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1、清华大学清华大学 宋永宋永华华英国皇家工程院院士以智能电网以智能电网 解决解决21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战内容简介内容简介1 1. . 2121世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战2 2. . 2121世纪电力世纪电力技术发展：技术发展：发电技术，输配电技术，用发电技术，输配电技术，用电技术电技术3. 213. 21世纪世纪的电网的电网结构结构4. 4. 智能电网智能电网大电网 - 20世纪工程领域最大的成就影响未来经济可持续发展的要素 资源优化资源优化 人才资源 - 技能人才的培养 自然资源 - 能源的高效利用经济全球化经济全球化 资源争夺大学和政府的重视(MIT
2、-EI, Imperial-IfFE, 清华低碳能源)中东丰富的石油，使这个被两次中东丰富的石油，使这个被两次世界大战所遗忘的角落成为热点世界大战所遗忘的角落成为热点地区地区1 1. . 2121世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战 电力工业是国家的基础设施, 实现经济和社会可持续发展的 大因素， 关系国家安全。1 1. . 2121世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战1. 21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战环境压力 充足的供应购买能力安全可靠高效利用环境压力 充足的供应购买能力安全可靠高效利用1. 21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战国内电力危机-“
3、夏荒”“冬荒”环境压力 充足的供应购买能力安全可靠高效利用1. 21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战环境压力 充足的供应购买能力安全可靠高效利用1. 21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战8.28大停电后的伦敦美加美加8.14大停大停电后后的的纽约每年美国不可靠的电力所造成的损失多于每年美国不可靠的电力所造成的损失多于1000亿美元亿美元. 相当于花一美元买电，同时相当于花一美元买电，同时还得付出还得付出30美分的停电损失。美分的停电损失。 (Galvin Electricity Initiative, 2005)仅扰动和断电（即，不计大停电）每年的损仅扰动和断电（即，不
4、计大停电）每年的损失就达失就达790亿美元。亿美元。 (LBNL, 2004)环境压力 充足的供应购买能力安全可靠高效利用1. 21世纪电力供应面临的挑战世纪电力供应面临的挑战现实电网的利用系数很低（据美国统计，约55%）；竞争性可持续发展性供电安全性竞争性竞争性降低电力费用加强用电以减少一次能源使用健全市场任何用户与电网的接入性电力产品的推广分布式发电的集成可持续发展性可持续发展性KYOTO协议及气候变化减少本地和全球影响可再生能源的利用控制消费减少损耗和提高效率供电安全供电安全能源的多样性减少进口电网安全性TLC、ICT和控制系统的安全性2 2. . 2121世纪电力世纪电力技术发展：未来
5、供电技术发展：未来供电的标准的标准电力发电 电力传输（输配电）末端用电（工业和民用）目标1目标n目标1目标n目标1目标n竞争性竞争性技术1可持续发展性可持续发展性供电安全性供电安全性技术2技术32 2. . 2121世纪电力世纪电力技术发展：技术发展：标准、目标准、目标及技术支持标及技术支持标准竞争性可持续发展性供电安全性目标电力费用最小化增加发电厂负荷灵活性增强发电厂可用性提高发电厂效率减小发电厂环境影响能源多样性减弱进口燃料的依赖性2 2. . 2121世纪世纪发电技术发电技术: : 标准、目标标准、目标电力费用电力费用电厂灵活性电厂灵活性电厂可用性电厂可用性电厂效率电厂效率环境环境燃料多
