智能電網(wǎng)建設(shè)模式概述

1、智能電網(wǎng)建設(shè)模式概述技術(shù)創(chuàng)新，變革未來全球氣候變化、自然災(zāi)害頻發(fā)“高碳”經(jīng)濟、溫室效應(yīng)、冰川融化2.1 智能電網(wǎng)是世界電力工業(yè)應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的共同選擇 污染嚴(yán)重、沙漠化城市面臨挑戰(zhàn)環(huán)境：金融危機，拉動內(nèi)需,促進(jìn)就業(yè)各國政府紛紛出臺智能電網(wǎng)相關(guān)政策需要智能電網(wǎng)幫助電力行業(yè)推動技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型確保電力可靠供應(yīng)傳統(tǒng)能源的日益短缺新能源、可再生能源國家能源安全、可持續(xù)發(fā)展造福子孫后代經(jīng)濟：能源：技術(shù)：2.1 智能電網(wǎng)是世界電力工業(yè)應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的共同選擇， 這些挑戰(zhàn)有哪些？來源: 埃森哲整理分析智能配電變電站智能輸電變電站智能輸電變電站智能配電變電站接入電網(wǎng)的可再生能源電網(wǎng)儲能裝置核電廠安裝CCS的

2、燃煤和燃?xì)怆姀S天然氣傳輸CO2 運輸與封存潮汐發(fā)電氫能,生物質(zhì)能, 汽油/柴油等配網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施H2 production electrolysisDirect H2 production Gen IVH2 production electrolysisDirect H2 production Gen IV生物燃料發(fā)電氫能生產(chǎn) 電解直接氫能發(fā)電 Gen IV高溫超導(dǎo)超級電網(wǎng)連接相鄰電網(wǎng)的HVDC嵌入式可再生能源自動故障隔離故障定位傳感器智能開關(guān)微型發(fā)電制冷和HVAC的動態(tài)控制高能效裝置插入式混合燃料汽車風(fēng)電風(fēng)電廠發(fā)電輸配電CHP/ 區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò), 直流微網(wǎng)嵌入式儲能裝置光伏太陽能供熱泵智能傳感器智

3、能建筑智能住宅故障定位售電高度隔熱的住宅結(jié)構(gòu)光電式屋頂關(guān)于使用和成本的室內(nèi)數(shù)據(jù)需求側(cè)管理智能電網(wǎng)發(fā)展全景圖分布式發(fā)電智能電網(wǎng)發(fā)展全景圖對于電力系統(tǒng)發(fā)輸配售各個領(lǐng)域均可從智能電網(wǎng)中獲益中國國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ) 中國國家電網(wǎng)公司在加快推進(jìn)特高壓電網(wǎng)建設(shè)的同時，高度重視智能電網(wǎng)技術(shù)研究和工程實踐，在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、廣域相量測量、靈活交流輸電、數(shù)字化變電站、配電網(wǎng)自動化、智能電表應(yīng)用、可再生能源的接入與送出、大容量儲能、電動汽車等領(lǐng)域開展了大量工作，取得了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的重要成果，在技術(shù)理論、裝備制造和工程實施方面為發(fā)展智能電網(wǎng)打下了堅實的基礎(chǔ)。中國堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)涵 國家電網(wǎng)公司以

4、奉獻(xiàn)清潔能源、促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展、服務(wù)社會和諧為基本使命，在認(rèn)真分析世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢和中國國情基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合中國能源供應(yīng)的新形勢和用電服務(wù)的新需求，提出了立足自主創(chuàng)新，加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。中國堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)涵（續(xù)） 堅強智能電網(wǎng)以堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。經(jīng)濟高效堅強可靠清潔環(huán)保友

5、好互動透明開放中國智能電網(wǎng)1、堅強可靠的實體電網(wǎng)架構(gòu)是中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的物理基礎(chǔ)2、經(jīng)濟高效是對中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的基本要求3、清潔環(huán)保是經(jīng)濟社會對中國堅強智能電網(wǎng)的基本訴求4、透明開放是中國堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展理念5、友好互動是中國堅強智能電網(wǎng)的主要運行特征中國堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)涵（續(xù)）中國堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)涵（續(xù)）“堅強”和“智能”是堅強智能電網(wǎng)的基本內(nèi)涵。只有形成堅強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，構(gòu)建“堅強”的基礎(chǔ)，實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的“智能”技術(shù)特征，才能充分發(fā)揮堅強智能電網(wǎng)的功能和作用。信息化是指實時和非實時信息的高度集成、共享與利用；數(shù)字化是指電網(wǎng)對象、結(jié)構(gòu)、特性及狀態(tài)的定量描述和各類

