智能电网用户端系统关健技术及发展动向

1、1智能电网用户端系统关健技术及发展动向 上 海 电 器 科 学 研 究 院2011.112概概 要要u智能电网用户端概念与架构智能电网用户端概念与架构 u智能电网用户端在智能电网系统中的影响智能电网用户端在智能电网系统中的影响与作用与作用 u智能电网用户端涉及的关健技术智能电网用户端涉及的关健技术u智能电网用户端系统发展动向智能电网用户端系统发展动向 与前景与前景u我们在智能电网用户端系统的研究进展我们在智能电网用户端系统的研究进展3智能电网的概念智能电网的概念u以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与通

2、信技术、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，物理电网高度集成而形成的新型电网，其目标在其目标在于使电网更加于使电网更加安全、高效与环保安全、高效与环保4智能电网与传统电网的区别智能电网与传统电网的区别 传统电网传统电网 智能电网智能电网发电发电化石能源集中发电化石能源集中发电可灵活接入多种电源可灵活接入多种电源输电输电出现故障造成电力中断出现故障造成电力中断供电保障性好，并可自愈供电保障性好，并可自愈变电变电数字化，现场人工监控数字化，现场人工监控智能化，远程自动监控智能化，远程自动监控配电配电实现基本的控制与保护，实现基本的控制与保护，可靠性低可靠性低实现智能化

3、控制与保护，实现智能化控制与保护，可靠性高可靠性高 用电用电对客户的服务简单，信息单对客户的服务简单，信息单向传输向传输客户参与电网运行管理，客户参与电网运行管理，信息双向互动，可实现能信息双向互动，可实现能效管理效管理智能电网相对于传统电网的优势体现智能电网相对于传统电网的优势体现5智能电网与用户端系统智能电网与用户端系统80%80%以上的电能是通过用户端配电网络传输到用户并在终端用电设备上消耗的以上的电能是通过用户端配电网络传输到用户并在终端用电设备上消耗的6我们对智能电网用户端系统的理解我们对智能电网用户端系统的理解u智能电网用户端系统包括了从电力变压器到用电智能电网用户端系统包括了从电

4、力变压器到用电设备之间，对电能进行传输、分配、控制、保护、设备之间，对电能进行传输、分配、控制、保护、电能管理以及双向互动服务的所有设备及系统电能管理以及双向互动服务的所有设备及系统7用户端系统与传统用电系统的差异用户端系统与传统用电系统的差异8智能电网用户端系统架构智能电网用户端系统架构9智能电网用户端标准体系智能电网用户端标准体系10概概 要要u智能电网用户端概念与架构智能电网用户端概念与架构 u智能电网用户端在智能电网系统中的影响智能电网用户端在智能电网系统中的影响与作用与作用 u智能电网用户端涉及的关健技术智能电网用户端涉及的关健技术u智能电网用户端系统发展动向智能电网用户端系统发展动

5、向 u我们在智能电网用户端系统的研究进展我们在智能电网用户端系统的研究进展11各国实施智能电网战略的差异各国实施智能电网战略的差异建设以特高压为骨干网建设以特高压为骨干网架，各级电网协调发展架，各级电网协调发展的、统一坚强智能电网的、统一坚强智能电网（国网）（国网）灵活接入分布式光伏系灵活接入分布式光伏系统等可再生能源和分布统等可再生能源和分布式储能系统；式储能系统；建设城市智能电网建设城市智能电网提高供电安全；提高供电安全；推进可再生能源利用，实现节能减排；推进可再生能源利用，实现节能减排；建立国际电力市场，提高能效；建立国际电力市场，提高能效；提高用户满意度，争取更多的用户提高用户满意度，

6、争取更多的用户智能终端应用；智能终端应用；传统电网改造和技术升级；传统电网改造和技术升级；实现超导电网实现超导电网 欧美日注重用户端系统建设欧美日注重用户端系统建设12用户端在智能电网系统中的影响用户端在智能电网系统中的影响 u位于智能电网末端，是智能电网位于智能电网末端，是智能电网“高速公路高速公路”的的最最后后“一公里一公里”，重要度极高，是智能电网能否取得，重要度极高，是智能电网能否取得广泛成效的关键广泛成效的关键p推动分布式可再生能源的发展，实现绿色环保推动分布式可再生能源的发展，实现绿色环保p实现智能化电能管理，减少电能损耗，促进节能减排实现智能化电能管理，减少电能损耗，促进节能减排

