《电气工程新技术》+龙勇+Y2012201104+电器工程电子版本

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。电气工程新技术+龙勇+Y2012201104+电器工程智能电网的发展及对我们生活的影响电气工程新技术学习报告姓名：龙勇学号：Y2012201104班级：电气工程101目录TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc344988511一、概述PAGEREF_Toc344988511h1HYPERLINKl_Toc3449885121.1智能电网定义PAGEREF_Toc344988512h1HYPERLINKl_Toc3449885131.2什么让网络智能化？PAGEREF_Toc344988513h

2、2HYPERLINKl_Toc3449885141.3一个智能电网能够做什么？PAGEREF_Toc344988514h2HYPERLINKl_Toc344988515二、智能电网新特性与挑战PAGEREF_Toc344988515h4HYPERLINKl_Toc3449885162.1赋予用户控制的能力PAGEREF_Toc344988516h4HYPERLINKl_Toc3449885172.2智能电网的构件与测试PAGEREF_Toc344988517h4HYPERLINKl_Toc344988518三、智能电网与我们的生活PAGEREF_Toc344988518h5HYPERLINKl

3、_Toc3449885193.1智能家居PAGEREF_Toc344988519h5HYPERLINKl_Toc3449885203.2智能电表与家庭能源管理系统PAGEREF_Toc344988520h5HYPERLINKl_Toc3449885213.3智能家居设施PAGEREF_Toc344988521h6HYPERLINKl_Toc3449885223.5可再生新能源PAGEREF_Toc344988522h7HYPERLINKl_Toc3449885233.6电力消费者的参与PAGEREF_Toc344988523h8HYPERLINKl_Toc3449885243.7电力操控中心P

4、AGEREF_Toc344988524h9HYPERLINKl_Toc3449885253.8电动汽车PAGEREF_Toc344988525h9智能电网的发展及对我们生活的影响概述1.1智能电网定义智能电网是发展网络技术、设备制造、控制技术的融合，而快速响应当今世界对电力的需求。智能电网主要包括：智能网络、智能家居、可再生能源、大型电力消费企业、操作控制中心、智能电力分配系统、智能电力交通工具等方面。也许你已经从你的能源供应商那里听说过智能电网的相关信息。但是不是每个人都知道什么是智能电网呢？首先，让我们去掉“智能”两个字，即剩下“网络”这个词汇。它涉及到电力网络传输线、变电站、变压器以及更

5、多的把电力传输到你家里或企业的设备。比如打开电灯或则打开电脑时所用的插头。现在我们使用的电力网络是初建于1890年左右，然后以每十年为时间间隔的一次技术更新而造就现在的电力网络。今天，网络中包含9200多个发电单元，超过一亿兆瓦的发电能力，这些电力通过3000000里的电力线传输。虽然，电力网络被称为工程上的一个奇迹；但是，我们现在还在不断地延伸与发展它的能力特性。在将来，我们需要一个新型的电力网络，一个基于处理大量数字处理与计算的设备与网络，一个能够自动管理日益增长且复杂的电力需求的网络。1.2什么让网络智能化？简单的来说，现代数字化技术使得用户与电力运营商能够双方向的交流与通信，而沿着传输

6、线布置的传感器就是使得网络智能化的关键。就像Internet网络，智能电网是控制、计算机、自动设备、新技术与设备的集合。在这种情况下，智能电网中的技术能够有助于电力网络以数字化的方式对我们的电力需求进行响应。1.3一个智能电网能够做什么？智能电网代表着一个史无前例的电力发展与深入的机会，它使得我们的能源行业进入一个高稳定性、高能动性、高效率的时代，它让电力行业对环境更加环保。在从传统电网向智能电网过渡的阶段，我们将面临严苛的挑战：运行测试、技术改造、消费者的教育、新标准与规则的制定、工程信息共享等方面问题的顺利解决，才能够保证智能电网成为现实。智能电网的好处主要包括：更高效的电力传输、电力扰动

7、后快速恢复、更快速的电力存储、运营商的操作与管理费用的降低、用户更便宜的电力使用价格、对峰值电力需求的削弱、增加新能源并网规模与尺度、更好的融入消费者的自发电、更安全的电力网络等。今天，电力网络的崩溃往往会产生“多米勒骨牌”效应，从而危及到金融、通信、交通、地区与国家安全。这种威胁尤其在冬季更具有危险性，试想一个家庭在严寒的冬季没有供暖的情况会是什么样子？智能电网会给我们的电网增加一个弹性空间，以使得电网更好的处理例如严重风暴、地震、大规模太阳耀斑与恐怖袭击的紧急情况。由于它的双向交互能力，智能电网能够在设备失效或则停电的时候，能够自动的重新布置电力传输路径。这样就能够最小化停电的时间以及给我

