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1、智能微电网的核心技术,目录,1,2,3,智能微电网,智能微电网技术,历 程,历 程,Part 1,1988-1997,企业电工/学校电工电子专业教师,1998-2007,2008-2012,个人简介,计算机硬件/网络/编程专业教师(首席技师),太阳能光伏发电/风力发电等专业教师(名师),2013-?,电力控制/智能微电网/创新创业专业教师,智 能 微 电 网,Part 2,智能微电网,智能电网,微电网,新能源,智能电网的定义,智能电网是以物理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 1 硬件基础：电网和建立在集成的、高速双向
2、通信网络。2 软件基础：智能的控制技术，是指诊断电网状态，防止供电中断，改善电能质量扰动的装置和算法。,智能电网的组成,智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。 它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以
3、及资产的优化高效运行。,智能电网的功能,微电网的定义,微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行 微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。 开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷
4、多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。,微电网的组成,微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护等装置组成的小型发配电系统。它一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行。 微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。 它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。,容量小于20MW;电压等级小于35KV;支持分布式电源
5、接入。,微电网结构示意图,智能微电网,智能电网,微电网,新能源,智能微电网能实现从分布式微电网、发电设备群、到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动，从而实现控制过程的数字化、智能化、快速化。,系统架构,15Kw,15Kw,5Kw,74#,75#,72#,73#,a,b,c,d,多样性电能供应的种类和构成数量类别局部性电网的容量及覆盖范畴相对性安全性特/超高压电网的分类和综合安全裕度脆弱性定位引起电网不正常运营的潜在因素充裕度保障电网安全运行的动态响应能力转移性不确定因素引起的连锁因果效应和关联关系可靠性判断电网正常运行的期望值和风险控制经济性电网每个环节的经济分析可控性将
6、电网置于安全，经济运营中的能力后效性总结评估发生的运营演化过程,智能微电网的特点,微电网的组成,智能微电网示意图,智能微电网示意图,智能微电网示意图,智 能 微 电 网 核 心 技 术,Part 3,智能微电网的核心技术,1. 控制技术 控制技术是指智能微电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。 控制技术中的分析和诊断功能包括专家系统，包括支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。采取自动的控制和执行的行动在秒级水平上，从而提高电网的可靠性和自愈性
7、。控制技术涉及优化预测，动态匹配，数据融合，沙堆理论，蝴蝶效应，量子纠缠等理论。,智能微电网的技术结构,高级计量体系AMI,用户户内网HAN,计量数据管理系统,需求响应负荷控制远程开合,分时电价（送到用户）,自动读表AMR（按小时读表，远方编程，电能计量，电能质量监视，负荷调查，停运捡出）,配电 SCADA,配电快速仿真与模拟DFSM,高级配电运行ADO,DER运行,高级配电自动化高级保护与控制,（带有高级传感器的）运行管理系统 停运管理系统,配电 GIS,AC/DC微网运行,新型电力电子装置,变电站自动化高级保护高级输电网元件,阻塞管理,输电系统仿真与模拟,高级的输电运行ATO,ISO,EM
8、S可视化,输电SCADA，WAMS,输电 GIS,配电AAM,基于条件维护,规划,设计/ 建设,资产利用,输电AAM,记录,混合系统- 认识- 结构- 调谐,预测- 需求- 质量，- 运行条件,控制设计- 性能评价- 振荡- 运行条件,现象模型- 物理，化学，- 数学,数据驱动模型- 识别- 参数估计- 数据,计算智能化- 专业技术和数据- 适应性,控制系统模型,状态转换控制,电力系统的四种运行状态,智能微电网模拟系统图,智能微电网的核心技术,2. 通信与计算机技术 通信技术建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能微电网的基础，智能微电网的所有数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支
9、持。,前置机,实时服务器,历史数据服务器,分析/维护/图形工作站,WEB服务器,高级应用服务器,互联网关,通信数据流,所有四个环节中的实时通信，配电与用户间的互动相对较弱，尤其缺少可视化和控制，采用先进的信息技术和通信技术的进步，可使实现AMI（高级计量体系）和ADO（高级配电系统）的费用大大降低。,智能微电网的核心技术,3. 量测技术 量测技术是智能微电网重要的核心技术，先进的参数量测技术能获得数据并将其转换成数据信息，量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认
10、、电能消费和预测等数据，以供智能微电网的各个方面使用。 量测技术还包括评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。,智能发电子系统,实时动态曲线监视,扰动识别与事故后分析,低频振荡检测、可视化及广域阻尼控制技术,机组、负荷与线路参数识别,机组次同步振荡辨识,同步相量测量技术,电压不稳定辨识,计及PMU信息的状态估计,基于广域信息的保护技术,系统在线稳定评估与控制,广域同步相量测量技术,某智能微电网的的监测系统,单机组综合信息采集,配网设备、线路、变电站局放、温度、外观等,风信号,振动信号,定子、转子电压、电流动态同步信号,振动信
11、号,发电机温度机舱温度、振动,覆冰、腐蚀、外观、场景 图像,叶片覆冰、变形、各类机械件裂、损声发射,箱变状态信号:开关量、温度、局放等,综合智能监控系统,无线或光纤,区域数据中心,某风电场监测,智能微电网的核心技术,4. 智能设备技术 包括智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统，,2022/11/11,40,智能变电站,2022/11/11,41,智能变电站系统示意图,智能变压器,浙江首座智能变电站投入运行,2014年12月18日18时59分，随着2号主变10千伏段开关热备改运行试验的完成，110千伏胜利变
12、电站投运工作圆满结束，该变电站属平阳地区首座智能变电站，其投运为当地智能电网建设完美开篇。 浙江平阳胜利变电站为新型智能化变电站，采用智能终端通过光纤替代传统电缆，不仅大大降低铜材损耗，更能实现全站采集数字化、信息共享化、顺序控制、状态检修、智能告警、设备状态可视化等智能一体化信息平台。一期工程投运2台主变，容量均为5万千伏安。,三相费控智能电表,智能微电网的核心技术,5. 微网并网技术 微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立脱网运行，当大电网出现停电等紧急状况时，微网的优势凸显出来。 相关的技术包括：微电网的能源管理与经济运行技术、微电网联网模式切换技术、快速分离技术等友好并网技术。 2014年12月9日，中国电科院配电研究所牵头编写的国家标准微电网接入配电网测试规范送审稿及工程建设国标微电网接入配电网系统调试与验收规范送审稿分别通过审查。,智能微电网领域前程无限，让我们一起努力创造属于我们的辉煌！,Thank You,2015-7-6,
