智能电力系统是现代电力工业的发展方向.docx

1、主 持 ： 庆 蕾 Qingleicec . org . cn2012/08 窑 中国电力企业管理 35智能电力系统是广义的智能电网袁能够确保电力工业更安全尧更经 济尧 更绿色和更和谐发展袁 是实现电力工业发展价值特征的最有效途 径 袁 也 是 现 代 电 力 工 业 的 发 展 方 向 遥智 能 电 力 系 统 是 现 代 电 力 工 业 的 发 展 方 向要 关 于 电 力 工 业 发 展 的 思 考 之 三中 国 电 力 企 业 联 合 会 欧 阳 昌 裕电 力 系 统 是 一 项 极 其 复 杂 的 系 统 工 程 袁 至 今 已 经 走 过 一 百 多 年 的 发 展 历 程 遥 进

2、 入 新 世 纪 以 来 袁 安 全 尧 资 源 和 环 境 的 多 重 压 力 迫 使 人 们 重 新 审 视 电 力 系 统 在 安 全 尧 经 济 尧 绿 色 与 和 谐 方 面 的 巨 大 潜 力 袁 国 内 外 研 究 机 构 和 学 者 相 继 提 出 了 下 一 代 电 力 系 统 的 展 望 遥 例 如袁 在我国袁 清 华 大 学 卢 强 院 士 早 在 1999 年提出了 野 数 字 电 力 系 统 冶 概 念 袁 国 家 电 网 公 司 在 2009 年 正 式 提 出 建 设 统 一 的 坚 强 智 能 电 网 曰 在 美 国 袁 美 国 电 科 院 2001 年 提 出

3、 并 在 2003 年 将 未 来 电 网 定 义 为 智 能 电 网 (IntelliGrid)袁 美 国 能 源 部 同 年 发 布 野 Grid2030冶 设 想 曰 在 欧 洲 袁 2005 年 成 立 野 智 能 电 网 (Smart Grids)欧 洲 技 术 论 坛 冶 并 提 出 智 能 电 网 概 念 袁 次 年 又 提 出 智 能 电 网 愿 景 袁 并 制 定 战 略 研 究 议 程 以 促 成 智 能 电 网 的 实 现 遥 这 些 都 说 明 袁 随 着 各 种 先 进 技 术 在 电 力 系 统 中 的 广 泛 应 用 袁 智 能 化 已 经 成 为 电 力 工 业

4、 发 展 的 必 然 趋 势 袁 发 展 智 能 电 网 已 在 世 界 范 围 内 形 成 共 识 遥与此同时袁由于各国国情尧资源禀赋及分布不同袁 智 能 电 网 发 展 的 方 向 和 侧 重 点 也 不 尽 相 同 袁 国 际 上 对 智 能 电 网 至 今 尚 没 有 达 成 统 一 而 明 确 的 定 义 遥 归纳 综合国内外各方面的定义及观点袁我认为可以把智能 电网分为狭义的智能电网和广义的智能电网两大类袁 广义的智能电网可称为野智能电力系统冶或野电力系统 2.0冶遥 智 能 电 力 系 统 就 是 应 用 物 联 网 技 术 尧 云 计 算 技 术尧智能决策技术和智能控制技术等新

5、型先进技术对 现有电力系统进行智能化升级换代袁集成创新形成新 型的现代电力系统袁实现电力工业更安全尧更经济尧更 绿 色 和 更 和 谐 发 展 遥 智 能 电 力 系 统 是 一 个 渐 进 发 展 的 过程袁其内涵会随着现代科学技术发展和社会进步而 不 断 丰 富 和 发 展 遥发 展 智 能 电 力 系 统 是 实 现 电 力 工 业 发 展 价 值 特 征 的 最 有 效 途 径 袁 也是现代电力工业的发展方向袁能 够 确 保 电 力 工 业 更 安 全 尧 更 经 济 尧 更 绿 色 尧 更 和 谐 袁 能Famous column名 家 专 栏36 中 国 电 力 企 业 管 理 窑

