智能电力系统与智能电网201011(卢强)

智能电力系统与智能电网

（SmarterPowerSystemsandSmartGrid）清华大学电机系卢强2010年11月1智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第1页!一、国外如何理解“智能电网”

（Smartgrid，Mr.Obama）美国电科院（EPRI）的“定义”“Apowersystemmadeupofnumerousautomatedtransmission

andreliablemanner.Apowersystemthathandlesemergencyconditionswith‘self-healing’actionsandisresponsivetoenergy-marketandutilitybusiness–enterpriseneeds.APowersystemthatservesmillionsofcustomersandhasanintelligentmunicationsinfrastructureenablingthetimely,secureandadaptableinformationflowneededtoprovidereliableandeconomicpowertotheevolvingdigitaleconomy.fromEPRI:智能电力系统可靠高效自愈信息通畅用户互动归结:

有愿望，没有解决思路!2智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第2页!

欧洲技术论坛的定义 ASmartGridisanelectricitynetworkthatcanintelligentlyintegratetheactionsofallusersconnectedtoit–generators,consumersandthosethatdoboth–inordertoefficientlydeliversustainable,economicandsecureelectricitysupplies

一、国外如何理解“智能电网”

（Smartgrid，Mr.Obama）

归结：一个能把用户与分布式发电厂聪明地整合在一起的，提供

经济和安全电力的电网称为SmartGrid用智能（intelligent）去定义智能（Smart），同意语的

重复，违反了定义的基本原则，说明没搞懂。3智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第3页!二、究竟什么是智能电力系统和智能电网2.1“智能”问题是一个“优化”问题2.2智能电力系统问题是一个多指标优化问题（Amulti-indexoptimizationsubject）三大类指标：安全、优质、经济标准优化指标集合（SOIS）：{安全稳定、品质优良、经济节能}

好——更好——最好good——betterthebest4智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第4页!三、多指标优化问题的解析数学一般表达式综合指标：电压质量、频率质量、电压安全稳定性、频率 （功角）安全稳定性、网损最小化、…How?NoWay！巨型条件变分问题！如何解决？唯有HCS!minLagrange’smethod:5智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第5页!4.2智能电网标准优化指标体系的制定1）动态和静态安全稳定裕度

2）网耗的降低率 3)f,V品质的改善度4）投入资金的节约度清华初步将三大类指标细化为3类200多条标准优化指标体系，定稿后上报国家发改委能源局。

极大化6智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第6页!4.4紧急控制、防止灾变2003年，美国8.14教训不可不引以为训类似美国8.14，若超高压或特高压线路突然中断一切皆由在线的智能调度系统（SmarterEMS，SEMS）自动完成！进入紧急控制状态7智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第7页!6.1动态数据共享平台

（dynamicdatasharingplatform,DDSP）DRTU(DynamicRemoteTerminalUnits)由2秒0.2秒，带时标（满足实时控制要求）PMU（PhasorMeasurementUnits）0.02秒级——直传可视化服务单元“swingcurves”0.2秒级——与DRTU时间尺度一致六、对结构图的简单剖析上与大网调，下与省调共享tx(t)08智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第8页!六、对结构图的简单剖析6.3先进状态估计系统与平台（ASEU）上从大网调下至每个省级调，都有提高SE计算

收敛率，合格率的迫切需求。在国网科技部和南网支持下，定于2011年研发成功

达到

收敛率100%计算速度小于次/1秒合格率远超过现有国内外所有状态估计方法可指明坏数据的来源，便于测量系统维护

状态估计结果可形成真状态数据共享平台9智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第9页!六、对结构图的简单剖析6.5发电厂与变电站的通信与受控器直调燃煤电厂，装备一台采用国际通信规约的受控机水电站宜采用国际标准建立数字化水电站对220KV枢纽变宜构建以IEC61850通信规约的通信机+受控机对微小型风电、太阳能、生物能微电网采用IECTC57WG17开发受控机10智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第10页!如此一来： IT计算机科学