7、p打破传统生产消费模式，形成双向互动服务体系打破传统生产消费模式，形成双向互动服务体系p推动多种系统的兼容和集成，实现系统互联和信息共享，推动多种系统的兼容和集成，实现系统互联和信息共享，形成系统全面解决方案形成系统全面解决方案p让广大用户让广大用户真正感知真正感知智能电网所带来的成效和收益智能电网所带来的成效和收益13用户端在智能电网系统中的作用用户端在智能电网系统中的作用用电更安全、更可靠用电更安全、更可靠 生活更舒适、更人性化生活更舒适、更人性化控制与保护更智能化控制与保护更智能化系统更节能、更环保系统更节能、更环保智智能能电电网网用用户户端端系系统统14u用电更安全、更可靠用电更安全、

8、更可靠p引入先进传感技术、引入先进传感技术、通信技术、计算机技术和网络技术通信技术、计算机技术和网络技术 p主要设备具有高性能及高可靠性（提高终端电网坚强度）主要设备具有高性能及高可靠性（提高终端电网坚强度）u系统更节能、更环保系统更节能、更环保p分布式可再生能源发电与预测分布式可再生能源发电与预测p负载管理负载管理p系统与设备节能系统与设备节能p选用绿色可回收材料选用绿色可回收材料用户端在智能电网系统中的作用用户端在智能电网系统中的作用15用户端在智能电网系统中的作用用户端在智能电网系统中的作用u控制与保护更智能化控制与保护更智能化p多系统兼容多系统兼容p统一控制与保护平台统一控制与保护平台

9、u生活更舒适、更人性化生活更舒适、更人性化p智能家电、办公设备和智能控制系统使生活更舒适智能家电、办公设备和智能控制系统使生活更舒适p低碳节能、双向互动使生活更美好低碳节能、双向互动使生活更美好p信息化的电能管理使生活更便捷信息化的电能管理使生活更便捷16概概 要要u智能电网用户端概念与架构智能电网用户端概念与架构 u智能电网用户端在智能电网系统中的影响智能电网用户端在智能电网系统中的影响与作用与作用 u智能电网用户端涉及的关键技术智能电网用户端涉及的关键技术u智能电网用户端系统发展动向智能电网用户端系统发展动向 u我们在智能电网用户端系统的研究进展我们在智能电网用户端系统的研究进展17用户端

10、共性技用户端共性技术术通信技术通信技术网络安全技术网络安全技术自愈恢复技术自愈恢复技术局域网测控技术局域网测控技术智能计量技术智能计量技术逆变控制技术逆变控制技术共性关键技术共性关键技术通信技术通信技术逆变控制技术逆变控制技术智能计量技术智能计量技术通信技术通信技术智能电网用户端系统关键技术智能电网用户端系统关键技术u共性关键技术共性关键技术18智能电网用户端系统关键技术智能电网用户端系统关键技术u智能电器及智能配电系统关键技术智能电器及智能配电系统关键技术智能电器智能电器预警技术预警技术寿命指示技术寿命指示技术区域连锁技术区域连锁技术级联保护技术级联保护技术过电压保护技术过电压保护技术电能质

11、量监控技术电能质量监控技术智能配电系统智能配电系统海量数据融合及并行计算处理技术海量数据融合及并行计算处理技术快速故障诊断和恢复技术快速故障诊断和恢复技术复杂智能配电系统体系及建模技术复杂智能配电系统体系及建模技术电动汽车充放电控制技术电动汽车充放电控制技术19智能电网用户端系统关键技术智能电网用户端系统关键技术SAP/ERP企业管理企业管理通信系统通信系统电能管理系统电能管理系统OA办公自动化办公自动化Mail Server电力电力通信通信 智能智能变电站变电站 高压高压配电系统配电系统智能低压智能低压配电系统配电系统分布式光伏分布式光伏 发电系统发电系统 智能智能办公大楼办公大楼 分布式分

