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中国电力与能源战略衡真教育1国家电网招聘“中国电力与能源战略”方面的考点如下:四、教材推荐中国电力和能源教材推荐一.中国能源概况及战略二.电网及特高压发展三.新能源四.智能电网相关知识五.国家电网企业文化
第一章中国能源概况及战略第一节中国能源概况我国能源资源与需求逆向分布,能源资源相对匮乏,能源结构不均衡。随着我国经济社会持续快速发展,如何实现能源资源优化配置已成为一道亟待解决的难题。建设智能电网,可大幅度提高电网对能源资源优化配置的能力。
一、中国能源资源分布现状我国能源资源主要分布在西部、北部和西南地区。其中,煤炭资源主要分布在西部和北部地区,水能资源主要分布在西南地区风能资源主要分布在西北、华北、东北和沿海地区,太阳能资源主要分布在北部和西部地区。
我国传统化石能源资源以煤为主,石油、天然气等优质化石能源相对不足。
1.煤炭资源分布
全国垂深2000米以浅煤炭资源总量为5.6万亿吨。全国煤炭保有储量为1.1万亿吨,排在俄罗斯和美国之后,居世界第3位。我国煤炭产量居世界第1位
1.煤炭资源分布79.7%的煤炭保有储量集中在山西、内蒙古、陕西、宁夏、新疆和黑龙江等西部和北部地区地区。我国经济较发达的北京、辽宁、天津、河北、山东、江苏、上海、浙江福建、广东等省市煤炭保有储量仅占全国的5%。
2.石油资源分布根据新一轮全国油气资源评价,我国石油远景资源量为1086亿吨,可采资源量为212亿吨我国石油资源主要分布在黑龙江、新疆、山东河北、陕西、辽宁、吉林等北部和西部地区。我国的大中型油气田大多分布在长江以北的东北华北和西北地区,油气产量占到全国的90%以上。3.天然气资源分布
我国常规天然气资源量约为56万亿立方米,主要分布在塔里木、四川、鄂尔多斯柴达木、松辽、东海、琼东南、渤海湾等盆地和地区。其中,塔里木、四川、鄂尔多斯天然气资源丰富,资源量约占全国总量的52.3%。天然气占能源结构比例5%,远低于24%的世界平均水平。
4.水能资源分布
我国水能资源技术可开发装机容量为5.4亿千瓦,年发电量为2.5万亿千瓦时,居世界首位;我国水资源主要分布在四川、重庆、云南、贵州、西藏等西南地区,这些地区的水能资源约占全国总量的2/3。长江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、澜沧江、黄河和怒江等大江大河的水能资源丰富,总容量约占全国经济可开发量的60%,具有集中开发和规模外送的良好条件。
总投资603.3亿元、总工期12年两个月、装机容量1260万千瓦的中国第二大水站——溪洛渡水电站,已于今春正式开工长江上再建两个三峡工程的计划已经启动。将在长江上游金沙江河段兴建溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩4座梯级电站。这4座电站的总装机容量达3850万千瓦,总装机容量和总发电量都超过两个三峡工程。已探明的最大水电站在雅鲁藏布的墨脱,可装机4380万KW5.核能资源分布
核能资源主要指铀矿资源。我国铀矿资源已勘查国土面积的预测储量超过数百万吨,主要分布在江西、新疆、内蒙古、广东、辽宁等省区。我国铀矿资源勘查程度低,已完成铀矿普查面积不到全国国土面积的1/3,具有良好勘探前景的500~1500米深度的地层基本没有开展勘探工作。14我国核能开发和利用我国正处于核电积极发展阶段,未来核电新增装机规模较大核安全是核电发展的生命线。加快我国核电发展,要求加强核电安全标准体系建设,始终把安全、质量放在头等重要的位置。要保证未来核电大发展,必须保障核燃料的充足、安全供应、需要继续加强国内铀矿资源的勘察工作;加强与铀资源丰富国家的开发合作;着力提高鈾资源的利用率1951年第一座100KW核电站在美国现在全世界有441座,总装机3.5亿kw我国秦山(30+2*60+2*70),大亚湾(2*90万KW)2020年我国装机达9.5亿kw,其中核电4000万kw未来15年计划修建40座100万kw核电站核电投资大:1.1~1.65万元/kw;火电:4000元/kw建设周期:核电70个月;火电:30个月核电比火电寿命长30年
