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1、智能电网配网技术支持系统专题调研（初稿）山西省电力公司二一年七月六日 目 录1 国外智能电网发展概述31.1国外智能电网配网侧重点31.2国外智能电网配网技术支持系统41.2.1美国智能电网的战略框架41.2.2欧洲智能电网的实践和应用51.2.3日本智能电网建设51.3. 国外技术标准的制定62 国内智能电网发展概况62.1国内智能电网发展现状62.1.1 网架结构建设62.1.1.1吕梁孝义过负荷问题72.1.1.2朔州市国电、地电并存的现象72.1.1.3运城季节性过负荷82.1.2通信网络建设概况92.1.3山西省内智能电网技术应用102.1.3.1晋城配网自动化的经验教训102.1.
2、3.2长治载波远程抄表系统本地费控模式应用102.1.3.3晋中榆次的TBJ-5型配变监测系统112.1.2.4忻州定襄电线路故障指示定位系统112.1.3.5大同新荣TAS配网自动化系统122.1.4智能配电设备的研发和应用122.1.4.1临汾载波通信智能馈线自动化系统122.1.4.2厂家设备创新情况132.2国内智能配电网试点工程142.2.1 上海世博园智能电网综合示范工程142.2.1.1示范工程142.2.2.2演示工程172.2.2中新天津生态城智能电网综合示范工程172.2.2.1智能配电172.2.2.2智能用电182.2.2.3通信信息192.2.2.4天津生态城智能电网
3、综合示范工程综述192.2.3电网运行集中监控试点工程202.2.4农网营配调管理模式优化试点工程212.2.5海宁市海盐县供电局智能配网进展情况212.2.5.1智能通信网系统212.2.5.2配网自动化系统222.2.5.3智能用户终端系统232.2.5.4 24小时智能营业窗口242.2.5.5智能用电服务系统242.2.5.6分布式能源接入系统(风光互补)252.2.5.7海宁市海盐县智能配网情况综述253智能电网配网技术支持系统调研综述263.1配电网存在的主要共性问题263.1.1配电网规划问题263.1.2 配网用户线路和设备问题273.1.3智能设备制造和实用的现状283.1.
4、4智能配网的技术标准体系293.2智能电网配网技术支持系统调研综述303.2.1全省配网调查现状综述303.2.2需要关注的智能电网配网技术支持系统五个重要环节303.2.3智能电网配网技术支持系统综述31智能电网配网技术支持系统专题调研 2010年初，国网企协山西电力公司分会(171号)、省公司晋电办字(432)文件下达了调研课题：智能电网配网技术支持系统专题调研。调研的对象是国网公司今年明确试点和实施的专题项目单位。根据文件要求，我们先后到福建省福州市、厦门市，江苏省海宁市海盐县，浙江温州温洲施耐信公司，上海安科瑞瑞股份有限公司、天津静海的智能小区进行了智能配网调研；并对省内大同、朔州、欣
5、洲、吕梁、晋中、长治、晋城所辖19个城、农网支公司配电系统进行了调研。配电系统现状调研主要从四个方面入手：一是配网网架结构N-I手拉手建设和配网线路承载负荷能力及运行现状，二是配网的通信网络建设和运行现状，三是成熟配套的智能设备和装置运用和运行情况，四是智能配网新技术应用及配网调控一体化建设情况。1 国外智能电网发展概述1.1国外智能电网配网侧重点各国国情不同，发展智能电网的基础和环境条件有所不同，发展智能电网侧重解决的问题也不同。第一、美国和欧洲部分国家的电网设施陈旧，需要通过电网升级改造，提高系统可靠性，避免美加8.14大停电和欧洲11.4大停电等类似事故再次发生；因此，美国和欧洲部分国家