12、布式储能系统储能系统车间车间车间车间1系统节能技术系统节能技术2分布式储能技术分布式储能技术3分布式可再生能源技术分布式可再生能源技术4负载智能控制与管理技术负载智能控制与管理技术u电能管理系统关键技术电能管理系统关键技术213420智能楼宇控制系统关键技术智能楼宇控制系统关键技术物业管物业管理理电能管理电能管理火灾预警与报警监控火灾预警与报警监控防入侵和防盗监控防入侵和防盗监控电梯监控电梯监控储能系统储能系统分布式发电分布式发电车库管理车库管理区域区域1区域区域N遥控器遥控器子控制器子控制器 智能智能配电箱配电箱空调空调照明照明智能智能插座插座智能用电设备智能用电设备智能智能电表电表电力电力

13、通信通信u智能楼宇控制系统关键技术智能楼宇控制系统关键技术1多系统兼容与集成技术多系统兼容与集成技术2节能管理技术节能管理技术3远程监控技术远程监控技术4安全防范技术安全防范技术5物联网家电接入技术物联网家电接入技术1234521u双向互动服务系统关键技术双向互动服务系统关键技术智能电网用户端系统关键技术智能电网用户端系统关键技术用电用电分析分析负荷负荷优化优化信息信息交互交互需量需量控制控制用电用电预测预测电力公司电力公司 电力用户电力用户22概概 要要u智能电网用户端概念与架构智能电网用户端概念与架构 u智能电网用户端在智能电网系统中的影响智能电网用户端在智能电网系统中的影响与作用与作用

14、u智能电网用户端涉及的关健技术智能电网用户端涉及的关健技术u智能电网用户端系统发展动向智能电网用户端系统发展动向 u我们在智能电网用户端系统的研究进展我们在智能电网用户端系统的研究进展23系统与主要设备发展方向系统与主要设备发展方向 u智能电网用户端系统发展方向智能电网用户端系统发展方向p集成化的系统软件和管理平台集成化的系统软件和管理平台p计算机控制技术和智能化运行算法的应用将进一步优计算机控制技术和智能化运行算法的应用将进一步优化系统运行与用电规划化系统运行与用电规划p具有人性化界面（可视化工具和性能仪表板等）及决具有人性化界面（可视化工具和性能仪表板等）及决策支持工具（报警工具策支持工具

15、（报警工具, 方案工具等），避免管理者误方案工具等），避免管理者误操作操作p适应多种分布式电源接入，实现多电源协调管理模式适应多种分布式电源接入，实现多电源协调管理模式24系统与主要设备发展方向系统与主要设备发展方向u智能电网用户端系统发展方向智能电网用户端系统发展方向p各种智能传感技术的使用，提供丰富全面的系统运行各种智能传感技术的使用，提供丰富全面的系统运行参数，实现系统智能化控制与保护参数，实现系统智能化控制与保护p新一代的电器设备的开发将引入新材料、超导和数字新一代的电器设备的开发将引入新材料、超导和数字设计等技术设计等技术, 提高电器设备安全和可靠性提高电器设备安全和可靠性p形成系统

16、全面解决方案，满足不同类型用户需求形成系统全面解决方案，满足不同类型用户需求p提供多种增值服务，建立新型电能消费模式，推动低提供多种增值服务，建立新型电能消费模式，推动低碳绿色经济发展碳绿色经济发展25系统与主要设备发展方向系统与主要设备发展方向u低压电器设备发展方向低压电器设备发展方向p结合我国智能电网技术标准体系，新一代智能低压电结合我国智能电网技术标准体系，新一代智能低压电器将采用统一平台与标准开发与应用器将采用统一平台与标准开发与应用 p坚强、自愈、互动、优化等要求将极大地促进具有早坚强、自愈、互动、优化等要求将极大地促进具有早期预警与快速安全恢复和自愈等功能的新一代智能低期预警与快速

