智能電網(wǎng)技術(shù)專題三

智能電網(wǎng)技術(shù)專題三第一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日1智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和進(jìn)展第二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日2智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)先進(jìn)發(fā)電與儲(chǔ)能技術(shù)先進(jìn)輸配電技術(shù)先進(jìn)二次側(cè)技術(shù)智能電網(wǎng)管理和控制新技術(shù)第三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日3先進(jìn)發(fā)電與儲(chǔ)能技術(shù)可再生能源發(fā)電技術(shù)風(fēng)力發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)潮汐能發(fā)電清潔煤發(fā)電整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)增壓硫化床聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（PFBC-CC）第四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日4我國(guó)風(fēng)能資源分布

我國(guó)10m高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為32.26億kW，其中實(shí)際可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億kW如果年滿功率發(fā)電按2000~2500h計(jì)，風(fēng)電的年發(fā)量可達(dá)5060~6325億kWh風(fēng)能資源的分布主要集中在東南沿海及其島嶼以及內(nèi)蒙、甘肅、新疆一帶區(qū)域第五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日5第六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日6風(fēng)力發(fā)電技術(shù)鼠籠式異步發(fā)電機(jī)通過(guò)變速箱和電網(wǎng)相聯(lián)發(fā)電時(shí)需要吸收較多無(wú)功，需加裝無(wú)功補(bǔ)償雙饋異步發(fā)電機(jī)定子繞組直接連接與電網(wǎng)相聯(lián)，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)整流逆變器和電網(wǎng)相聯(lián)有功、無(wú)功可以解耦控制、風(fēng)能利用效率高、出力波動(dòng)較小直驅(qū)型同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)不需要變速箱對(duì)整流逆變器容量要求大第七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日7太陽(yáng)能資源分布

全國(guó)太陽(yáng)輻射年總量大致在3.35×103～8.40×103MJ/m2之間，其平均值約為5.86×103MJ/m2

全國(guó)太陽(yáng)輻射總量平均為1630kWh/(m2·a)，年日照小時(shí)數(shù)>2000h青藏高原大部分地區(qū)年輻射量>2000kWh/(m2·a)，年日照小時(shí)數(shù)超過(guò)3000h，是世界上的高值區(qū)之一

第八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日8太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)目前太陽(yáng)能電池產(chǎn)品主要分為晶體硅電池、薄膜電池兩類。其中前者又可分為單晶硅、多晶硅電池兩種，其轉(zhuǎn)化效率較高，約15%左右，高者已能達(dá)25%以上，但成本也相對(duì)較高，目前占據(jù)大多數(shù)的市場(chǎng)份額；后者雖然在轉(zhuǎn)化效率尚不如前者，穩(wěn)定光電轉(zhuǎn)換效率約為5%～8%，但成本相對(duì)較為低廉，近年來(lái)在轉(zhuǎn)化效率方面已有突破性進(jìn)展，主要包括非晶硅電池、銅銦鎵硒電池和碲化鎘電池等第九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日9太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)我國(guó)太陽(yáng)能光電累計(jì)用量已達(dá)13100千瓦，其中通信占50%，農(nóng)村與邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)占30%，民用與工業(yè)用各占10%已建成15座光伏電站，最大的是1998年投入運(yùn)行的西藏安多100千瓦光伏電站

提高轉(zhuǎn)換效率和降低造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)展方向盡管太陽(yáng)能發(fā)電成本在過(guò)去25年里已下降了10倍，但目前成本仍是入網(wǎng)電價(jià)的3～5倍，業(yè)界認(rèn)為接近電網(wǎng)等價(jià)點(diǎn)(GridParity)才是光伏產(chǎn)業(yè)真正爆發(fā)性增長(zhǎng)的開(kāi)始第十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日10生物質(zhì)能

林業(yè)加工廢棄物2.1億噸農(nóng)作物秸稈2.86億噸大中型養(yǎng)殖場(chǎng)禽畜糞便1100萬(wàn)噸標(biāo)煤生活垃圾工業(yè)有機(jī)廢棄物250億立方米沼氣第十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日11生物質(zhì)能發(fā)電

我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電得到實(shí)際應(yīng)用的有燃燒蔗渣或稻殼的發(fā)電站、稻殼氣化發(fā)電和沼氣發(fā)電蔗渣與稻殼燃燒電站主要在兩廣地區(qū)，裝機(jī)約80萬(wàn)千瓦稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)，容量為60-240千瓦小型沼氣發(fā)電裝置，共約80處，總裝機(jī)2560千瓦第十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日12海洋能

