綜合知識智能電網(wǎng)第一講

1、內(nèi)容1.2.3.4.國外智能電網(wǎng)研究和發(fā)展概況概念、定義和特征我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件和進(jìn)展對智能電網(wǎng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的一些看法和建議2012/4/232智能電網(wǎng)的發(fā)展動力美國：擺脫對中東石油資源的依賴、解決電網(wǎng)設(shè)備的老化、應(yīng)對電力用戶的需求。 一方面，美國是世界上重要的能源消耗大國和世界最大的石油進(jìn)口國；另一方面，美國的碳排放總量和人均排放量均居世界前列。從美國自身能源安全和環(huán)保的角度來看，需大力推動新能源的發(fā)展。 啟動“智能電網(wǎng)”工程作為其經(jīng)濟(jì)復(fù)興的核心引擎，再造美國能源產(chǎn)業(yè)革命，重塑美國競爭力。 解決日益老化的電網(wǎng)設(shè)備和用戶對供電可靠性和電能質(zhì)量要求日益提高的矛盾，保障電網(wǎng)在災(zāi)害中的恢

2、復(fù)能力，防止恐怖分子的襲擊，降低出現(xiàn)人為失誤和其他風(fēng)險的幾率。 信息化、數(shù)字化等新技術(shù)的驅(qū)動。（電動車、智能電表、互動網(wǎng)絡(luò)等）（美國首任智能電網(wǎng)互動操作全國協(xié)調(diào)員喬治阿諾德）2012/4/2362012/4/237“智能電網(wǎng)” 是目前被大家普遍接受的術(shù)語和稱謂 “The Smart Grid”,DOE, USA,20082008.11.11-11.13,中美清潔能源合作組織 (Joint US-China Cooperation on Clean Energy JUCCCE-)，聚思 -“Smart Grid” special session2008.11.18-中美綠色能源論壇 “Smart

3、 Grid”Special sessionSmart Distribution Grid: The Role ofTechnology,tools and Techniques for advancedAutomation and planningby S.S.Venkata, Univ. ofWashington, USA, -IEEE DLP Tutorial, Dec.22, Beijing, China不到，罰款高達(dá) $10-55/MWh)美國 :年美加大停電后，美國電力行業(yè)決心利用信息技術(shù)對陳舊老化的電力設(shè)施進(jìn)行徹底改造，開展智能電網(wǎng)研究，以期建設(shè)滿足智能控制、智能管理、智能分析為特

4、征的靈活應(yīng)變的智能電網(wǎng) .(加州：R E-2010:20%,2020:33%,如達(dá)2012/4/23國外智能電網(wǎng)研究概況驅(qū)動因素歐洲:發(fā)展智能電網(wǎng)也有其獨特的發(fā)展背景，歐洲智能電網(wǎng)的興起主要是大力開發(fā)可再生能源、清潔能源，以及電力需求趨于飽和后提高供電可靠性和電能質(zhì)量等需求所決定的。82012/4/239（ 1）靈活性(Flexible)，在適應(yīng)未來電網(wǎng)變化與挑戰(zhàn)的同時，滿足用戶多樣化的電力需求；（2）可接入性 (Accessible)，使所有用戶都可接入電網(wǎng)，尤其是推廣用戶對可再生、高效、清潔能源的利用；（ 3）可靠性(Reliable)，提高電力供應(yīng)的可靠性與安全性以滿足數(shù)字化時代的電力需

5、求；（4）經(jīng)濟(jì)性(Economic)，通過技術(shù)創(chuàng)新、能源有效管理、有序市場競爭及相關(guān)政策等提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。歐盟理事會在2006年的綠皮書(Green Paper)歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的能源策略(A European Strategy for Sustainable，Competitive andSecure Energy)”強(qiáng)調(diào)，歐洲已經(jīng)進(jìn)入一個新能源時代，能源政策最重要的目標(biāo)必須是供電的可持續(xù)性、競爭性和安全性。作為歐洲2020年及后續(xù)的電力發(fā)展目標(biāo)，未來歐洲電網(wǎng)應(yīng)滿足如下需求 :歐洲發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力（ DrivingForce)（1）供電的安全性問題一次能源的缺乏、供電可靠性

6、和電能質(zhì)量供電能力（2）環(huán)境問題京都協(xié)議氣候變化保護(hù)自然（3）國際電力市場提供低廉的電價和提高能效進(jìn)行創(chuàng)新和提高競爭能力有關(guān)壟斷的規(guī)程修訂102012/4/2311國外智能電網(wǎng)研究概況智能電網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)（ 1）美國能源部(DOE)是電網(wǎng)智能化研究的發(fā)起者和重要的投資者。（ 2）“電網(wǎng)智能化聯(lián)盟” 成員包括 :跨國技術(shù)公司： AREVA、GE、IBM；電力公司和電網(wǎng)運營商： AEP、Bonneville電力管理局、 PJM及法國 EDF；研究機(jī)構(gòu)：美國電科院 EPRI、Battelle、RDS和 SAIC。（ 3）電網(wǎng)智能化架構(gòu)委員會（ GWAC）由一系列的專家組成，受美國能源部的部分資助，從事制

