智能微電網(wǎng)核心技術(shù)

1、智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 目錄 1 2 3 智能微電網(wǎng) 智能微電網(wǎng)技術(shù) 歷 程 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 歷歷 程程 Part 1 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 1988-1997 企業(yè)電工/學(xué)校電工電子 專業(yè)教師 1998-20072008-2012 個(gè)人簡介 計(jì)算機(jī)硬件/網(wǎng)絡(luò)/編程專 業(yè)教師(首席技師) 太陽能光伏發(fā)電/風(fēng)力發(fā) 電等專業(yè)教師(名師) 2013-? 電力控制/智能微電網(wǎng)/創(chuàng) 新創(chuàng)業(yè)專業(yè)教師 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智智 能能 微微 電電 網(wǎng)網(wǎng) Part 2 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng) 智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)微電網(wǎng)微電網(wǎng) 新能源新能源 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能電網(wǎng)

2、的定義 智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技 術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng) 1 硬件基礎(chǔ)：電網(wǎng)和建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)。 2 軟件基礎(chǔ)：智能的控制技術(shù)，是指診斷電網(wǎng)狀態(tài)，防止供電中斷，改善電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能電網(wǎng)的組成 智能電網(wǎng)由很多部分組成，可分為：智能變電站，智能配電網(wǎng)，智能電能表，智能交互終端，智能調(diào)度，智能 家電，智能用電樓宇，智能城市用電網(wǎng)，智能發(fā)電系統(tǒng)，新型儲能系統(tǒng)。 它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制 方法以及先進(jìn)的決

3、策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其 主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的 接入、啟動(dòng)電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能電網(wǎng)的功能 特征傳統(tǒng)電網(wǎng)智能電網(wǎng) 激勵(lì)/包括電力用戶電價(jià)不透明，缺少實(shí)時(shí)定價(jià)，選擇很少 充分的電價(jià)信息，實(shí)時(shí)定價(jià)，有許多方案和電價(jià)可 供選擇 提供發(fā)電/儲能 中央發(fā)電占優(yōu)，少量分布式發(fā)電, 儲能或可再 生能源 大量“即插即用”的分布式電源補(bǔ)助中央發(fā)電（節(jié) 能、環(huán)保） 使市場化成為可能有限的躉售市場，未很好的集成成熟、健壯

4、、很好集成的躉售市場 滿足電能質(zhì)量需要關(guān)注停運(yùn)，不關(guān)心電能質(zhì)量 電能質(zhì)量需保證，有各種各樣的質(zhì)量/價(jià)格方案可 供選擇 優(yōu)化很少計(jì)及資產(chǎn)管理電網(wǎng)的智能化同資產(chǎn)管理軟件深度集成 自愈擾動(dòng)發(fā)生時(shí)保護(hù)資產(chǎn)（保護(hù)跳閘）防止斷電，減少影響 抵御攻擊對恐怖襲擊和自然災(zāi)害脆弱具有快速恢復(fù)能力 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 微電網(wǎng)的定義 微電網(wǎng)（Micro-Grid）也稱為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的 系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)是一種由分布式電源組成的獨(dú)立系統(tǒng)，一般通過聯(lián)絡(luò)線與大系統(tǒng)相連，由于供電與需求的不平衡 關(guān)系，微電網(wǎng)可選擇與主網(wǎng)之間互供或者獨(dú)立運(yùn)行 微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保

5、護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。微 電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過靜 態(tài)開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。 開發(fā)和延伸微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷多種 能源形式的高可靠供給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 微電網(wǎng)的組成 微電網(wǎng)是一種由分布式電源組成的獨(dú)立系統(tǒng)，由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷 和監(jiān)控、保護(hù)等裝置組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。它一般通過聯(lián)絡(luò)線與大系統(tǒng)相連，由于供電與需求的不平 衡關(guān)系，微電網(wǎng)可選擇與主網(wǎng)之間

