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1、智能电网技术,(A),教材：智能电网技术,国家电网,刘振亚主,编,参考资料,?,?,?,?,?,?,?,?,IEEEXplore,中国期刊网,Google Search Engine,Google Scholar,百度学术,中国知网,必应学术,微软学术搜索,Microsoft Academic Search,?,?,?,本课程的主要任务和目的,智能电网,是当今世界,能源电力领域,发展变革的最新动向，,并被认为是,未来电网的发展趋势,。本课程拟对智能电网这,一目前国内外电力工程领域最热门也是最前沿的领域进行,介绍，使学生能够初步建立起对智能电网的认识，了解智,能电网的,定义,和,特征,，为将来从
2、事这一方面的研究和工作,打下坚实的基础,了解大规模,新能源发电,与,并网技术,、,智能输电技术,、,智能,配电技术,、,智能用电技术,和,智能电网实践实例,；,本课程主要以,智能电网技术,为主线，在学习中应加强,基理,论的理解,和,工程设计基本技能的训练,，同时尽量做到理论,联系实际，注意创新能力的培养和提高。,课程内容,1.,智能电网概述概述,2.,大规模新能源发电及并网技术,3.,智能输电电网技术,4.,智能配电网技术,5.,智能用电网技术选择,6.,智能电网实践与展望,课程特点：,?,贴近工程实际（少理论、重工程）,?,内容分散、前后联系不强,（第一章）,（第三章）,（第四章）,（第五章
3、）,（第六章）,（第七章）,第一章,智能电网概述,1.1,电网的发展及面临的挑战,1.2,智能电网的理念和驱动力,1.3,智能电网研究现状,1.4,坚强智能电网,1.1,电网的发展及面临的挑战,一、电网的发展历程,（一）电网的发展概述,?,?,?,?,1831,年,，法拉第提出了著名的,电磁感应定律,；,1866,年,西门子发明了,自励式直流发电机,，,1876,年,贝尔发明了,电话,，,1879,年,爱迪生发明发,电,灯,。这三大发明开创了电气化的新纪元。,1875,年,，世界上第一座为电厂在巴黎火车站建,成；,1879,年,，美国旧金山电厂建成并售电；,1882,年,，爱迪生建成世界上第一
4、座具有工业意,义的发电厂,纽约珍珠发电厂,1873,年,，,法国弗泰内,首次进行了,远距离输电,；,1874,年,，,俄国的皮罗茨基,建立了输送功率为,4.5k,的直流输电线路，并于,1876,年,将低压直,流电沿铁路轨道输送了,3.6k,.,一、电网的发展历程,?,?,?,1882,年,，法国的物理学家,德普勒,完成了有史以,来第一次真正意义上的远距离,直流输电试验,。,19,世纪,80,年代，主交输电开始走上历史舞台。,1886,年,，,威斯汀豪斯,在美国麻省进行了,3kV,、,距离为,1.2km,的,交流输电演示,；同年,意大利,的,塞奇建成电压,kV,、长度为,17,英里的交流输,电线
5、路,。,1888,年,，,俄国的多布罗沃斯基提出三相交流,制,，效率高的三相异步电机随之问世，交流电,的优越性逐渐显现。,1891,年,，,由劳芬至明兴河,畔,的世界上第一条高压输电线路,法兰克福线,路,在德国投入运行，,总长,175km,电压为,一、电网的发展历程,?,?,20,世纪,50,70,年代,，电力电子与微电子技术发,展迅速，促进了,直流输电技术,的发展。,20,世纪,50,年代后,，电力工业发展迅速。,1952,年,，,世界上第一条,380k,交流输电线路在瑞典投运；,1964,年,，第一条,500k,交流输电线路在苏联投,运；,1965,1969,年,，加拿大、苏联和美国先后,
6、建成了,735k,、,750k,和,765k,交流线路；,1985,年,，苏联,1150k,特高压输电线路投入,试,验运行,；,2009,年,世界上第一条商业运行的,1000k,特高压输电线路在,中国投运,。,一、电网的发展历程,?,?,?,纵观电力工业,100,多年来，不难发现电网的发,展客观规律。,一是与电源的开发密切相关，电源的建设极大,地促进和推动了电网的发展。,二是规模经济特征突出，孤立电网逐步发展成,为规模较大的互联网方式，其核心驱动力是效,率的提高和服务的提升。,一、电网的发展历程,?,（二）中国的电网发展,1879,年,5,月,28,日,，中国上海公共租界，以,1,台,10,马
