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1、智能电网的概念及实施,汪德星2014年4月,引言,欧、美从2004年开始研究电网现代化的问题，到2007年形成了官方的、系统性的智能电网研究报告，开始实施智能电网建设。华东公司从2007年下半年开始研究智能电网的建设问题，并于2008年开始实施高级调度中心项目群。国家电网公司从2009年开始研究智能电网的建设问题，并于2010年开始实施智能电网建设。,主要内容,欧、美的智能电网国家电网公司的坚强智能电网华东公司在智能电网建设方面的工作,一，欧、美的智能电网,驱动因素智能电网的定义智能电网的特性和服务智能电网建设阶段智能电网的实施问题,驱动因素,近年来电网设备故障频频引发大停电,抵御攻击和自然灾
2、害的能力不足,美国一半是燃煤机组，占世界4%的人口排放25%的温室气体,电价正在上升，燃料成本上升是可见的，而电网表现欠佳的成本是不可见的,效率提高5%，可以供三百万户家庭用电，每年可节省6亿美元,芯片技术和自动制造业占负荷的比重越来越大，停电的损失也越来越大,世界各国正在大力发展电网新技术，美国正在失去全球竞争力,安全性,环境与气候变化,可靠性,能源效率,国家经济,可承担性,全球竞争力,智能电网的定义,智能电网采用数字技术来改善从大型发电厂通过传输系统到电力用户的电力系统、以及数量正在增长的分布式发电和存储资源的可靠性、安全性和效率（经济的和能源的）。（美）智能电网是一个能够智能地整合所有与
3、之相联接的使用者（发电者、电力消费者或两者兼备）的行为和活动的电力网络，以有效保证可持续地、经济地、和安全地供应电力。（欧）,智能电网建设阶段,美国,欧盟,智能电网的实施问题,资金与项目,互动性标准,政策与管理,关键技术,关键技术,感知和测量技术,先进的控制方法,决策支持技术,先进的电网部件,IC,IC,IC,IC：集成通信,先进的电网部件,新一代FACTS/PQ(电能质量)设备先进的分布式发电和储能设备插入式混合动力交通工具(PHEV)故障电流限制器超导输电电缆微电网先进的开关与导体固态互感器,感知和测量技术,智能电表智能传感器：系统运行参数监视、设备状态监视广域监视系统(WAMS)先进的系
4、统保护输电线路的动态限额,先进的控制方法,对所有基本的电网部件的数据采集和监视从实时和预防两个方面进行数据分析诊断故障并提供解决方案根据诊断结果确定并自发地或通过运行人员采取措施(根据时间要求和复杂性)向运行人员提供信息和解决方案整合整个企业的管理和运行的过程和技术,决策支持技术,数据缩减可视化提高理解的速度从数据到信息到行动系统运行人员培训,集成通信,为实时信息和电能交易提供动态的、交互式的宏大的基础设施。使各种智能的电子设备（智能电表、控制中心设备、电力电子控制器、保护设备）和使用者能相互作用，成为一个集成系统。,智能电网互动性标准的概念,互动性的定义两个及以上的相同或不同制造商提供的设备
5、为正确地协同运行交换信息并使用信息的能力。智能电网涉及多个领域、大量的设备和众多的制造商，如果没有标准支撑，就无法实现互动。以电动汽车为例，就需要多项标准。,互动性标准制订的优先领域,需求侧响应和消费者能源效率广域态势感知电力储存电气交通先进的电表设施配网管理信息安全网络通信,资金投入,项目（美国）,项目（欧洲）,政策,智能电网互动性标准的制订由美国国家标准和测试研究所整理，由联邦电力监管委员会审批和发布，成为电力行业强制执行的标准。过渡性价格政策对电力企业在智能电网应用上的投资，按照“已使用并有用”的原则，经监管机构审批，可以纳入电价以回收成本。动态电价在智能电表等设备和技术的支持下，电力消
6、费者可以及时了解基于时间的（小时的）电力市场价格，安排自己的用电计划。,管理智能电网成熟度模型,利用智能电网成熟度模型，电力企业能够明确自己在各个关键域的当前水平，确定未来的目标：,管理智能电网项目评估,二，国网公司的坚强智能电网,目标基本原则技术和管理上的特征五项基本内涵四个体系三个发展阶段六个应用环节六项保障措施第一阶段的实施,目标,以统一规划、统一标准、统一建设为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征，自主创新、国际领先的统一坚强智能电网。,基本原则,一是坚持统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进；二是坚持以发展为主线，加快建设以特高压为骨干网