6、主要侧重于加大现有网络基础设施的投入；第二、在技术支持系统方面：美国侧重于发展清洁能源，推广可插电式混合动力汽车，实现分布式电源和储能的并网运行；欧洲主要侧重于研究和解决电网对风电，尤其是大规模海上风电的消纳、分布式能源并网、需求侧管理等问题；日本电力系统的自动化水平较高，可靠性和效率已经达到了较高水平，主要侧重于研究和解决分布式光伏发电和风能发电的大规模并网问题，以及电动汽车和电网的互动问题。1.2国外智能电网配网技术支持系统1.2.1美国智能电网的战略框架 2007年12月，美国国会颁布了“能源独立与安全法案”，其中的第13号法令为智能电网法令，该法案用法律形式确立了智能电网的国策地位，并
7、就定期报告、组织形式、技术研究、示范工程、政府资助、协调合作框架、各州职责、私有线路法案影响、以及智能电网安全性等问题进行了详细和明确的规定。2009年7月，美国能源部向国会递交了第一部“智能电网系统报告”，制定了由20项指标组成的评价指标体系，对美国智能电网的发展现状进行了评价，并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及财政等方面的问题。20062008年，欧盟依次发布了“欧洲未来电网的愿景与战略”、“战略性研究计划”、“战略部署文件”等三份战略性文件，构成了欧盟的智能电网发展战略框架。就其主要成员国来看，英国2009年依次发布了“英国可再生能源发展战略”和“英国低碳转型计划”两份战略性文件。德
8、国2009年发布了名为“新思路、新能源2020年能源政策路线图”的战略性文件。1.2.2欧洲智能电网的实践和应用欧洲国家非常重视对可再生能源的利用与开发，例如风能，丹麦在2005年的风力发电已经占到全国总电量的20.8，预期今后风电所占比重将达到50。西门子公司已经开发出一种储存能量达到21MJ5.7Wh，最大功率1MW的超级电容器储能系统，并成功应用于德国科隆市的直流地铁配电网中。另外，法国电力公司与美国诺福克试验一种动态能源储存系统，有助于协调电网与风电的间歇性发电问题。ABB称该系统将储存风电多余的电力供电网在负荷高丰期时使用。1.2.3日本智能电网建设根据日本电气新闻的报道，前不久，日
9、本电气事业联合会正式发表了“日本版智能电网开发计划”，其核心内容是：太阳能发电出力预测系统；高性能蓄电池系统；火力发电与蓄电池相组合的供需控制系统。由此可见，虽然日本对智能电网的研究开发正处于起步阶段，但日本在构建智能电网过程中不盲目追随美国，注重凸显自己的特色。日本智能电网提倡“能源信息化概念”。日本除了注重大规模的输电网智能化外，更加注重家庭与社区的高效率用电问题。日本重视开发家电对电力与能源消费的“可视化”控制体系和电力信息传送控制平台，确保能源利用的信息化。1.3. 国外技术标准的制定美国标准与技术研究院(NIsT)提出将分三个阶段建立智能电网标准。在2009年9月，美国商务部长骆家辉
10、在GridWeek大会上宣布了NIST在第一阶段的最新进展报告，选取了近80项现有标准，用于指导和支撑当前智能电网发展，明确了14个需要优先研究和解决的方面，并特别分析了信息安全方面的标准。国际电工委员会(IEC, Intemational Electro technical Commission)的标准化管理委员会(SMB，Standardization Management Board)组织成立了第三战略工作组智能电网国际战略工作组。该工作组明确了智能电网战略工作组的职责范围，其主要任务是在对智能电网的标准进行系统的分析的基础上，研究并提出标准修订和新标准制定的建议，包括应优先建立的、满足