7、力,(7.46kW),蒸汽机为动力，带动自激式直流,发电机，发出的电力点亮了,第一盏电灯,。,?,1882,年,7,月,26,日,，中国第一家电业公司,上,海电气公司成立，创办了,中国第一家发电厂,，,安装,1,台,16,马力,(11.93kW),蒸汽发电机组，沿外,滩架设,6.4km,的电线，沿线串接,15,盏弧光灯，,供给照明用电。,同年,9,月,25,日,，坐落在黄浦江外滩的上海俱乐,部等装接电灯，成为,第一批电灯用户,。,?,一、电网的发展历程,（二）中国的电网发展,?,?,?,这家电厂比全球率先使用弧光灯的,法国巴黎北,火车站电厂晚建,7,年,，比英国,伦敦霍而蓬高架,路电厂晚建,6
8、,个月,，但比,美国纽约珠街电厂,早,建,2,个月,，比,日本东京电灯,公司早,建,5,年,。,1897,年,，清政府,上海南市马路工程,善后局创办,南市电灯厂,。该厂于当年除夕建成供电，点亮,中国地界上的,第一盏电灯,。,到,1911,年,中华民国成立前夕，上海电力工业已,初具规模，,4,家中外电力公司共拥有,发电设备,容量,8750kW,。,一、电网的发展历程,（二）中国的电网发展,?,1954,年,，我国自行设计、施工的,220k,高压,输,电线路建成；,1972,年,我国第一条,330k,超高压,输电线路建成；,1981,年,，我国第一条,500k,超,高压,输电线路投运；,2009,
9、年，,1000k,特高压,输电线路投运，使中国成为当今世界,交流输电,电压等级最高的国家,。,一、电网的发展历程,到,底全国发电,2017,年,装机容量已,超过,kW,17.8,亿,?,区域电网,已建成六大,?,南三大西电东,建设北、中、,送通道,?,网、建设坚强,推进全国联,国家电网,一、电网的发展历程,一、电网的发展历程,大规模西电东送,东北,新疆,华北,西北,P16,西藏水电,西藏,上海,四川水,电,金沙江水,电,川渝,华中,华东,南方,台,湾,一、电网的发展历程,为什采用特高压输电,一、电网的发展历程,一、电网的发展历程,装机容量,年发电量,世界排名,一、电网的发展历程,装机容量及发电
10、量的增长,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,装机容量,年发电量,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,通用格式,/,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,通,/,
11、通,/,通,/,通,/,通,/,通,通,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,用格,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式,式
12、,式,式,185 6587 8500 13789 21722 31900 50841,万,kW,43 3006 3950 6213 10069 13685,24747,亿,kW,h,21/25 8/6 4 3/2 2/2,人均,85,位，用电量为,美国,1958,年水平,世界平均水平的,1/3,一、电网的发展历程,2014,中国发电装机和发电量,装机容量,容量,（万,kW,）,百分,比,（,%,）,发电量,电量,(TWh),百分比,（,%,）,火电,水电,核电,91569,30183,1988,67.3,1.46,41700,1262,75.19,19.19,2.28,22.2,10700.7
13、,风电,太阳能,总计,9581,2652,7.09,1.95,1563,231,2.82,0.52,100.0,135973(+8.,100.,55456.7,7%),0,(+3.6%),一、电网的发展历程,2020,和,2030-2050,年中国电力发电装,?,2013,年装机,1360 GW,人均,1.03kW,?,预测,2020,年装机,1,500 GW,人均,1.1kW,.,?,预计,2030-2050,年,人均,1.5kW,时,全国总装机需要,2,400GW,（按,16,亿人口计）,?,设想,24,亿,kW,装机的组成：,煤电,960GW,，,40%,水电,360GW, 15%,总计
14、,17,亿,kW,占,70%,核电,260GW,，,10%,气电,120GW,，,5%,?,还有,700GW, 30%,差距，需要有可再生能源发电提,供。即风力发电、太阳能发电、生物质能发电,一、电网的发展历程,2020,和,2030-2050,年中国电力发电装机预测,一、电网的发展历程,电力系统的发展,?,?,建国初期：,?,大多是大城市发、供电系统；,?,跨地区的电力系统有：,?,东北中部和南部的,154,、,220kV,系统；,?,东北东部的,110kV,系统（以丰满、水丰和镜泊湖水电厂,等为中心）；,?,冀北电力系统。,本世纪初：,?,已形成东北、华北、华东、华中、西北、西南、,华南等