6、互供或者獨(dú)立運(yùn)行。 微電網(wǎng)中的電源多為容量較小的分布式電源，即含有電力電子接口的小型機(jī)組，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、 燃料電池、光伏電池、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及超級電容、飛輪及蓄電池等儲能裝置。 它們接在用戶側(cè)， 具有成本低、電壓低以及污染小等特點(diǎn)。 容量小于容量小于20MW;20MW;電壓等級小于電壓等級小于35KV;35KV;支持分布式電源接入。支持分布式電源接入。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng) 智能電網(wǎng)智能電網(wǎng) 微電網(wǎng)微電網(wǎng) 新能源新能源 智能微電網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)從分布式微電網(wǎng)、發(fā)電設(shè)備群、到終端用戶整個(gè)輸配電過程中所有節(jié)點(diǎn)之間的信息和電能的 雙向流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制

7、過程的數(shù)字化、智能化、快速化。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 系統(tǒng)架構(gòu) 15Kw 15Kw 5Kw 74#75# 72# 73# ab c d 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 多樣性電能供應(yīng)的種類和構(gòu)成數(shù)量類別 局部性電網(wǎng)的容量及覆蓋范疇相對性 安全性特/超高壓電網(wǎng)的分類和綜合安全裕度 脆弱性定位引起電網(wǎng)不正常運(yùn)營的潛在因素 充裕度保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力 轉(zhuǎn)移性不確定因素引起的連鎖因果效應(yīng)和關(guān)聯(lián)關(guān)系 可靠性判斷電網(wǎng)正常運(yùn)行的期望值和風(fēng)險(xiǎn)控制 經(jīng)濟(jì)性電網(wǎng)每個(gè)環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)分析 可控性將電網(wǎng)置于安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)營中的能力 后效性總結(jié)評估發(fā)生的運(yùn)營演化過程 智能微電網(wǎng)的特點(diǎn) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 微電網(wǎng)的組成 智能微電網(wǎng)核

8、心技術(shù) 智能微電網(wǎng)示意圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)示意圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)示意圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智 能 微 電 網(wǎng) 核 心 技 術(shù) Part 3 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 1. 控制技術(shù)控制技術(shù) 控制技術(shù)是指智能微電網(wǎng)中分析、診斷和預(yù)測狀態(tài)并確定和采取適當(dāng)?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供 電中斷和電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。這些技術(shù)將提供對輸電、配電和用戶側(cè)的控制方法并且可以管理 整個(gè)電網(wǎng)的有功和無功。 控制技術(shù)中的分析和診斷功能包括專家系統(tǒng)，包括支持分布式智能代理軟件、分析工具以及其它應(yīng) 用軟件。采取自動(dòng)的控制和執(zhí)行的行動(dòng)在秒級水平上，從而提高電網(wǎng)的可靠性和

9、自愈性?？刂萍夹g(shù)涉及 優(yōu)化預(yù)測，動(dòng)態(tài)匹配，數(shù)據(jù)融合，沙堆理論，蝴蝶效應(yīng)，量子糾纏等理論。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu) 高級計(jì)量體系 AMI 用戶戶內(nèi)網(wǎng)HAN 計(jì)量數(shù)據(jù)管理系 統(tǒng) 需求響應(yīng) 負(fù)荷控制 遠(yuǎn)程開合 分時(shí)電價(jià) （送到用戶） 自動(dòng)讀表AMR （按小時(shí)讀表， 遠(yuǎn)方編程，電能 計(jì)量，電能質(zhì)量 監(jiān)視，負(fù)荷調(diào)查， 停運(yùn)撿出） 配電 SCADA 配電快速仿真與模擬DFSM 高級配電運(yùn)行 ADO DER運(yùn)行 高級配電自動(dòng)化 高級保護(hù)與控制 （帶有高級傳感 器的）運(yùn)行管理系 統(tǒng) 停運(yùn)管理系統(tǒng) 配電 GIS AC/DC微網(wǎng)運(yùn)行 新型電力電子裝置 變電站自動(dòng)化 高級保護(hù) 高級輸電網(wǎng)元件 阻塞

