结合的储能系统（水库水电蓄能、抽水蓄能、电池蓄能、机械蓄能、电磁蓄能、蓄热，大规模和分布式，插电式混合动力汽车）,39,智能电网目标
17、的实现,安全、高效、灵活可控的输变电系统 特/超高压、交/直流混合的坚强输电网络 大容量电力电子技术应用的灵活可控输电系统具有分布决策功能的智能变电站 智能输变电设备（智能操作、设备状态检测及在线检测系统、寿命评估和故障自愈、光电互感器等新型传感器、设备资产管理 ） 智能输电线路（常规和超导低损耗输配电线路，线路状态检测、评估和故障定位，基于环境和状态的线路运行）,40,智能电网目标的实现,经济、互动、优质服务的配用电系统 接入各种分布式电源和储能设备的微网结构 智能用户终端（智能表计，以实时电价为核心的双向互动市场化用电机制，） 以电力（提供和接受）为中心的能源、通信、信息综合增值服务（通过
18、电力线载波和无线通信等） 保证电能质量和用电安全的装备和技术 自适应的故障处理能力,41,智能电网目标的实现,统一集成、分布协调的电力系统调度、控制、管理系统 适应各种电源、网络和用户的能量管理系统（间歇式可再生能源电力预测，虚拟电厂接入系统） 适应智能电网运行的电力市场 电力系统动态、静态状态检测和估计 基于超实时仿真的动态安全分析和控制 电力系统运行的智能辅助分析和决策 统一集成的通信和信息和管理系统,42,智能电网与现有电网的对比,43,3 智能电网的发展和应用快速发展逐步应用,44,3.1 美国设立智能电网示范城,目的：建立智能电网有关技术和过程的平台积累经验证明相关设想评估相应收益美
19、国在科罗拉多州的Boulder（博尔德）市建立了“Smart Grid City(智能电网城）”的示范工程。,45,改善配电系统的运行效率和可靠性 提高电力用户的用电效率和负荷侧响应 接纳更多的可再生能源发电,博尔德市政府的目标,46,选择博尔德市作示范的理由,规模较理想（有5万用户）在电网的地理位置合适(距丹佛30英里）互联网发达用户的素质较高对环境要求较高有很好的合作伙伴科罗拉多大学、国家大气研究中心、联邦实验室、县市有关机构,47,智能电网所必要的设施,IT 基础设备； 通信网络； 变电站和出线的自动化设备 电流和电压传感器； 双向电度表； 电力用户网站； 户内其他设施。,48,2008
20、年4月破土动工，2009年部分试行，2010年全面实现 1）观察消费者用电行为的变化； 2）让消费者根据分时定价的消息预设家用电器； 3）由电力公司通过网络根据需要远程控制用户家的空调和电热水器的温度。 * 成功的关键良好的沟通和反馈机制 *,博尔德智能电网已实现,49,即插式混合电动汽车,附加绿色电源,智能室内热控装置,实时的和绿色电价信号,高速互联网,用户与供电局互动连接,智能住宅,50,智能电网网站,让用户监视自己的能源使用情况在线工具可以帮助用户进行更多选择或进行个性化控制,51,户内电能管理设备,智能电表,网点 恒温器,网点 内置电能管理器,网点 负荷管理器,居民负荷柜,保护装置,太
21、阳能电池,混合电动汽车,热水器,泳池泵,空调,52,负荷管理 好的负荷控制 = 减少发电备用容量 控制负荷满足需求 注意电力实时市场价格,可再生能源管理 用户也可以发电 注意间歇性 尽可能利用可再生能源 建立反送电价,高级管理 改进能源利用效率 实时状态评估及控制 提高可靠性 延长使用寿命,用户自动管理 自动控制电器 实时电价 新的设备和产品 用户能够选择,智能电网的好处,53,通过博尔德案例，看智能电网的美好图景,电价不再一成不变，它会根据一天中不同时段来自动定价。（用电高峰，电价自动上扬。尽可能不在高峰期用电。） 以前只是电力系统读取用户的电表，现在用户也可看到整个城市的用电情况，从而为自
22、己的用电进行规划 。互动性 再也不用担心停电怎么办了，因为智能电网可以在最短的时间内实现自动恢复，在公用事业人员修理之前，保证供电的连续性。自愈性 用户可以控制调温器的设置，在离开家时命令提高空调的温度，回到家时再恢复到一个比较舒适的低温。可控性 你也可以发电，卖给国家电网。分布式能源 当汽车电池价格低时，可用来存储电能，高时卖回给电网。,54,需考虑的问题,用户方面有多少户已具备实施条件？ 家庭能源管理 居民还是商用？ 低收入人群/租房者怎么办？ 行为习惯的改变,技术方面用户的应用 未来的标准、协议 可扩展性 开放性平台 安全性,政策调节方面税率设置和价格信号峰荷抑制节能减排实时电价 碳消费