7、定建立未來電網(wǎng)架構(gòu)的原則。（ 4） 2005年歐洲委員會正式成立“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇” 。歐洲還將成立“智能電網(wǎng)協(xié)會” 。（ 5） IEC去年底籌建SG3“智能電網(wǎng)”戰(zhàn)略組。根據(jù)目前掌握的情況，還沒有智能電網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)。2012/4/2312在輸電側(cè) :目前有EPRI、 ABB、 PJM等機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展相關(guān)研究。PJM公司認(rèn)為廣域測量技術(shù)是保證大電網(wǎng)安全的重要手段，也是實現(xiàn)智能輸電網(wǎng)的基礎(chǔ)，因此 PJM目前主要從同步相量技術(shù)和高級控制中心的研究建設(shè)著手開展智能輸電網(wǎng)的工作。在配電和用電側(cè) :目前建設(shè)的智能電網(wǎng)主要有兩個方面： 智能電表和智能家電。美國 :Xcel Energy 公司

8、在 Boulder建設(shè)全美第一個“智能電網(wǎng)”城市。意大利 :安裝和改造了 3000萬臺智能電表，建立起了智能化計量網(wǎng)絡(luò)，每年大約節(jié)省 5億里拉。法國 :將目前使用的 2700萬只普通電表全部更新為 “智能電表” 。國外智能電網(wǎng)研究概況智能化實踐最新成果2012/4/23國外智能電網(wǎng)研究概況美國智能化實踐最新成果AC2Boulder（波德市） to e first Smart Grid City132012/4/2314內(nèi)容1.2.3.4.5.國外智能電網(wǎng)研究和發(fā)展概況概念、定義和特征我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件國網(wǎng)公司近期有關(guān)智能電網(wǎng)研究工作的安排對我國（我院）智能電網(wǎng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的一些看法

9、和建議2012/4/23152. 概念、定義和特征定義（definition)以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)(中國的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)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)。它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場化發(fā)展等為目的，實現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。2012/4/2316智慧的大腦智慧的大腦：支持自動運行，預(yù)測性檢修，自我修復(fù)，減少停電，優(yōu)化電網(wǎng)資產(chǎn)使用效率完善優(yōu)化的決策支持

10、工具準(zhǔn)自治軟件（Semi-autonomous Agents）高級模式識別（AdvancedPattern Recognition）高級可視化方法（Advanced VisualizationMethods）數(shù)值氣象預(yù)報（NumericalWeather Prediction）地理空間信息系統(tǒng)（Geospatial InformationSystems）借助高級分析決策工具進(jìn)行資產(chǎn)持續(xù)優(yōu)化、預(yù)防性維護(hù)、自動運行等工作以降低成本“敏捷的中樞”敏捷的中 樞：即插 即用的集 成控制系 統(tǒng)高級控制系統(tǒng)AgentandMulti-AgentSystems高 級 變 電 站 自 動 化（Substatio

11、n Automation）高 級 配 電 自 動 化（ Distribution (Feeder)Automation）Web 服 務(wù) 和 網(wǎng) 格 計 算（Web Services and GridComputing）可減少大停電和地區(qū)性斷電“即插即用”動態(tài)整合的控制系統(tǒng)、電力電子設(shè)備和分布式發(fā)電“靈敏的感覺”靈敏的感覺：更好的實施監(jiān)控、監(jiān)測反應(yīng)機(jī)制遍布全網(wǎng)的感應(yīng)、測量設(shè)備線路在線測溫（DynamicLine Thermal Ratings）無線智能電網(wǎng)信息感應(yīng)器（Wireless, IntelligentSensors for SystemInformation）光纖PT和CT（Fibero

12、pticPotential and CurrentTransformers）無線智能設(shè)備狀態(tài)感應(yīng)器（Wireless, IntelligentSensors for ConditionInformation）客戶門戶（ConsumerPortal）實現(xiàn)更好的實施監(jiān)測和反應(yīng)“通暢的神經(jīng)”通暢的神經(jīng)：集成通信網(wǎng)絡(luò)四網(wǎng)合一的集成通訊網(wǎng)絡(luò)第二代互聯(lián)網(wǎng)（Internet2）光纖以太網(wǎng)（Ethernet overFiber）電力寬帶（Broadbandover Powerline (BPL)）3G及4G無線通訊技術(shù)（4thGeneration (4G) WiMAX /3rd Generation (3G)

13、Wireless Voice and Data）新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Zigbee/ WiMedia / WiFi Wireless）雙向高速的集成通訊網(wǎng)絡(luò)幫助用戶主動管理用電和費用“強(qiáng)健的肌體”強(qiáng)健的肌體：先進(jìn)的設(shè)備先進(jìn)、靈活的設(shè)備 DER-based Micro-grids 高效率的綠色分布式電源（High-Efficiency &Renewable DG） 高級儲能系統(tǒng)（AdvancedEnergy Storage Systems） 視可變負(fù)荷為電源（ElectricLoads as a ReliabilityResource） 高級電網(wǎng)控制設(shè)備（AdvancedGrid Control D