7、架、各级电网协调发展的坚强电网；三是坚持突出体系建设，以通信信息为平台，以调度为协调运作中心，各环节相互衔接、整体推进。,统一坚强智能电网的基本特征是技术上体现信息化、自动化、互动化，管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。,技术和管理上的特征,信息化:实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用；,自动化:依靠先进的自动控制策略，实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升；,互动化:实现电源、电网和用户资源的友好互动和相互协调。,技术特征,透明开放电网、电源和用户的信息透明共享，电网无歧视开放,友好互动实现电网运行方式的灵活调整，友好兼容各类电源和用户接入与退出，促进发电企业和
8、用户主动参与电网运行调节,清洁环保促进可再生能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，提高清洁电能在终端能源消费中的比重,坚强可靠具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应,经济高效提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源和电力资产的高效利用,基本内涵,电网基础体系是统一坚强智能电网的物质载体，是实现“坚强”的重要基础,技术支撑体系是指先进的通信、信息、控制等应用技术，是实现“智能”的基础,标准规范体系是指技术、管理方面的标准、规范，以及试验、认证、评估体系，是建设统一坚强智能电网的制度保障,四个体系,智能应用体系是保障电网安全、经济、高效运行，充分利用能源和社会资源
9、，提供用户增值服务的具体体现,三个发展阶段,20092011,20122015,20162020,规划试点阶段,完成整体规划，形成顶层设计；制定智能电网建设标准；加强各级电网建设，开展关键性、基础性、共用性技研究工作，进行技术和应用试点。到2011 年，智能电网关键技术设计研究和建设试点全面开展。,全面建设阶段,跟踪发展需要、技术进步并进行建设评估，滚动完善修订智能电网发展规划和建设标准，智能电网建设全面铺开。到2015 年，基本建成统一坚强智能电网，关键技术和装备达到国际领先水平。,引领提升阶段,在全面建设的基础上，评估建设绩效，结合应用需求和技术发展，进一步完善和提升智能电网的综合水平，引
10、领国际智能电网的技术发展。到2020 年，全面建成统一坚强智能电网，技术和装备全面达到国际领先水平。,六大应用环节,发电环节,调度环节,输电环节,用电环节,变电环节,配电环节,发电环节,引导电源集约化发展，协调推进大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地的开发；强化机网协调，提高电力系统安全运行水平；实施节能发电调度，提高常规电源的利用效率；优化电源结构和电网结构，促进大规模风电、光伏等新能源的科学合理利用。,输电环节,加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网；集成应用新技术、新材料、新工艺；实现勘测数字化、设计可视化、移交电子化、运行状态化、信息标准化和应用网络化；全面
11、实施输电线路状态检修和全寿命周期管理；广泛采用灵活交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性。,变电环节,设备信息和运行维护策略与电力调度全面互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理；枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站；实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，保障各级电网安全稳定运行。,配电环节,建成高效、灵活、合理的配电网络，配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力，在发生紧急状况时支撑主网安全稳定运行；实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制；供电可靠性和电能质量显著提高；完成实用型配电自动化系统的
