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1、国家电网智能化规划总报告前言当前，世界各国为应对气候变化、保障能源安全，日益重视发展清洁能源和提高能源利用效率，世界能源发展呈现出清洁化、低碳化、高效化的新趋势。欧美等发达国家普遍加快了新能源、新材料、信息网络技术、节能环保等高新技术研究和新兴产业的发展。作为实现低碳电力的基础与前提，智能电网技术近年来在很多国家得到快速发展，并有力促进了电网的智能化。智能电网已成为未来电网发展趋势。我国电力工业也面临着新的形势，能源发展格局、电力供需状况、电力发展方式正在发生着深刻变化。面对新形势和新挑战，国家电网公司深入贯彻落实科学发展观，认真贯彻落实中央的有关决策部署，提出加快建设以特高压电网为骨干网架、
2、各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，努力实现我国电网从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越，积极促进清洁能源发展，为实现经济社会又好又快发展提供强大支撑。根据国家电网公司统一部署，公司智能电网部组织国网能源研究院和各网省公司，在公司有关业务部门的协作配合下，按照“统筹安排、统一规范、自上而下、同步推进”的原则，从2009 年7 月开始，组织开展了国家电网智能化规划研究与编制工作。国家电网智能化规划的编制以坚强智能电网综合研究报告、坚强智能电网发展规划纲要等研究成果为指导，以国家电网总体规划设计、坚强智能电网第一阶段重点项目实施方案综合报告、智能电网
3、技术标准体系研究及制定规划、智能电网关键设备（系统）研制规划和“十二五”电网规划设计、“十二五”配电网规划等研究成果为基础，按照国家电网智能化规划编制工作大纲、网省电网智能化规划编制规范等有关文件要求，开展专项研究报告和网省公司规划分报告的编制工作，并以此为基础，研究形成国家电网智能化规划总报告。规划总报告在分析智能电网发展基础和形势的基础上，明确了国家电网智能化规划的指导思想和发展目标，重点从发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息七个方面提出电网智能化的规划目标、发展路线、技术标准、关键技术、重点项目、估算投资，分析建设坚强智能电网的社会经济效益以及对公司经营管理的影响，提出规划实施的
4、保障措施及政策建议。1 智能电网发展基础1 电网发展总体情况2 电网现状公司经营区域内五个区域电网，西北电网初步形成750/330kV 主网架，其它区域电网基本形成500/220kV 主网架。截至2009 年底，公司经营区域110kV 及以上输电线路长度约65.2 万km，变电容量20.1 亿kVA 。特高压交流试验示范工程于2009 年1 月初建成投运，已安全运行超过一周年。向家坝上海特高压直流示范工程2009 年底成功实现800kV 全线带电，锦屏苏南特高压直流工程开工建设。西北750kV 骨干网架工程750kV 兰州东至平凉至乾县输变电工程竣工投产，西北750kV 主网架初步形成。宝鸡德
5、阳直流工程单极投运，呼辽直流、宁东山东等重要跨区跨省电网项目加快建设。一批500kV 输变电工程建成投产，网架结构得到加强。截至2009 年底，全国装机容量达到8.6 亿kW。其中，水电、火电、核电、新能源及其它装机分别达到18412、65438、885、1429 万kW。2009 年全国全社会用电量达到3.64 万亿kWh，同比增长5.96%，其中，公司经营区域全社会用电量2.92 万亿kWh，同比增长6.74%。公司经营区域内网省间电量交换达3595 亿kWh，其中公司经营范围内区间交换740 亿kWh，与经营区域外交换593 亿kWh，经营区域内省间交换2262 亿kWh。1.1.2 存
