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1、智能电网,1,主 要 内 容,2,ppt课件,一、智能电网的概念,3,ppt课件,一、智能电网的概念,美国能源部Grid2030：一个完全自动化的电力传输网络，能够监事和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程所有节点之间的信息和电能双向流动。,4,ppt课件,一、智能电网的概念,中国电力科学研究院：以物理电网为基础（中国的智能电网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），现将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
2、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。,5,ppt课件,一、智能电网的概念,6,ppt课件,主 要 内 容,7,ppt课件,二、智能电网产生的原因,1.电力系统已诞生一百多年了，但系统的结构与运行原理并没有很大的变化,单纯地的升级与修补无法满足新时代社会生产生活的需要。2.现有电网在供电过程中的电能损耗与全球节能减排的浪潮之间的矛盾愈发突出。3.21世纪新能源的兴起对电网的运行控制所提出的更高要求现有电网难以满足。,8,ppt课件,二、智能电网产生的原因,美国,欧洲,动因：美国在全国范围内存在多个交流输电网，人员年龄老化，投
3、入不足，技术陈旧，事故较为频繁，需要防止大停电。关注：在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新，以提高电网运行水平和供电可靠性，有效接入可再生能源，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代。,动因：欧洲各国电网运行模式不同，电力需求趋于饱和，其能源政策强调对环境的保护和可再生能源发电的发展。低碳经济是欧洲智能电网的主要发展动因。关注：在迅速增长的能源成本压力下，欧洲智能电网建设更加关注可再生能源和分布式电源的接入，并带动整个行业发展模式的转变。,中国,动因：由于我国电网建设起步较晚，电力系统与西方发达国家仍存在一定差距，能源政策强调降低输配电损耗、提高供电可靠性和可再生能
4、源发电的发展。因此优化电网结构、提高效率和可靠性是我国智能电网的发展重点。关注：我国智能电网建设更加关注电网结构的优化以及可再生能源和分布式电源的发展。,9,ppt课件,主 要 内 容,10,ppt课件,三、智能电网的典型特点,1、电网数据可视化在智能电网中，通过分析包括调度、输配电、发电和用户信息等大数据（这些数据大都是实时并且高度信息化集成的），通过软件实现实时可视化运算分析，可以全面完整地展示电网运行状态中每一个细节，为管理层提供辅助决策支持和依据。,11,ppt课件,三、智能电网的典型特点,2、电网负载趋势预测不仅如此，通过大数据分析电网负载的历史数据和实时数据，展示全网实时负载状态，
5、可以预测电网负载变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。,12,ppt课件,三、智能电网的典型特点,3、设备故障趋势预测通过大数据分析电网中故障设备的故障类型、历史状态和运行参数之间的相关性，预测电网故障发生的规律，评估电网运行风险，可以实现实时预警，让技术人员提前做好设备维护和检查工作。,13,ppt课件,三、智能电网的典型特点,4、电网实现自我修复在智能电网中，将电网中的故障设备，以最快的速度从电网系统中隔离出来，并且在几乎自动化的状态下（很少或不用人为干预）实现系统自我恢复到正常运行状态，从而做到几乎不中断对用户的供电服务。我们可以类比一
6、下人体的免疫系统，这和智能电网的自我修复很类似。结合上两条的预测，电网系统可以进行持续自我预测，当发现已经存在或可能出现的故障时，立即采取措施加以控制或纠正。,14,ppt课件,三、智能电网的典型特点,5、二次设备独立通信在现有的电网系统中，二次设备的通信往往要通过总线和专用通信设备来实现。这种设备用内部的话说叫做”总控单元“（国外一般称为RTU）。而在智能电网中，监控、保护等二次设备都将配有自适应和自我交互信息的模块，能够自适应地相互通信。这种的灵活性和自适应能力，将极大地提高可靠性，就好比让设备实现”自治“。如此一来，即使部分系统出现了故障，其他设备仍然能够稳定工作。,15,ppt课件,三
7、、智能电网的典型特点,6、新能源无缝接入，即插即用传统的发电一般都是火力发电和水力发电，现在核电也在逐步发展中。而光伏发电、风电、地热发电等新能源发电，过去都很难和传统电网相连接。而智能电网将改变这一现状。智能电网会简化新能源发电入电网的过程，通过改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。做到“无缝接入、即插即用”。从小到大各种不同容量的发电和储能设备，在所有的电压等级上都可以实现互联（包括光伏发电、风电、电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池等）。未来，用户甚至可以安装自己的发电设备，实现自产自销。,16,ppt课件,主 要 内 容,17,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设
8、重点,智能变电站有与常规变电站有相同的地方同时也有差异。首先两者有着同样的功能，它们都是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。同时智能变电站与常规变电站也有着明显差异。在智能变电站时代，常规变电站中一次设备与保护、测控之间的电缆被光缆取代；电缆中传输的直流信号（正电压/负电压/地电压）和交流信号（CT、PT二次电流、电压）被网络中传输的报文取代；过去用于实现保护逻辑的继电器硬件回路被微机保护装置中的软件程序所取代。,（1）什么是智能变电站？,18,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设重点,19,ppt课件,四、智能