14、evices） 高級大容量導(dǎo)體(AdvancedHigher Capacity Conductors)可確保設(shè)備狀態(tài)的迅速回復(fù)利用自動修復(fù)技術(shù)實現(xiàn)高可靠性2012/4/2322智能電網(wǎng)主要具有堅強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征(Characteristic)（要素 Key Elements ）：2012/4/2323智能電網(wǎng)主要具有堅強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征（要素、要求）：（1）堅強(qiáng)（Robust）在電網(wǎng)發(fā)生大擾動和故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故；在自然災(zāi)害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運行；具有確保信息安全的能力和防

15、計算機(jī)病毒破壞的能力。（2） 自愈（Self-Healing）具有實時、在線連續(xù)的安全評估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力，自動故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。（3） 兼容（Compatible）能支持可再生能源的正確、合理地接入，適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入，能使需求側(cè)管理的功能更加完善和提高，實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動。2012/4/2324智能電網(wǎng)主要具有堅強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化等特征（要素、要求）：（4）經(jīng)濟(jì)(Economical)支持電力市場和電力交易的有效開展，實現(xiàn)資源的合理配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。（5）集成（Integrated）實現(xiàn)電

16、網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺和模型，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化的管理。（6）優(yōu)化（Optimized）優(yōu)化資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運行維護(hù)成本。2012/4/2325名稱：堅強(qiáng)的智能電網(wǎng)（Strong Smart Grid ）4個特征（Characteristic）：（1）數(shù)字化：數(shù)字化電網(wǎng)、數(shù)字化電表與數(shù)字化用電設(shè)備（2）信息化：市場信息、電網(wǎng)信息、用戶信息與寬帶通信形成的信息平臺（3）自動化：大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制（高級智能調(diào)度），變電站自動化與用戶用電系統(tǒng)智能控制（4）互動化：電網(wǎng)、發(fā)電與用戶以信息為基礎(chǔ)的互動2012/4/23262012/4/2327國外專家認(rèn)為未來智能電網(wǎng)技

17、術(shù)應(yīng)包括以下一些主要內(nèi)容：先進(jìn)的相量測量（ PMU）和廣域測量技術(shù)（ WAMS）；先進(jìn)的三維、動態(tài)、可視化調(diào)度技術(shù)；高級計量 - 無線、自動計量讀數(shù)（ Advanced metering infrastructureAMI）(Automatic meter reading-AMR)；需求響應(yīng) (Demand Response)；(需求側(cè)管理 DSM)先進(jìn)的配電自動化 高級配電運行(ADO)功能使“自愈” (Self Healing)成為可能；分布式發(fā)電技術(shù) (Distributed Generation or Distributed EnergyResources-DG or DER)電力儲能

18、技術(shù) (蓄電池、混合動力電動汽車 -1kWh=56公里）等2012/4/23282012/4/2329內(nèi)容1.2.3.4.國外智能電網(wǎng)研究和發(fā)展概況概念、定義和特征我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件和進(jìn)展對智能電網(wǎng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的一些看法和建議2012/4/2330總體情況 :國 家 電 網(wǎng) 公 司 組 織開展 的大電 網(wǎng)安全 關(guān)鍵技 術(shù)研究、數(shù)字化電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究、電力電子關(guān)鍵技術(shù)、特高壓同步電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行關(guān)鍵技術(shù)研究等相關(guān)研究實踐及“ SG186”工程、電力通信建設(shè)、用戶用電信息采集系統(tǒng)等都為建設(shè)我國智能電網(wǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。311423高級調(diào)度中心建設(shè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺建設(shè)基于LCM的電網(wǎng)規(guī)劃方案

19、評價研究新能源對電網(wǎng)規(guī)劃的影響及對策研究節(jié)能減排下的電網(wǎng)規(guī)劃研究新能源對電網(wǎng)規(guī)劃的影響及對策研究區(qū)域電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究考慮不確定因素的電網(wǎng)靈活規(guī)劃方法研究智能決策反應(yīng)快速高級調(diào)度中心靈活配置電網(wǎng)運行精益化風(fēng)險防線體系化電網(wǎng)監(jiān)控智能化管理應(yīng)變扁平化平臺應(yīng)用顆?；夹g(shù)支撐靈活化組織架構(gòu)網(wǎng)格化工作控制節(jié)點化持續(xù)創(chuàng)新理論儲備系統(tǒng)化創(chuàng)新機(jī)制戰(zhàn)略化網(wǎng)格組織基于預(yù)想事故集的電網(wǎng)規(guī)劃研究規(guī)劃技術(shù)體系完善研究數(shù)字化變電站研究建設(shè)徐行站數(shù)字化改造2012/4/23新建數(shù)字化海寧站華東電網(wǎng)公司:以智能輸電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)為重點領(lǐng)域，首先開展了“規(guī)劃技術(shù)體系完善研究、高級調(diào)度中心、統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺和數(shù)字化變電站研究”建設(shè)等建設(shè)華