6、在的问题我国电力工业取得巨大成就的同时，电力发展仍面临以下几方面问题：（1）更大范围优化资源配置能力亟待提高我国一次能源分布及区域经济发展的不均衡性，决定了资源大规模跨区域调配、全国范围优化配置的必然性。随着我国经济的高速发展，电力需求持续快速增长，就地平衡的电力发展方式与我国资源和生产力布局不均衡的矛盾日益突出。近年来，电煤价格大幅上涨，全国性的煤电运持续紧张，部分电厂缺煤停机，导致一些地区出现拉闸限电。与此同时，西北、东北等地区电力富余容量较大。目前我国特高压电网建设尚处于起步阶段，跨区联网的强度较弱，区域间输送及交换能力不足，电力资源配置范围和配置效率受到很大限制，更大范围优化资源配置能
7、力亟待提高。（2）电网建设仍需进一步加强一是电网结构薄弱。部分断面输电能力不足，电磁环网等问题仍然存在，短路电流超标问题比较突出，电网抵御事故的能力不强，发生大面积停电的风险尚未消除。二是城乡配电网建设与改造要进一步加强，以满足负荷快速增长和清洁能源发电接入的要求。未来将有大量的分布式清洁能源发电及其他形式发电接入电网，要求配电网具备灵活重构、潮流优化、清洁能源接纳能力。（3）电网技术和装备水平需要提升“十五”以来，先进适用技术应用取得进展，但应用程度仍较低，需要进一步加大推广力度。随着电网规模的扩大，线路走廊、站址、极址资源日益紧张，水电基地、煤电基地与负荷中心的距离越来越远，仅靠发展500
8、kV 电网已不适应电力需求增长的要求，客观上要求提升电压等级。我国在输变电关键技术与设备领域的自主开发和设计制造能力还不强，需要依托重点工程，加快输变电设备制造业自主创新和产业升级。在电网技术和装备水平的提升上要更加注重应用先进的网络信息和自动控制等技术。（4）现有电力系统难以适应清洁能源跨越式发展和用户互动的发展需要随着清洁能源发电装机总量的快速增加，清洁能源并网将对电网的安全性、适应性、资源配置能力等提出新的要求，如电网应具有更强的输电能力、调峰调频能力、电压控制能力等。另外，未来随着用户侧、配网侧分布式电源增多，特别是随着屋顶太阳能发电、电动汽车大量使用，电网中电力流和信息流的双向互动会
9、逐步增多，对电网运行和管理将产生重大影响。1.2 电网智能化发展现状近年来，国家电网公司深入开展电网现代化建设和运行管理技术的相关研究和实践工作，部分项目已进入试点阶段，大量科研成果已转化并广泛应用到实际工程中，部分电网技术和装备已处于国际领先水平，为建设坚强智能电网提供了坚实的技术支撑和设备保障，并积累了较丰富的工程实践经验。在大电网运行控制方面，我国具有“统一调度”的体制优势和深厚的运行技术积累，调度技术装备水平达到国际一流，自主研发的调度自动化系统和继电保护装置广泛应用；广域相量测量、在线安全稳定分析等新技术的研究与应用居世界领先地位。在通信信息平台建设方面，我国建成“三纵四横”的电力通
10、信主干网络，形成了以光纤通信为主，微波、载波等多种通信方式并存的通信网络格局；以“SG186”工程为代表的国家电网信息系统集成开发整合工作已于2009 年底基本完成，各项功能得到广泛应用。在研究能力方面，我国形成了目前世界上试验能力最强、技术水平最高的特高压试验研究体系，具备了世界上最高参数的高电压、强电流试验条件，特高压试验研究能力达到国际领先水平。同时，电网防灾减灾、输电线路状态检修及在线监测、超导输电技术、数字化变电站、配电自动化等领域的试验研究能力已达到国际先进水平。在关键设备研制和技术标准体系建设方面，公司组织力量针对智能电网建设内容和技术领域需求，分别制定了智能电网关键设备（系统）
11、研制规划和智能电网技术标准体系研究及制定规划。设备研制规划提出了关键设备的研制目标，并制定了关键设备的研制计划和实施方案；制定的技术标准体系用于指导智能电网标准的制定和实施，增强我国在智能电网国际标准制定中的话语权，为加快建设坚强智能电网提供强有力的技术支撑。在清洁能源并网及大容量储能方面，公司深入开展了风电、光伏发电监控及并网控制等关键技术研究，建立了风电接入电网仿真分析平台，制定了风电场接入电网技术规定、光伏电站接入电网技术规定等相关标准，开展了大容量电化学储能等前沿课题基础性研究工作。1.2.1 发电环节（1）现状近年来，我国发电装机规模快速增长，发电设备装备水平明显改善，电源类型呈现多