10、管理 輸電系統(tǒng)仿真與 模擬 高級的輸電運(yùn)行 ATO ISO EMS 可視化 輸電SCADA， WAMS 輸電 GIS 配電 AAM 基于條件維護(hù) 規(guī)劃 設(shè)計(jì)/ 建設(shè) 資產(chǎn)利用 輸電 AAM 記錄 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 混合系統(tǒng) - 認(rèn)識 - 結(jié)構(gòu) - 調(diào)諧 預(yù)測 - 需求 - 質(zhì)量， - 運(yùn)行條件 控制設(shè)計(jì) - 性能評價(jià) - 振蕩 - 運(yùn)行條件 現(xiàn)象 模型 - 物理，化學(xué)， - 數(shù)學(xué) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型 - 識別 - 參數(shù)估計(jì) - 數(shù)據(jù) 計(jì)算 智能化 - 專業(yè)技術(shù)和數(shù)據(jù) - 適應(yīng)性 控制系統(tǒng)模型 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 安全正常狀態(tài)安全正常狀態(tài) 待恢復(fù)狀態(tài)待恢復(fù)狀態(tài) 預(yù) 防 控預(yù) 防 控 制制 校 正 控

11、校 正 控 制制 擾動(dòng)擾動(dòng) 擾動(dòng)擾動(dòng) 擾動(dòng)擾動(dòng)正常運(yùn)行控制正常運(yùn)行控制 緊急控制緊急控制 恢復(fù)控制恢復(fù)控制 不安全正常狀態(tài)不安全正常狀態(tài) 緊急狀態(tài)緊急狀態(tài) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制 電力系統(tǒng)的四種運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)的四種運(yùn)行狀態(tài) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 2. 通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)通信與計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)建立高速、雙向、 實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智 能微電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能微電網(wǎng)的 所有數(shù)據(jù)獲取、保護(hù)和控制都需 要這樣的通信系統(tǒng)的支持。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 前置機(jī)前置機(jī) 實(shí)時(shí)實(shí)時(shí) 服務(wù)器服務(wù)器 歷史數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù) 服

12、務(wù)器服務(wù)器 分析分析/維護(hù)維護(hù)/ 圖形工作站圖形工作站 WEB 服務(wù)器服務(wù)器 高級應(yīng)用高級應(yīng)用 服務(wù)器服務(wù)器 互聯(lián)網(wǎng)關(guān)互聯(lián)網(wǎng)關(guān) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 通信數(shù)據(jù)流 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 所有四個(gè)環(huán)節(jié)中的實(shí)時(shí)通信，配電與用戶間的互動(dòng)相對較弱，尤其缺少可視化和控制，采用先進(jìn)的 信息技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步，可使實(shí)現(xiàn)AMI（高級計(jì)量體系）和ADO（高級配電系統(tǒng)）的費(fèi)用大大降低。 輸電輸電 發(fā)電發(fā)電 用戶側(cè)用戶側(cè) 配電側(cè)配電側(cè) 輸電側(cè)輸電側(cè) 發(fā)電廠（微網(wǎng)）發(fā)電廠（微網(wǎng)） 配電配電 用電用電 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 3. 量測技術(shù)量測技術(shù) 量測技術(shù)是智能微電網(wǎng)重要的核心技術(shù)，