20、東電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究初見成效華東公司建設(shè)智能電網(wǎng)的三階段目標(biāo)數(shù)字化電網(wǎng) 規(guī)劃建設(shè)適應(yīng)電力市場要求的特高壓電網(wǎng)，滿足“三華”聯(lián)網(wǎng)需要 建成高級調(diào)度中心 數(shù)字化變電站推廣 適應(yīng)電力市場要求的運行技術(shù) FSM的研究與應(yīng)用全面轉(zhuǎn)型智能化電網(wǎng) 規(guī)劃以自愈為目標(biāo)的智能電網(wǎng) 實現(xiàn)智能化調(diào)度 新型材料和智能設(shè)備的全面使用 可再生能源的友好接入 實現(xiàn)與用戶的智能互動智能電網(wǎng)引領(lǐng)超越32堅強(qiáng)受端大電網(wǎng) 按照考慮N-1情況下特定預(yù)想事故的原則，規(guī)劃建設(shè)多饋入直流和交流系統(tǒng)并聯(lián)的華東區(qū)域堅強(qiáng)受端網(wǎng)架 初步建設(shè)高級調(diào)度中心 開展數(shù)字化變電站試點 開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)2007鞏固提升2012/4/23華北東北華中南方上海華東臺

21、灣負(fù)荷中心新疆煤電基地西北西藏四川水電金沙江下游水電西藏水電我國電網(wǎng)的基本情況 我國一次能源與用電需求分布極不均衡 電力流主要由西北、西南煤電、水電基地流向東部受端中心，輸電距離長、輸送容量大 多個大型受端中心已經(jīng)形成 未來隨著能源開發(fā)西移和北移速度加快，大型能源基地與能源消費地之間的輸送距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的規(guī)模越來越大負(fù)荷中心東北電網(wǎng)華北電網(wǎng)西北電網(wǎng)南方電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)臺灣電網(wǎng)西藏電網(wǎng)華東電網(wǎng)Tibet 西藏Northwest power grid西北電網(wǎng)Taiwan臺灣South China power grid南方電網(wǎng)North China power grid華北電網(wǎng)East

22、China power gridCentral China power grid華中電網(wǎng)Northeast power grid東北電網(wǎng)7個千萬千瓦級的大型風(fēng)電基地六省區(qū)的七個千萬千瓦級風(fēng)電基地規(guī)劃到2020年分別是：內(nèi)蒙古5780吉林2200甘肅1270河北1200新疆1080江蘇1000總裝機(jī)容量達(dá)到12630萬千瓦，風(fēng)電上網(wǎng)電量約2810億千瓦時。（國家發(fā)展改革委能源研究所 李俊峰）2012/4/2336（一）堅強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略框架電網(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(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)上實現(xiàn)

23、信息化、自動化、互動化管理上實現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化2009-2010年： 規(guī)劃試點階段2011-2015年： 全面建設(shè)階段2016-2020年： 引領(lǐng)提升階段堅強(qiáng)可靠 、經(jīng)濟(jì)高效清潔環(huán)保、 透明開放 、友好互動六個環(huán)節(jié)發(fā)電 輸電 變電 配電 用電 調(diào)度智能配電網(wǎng)與微型電網(wǎng)智能配電網(wǎng)即插即用混合電動汽車Real-time andgreen pricing signals實時和綠色電價信息Customer interactionwith utility用戶與電網(wǎng)互動Smart thermostats, appliances andin-home control devices智能采暖、

24、電器及戶內(nèi)控制智能住宅Added green powersources外供綠色能源High-speed,networkedconnections高速聯(lián)網(wǎng)Plug-in hybrid electriccars智能辦公智能學(xué)校未來智能城市電力流、信息流、業(yè)務(wù)流，雙向互動上海電力上海世博園智能電網(wǎng)現(xiàn)在的電網(wǎng)電氣化單向溝通滿足集中式發(fā)電送出的要求輻射拓?fù)渖贁?shù)感應(yīng)無法自我監(jiān)控手動復(fù)役故障導(dǎo)致的大面積停電手動設(shè)備檢查通過電話和會議處理緊急狀況電流控制有限有限的電價信息客戶選擇少智能電網(wǎng)數(shù)字化雙向溝通滿足分布式發(fā)電送出的要求網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙姹O(jiān)控與感應(yīng)自我監(jiān)控半自動復(fù)役，甚至自我修復(fù)轉(zhuǎn)換保護(hù)和停電隔離遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控