15、七个跨省区域性电力系统。,一、电网的发展历程,我国电网电压等级的发展,1000kV,DC,800kV,750kV,500kV,DC,500kV,330kV,220kV,66kV,22kV,33kV,一、电网的发展历程,我国电网的发展,全国电网的基本格局,Thermal,Base,?,西电东送：北、中、南三条输电通,道，联网送电为主,?,南北互供：水、火调剂，跨流域补,偿，联网效益为主,?,全国联网：东西强联网，南北弱联,网的总体格局,3000MW,2500MW,1800MW,7200MW,Hydro,Power,Base,10000MW,9000MW,2000MW,3000MW,一、电网的发展
16、历程,我国电网的发展,一、电网的发展历程,“,十二五”期间跨区联网规划,一、电网的发展历程,“三纵”：,锡盟南,京；张北,南昌；陕北,长沙,“三横”：,蒙西淮,坊；晋中,徐州；雅安,皖南,环网：淮南,南京泰,州苏州,上海浙北,皖南淮,南长三角特,高压双环网,呼盟,1,俄罗斯,我国智能电网的发展模式与关键科学技,2020,年特高压电网规划图,术问题,俄罗斯,满洲里,200,30,呼盟,3,70,呼盟,4,120,新左旗,60,120,呼盟,5,海拉尔,100,呼盟,2,伊敏,50,中俄背靠背,鄂温克,P30,至冯屯,宝清,230,蒙古,东北,哈尔滨,450,260,吉林,240,铁岭,东北电网,
17、玛纳斯,140,乌北变,奎屯变,皇宫变,170,伊宁变,90,220,100,140,西山变,奇台变,东郊变,150,80,180,180,吐鲁番变,360,350,哈密,350,敦煌,350,酒泉,张掖,416,安西,452,蒙西煤电,4,蒙西煤电,2,蒙西煤电,3,100,蒙西煤电,6,陕北,陕北煤电,1,、,2,宁夏煤电,2,银川东,永登,120,白银,257,420,准东,哈密新厂,100,库尔勒变,哈密电厂,344,锡盟,阜新,220,260,霍林河,390,锡盟煤电,I,哈密变,锡盟煤电,II,锡盟煤电,III,400,450,宝清,华北电网,蒙西,450,石家庄,蒙西煤电,1,蒙
18、西煤电,5,300,晋中煤电,晋中,300,榆林,470,晋东南,晋东南煤电,100,400,华北,480,480,北京东,280,150,唐山,沿海电源,300,本溪,120,天津,300,240,250,沿海核电,西北,西北电网,460,西藏,青岛,280,宁夏煤电,1,260,靖边,羊曲,40,榆林,300,150,220,彬长,360,1,7,0,延安,连云港,平凉,230,278,沿海核电,兰州东,徐州,7,9,230,晋东南煤电,晋东南煤电,300,乾县,210,天水,180,拉西瓦,140,渭南,189,官亭,141,230,100,渭南东,362,徐州煤电,宝鸡,0,0,270
19、,1,270,盐城,班多,160,滁州,驻马店,450,200,140,泰州,170,西安南,400,130,南阳,70,400,170,无锡,150,淮南煤电,283,南京,上海北,329,300,130,上海西,164,万县,绵阳,440,400,雅安,250,430,荆门,290,武汉,杭北,芜湖,川西水电,260,沿海核电,150,240,西藏水电,150,恩施,重庆,360,金华,地下电站,280,乐山,330,川西水电,沿海核电,270,400,雅龙江梯级,200,200,南昌,450,300,温州,280,360,长沙,金沙江,I,期,380,215,西宁,2,6,0,280,3
20、40,济南,豫北,图例,500,千伏交流,750,千伏交流,1000,千伏交流,同步联网,异步联网,500,千伏跨国直流,800,千伏直流,华中电网,华东电网,福州,沿海核电,170,泉州,金沙江,II,期,华中,华东,410,赣州,南方,南方电网,台,湾,“,十二五”国家级规划教材,二、电网面临的挑战,（一）环境与能源,?,?,?,节能减排，世纪之约,洁净煤发电技术,绿色能源的开发和利用,（二）安全可靠与经济高效,（三）电网开放与优质服务,（四）技术创新与高效管理,1.2,智能电网的理念和驱动力,“,十二五”国家级规划教材,一、智能电网的理念,（一）,定义,（,Definition),?,?