我國(guó)沿岸和海島附近的可開(kāi)發(fā)潮汐能資源理論裝機(jī)容量達(dá)2179萬(wàn)kW，理論年發(fā)電量約624億kWh波浪能理論平均功率約1285萬(wàn)kW，潮流能理論平均功率1394萬(wàn)kW這些資源的90%以上分布在常規(guī)能源嚴(yán)重缺乏的華東滬浙閩沿岸

第十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日13潮汐發(fā)電技術(shù)潮汐能發(fā)電可分為兩種形式，一種是利用海灣、河口等有利地形,建筑水堤,形成水庫(kù)，并在壩中或壩旁建造水力發(fā)電廠房發(fā)電，另一種則是利用洋流發(fā)電，無(wú)需建造水壩。目前投運(yùn)的潮汐能電站多為前一種。目前，我國(guó)正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐電站共有8座，均為水壩型，總裝機(jī)容量為6000kW,每年發(fā)電量1000萬(wàn)余度目前世界上單機(jī)容量最大的潮汐能發(fā)電機(jī)單機(jī)容量已達(dá)1.2MW，裝設(shè)于英國(guó)斯特蘭福德灣第十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日14英國(guó)斯特蘭福德灣安裝的SeaGen潮汐能發(fā)電機(jī)無(wú)壩型此處海水流速超過(guò)13km/h需觀察對(duì)海豹等海洋哺乳生物的影響英國(guó)希望能夠成為“海洋能中的沙特阿拉伯”第十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日15潔凈煤發(fā)電技術(shù)

在90年代，世界總發(fā)電量中煤電比重一直保持在63%左右在21世紀(jì)我國(guó)的發(fā)電量構(gòu)成中，火電仍將占到70%～75%21世紀(jì)大力發(fā)展清潔煤發(fā)電技術(shù)，是我國(guó)避免成為“公害”大國(guó)的必由之路

第十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日16整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)機(jī)組(IGCC)

IGCC技術(shù)是一種最新的清潔煤發(fā)電技術(shù)，是21世紀(jì)初燃煤發(fā)電技術(shù)中最具優(yōu)勢(shì)的一種工作原理是先將煤氣化，再以凈化后的清潔煤氣作為燃料，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣送入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，用蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電

第十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日17IGCC裝置的主要優(yōu)點(diǎn)

SOx、NOx排放量少，NOx排放量將減少90%，CO2排放量可減少35%聯(lián)合循環(huán)熱效率可高達(dá)52%，隨著技術(shù)的發(fā)展，達(dá)到58%的熱效率亦已實(shí)現(xiàn)

燃料適應(yīng)性好，可燃用各種不同的煤

用水量少，IGCC電廠用水不到同容量常規(guī)燃煤電廠的70%可分期建設(shè)，及早發(fā)展

第十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日18荷蘭布格農(nóng)電廠253MWIGCC機(jī)組簡(jiǎn)圖

第十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日19增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)機(jī)組(PFBC-CC)

21世紀(jì)初極具發(fā)展?jié)摿Φ牧硪环N先進(jìn)的清潔煤發(fā)電技術(shù)就是增壓流化床聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CC)技術(shù)

增壓硫化床是在常壓硫化床(CFBC)鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的在較高壓力下進(jìn)行燃燒的一種燃煤發(fā)電技術(shù)，它具有熱效率高、污染排放低、能組成蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)等特點(diǎn)

第二十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日20PFBC-CC的主要優(yōu)點(diǎn)燃燒效率高，可達(dá)99%發(fā)電循環(huán)效率高，其聯(lián)合循環(huán)效率達(dá)40%～42%SOx、NOx和粉塵的排放量低

設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，PFBC鍋爐的體積只有同容量常規(guī)鍋爐的1/4可模塊化，造價(jià)低，可用于新老電廠的改造

第二十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日21增壓硫化床聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