25、決策支持系統(tǒng)，預(yù)測可靠性電流全面控制系統(tǒng)全面的電價信息客戶選擇多目前與未來智能電網(wǎng)的比較12我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件2006年4月，國家電網(wǎng)公司提出了在全系統(tǒng)實施“SG186工程”的規(guī)劃。華東、華北、上海、浙江、江蘇等多家電力企業(yè)已順利通過國網(wǎng)公司建設(shè)示范單位驗收。廣域量測技術(shù)已大范圍應(yīng)用,狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)正大力推進(jìn)。45電力通信基本實現(xiàn)主干通道光纖化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化. 32012/4/23信息化水平已初步達(dá)到建設(shè)智能電網(wǎng)的要求461我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件華東電網(wǎng)WAMAP系統(tǒng)，充分利用PMU的動態(tài)數(shù)據(jù)，面向調(diào)度運行，重點解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的在線監(jiān)視、實時預(yù)警和在線輔助優(yōu)化決策，率先在電網(wǎng)動

26、2 江蘇大電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時預(yù)警及協(xié)調(diào)防御技術(shù)（EACCS）實現(xiàn)了電網(wǎng)精細(xì)化調(diào)度和智能化控制自動化控制領(lǐng)域的技術(shù)研究走在世界的前列0204060801001201401020406080100120140110 20 40 60801001201400 20 40 6080100120140華北電網(wǎng)有限公司5E工程，在可視化和運營管理輔助決策方面，對智能電網(wǎng)進(jìn)行了有益的探索。 32012/4/2310204060801001201401020406080100120140態(tài)監(jiān)視和控制領(lǐng)域取得了重大突破。102040608010012014012012/4/2347數(shù)字化變電站研究成果已應(yīng)用于工程

27、實際華東、上海、山東、浙江、江蘇以及南方電網(wǎng)等企業(yè)也先后開展了數(shù)字化變電站和數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)工作，取得了一系列研究及應(yīng)用成果。我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件數(shù)字化變電站初步統(tǒng)計公司系統(tǒng)已有200多座數(shù)字化變電站投入運行，在數(shù)字化變電站研究和應(yīng)用領(lǐng)域取得的成果，使在變電站一次設(shè)備、變電站通信網(wǎng)絡(luò)等方面具備了一定建設(shè)智能電網(wǎng)的條件，對智能電網(wǎng)的發(fā)展將起到重大推動作用。2012/4/2348我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件雙向信息交互與互動上積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗用戶側(cè)管理、負(fù)荷管理控制系統(tǒng)等一系列應(yīng)用在我國已取得一定成果，在江蘇、上海等部分地區(qū)具有相當(dāng)成熟的應(yīng)用系統(tǒng)。無論從技術(shù)層面還是管理層面都積累了相當(dāng)多的經(jīng)

28、驗，但還未達(dá)到智能電網(wǎng)對用戶大量參與電網(wǎng)互動的要求。2012/4/2349我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件配電領(lǐng)域智能化研究有待突破（1）分布式發(fā)電及新能源接入技術(shù)（2）儲能技術(shù) 儲能技術(shù)對智能電網(wǎng)改善電能質(zhì)量、提高風(fēng)電接入效率起著重要作用。（3）定制電力技術(shù)定制電力技術(shù)是提高用戶供電可靠性和供電質(zhì)量的重要技術(shù)手段，也是“智能電網(wǎng)”的重要支撐技術(shù)之一。公司研究開發(fā)并具有成功應(yīng)用經(jīng)驗的有：動態(tài)電壓恢復(fù)器技術(shù)（DVR）、固態(tài)切換開關(guān)技術(shù)（SSTS）；已經(jīng)開展研究但還沒有應(yīng)用經(jīng)驗的DFACTS技術(shù)主要包括：配電系統(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器技術(shù)（ ）、有源電力濾波器（APF）技術(shù)。（4）AMR的工作正在開展2012/

29、4/2350我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件用電領(lǐng)域智能化應(yīng)用研究正在積極探索（1）用戶用電信息采集系統(tǒng)2008年底，公司啟動了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，計劃在 35年內(nèi)完成用戶用電信息的“全覆蓋、全采集、預(yù)付費”管理。目前在電力負(fù)荷控制系統(tǒng)、電力需求側(cè)管理的技術(shù)方面具有一定的研究基礎(chǔ)。當(dāng)前歐美智能電網(wǎng)更加注重互動性和智能電表的應(yīng)用，應(yīng)該引起關(guān)注和研究。2012/4/2351電科院在智能電網(wǎng)技術(shù)方面的貢獻(xiàn)和支撐作用(1)PMU、WAMS(2) FACTS技術(shù)：固定串補(bǔ)技術(shù)（ FSC）、可控串補(bǔ)技術(shù)（ TCSC）、靜止無功補(bǔ)償技術(shù)（ SVC）、可控并聯(lián)電抗技術(shù)（ CSR）、靜止同步補(bǔ)償技術(shù)（ ）