17、安全恢复和自愈等功能的新一代智能低压电器的开发与应用压电器的开发与应用p系统全面集成化，要求新一代智能低压电器实现全电系统全面集成化，要求新一代智能低压电器实现全电流范围的控制与保护功能流范围的控制与保护功能26系统与主要设备发展方向系统与主要设备发展方向u低压电器设备发展方向低压电器设备发展方向p分布式可再生能源发电系统接入、电能质量控制和节分布式可再生能源发电系统接入、电能质量控制和节能环保等方面对低压电器提出新的要求能环保等方面对低压电器提出新的要求 p 为了实现节约资源和保护环境的目标，智能电网建设为了实现节约资源和保护环境的目标，智能电网建设将大力推动可再生能源的利用和电能供求的管理

18、，将将大力推动可再生能源的利用和电能供求的管理，将促进低压电器向网络化方向发展促进低压电器向网络化方向发展27智能电网用户端系统发展前景智能电网用户端系统发展前景u用户端电能管理、负载控制与管理系统都通过数字化技术用户端电能管理、负载控制与管理系统都通过数字化技术的运用，实现有效、可靠的运行，将促进集成数字式互感的运用，实现有效、可靠的运行，将促进集成数字式互感器等各类传感器研究与应用器等各类传感器研究与应用u全面提升综合服务能力，最大限度满足用户多元化需求；全面提升综合服务能力，最大限度满足用户多元化需求；借助双向供电技术，实现双向互动营销；智能楼宇、智能借助双向供电技术，实现双向互动营销；

19、智能楼宇、智能家电、智能交通等建设的推动；大幅提高电能在终端消费家电、智能交通等建设的推动；大幅提高电能在终端消费中的比重等都将促进智能电网用户端的发展中的比重等都将促进智能电网用户端的发展u面对全球性能源短缺，全球气候变暖、环境、可持续发展面对全球性能源短缺，全球气候变暖、环境、可持续发展等问题，分布式光伏发电系统因资源丰富、空间巨大将成等问题，分布式光伏发电系统因资源丰富、空间巨大将成为中国发展最快的新能源产业之一为中国发展最快的新能源产业之一28智能电网用户端系统发展前景智能电网用户端系统发展前景u分布式光伏发电系统跟据建筑物结构和用户用电需求，分分布式光伏发电系统跟据建筑物结构和用户用

20、电需求，分散地并入电网，特别适合在城市中应用，有利于城市节能散地并入电网，特别适合在城市中应用，有利于城市节能减排、绿色低碳、提升景观效果，使城市生活更美好减排、绿色低碳、提升景观效果，使城市生活更美好u智能电网用户端系统将解决分布式光伏发电的间歇性和随智能电网用户端系统将解决分布式光伏发电的间歇性和随机性（可预测）、大规模分布式光伏发电系统组群并网的机性（可预测）、大规模分布式光伏发电系统组群并网的协调和控制、电能质量问题和用户端用电调度等许多问题协调和控制、电能质量问题和用户端用电调度等许多问题u智能电网的生产者与消费者的双向互动服务体系和灵活的智能电网的生产者与消费者的双向互动服务体系和

21、灵活的电力交易机制，将推动分布式光伏发电市场的发展电力交易机制，将推动分布式光伏发电市场的发展29智能电网用户端系统发展前景智能电网用户端系统发展前景u智能电网中大量的分布式可再生能源发电系统要求先进的智能电网中大量的分布式可再生能源发电系统要求先进的分布式储能技术作为支撑分布式储能技术作为支撑u智能电网的坚强、安全等要求将推动电池储能、抽水储能、智能电网的坚强、安全等要求将推动电池储能、抽水储能、飞轮储能、超导储能等技术的开发与应用飞轮储能、超导储能等技术的开发与应用u智能电网灵活的服务体系和电力交易机制，将推动分布式智能电网灵活的服务体系和电力交易机制，将推动分布式储能系统市场的发展储能系

22、统市场的发展30智能电网用户端系统发展前景智能电网用户端系统发展前景u智能电网中可再生能源的接入和电动汽车的推广，将推动智能电网中可再生能源的接入和电动汽车的推广，将推动位于智能电网用户端的充放电技术，尤其是快速充电技术位于智能电网用户端的充放电技术，尤其是快速充电技术的开发与应用的开发与应用u智能电网信息化、数字化、自动化、网络化的特征将促进智能电网信息化、数字化、自动化、网络化的特征将促进智能化充放电技术及相配套的多媒体软件的开发与应用，智能化充放电技术及相配套的多媒体软件的开发与应用，促进新型充放电服务体系的建立促进新型充放电服务体系的建立u智能电网标准体系的建立，有利于充放电技术标准的