6、样性燃料多样性燃料自及燃料自及权重权重2 2. . 2121世纪世纪发电技术发电技术: :目标的权重目标的权重化石燃料技术 -流化床 -煤气化 -超超临界 -先进GT -CCS（碳捕捉和储存技术）核技术 -核聚变 -核裂变可再生能源技术 -热电联产 -生物质能 -燃料电池 -PV -太阳能热能 -风能 -海浪/潮汐2 2. . 2121世纪世纪发电技术发展发电技术发展流化床流化床煤气化煤气化超超临界超超临界先进先进GT流化床流化床核裂变核裂变核聚变核聚变热电联产热电联产生物质生物质燃料电池燃料电池光伏光伏太阳热能太阳热能风能风能海浪海浪/潮汐潮汐化石燃料利用技术化石燃料利用技术核能技术核能技术
7、可再生能源技术可再生能源技术2 2. . 2121世纪世纪发电技术发电技术: : 研发的优先性研发的优先性2 2. . 2121世纪世纪输输配电技术：标准配电技术：标准/ /目标目标随着需求增加、跨界电力交易以及发电调度的间歇性（从负荷预测到发电预测），输电系统面临更大压力 输电网与配电网的新交互竞争性可持续发展性供电安全性健全市场分布式发电利用智能电网的产品/服务的广泛应用化当前系统的最优化分布式发电及可再生能源的集成电能损耗的减少新元器件系统的易受攻击性保护系统和减弱威胁当前未来？大型集中发电输电特高压配电高压配电低压配电被动需求大型集中发电输电特高压配电高压配电低压配电主动需求能源及系统
8、控制大型输送系统被动单向性配电健全市场分布式发电并网智能电网当前系统的最优化分布式发电集成电能损耗的减少新元器件引入使得系统可持续性电网安全性/易受攻击性电网保护权重2 2. . 2121世纪世纪输配电技术：目标权重输配电技术：目标权重l 仿真工具l 规则和标准l 新材料和元器件l 电力电子l 分布式发电技术l 电能储存l ICT（信息通信技术）l 自动化及控制2 2. . 2121世纪世纪输配电技术发展输配电技术发展仿真工具规则和标准新材料和元器件电力电子分布式发电技术电能储存ICT诊断监控自动化及控制2 2. . 2121世纪世纪输配电技术：研发的优先性输配电技术：研发的优先性仿真工具规则
9、和标准新材料和元器件电力电子分布式发电电能储存ICT配电智能化US EPRI 2003 R.M.EU-智能电网 TPEU-“Reliance”项目EU-“ERMinE”项目2 2. . 2121世纪世纪输配电技术：不同研究方向输配电技术：不同研究方向工业民用标准竞争性可持续发展性供电安全性目标自由市场交易工业产品的更强竞争性增加企业生产力减小全球环境影响分布式发电&RES与系统的集成能源效率的提高网络安全性的提高鼓励用户端节能行为需求响应管理标准竞争性可持续发展性供电安全性目标自由市场交易数字化社会的实现更高度健康和舒适条件减小全球环境影响分布式发电&RES与系统的集成应用设备的能源效率的提高
10、网络安全性的提高鼓励用户端节能行为需求响应管理2 2. . 2121世纪世纪末端用电技术：标准末端用电技术：标准/ /目标目标工业工业供电的选择工业产品的竞争性工业整体管理废气及其释放的减少DG及RES的集成损耗减少网络安全负荷管理需求侧管理权重2 2. . 2121世纪世纪末端末端用电用电技术技术：目标权重：目标权重民用供电的选择电力广泛应用性用户便捷性废气及其释放的减少DG及RES的集成损耗减少网络安全负荷管理需求侧管理权重2 2. . 2121世纪世纪末端用电技术：目标权重末端用电技术：目标权重对于工业，定义如下技术支持：l过程最优化lPQ普及化l驱动l照明l加热/制冷l配电智能化l规则