30、、故障電流限制技術(shù)（ FCL）等(3)調(diào)度自動化/數(shù)字化電網(wǎng) /數(shù)字化變電站(4)分布式發(fā)電(研究和生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) )及新能源 (風(fēng)力發(fā)電 )接入(5)儲能技術(shù) (液流電池儲能和超導(dǎo)儲能 )(6)通信技術(shù) (光纖通訊技術(shù) )(7) AMI(AMR)和需求側(cè)管理研究(8)定質(zhì)電力技術(shù) (如動態(tài)電壓恢復(fù)器 DVR）(9)SG186工程2012/4/2352內(nèi)容1.2.3.4.國外智能電網(wǎng)研究和發(fā)展概況概念、定義和特征我國智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)條件對智能電網(wǎng)研究、開發(fā)和應(yīng)用的一些看法和建議2012/4/2353劉振亞：要積極推動堅強(qiáng)的智能化電網(wǎng)的研究和建設(shè)。雖然各國對智能電網(wǎng)的認(rèn)識和理解并不統(tǒng)一，但利

31、用現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化成為普遍的共識。我們要密切跟蹤這一趨勢，從中國國情和實際出發(fā)，在充分調(diào)研國際、國內(nèi)智能電網(wǎng)研究和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌特高壓電網(wǎng)發(fā)展和信息化企業(yè)、數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)等工作，按照安全可靠、清潔高效、自愈可調(diào)的要求，盡快研究提出以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的公司智能電網(wǎng)目標(biāo)框架和技術(shù)路線，積極推進(jìn)相關(guān)工作，加快構(gòu)建國際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國特色的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。2012/4/2354未來高質(zhì)量的電力供應(yīng)在中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中其著越來越重要的作用，但要面臨以下的挑戰(zhàn) :(1) 充分滿足用戶對電力的需求(2) 確保電力供應(yīng)的安全性和可靠性(3) 提高電力供應(yīng)的

32、經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能(4) 滿足環(huán)境保護(hù)的約束(5) 保證電能質(zhì)量(6)適應(yīng)電力市場化和放松管制China沿海核電200East380China贛州 UHV期望的輸電官亭300唐山蒙西煤電III 450 北京東 150120蒙西煤電I天津100蒙西煤電V300Taiwan沿海核電銀川東陜北煤電青島300460豫北寧東 260 靖邊晉東南煤電300400晉東南沿海核電渭北連云港西安東330270270 450滁170州泰州400淮南煤電南陽130170無錫150 上海西北南京300100上海西南Central China武漢 440杭北220290荊州240恩施重慶 360 金華Northeast170

33、呼盟煤電沿海核電沿海核電錫盟煤電I錫盟煤電II錫盟LegendAC 500kVAC 1000kV800kVAC 750kV55遠(yuǎn)東（俄）25028016070蕪湖410福州170泉州蒙西煤電IV蒙西煤電II寧夏煤電平?jīng)鰱|南郊470300SouthChina烏魯木齊主網(wǎng)North 沈陽480480蒙西 沿海電源420 280石家莊陜北240220 晉中煤電晉中 340濟(jì)南100360乾縣 晉東南煤電II 徐州300徐州煤電駐馬店140300 260300三峽地下電站 280270 400南昌長沙300 280 溫州450 360哈密電廠哈密二、三廠安西張掖Northwest 永登 白銀西寧拉西瓦

34、蘭州東雅安川西水電150雅江水電樂山川西水電雅龍江梯級金沙江I期金沙江II期Yunnan2020 國家電網(wǎng)(示意圖) UHVAC連接北部和中部的輸電走廊 UHVAC 將華北，華中和華東聯(lián)在一起的同步電網(wǎng) 包括 UHVAC andUHVDC的電網(wǎng)Tibet能力：200GW以上 大約有20 個UHVDC 工程2012/4/232012/4/2356發(fā)電優(yōu)化的電廠選址鼓勵可再生能源投資嚴(yán)格的排放管理有效的成本管理可靠經(jīng)濟(jì)的設(shè)備管理靈活的競價策略更可靠的電力傳輸輸電優(yōu)化的電網(wǎng)規(guī)劃具有“自愈”特征的堅強(qiáng)電網(wǎng)安全、可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化調(diào)度適應(yīng)各種類型的發(fā)電資源更高的設(shè)備利用水平更低的傳輸網(wǎng)損可靠經(jīng)濟(jì)的設(shè)

35、備管理配電科學(xué)經(jīng)濟(jì)的配網(wǎng)規(guī)劃自適應(yīng)的故障處理能力更迅速的故障反應(yīng)更可靠的電力供給更出色的電能質(zhì)量可靠經(jīng)濟(jì)的設(shè)備管理支持分布式能源和儲能元件與用戶的更多交互用電更具競爭力的市場營銷策略針對用戶需求定制服務(wù)允許用戶向電網(wǎng)提供多余的電力根據(jù)用戶的信用控制電力的供給對智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)貫穿發(fā)、輸、配、用全過程，通過智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力系統(tǒng)各領(lǐng)域都將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。2012/4/2357對智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)架構(gòu)體系我國智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)研究信息流與業(yè)務(wù)流的交融重構(gòu)與創(chuàng)新研究功能體系研究技術(shù)體系研究信息體系研究運維體系、標(biāo)準(zhǔn)體系及評價體系研究2012/4/2358對智能電網(wǎng)研究和

