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1、North China Electric Power University第十七讲 智能电网与智能变电站（1）智能电网 智能电网是自动化技术的发智能电网是自动化技术的发展方向展方向, ,确保确保电力系统生产的电力系统生产的安全性、可靠性和经济性安全性、可靠性和经济性North China Electric Power Universitypage22024/7/22智能电网概念v 智能电智能电网网的发展的发展目标目标之一就是减少碳排放之一就是减少碳排放，给人类居住提供更给人类居住提供更友好的环境。友好的环境。l 智能电网是将先进的智能电网是将先进的传感量测传感量测技术、技术、信息通信信息通信技
2、术、技术、分析决分析决策策技术、技术、自动控制自动控制技术和技术和新能源新能源电力技术相结合，并与电力技术相结合，并与电网基础电网基础设施设施高度集成而形成的新型现代化电网。高度集成而形成的新型现代化电网。North China Electric Power Universitypage32024/7/22智能电网内涵North China Electric Power Universitypage42024/7/22智能电网组成 1 发电环节v釆用先釆用先进、高效的多元化、高效的多元化发电技技术，主要是可再生能源，主要是可再生能源发电技技术l 保障电力系统安全稳定运行，实现与电力系统的协调经
3、济运行保障电力系统安全稳定运行，实现与电力系统的协调经济运行l 实现机组重要运行参数在线监测实现机组重要运行参数在线监测l 确保可再生能源的有序接入确保可再生能源的有序接入North China Electric Power Universitypage52024/7/22智能电网组成 2 输电环节v 提高提高输变电设备的利用效率，提高的利用效率，提高输配配电通道的可通道的可输送容量送容量l 增加输电线路的容增加输电线路的容量量可控性和可调节性，提高电网调度的安全可控性和可调节性，提高电网调度的安全性、经济性性、经济性 灵活交流输电灵活交流输电 FACTS FACTS 超导技术超导技术 输电线
4、容量实时监测技术输电线容量实时监测技术North China Electric Power Universitypage62024/7/22智能电网组成 3 变电环节v 智能变电站是智能电网的关键支撑点智能变电站是智能电网的关键支撑点l “最大化工厂工作量，最小化现场工作量最大化工厂工作量，最小化现场工作量”，使一、二次，使一、二次设备的连接最大限度地在工厂完成，有效缩短变电站建设周设备的连接最大限度地在工厂完成，有效缩短变电站建设周期期l 智能变电站实现智能变电站实现“基于间隔的信息采集，基于全站的信息基于间隔的信息采集，基于全站的信息应用应用”North China Electric Po
5、wer Universitypage72024/7/22智能电网组成 4 配电环节v 在智能配网系统中引入了在智能配网系统中引入了“微网微网”运行模式。运行模式。l 分布式电源接入比重增加分布式电源接入比重增加l 电动汽车充电站和大容量储能接入电动汽车充电站和大容量储能接入v 提升应急系统、故障抢修、配电环节、分布式电源和用户需提升应急系统、故障抢修、配电环节、分布式电源和用户需求侧等环节的协同调度机制求侧等环节的协同调度机制North China Electric Power Universitypage82024/7/22智能电网组成 5 用电环节v用户积极主动参与电网运行，调整峰谷差，平
6、抑用电的波动，用户积极主动参与电网运行，调整峰谷差，平抑用电的波动，更有效地利用电能更有效地利用电能l 分散式自动温度控制和负荷控制技术为用户侧智能化提供支撑分散式自动温度控制和负荷控制技术为用户侧智能化提供支撑North China Electric Power Universitypage92024/7/22智能电网组成 6 调度环节v智能电网在电网调度端的体现就是在分布式一体化平台支撑智能电网在电网调度端的体现就是在分布式一体化平台支撑实现电网基础信息的实现电网基础信息的“统一建模，分层处理，集成应用统一建模，分层处理，集成应用”深化大电网运行监控、安全预警和智能决策技术深化大电网运行监
7、控、安全预警和智能决策技术构建坚强灵活的电力通信网络构建坚强灵活的电力通信网络North China Electric Power Universitypage102024/7/22智能电网特点1 坚强v 在电网发生大扰动和故障时，仍然能够保持对用户的供电能在电网发生大扰动和故障时，仍然能够保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；力，而不发生大面积停电事故；v 在恐怖袭击、自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情在恐怖袭击、自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下发生故障时，快速隔离故障，自我恢复。况下发生故障时，快速隔离故障，自我恢复。North China Electric Powe
8、r Universitypage112024/7/22智能电网特点2 自愈v 在在无需或仅需少量无需或仅需少量人为干预，实现对电网人为干预，实现对电网故障故障的预控与自动的预控与自动恢复恢复，使电力网络中存在问题元器件的，使电力网络中存在问题元器件的隔离隔离或恢复正常运行，最或恢复正常运行，最小化或小化或避免用户的供电中断避免用户的供电中断v 对电网的运行状态进行对电网的运行状态进行实时评估实时评估，采取采取预防性的控制预防性的控制手段，及时发现、手段，及时发现、快速诊断和消除故障隐患快速诊断和消除故障隐患North China Electric Power Universitypage122
9、024/7/22智能电网特点3 兼容v适应分布式电源和微电网的接入适应分布式电源和微电网的接入v实现与用户的交互和高效互动实现与用户的交互和高效互动v提高清洁能源在终端能源消费中的提高清洁能源在终端能源消费中的比重比重North China Electric Power Universitypage132024/7/22智能电网特点4 经济v支持支持电力市场电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配优化配置置，降低电网，降低电网损耗损耗，提高能源利用，提高能源利用效率效率 电网与电力用户双向互动电网与电力用户双向互动 实现有效的实现有效的“需求侧响应