8、们造成的影响。当一个区域停电发生的时候，智能技术将会监测出停电的区域，然后对这个区域进行隔离，避免由其可能导致的大规模停电。智能电网新技术也将有助于电网在紧急情况后，能够快速而有策略的恢复电力。例如，重新部署电力传输与紧急电力设备的投入。除此之外，智能电网将在用户自主发电管理方面占据巨大的优势，例如，当运营商供电失败的时候，智能电网通过整合各个用户的分布式发电资源，保持社区医疗卫生中心、警察局、交通灯、电话系统以零售店的电力供应与正常运行。另外，智能电网也是处理日益老化设备的一种好的途径，一种处理能源高效与唤起用户电力与环保意识的方式，一种增强国家应对自然灾害与袭击的能源系统安全方法。二、智能

9、电网新特性与挑战2.1赋予用户控制的能力智能电网不仅仅是运营商才能拥有与得益的技术。当你需要在能源消费做出抉择的时候，它能够给你提供相关的信息和工具。如果你已经在家里开始利用你的电脑进行例如家庭财务管理方面行为时；那么，你可以试想用同样的方式管理你的家庭电力消费的情况。智能电网能够赋予你以前从来没过的电力消费与管理的体验。举例来说，你不再需要等待每月的电费通知单来告知你每月的电力消费。在智能电网的帮助下，你将拥有一张实时而清晰的电力消费表。智能电表或则其它的机制将让你在电力消费的时候，能够看到你到底使用了多少电量与财务花费是多少。如果结合动态电价机制，它将通过在电力高价的时候购买少量的电力，而

10、在电力低价的时候购买更多的电力，从而到达节省电力消费的支出。如果你拥有自主发电系统，那么这种利益将会更大。2.2智能电网的构件与测试因为智能电网将包含成千上万的部分控制、电脑、电力传输线、新技术与新设备等。这将花费很长的时间让这所有的技术达到完美状态。所以，新设备的安装于测试往往会在只能电网达到理想状态前进行测试。这所有的一切工作不会在短时间内一下子得到解决。智能电网是不断演化的，一步一步的发展，在未来的十几年或则更长。但是，智能电网一旦成熟，它将像Internet一样对我们的生活方式、工作方式、娱乐以及学习方式产生巨大的影响。三、智能电网与我们的生活3.1智能家居智能电网将怎样影响我们的家庭

11、？它的影响从表面看来与现在的家庭没什么太大的区别；但是，在这背后却发生了很多的改变。甚至现在，很多的城市都运用智能电网的新技术，新设备与软件去节约能源。这些不断涌现的智能电网新技术得益于运营商和你的良好的交互关系。你家中的计算机控制或则设备中的计算机控制可以响应你的能源供应商发出的各种信号，而通过信号的响应可以最小化你的用电需求当电网处于供应压力时期，甚至你可以选择转移部分的用电需求到电力低价的时候。3.2智能电表与家庭能源管理系统智能电表为你和你的电力供应商之间提供了接口，智能电表替换掉传统的机械式电表，可以让你和你的电力供应商之间自动的传送复杂的数据信息。举例来说，智能电表可以为你传达一个

12、家庭电力消耗最小化模式的信号。它也能为运营商提供大量关于电力服务区域的电力运行相关信息。而由智能电表传来的信息可以在你的家庭能源管理系统中得到处理（EMS），它将以一种容易被理解的形式呈现到你的电脑或则手持式移动设备上。一个家庭的EMS允许你查看你的能源消耗细节而达到节能的目标。举例来说，你可以通过EMS的监控很容易的看到你家中各种电力设备的对供电需求的影响，你可以通过EMS很轻松地打开与关断你的相关设备；一个家庭EMS也允许你监控实时的电力信息与从运营商发过来的电价信号，然后通过一些设置让你在电力低价的时候，自动开启电力消耗设备。你同样也可以通过一些设置让你的一些设备自动关闭，当大规模的电力

13、需求可能造成停电的时候，从而有助于区域电力能源的平衡与防止大规模的停电发生。当然，你的运营商会为你这样的良好举动提供财务上的奖励。3.3智能家居设施在你的家中，很多的设施将会通过网络连接的方式协同运作，允你可以通过EMS系统对它们进行操作。当你准备回家的时候，一个EMS系统将为你提供在办公地点把你家中的取暖或则空调打开的能力，它也将可以保存你对某特定设施或设备的用电情况跟踪的数据。比如，你可以跟踪你的水泵或者你的一个新式能源节约型洗碗机的电力消耗情况。在电力需求高峰期，智能设施也可以响应电力供应商发出的信号，这种响应仅仅是简单的开关设备。举例来说，一个智能空调可能延长它的智能循环周期而到达减小