23、统一，智能电网标准体系的建立，有利于充放电技术标准的统一，推动电动汽车充放电技术的发展推动电动汽车充放电技术的发展31概概 要要u智能电网用户端概念与架构智能电网用户端概念与架构 u智能电网用户端在智能电网系统中的影响智能电网用户端在智能电网系统中的影响与作用与作用 u智能电网用户端涉及的关健技术智能电网用户端涉及的关健技术u智能电网用户端系统发展动向智能电网用户端系统发展动向 u我们在智能电网用户端系统的研究进展我们在智能电网用户端系统的研究进展32我们在技术研究方面的进展我们在技术研究方面的进展标准研究标准研究技术研究技术研究产品开发产品开发平台建设平台建设33我们在技术研究方面的进展我们

24、在技术研究方面的进展u用户端智能配电系统已完成的研究开发工作用户端智能配电系统已完成的研究开发工作pV系列我国第四代智能化电器产品研发系列我国第四代智能化电器产品研发 p3S-Net智能网络配电与控制系统开发智能网络配电与控制系统开发 34我们在技术研究方面的进展我们在技术研究方面的进展u用户端电能管理系统已完成的研究开发工作用户端电能管理系统已完成的研究开发工作 p风力发电系统变流和控制技术研究风力发电系统变流和控制技术研究p光伏发电系统变流和控制技术及储能装置控制技术研究光伏发电系统变流和控制技术及储能装置控制技术研究p太阳能光伏发电数据采集器产品开发太阳能光伏发电数据采集器产品开发 u智

25、能楼宇控制系统已完成的研究开发工作智能楼宇控制系统已完成的研究开发工作pEasyHome智能家居控制系统开发智能家居控制系统开发p智能家居实验平台建设智能家居实验平台建设35我们在技术研究方面的进展我们在技术研究方面的进展u 用户端电气设备测试技术已完成的研究开发工作用户端电气设备测试技术已完成的研究开发工作 p用户端电气设备分类及关键产品（系统）的分析用户端电气设备分类及关键产品（系统）的分析 p用户端关键设备标准研究分析用户端关键设备标准研究分析p测试设备的开发测试设备的开发l故障电流保护测试装置故障电流保护测试装置 l基于虚拟仪器的电磁兼容测试技术及设备基于虚拟仪器的电磁兼容测试技术及设

26、备 l大功率谐波发生设备研制大功率谐波发生设备研制 l大功率晶闸管同步合闸装置大功率晶闸管同步合闸装置 p试验室建设试验室建设 36我们在技术研究方面的进展我们在技术研究方面的进展u智能配电和控制系统正在实施的研究项目智能配电和控制系统正在实施的研究项目p 新一代控制与保护开关电器研究新一代控制与保护开关电器研究 p 智能电网用户端智能化开关电器关键技术研究与应用智能电网用户端智能化开关电器关键技术研究与应用 p 智能电器产品数字化创新设计研发智能电器产品数字化创新设计研发 u用户端电能管理系统正在实施的主要研究项目用户端电能管理系统正在实施的主要研究项目p 工业网络化集成控制系统工业网络化集

27、成控制系统p 智能电网用户端模拟实验环境研究及应用示范智能电网用户端模拟实验环境研究及应用示范p 智能电网用户端电能管理系统关键技术研究智能电网用户端电能管理系统关键技术研究 37我们在技术研究方面的进展我们在技术研究方面的进展u智能楼宇控制系统正在实施的主要研究项目智能楼宇控制系统正在实施的主要研究项目p无线远程无线远程I/O通信接口开发通信接口开发 p智能电网用户端集成管理关键技术研究与示范智能电网用户端集成管理关键技术研究与示范u用户端电气设备测试技术正在实施的主要研究项目用户端电气设备测试技术正在实施的主要研究项目 p智能电网用户端关键测试技术和测试平台研究智能电网用户端关键测试技术和