6、信息的精確高效采集與傳輸；互動化是指電源、電網(wǎng)和用戶資源的友好互動和協(xié)調(diào)運行。自動化是指電網(wǎng)控制策略的自動優(yōu)選、運行狀態(tài)的自動監(jiān)控和故障狀態(tài)的自動恢復(fù)；電網(wǎng)基礎(chǔ)體系 技術(shù)支撐體系智能應(yīng)用體系 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系一個目標(biāo)三個階段兩條主線四個體系五個內(nèi)涵構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)技術(shù)上實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化管理上實現(xiàn)集團化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化2009-2010年： 研究試點階段2011-2015年： 全面建設(shè)階段2016-2020年： 完善提升階段堅強可靠 經(jīng)濟高效清潔環(huán)保 透明開放 友好互動六個環(huán)節(jié)發(fā)電 線路 變電 配電 用戶 調(diào)度中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)

7、略框架4.0 統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的實質(zhì)初探 智能電網(wǎng)是一個理念，是一個電力發(fā)展的愿景，是一個過程。smart grid，與其說是智能電網(wǎng)，不如說是靈活的電網(wǎng)，靈活接入各類電源、靈活適應(yīng)各種運行方式。 智能電網(wǎng)的實質(zhì)是提高能源利用效率、發(fā)展綠色電力、提高電網(wǎng)的可靠性和靈活性，風(fēng)電、太陽能、電動汽車、用戶互動、柔性輸電、儲能，甚至是特高壓，都離不開這個實質(zhì)。 4.1 智能電網(wǎng)與國家能源政策密切相關(guān)，打造綠色電力是智能電網(wǎng)的重要目標(biāo)之一溫室氣體排放減少20%，再生能源利用占到20%，能源利用效率提高20%計劃到2012年發(fā)電量的10%將來自可再生能源，這個額度2025年將達(dá)到25%歐盟：美國：中國：到

8、2010年，單位GDP能源消耗比2005年降低20%左右，可再生能源比重10%1、按照可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，水電、風(fēng)電、太陽能以及生物質(zhì)能將成為可再生能源發(fā)展的重點區(qū)域；2、調(diào)整后的新能源振興規(guī)劃，到2020年，風(fēng)電規(guī)模有望從2000kW達(dá)到一億kW，在江蘇、河北、內(nèi)蒙古、甘肅和吉林建立百萬千萬風(fēng)電基地。到2020年，力爭在甘肅、內(nèi)蒙古、河北、東北，以及江蘇沿海等地建立若干個千萬千瓦風(fēng)電基地;3、在太陽能方面，將在偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)獨立太陽能電站和戶用光伏電源。在經(jīng)濟條件較好的城市發(fā)展并網(wǎng)光伏電源，在資源條件好的地區(qū)建設(shè)大型太陽能電站。到2010年，太陽能發(fā)電將達(dá)到30萬千瓦，到2020年，達(dá)到

9、180萬千瓦；4、根據(jù)能源局提供的數(shù)據(jù)，水電新增裝機約1.9億千瓦，總投資約為1.3萬億元，風(fēng)電新增裝機約10000萬千瓦，總投資約為9000億元，太陽能發(fā)電新增173萬千瓦，總投資約1300億元，太陽能熱水器新增兩億平方米，總投資約4000億元。另外，生物質(zhì)發(fā)電新增2800萬千瓦，總投資約2000億元，農(nóng)村用戶沼氣新增6200萬戶，總投資月1900億元。新能源振興規(guī)劃將出臺 到2020年總投資超3萬億4.1 智能電網(wǎng)與國家能源政策密切相關(guān)，打造綠色電力是智能電網(wǎng)的重要目標(biāo)之一“低碳”、可再生能源是也是中國智能電網(wǎng)的重要組成部分1、與用戶互動,提高能源利用效率?？梢匝泳徯碌难b機，提高發(fā)電利用小