23、信号 更多绿色能源 数据公开 是否开征国家碳消费税？,55,3.2 发展智能电表,56,智能电表的结构,解除连接/再连接开关,局域网天线,硬件连接/切断连接,液晶显示,红外通讯接口,局域网卡,HAN通讯卡(可选),操作系统指令设置 (可远程升级),超级电容,无线电频率标识符,固态存储器,测量组件,防拆探测,57,智能电表的功能,智能电表：智能电表可以重新定义电力提供商和客户的关系。通过安装内容丰富且读取方便的设备，用户可了解在任何时刻的电力费用，并且用户还可以随时获取一天中任意时刻的用电价格(查看前后的记录)，这样电力提供商就为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据了解到的信息改变其用电模式。
24、智能电表不仅可以测量用电量，它还是电网的传感器，可以协助检测波动和停电。 智能电表还能储存相关信息，支持电力提供商完成远程开启或关闭服务，也能远程支持使用后支付或提前支付等付费方式的转换。,58,通过使用智能电表，可以赋予消费者掌控用电模式的权力。使用户做出“更智能的”电力消费决策，进而增加客户用电的灵活性。 智能电表显示一天中不断变化的电能价格以供消费者查看。价格透明使用户知道什么时候征收高峰电价，这样他们能够在了解所有情况后自行决定用电时间。 通过智能电表可大幅度减小系统的峰值负荷，转换电力操作模式（须与实时电价配套），这样可降低了整个系统的成本。,59,2009年9月，国家电网公司发布了
25、智能电能表技术标准，技术标准首次对智能电能表进行了定义，并编制形成了智能电能表系列技术标准共12份。 规定型式统一，有利于生产、制造、检测、应用、更换。 功能完善，支持现行各类电价、实现信息化、互动化。可以实现双向电能量计量、防窃电、实时监测、自动控制。 技术先进，可以互联互通、电能表为各种通信方式提供了标准接口，可靠性高、寿命长。,60,智能电网=智能输电网+智能配电网；高级配电运行和智能配电网的内涵基本相同；智能配电网是配电自动化（DA）技术的发展。,3.3 智能配电网与高级配电运行,61,智能配电网SDG与配电自动化DA的比较,62,数据,自动控制,安全性评价 （静态和动态）,潮流计算,
26、网络模型,拓扑结构,设备模型,负荷模型,发电模型,保护配置,仿真工具,其它功能： 负荷控制 交易工具,2019/10/2,62,63,分布式电源（DER）,分布式电源=分布式发电装置+分布式储能装置分布式发电：冷热电联产、小水电、风电、太阳能、生物质发电等。分布式储能：UPS电源、抽水蓄能、燃料电池、电动汽车、压缩空气蓄能、飞轮储能、超导磁储能、超级电容器储能等。,64,电动汽车储能技术,65,虚拟发电厂(VPP)技术,通过在电源之间建立通信联络，将其看成一个合成的发电厂，进行积极有效地调度管理。,66,微电网技术,电网,67,定制电力技术,包含的主要技术： 动态电压恢复器（DVR）：抑制电压
27、跌落 固态切换开关（SSTS）：实现不间断供电 配电静止无功补偿器（DSTATCOM）：动态补偿无功 有源电力滤波器（APF）：滤除电网谐波,68,可视化技术的应用,母线电压,线路电流,节点边际电价,有功备用,69,3,1,4,2,高级调度中心建设,多适应的电网规划优化体系研究,统一数据平台建设,华东电网智能电网研究初见成效,数字化变电站研究建设,徐行站数字化改造,新建数字化海宁站,3.4 华东电网公司的智能电网工作,70,71,广域动态信息监测分析保护控制系统（WAMAP）一期：电网运行动态监视、电网事故快速分析和智能报警、基于综合信息的电网事故详细分析、辅助服务质量监测、模型和参数校核等。
28、 二期：实现PMU 数据参与的状态估计、低频振荡分析、功角/电压/频率安全稳定的在线分析、传输功率实时监视等。 三期：根据在线预防控制策略，进行实时发电调度在线调整，振荡解列装置之间的协调控制，区域PSS 的协调控制功角定性控制，广域保护，事故处理决策支持。,华东电网智能调度技术支持系统应用,72,数字化变电站,设备操作智能化；独立采集运行数据；系统分层分布化；系统结构紧凑化；信息交互网络化：标准以太网技术；信息应用集成化；设备检修状态化；,系统建模标准化：IEC61850; 实现智能设备的互操作; 实现变电站信息共享; 简化系统维护、配置和工程实施; 数据采集数字化;,73,国家电网公司对智
29、能电网的定义及理解：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，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。国家电网公司组织开展了一系列研究及系统建设,为建设智能电网奠定了坚实的基础。,3.5 中国总体情况,74,1,2,3,华东电网WAMAP系统，充分利用PMU的动态数据，面向调度运行，重点解决电网安全稳定性的在线监视、实时预警和在线辅助优化决策，率先在电网动态监视和控制领域取得了重大突破。,江苏大电网安全稳定实时预警及协调防御技术（EACCS）,实现了电网精细化调度和智能化控制,华北电网有限公司5E工程，在可视化和运营管理辅助决策方