12、全面建设。,用电环节,构建智能营销组织模式和标准化业务体系；全面开展智能用电服务，在全国范围推广应用智能电表；构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量；推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用能模式，提高用电效率，电能在终端能源消费中的比重超过26%。,调度环节,以服务特高压大电网安全运行为目标，开发建设新一代智能调度技术支持系统，实现运行信息全景化、数据传输网络化、安全评估动态化、调度决策精细化、运行控制自动化、机网协调最优化，形成一体化的智能调度体系，确保电网运行的安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保。,转变发展方式，加快实施“一特四大”战
13、略,夯实发展基础，制订完善的统一规划标准体系,依靠自主创新，研发关键技术装备,加强技术培训，加大专业人员储备,立足中国特色，加强国际交流合作,争取政策支持，创造良好发展环境,六项保障措施,第一阶段的实施,九项试点工程,上海世博园智能电网综合示范工程风光储联合示范工程常规电源网厂协调试点工程输电线路状态监测中心试点工程智能变电站试点工程配电自动化试点工程用电信息采集系统试点工程电动汽车充放电站试点工程智能电网调度技术支持系统试点工程,十类重点专项研究,三，华东公司在智能电网建设方面的工作,华东公司在智能电网建设方面做的探索性的工作华东智能电网建设的研究和高级调度中心项目群的建设华东公司在坚强智能
14、电网建设中参与的试点工作,驱动因素,差距分析,建设阶段,近阶段建设目标,受端大电网规划的优化能力建设新能源市场化对华东电网规划规划影响的研究规划信息平台的建设,数字化变电站试点关键设备状态监测试点二次系统管理提高线路输送能力的研究和应用,灵活输电技术研究现代电网安全准则研究,初步建立企业级的辅助决策体系，进行可视化试点,高级调度中心的建设过程,需求分析 高级调度中心组织架构设计专题研究 整合提升 高级调度中心总体方案设计,高级调度中心总体方案的实施,高级调度中心建设成果完善及实用化,2008年,2009年,2010年,高级调度中心建设的总体方案,高级调度中心建设的主要技术成果,22项研究报告,
15、12项新技术,基于气象风险和设备风险的电网安全分析技术长期、中期、短期无缝滚动安全校核技术 全深度多角度稳定评估与控制技术在线短路电流计算技术 梯级水库联合优化调度技术 电网运行状态认知与控制技术 智能告警与故障分析技术 智能操作票管理技术 智能稳定限额管理技术 统一模型管理技术 核心功能颗粒化技术 系统功能可视化技术,华东电网极端外部灾害调度防御系统研究 基于动态数据的参数辨识与电压失稳预测的研究 华东电网热稳定实时控制研究 华东电网低频振荡实时控制方案研究 基于风险的华东电网恢复控制决策支持系统研究基于PMU的实时电压预警及切负荷预测控制研究电网运行状态认知与控制研究 华东电网分布式控制决
16、策应用体系可行性研究 电网多层级电能一体优化调度策略理论研究 电网输电能力（ATC）评估研究 输电网运行考核体系及绩效激励研究,特大电网高级调度中心关键技术研究专著,项目申请8项专利，其中4项发明专利及4项实用新型专利。在核心期刊上发表论文15篇。,基于资源优化的检修计划安排研究华东电网辅助服务实践问题研究华东高级调度中心知识管理研究华东电力高级调度中心人员可靠性研究 华东电网调度中心组织变革研究 华东电网分布式状态估计研究 先进状态估计研究分布式状态估计先进状态估计研究动态状态估计数据中心和门户网站技术的研究 先进调度技术支持系统体系架构研究 备用调度中心方案制定,上海世博园智能电网综合示范工程智能电网调度系统演示,常规电源网厂协调试点工程发电机组统一建模和参数实测方法涉网参数在线评估和保护定值优化方法,智能电网智能调度技术系统试点工程 OPS/SCS/OMS 应用试点,智能变电站试点工程繁昌变改造试点,华东公司在坚强智能电网建设中参与的试点工作,谢谢！,欢迎垂询,