10、時，減少投資；2、大量使用綠色能源，減少碳排放，適應(yīng)風(fēng)電、太陽能發(fā)電的迅速發(fā)展和國家能源政策的需要。4.1 智能電網(wǎng)與國家能源政策密切相關(guān)，打造綠色電力是智能電網(wǎng)的重要目標(biāo)之一分布式能源可再生能源大型能源基地打造綠色電網(wǎng)節(jié)能化、智能化用電設(shè)備電動公用交通充電站互動用電4.2 建設(shè)智能電網(wǎng)需要遵循電網(wǎng)運行規(guī)律 智能電網(wǎng)的建設(shè)必須遵循電網(wǎng)運行的客觀規(guī)律，打造綠色電力的同時，需要確保電力可靠供應(yīng)。 以風(fēng)電為例：我國陸上可利用風(fēng)能將達(dá)到7億千瓦，在陸地建3-4億千瓦風(fēng)電是有資源保證的。如此大量的風(fēng)電資源我們?nèi)绾挝?？如何減少對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響？如何對電網(wǎng)運行的影響從負(fù)面轉(zhuǎn)向正面？ 舉例1：如前所

11、述（西門子內(nèi)容）丹麥的風(fēng)電接入給我們提供了很好的思路。舉例2：英國edf energy 多項新技術(shù)的使用，體現(xiàn)了新能源接入對電網(wǎng)運行規(guī)律的尊重 edf將近海風(fēng)電場接入英國本土電網(wǎng) 通過“Power Donut”裝置， 安裝在架空輸電線路上，實時監(jiān)測導(dǎo)線的電流、環(huán)境溫度以及風(fēng)速，有效地保障了對導(dǎo)線輸電限額的動態(tài)確定。該技術(shù)研究從電網(wǎng)側(cè)出發(fā)，有別于其他直接對風(fēng)電場控制的技術(shù)，對我國研究風(fēng)電接入提供了新的思路。 通過動態(tài)儲能技術(shù)，減少功率波動對電網(wǎng)的影響，允許更多風(fēng)電與現(xiàn)有電網(wǎng)連接 通過 HVDC直流輸電、FACTS技術(shù)，減少風(fēng)電場對主網(wǎng)架的影響資料來源：國網(wǎng)公司英國EDF考察資料4.2 建設(shè)智能電

12、網(wǎng)需要遵循電網(wǎng)運行規(guī)律4.3 大力建設(shè)特高壓電網(wǎng)，堅強電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ) 國際上電網(wǎng)的發(fā)展可概括為兩大趨勢： 一是統(tǒng)一或聯(lián)合的特高壓電網(wǎng)；二是分布式發(fā)電與交互式供電的分散電網(wǎng)，我國是統(tǒng)一特高壓電網(wǎng)發(fā)展的代表。 事實上，歐洲向分布式分散電網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)是歐洲已經(jīng)建立了統(tǒng)一的歐洲電網(wǎng)，且其網(wǎng)架架構(gòu)、電源布點、電源類型臻于完善，負(fù)荷發(fā)展趨于平緩。4.3 大力建設(shè)特高壓電網(wǎng)，堅強電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ) 我國幅員遼闊，能源資源蘊藏不均衡，需要服務(wù)于國家能源戰(zhàn)略、實現(xiàn)更大范圍的資源優(yōu)化配置，實施“一特四大”戰(zhàn)略，構(gòu)建堅強的智能電網(wǎng)。 大力建設(shè)特高壓電網(wǎng)，堅強的實體電網(wǎng)是中國智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。應(yīng)加快特高壓后

