智能电网知识(2011版)

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1、福建电力陈老师（智能电网知识What Is Smart Grid？ 2011年任选课-1福建电力陈老师（第二章内容v 第一节 智能电网概念 v 第二节 建设坚强智能电网的必要性 v 第三节 发展方向和建设阶段2福建电力陈老师（第一节 智能电网概念v 一、智能电网概念的提出： v 1、背景： v 电网是国家能源产业链的重要环节，是国家综合运输体系的重要 组成部分。 v 各行业对电力的依赖增强，对供电可靠性及电能质量的要求日益 提高。 v 世界各国都对电网的发展模式进行思考和探索，以期提高电网运 行水平。 v 提出电网应该具备：高效、清洁、安全、可靠、交互的特征。3福建电力陈老师（一、智能电电网概

2、念的提出v 2、各国的做法 v （1）2001 年,美国电力科学研究院（EPRI）提出“Intelligrid”（智 能电网）的概念，并于2003年提出智能电网研究框架展开研 究；美国能源部（DOE）随即发布Grid2030 计划,通过采用先进 的材料技术、超导技术、电力电子技术，重点研究控制技术、广 域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、 微型燃气轮机发电技术等，以构建全美骨干电网、区域性电网、 地方电网和微型电网（分布式电力系统）等多层次的电力网络， 争取到2030 年建成完全自动化、高效能、低投资、安全可靠、 灵活应变的输配电系统，以保障大电网的安全性、稳定性，提高 供

3、电的可靠性及电能质量。4福建电力陈老师（一、智能电电网概念的提出v （2）2005 年欧洲提出类似的“smartgrid”概念，2006 年，欧盟 智能电网技术论坛 推出了欧洲智能电网技术框架，认为智 能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方 向，主要着重于输配电过程中的自动化技术5福建电力陈老师（一、智能电电网概念的提出v （3）我国在智能电网概念的提出方面虽然稍晚，但之前就在相 关技术领域开展了大量的研究和实践。1999 年进行的“我国电力 大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题研究”，就已经提出 过“数字电力系统”的概念。近年来国内也在一直不断关注国内外 智能电网方面的最新

4、研究进展。 v 2007 年10 月，华东电 网正式启动了智能电网可行性研究项目 ，计划建成具有自愈能力的智能电网。6福建电力陈老师（一、智能电电网概念的提出v 3、小结： v 2008 年11 月11 日到13 日，中美清洁能源合作组织特别会议召 开，在会上开始使用“Smart Grid”，中国将之翻译为“智能电网”， 并在国内统一推广这一概念，以指导相关研究的开展。 v 在2009 年5 月召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，中国 国家电网公司正式提出“坚强智能电网”的概念，并计划于2020 年 基本建成中国的坚强智能电网，正式拉开了中国坚强智能电网的 研究与建设序幕。7福建电力

5、陈老师（二、智能电网内涵及特征v （一）美国智能电网基本概念 v 美国电力化建设开展较早，但对电网建设投入不足，电力系统从 业人员年龄结构逐渐老化，电网设备陈旧，存在稳定性问题，急 需提高电网运营的可靠性。因此其智能电网建设关注于加快电力 网络基础架构的升级更新，最大限度地利用信息技术，提高系统 自动化水平。 v 美国将智能电网的概念描述为：智能电网是一种新的电网发展理 念，通过利用数字技术提高电力系统的可靠性、安全性和效率， 利用信息技术实现对电力系统运行、维护和规划方案的动态优化 ，对各类资源和服务进行整合重组。 v 智能电网的范畴不仅涵盖配电和用电，还包括输电、运行、调度 等方面。8福建

6、电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （一）美国智能电网基本概念 v 美国提出智能电网要具备七大特征，以引导发展方向： v 自愈：通过安装的自动化监测装置可以及时发现电网运行的异 常情况，及时预见可能发生的故障；在故障发生时也可以在没有 或少量人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，从而避免大面积 停电的发生，减少停电时间和经济损失 v 互动：消费者可以在知情的情况下与电力系统互动，有能力选 择最合适自己的供电方案；也可以向电力公司提出个性化的供电 服务要求，以满足特殊需求； v 兼容：可接入各种分布式电源，如太阳能、风能等可再生能源 和电能储存设备；9福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （

7、一）美国智能电网基本概念 v 创新：鼓励并推动创新性的产品、服务和市场的发展； v 优质：即电压、频率波动符合供电质量要求，谐波污染可以有 效控制，从而满足数据中心、计算机、电子和自动化生产线等特 殊行业对供电质量的严格需要，保障用户电能质量，并实现电能 质量差别定价； v 安全：通过坚强的电网网架，可以提高电网应对物理攻击和网 络攻击的能力，可靠处理系统故障。10福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （二）欧盟智能电网基本概念 v 欧洲经济发展水平较高，其网架架构、电源布点、电源类型臻于 完善，负荷发展趋于平缓，电网新增建设规模有限。 v 面临的主要问题在于：一是各国电网运行模式不同，国

8、家间电网 互连需要解决一系列的问题；二是面临大力节能减排、发展低碳 经济以满足京都议定书环保目标的压力。 v 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，提 高供电可靠性和电能质量、完善社会用户的增值服务。 v 欧洲电力工业联盟在2009 年5 月给出了智能电网的概念：智能电 网通过采用创新性的产品和服务，使用智能检测、控制、通信和 自愈技术，有效整合发电方、用户或者同时具有发电和用电特性 成员的行为和行动，以期保证电力供应持续、经济和安全。它能 够交互运行，可容纳广大范围的小型分布式发电系统并网。11福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （二）欧盟智能电网基本概念 v 欧洲智能