21、,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。,一、智能电网的理念,（一）定义（,definition),一、智能电网的理念,（二）、智能电网与传统电网的区别,特征,目前,将来,激励,/,包括电力用
22、,电价不透明，缺少实时定价，,充分的电价信息，实施电价，,户,选择较少,有许多方案和电价可供选择,提供发电,/,储能,使市场化成为可,能,满足电能质量需,要,优化,自愈,抵御攻击,集中发电占优，少量,DG,、,DR,，储能或可再生能源,有限的趸售市场，未很好的,集成。,关注停运，不关注电能质量,很少计及资产管理,扰动发生时保护资产,对恐怖袭击和自然灾害脆弱,大量“即插即用”的分布式电,源补助集中发电,成熟、健壮，很好的趸售市场,电能质量需保证，有各种各样,的质量,/,价格方案可供选择,电网的智能化同资产管理软件,深度集成,防止断电，减少影响,具有快速恢复能力,一、智能电网的理念,（三）智能电网
23、的目标,?,?,?,各用户端,及,电网中各节点,均达到,实时监控,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,。,一、智能电网的理念,（三）智能电网的主要特征,坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化,二、发展智能电网的驱动力,驱动因素：,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。,二、发展智能电网的驱动力
24、,（一）美国发展智能电网的内驱动力,?,?,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,二、发展智能电网的驱动力,（二）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（,IECS
25、A,）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。,?,二、发展智能电网的驱动力,（二）欧州发展智能电网的内驱动力,驱动因素,：,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,。,二、发展智能电网的驱动力,（二）欧州发展智能电网的内驱动力,（,1,）供电的安全性问题,?,一次能源的缺乏、,?,供电可靠性和
26、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,二、发展智能电网的驱动力,（二）欧州发展智能电网的内驱动力,欧盟理事会在,2006,年的绿皮书,(Green 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。,
27、二、发展智能电网的驱动力,（三）欧州发展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、智能保,护系统等。,二、发展智能电网的驱动力,（四）欧州发展智能电网的,2020,年发展目标,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
28、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。,二、发展智能电网的驱动力,（五）中国发展智能电网的内驱动力,电力系统安全运行风险,更趋严峻,驱动因素：,节能减排与应对气候变化,成为无法回避的问题,中国,电力企业抗攻击,能力需要提高,电力企业资产管理的重要,性日益突出,智能电网,电力企业经营压力加剧,中国,:,发展智能电网也
29、有其独特的发展背景,1.3,智能电网研究现状,“,十二五”国家级规划教材,一、国外智能电网研究现状,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
30、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，国家电网已发起设立国际标,准项，智能电网的国际标准。,一、国外智能电网研究现状,智能电网实践最新成果,在输电侧,?,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。,一、国外智能电网研究现
31、状,智能化实践最新成果,在配电和用电侧,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,2700,万只普通电表全部更新为,“智能电表”,。,一、国外智能电网研究现状,（一）美国研究现状,?,?,?,?,自,2003,年起，美国电力科学研究院,(EPRI),提出的智能电网,(Intelligrid),定义和美国能源部下属国家能源技术实验室的,“现代化电网,(Mode