第二十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日22儲(chǔ)能技術(shù)機(jī)械儲(chǔ)能電磁儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能相變儲(chǔ)能第二十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日23機(jī)械儲(chǔ)能抽水蓄能釋放時(shí)間可以從幾個(gè)小時(shí)到幾天，綜合效率在70%～85%之間儲(chǔ)存能量非常大，用于調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用必須同時(shí)具備下池水庫(kù)和上池水庫(kù)，對(duì)地理?xiàng)l件要求較高全世界共有超過(guò)90GW的抽水儲(chǔ)能機(jī)組投入運(yùn)行，約占全球總裝機(jī)容量的3％第二十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日24機(jī)械儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能儲(chǔ)存起來(lái)，并在需要時(shí)飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，是一個(gè)電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)化的儲(chǔ)能元件能量密度比較低，費(fèi)用較高幾乎不需要運(yùn)行維護(hù)，設(shè)備壽命長(zhǎng)，儲(chǔ)能效率高，清潔無(wú)污染，無(wú)噪聲，負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有不良的影響壓縮空氣儲(chǔ)能常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)在發(fā)電時(shí)大約需要消耗輸入燃料的2/3進(jìn)行空氣壓縮，因此可在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)預(yù)先壓縮空氣，將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、沉降的海底儲(chǔ)氣罐、山洞、過(guò)期油氣井或新建儲(chǔ)氣井中，在負(fù)荷高峰時(shí)釋放出來(lái)加上一些燃?xì)膺M(jìn)行發(fā)電。對(duì)于同樣的電力輸出，采用CAES的機(jī)組所消耗的燃?xì)庖瘸Ｒ?guī)燃?xì)廨啓C(jī)少40％建設(shè)受地形制約較大，對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)有特殊要求第二十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日25CTModuleExhaustAirCompressorCombustionTurbineMotorStorageAirIntercoolersRecuperatorFuelExpanderStorage壓縮空氣儲(chǔ)能基本原理EstimatedCap.Cost(2008$)~$600/kWto$750/kW+Substation,Permits&ContingenciesConstantOutputPressureRegulationValve(ForSaltGeology)TheCAESplantdesignandtechnologypresentedaboveisdescribedinU.S.PatentNumbers7389644and4872307,inventedbyDr.MichaelNakhamkin,ChiefTechnologyOfficer,EnergyStorageandPowerLLC.Useofthistechnologymayrequirealicense.

HeatRateEnergyRatio38100.70第二十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日26壓縮空氣儲(chǔ)能美國(guó)第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電廠AlabamaElectricCooperativeMcIntoshPlant(110MW–26Hr)于1991年5月31日午夜開(kāi)始商業(yè)運(yùn)行主要用于調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用等AECMcIntoshSite:CAESPlantOnRightandTwoCombustionTurbinesOnLeft第二十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日27電磁儲(chǔ)能——超導(dǎo)儲(chǔ)能（SEMS）概念誕生于70年代初石油危機(jī)時(shí)期，目的是調(diào)節(jié)日負(fù)荷曲線,節(jié)約能源。>5000MWh超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈,螺線管結(jié)構(gòu)d約為1千米90年代后，電力工業(yè)市場(chǎng)化的發(fā)展＋用戶對(duì)電能質(zhì)量要求的提高,迫切需要有效管理高度互聯(lián)網(wǎng)的電力傳輸及分配系統(tǒng)的新技術(shù)。既可用于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，又可用于改善用戶的電能質(zhì)量。第二十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日28可控AC/DC變流器交流電網(wǎng)低溫容器超導(dǎo)線圈電流引線

SMES系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖SMES基本原理第二十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日29SMES的基本原理第三十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日30150kVA/0.5MJ動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償系統(tǒng)掛網(wǎng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)0.5MJ/150kVA超導(dǎo)儲(chǔ)能DVR系統(tǒng)第三十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日31SEMS優(yōu)缺點(diǎn)