9、变电站-智能电网的建设重点,常规变电站的基本结构如图1所示。由于建站初期没有统一模板，存在监控、保护、远动和计量等多个网络，设备兼容性较差。常规变电站通过电磁型电流互感器和电压互感器完成信息采集工作，系统内部各装置之间相对独立，功能较分散，缺乏整体性，难以实现信息共享。,（2）智能变电站与常规变电站有何区别？,20,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设重点,智能变电站以先进的信息技术和自动化的测量分析技术为基础，以数字化信息、网络化平台、标准化信息共享为支撑，实现了变电站基本功能的全自动化，智能变电站的这些优点，极大地满足了电网对设备稳定、安全、节能、高效的要求。智能电网的广泛应用亦大大
10、提高了电网的可靠性和电网资源优化配置能力。,21,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设重点,从常规变电站和智能变电站的组成不难看出，二者的差异主要表现为以下三个方面：1.智能变电站能实现很好的低碳环保效果 在智能变电站中，传统的电缆接线不再被工程所应用，取而代之的是光纤电缆，在各类电子设备中大量使用了高集成度且功耗低的电子元件，此外，传统的充油式互感器也没有逃脱被淘汰的命运，电子式互感器将其取而代之。不管是各种设备还是接线手段的改善，都有效的减少了能源的消耗和浪费，不但降低了成本，也切实的降低了变电站内部的电磁、辐射等污染对人们和环境形成的伤害，在很大程度上提高了环境的质量，实现了变电站
11、性能的优化，使之对环境保护的能力更加显著。,（3）总结归纳,22,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设重点,2.智能变电站具有良好的交互性 智能变电站的工作特性和负担的职责，使其必须具有良好的交互性。它负责的电网运行的数据统计工作，就要求他必须具有向电网回馈安全可靠、准确细致的信息功能。智能变电站在实现信息的采集和分析功能之后，不但可以将这些信息在内部共享，还可以将其和网内更复杂、高级的系统之间进行良好的互动。智能电网的互动性确保了电网的安全、稳定运行。,23,ppt课件,四、智能变电站-智能电网的建设重点,3.智能变电站可靠性特点 客户对电能的基本要求之一就是可靠性，智能变电站具有高度
12、的可靠性，在满足了客户需求的同时，也实现了电网的高质量运行。因为变电站是一个系统的存在，容易出现牵一发动全身的现象，所以变电站自身和内部的所有设施都具有高度的可靠性，这样的特性也就要求变电站需要具有检测、管理故障的功能，只有具有该功能才可以有效地预防变电站故障的出现，并在故障出现之后能够快速的对其进行处理，使变电站中的工作状况始终保持在最佳状态。,24,ppt课件,主 要 内 容,25,ppt课件,五、智能变电站的三层两网,26,ppt课件,（1）什么是三层两网?,五、智能变电站的三层两网,三层即为：站控层、间隔层和过程层站控层设备包括：监控主机、数据通信网关、数据服务器、综合应用服务器、操作
13、员站等；间隔层设备包括：继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪、及稳控装置等；过程层设备包括：合并单元、智能终端、智能组件等。,27,ppt课件,五、智能变电站的三层两网,两网即为：站控层网络、过程层网络。站控层网络实现站控层内部以及站控层和间隔层之间的数据传输。过程层网络是实现间隔层设备和过程层设备之间的数据传输。过程层网络就包括上述的GOOSE网和SV网。,28,ppt课件,（2）它们各自有什么特点?,五、智能变电站的三层两网,“三层”主要侧重于设备构成，即站控层、间隔层、过程层。间隔层设备包括继电保护装置、故障录波、测控装置、计量装置等；过程层设备包括变压器、断路器、隔离开
14、关、电流互感器、电压互感器、电流/电压采集器、智能终端、合并单元及网络交换机等；站控层设备包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、报警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁，以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。,29,ppt课件,五、智能变电站的三层两网,“两网”主要侧重于网络结构，即站控层网络、过程层网络。过程层网络可以分为两类，即GOOSE网和SV网，其中GOOSE网主要传送一些开关量信息，而SV网主要传输电流/电压等测量信息。站控层网络主要传输站域及区域信息，如遥控、遥信、遥测、站域备自投及保护测
15、控的报警信息。,30,ppt课件,五、智能变电站的三层两网,下图为根据某220kV智能变电站的自动化系统简化的结构示意图，方便大家了解。,31,ppt课件,主 要 内 容,32,ppt课件,六、总结与展望,（1）智能电网建设成效,智能电网作为先进信息技术和高级物理电网的充分结合，是解决未来能源输送问题的理想方案，是未来电网发展的大趋势。,建设成效,电能的可靠性和电能质量提高的收益,电力设备、人身和网络安全方面的收益,能源效率收益,环境保护和可持续发展的收益,智能电网持续地进行自我监测,通过引导终端用户与电力公司互动进行需求侧管理，降低峰荷需求，减少能源使用总量和能量损失。,通过支持分布式可再生
16、能源的无缝接入以及鼓励电动车辆的推广使用，可减少温室气体的排放。,33,ppt课件,（2）智能电网的机遇与挑战,六、总结与展望,机遇,挑战,保障电网安全稳定运行的前提下尽可能使新能源更多地上网,为相关电力设备厂商提供发展的空间,带动信息化平台、调度自动化系统、特高压开关设备等方面强劲的市场需求,国际标准/国内行业层面,技术层面,调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电和数字化变电站,1)做好新技术研究工作,2)加强行业交流与合作,3)加强行业管理，做好行业服务,4)加快标准起草工作,新要求,提供助力,双向通信、AMI+M-DMS+HAN集成同步、在线实时故障检测、实时电价策略、SCADA整合,34,ppt课件,（3）未来电网发展模式展望,六、总结与展望,智能电网为核心,技术创新,能源融合,35,ppt课件,THANKS,36,ppt课件,