11、及标准l计算机辅助管理l感应加热l无线系统对于其余/民用，定义如下技术支持：l照明l加热/制冷l电动机lPQ普及化l配电智能化l先进ICTl规则及标准2 2. . 2121世纪世纪末端用电技术发展末端用电技术发展工业无线系统过程最优化PQ普及化驱动照明加热/制冷配电智能化规则及标准计算机辅助管理感应加热2 2. . 2121世纪世纪末端用电技术发展：研发末端用电技术发展：研发优先性优先性民用照明加热/制冷电动机PQ普及化配电智能化先进ICT规则及标准电气应用2 2. . 2121世纪世纪末端用电技术发展：研发末端用电技术发展：研发优先性优先性3. 3. 2121世纪世纪的电网的电网1.统一或协
12、调规划建设，统一调度和运行的统一或联合特高压电网 中国2.分布发电与交互式供电的分散电网 - 欧洲3. 统一或联合特高压电网 - 中国电网的发展趋势电力高速发展；资源分布不均衡；经济发展不平衡；电力市场发展提高电网输送能力：远距离大容量输电的需求。1.特高压输电：特高压交流：1000KV; 特高压直流: 800KV2.半波输电方式3.紧凑型输电方式 4.多相交流输电5.超高压干式电缆6.气体绝缘线路GIL（Gas Insulated Line）7.高温超导输电线路8.分频输电9.提高现有线路的输送能力 - 灵活交流输电系统10.输电控制新技术3. 未来的大电网技术 - 将在中国发展3. 分布发
13、电与交互式供电的分散电网 - 欧洲电网的发展趋势 欧洲的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能欧洲的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发电的发展。源发电的发展。 可再生能源，特别是风能、水电、太阳能和生物质可再生能源，特别是风能、水电、太阳能和生物质能的发展，是欧盟委员会能源政策的中心目标。能的发展，是欧盟委员会能源政策的中心目标。 这种能源政策的引导下，欧洲以分散式电源作为发这种能源政策的引导下，欧洲以分散式电源作为发展的一个必然方向，而不强调电网规模的扩大。展的一个必然方向，而不强调电网规模的扩大。3. 分布发电与交互式供电的分散智能电网 - 欧洲电网的发展趋势 在欧洲，电网的发展有
14、没有未来？在欧洲，电网的发展有没有未来？ 与电网的大容量和超高压发展方向相反，欧洲与电网的大容量和超高压发展方向相反，欧洲更多的是关心智能电网技术。更多的是关心智能电网技术。 未来的电网必须建立电网信息化管理系统之上，未来的电网必须建立电网信息化管理系统之上，特别是低压供电电网的信息化控制，流量平衡控特别是低压供电电网的信息化控制，流量平衡控制、网内分布式能源智能管制系统、智能保护系制、网内分布式能源智能管制系统、智能保护系统等。其电网的发展目标是可靠、高效和灵活。统等。其电网的发展目标是可靠、高效和灵活。当前的当前的电网网欧洲未来欧洲未来电网网:智能智能/分散分散/自主自主 发电 和高度集成
15、的网和高度集成的网络管理管理变电站站家庭家庭工厂工厂商商业区区输电线配配电网网3. 3. 欧洲未来电网欧洲未来电网储存光伏光伏发电站站风能能电厂厂带有有 CHP的家庭的家庭电能质量设备储存本地本地CHP电站站储存储存潮流控制电能质量设备3. 3. 欧洲未来电网欧洲未来电网风能发电：丹麦风能发电：丹麦集中发电集中发电分布式发电分布式发电 自1990年英国率先重组电力工业建立电力市场以来，世界无论发达国家或发展中国家都纷纷效仿。4. 214. 21世纪世纪的电网的电网：2121世纪电力工业世纪电力工业两大趋势两大趋势 1. 依赖于新型能源技术实现可持续发展2. 依赖于市场化和放松管制提高电力工业的