12、元化趋势，清洁能源发电迅速发展。火电、水电、核电保持了较快增长，风力发电、太阳能发电等间歇性清洁能源迅猛发展。常规电源实现了发电机励磁、调速系统、分散控制系统（DCS）等装备的信息化、自动化；控制参数基本满足可观测和在线可调的要求，但国产化水平有待提高；在部分网省公司已完成常规电源发电机励磁系统参数实测和电力系统稳定器（PSS）的参数配置工作，实现机组自动发电控制（AGC）和一次调频的全过程监控，并试点推进自动电压控制（AVC ）功能；启动了风能、太阳能发电研究检测中心建设和河北张北地区风光储输示范项目；深入开展了网厂协调技术研究，并对大规模清洁能源发电运行控制、发电出力预测、电网接纳能力、对
13、电网安全稳定影响等关键技术开展了大量研究；风电、光伏发电等间歇性、不确定性清洁能源并网技术新标准的制定工作已经取得了初步成果并逐步开展推广试行；开发了风电功率预测示范系统，掌握了钠硫电池制造的核心技术，建成了多种电池的试验工程。（2）存在的不足我国电源结构以火电为主，由于地理条件和资源禀赋限制，水电、抽水蓄能、燃气发电等快速调节电源配置结构不甚合理。随着间歇性、不确定性清洁能源的迅猛发展，电网调峰调频的矛盾愈加突出，亟需研究间歇性、不确定性清洁能源与电网的网厂协调技术；亟需补充制定风电场低电压穿越能力、风力发电功率预测、光伏发电系统并网等方面的标准；对大容量机组和直流输电、特高压输电的相互影响
14、研究尚不充分；随着点对网输电方式及直流换流站增多，次同步谐振问题日益突出；抑制电力系统低频振荡、发电机次同步振荡及谐振的技术需要进一步研究；AGC 控制调节有待进一步优化；涉网设备监测、控制能力仍需进一步提升；水电优化调度和控制缺乏技术平台的高层次应用；风电运行控制技术尚不能满足大规模接入电网要求；光伏发电控制及并网技术处于起步阶段；抽水蓄能规模总量偏小；大容量储能技术研究尚处于起步阶段。1.2.2 输电环节（1）现状近年来，公司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电网，在输电线路建设和生产管理方面取得了一系列重大技术成果，并得到广泛应用。全面掌握了特高压输电核心技术，研制了
15、代表世界最高水平的特高压交流设备，特高压交流试验示范工程成功投运；特高压交流、直流、杆塔、西藏高海拔试验基地和国家电网仿真中心全面建成，形成了目前世界上试验能力最强、技术水平最高的特高压试验研究体系；成功开展1000kV 交流特高压输电线路带电作业；常规直流输电技术广泛应用，向家坝上海800kV 特高压直流输电示范工程于2009 年12 月带电；发布了特高压技术交直流标准125 项；持续加大电网建设和改造，有效提升了电网的安全性和输送能力；电网防灾减灾科技攻关取得突破，融冰装置投入运行并发挥作用；加快实施输电线路标准化建设，推广“两型三新”（资源节约型、环境友好型，新技术、新材料、新工艺）输电
16、线路应用；开展输电线路状态检修、在线监测等重大技术研究，提升线路安全运行水平；积极推进超导输电技术试验段工程前期工作；积极采用大截面导线、钢管塔等新技术、新材料、新工艺；可控串补（TCSC）、静止无功补偿器（SVC）等柔性交流输电技术（FACTS ）开展示范应用。（2）存在的不足技术标准方面，补充制定在线监测、状态检修、故障预测等方面的通用技术要求和规程规范；与国外先进水平相比，我国电网结构仍然薄弱，资源大范围优化配置能力不强等问题依然突出；我国输电线路规划、设计、建设、运行等全过程技术和管理标准化程度不一；运行维护与设备管理较为粗放，线路巡视检测、评估诊断与辅助决策的技术手段和模型不够完善；线路运行状态、气象与环境监测相关工作有待深入；750kV 及以上电压等级的柔性交流输电技术有待突破；输电线路状态监测系统相关设备和柔性交流、柔性直流输电关键装备研制工