36、應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)研究框架智能電網(wǎng)裝備技術(shù)廣域量測技術(shù)時間同步技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)電子式互感器技術(shù)控制保護(hù)一體化技術(shù)柔性輸配電技術(shù)一體化智能設(shè)備技術(shù)對智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)研究框架59智能輸電技術(shù)智能電網(wǎng)下的電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)智能電網(wǎng)下大型可再生能源的接入技術(shù)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行控制技術(shù)未來電網(wǎng)控制中心建設(shè)技術(shù)具備分布決策功能的智能變電站技術(shù)輸變電設(shè)備智能管理技術(shù)智能電網(wǎng)下的電力市場技術(shù)智能電網(wǎng)下的現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)2012/4/232012/4/2360對智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)研究框架智能配電技術(shù)風(fēng)險預(yù)警預(yù)控及智能報警技術(shù)配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)智能配網(wǎng)故障快速處理技術(shù)分布式發(fā)電、微電網(wǎng)和儲

37、能技術(shù)智能網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及自優(yōu)化技術(shù)自適應(yīng)保護(hù)控制技術(shù)自適應(yīng)無功與電壓控制技術(shù)為真正的自愈電網(wǎng)。2012/4/23 61配電網(wǎng)中智能電網(wǎng)技術(shù)開發(fā)主要包括以下幾方面: (McDonnell GroupSmart GridVision Meets Distribution Utility Reality )(1) 先進(jìn)的表計基礎(chǔ)設(shè)施（Advanced Metering Infrastructure） 包括智能表計系統(tǒng)開發(fā)和表計數(shù)據(jù)管理支持與用戶間的雙向通訊不但包括商業(yè)和工業(yè)用戶，也應(yīng)包括居民用戶的市場信息采用自動化的計算機(jī)代理系統(tǒng)，與家庭的自動化系統(tǒng)相連，并能響應(yīng)電價信息(2) 配電及停運管理（Dist

38、ribution and Outage Management）配電側(cè)要節(jié)省費用和改善對客戶的服務(wù)，其關(guān)鍵點在于配電管理系統(tǒng)（DMS）,因為它能對不利的 情況提供實時的響應(yīng)，而對智能電網(wǎng)的要求是：A: 軟件系統(tǒng)（software system）必須提供自愈的功能，以便立即獲悉電網(wǎng)擾動的信息并及時對它做出響應(yīng)，以便使對客戶的影響最小化B: 智能電網(wǎng)要提供無縫的圖像化接口，具有實時功能，將來自于各渠道的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的信息，以動態(tài)系統(tǒng)拓?fù)淠Ｐ偷姆绞郊稍谝黄餋： 第一代的故障投訴（Trouble-call）型OMS系統(tǒng)，目前已在大多數(shù)電力公司中應(yīng)用，但它要讓位于智能化的DMS/OMS平臺，因為它與AMI緊

39、密聯(lián)系，其接口方面要有新的創(chuàng)新型技術(shù)，以利于數(shù)據(jù)的上下傳送和連接。通過將實時的DMS/OMS功能實施、遙測技術(shù)和集成安全性結(jié)合在一起，智能電網(wǎng)將成2012/4/2362配電網(wǎng)中智能電網(wǎng)技術(shù)開發(fā)主要包括以下幾方面：(3) 配電和變電站自動化 配電系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于輸電系統(tǒng)，自動化的設(shè)備投切可減少運行人員對設(shè)備的手動操作，以便及時對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化，適應(yīng)運行的要求。(4) 模擬和優(yōu)化 通過先進(jìn)的模擬和優(yōu)化技術(shù)，可使智能電網(wǎng)規(guī)劃的更好，性能更加優(yōu)越，智能電網(wǎng)的運行可以通過模擬器對實時條件進(jìn)行模擬，從而可改進(jìn)運行性能，以提高應(yīng)對事故和災(zāi)害的能力。(5)企業(yè)業(yè)務(wù)智能化 企業(yè)的業(yè)務(wù)智能化是覆蓋在智能配電系統(tǒng)技

40、術(shù)之上的，通過這層，數(shù)據(jù)才能成為可操作的信息，以實現(xiàn)IT于運行之間的橋梁作用。不斷增加模型的復(fù)雜性和基于人工智能的軟件，有助于從數(shù)據(jù)中產(chǎn)生知識和效率。介紹中側(cè)重AMI和ADO2012/4/2363用戶戶內(nèi)網(wǎng)HAN計量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MDMS需求響應(yīng)負(fù)荷控制遠(yuǎn)程開合分時電價（送到用戶）高級計量體系A(chǔ)MI自動讀表AMR（按小時讀表，遠(yuǎn)方編程，電能計量，電能質(zhì)量監(jiān)視，負(fù)荷調(diào)查，停運撿出）高級配電運行ADO高級配電自動化ADA高級保護(hù)與控制配電快速仿真與模擬DFSM（帶有高級傳感器的）運行管理系統(tǒng) 停運管理系統(tǒng)配電 GISDER運行AC/DC微網(wǎng)運行新型電力電子裝置配電 SCADA阻塞管理高級的輸電運行A