SMES向電網(wǎng)吸收和釋放能量都是直接的，它不僅具有很高的效率，而且還能非常迅速地與電網(wǎng)進(jìn)行能量交換，其轉(zhuǎn)換效率超過(guò)90％、響應(yīng)速度一般為ms數(shù)量級(jí)。SMES裝置還具有重復(fù)率高、無(wú)環(huán)境污染以及安全可靠等特點(diǎn)。制約超導(dǎo)儲(chǔ)能大規(guī)模應(yīng)用的主要因素仍是超導(dǎo)材料的性能和價(jià)格第三十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日32電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)超級(jí)電容儲(chǔ)能容量大、功率密度高、充放電速度快、使用壽命長(zhǎng)、受環(huán)境溫度影響小等特點(diǎn)，耐壓能力仍有待進(jìn)一步提高，造價(jià)高鈉硫電池以金屬鈉和多硫化鈉為負(fù)極和正極的二次電池,其理論比能量高達(dá)760Wh/Kg，且沒(méi)有自放電現(xiàn)象,放電效率幾乎可達(dá)100%，系統(tǒng)效率可達(dá)80%。鈉硫電池的基本單元為單體電池,將數(shù)百個(gè)單體電池組合后形成模塊，功率可達(dá)到數(shù)十千瓦，同時(shí)也有利于制造、運(yùn)輸和安裝。目前在日本及北美已有100余座鈉硫電池儲(chǔ)能電站在運(yùn)行中，是各種二次電池中最成熟也是最具潛力的技術(shù)。液流電池液流電池電化學(xué)極化小，能夠100%深度放電，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)，可以通過(guò)增加電解液的量或提高電解質(zhì)的濃度達(dá)到增加電池容量的目的。由于液流電池電池組和電解液儲(chǔ)液罐可以分開(kāi)放置,因而可以因地制宜安排相對(duì)位置，并可根據(jù)設(shè)置場(chǎng)所的情況自由設(shè)計(jì)儲(chǔ)藏形式及隨意選擇形狀。第三十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日33相變儲(chǔ)能相變儲(chǔ)能是利用某些物質(zhì)在其物相變化過(guò)程中，可以與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換的性質(zhì)達(dá)到能量轉(zhuǎn)換與控制的目的。相變儲(chǔ)能的使用可作為電力調(diào)峰的重要手段之一，使用相變材料的蓄能空調(diào)技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際上普遍使用的調(diào)峰填谷的技術(shù)?；诒嘧儍?chǔ)能的調(diào)峰手段每千瓦投資僅為1200元，遠(yuǎn)小于抽水蓄能、安裝燃?xì)廨啓C(jī)等調(diào)峰手段。通過(guò)相變儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)峰僅需一次性投資，運(yùn)行費(fèi)用極低，且不受地形地勢(shì)的限制，具備大規(guī)模應(yīng)用的潛力。第三十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日34儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)及其適用范圍第三十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日35

儲(chǔ)能技術(shù)

FlowBatteries:Zn/ClZn-AirZrBrVRBPSBNovelSystemsNaSBatteryLi-IonBatteryNiCdNiMHHighPowerFlyWheelsSMESHighPowerSuperCaps1kW10kW100kW1MW10MW100MW1GWLeadAcidBatteryHighEnergySuperCapsZEBRABattery功率大小DischargeTimeatRatedPowerSecondsMinutesHours

UPSGridSupportEnergyManagementPowerQualityLoadShiftingBridgingPowerBulkPowerMgtPumpedHydroCAESAdvancedLeadAcidBatteryMetal-AirBatteries

Nano-caphybrids?第三十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日36先進(jìn)輸配電技術(shù)特高壓輸電輸電容量大、送電距離長(zhǎng)、線路損耗低、工程投資省、土地利用效率高和聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)2009年1月16日，晉東南到湖北荊門(mén)的1000千伏交流特高壓輸電線路建成投入運(yùn)行目前尚有不同聲音第三十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日37高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)美國(guó)2001年美國(guó)底特律市3相/130m/24kV/2.4kA的超導(dǎo)電纜掛網(wǎng)運(yùn)行丹麥2001年5月30m/30kV/2kA高溫超導(dǎo)電纜掛網(wǎng)運(yùn)行中國(guó)2004年4月昆明普吉變電站（世界第三條高溫超導(dǎo)電纜）2004年底,75m/10.5kV/1.5kA三相交流高溫超導(dǎo)電纜在甘肅掛網(wǎng)運(yùn)行與常規(guī)電纜相比,超導(dǎo)電纜單位長(zhǎng)度的電阻要小4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)際運(yùn)行的超導(dǎo)電纜電阻主要來(lái)自于電纜終端和接頭。整個(gè)超導(dǎo)電纜系統(tǒng)的損耗中,漏熱性質(zhì)的損耗所占的比重較大,其中,制冷系統(tǒng)和終端的損耗又占了很大的一部分。第三十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日38NbTi超導(dǎo)線截面圖第三十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日39超導(dǎo)體的冷卻方式低溫超導(dǎo)體液氦（LiquidHelium,4.2K）超流氦（Super-liquidHelium,1.8K）高溫超導(dǎo)體液氮（LiquidNitrogen,77K）制冷機(jī)直接傳導(dǎo)冷卻 （ConductionCoolingbyCryocoolers)G-Mcryocooler第四十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日40液氦冷卻的超導(dǎo)磁體傳熱方式：對(duì)流傳導(dǎo)輻射第四十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日41制冷機(jī)直接傳導(dǎo)冷卻的超導(dǎo)磁體