16、运营效率能源供应与能源系统的安全并非新概念 EU 20054. 4. 欧盟的欧盟的智能电网智能电网: :驱动力驱动力（1）供电的安全性问题一次能源的缺乏、供电可靠性和电能质量供电能力（2）环境问题京都协议气候变化保护自然（3）电力市场提供低廉的电价和提高能效进行创新和提高竞争能力有关垄断的规程修订并非新概念 EU 2005三个关键方面：三个关键方面：集分散发电的主动配电网集分散发电的主动配电网电网与用户的双向互动电网与用户的双向互动双向潮流和信息流双向潮流和信息流4. 4. 欧盟的欧盟的智能电网智能电网4. 4. 欧盟的欧盟的智能电网智能电网办公楼集中发电厂家庭燃料电池工厂风电厂微型涡轮机储存
17、虚拟电厂欧洲欧洲2020年及后续年及后续的电力发展目标：的电力发展目标：未来欧洲电网应满足如下需求未来欧洲电网应满足如下需求:灵活性(Flexible)，在适应未来电网变化与挑战的同时，满足用户多样化的电力需求；可接入性(Accessible)，使所有用户都可接入电网，尤其是推广用户对可再生、高效、清洁能源的利用；可靠性(Reliable)，提高电力供应的可靠性与安全性以满足数字化时代的电力需求；经济性(Economic)，通过技术创新、能源有效管理、有序市场竞争及相关政策等提高电网的经济效益。欧盟理事会在2006年的绿皮书(Green Paper)欧洲可持续的、竞争的和安全的能源策略(A E
18、uropean Strategy for Sustainable，Competitive and Secure Energy)”强调：欧洲已经进入一个新能源时代，能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性、竞争性和安全性。4.4.美国的美国的智能电网智能电网: :驱动力驱动力年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网.布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现代化，DOE发布“Grid2030”4.4.美国的美国的智能电网智能电网: :驱动力驱动力改造老化的电网设备提高供电的
19、可靠性和安全性提高能源的利用效率和技术的先进性提高用户对电价的可承受能力适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平提高在全球的竞争性奥巴马刺激政策4.4.美国的美国的智能电网智能电网: :国家战略国家战略美国白宫发布的经济复苏计划宣布：将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能智能电表。目前位于科罗拉多州首府丹佛西北40公里的小城波尔得(Boulder)，将成为全美第一个智能电智能电网网城市。核心新驱动力：可再生（间歇性）能源的集成分布式能源，微电网市场用户参与新技术（PHEV，新电池，智能负荷）4.4.美国的美国的智能电网智能电网: EPRI: EPRI4
20、. 4. 美国的美国的智能电网智能电网: EPRI: EPRI基于EPRI相关资料先进表计系统需求响应与动态定价分布式发电与可替代能源自愈广域保护和孤岛资产管理和在线设备监控实时仿真和故障分析电力市场参与控制中心发电输电配电表计 户内智能电网智能电网4. 4. 美国的美国的智能电网智能电网: NETL: NETL高级计高级计量体系量体系AMIAMI用户户内网用户户内网HANHAN计量数据计量数据管理系统管理系统MDMSMDMS需求响应需求响应负荷控制负荷控制远程开合远程开合分时电价分时电价（送到用户）（送到用户）自动读表自动读表AMRAMR（按小时读（按小时读表，远方编表，远方编程，电能计程，
21、电能计量，电能质量，电能质量监视，负量监视，负荷调查，停荷调查，停运捡出）运捡出）配电配电 SCADA配电快速仿真与模拟配电快速仿真与模拟DFSM高级配高级配电运行电运行ADODER运行运行高级配电自动化高级配电自动化ADA高级保护与控制高级保护与控制（带有高（带有高级传感器级传感器的）的）运行运行管理系统管理系统 停运管理停运管理系统系统配电配电 GISAC/DC微网运微网运行行新型电力电子装新型电力电子装置置变电站变电站自动化自动化高级保高级保护护高级输高级输电网元电网元件件阻塞管理阻塞管理输电系统仿真输电系统仿真与模拟与模拟高级的输电运高级的输电运行行ATOATOISOISOEMSEMS