32、rn Grid)”,的定义。,(1),美国电力科学研究院,(EPRI),研究的智能电网,(IntelliGrid),美国电力科学研究院从,2003,年开始，历时,18,个月，研究了,综合能源及通信系统体系架构,IECSA,项目,(Integrated,Energy and Communication Systems Architecture),，并将,未来电网定义为“智能电网,(IntelliGrid)”,。,(2),美国国家能源技术实验室,(NETL),研究的“现代化电网,(Modern Grid)”,一、国外智能电网研究现状,（一）欧州研究现状,?,与美国用户一样，欧洲电力用户也对电力供应
33、和电能质量,提出了更高的要求。而对环境保护的极度重视，则造成欧,洲智能电网建设比美国更为关注可再生能源的接入，以及,对野生动物的影响。为此，,2005,年欧盟委员会启动了相关,的研究与建设工作，提出了在欧洲要建设的智能电网的定,义，并制定了“未来欧洲电网构想和战略”以及“未来欧,洲电网战略研究计划”，提出了未来欧洲智能电网必须是,灵活的,(Flexible),、可接入的,(Accessible),、可靠的,(Reliable),和经济的,(Economic),。,欧洲电网战略研究计划提出了,5,个主要研究领域共,19,个研究,任务。,?,二,中国智能电网研究现状,中国：,?,华东电网公司,20
34、07,年在国内率先开展智能电网可行性研究，设计,2008-2030,年“三步走”的行动计划,?,2009,年,2,月,28,日，作为华北公司智能化电网建设的一部分华,北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统,在京通过专家组验收,?,2006,年底交流特高压示范工程奠基，,2008,年,8,月正式建成投运,?,多项,973,计划项目、,SG186,一体化平台建设、,863,计划项目等,中国未来智能电网的发展趋势：以坚强网架为基础、以信息平台为,支撑，构建高度一体化的智能电网结构体系。,2009,年,5,月,21,日，国家电网公司公布了“智能电网”的发展计划，,智能电网在中国的发
35、展将分三个阶段逐步推进，到,2020,年可全面建,成统一的,“坚强智能电网”,。,二,中国智能电网研究现状,?,?,在智能电网试点工程方面，中国国家电网公司,按照建设坚强智能电网工程的统筹部署，开展,各环节的试点工作。,目前主要挑选了基础条件好、项目可行度高、,具有试点（示范）效应的,9,项工程作为首批试,点工程，其中配合,2010,年上海世博会建设的,上海世博园智能电网综合示范工程是国内智能,电网工程的代表性实践。,二,中国智能电网研究现状,?,?,该综合示范工程由上海市电力公司实施，包括,9,个示范工程和,4,个演示工程。其中,9,个示范,工程围绕着世博主题，在世博园区内开展,智能,变电站
36、,、,配网自动化工程,、,故障抢修管理系统,、,电能质量监测,、,用电信息采集系统,、,储能系,统,、,新能源接入,、,智能用电楼宇,/,家居,以及,电,动汽车充放电站,等示范应用，全面展示国家电,网公司在相关领域的最新研究成果。,普通观众和专业人士可通过智能电网调度技术,支持系统展示、智能输电展示、信息平台展示,、可视化展示等演示工程应用，近距离、多角,度、形象化地了解智能电网。,二,中国智能电网研究现状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现
37、状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现状,（一）电网智能化领域的重要研究与实践,二,中国智能电网研究现状,（二）国家电网公司提出坚强智能电网理念,5,月,21,日国家电网公司在“,2009,特高压输电技术国际会,议”上提出了名为“坚强智能电网”的发展规划。,以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统,的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有,电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融,合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动,的现代电网。因此，“坚强”和“