11、设备和系统互操作的规约和模型的标准化建议。美国GE公司发起了电动汽车插头标准制定工作，并得到业内其他公司的积极响应和支持。其设计的标准插头有5个触头，可以支持最高240伏电压和70安培电流，还能够支持电力载波通信。日本东京电力公司、富士集团以及三菱公司联合制定了电动汽车接入电网标准，为电动汽车接入电网打下了良好基础。2 国内智能电网发展概况2.1国内智能电网发展现状2.1.1 网架结构建设配电网网架坚强是智能电网的基础。近些年来，高压主网架建设投资比较充裕，建设规模和速度与城市建设趋于同步，网架结构比较合理；但是，中低压配电网络投资欠账较多，仅仅能够维持最基本的供电运行水平；供电网络不合理，供
12、电能力差，过负荷、老化线路多，特别是低压配电网络线路运行水平更差。2.1.1.1吕梁孝义过负荷问题 吕梁孝义城市向近郊扩展，城市建设步伐很快，因为两个新区原为近郊农村线路，导线细、线路绝缘水平差，因而线路过载严重，故障频发。吕梁孝义过负荷现象暴露出电力系统两个共性问题：一个是城市电网规划与城市建设规划脱节，一个是电网建设严重滞后城市建设。城市电网规划应该与城市规划同步，电网建设应该适当超前城市建设，才是正常的合理的。而上述问题不但在吕梁孝义，在山西省乃至全国的其他县市也不同程度存在。因此建议，国网公司与政府建设、财政以及相关部门沟通，将城市电网建设纳入到城市建设中，与城市建设规划同步，电网建设
13、适当超前，形成一个共识，这样电网建设的占地问题、线路通道问题都迎刃而解，电网建设也将进入科学的良性轨道。2.1.1.2朔州市国电、地电并存的现象朔州市是国网公司、地方电力公司两网并存的城市，一条道路两条线路供电，已是见怪不怪的现象。这种局面不利于朔州的城市发展建设，更不利于智能电网的建设发展，同时浪费资源、影响市容环境。同样，山西省吕梁、临汾也存在同类现象。这种现象由来已久的的历史问题，但是迟早必须要解决的问题。建议，是否可以通过同等资产置换的办法进行资源整合，使国网公司、地方电力公司在一个区域内形成一个相对完整的配网，去除一个城市两网并存的现象。2.1.1.3运城季节性过负荷 运城盐湖供电支
14、公司城网有110kV变电站3座，35kV变电站1座，10kV开闭所5座，年售电量10亿kWh。城内10kV线路40多条，14条可实现手拉手，但由于每条线路都已满负荷，实际上拉不起来，夏季用电高峰时变电站全部过负荷，700台配变，有400台过负荷，配变烧坏现象严重，低压线路过长过负荷线损大，这个问题越来越严重，一些新建小区由于变电站没有富裕容量和间隔无电可供或者没有供电走廊无法供电。旧城改造力度在加快，新的大负荷点不断增加，没有变电站位置。电力供需矛盾突出，制约了城市的发展，城网的现状根本满足不了可靠性供电。运城电网农村用电负荷约占总用电负荷的60%以上，因此，平时用电负荷很小，一到夏秋季农业灌
15、溉期负荷猛涨出现线路过负荷，尤其在气候干旱期间线路过负荷更为严重。这种现象在全省其他地区或县市也不同程度存在。从以上现象看，暴露出我们配电网网架结构存在的问题：我们的配电网规划和建设，仅局限于一个县市或一个地区，缺少整体的平衡，特别是全省各地区相邻地区间的平衡；缺少一个县市间、地区间的电量盈余调节结构。试想：如果在整体规划中，在适当的位置建设一个调节变电站，在县市或地区周边的形成拉手互供的网络，配电网络资源共享会更好些，配电网络损耗也会更低些。2.1.2通信网络建设概况 通信网络是智能电网神经中枢。随着电网建设规模和标准的提高，国内城际通信主网架以及110kV、35kV变电站间的光纤环网通信网络已经形成；中压配网10kV开闭所间光纤通信基本形成，中低压线路及配电变压器台区通信网络尚在起步建设阶段。在智能配网试点单位通信组网方式大致组网方式如下：海宁市海盐县用户收费管理系统，通信系统主要