22、可视可视化化输电输电 SCADASCADA，WAMSWAMS输电输电 GISGIS 配电配电AAMAAM基于条件（如基于条件（如可靠性水平）可靠性水平）维护维护规划规划设计设计/ / 建设建设资产利用资产利用输电输电AAMAAM记录记录 AMI ADO AAM ATO4. 4. 美国的美国的智能电网：高级计量体系智能电网：高级计量体系高级计量体高级计量体系系AMIAMI用户户内网用户户内网HANHAN计量数据管理计量数据管理系统系统MDMSMDMS需求响应需求响应负荷控制负荷控制远程开合远程开合分时电价分时电价（送到用户）（送到用户）自动读表自动读表AMRAMR（按小时读表，远方编程，电（按小
23、时读表，远方编程，电能计量，电能质量监视，负荷能计量，电能质量监视，负荷调查，停运捡出）调查，停运捡出）4.4.智能电网技术：智能电网技术：高级计量体系高级计量体系高级计量体系高级计量体系通过向用户提供方便的控制来提高其用电的选择性通过向用户提供方便的控制来提高其用电的选择性（省钱、舒适、方便），并通过调整消费响应于电价的变化。（省钱、舒适、方便），并通过调整消费响应于电价的变化。4.4.智能电网技术：智能电网技术：高级计量体系高级计量体系企业通信企业通信高效建高效建筑系统筑系统动态系统动态系统控制控制可再生可再生PV控制接口控制接口即插混合即插混合动力动力用户便用户便携携&建筑建筑EMS先进
24、电表先进电表配电运行配电运行数据管理数据管理配电配电&储能储能智能终端智能终端设备设备4.4.智能电网技术：智能电网技术：高级计量体系高级计量体系可视化可视化测量测量遥控遥控智能电网智能电网智能表计智能表计用户端高度可视化用户端高度可视化4. 4. 智能电网技术：智能电网技术：高级计量体系高级计量体系开关开关可视化可视化测量测量GSMWLANEthernet智能表计智能表计末端用户末端用户4. 4. 智能电网技术：电网友好的电器智能电网技术：电网友好的电器同电网友好的电器（GFAs）可帮助电网提高设备利用率和防止停电事故的发生企业通信高效建筑系统动态系统控制互联网可再生PV控制接口即插混合动力
25、用户便携&建筑EMS先进电表配电运行数据管理配电&储能智能终端设备低峰容量功率峰值100kW，输出可变可再生能源的高度应用4. 4. 智能电网技术：用电技术发展智能电网技术：用电技术发展- -电动车与电网的协调电动车与电网的协调电动车到电网 (V2G)l热负载l损耗l电压l不平衡l谐波l保护系统影响l先进电表lEE设备l即插车类型和应用范围lPEV市场份额及配电l费用及电力水平l充电行为配电影响配电影响即插特性即插特性“即插可获得利润来支持电网，因此称之为取现车”FERC委员长JonWellinghFERC的实时电网调节两种V2G方式电力响应无线供应互联网电网运行人员电力命令汇集器4. 4.
26、智能电网技术：用电技术发展智能电网技术：用电技术发展- -电动车与电网的协调电动车与电网的协调以分布式能源作为虚拟电厂输电杠杆作用信息及通信技术将批发条件连入零售市场配电通信系统运行者 DMS 市场标准接口分布式能源4. 4. 智能电网技术智能电网技术利用分布式能源形成微电网4. 4. 智能电网技术智能电网技术微电网是为满足一群用户（邻居微电网是为满足一群用户（邻居或城镇，或单个用户，如大学）或城镇，或单个用户，如大学）能量需求的一种集成的解决方案。能量需求的一种集成的解决方案。中国的中国的智能电网智能电网解决解决中国电力的发展与挑战中国电力的发展与挑战p电网规模越来越大，其运行机理逐渐超出我