13、先進(jìn)的參數(shù)量測技術(shù)能獲得數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息， 量測技術(shù)給電力系統(tǒng)運(yùn)行人員和規(guī)劃人員提供更多的數(shù)據(jù)支持，包括功率因數(shù)、電能質(zhì)量、相位關(guān)系、 設(shè)備健康狀況和能力、表計(jì)的損壞、故障定位、變壓器和線路負(fù)荷、關(guān)鍵元件的溫度、停電確認(rèn)、電能 消費(fèi)和預(yù)測等數(shù)據(jù)，以供智能微電網(wǎng)的各個(gè)方面使用。 量測技術(shù)還包括評估電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性，進(jìn)行表計(jì)的讀取、消除電費(fèi)估計(jì)以及防 止竊電、緩減電網(wǎng)阻塞以及與用戶的溝通。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能發(fā)電子系統(tǒng) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 廣域同步相量測量技術(shù) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 某智能微電網(wǎng)的的監(jiān)測系統(tǒng) 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 單機(jī)組綜合信息采集 配網(wǎng)設(shè)備、線路、變電站

14、局放、 溫度、外觀等 風(fēng)信號 振動(dòng)信號 定子、轉(zhuǎn)子電壓、電流動(dòng)態(tài)同步信號 振動(dòng)信號 發(fā)電機(jī)溫度 機(jī)艙溫度、振動(dòng) 覆冰、腐蝕、外 觀、場景 圖像 葉片覆冰、變形、各 類機(jī)械件裂、損聲發(fā) 射 箱變狀態(tài)信號: 開關(guān)量、溫度、局放 等 綜合智能 監(jiān)控系統(tǒng) 無線或光纖 區(qū)域數(shù)據(jù)中心 某風(fēng)電場監(jiān)測 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 4. 智能設(shè)備技術(shù)智能設(shè)備技術(shù) 包括智能變電站，智能配電網(wǎng)，智能電能表，智能交互終端，智能調(diào)度，智能家電，智能用電樓宇， 智能城市用電網(wǎng)，智能發(fā)電系統(tǒng)，新型儲能系統(tǒng)， 2021-7-13智能微電網(wǎng)核心技術(shù)40 智能變電站 2021-7-13智能微電網(wǎng)核心技術(shù)41 智能變

15、電站系統(tǒng)示意圖智能變電站系統(tǒng)示意圖 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) S9 電 壓 、 電 流 油 中 溶 解 氣 體 底 層 油 溫 OLTC C 有 載 調(diào) 壓 冷 卻 系 統(tǒng) 智 能 組 件 注 ： 1. S1、 S2頂 層 油 溫 ， S3、 S4底 層 油 溫 2. S5、 S6、 S9、 S10電 壓 、 電 流 3. S7、 S8局 部 放 電 4. S11氣 體 繼 電 器 5. S12油 中 溶 解 氣 體 S5S6 6. S13油 中 水 分 7. S14鐵 芯 接 地 電 流 8. C冷 卻 系 統(tǒng) 9. OLTC有 載 調(diào) 壓 系 統(tǒng) S1S2 S3S4 S7 S12 S14S8 鐵

16、 芯 接 地 電 流 局 部 放 電 頂 層 油 溫 局 部 放 電 電 壓 、 電 流 系 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) S13 S11 氣 體 繼 電 器 油 中 水 分 S10 智能變壓器智能變壓器 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 浙江首座智能變電站投入運(yùn)行 2014年12月18日18時(shí)59分，隨著2號主變10千伏段開關(guān)熱備改運(yùn)行試驗(yàn)的完成，110千伏勝 利變電站投運(yùn)工作圓滿結(jié)束，該變電站屬平陽地區(qū)首座智能變電站，其投運(yùn)為當(dāng)?shù)刂悄茈娋W(wǎng)建設(shè) 完美開篇。 浙江平陽勝利變電站為新型智能化變電站，采用智能終端通過光纖替代傳統(tǒng)電纜，不僅大大 降低銅材損耗，更能實(shí)現(xiàn)全站采集數(shù)字化、信息共享化、順序控制、狀態(tài)檢修、智能告警、設(shè)備 狀態(tài)可視化等智能一體化信息平臺。一期工程投運(yùn)2臺主變，容量均為5萬千伏安。 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 三相費(fèi)控智能電表 智能微電網(wǎng)核心技術(shù) 智能微電網(wǎng)的核心技術(shù) 5. 微網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)微網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù) 微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的獨(dú)立