第四十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日42先進(jìn)二次側(cè)技術(shù)先進(jìn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)AMI集成通信網(wǎng)絡(luò)第四十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日43當(dāng)前狀態(tài)2-4秒掃描速率功率、電壓、電流、斷路器狀態(tài)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于變電站電網(wǎng)僅部分可見(jiàn)第四十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日44智能電網(wǎng)狀態(tài)750+282j250+84j100+62j20+8j276+120j130+8j300+100j750+262j440+200j120+11j350+150j227+420j704+308j2345761891011121314151617176+88j高速數(shù)據(jù)獲取觀測(cè)量更多，包括相角、用戶狀態(tài)等增強(qiáng)的電網(wǎng)可觀性第四十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日45先進(jìn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)信號(hào)傳感技術(shù)電磁互感器電子式互感器模擬數(shù)字變換技術(shù)∑-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換方式鎖相跟蹤技術(shù)模擬鎖相數(shù)字鎖相

時(shí)標(biāo)同步技術(shù)GPS同步對(duì)時(shí)（2套以上）數(shù)據(jù)濾波處理技術(shù)靜態(tài)濾波動(dòng)態(tài)濾波高速數(shù)據(jù)運(yùn)算處理技術(shù)傅立葉分析法高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸技術(shù)IEC系列協(xié)議第四十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日46OnlineStabilityMonitoring&AnalysisWideAreaVisualizationModelValidation&AdjustmentControlledSeparation&RestorationImprovesituationalawarenessIncreasetransfercapabilitiesPreventcascadingfailures&reducewide-areablackoutsReducesystemrestorationtimeandoutagedurationsImproveaccuracyofmodelsResearchDevelopmentApplicationDemonstration先進(jìn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)第四十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日47利用WAMS數(shù)據(jù)及EMS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)可視化IndustryIssuesHowtousePMUstoimprovesystemoperatorssituationalawareness?HowtohandlelargevolumeofPMUdata?EPRISolutions:DevelopedwideareavisualizationtoolusingPMUandEMSdataDevelopedevent-replayfunctiontoassistpost-eventanalysisDevelopedreal-timesecuritymonitoringfunctionDevelopeddisturbancelocationdeterminationfunction第四十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日48基于量測(cè)的電壓穩(wěn)定性分析IndustryIssuesNeedonlinevoltagestabilitymonitoringandanalysiscapabilitiesSimulation-basedvoltagestabilityanalysisapproachhaslimitations.EPRISolutions:Developedthree-levelvoltagestabilitymonitoringandanalysisframeworkDevelopedVoltageInstabilityLoadSheddingtocalculatevoltagestabilitymarginatsubstationlevelDevelopedMeasurement-basedVoltageStabilityMonitoringandControlalgorithmtocalculatevoltagestabilitymarginatVoltageControlArealevelDevelopingvisualizationtooltohelpsystemoperatorsmonitorsystem-widevoltagestabilitycondition第四十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日49基于PMU的解列控制方案IndustryIssuesWheretoseparate?Whentoseparate?Howtoseparate?EPRISolutions:DevelopedPMU-basedControlledSeparationFrameworkStudycascadingscenariosofflineanddeterminepotentialseparationinterfacesUsePMUtomonitoroscillationanddevelopedalgorithmtoquicklyidentifythedominateoscillationmode.DevelopedPMU-basedOut-of-StepRelayschemetodeterminetheseparationtiming第五十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日50用于驗(yàn)證系統(tǒng)模型的準(zhǔn)確程度IndustryIssuesHavingaccuratemodelsisimportantforsystemplanningstudiesValidationofmodelsischallengingEPRISolutions:Developedmeasurement-basedloadmodelingmethodsandtoolsthatcanusemeasureddisturbancedatatovalidateloadmodels.Developedmethodsandtoolsthatcanusemeasureddisturbancedatatovalidategeneratordyanmicmodels第五十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日51AMI電網(wǎng)的智能化需要電力供應(yīng)機(jī)構(gòu)精確得知用戶的用電規(guī)律，從而對(duì)需求和供應(yīng)有一個(gè)更好的平衡。目前我國(guó)的電表只是達(dá)到了自動(dòng)讀取，是單方面的交流，不是雙方的、互動(dòng)的交流。由智能電表以及連接它們的通信系統(tǒng)組成的先進(jìn)計(jì)量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)諸如遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、分時(shí)電價(jià)和用戶側(cè)管理等的更快和準(zhǔn)確的系統(tǒng)響應(yīng)。AMI是一個(gè)用來(lái)測(cè)量、收集、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)用用戶用電信息的完整的網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)，由安裝在用戶端的智能電表，位于電力公司內(nèi)的量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和連接它們的通信系統(tǒng)組成第五十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日52AMI先進(jìn)電表網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施