电力系统知识、经验

创新方法论

创新控制理论基层受控器

智能广域机器人（SmartWideAreaRobot,S-WAR），在本质上，而不是体势上。政、产、学、研多结合，有望“十二五”建成真正意义上的智能广域机器人（S-WAR）示范工程。

八、电力广域智能机器人（S-WAR）11智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第11页!九、若干重要问题探讨与建言9.2电动车蓄能充放电站2020年全国3千万辆。2kW/辆，2个三峡！12智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第12页!九、若干重要问题探讨与建言

9.2-2“充”电站双功率接口(TwoPowerinterfaces)一开始规划设计就考虑，不要建成后再改建一接口充电（车主买电）另一接口放电（车主卖电）

车内有智能仪表，电价向车主透明，车主自控；

或大型停车场、居民区停车场由U-SEMS集控

应超前考虑该专项技术13智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第13页!10.2上海SEMS的一幅主人机界面图十、上海市调SEMS主站概览14智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第14页!综述美欧观点可见Smartgrid重点放在用户侧监控，重在配、供电网，将分布式发电加以集成，向用户提供安全、经济电能有目标----经济、安全，但无总体解决思路似乎信息畅达，用户与分布式发电站互动，就是智能电网无人敢于直接提出：实施电力系统智能调度这个核心问题（SmarterEMS，SEMS），看成是遥远未来。15智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第15页!2.3智能电力系统和智能电网定义一个具有多指标自趋优运行能力的电力系统称之为智能电力系统。

110kV及以下电压等级的智能电力系统称之为智能电网。16智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第16页!理念：由事件E激发控制由控制C消除事件TimebaseandEventdriven四、清华学派的理论和方法论无科学的理念和方法论，实施电力系统多指标趋优就无从下手用控制手段使E0则趋优化矣目的：消除事件集合E17智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第17页!4.3实现多指标优化运行技术途径4.3-1任意标准指标不满足(事件i)4.3-2自动调度机（控制指令）

4.3-3自动调度机（一组操作指令）4.3-4去操作受控对象直调的水、火电厂(AVC，AGC协同作业)220KV、110KV、35KV及10kV变电站变压器分头STATCOM、SVC、分相补偿电容器等无功补偿设备微电网管理电动车合理充放电。大中型用户（包括智能小区、大宾馆协约管控机制）最好再增加一定容量的燃气轮机群作为响应备用（电源充足时作动态无功备用）

切勿走入依赖“高能”蓄电池误区，拒绝日本商家“忽悠”18智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第18页!

五、大网调中心层面智能调度自动化系统

（SEMS）结构图

跨D-5000、OPEN-3000及CC-2000平台

采用IEC61970及IEC61850标准的SmarterEMS结构例：19智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第19页!六、对结构图的简单剖析

6.2动态SCADA（DynamicSupervisoryControlAndDataAcquisition）由现在2秒一个周期0.2秒一个周期一个飞跃式的进步20智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第20页!六、对结构图的简单剖析基于超实时仿真的控制策略测试平台ControlStrategyTestingPlatformDatafromASEU控制效果不理想控制效果好Operatingorders

6.4

两级变换单元与控制策略测试平台指令下发D（先进状态估计单元）21智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第21页!七、网、省、地三级调度皆需建立SEMS南方电网总调广东电力调通中心……NO.10供电片区片调用户群、微电网、用户群、微电网、NO.n供电片区片调NO.1供电片区片调地区调度优化指标体系用户群、微电网、用户年均断电率电压质量不合格率电压不平衡及谐波电压失稳可能性（机率）网损建设投资额

极小化南方电网总调更需建立自己的SEMS！例：22智能电力系统与智能电网201011(卢强)共26页，您现在浏览的是第22页!九、若干重要问题探讨与建言9.1