6、 2012/08够 有 效 地 破 解 未 来 发 展 的 挑 战 遥智 能 电 力 系 统 是 实 现 电 力 工 业 安 全 发 展的 有 效 途 径电力工业安全就是要不断满足经济社会发展的 有效电力需求袁包括保持发电能源独立性尧确保电力 工 业 外 部 安 全 和 内 部 安 全 三 个 方 面 遥智 能 电 力 系 统 更 能 增 强 发 电 能 源 独 立 性 遥 保持 发 电 能 源 独 立 性 就 是 要 减 少 发 电 能 源 对 外 依 存 度 遥 随 着 我 国 经 济 社 会 不 断 发 展 袁 对 电 力 能 源 需 求 十 分 巨 大 袁 对 发 电 和 输 电 规

7、模 的 要 求 也 在 不 断 增 长 袁 与 此 同 时 袁 化 石 燃 料 日 益 减 少 袁 大 规 模 利 用 非 化 石 发 电 能 源 特 别 是 可 再 生 能 源 成 为 发 电 能 源 独 立 性 的 战略选择 遥 一 是 智 能 电 力 系 统 能 够 吸 纳 更 大 规 模 的 可 再生 发 电 能 源 遥 通 过 实 时 电 价 政 策 调 整 电 力 用 户 需 求 特 性 和 智 能 电 力 系 统 的 野 高 可 接 入 性 冶 调 整 电 力 系 统 的 电 力 能 源 消 费 结 构 袁 使 其 有 足 够 的 系 统 容 量 以 及 自 动 化 技 术 袁

8、与 不 同 结 构 尧 不 同 形 态 的 可 再 生 能 源 发 电 友 好 协 作 袁 有 助 于 大 规 模 吸 纳 袁 大 幅 增 加 可 再 生 能 源 在 能 源 结 构 中 的 比 重 遥 二 是 智 能 电 力 系 统 能 够 较 好 适 应 多 种 电 源 送 电 需 求 遥 主 要 是 基 于 支 持 即 插 即 用 的 统 一 互 操 作 标 准 袁 通 过 简 单 的 互 联 操 作 袁 能 够 安 全 尧 无 缝 地 容 许 各 种 不 同 容 量 尧 不 同 类 型 的 发 电 和 储 能 系 统 在 所 有 的 电 压 等 级 上 接 入 系 统 袁 包 括 分

9、布 式 电 源 如 光 伏 发 电 尧 风 电 尧 先 进 的 电 池 系 统 尧 即 插 式 混 合 动 力 汽 车 和 燃 料 电 池 遥 这 就 使 得 商 业 用 户 安 装 自 己 的 发 电 设 备 渊 包 括 高 效 热 电 联 产 装 置 冤 和 电 力 储 能 设 施 将 可 能 更 加 容 易 和 有 利 可 图 遥 三 是 智 能 电 力 系 统 能 够 使 大 型 集 中 式 发 电 厂 继 续 发 挥 重 要 的 作 用 遥 主 要 是 利 用 智 能 电 力 系 统 野 更 坚 强 冶 (科 学 合 理 的 坚 强 电 网 结 构 和 智 能 控 制 技 术 ) 属

10、 性 袁 既 能 使 这 些 电 厂 在 本 地 区 得 到 高 效 消 纳 袁 又 能 经 济 安 全 远 距 离 输 送 到 缺 能 地 区 得 到 充 分 消 纳 遥 四 是 智 能 电 力 系 统 有 利 于 提 升 国 家 能 源 安 全 遥 通 过 自 动 化 综 合 通 信 系 统 和 大 容 量 的 现 代 化 配 电 网 技 术 等 袁 有 利 于 电 动 汽 车 快 速 发 展 袁 实 现 以 电 代 油 袁 减少对石油的依赖 遥智能电力系统促使系统更加安全遥 确 保 电 力 系 统更加安全是现代电网的首要任务袁 更是智能电力 系 统 的 首 要 价 值 特 征 遥 通 过