13、續(xù)工程建設(shè)，構(gòu)建以特高壓交直流電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強實體電網(wǎng)，促進(jìn)國家能源資源的集約化開發(fā)，進(jìn)一步提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力，為國家電力能源需求提供可靠的供應(yīng)保證。 歐洲各國獨立電網(wǎng)運營企業(yè)較多，網(wǎng)架不大，網(wǎng)架相當(dāng)堅固。而且，輸電網(wǎng)已完成發(fā)展階段，早已具備相應(yīng)的供應(yīng)能力，繼而智能電網(wǎng)的側(cè)重點轉(zhuǎn)向了更加高效、靈活、環(huán)保的建設(shè)方向。建設(shè)堅強的智能電網(wǎng)，是我國國情、網(wǎng)情和能源結(jié)構(gòu)使然，國外與國內(nèi)4.4 “統(tǒng)一”是中國堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的根本原則 特高壓電網(wǎng)形成以后，區(qū)域電網(wǎng)之間的電氣耦合大大加強，電網(wǎng)在時間、空間、對象、目標(biāo)、信息等多個維度的耦合會更加緊密，國家電網(wǎng)公司所運營的電網(wǎng)將成

14、為世界上最為龐大和復(fù)雜的人造物理系統(tǒng)及公用事業(yè)系統(tǒng)。其特質(zhì)決定了從技術(shù)上必須強調(diào)一體化統(tǒng)一管理和指揮，從管理上必須強化一體化運營，進(jìn)而才能實現(xiàn)堅強智能電網(wǎng)建設(shè)所訴求的五大內(nèi)涵。 統(tǒng)一試點、全面推廣。避免國外對智能電網(wǎng)“五花八門”的理解。4.5 堅強智能電網(wǎng)是公司實現(xiàn)技術(shù)與管理提升的重大機遇 隨著特高壓電網(wǎng)的形成、國家宏觀能源政策的調(diào)整、可再生能源的發(fā)展，電網(wǎng)本身面臨著巨大的運行壓力和諸多新的技術(shù)難題。這本身也需要國網(wǎng)公司及時調(diào)整發(fā)展策略，加快前期研究及風(fēng)險評估，加大未來電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研發(fā)力度，加強對各類源端接入、各種用戶差異性需求的適應(yīng)能力，構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)，應(yīng)對即將面臨的技術(shù)與管理挑戰(zhàn)

15、，服務(wù)于電網(wǎng)發(fā)展方式與公司發(fā)展方式的“兩個轉(zhuǎn)變”。4.6 建設(shè)堅強智能電網(wǎng)是社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的需要 隨著未來經(jīng)濟社會全面發(fā)展而快速增長的能源需求，結(jié)合我國一次能源資源分布特點及大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)展，服務(wù)“兩型”社會及“和諧”社會建設(shè)，推動節(jié)能減排及綠色經(jīng)濟發(fā)展，迫切需要推動適應(yīng)中國國情的新型能源利用模式，提高電能在終端能源消費中的比重。提升至更高的層面，這不僅是一個世界性的認(rèn)知潮流，更是國家電網(wǎng)公司以高度的社會責(zé)任感和歷史責(zé)任感，應(yīng)對我國經(jīng)濟社會發(fā)展健康、穩(wěn)健、可持續(xù)性發(fā)展所必須面對的課題，更是強化國家基礎(chǔ)能源安全所必須做出的抉擇。4.7 堅強智能電網(wǎng)，能夠引領(lǐng)世界電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，提升國家整

16、體自主創(chuàng)新能力 建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而占領(lǐng)世界電網(wǎng)技術(shù)制高點。國家電網(wǎng)公司提出了完整的智能電網(wǎng)體系，我們需要全面推進(jìn)相關(guān)技術(shù)研究，全面制定智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，引領(lǐng)世界電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。 通過堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)，提高公司直屬科研機構(gòu)和國內(nèi)主要技術(shù)裝備供應(yīng)商的支撐作用，提高公司直屬科研機構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。打造國際一流的電力研究機構(gòu)和裝備制造企業(yè)，提升國家整體自主創(chuàng)新能力。4.8 智能電網(wǎng)的內(nèi)涵特征決定了具體技術(shù)需求，圍繞技術(shù)需求和各環(huán)節(jié)的重點任務(wù)開展關(guān)鍵技術(shù)研究 智能電網(wǎng)能夠提高電網(wǎng)輸送能力，確保電力的安全可靠供應(yīng)，具有堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是堅強可靠的電網(wǎng)。因

