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1、2020 4 24 1 智能电网相关技术实际应用情况冯庆东2012年8月10日 2020 4 24 2 主讲内容 1 国内外智能电网研究的主要内容2 国内智能电网建设进展情况3 智能电网关键技术4 智能电网顶层设计5 智能电网技术标准体系6 智能电网工程实践及应用情况 2020 4 24 3 美国智能电网研究的主要内容 1 AdvancedTransmissionOperation ATO 高级 先进的 输电运行 2 AdvancedDistributionOperation ADO 高级 先进的 配电运行 3 AdvancedMeteringInfrastructure AMI 高级量测体系
2、 4 AdvancedAssetManagement AAM 高级 先进的 资产管理特点 美国主要目的是改造老旧的电力设施 重点在配电和用电领域 2020 4 24 4 国内智能电网体系架构 2020 4 24 5 发电 六大环节 信息通信技术 支撑技术 输电 用电 调度 配电 变电 国内智能电网顶层设计及各领域分析 2020 4 24 6 集成能量信息架构 第1卷 用户规范和建议 VolumeI UserGuidelinesandRecommendations 第2卷 功能要求 VolumeII FunctionalRequirements 第3卷 模型 VolumeIII Models 第
3、4卷 技术分析 VolumeIV TechnicalAnalysis 总体思路 采用统一建模语言UML UnifiedModelingLanguage 规范 表示和构造系统的模型 这是一种被广泛采纳的可视化建模语言 它将系统结构的共同特征用相关语义 符号 图形加以描述 适合使用各种开发方法的用户 也适合于并行和分布式系统的开发 UML完全独立于开发过程 2020 4 24 7 顶层设计 定义 从系统工程学角度来讲 顶层设计是将工程 整体理念 的具体化 实现理念一致 功能协调 结构统一 资源共享 部件标准化等系统论的方法 从全局角度出发 对项目的各个层次 要素进行统筹考虑 1 顶层设计以集成能量
4、信息架构理论和 IEC62559 方法 用例分析法和映射表法 为基础 从全局审视智能电网业务之间的关系 建立组织的信息化整体架构 2 顶层设计注重纵横关系的协调 1 要建立公共信息模型 2 进行业务梳理 3 进行应用软件梳理 4 建立结构化的安全体系 密钥管理 物理隔离等 2020 4 24 8 发电环节建设重点及研究内容 1 提高可再生能源并网比例 加强电能变换 协调控制 储能技术研究 建设抽水蓄能电站 2 风电 太阳能发电功率预测 仿真和优化调度系统研究 3 常规火电机组参数实测及网厂协调分析系统 2020 4 24 9 智能输电建设重点及研究内容 加强坚强网架建设 实现大系统的安全稳定运
5、行 降低大面积停电风险 提高输送容量 实现动态增容与潮流的灵活控制 采用先进巡线技术输电线状态监测 脆弱性评估及灾害预警实现输电线路巡视自动化 智能化 集约化 2020 4 24 10 智能输电建设重点及研究内容 建设重点 广泛采用FACTS技术 直流输电技术 提高线路输送能力和频率 电压 潮流控制的灵活性 建设输电线路状态监测系统 实现对重要输电走廊 大跨越 灾害多发区的环境参数和运行状态参数的集中实时监测和灾害预警 解读问题与差距 1 输电线路状态监测面不够 2 监测系统互联不够 信息整合度不高 运行可靠性低 功能单一 2020 4 24 11 设备在线监测系统功能架构 2020 4 24
6、 12 调度 相邻变电站 智能变电站 智能化变电站概念图 用户 电源 互动 智能一次设备 互动 互动 下放 接纳 智能告警高级分析决策 2020 4 24 13 IEC61850标准核心思想的应用 具体通信技术 逻辑设备 物理设备 2020 4 24 14 1 IEC61850确立了电力系统的建模标准 为变电站自动化系统定义了统一的 标准的信息模型和信息交换模型 2 基于UML技术对一 二次设备进行统一建模 采用全局统一命名规则 变电站及变电站与控制中心之间实现无缝通信 3 设备功能 系统配置乃至网络连接都可以用基于XML的变电站配置语言SCL SubstationConfigurationL
7、anguage 进行描述 存储 交换 配置和管理 IEC61850标准化建模应用 2020 4 24 15 变电站配置描述语言SCL应用 系统单线图 一次设备 二次设备 逻辑节点连接关系 IED配置信息 逻辑节点和其他IED的连接关系 通信部分 IED之间的通信连接 逻辑节点类型 2020 4 24 16 一体化信息平台技术应用 2020 4 24 17 系统结构与组网方案 2020 4 24 18 智能一次设备的进展情况 2020 4 24 19 变压器嵌入式智能组件开发与应用 监测功能组设一个主IED 监测功能组中可以包括局放监测IED 油中溶解气体监测IED 套管监测IED等 主IED承