30、面，对智能电网进行了有益的探索。,自动化控制领域的技术研究走在世界的前列,75,数字化变电站研究成果已应用于工程实际,华东、上海、山东、浙江、江苏以及南方电网等企业也先后开展了数字化变电站和数字化电网的建设工作，取得了一系列研究及应用成果。,76,我国智能电网建设的战略规划 一个目标：特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网。 两条主线：技术上实现信息化、自动化、互动化，管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化。 三个阶段：研究试点阶段（2009年2010年）全面建设阶段（2011年2015年）完善提升阶段（2016年2020年）,77,三个统一：统一规划、统一标准、统一建设
31、四大体系：电网基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系。 五点内涵：坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动。 六个环节：发电、输电、变电、配电、用户、调度。,78,4、我们可以做些什么？研究产品开发服务,79,4.1 智能电网的实行带来巨大商机,智能电网的投资估算到2020年智能电网总投资规模接近4万亿元。2009、2010年投资约5500亿元：特高压电网投资830亿元；基本建成阶段投资1.7万亿元，其中特高压投资2500亿元；全面建设阶段投资约2万亿元，其中特高压电网投资3000亿元。,80,我国智能电网涉及的产业链,涉及产业： 输变电行业 柔性交流输电技术 变电环节配电
32、、用电、调度环节 可再生电源 智能电表、智能家电,智能电网一般包括如下部分高级计量体系AMI高级配电运行体系ADO高级输电运行体系ATO高级资产管理体系AAM。,81,82,智能电网 架构体系,我国智能电网的发展目标研究,信息流与业务流的交融重构与创新研究,功能体系研究,技术体系研究,信息体系研究,运维体系、标准体系及评价体系研究,4.2 智能电网研究和应用,83,智能电网 装备技术,广域量测技术,时间同步技术,状态监测技术,电子式互感器技术,控制保护一体化技术,柔性输配电技术,一体化智能设备技术,智能电网研究框架,84,智能输电技术,智能电网下大型可再生能源的接入技术,大电网安全稳定运行控制
33、技术,未来电网控制中心建设技术,具备分布决策功能的智能变电站技术,输变电设备智能管理技术,智能电网下的电力市场技术,智能电网下的现代企业管理技术,智能电网研究框架,智能电网下的电网规划技术,85,智能配电技术,风险预警预控及智能报警技术,配电网自愈控制技术,智能配网故障快速处理技术,分布式发电、微电网和储能技术,智能网络重构及自优化技术,自适应保护控制技术,自适应无功与电压控制技术,智能电网研究框架,86,智能用电技术,用户门户技术,智能表计技术,用户智能家用电器,用户电源和储能设备接入技术,用户通信能源一体化技术,智能电网研究框架,87,下午10时33分,87,4.3 智能电网的产品和服务,
34、智能设备 高级控制系统 双向通信,88,智能装置 高级传感器和监测器 数字式的传播 换流器和系统平衡装置 智能电子装置 电网识别设备（RFID） 智能电表,智能电网的产品和服务,89,智能电网的产品和服务,高级控制系统 配电网自动化 电能管理 GIS 地理信息系统 DMS 需求侧管理 WAMS 广域管理系统 双通道通信 实时性 公开的产品 无缝连接,90,智能电网的产品和服务,统一标准的通信 (音频/视频/数据) 电力载波传输/电力线宽带/直接负荷控制 (高压,中压,低压) 无线网络(WiMax, Wi-Fi, Zigbee, Cellular) 大规模集成的实时系统 基于IP的数据采集与监视
35、控制系统 M2M和M2B系统 射频识别, 光学传感器 监控 (电网设备),91,下午10时33分,91,综合电力无缝通信系统,智能网络的电信服务,供应&市场操作,输电&配电操作,通信体系,企业信息集成,电厂控制,变电站自动化,高级测量体系(AMI),室内网络&设备,配电网馈线自动化,输电&配电规划&工程,系统规划,资产管理,维修管理,配电管理,GIS,OMS,MWM,客户服务,MDMS,CIS,呼叫中心,计费,结算,DSM,调度,交易,操作规划,DMS,EMS,SCADA,EMS：能量管理系统 MDMS：量测数据管理系统 OMS：停电管理系统 CIS：用户信息系统 MWM：行动共工作者管理系统