10、需求侧响应North China Electric Power Universitypage142024/7/22智能电网特点5 集成v 实现电网信息的高度集成和共享，实现电网信息的高度集成和共享， 采用统一的平台和模型，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。实现标准化、规范化和精益化管理。v 促进发电与供电以及供电与客户促进发电与供电以及供电与客户的智能互动，实现的智能互动，实现“电力流、信息流电力流、信息流”的双向流动的双向流动North China Electric Power Universitypage152024/7/22智能电网特点6 优化智能表计的应用，促进用电
11、服务水平和质量的提高。智能表计的应用，促进用电服务水平和质量的提高。v优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本电力力电子技子技术的的发展将有助于保障展将有助于保障电能能质量量North China Electric Power Universitypage162024/7/22二、智能变电站v 智能变电站智能变电站以数字化变电站作为技术基以数字化变电站作为技术基础础, ,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备智能设备，以全站，以全站信息数字化信息数字化、通信平台、通信平台网络化网络化、信息共享、信息共享标准化标准
12、化为基本要求，为基本要求，自自动完成动完成信息采集、测量、控制、保护计量信息采集、测量、控制、保护计量和监测等基本功能，和监测等基本功能， 并可根据需要支持电并可根据需要支持电网网实时自动控制实时自动控制、智能调节智能调节、在线分析决在线分析决策策、协同互动协同互动等高级功能的变电站等高级功能的变电站North China Electric Power Universitypage172024/7/22智能变电站特点1 信息采集就地化v 过程层的智能组件为一次设备的过程层的智能组件为一次设备的组成部分组成部分 智能组件的功能主要是信息采智能组件的功能主要是信息采集与执行集与执行 就地化靠近一次
13、设备安装就地化靠近一次设备安装North China Electric Power Universitypage182024/7/22智能变电站特点2 信息共享网络化v IEC 61850 IEC 61850标准为信息共享提标准为信息共享提供了技术体系的支持供了技术体系的支持v智能变电站的站控层可以获得智能变电站的站控层可以获得“同同步、全站、唯一、标准步、全站、唯一、标准”的数据的数据North China Electric Power Universitypage192024/7/22智能变电站特点3 信息应用智能化v 基于基于IEC 61850IEC 61850系列标准的系列标准的信信息
14、具有息具有“自我描述自我描述” 功能功能 提升应用功能的智能化程度提升应用功能的智能化程度 源端数据维护、智能防误、智源端数据维护、智能防误、智能操作票、顺序控制、站域控制能操作票、顺序控制、站域控制North China Electric Power Universitypage202024/7/22智能变电站特点4 设备检修状态化v实现站内设备的状态监视，电气设备状态监视实现站内设备的状态监视，电气设备状态监视系统融入统一的智能电网广域监测与预警系统系统融入统一的智能电网广域监测与预警系统高压设备状态监测高压设备状态监测二次系统状态监视二次系统状态监视v从单一从单一“设备设备”诊断向诊断向
15、“系统系统”监视的转监视的转变变North China Electric Power Universitypage212024/7/22智能变电站“三层两网”结构v过程层、间隔层、站控层过程层、间隔层、站控层v过程层网络、站控层网络过程层网络、站控层网络North China Electric Power Universitypage222024/7/22智能变电站“两层一网”结构GOOSEGOOSE网、采样值网和站控层网络，由同一个物理网络来实现网、采样值网和站控层网络，由同一个物理网络来实现North China Electric Power Universitypage232024/7/
16、22智能变电站“三网合一”结构vSVSV网、网、GOOSEGOOSE网、网、IEC 61588 IEC 61588 网合并为一个物理网络，不需要额网合并为一个物理网络，不需要额外的对时系统外的对时系统North China Electric Power Universitypage242024/7/22智能变电站“三网合一”组网结构l智能变电站（数字化智能变电站（数字化变变电站）网络结构模式有两种，即电站）网络结构模式有两种，即“三三网合一网合一”网络采样和网络采样和跳闸模式和直采直跳跳闸模式和直采直跳”采样跳闸模式采样跳闸模式North China Electric Power Univer
17、sitypage252024/7/22“直采直跳”采样跳闸模式站控层网络结构v直采直跳直采直跳”模式中，保模式中，保护装置的电护装置的电流、电压采集是从本间隔的流、电压采集是从本间隔的电流互感器和电压互感器直接电流互感器和电压互感器直接采集采集North China Electric Power Universitypage262024/7/22“直采直跳”采样跳闸模式过程层网络结构v保护保护跳闸也是通过本间隔的跳闸也是通过本间隔的GOOSEGOOSE跳闸网络，即直跳网络直接跳闸网络，即直跳网络直接出口不再通出口不再通过网络交换机过网络交换机North China Electric Power Universitypage272024/7/22小结1 1、智能电网概念、智能电网概念2 2、智能电网范畴、智能电网范畴3 3、智能电网组成环节、智能电网组成环节4 4、智能电网特点、智能电网特点5 5、智能变电站概念、智能变电站概念6 6、智能变电站特点、智能变电站特点7 7、智能变电站结构、智能变电站结构8 8、智能变电站模式、智能变电站模式North China Electric Power Universitypage282024/7/22