41、TOISOEMS可視化變電站輸電系統(tǒng)仿真與模擬輸電 SCADA，WAMS輸電 GIS配電AAM維護(hù)規(guī)劃設(shè)計/ 建設(shè)基于條件（如可靠性水平）自動化高級保護(hù)高級輸電網(wǎng)元件輸電AAM資產(chǎn)利用記錄II.智能電網(wǎng)的技術(shù)組成與功能2012/4/2364對智能電網(wǎng)研究和應(yīng)用的建議智能電網(wǎng)研究框架智能用電技術(shù)用戶門戶技術(shù)智能表計技術(shù)用戶電壓調(diào)節(jié)技術(shù)用戶電源和儲能設(shè)備接入技術(shù)用戶通信能源一體化技術(shù)自動計量 (AMR)智能儀表 固態(tài)平臺 綜合通信 綜合斷開開頭 遠(yuǎn)程斷開 遠(yuǎn)程連接 電功質(zhì)量數(shù)據(jù)先進(jìn)計量設(shè)施 讀取電壓 功率因數(shù)部署采用分塊設(shè)計，以解決目前存的運營問題，同時，杜克公司也強(qiáng)調(diào)要按適應(yīng)未來的技術(shù)發(fā)展和客戶

42、需求進(jìn)行設(shè)計。(AMI) 讀取電流 按需讀取 頻率 負(fù)載間隔可編程 詳細(xì)停電數(shù)據(jù) 單向或雙向 雙向和凈計量 可遠(yuǎn)程編程 每月讀取 kWh TOU, RTP, CPP定價選擇 可遠(yuǎn)程升級手動計量 間隔數(shù)據(jù) 要求的反饋 內(nèi)部擴(kuò)展端口 基本盜竊檢測 未來功能 每月讀取 kWh 停電/恢復(fù)檢測2012/4/23智能電網(wǎng) 能源管理服務(wù) 民用 商用 主體區(qū)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān) PLC (例如 LONWORKS RF (藍(lán)牙) 基于WEB應(yīng)用 要求的反饋 預(yù)付 載荷控制 收入保護(hù) 網(wǎng)絡(luò)移動輸入/輸出 分布 載荷譜/工程 相位平衡 傳輸優(yōu)化 能源預(yù)測 斷電和 GIS 勞動力管理 資產(chǎn)管理6565杜克能源智能電網(wǎng)展望為未來

43、建造設(shè)備2012/4/2366智能電網(wǎng)發(fā)展的一些新趨勢1）智能電網(wǎng)的概念大大擴(kuò)展過去1-2年內(nèi)，智能的核心定義已從“智能表計”到“智能電網(wǎng)”，即原先關(guān)心的主要是 AMI（Advanced Metering Infrastructure),現(xiàn)在還要包括HANs(Home Area Networks)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的應(yīng)用（ grid-side application, e.g.,VAR control, automation), 電力公司的未來功能（分布式發(fā)電如太陽能發(fā)電 -PV，電動汽車EV）將demand response與 AMI結(jié)合起來，也是一種趨勢2012/4/23672） HANs(Home

44、 Area Networks)成為創(chuàng)新和投資的新熱門demand response會大大地改變用戶的行為，智能溫度調(diào)節(jié)器、智能開關(guān)、智能用電器等的采用將吸引各種產(chǎn)品制造商參與進(jìn)來客戶有各種要求， 可以通過 demand response得到滿足，要求電力公司具有各種增值服務(wù)3）電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用技術(shù)，如自動化技術(shù)、電壓 /無功控制技術(shù)、設(shè)備監(jiān)視技術(shù)在智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)變得越來越重要2012/4/23684）有些注意力已轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成（systemsintegration):由于大量表計數(shù)據(jù)的 接入和通過更為廣泛和智能化的傳感器網(wǎng)絡(luò)來顯示運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)集成勢在必行5）不久將來注意力會轉(zhuǎn)向一些特殊功能，

45、智能電網(wǎng)將使其成為可能，如風(fēng)電的 接入（ integration of wind)、分布式太陽能發(fā)電（ distributed PV)、熱電聯(lián)產(chǎn) (co-generation)、電動汽車（ EVs）、分布式儲能技術(shù)(distributed energy storage)2012/4/23696）自開發(fā)AMI以來，前沿的通信技術(shù)的選擇變得越來越復(fù)雜,在采用何種技術(shù)上有爭議：寬帶技術(shù)（ broadband)、 RF、PLC？（目前有利于 RF）；是用 3G、GPRS還是用WiMax?；是采用電力專用網(wǎng)還是利用公用通信網(wǎng)？；家庭里用的表計可能要被“數(shù)據(jù)服務(wù)器”代替以形成所謂的“虛擬表計”，并與家庭中的計算機(jī)相連，可實施 HANs功能，還可傳回用電度數(shù)給供電公司(GPRS-General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于 GSM系統(tǒng)的無線分