AMI是一種用于先進(jìn)電表，能夠提供近乎實(shí)時(shí)的雙向通信設(shè)施，是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)信息平臺(tái)。AMI方便電力公司實(shí)時(shí)優(yōu)化供電計(jì)劃和網(wǎng)絡(luò)，支持“五遙”運(yùn)行中的電網(wǎng)的每一個(gè)設(shè)備（包括電表），成為電力公司與消費(fèi)者的之間的增值業(yè)務(wù)平臺(tái)。第五十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日53AMIAMI中的智能電表能按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔（分鐘，小時(shí)等）記錄用戶的多種用電信息，把這些信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳到數(shù)據(jù)中心，并在那里根據(jù)不同的要求和目的，如用戶計(jì)費(fèi)、故障響應(yīng)和需求側(cè)管理等進(jìn)行處理和分析；還能向電表發(fā)送信息，如要求更多的數(shù)據(jù)或?qū)﹄姳磉M(jìn)行軟件在線升級(jí)等第五十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日54當(dāng)前電網(wǎng)RSystemObservability發(fā)電和送電SCADA用于監(jiān)測(cè)、控制秒級(jí)掃描速率饋線和用戶信息僅能得到部分信息配電SCADA通常裝設(shè)于配電站用于監(jiān)測(cè)控制秒級(jí)傳輸速率第五十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日55基于AMI的智能電網(wǎng)RSystemObservability發(fā)電和送電SCADA用于監(jiān)測(cè)、控制秒級(jí)掃描速率配電SCADA通常裝設(shè)于配電站用于監(jiān)測(cè)控制秒級(jí)傳輸速率饋線和用戶監(jiān)控裝置利用AMI裝置分布式發(fā)電量測(cè)饋線/變壓器監(jiān)測(cè)，用于狀態(tài)估計(jì)/故障恢復(fù)停電/黑啟動(dòng)支援用戶量測(cè)電壓量測(cè)和控制裝置第五十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日56集成通信網(wǎng)絡(luò)建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，只有在集成通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，智能電網(wǎng)才能進(jìn)一步完成智能分析和控制功能，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的各項(xiàng)基本功能。智能電網(wǎng)集成通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)原有通信系統(tǒng)區(qū)別集成通信系統(tǒng)是和智能電網(wǎng)緊密結(jié)合在一起的，即有設(shè)備的地方就有通信系統(tǒng)，智能電網(wǎng)的集成通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到用戶的終端，最終可實(shí)現(xiàn)電能流和信息流的深入融合智能電網(wǎng)集成通信系統(tǒng)要支持信息的雙向流動(dòng)，用戶不但提供數(shù)據(jù)，同時(shí)可分享電網(wǎng)側(cè)的各類信息，從而根據(jù)自身要求調(diào)整用電計(jì)劃，在降低用電費(fèi)用的同時(shí)也提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率。第五十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日57集成通信網(wǎng)絡(luò)硬件方面最后一公里軟件方面——需要重新設(shè)計(jì)和構(gòu)建構(gòu)建統(tǒng)一的通信平臺(tái)和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)自適應(yīng)的帶寬控制體系，保證不同應(yīng)用的通信需求標(biāo)準(zhǔn)化的接口安全性方面的考慮第五十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日58家庭能量管理系統(tǒng)智能家庭能量管理技術(shù)空調(diào) 熱水器\水泵 冰箱計(jì)算機(jī) 平板電視 洗衣機(jī) 電動(dòng)汽車(chē) 小型風(fēng)電 太陽(yáng)能電池板 ZigbeeHomePlugWi-Fi第五十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日59智能電網(wǎng)控制和管理新技術(shù)智能電網(wǎng)管理新技術(shù)虛擬發(fā)電廠需求側(cè)管理微電網(wǎng)智能電網(wǎng)控制新技術(shù)多指標(biāo)自趨優(yōu)控制策略第六十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日60虛擬發(fā)電廠大多數(shù)可再生能源發(fā)電的容量較小，且由于能源類型的限制，其出力各有特點(diǎn)。