9、电网发展的主要特征为： v 灵活：满足社会用户的多样性增值服务； v 易接入：保证所有用户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高 效、无二氧化碳排放或很少的发电资源要能方便接入； v 可靠：保证供电可靠性，减少停电故障；保证供电质量，满足 用户供电要求； v 经济：实现有效的资产管理，提高设备利用率。 v 研究重点在于研发可再生能源和分布式电源并网技术、储能技术 、电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术 ，以便带动欧洲整个电力行业发展模式的转变。12福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （三）中国坚强智能电网基本概念 v 中国正处于经济建设高速发展时期，电力系统基础设施建设面临

10、巨大压力；同 时，地区能源分布和经济发展情况极不平衡:负荷中心在中东部地区，而能源中 心则在西部和北部地区，其中蕴藏量极大的风能主要分布于东北、西北、华北 以及沿海地区，太阳能资源主要分布在西藏、新疆和内蒙古等北部和西部地区 。 v 我国的智能电网必须以特高压骨干输电网为基础，建立坚强的输电系统，以便 于实现能源的大范围合理配置，为电力系统更高层次的智能化提供坚实的基础 。 v 国家电网公司提出的坚强智能电网概念：坚强智能电网是以特高压电网为骨干 网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信 息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电 和调度各

11、个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度 一体化融合的现代电网。13福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （三）中国坚强智能电网基本概念 v 智能电网主要内涵是： v 坚强可靠：是指拥有坚强的网架、强大的电力输送能力和安全 可靠的电力供应，从而实现资源的优化调配、减小大范围停电事 故的发生概率。在故障发生时，能够快速检测、定位和隔离故障 ，并指导作业人员快速确定停电原因恢复供电，缩短停电时间。 坚强可靠是中国坚强智能电网发展的物理基础； v 经济高效：是指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促 进能源资源的高效利用，是对中国坚强智能电网发展的基本要求 ；14福建电力

12、陈老师（二、智能电网内涵及特征v （三）中国坚强智能电网基本概念 v 智能电网主要内涵是： v 清洁环保：在于促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在 终端能源消费中的比重，降低能源消耗和污染物排放；是对中国 坚强智能电网的基本诉求； v 透明开放：意指为电力市场化建设提供透明、开放的实施平台 ，提供高品质的附加增值服务，是中国坚强智能电网的基本理念 ； v 友好互动：即灵活调整电网运行方式，友好兼容各类电源和用 户的接入与退出，激励电源和用户主动参与电网调节，是中国坚 强智能电网的主要运行特性。15福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （三）中国坚强智能电网基本概念 v 中国坚强智能电网

13、的基本特征： v 信息化：能采用数字化的方式清晰表述电网对象、结构、特性 及状态，实现各类信息的精确高效采集与传输，从而实现电网信 息的高度集成、分析和利用； v 自动化：提高电网自动运行控制与管理水平提升 v 互动化：通过信息的实时沟通及分析，使整个系统可以良性互 动与高效协调。16福建电力陈老师（二、智能电网内涵及特征v （三）中国坚强智能电网基本概念 v 中国坚强智能电网的基本特征： v 信息化：能采用数字化的方式清晰表述电网对象、结构、特性 及状态，实现各类信息的精确高效采集与传输，从而实现电网信 息的高度集成、分析和利用； v 自动化：提高电网自动运行控制与管理水平提升 v 互动化：

14、通过信息的实时沟通及分析，使整个系统可以良性互 动与高效协调。17福建电力陈老师（三、坚强智能电网实质v 各国对智能电网的根本要求是一致的，即电网应该“更坚强、更智 能”。 v 坚强是智能电网的基础，智能是坚强电网充分发挥作用的关键， 两者相辅相成、协调统一。18福建电力陈老师（三、坚强智能电网实质v 电网应该具备以下几个方面的特性： v （1）需要具有自愈能力。可以在故障发生后的短时间内及时发现 并自动隔离故障，防止电网大规模崩溃，这是智能电网最重要的 特征。自愈电网不断对电网设备运行状态进行监控，及时发现运 行中的异常信号并进行纠正和控制，以减少因设备故障导致供电 中断的现象。当然，智能电

15、网不能完全取代调度员的作用，在电 网执行元件设备自动做出处理动作后，会及时向调度员告警，以 便于调度员确认动作效果，并判断是否需要做出进一步处理，随 后根据事故追忆系统分析故障原因以进行完善； v （2）具有高可靠性。这是电网建设持之以恒追求的目标之一，这 一方面需要提高电网内关键设备的制造水平和工艺，提高设备质 量，延长使用寿命；另一方面，随着通信、计算机技术的发展， 对设备的实时状态监测成为可能，便于及早发现事故隐患；19福建电力陈老师（三、坚强智能电网实质v （3）资产优化管理。电力系统是一个高科技、资产密集型的庞大系统，电网运 行设备种类繁多，数量巨大。智能电网采用数字化处理手段达到对设备的信息 化管理，从而延长设备正常运行时间，提高设备资源利用效率； v （4）经济高效。智能电网可以提高电力设备利用效率，使电网运行更加经济和 高效。 v （5）与用户友好互动。目前用户获得用