11、 建 设 坚 强 电 网 袁 采 用 先 进 预 警 尧 快 速 恢 复 尧 反 网 络 攻 击 等 技 术 袁 特 别 是 把 更 多 的安全措施如双向交互尧对威胁和干扰的快速识别尧 反应和恢复等袁纳入整个系统袁使电网安全性远远高 于现有电网袁 确 保电力系统 不 用付出太大代价 即 可 承受住物理或网络攻击袁 确保系统受到自然灾害更 少损害且很快可以恢复遥 一是智能电力系统是自愈 电 网 遥 自 愈 是 智 能 电 力 系 统 最 重 要 的 特 征 袁 主 要 是 指 无需或仅需少量的人为干预袁 通过连续不断的评估 自 测 袁 智 能 电 力 系 统 可 以 实 时 检 测 尧 发 现

12、分 析 问 题 袁 发现问题及时响应尧采取正确措施来消除它袁实现电 力网络中问题元器件的隔离或使其快速恢复正常运 行 袁 最 少 化 或 避 免 用 户 的 供 电 中 断 遥 二 是 智 能 电 力 系 统能够较好地抵御外部攻击遥 无论是规划设计还是 系统运行阶段袁智能电力系统都始终考虑安全风险袁 尽 可 能 降 低 对 系 统 的 物 理 攻 击 和 网 络 攻 击 的 脆 弱 性袁 包括同时承受对电力系统的多部位的攻击和在 一段时间内多重协调的攻击袁 最大限度地降低其后 果 和 快 速 恢 复 供 电 服 务 遥智能电力系统使用电更加安全可靠遥 利用自身 强大的预警和自愈功能袁 智能电力

13、系统能够做到对 公众和电网工作人员不会带来任何伤害或更少的伤 害曰能够对电力系统可能出现的问题提出预警袁在用 户 受 到 断 电 影 响 之 前 就 能 采 取 有 效 的 校 正 措 施 袁 以 使用户免受供电中断的影响袁 从而实现不管用户在 何时何地袁 系统都能提供可靠的电力供应和合格的 电 能 遥智 能 电 力 系 统 有 利 于 提 升 电 力 工 业 发 展的经济性智能电力系统之所以成为未来电力工业的发展 趋势袁就是相对于现有传统的电力系统发展模式袁它 能够做到发展成本更低袁更加优化和更为经济袁能够主 持 ： 庆 蕾 Qingleicec . org . cn2012/08 窑 中国

14、电力企业管理 37更 好 地 满 足 未 来 电 力 系 统 的 需 求 及 安 全 可 靠 性 遥智 能 电 力 系 统 更 能 优 化 系 统 资 产 利 用 遥 智 能 电 力 系 统 能 够 优 化 调 整 系 统 资 产 的 管 理 和 运 行 袁 适 时 建 造 刚 好 满 足 需 要 的 电 力 系 统 袁 延 长 资 产 使 用 寿 命 袁 实 现 状 态 检 修 袁 对 工 作 队 伍 实 行 有 效 地 管 理 袁 以 实 现 最 佳 的 容 量 尧 最 佳 的 状 态 和 最 佳 的 运 行 袁 从 而 达 到 用 最 低 的 成 本 实 现 期 望 的 功 能 遥 一

15、是 智 能 电 力 系 统 通 过 高 速 通 信 网 络 实 现 对 运 行 设 备 的 在 线 状 态 监 测 袁 以 获 取 设 备 的 运 行 状 态 袁 在 最 恰 当 的 时 间 给 出 需 要 维 修 设 备 的 信 号 袁 实 现 设 备 的 状 态 检 修 袁 同 时 使 设 备 运 行 在 最 佳 状态遥 二 是 智 能 电 力 系 统 通 过 调 整 系 统 的 控 制 装 置 到 降 低 损 耗 和 消 除 阻 塞 的 状 态 袁 选 择 最 小 成 本 的 能 源 输 送 系 统 袁 提 高 运 行 的 效 率 遥 三是智能电力系统先进的 信 息 技 术 可 以 提