如風(fēng)力發(fā)電就有夜大日小的特點(diǎn)，而太陽(yáng)能發(fā)電則受氣象和日照的影響很大。有鑒于此，研究者提出了虛擬發(fā)電廠的概念。虛擬發(fā)電廠就是一系列分布式發(fā)電的集合，該集合由一個(gè)中央控制中心統(tǒng)一調(diào)控。一個(gè)虛擬發(fā)電廠可以由不同類型發(fā)電機(jī)組成，如風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池、水力發(fā)電站以及生物量供能的熱電混合站等。合理地選擇組合發(fā)電機(jī)，可以彌補(bǔ)不同類型可再生能源發(fā)電本身的不穩(wěn)定性缺陷。可以通過(guò)虛擬發(fā)電廠調(diào)度中心對(duì)一個(gè)區(qū)域甚至不同區(qū)域內(nèi)的大量可再生能源發(fā)電進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，提高其可控性和可用性第六十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日61什么是需求側(cè)管理？負(fù)荷的時(shí)間不均衡性：是指各類負(fù)荷往往在相同的時(shí)段出現(xiàn)高峰和低谷，造成系統(tǒng)在臨晨負(fù)荷低谷時(shí)期和傍晚負(fù)荷高峰時(shí)期的負(fù)荷差極大。負(fù)荷的時(shí)間分布不均衡，導(dǎo)致了高峰時(shí)段供電緊張。負(fù)荷空間不均衡性：電源和負(fù)荷的分布在空間上的不均衡性。這種不均衡性導(dǎo)致了加大了輸配電投資，并可能出現(xiàn)部分輸配電設(shè)備負(fù)荷緊張，部分不能被充分利用第六十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日62負(fù)荷在時(shí)間上的不均衡性第六十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日63需求側(cè)管理的內(nèi)涵與目的 電力需求側(cè)管理實(shí)質(zhì)上是電力企業(yè)通過(guò)發(fā)現(xiàn)不同時(shí)段、不同地點(diǎn)電能的真實(shí)價(jià)值，并以此為依據(jù)，制定電能的價(jià)格，以此引導(dǎo)消費(fèi)者的采購(gòu)決策，達(dá)到引導(dǎo)用戶消費(fèi)目的。DSM的目的在于：通過(guò)售電價(jià)格機(jī)制，引導(dǎo)用戶的用電行為，更加高效的利用電能，高效地利用發(fā)電、輸電和配電設(shè)備，全面提高電力行業(yè)的投資效率，降低成本，提升發(fā)電、輸配電和用戶之間的資源優(yōu)化配置的水平。第六十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日64實(shí)施需求側(cè)管理的必要性負(fù)荷分布的不均衡決定了實(shí)施DSM的必要性產(chǎn)生“電量供需平衡，電力供不應(yīng)求”這一矛盾的主要原因，是電源和負(fù)荷的分布的空間不均衡性與負(fù)荷分布的時(shí)間不均衡性共同作用的結(jié)果。第六十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日65需求側(cè)管理的任務(wù)削峰、填谷、移峰填谷負(fù)荷的合理分布戰(zhàn)略性節(jié)電、戰(zhàn)略性負(fù)荷增長(zhǎng)柔性負(fù)荷第六十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日66需求側(cè)管理需求側(cè)管理的三種基本形式直接負(fù)荷控制電價(jià)響應(yīng)可中斷負(fù)荷本質(zhì)上還是對(duì)用戶用電行為的管理需要自動(dòng)化技術(shù)的幫助受到用戶思想行為的制約第六十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日67EfficientBuildingSystemsUtilityCommunicationsDynamicSystemsControlDataManagementDistributionOperationsDistributedGenerationandStoragePlug-InHybridsSmartEnd-UseDevicesControlInterfaceAdvancedMeteringConsumerPortalandBuildingEMSInternetRenewablesPV實(shí)時(shí)電價(jià)Thermostatreceives

