智能电网设计

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1、目录1 绪论11.1 研究背景和意义11.2 电力系统的研究现状11.3 智能电网的研究现状21.4 阿拉尔市的电网现状21.5 本设计的总体规划42 智能电网系统的现状52.1 城市电网的要求52.2 当今电网的管理现状错误！未定义书签。3 智能电网系统的设计53.1 系统设计基本原则63.2 系统总体设计63.3 系统功能设计104 智能电网子系统设计 114.1 用户单元设计 114.2 居民智能节电系统设计135 总结18致谢19参考文献20智能电网前景下阿拉尔电网的规划与研究1 绪论1.1 研究背景和意义电网规划是电力工程前期工作的重要部分，是电网的运行水平和社会经济效益的决定性因素

2、。 高压配电网的规划建设，起着承上启下的作用，一方面要接受上一级输电网或地方电厂的电力，另 一方面还要向下一级中低压配电网提供电源。如何保证高压配电网既有充足接受电力的能力，又能 安全可靠地给下一级中低压配电网提供优质可靠的电源，是高压配电网规划所要解决的主要任务。 而城市电网规划一方面是城市总体发展规划的重要组成部分，另一方面也是城市电网建设改造的依 据。城市电网建设项目涉及面广、投资巨大，发达国家配电网工程投资常常占整个电力系统投资的 50%以上，而在各区域(或城市)电力公司中配电系统投资通常占预算的 60%。今后配电网的建设和 改造还将继续扩大和深化。面对未来巨大的资金投入，如何科学地完

3、成城市电网规划工作，提高供 电质量、供电的安全和可靠水平，合理有效地利用资金和节能降损，取得最大的经济和社会效益， 乃是电网系统各级决策者都十分关注的问题，它具有巨大的社会和经济意义。2009 年 5 月，中国国家电网公司宣布将建设以特高压电网为骨干网架的“坚强智能电网”。我 国对“坚强智能电网”的定义是，以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段， 包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，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，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互 动的现代电网。在此背景下，如何进行城市电网规划，以满足智

4、能化的要求，具有现实意义。本文 拟对城市电网规划的理论和实用方法展开研究，对现代城市电网展开“十二五”发展规划，探索实 用城市规划电网综合评价体系，并对城市智能电网规划做探讨。本论文研究对阿拉尔市电网的实际意义如下：(1) 满足近、远期国民经济与社会发展的需要，推动电网建设项目的前期工作，促进阿拉尔市 电网建设与县域社会经济发展和城乡建设发展，以及和上级电网输电系统协调发展。(2) 保障阿拉尔高压电网适度超前发展，确保电力能源送得进，落得下。满足近、远期乃至远 景全市电力负荷及用电量增长得需求，为国民经济发展、城乡建设和居民生活提供充足、安全、优 质的用电保证。(3) 确保阿拉尔市高压电网从近

5、期到远期发展成为网络完善合理、供电可靠性高的现代化电网。 提出阿拉尔市智能电网规划设想，对县域配电网智能化具有指导意义。1.2 电力系统的研究现状在美国，奥巴马政府的经济刺激计划中，有大约45 亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范 项目。智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，提高电网系统的效率和可靠性。智能电网的 倡导者要让客户相信，智能电网将帮助客户减少电费支出。经济刺激方案规定，奖励高效率的电力 公司。智能电网联盟(由全球 70 家能源行业成员组成，该联盟认为智能电网对推动可再生能源利用 和提高能源效率具有重要作用)近日发布了其成员荷兰KEMA企业撰写的2008年度智能电网工作 报告。

6、报告指出：智能电网技术将在未来几年内为美国直接创造出28 万个新的就业机会。另 外，太阳能等分布式可再生能源、即插即拔式电动车等还将创造大量间接的工作机会，智能电网将 带来数百万个“绿色就业机会”。国内开展智能电网的体系性研究虽然稍晚，但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实 践，在输电领域，多项研究应用达到国际先进水平，在配用电领域，智能化应用研究也正在积极探 索。国家电网公司大力推进特高压电网、“SG186”工程、一体化调度支持系统、资产寿命周期管理、 电力用户用电信息采集系统和电力通信等建设，打造坚强电网，强化优质服务，为智能电网建设奠 定了扎实的基础。目前，1000kV交流输变电工

7、程已正式投入运行，特高压系统和设备运行平稳， 全面验证了特高压交流输电的技术可行性、设备可靠性、系统安全性、设计和施工方案的先进性以 及环境的友好性，实现了我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国产化上的重大 突破。自主研发的能量管理系统(EMS)等在省级以上调度机构得到了广泛应用，全部地区级以上电 力调度机构均配置了电网调度自动化系统，引入了电能量计费系统和广域测量系统，新规则下的电 力市场交易技术支持系统正在建设之中。变电站实现了计算机监控和无人、少人值守，地理信息系 统(GIS)已开始应用于输电、变电和配电管理等业务。以提高信息化水平和生产效率为目标的生产 运营管理信息系统，

8、如电网生产运行管理系统、设备检修管理、变电站建设视频监控系统等，在电 网生产管理业务方面发挥了重要作用。城市电网规划是一个具有多目标性、不确定性、非线性和多阶段性等特点的复杂系统优化问题。 为了解决上述规划设计等问题，国内外已有大量的文献资料论述了专家系统、数学优化方法和计算 机科学等在该领域内的应用。(1) 计算机技术的应用电网的规划工作是一项复杂的系统工程，为了保证规划工作的科学性和规范性，需要大量有关 电网发展的历史数据，需要对电网进行深入的分析，还要对该地区的未来发展情况有比较全面的了 解。完全依靠规划工作者的经验规划未来电网，不仅会造成大量的时间和人力资源浪费，而且传统 的规划方法已