36、 GIS：地理信息系统 SCADA：数据采集与监视控制系统,92,智能电网的关键是各种智能化电力设备,世界各大电器公司如ABB、施耐德、西门子、GE、西屋电气等均已开始根据智能电网的需要对原有的智能电器产品进行改造和进行新产品研发。 美国通用电气公司正在研发新型冰箱、干衣机及其他家用电器，这些电器设备可对来自公用部门的电力信号自动作出反应，从而使消费者避免支付峰值电价。 如何在与国际大公司的竞争中立于不败之地，成为中国电力设备企业一个新的课题。 或许未来所有家电在入网前要通过国网的智能家电入网检测，国网会根据家电的类型和用户的使用特点对其控制。,93,5. 总 结,全世界都在关注智能电网，因为
37、：它是新的经济增长点、新能源利用的关键、节约能源的重要举措。总之，它将引发能源革命。,94,5.1 智能电网面临的挑战,面临的挑战: (1) 充分满足用户对电力的需求 (2) 确保电力供应的安全性和可靠性 (3) 提高电力供应的经济性及节能 (4) 满足环境保护的约束 (5) 保证电能质量 (6)适应电力市场化和放松管制,95,我国智能电网建设的争议,智能电网的发展究竟是以输电建设中的特高压所依托的“集中式”能源供给为主，还是以配电中的分布式能源接入为主，仍存争议。,扬州朋友提出两个问题中国搞智能电网是否与国外的相同？发展智能电网究竟是研发设备还是提供服务？,96,关于智能电网理解的分歧,中国
38、在智能电网的建设中偏重于输电层面技术的完善； 中国目前电力市场还未成型，电网的互动性形成了巨大的阻力。,以美欧为首的发达国家在智能电网的建设上偏重于配电层面技术的开发； 欧美的电力市场具备了互动式电力交易的条件。,97,其他担心,智能电网投资巨大，带来的好处难以定量衡量。智能电网在技术上的可能没有问题，需要统筹考虑的主要是智能电网的经济合理性、政策管理协调性等问题。 对于消费者来说，智能电网也意味着将彻底改变他们支付电费的方式和用电习惯。消费者不再按照统一费率支付电费，而是要在高峰期间支付更多的费用。 消费者担心受到过多的用电方面的干扰，或使自己的隐私权受到损害。,98,5.2 国外智能化实践
39、最新成果,输电侧: 广域测量技术、同步相量技术和高级控制中心开展相关研究。 配电和用电侧: 智能电表和智能家电的开发。 示范城市、小区不断涌现,99,意大利:安装和改造了3000万台智能电表。法国:将2700万只普通电表全部更新为 “智能电表” 。美国实现了“零能耗”，即所消耗的能量全部来自可再生能源。,100,5.3 智能电网的特征汇总,自愈功能 用户（包括分布电源）积极参与需求响应 坚强的抵御破坏（包括网络攻击）的运行能力 高的电能质量 可接纳各种发电及储电（包括分布电源）装置 运行高效 能高效简单地接入各种发电和储电装置。,101,今天的电力,明天的选择,102,DC母线,低压AC母线,
40、中压AC母线,大电网,逆变器,103,5.4 智能电网相关标准的制定工作,美国：电网智能化架构委员会 智能电网子委员会、国家标准技术研究院（NIST）正在开展智能电网标准制定相关工作。IEEE：今年成立了P2030工作组，已制定关于未来智能电网的导则。,104,欧盟：提出发展智能多用途仪表服务相关的开放性标准。中国：国网成立了智能电网部，正在进行相关的调研、技术标准拟定工作。,105,5.5 结束语,当前人类面临化石能源日渐枯竭和全球气候变化的威胁，大力发展可再生能源发电是今后世界各国的共同方向。 电力系统运行和规划将受到这种发展的深刻影响，电力将成为最重要的能源载体，对电网的安全性、适应型、
41、资源配置能力提出了更高的要求。 分布电源、储能装置等要求智能电网应对其互动的需要，建成集中与分布相结合的电源结构，以及大电网与微网相结合的坚强电网模式。,106,现代计算机、网络通信和信息技术与传统电网技术相结合的智能电网技术，涵盖发电、输电、配电、用电和调度各个领域。 智能电网主要特征：电力用户与电网的互动、接入分布（可再生）电源。 智能电网技术指明了电网进一步科学发展的方向，成为应对能源危机和全球气候变化的重要措施。,107,电力市场 环境/低碳 可再生能源,呼唤,引领,政策标准,技术进步互联网发展,支撑,智能电网,108,108,物联网定义,“物联网”的概念是在1999年提出的。 定义：
42、把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。 国际电信联盟2005年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。,进一步的发展物联网智慧地球,109,具体地说，就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中， 然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合， 在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。,109,110,110,智能电网,智能交通,智能医疗,智能城市,智能地球,111,谢谢大家 新春快乐！,