14、电网的负载压力。可能你没有意识到成千上万的空调都以同样的方式响应的时候给电网的影响。同样，智能冰箱可以错开它们的制冷周期，或则智能洗碗机可以错开它们的工作时间直到电力需求高峰的过去。当然，在整个自动控制期间，那些智能设施将不排斥消费者最高优先权的主动控制。例如，你可以立刻打开洗碗机，只要你忽视这给时段昂贵的电力高价。3.4家庭发电由于消费者对家庭发电系统的日益趋向，智能电网对其的交互管理将变得越来越重要。房顶的太阳能发电系统和微风发电机变得越来越切实可行，很多乡村地区的人们甚至考虑在溪流的附近安装一台小型的水利发电机。很多的公司也开始着手于家庭能源系统，通过这个系统我们可以自主制造热能与电力。

15、智能电网通过其控制系统与智能电表将帮助例如像家庭式的微型发电系统高效的链接到网络，它将会提供与处理大量的运行商与用户的信息，我们将会知道什么形式的剩余能量正在回馈电网系统。智能电网的一个潜在特性就是允许你的社区或则你的邻居自主使用太阳能发电阵列，而这种太阳能发电阵列将保持你的电灯一直明亮在运营商不能提供电力的时候。这种叫做“孤岛”的电力模式将允许一个家庭从分布式发电系统获得电力，直至电力运营商重新提供电力。3.5可再生新能源正如美国总统要求美国在2025年的时候，新能源的供电总量要达到整个供电结构的25%。然而，目前新能源的供电比例在美国这样新能源技术发达的国家仍然只有5%。什么因素阻止了我们

16、的前进？我们的传统电网应该负有部分责任。现实的情况是：太阳能和地热能等资源都在比较偏远的地带，但是大多数的电力需求却在远距离的城市。就像省与省之间的高速公路系统一样，我们需要电力高速传输通路把偏远地带的能源高效的传送到负荷中心；除去地域原因，目前的电网对像太阳能和风能发电的日益增长变得越来越难以适应。因为随着这些新能源电力的比例不断增长，电网对它们这部分电力的并网与管理变得越来越困难。而智能电网将会更好的利用这部分新能源，它将给电力运营商提供新的工具去减少在当太阳能发电处于低谷时候的电力快速需求，它将拥有更多的电力存储能力吸收太阳能与风能的过发电，然后在太阳能与风能发电的低峰时期把存储的能量释

17、放到电网。总之，智能电网的电力储存将消除新能源发电对电网供电的巨大波动，从而让他们更容易被使用。建设电力高速公路也将有助于解决这个问题，它会帮助把过剩的电力传送到电力需求的区域。相关研究表明：不同区域的风力发电互联有助于消除风力发电的巨大波动。换句话说，这个地方不刮风，另外一个地方总会刮风。拥有一条连接不同区域的电力高速公路将使得对整个电网的电力供应变得稳定，也能更好与更容易的利用新能源发电。3.6电力消费者的参与智能电网可能会给消费者提供很多节省购买电力支出的机会，而保证电网的高效与可靠运行。但是有些机会同时也会让消费者做出一部分的牺牲。比如，你不得不直到晚上才能开启你洗碗机。一个聪明的消费

18、者将会问“智能电网中我到底得到了什么好处？”，答案是“金钱”，特别的，参与智能电网系统的消费者将得到额外的金钱节约收入，对于拥有自主发电的消费者可能将看到以前不可想象的事情：电力运营商可能给你寄支票。3.7电力操控中心今天的电力传输系统，包括很长的电力传输线与高高的杆塔，它们看起来就像一条长蛇一样在陆地上蜿蜒，而它运行更像是一条河流。电力能量流沿着传输线传送，而在这个过程可能会有多个的电力传输路径。实际上，今天的电网运行管理者们对电网很少进行操控，他们的第一任务是为正在使用的电网发尽可能多的电力以便满足当时的电力需求。如果不是这样的话，整个电网的电压就会下降，从而造成电网的不稳定。电网操作者一般可以通过继电保护去保护事故的电力线路，从而知道那条线路正在使用；但是他们对电网的控制能力确实很受限制。3.8电动汽车如今美国已经有很多的公司向他们的消费者兜售电动汽车。通用公司正在生产雪佛莱沃特电动汽车，福特公司和霓裳公司也正在生产电动汽车，并且越来越多的公司正在生产各自独特的电动汽车。而智能电网将为充分利用这种电动汽车提供良好的基础。电动汽车可以非常明显的减少我们对化石能源的依赖，并且它在使用的过程中不会对空气造成污染