28、测试平台研究 p新型电网终端设备检测基地建设技改项目新型电网终端设备检测基地建设技改项目p智能电网用户端产品检测能力提升及装备产业化智能电网用户端产品检测能力提升及装备产业化 p用户端电气设备及系统测试技术研究用户端电气设备及系统测试技术研究 38在标准研究方面的进展在标准研究方面的进展u 跟踪和分析美国跟踪和分析美国NIST(美国标准技术研究院美国标准技术研究院)智智能电网技术标准最新进展能电网技术标准最新进展p分析美国智能电网标准化框架分析美国智能电网标准化框架 v1.0l25个已确认的标准、规范、协议、要求、指导及报告个已确认的标准、规范、协议、要求、指导及报告l50个待确认的标准、规范

29、、协议、要求、指导及报告个待确认的标准、规范、协议、要求、指导及报告p分析美国智能电网标准化优先行动计划分析美国智能电网标准化优先行动计划l电表（电表（PAP00/PAP05）l电网与消费者互动电网与消费者互动(PAP03/PAP04/PAP09/PAP10)l通信通信(PAP01/PAP02/PAP15)l输电和配电输电和配电(PAP08/PAP12/PAP13/PAP14)l新技术新技术(PAP07/PAP11)l新增三个优行动计划新增三个优行动计划(PAP06/PAP16/PAP17)p分析美国智能电网信息安全分析美国智能电网信息安全NISTIR 7628指南（指南（2010年年9月出版

30、）月出版）39我们在标准研究方面的进展我们在标准研究方面的进展u跟踪和分析跟踪和分析IEC智能电网技术标准新进展智能电网技术标准新进展p跟踪跟踪IEC/SMB/SG3工作工作l国际会议动态国际会议动态l提案提案p分析分析IEC 智能电网技术标准路线图智能电网技术标准路线图 p跟踪跟踪IEC/TC 8 /AHG4(智能电网应用案例工作组智能电网应用案例工作组)工作，工作，分析应用案例（分析应用案例（Use Case)l参加参加2011年年3月月IEC TC8 Smart Grid Workshop启动会议启动会议 l日本用例日本用例l韩国用例韩国用例40我们在标准研究方面的进展我们在标准研究方面

31、的进展u参与智能电网国家和行业标准制订工作参与智能电网国家和行业标准制订工作p梳理现有技术标准梳理现有技术标准p制订智能电网用户端设备技术标准体系制订智能电网用户端设备技术标准体系p制订智能电网用户端技术标准制修订计划制订智能电网用户端技术标准制修订计划l已完成已完成用户端智能配电系统通用技术要求用户端智能配电系统通用技术要求草案框架草案框架l2011年年9月月-12月完成月完成低压熔断器低压熔断器 第第6部分：太阳能光伏系部分：太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求统保护用熔断体的补充要求草案稿草案稿l2012年启动年启动智能电网用户端电能管理系统通用技术要求智能电网用户端电能管理系统通用技术

32、要求制定制定u参与制订我国智能电网技术标准体系参与制订我国智能电网技术标准体系41我们在平台建设方面的进展我们在平台建设方面的进展u国家智能电网用户端产品（系统）质量监督检验中心国家智能电网用户端产品（系统）质量监督检验中心p 目标目标 配合智能电网用户端产品的创新发展，达到增强共性技术攻关验配合智能电网用户端产品的创新发展，达到增强共性技术攻关验证和产品研发监测的服务能力，提高产品的质量和安全水平，促证和产品研发监测的服务能力，提高产品的质量和安全水平，促进我国对该类产品的认证监测技术体系建设的目的进我国对该类产品的认证监测技术体系建设的目的p 研究内容研究内容l跟踪与研究制定相关标准（规范）跟踪与研究制定相关标准（规范）l研究智能电网的最新技术及智能电网用户端的关键测试技术研究智能电网的最新技术及智能电网用户端的关键测试技术l建立世界领先水平的第三方认可测试试验室和公共监测服务平建立世界领先水平的第三方认可测试试验室和公共监测服务平台台p 建设内容建设内容l3个产品（系统）测试试验室个产品（系统）测试试验室l3个共性技术测试试验室个共性技术测试试验