27、们以往的经验范畴，对电网的安全稳定控制能力提出了挑战p全球气候变化，自然灾害的频度和烈度逐步加大，以及大面积电网事故的危害愈发严重，都对现有电网的设防标准提出了挑战p电力市场、节能减排、优质服务等不断提高的精益化管理要求，对电网的经营管理提出了挑战p远距离大再生能源的接入和运行p电力的快速发展4. 4. 中国的中国的智能电网智能电网中国的中国的智能电网智能电网解决解决中国电力的发展与挑战中国电力的发展与挑战4. 4. 中国的中国的智能电网智能电网4.4.中国的中国的智能电网智能电网4.4.中国的中国的智能电网智能电网4.4.中国的中国的智能电网智能电网4.4.中国的中国的智能电网智能电网4.4
28、.中国的中国的智能电网智能电网4.4.中国的中国的智能电网智能电网4. 4. 智能电网的特征智能电网的特征定义以物理电网为基础(中国的智能电网智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。可观性可观性可控性可控性灵活性灵活性开放性开放性安全性安全性自愈性自愈性预测性预测性快速
29、性快速性互动性互动性全局性全局性协调性协调性经济性经济性4. 4. 智能电网的特征智能电网的特征4.4.智能电网的特征：可观性智能电网的特征：可观性控制中心控制信号控制信号广域动态监测系统 4. 4. 智能电网的特征：可观性智能电网的特征：可观性可视化技术可视化技术观测电网运行状态和趋势观测电网运行状态和趋势改进的界面和决策支持改进的界面和决策支持复杂性简化的信息可使得运行者和管理者有效多变量电网。将大量数据压缩成易懂的视觉模式的可视化技术。信息展示。信息展示。着色和动画技术、信息的快速刷新、声音识别、触摸屏、全息视频、电子地图墙、“仪表盘”展示等技术,将在智能电网的分析决策方面发挥重要作用。
30、实现手段市场化市场化网络化网络化数字化数字化自动化自动化集成化集成化标准化标准化4. 4. 智能电网的实现手段智能电网的实现手段4.4.智能电网的实现手段：标准化智能电网的实现手段：标准化一层：发输配用：智能元件，智能电器二层：传感量测保护控制： 智能控制三层：信息通讯网络：智能网络四层：高级调度中心：智能运行4. 4. 智能电网的构建智能电网的构建一层：发输配用：智能元件，智能电器二层：传感量测保护控制： 智能控制三层：信息通讯网络：智能网络四层：高级调度中心：智能运行信息网信息网中间件的应用软件中间件的应用软件控制控制通信通信/计算计算电能等级（电能等级（W）并入大型并入大型DERs的系统
31、的系统并入小型并入小型DERs的系统的系统配电网、许多配电网、许多网络化系统和网络化系统和小型小型DERs集中电厂集中电厂发电发电集中电厂集中电厂发电发电输电系统输电系统“电网电网”电网监测（如传感器电网监测（如传感器网络）网络）输电子系统输电子系统输电子系统输电子系统变电站变电站变电站变电站本地传感本地传感/数据数据处理处理/控制控制4. 4. 智能电网的构建智能电网的构建测量与测量与测量与测量与传感传感传感传感宽带宽带高精确电流及电压变压器高精确电流及电压变压器其他类型传感器，如监测输电系统机械变量其他类型传感器，如监测输电系统机械变量相角测量单元以及其他相角测量单元以及其他GPS智能电子
32、设备（在智能电网中发智能电子设备（在智能电网中发挥重要作用）挥重要作用）内部变电站数据收集和存储方法内部变电站数据收集和存储方法通信通信通信通信信息技信息技信息技信息技术集成术集成术集成术集成高度宽带网络（内部变电站、变电站间）高度宽带网络（内部变电站、变电站间）控制中心通信（大规模数据收集、本地数据处理和提炼信息控制中心通信（大规模数据收集、本地数据处理和提炼信息传输）传输）结构核心特点：通过先进中间件进行通信管理结构核心特点：通过先进中间件进行通信管理所期望的信息技术架构包括：配电数据库（实时和离线本地所期望的信息技术架构包括：配电数据库（实时和离线本地和配电管理）和配电管理）通过本地数据