38、智能”是坚强智能电网的基,本内涵。,实现信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特,征，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。,到,2020,年，将全面建成统一的“坚强智能电网”。,1.,坚强智能电网,一,概念,构建以特高压电网为骨干网架、各级电网,协调发展的坚强智能电网,一个目标,两条主线,2009-2011,年：,研究试点阶段,2012-2015,年：,全面建设阶段,2016-2020,年：,引领提升阶段,技术上实现信息化、数字化、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,四个体系,电网基础体系,技术支撑体系,智能应用体系,标准规范体系,坚强可靠、经济高效,清
39、洁环保、透明开发、友好互动,五个内涵,一,概念,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、数字化、自动化、互动化为特征的国际领先、自,主创新、中国特色的坚强智能电网。,通过电力流、信息流、业务流的一体化融合，实现多,元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极,大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能,力，带动电力行业及其它产业的技术升级，满足我国经济,社会全面、协调、可持续发展要求。,二,技术体系,智能应用体系,电源侧业务,电网侧业务,用户侧业务,标准,规范,综合知识支撑,体系,统一信息支撑,技术支撑体系,复
40、合通讯支撑,坚强电网实体,智能网络设备,电网基础体系,电力流,信息流,业务流,高度,一体化,三,发展阶段,智能电网的分阶段建设目标,近期,（,20092011,年）,中期,（,20122015,年）,远期,（,2016,2020,年）,研究试点,明确内涵，确定目标，,完成整体规划，开展,关键技术研究，加强,实体电网建设，统一,信息模型，整合信,息平台，开展标准制,订，进行相关试点，,积累总结经验。基本,达到国际先进水平。,全面建设,总结技术试点和设备,研发经验，优化业务,流，规范建设要求，,完善整体架构，滚动,修订发展战略规划，,全面推广建设。基,本建成智能电网，,达到国际领先水平。,引领提升
41、,在全面建设基础上，,评估建设绩效，结合,应用需求及技术发展，,进一步提升技术、管,理和装备水平，引领,世界智能电网技术发,展。全面建成世界领,先、自主创新、中国,特色的坚强智能电网。,整体规划、统一部署、试点先行、稳步推广,三,发展阶段,发,电,采用先进、高效的多元化发电技,术，实现电源结构调整与布局优,化，满足国家能源发展战略要求,?,提高发电侧综合发电效率,?,提高发电装备综合使用效益,?,机组的可靠性、可用性和可调,性指标满足电网智能运行要求,?,实现机网信息的双向交换、双,向交互式自动控制,?,实,现,可,再,生,能,源,有,序,并,网,和,“即插即用”,坚,强,电,网,用,电,全面
42、提升综合服务能力，最大,限度满足用户多元化需求,发,展,目,标,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，,构建坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的智能,化电网。实现资源优化配置，适应经济社会全面、协调、可持续的,发展要求,?,电源的无歧视接入与应用,?,全面实施“一特四大”战略，建成连结各大型能源基地及主要负,荷中心的特高压电网,?,具备接纳多元化电源接入的能力,?,超强的驾驭大电网能力,?,跨大区经济调度和资源优化配置能力,?,强大的电网抗攻击、快速反应和自愈能力,?,快速高效的配电网络自组织、自优化能力,?,方便快捷的分布式电源自适应接入与控制,?,满足经济
43、社会关于电能质量的多元化需求,?,面向企业管理和用户需求的智能决策支持,?,借助双向供电技术，实现双向,互动,?,推动智能楼宇、智能家电、智,能交通等领域技术创新,?,推动智能城市建设,?,促进社会资源优化整合,?,大幅提高电能在终端消费中的,比重,实现电力流、信息流、业务流的高度一体化，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征,构建坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电力网络系统,技,术,路,线,?,实现机组重要运行参数的在线,监测，包括实时煤耗、实时排放,等环保指标,?,加强对提高发电设备的可调节、,抗扰动、可预测等能力的技术研,究,?,机网信息的双向交换、控制与,快速反应,?