16、供 大 量 的 数 据 和 资 料 袁 并 集 成 到 现 有 的 企 业 系 统 中 袁 使 系 统 运 行 和 维 护 费 用 以 及 电 网 建 设 投 资 得 到 更 为 有 效 的 管 理 遥智 能 电 力 系 统 更 能 提 高 能 效 遥 智 能 电 力 系 统 采 用 数 字 技 术 来 消 除 能 源 浪 费 尧 提 高 可 靠 性 袁 进 而 形 成 高 效的电能分配系统 遥 通 过 对 家 庭 尧 企 业 尧 工 厂 尧 变 电 站 和 发 电 厂 安 装 网 络 智 能 仪 表 袁 借 助 分 布 在 网 格 中 的 仪 表 和 控 制 元 件 反 馈 实 时 信 息

17、袁 调 度 员 可 以 实 时 了 解 系 统 运 行 状 态 袁 准 确 地 知 道 实 时 能 源 需 求 袁 通 过 更 好 的 定 位 尧 调 控 发 输 配 电 各 个 环 节 袁 可 以 有 效 减 少 传 输 中 的 能 量 损 耗 袁 促 进 发 电 厂 高 效 发 电 曰 用 户 可 以 实 时 了 解 用 能 情 况 袁 通 过 修 改 用 能 设 置 来 节 约 电 能 和 开 支 遥智 能 电 力 系 统 更 能 降 低 电 网 运 行 成 本 遥 通 过 技 术 经 济 手 段 降 低 系 统 高 峰 负 荷 袁 从 而 大 幅 度 降 低 电 网 建 设成本遥 通

18、过 智 能 控 制 技 术 袁 降 低 输 电 损 耗 袁 提 高 运 行 效率 袁 降低运 行 成本遥智 能 电 力 系 统 能 够 有 效 实 现 电 力 工 业 的 绿 色发展绿色是电力工业发展的趋势 袁 具 有 清 洁 环 保 尧 高效 节 约 和 循 环 利 用 三 方 面 的 本 质 含 义 遥 智 能 电 力 系 统通 过 在 发 电 尧 输 电 尧 配 电 尧 储 能 和 消 费 过 程 中 的 创 新 袁减 少 对 生 态 环 境 的 影 响 和 节 约 资 源 遥智 能 电 力 系 统 更 能 降 低 系 统 发 电 能 源 消 耗 遥 主 要 是 通 过 优 化 发 电

19、厂 的 运 行 性 能 袁 提 高 发 电 厂 的 管 理 和 维 护 水 平 来 降 低 发 电 能 耗 袁 相 应 减 少 污 染 排 放 遥 一 是 通 过 采 用 智 能 节 能 装 备 及 其 控 制 技 术 袁 降 低 厂 用 电 袁 能 够 有 效 降 低 能 耗 遥 二 是 通 过 引 导 用 户 合 理 安 排 用 电 时 段 袁 降 低 负 荷 峰 谷 差 和 高 峰 负 荷 袁 稳 定 火 电 机 组 出 力 袁 可 提 高 火 电 机 组 使 用 效 率 袁 降 低 发 电 煤 耗 遥 三 是 扩 大 可 再 生 能 源 发 电 比 重 袁 减 少 化 石 能 源 消

20、耗 遥 四 是 建 设 大 容 量 高 效 发 电 机 组 袁 优 化 我 国 电 源 布 局 遥智 能 电 力 系 统 更 能 降 低 线 损 遥 主 要 是 通 过 智 能 电 网 技 术 改 进 电 力 传 输 系 统 ( 包 括 输 电 和 配 电 系 统 )性 能 袁 提 高 能 量 效 率 和 降 低 线 损 遥 一 是 通 过 分 布 式 电 源 的 建 设 与 应 用 袁 减 少 电 力 远 距 离 传 输 的 网 损 遥 二 是 通 过 促 进 特 高 压 交 直 流 技 术 尧 超 导 输 电 技 术 尧 柔 性 输 电 尧 智 能 调 度 系 统 等 先 进 技 术 的