33、处理单元来实现数据集成和信息提取。通过本地数据处理单元来实现数据集成和信息提取。为确保满足运行规范，加强网路安全和数据完整性问题。为确保满足运行规范，加强网路安全和数据完整性问题。4. 4. 智能电网智能电网的的智能智能运行运行技术技术监测与监测与监测与监测与监控监控监控监控先进可视化和状态监测先进可视化和状态监测智能报警和预警管理智能报警和预警管理可靠性和市场运行量化能力（系统运行辅助支持）可靠性和市场运行量化能力（系统运行辅助支持）预警和紧急状况下的监控辅助支持预警和紧急状况下的监控辅助支持智能恢智能恢智能恢智能恢复和重复和重复和重复和重建建建建广域控广域控广域控广域控制和保制和保制和保制
34、和保护护护护为实现空间和时域上的系统监控，高度协调和自动化是大故为实现空间和时域上的系统监控，高度协调和自动化是大故障后的系统恢复所必需的障后的系统恢复所必需的需要开发：当前未使用的特殊监测方法和在线分析工具、将需要开发：当前未使用的特殊监测方法和在线分析工具、将恢复程序翻译成动作执行的运行者辅助支持恢复程序翻译成动作执行的运行者辅助支持与规定电压水平下电网连接的不同类型分布式能源所需的控与规定电压水平下电网连接的不同类型分布式能源所需的控制和保护制和保护为实现和加强此项功能的速度和效力，需要在基于同步相角为实现和加强此项功能的速度和效力，需要在基于同步相角监测、继电器和控制、系统范围条件变化
35、的监测、继电器和控制、系统范围条件变化的FACTS设备的快设备的快速应用、区域间振荡的控制、系统完整性保护方法和可调节孤速应用、区域间振荡的控制、系统完整性保护方法和可调节孤岛运行岛运行在线辅助在线辅助在线辅助在线辅助控制和管控制和管控制和管控制和管理工具理工具理工具理工具电力系统的不断增加复杂性和规模需要如下新发展：电力系统的不断增加复杂性和规模需要如下新发展：（1）快速状态估计：可替代）快速状态估计：可替代SCADA数据展示给运行者数据展示给运行者（2）智能化集成（静态、动态、电压）紧急情况分析）智能化集成（静态、动态、电压）紧急情况分析（3）可靠性分析和市场恶化期间基于最优化潮流的控制决
36、策）可靠性分析和市场恶化期间基于最优化潮流的控制决策（4）取代状态估计的直接状态测量）取代状态估计的直接状态测量（5）实时故障情况下的快速仿真技术）实时故障情况下的快速仿真技术（6）系统运行（实时）以及规划（离线）下的系统展示和建模）系统运行（实时）以及规划（离线）下的系统展示和建模24. 4. 智能电网智能电网的的智能智能运行运行技术技术4.4.智能电网和目前电网功能的比较智能电网和目前电网功能的比较特征特征目前目前将来将来激励激励/ /包括电力用包括电力用户户电价不透明，缺少电价不透明，缺少实时定价，选择很实时定价，选择很少少充分的电价信息，实充分的电价信息，实时定价，有许多方案时定价，有
37、许多方案和电价可供选择和电价可供选择提供发电提供发电/ /储能储能中央发电占优，少中央发电占优，少量量DG, DR, DG, DR, 储能或储能或可再生能源可再生能源大量大量“即插即用即插即用”的的分布式电源补助中央分布式电源补助中央发电（节能、环保）发电（节能、环保）使市场化成为可能使市场化成为可能有限的趸售市场，有限的趸售市场，未很好的集成未很好的集成成熟、健壮、很好集成熟、健壮、很好集成的趸售市场成的趸售市场满足电能质量需要满足电能质量需要关注停运，不关心关注停运，不关心电能质量电能质量电能质量需保证，有电能质量需保证，有各种各样的质量各种各样的质量/ /价价格方案可供选择格方案可供选择4.4.智能电网和目前电网功能的比较智能电网和目前电网功能的比较特征特征目前目前将来将来优化优化很少计及资产很少计及资产管理管理电网的智能化同电网的智能化同资产管理软件深资产管理软件深度集成度集成自愈自愈扰动发生时保扰动发生时保护资产（保护护资产（保护跳闸）跳闸）防止断电，减少防止断电，减少影响影响抵御攻击抵御攻击对恐怖袭击和对恐怖袭击和自然灾害脆弱自然灾害脆弱具有快速恢复能具有快速恢复能力力谢谢大家！谢谢大家！清华大学清华大学 宋永华宋永华