44、,高效、清洁、经济的可再生能,源发电和控制技术,?,先进的核电技术,?,洁净煤发电技术,?,先进的特高压交直流输电技术,?,全维度智能化高级电网调度技术,?,电网节点支撑技术,?,实时安全监测及辅助决策系统,?,优化运行、预防控制、紧急控制、校正控制、恢复控制的智能,决策应用,?,可预测、可调节、平滑转移的潮流控制技术,?,建立电网智能决策平台,?,建立电网综合信息管理平台,?,大规模可再生能源接入与控制技术,?,分布式能源系统接入技术,?,先进的供电安全快速预警及控制技术,?,电网智能自愈技术,?,先进的双向用电信息管理,体系,?,双向互动的智能表计,?,智能家居与高效能设备,?,用户电源与
45、储能设备智能,接入,?,用户通信与能源一体化等,增值服务技术,?,用户电压自动调节技术,?,充电站技术,智能电网装备技术,先进通信体系架构,电网快速仿真及建模,状态检修、资产全寿命管理,统一模型的电网信息支持平台,三,发展阶段,发,电,实现发电侧与电网的智能一体化运行,2030,年,坚,强,电,网,特高压骨干网架完全建成，各级电网协调发展。,实现资源优化配置,?,形成以特高压交直流电网为核心的坚强电网,?,实现从系统监测到与控制措施实施的完全闭环,?,强大的电网自愈能力,?,智能调度系统全面推广,?,?,?,高级人工智能技术,智能决策技术,复杂大系统优化控制技术,用,电,提升电网综合服务水平，
46、带动社会协调发展,?,满足用户个性化需求，提供定制服务,?,允许用户向电网提供多余的电力,?,建成汽车电网,?,?,?,用户电压自动调节技术,用户电源与储能设备接入技术,充电站技术,?,电源规划与电网规划融合发展，能,够满足电网智能运行的要求,?,机组的可靠性、可用性和可调性指,标满足电网智能运行的要求,?,实现机网信息的双向交换和数据传,送,?,机网信息交互与控制技术,?,实现可再生能源并网的“即插即用”,实现电网对发电侧的自动控制,2020,年,电网更安全可靠，输电更经济环保，能源更清洁多样,?,建立完善的在线监测、事故预警、故障识别、安全评估、辅助决策,、自动控制系统，部分实现自愈功能,
47、?,构建动态多维虚拟化地理信息平台，实现智能电网在地理信息范畴,的智能化,?,实现分布式发电的有序接入和退出,?,实现智能控制终端的自适应、自组织,?,?,?,?,?,?,?,高级潮流控制技术,多级电力市场协同运营核心技术,状态检修、资产全寿命管理的智能分析决策,智能变电站分布分析决策技术,快速预警及控制技术,在线风险评估，自动识别电网薄弱环节,发输配用各环节的协调优化调度,增强客户体验与服务，建立新型客户关系,?,?,?,?,满足用户多样化需求,推广双向营销体系,建立增值服务体系,推动智能楼宇、智能家庭、智能交通,等领域的科技创新和技术发展,?,大幅度提高电能在终端消费中的比重,?,?,?,
48、实现用户用电优化建议,智能家居与高效能设备,用户通信能源一体化技术,?,实现电力统一规划,?,机组的可靠性、可用性和可调性指标,满足电网自动控制运行的要求,?,实现机组主要设备工况和缺陷的在线,监测，为电网提供事故预警信息,?,实现电网对机组运行参数的在线,自动控制,?,可再生能源大规模并网运行,实现发电侧与电网之间的协调发展,2012,年,?,电源规划与电网规划有效衔接，能够满,足电网稳定运行的要求,?,机组的可靠性、可用性和可调性指标满,足电网稳定运行的要求,?,实现机组重要运行参数在线监测，包括,实时煤耗、实时排放等环保指标,?,实现电网对机组运行参数的在线人,工控制,?,可再生能源大规
49、模并网运行试点,建设坚强的输电网络，构建灵活、合理的配电网架结构，,为能源在更大范围内的优化配置奠定坚实的基础,?,建成特高压两纵两横骨干网架；推进广域测量技术的普及，,实现全网实时可观测；初步建立安全监测及辅助决策系统；,完成智能调度系统主要功能模块,?,构建标准智能支持原型平台；开展电网快速仿真及建模研究,?,形成智能控制终端的标准体系；完成电能质量监测与控制系,统标准化平台研发,?,750kV,及以上电压等级灵活输电设备关键技术,?,电力市场交易运营系统研发,?,状态检修系统、资产全寿命管理系统研发；,?,数字化变电站关键技术,?,智能电网标准模型及交换服务,为双向互动营销奠定基础，,初
50、步建立营销管理现代化体系,?,建成电力用户用电信息采集系统,?,建立公司总部营销实时信息平台,?,建设双向互动营销试点,?,实施更具竞争力的市场营销策略,?,优化完善营销业务,?,用电信息集中采集主站、通信、终端相关技术,?,智能表计技术,?,智能用户交互终端,?,用户门户技术,四,坚强智能电网愿景,未来电网的格局是什么样的？,传统的电网格局,集中发电，然后把电能传输到各,个家庭，工厂和办公大楼,发电厂,能量网络,大量的发电设施（包括那些基于变化能源如风能和太阳,能）都用实时监控系统精心安排起来。,办公室和医院自己发电并且把多余的电能反送回电网。,使用氢能驱动的汽车在不使用的时候可以作为发电机