21、推 广 和 应 用 袁 降 低 输 电 损 失 率 遥 三 是 通 过 采 用 高 效 配 电 变 压 器 等 装 备 和 通 过 自 动 电 压 控 制 或 无 功 补 偿 等 措 施 (如 采 用 节 能 降 压 策 略 )袁 减 少 在 配 电 线 路 上 能 量 传 输 损 耗 遥智 能 电 力 系 统 能 吸 纳 更 多 可 再 生 能 源 遥 通 过 采 用 储 能 技 术 与 跨 地 区 互 补 调 节 尧 调 节 用 电 负 荷 特 性 以 及 提 高 发 电 出 力 预 测 水 平 等 技 术 经 济 手 段 袁 可 以 提 高 电 力 系 统 管 理 大 量 间 歇 性 可

22、 再 生 能 源 发 电 能 力 袁 吸 纳 更 多 的 可 再 生 能 源 遥智 能 电 力 系 统 更 能 促 进 清 洁 发 电 遥 通 过 智 能 发 电 技 术 和 控 制 技 术 袁 能 够 更 好 地 提 高 清 洁 煤 发 电 和 资 源 循 环 利 用 袁 减 少 对 环 境 的 负 面 影 响 遥智 能 电 力 系 统 是 实 现 电 力 工 业 和 谐 发 展 的 唯一途径和 谐 是 电 力 工 业 发 展 的 方 向 袁 包 括 落 实 用 户 知 情Famous column名 家 专 栏38 中 国 电 力 企 业 管 理 窑 2012/08权尧参与权 和 选择权袁

23、与 上 下游行业互 为 协 调 和 促 进 袁 促进行业内部的协调发展 袁 而智能电力系统则是实现 电 力 工 业 和 谐 发 展 的 唯 一 途 径 遥 突 出 表 现 在 院智 能 电 力 系 统 能 够 提 供 更 高 的 电 能 质 量 遥 电 能 质 量 指 标 包 括 电 压 偏 移 尧 频 率 偏 移 尧 三 相 不 平 衡 尧 谐 波 尧 闪 变 尧 电 压 骤 降 和 突 升 等 遥 随 着 数 字 化 用 电 设 备 的 大 量 涌 现 袁 对 电 能 质 量 越 来 越 敏 感 袁 电 能 质 量 问 题 对 社 会 经 济 发 展 的 影 响 越 来 越 大 遥 智 能

24、 电 力 系 统 能 够 以 不 同 的 价 格 水 平 提 供 不 同 等 级 的 电 能 质 量 袁 以 满 足 用 户 对 不 同 电 能 质 量 水 平 的 需 求 遥 一 是 通 过 先 进 的 控 制 方 法 实 时 监 测 电 力 系 统 的 基 本 元 件 袁 能 够 快 速 诊 断 并 准 确 地 提 出 解 决 任 何 电 能 质 量 事 件 的 方 案遥 二 是 通 过 应 用 超 导 材 料 尧 储 能 以 及 改 善 电 能 质 量 的 电 力 电 子 技 术 袁 能 够 减 少 由 于 闪 电 尧 开 关 涌 流 尧 线 路 故 障 和 谐 波 源 引 起 的 电

25、能 质 量 的 扰 动 遥 三 是 采 取 技 术 和 管 理 手 段 袁 通 过 监 测 和 执 行 相 关 的 标 准 袁 限 制 用 户 负 荷 产 生 的 谐 波 电 流 注 入 电 力 系 统 袁 使 系 统 免 受 由 于 用 户 的 电 子 负 载 所 造 成 对 电 能 质 量 的 影 响 遥 四 是 通 过 采 用 适 当 的 滤 波 器 袁 能 够 防 止 谐 波 污 染 送 入 电 网 尧 防 止 恶 化 电 力 系 统 的 电 能 质 量遥用户通过双向互动能够实现知情权 尧 参与权和选 择权遥 在智能电力系统中 袁 用户是电力系统不可分割 的重要组成部分遥 通过用户与电