9、经不能满足现代化建设的要求。因此，系统深入地研究满足实际要求的电网规划理论， 开发研制高效、方便、实用的具有智能决策功能的电网规划计算机辅助决策系统，既是我国现代电 网建设当前的迫切需要，也是今后长期发展必要的科学手段。国内许多电力部门做了大量尝试性的工作，其中包括引进一些国外的电网规划软件，这些工作 提高了我国电网规划工作的水平发挥了重要的作用，为计算机技术在电网规划工作中的应用积累了 宝贵的经验。(2) 地理信息系统(GIS)的应用地理信息系统是计算机、地理学、测量学、地图学等多综合的技术，其核心技术是计算机科学， 基本技术是数据库、地图可视化及空间分析，是处理地理数据的输入、输出、管理、

10、查询、分析和 辅助决策的计算机系统。同时，GIS也是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它不仅研究如何 采集、储存、管理和描述整个或部分地球表面与空间地理分布的结合，通过一系列空间操作方法， 为地球科学、环境科学和工程设计，乃至对企业管理提供规划、管理和决策所需的信息。随着计算 机软、硬件技术的发展与普及，GIS进入了全面发展和应用的阶段。近年来，在电网规划方面，应 用GIS进行变电站的寻优定位在实际规划工作中发挥了较大的作用。本文基于这种现状，本文以WebGIS构建电网平台，集合计算机与GIS系统的优点，开发全新 的智能、可控、自愈电网设计。1.3智能电网的研究现状智能电网(Smartgri

11、d)是近年来国际上关于电网未来发展态势的一个异常热门的名词和概念。目 前，国内外对智能电网尚未有严格的定义，中国科学院卢强院士定义智能电网为,具有多目标自主 寻优能力的电力系统。智能电网是一个复杂的系统，并在安全性、经济性、环保性和优质性等方面 具备自主寻优能力。概括地说，智能电网即为将信息技术、通讯技术、计算机技术和原有的输、配 电基础设施高度集成而形成的新型电网，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电安全 性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。智能主要体现在可观测、量测、传感技术；可控 制对观测状态进行控制；嵌入式自主的处理技术;实时分析数据到信息的提升；自适应；自愈。进 入

12、二十一世纪以来，我国经济持续快速发展，电力需求增长快速。同时，气候变化、环境保护和可 持续发展问题日益突出，消费者对于供电可靠性、电能质量和电力服务的要求越来越高。分析比较 美国、欧洲和我国的智能电网发展情况的基础上，结合我国能源资源条件和电网发展内在动力，我 国的电网具有两个主要特色：一是在未来很长时间内电网仍将处于快速发展过程中;二是必须走以 特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网之路。中国在智能电网发展过程中应关注四 个问题，即中国特色智能电网是既坚强又智能的电网、科学规划输配电系统智能化时序、超前谋划 智能电网与信息化建设的融合问题，以及牢固树立智能电网与电源和用户和谐发展思

13、想。这四个问 题都从不同侧面揭示了中国特色智能电网的内在要求。中国电网应该向既坚强，又智能的方向发展。 只有这样才符合我国资源节约型，环境友好型社会的要求。国内开展智能电网的体系性研究虽然稍 晚，但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践，在输电领域，多项研究应用达到国际先 进水平，配用电领域智能化应用研究也正在积极探索。结合国际电网技术发展方向和我国电网发展 特点，国家电网公司重点组织开展了新型能源接入、特高压输电、大电网运行控制、数字化变电站 与数字化电网、灵活交直流输电及储能、电网防灾减灾与城乡电网安全可靠供电、电网环保与节能 等方面的研究，培育出一批具有国际先进水平、引领电网发展的

14、科技成果，在特高压输电技术、电 网广域监测分析保护控制技术、电网频率质量控制技术、稳态/暂态/动态三位一体安全防御技术和 自动电压控制技术等方面处于国际领先地位。1.4阿拉尔市的电网现状1973 沪五线104LGJ-1201970西门线93.7LGJ-1201956西门II线93.7LGJ-2401996门阿I线33.6LGJ-1201957门阿II线33.6LGJ-2401997阿城I线6.5LGJ-4001989阿城II线6.5LGJ-4001998城花线43LGJ-1201969西塔I线4LGJ-2401973西塔II线4LGJ-2401968塔沙I线70LGJ-240塔沙II （含塔建

15、线）70LGJ-2401991 沪尔线4.5LGJ-2401992沪城线9.7LGJ-3001121 沪园线2LGJ-2401980中西线9.9LGJ-120合计588.7LS Ti爭!ft旳万烧陶=呦” 5UlXkJkw/ji 二期” iaWkikw/li华疋坊気=fUklD Iav.1i 曾墟坊凯：呦帕如命lOkv=1图1-1阿拉尔市电网略图 六、七十年代，分别为阿iCdcvfi及周围的九团、十团、十二团,10kV高压配电网是辖区农网线损管理的重点，设膨输电线截面线采用截面为的需要不相适应:同时,拉尔市阿拉尔市城区电 网始建于上世纟 等单位输配电能如图匸壯所示。:其中 原因，城区配电网主干线路导电网最 的导线为主，已与辖区 由于线路和设备1一 普遍存在线路老彳 源改由农一师西： 设发展，后来，线路的供电方式被建设成为双回路10KV供电。表1-1110kv线路名称及规格线路长度（km）架空线规格二:线损管理线路 使用年限35年,Lj 化、 大桥厂陈尔供由线路名称而由于历史仍以35mm早由六三电站所在位置开始建设电压等级为10KV,线路导-35型的无钢芯导线;1985年，随着阿拉的不断增长，供电线路 亍的成立及110KV输变电工程