day-aheadhourly

pricesConsumersetsupper

andlowerlimitsThermostat“l(fā)earns”

thermal,consumer

andweatherimpacts第六十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日68微電網(wǎng)微電網(wǎng)定義能量來(lái)源主要為可再生能源；發(fā)電系統(tǒng)類型可為微型燃?xì)廨啓C(jī)(Micro—Turbine)、內(nèi)燃機(jī)(GasEngine)、燃料電池(FuelCel1)、太陽(yáng)能電池(PVPane1)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)(WindGenerator)、生物質(zhì)能(BiomassEnergy)等；系統(tǒng)容量為20kw～10MW；網(wǎng)內(nèi)的用戶配電電壓等級(jí)為380V，或者包括10．5kV；如與外部電網(wǎng)進(jìn)行能量交換，電壓等級(jí)由微電網(wǎng)的具體應(yīng)用等情況而定第六十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日69微電網(wǎng)微電網(wǎng)將發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置及控制裝置等結(jié)合，形成一個(gè)單一可控的單元，同時(shí)向用戶供給電能和熱能。微電網(wǎng)既可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，也可在電網(wǎng)故障或需要時(shí)與主網(wǎng)斷開(kāi)單獨(dú)運(yùn)行。微電網(wǎng)被稱之為電力系統(tǒng)的“好市民”和“模范市民”。微電網(wǎng)的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)，而不針對(duì)各個(gè)具體的微電源。第七十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日70智能電網(wǎng)調(diào)度所面臨的新問(wèn)題可再生能源的大量接入提高了調(diào)度難度用戶響應(yīng)減輕了電網(wǎng)調(diào)整負(fù)擔(dān)第七十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日71風(fēng)力發(fā)電的變化曲線第七十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日72太陽(yáng)能發(fā)熱和太陽(yáng)能發(fā)電出力對(duì)比Source:LarryStoddard,Black&VeatchSunnyDayCloudyDay第七十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日73負(fù)荷、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的出力變化曲線TimeofDayMWLoadSolarWind第七十四頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日74凈負(fù)荷TimeofDayMWNetLoadLoadFasterRampSuddenV-turn第七十五頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日75PUCTProject37339Workshop08/20/2009TypicalSpringWeekGenerationbyFuelType[ACTUAL]第七十六頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日76智能調(diào)度中心技術(shù)——多指標(biāo)自趨優(yōu)的控制策略分布式發(fā)電，用戶、電網(wǎng)、發(fā)電商之間的深度互動(dòng)等都使得智能電網(wǎng)的控制不再是一個(gè)單一目標(biāo)的控制問(wèn)題，而是復(fù)雜的、相互耦合的多目標(biāo)控制問(wèn)題。傳統(tǒng)控制策略難于解決這一復(fù)雜問(wèn)題，因此，智能電網(wǎng)控制中心的控制策略必須具備多指標(biāo)自趨優(yōu)的特征，這也是智能電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的最重要的特征。第七十七頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日77一切電力系統(tǒng)的調(diào)度皆以安全穩(wěn)定、高電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行多重指標(biāo)優(yōu)化為其追求目標(biāo)！

安全目標(biāo)：改善電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定、大干擾穩(wěn)定與電壓穩(wěn)定性質(zhì)量目標(biāo)：提高系統(tǒng)頻率質(zhì)量、電壓質(zhì)量經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：網(wǎng)損最小化電力系統(tǒng)運(yùn)行多指標(biāo)第七十八頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日78How?巨型條件變分問(wèn)題！目前世界各國(guó)皆未能找到解決此問(wèn)題的方法。唯有求助于基于HCS的SEMS如何實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)自趨優(yōu)？第七十九頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日79HCS：多目標(biāo)趨優(yōu)化控制原理控制目標(biāo)：全狀態(tài)=滿意狀態(tài)∪不滿意狀態(tài)（即事件態(tài)）混成控制原理第八十頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日80底層（連續(xù)動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)）電廠、變電站&FACTS設(shè)備可視化輸出系統(tǒng)中間處理與操作層Processing&Operating

最高決策與指揮層Decision–making&Commanding時(shí)間離散的控制命令數(shù)據(jù)信息時(shí)間離散的操作指令控制命令

調(diào)度員控制

數(shù)據(jù)信息高速光纖通訊安全性事件的處理具有最高的優(yōu)先級(jí)以事件驅(qū)動(dòng)為核心的的混成控制架構(gòu)第八十一頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日81構(gòu)成最高決策指揮層的主要

功能單元ClusterofWorkstation超大規(guī)模系統(tǒng)超實(shí)時(shí)仿真（控制決策支持）綜合安全穩(wěn)定域在線可視化系統(tǒng)大電網(wǎng)運(yùn)行鏡面系統(tǒng)（實(shí)時(shí)仿真）快速狀態(tài)估計(jì)改進(jìn)的Kalman濾波方法全狀態(tài)實(shí)測(cè)及顯示系統(tǒng)SCADASupervisoryControlAndDataAcquisition有無(wú)事件E？哪一類事件？互相對(duì)照WAMSPMUs(GPS)有滿足調(diào)度員要求特點(diǎn)：事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)（來(lái)自基層）至動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)（受控層）操作層第八十二頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日82目錄智能電網(wǎng)是什么？是什么推動(dòng)了智能電網(wǎng)的發(fā)展？智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)智能電網(wǎng)研究進(jìn)展第八十三頁(yè)，共九十四頁(yè)，2022年，8月28日83IBM智能電網(wǎng)IBM是最早提出智能電網(wǎng)概念的商業(yè)公司之一利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控把獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、挖掘，達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理智能電網(wǎng)提供了一個(gè)大的框架，通過(guò)對(duì)電力生產(chǎn)、輸送、零售的各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，為相關(guān)企業(yè)提高運(yùn)行效率及可靠性、降低成本描繪了一個(gè)藍(lán)圖。在這個(gè)框架之下，包含了許多具體的解決方案，如ERP、CRM、EAM（企業(yè)資產(chǎn)管