26、力系统的双向互动 袁 不仅能够落实用户对电力系统的知情权 尧 促进用户参 与电力系统的运行管理以及发用电选择权 袁 还可以通 过三网融合实现更多的消费者剩余袁 最 终 实 现 多 赢 遥 一 是 智 能 电 力 系 统 通 过 与 用 户 建 立 双 向 实 时 的 通 信 系 统 袁 能 够 实 时 通 知 用 户 其 电 力 消 费 的 成 本 尧 实 时 电 价 尧 电 力 系 统 目 前 的 状 况 尧 计 划 停 电 信 息 以 及 其 他 一 些服务的信息 袁 用户可以根据这些信息制定自己行为 的方案遥 二是用户通过智能电力系统获得更多信息 袁 能够主动参与电网运行和管理 袁 修正

27、其使用和购买电 力 的 方 式 袁 更 好 地 管 理 电 能 的 使 用 袁 如 在 高 峰 时 主 动 减 少 负 荷 袁 低 谷 时 增 加 负 荷 等 袁 以 节 省 电 能 使 用 和 开 支袁从而获得实实在在的好处遥 三是用户可以兼有用电和售电两重属性袁合理选择用电方式遥 一方面可以 自由选择电力供应商 袁 如选择更环保的电力供应商为 自 己 供 电 曰 另 一 方 面 可 以 自 主 发 电 向 电 网 卖 电 袁 既 节 省 电 力 能 源 开 支 袁 又 有 助 于 改 善 空 气 质 量 袁 提 高 电 力 可 靠 性 和 安 全 性 遥 四 是 智 能 电 力 系 统 可

28、 以 把 用 户 作 为 可 管 理 的 资 源 袁 将 有 助 于 平 衡 系 统 供 求 关 系 袁 确 保 系 统 的 可 靠 性 遥智能电力系统能够更好地支撑竞争性电力市场 遥 通过充分应用物联网技术 袁 智能电力系统把电力市场 各相关方无缝联系在一起 袁 为市场参与者提供了充分 的数据及技术支持系统 袁 为竞争性电力市场的发展创 造了良好的条件遥 一是支持新型电力市场 袁 包括消费 侧的家庭能源管理系统 袁 以及允许消费者和第三方在 电 力 市 场 中 交 易 电 能 的 各 种 技 术 遥 二 是 支 持 跨 区 的 电 力交易 袁 能够有效促进电力能源资源在更大范围内的 优化配置

29、遥 三是通过市场供给和需求的实时互动 袁 可 以最有效地管理能源 尧 容量 尧 容量变化率 尧 潮流阻塞等 参量 袁 降低潮流阻塞 袁 扩大市场 袁 汇集更多的买家和卖 家遥 用户通过实时报价来降低电力需求 袁 推动成本更 低 的 解 决 方 案 袁 并 促 进 新 技 术 的 开 发 袁 新 型 绿 色 的 电 力 能 源 产 品 也 给 市 场 提 供 更 多 选 择 的 机 会 遥智 能 电 力 系 统 更 能 提 升 人 们 的 生 活 品 质 遥 智能电 力系统是智能小区 尧 智能城市发展的基础 遥 一 是 智 能 电 力 系 统 使 生 活 更 便 捷 遥 如 家 庭 智 能 用

30、电 系 统 既 可 以 实现对空调 尧 热水器等智能家电的实时控制和远程控 制 袁 又 可 以 为 三 网 融 合 等 提 供 接 入 服 务 袁 还 能 够 通 过 智 能 电 表 实 现 自 动 抄 表 和 自 动 转 账 交 费 等 功 能 遥 二是 智 能 电 力 系 统 使 生 活 更 绿 色 低 碳 遥 主 要 是 可 以 与 小 型 家庭风力发电 尧 屋顶光伏发电以及电动汽车等分布式 能源系统进行友好连接和互补消纳 袁 提高绿色能源消 费 比 重 袁 减 少 城 市 污 染 遥需要特别指出的是 袁 尽管智能电力系统是实现现 代电力工业价值特征的有效途径 袁 但也仅仅是技术层 面 的 袁 要 真 正 实 现 其 潜 在 价 值 袁 需 要 有 以 实 时 电 价 为 核 心 的 经 济 政 策 来 支 撑 遥 CPEM