8、担所有监测IED监测结果的综合分析 并与相关系统进行信息互动 IED采用IEC61850标准 C 面向对象建模 面向对象编程 2020 4 24 20 1 配电网网架建设 2 配网自动化系统建设 3 配电网智能调度技术研究 4 电动汽车充电站试点建设 5 主动配电网协调控制自愈自治问题 1 配电网架薄弱问题 重新规划 2 配电自动化普及率实用化低问题 3 分布式能源及微网问题 重点 4 储能和电动汽车充电问题 重点 5 电能质量问题 智能配电网建设重点及研究内容 2020 4 24 21 智能配电网建设重点及研究内容 3 分布式能源接入和微电网即插即用 2 配网调控一体化技术支持系统 1 故障
9、隔离 灵活可重构的配电自动化系统 4 DFACTS及电能质量治技术 5 提高设备资产利用率 2020 4 24 22 面向服务的集成平台 2020 4 24 23 电力企业信息集成总线 2020 4 24 24 智能用电建设重点与研究内容 3 PFTTH及智能用电小区试点建设 2 用电信息自动采集系统 1 加强AMI 需求响应建设 缩小峰谷差 减少旋转备用容量 4 电动汽车充电服务系统建设 2020 4 24 25 高级量测体系AMI架构 2020 4 24 26 智能调度建设重点及研究内容 3 电网实时监控可视化系统及辅助决策 2 调度综合数据平台建设 1 电网调度技术支持系统 4 调度数据
10、网建设 2020 4 24 27 基于机组组合的多时间尺度优化调度系统建设 实施节能发电调度 在更长的时间范围内实现开机方式的优化 形成科学的开停机计划 备用计划 全面提升大电网资源优化配置的水平 时序递进滚动协调 日前 周 月度 日内 实时 更长时间尺度上实现资源优化配置 2020 4 24 28 智能电网调度技术支持系统结构 调度自动化 广域相量测量 水电自动化 保护故录信息 雷电定位 气象云图 调度计划 调度管理 实时监控预警应用 调度计划应用 安全校核应用 调度管理应用 基础平台D5000 安全整合 D5000 控制区I 生产区II 管理区III 生产控制大区 原10余套独立的应用系统
11、 安全整合为一套平台和四类应用 2020 4 24 29 1控制区2非控制区3信息内网4信息外网5外部因特网 感染病毒木马IP数 347 1123万 感染病毒木马 16 2026 月均 月均 自电力二次安全防护方案实施后至今未检测到网络攻击 提高系统抵御集团式网络攻击的能力 满足四级等保要求强化电力二次系统纵深安全防护体系 被攻政府网站 被攻 2020 4 24 30 电网可视化展示方式 2020 4 24 31 智能电网调度预警与决策支持总体架构 2020 4 24 32 智能通信建设重点及研究内容 3 SG ERP信息化平台 2 电动汽车充电设施通信建设 1 低压通信接入网OPLC 202
12、0 4 24 33 基于物联网的电动汽车信息管理系统 2020 4 24 34 云计算在智能电网中的应用场景 2020 4 24 35 智能电网核心标准应用 2020 4 24 36 分层进行一致性测试 联络协调Wg5 测试 重点一致性测试可信性 Wg4 主站 CIM模型 XML 61970 61968 WG1 互操作和通信及安全 AMI 智能家居 家庭网络 底层协议 WG2 设备 中间设备和底层设备 重点结构和接口 wG3 2020 4 24 37 智能电网信息系统安全 智能电网需要配备最先进的安全技术 起码应该与电子护照或银行卡所使用的安全技术等级类似 智能电网的所有接入点都应该通过安全芯
13、片进行防护 每个芯片包含有唯一的ID 访问权限与设备是绑定的 逐步建立和完善智能电网信息安全防御体系 国家电网公司制定了 双网双机 分区分域 安全接入 动态感知 精益管理 全面防护 的主动防御策略 从物理环境 边界 网络环境 主机系统 应用 数据和业务终端安全防护的各层次进行全面设计 2020 4 24 38 1 5项综合试点工程 上海世博园 天津生态城 江西共青城 扬州开发区 北京未来科学城等 4 配电网自动化试点工程 2 1个风 光 储 输试点工程 张家口北 3 智能变电站试点工程 智能电网工程实践及案例分析 2020 4 24 39 上海世博园智能电网示范工程 1 分布式电源接入 2 储
14、能系统 3 智能变电站 4 配电自动化 5 故障报修管理系统 TCM 建设 6 电能质量检测与控制 7 用电信息采集系统 8 智能用电楼宇 家居 9 电动汽车充放电设施 智能电网工程实践及案例分析 2020 4 24 40 风 光 储 输联合示范工程 2020 4 24 41 智能电网工程实践及案例分析 中新天津生态城智能电网综合示范工程 2020 4 24 42 参考文献 1 智能电网技术体系研究报告 2 智能电网综合研究报告 3 智能电网关键技术框架研究报告 4 智能电网技术 中国电力出版社 5 新能源运行与智能电网调度 辛耀中 6 基于可视化技术的电网调度 刘俊永 7 ReporttoNISTontheSmartGridInteroperabilityStandardsRoadmap 8 IECSmartGridStandards 9 Grid2030 10 IEC PAS62559IntelliGridMethodologyforDevelopingRequirementsforEnergySystems 2020 4 24 43 谢谢 冯庆东Email qdfeng9614 2020 4 24 44