17、此，需要深入研究并全面掌握特高壓交直流輸電技術(shù)，加快特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，服務(wù)于更大范圍的資源優(yōu)化配置；需要深入開展靈活交直流輸電技術(shù)研究，提高電網(wǎng)輸送能力和控制靈活性；需要進(jìn)一步開展大電網(wǎng)安全穩(wěn)定、智能調(diào)度、狀態(tài)檢修、全壽命周期管理和智能防災(zāi)等技術(shù)，提高大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行水平。 智能電網(wǎng)能夠提高能源資源的利用效率，提高電網(wǎng)運行和輸送效率，是經(jīng)濟高效的電網(wǎng)。因此，需要研究先進(jìn)儲能技術(shù)、電力電子等技術(shù)，提高發(fā)電資源利用效率；需要進(jìn)一步深入研究各類電網(wǎng)優(yōu)化分析技術(shù)，安排合理運行方式，降低源網(wǎng)全局損耗；需要研究需求側(cè)智能化管理技術(shù)，提高用戶側(cè)能源資源利用效率。 智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)可再生能源發(fā)展與利用，

18、降低能源消耗和污染物排放，是清潔環(huán)保的綠色電網(wǎng)。因此，需要研究可再生能源并網(wǎng)、監(jiān)視、預(yù)測、分析、控制相關(guān)技術(shù)，服務(wù)于節(jié)能減排和新能源振興規(guī)劃；需要研究分布式電源接入和微電網(wǎng)等技術(shù)，促進(jìn)用戶側(cè)可再生能源的利用，提升用電可靠性。 智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)電源、電網(wǎng)、用戶協(xié)調(diào)互動運行，是靈活互動的電網(wǎng)。因此，需要研究機網(wǎng)協(xié)調(diào)運行控制技術(shù)，推進(jìn)機網(wǎng)信息雙向?qū)崟r交互；需要研究推廣發(fā)電廠輔助服務(wù)考核技術(shù)，提高發(fā)電企業(yè)主動參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的積極性；需要研究互動營銷、智能電表等技術(shù)，提高電網(wǎng)、用戶間的互動水平和用戶服務(wù)質(zhì)量。 智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享，是友好開放的電網(wǎng)。因此，需要研究用電信息采集技術(shù)

19、和營銷信息化技術(shù)，確保電網(wǎng)與用戶間信息透明開發(fā)；需要研究多周期、多目標(biāo)調(diào)度計劃技術(shù)、電力市場交易相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建公正透明的調(diào)度計劃運作平臺、電力市場交易平臺，確保電網(wǎng)與電源信息的透明共享。4.8 智能電網(wǎng)的內(nèi)涵特征決定了具體技術(shù)需求，圍繞技術(shù)需求和各環(huán)節(jié)的重點任務(wù)開展關(guān)鍵技術(shù)研究發(fā)展規(guī)劃是指導(dǎo)并引領(lǐng)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的綱領(lǐng)。按照“統(tǒng)一規(guī)劃”的原則，自上而下地組織編制公司統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)規(guī)劃。公司先制定統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)規(guī)劃編制工作大綱和網(wǎng)省公司統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)規(guī)劃編制規(guī)范，指導(dǎo)規(guī)劃報告的編寫。在網(wǎng)省公司規(guī)劃分報告的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)科研單位專項研究成果，最終形成規(guī)劃總報告。公司將建立統(tǒng)一堅強智能電

20、網(wǎng)規(guī)劃的滾動調(diào)整機制，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，發(fā)展規(guī)劃將不斷更新調(diào)整。 5.1編制統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)規(guī)劃試點（示范）工程是智能電網(wǎng)建設(shè)的前提。按重要領(lǐng)域突破和條件成熟地區(qū)先行的原則，在發(fā)電、輸電、變電等各個環(huán)節(jié)，優(yōu)先選擇基礎(chǔ)條件好、項目可行度高、具有試點（示范）效應(yīng)的9項工程作為首批試點（示范）項目。綜合發(fā)電輸電變電配電用電調(diào)度1上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程2風(fēng)光儲聯(lián)合示范工程4輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心試點工程5智能變電站試點工程6配電自動化試點工程7用電信息采集系統(tǒng)試點工程9智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)試點工程3常規(guī)電源機網(wǎng)協(xié)調(diào)試點工程8電動汽車充放電站試點工程5.2建設(shè)試點（示范）工程基礎(chǔ)建設(shè)包括標(biāo)準(zhǔn)化工作和研究