6.风能资源分布我国风电开发潜力逾25亿千瓦,陆上离地面50米高度达到3级以上风能资源的潜在开发量约23.8亿千瓦,5~25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度风电可装机容量约2亿千瓦。我国陆上风能资源主要集中在内蒙古、新疆、甘肃、河北、吉林和江苏等省区。
大型风能发电基地主要集中在陆上的“三北”地区(东北、华北和西北)和东部沿海地区我国风能资源可分为四大区域:东部沿海及岛屿地区、三北(东北、华北、西北)地区、内陆局部地区和海上风能区。我国的风能资源分布
省区风能储量省区风能储量省区风能储量内蒙6,177.5山东393.6湖北192.7西藏3,993.0山西387.1广西168.1新疆3,433.0河南367.5浙江163.5青海2,421.4云南366.6宁夏148.4黑龙江1,722.8江西292.9福建137.2甘肃1,143.0安徽250.5贵州100.6吉林637.5湖南246.5台湾104.8河北611.9江苏237.6海南64.0辽宁605.8陕西234.2四川435.8广东195.0全国合计25,300.0
7.太阳能资源分布我国太阳能资源十分丰富。据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为14700万亿千瓦时,相当于4.9万亿吨标准煤。我国西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古、山西、陕西河北、山东、辽宁、吉林、云南、广东、福建海南等地区的太阳辐射能量较大,属于太阳能利用条件较好的地区,尤其是青藏高原地区太阳能资源最为丰富。我国能源探明总储量的构成:原煤87.4%,原油2.8%,天然气0.3%,水能9.5%。能源剩余可采总储量的构成:原煤58.8%,原油3.4%,天然气1.3%,水能36.5%。我国一次能源资源人均拥有量仅为世界平均水平的40%左右。
总体来看:
我国一次能源分布及区域经济发展的不均衡性和人均资源不足,决定了我国能源资源大规模跨区域调配和全国范围优化配置的必要性。
二、能源生产我国已形成了以煤炭为基础,电力为中心,石油、天然气、新能源和可再生能源全面发展的能源生产供应体系。我国能源生产总量中,煤炭占76.6%,石油占9.8%,天然气占4.2%,水电、核电、风电等一次电力占9.4%。
关于能源的几个概念常规能源(传统能源):已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气等都属一次性非再生的常规能源。一次能源:是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。一次能源包括化石燃料(如原煤、石油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。
关于能源的几个概念
可再生能源(一次能源):能够重复产生的天然能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源均来自太阳,可以重复产生。
不可再生能源(一次能源):用一点少一点,主要是各类化石燃料(如原煤、石油、天然气等)、核燃料。
清洁能源(绿色能源):不排放污染物的能源,如水能、风能、太阳能、生物能(沼气)海潮能等。
关于能源的几个概念
新能源:在新技术基础上加以开发利用的
可再生能源。
二次能源:由一次能源经过加工转换以后得到的能源,包括电能、汽油、液化石油气和氢能等。二次能源和一次能源不同,它不是直接取自自然界,只能由一次能源加工转换以后得到,因此严格的说它不是“能源”。
1.煤炭生产
煤炭是我国的基础性能源,煤炭生产地区集中度高。主要集中在山西内蒙古、陕西、河南四省(自治区)我国煤炭产量达到32.4亿吨,约占世界煤炭总产量的一半,居世界第一位。2.石油生产我国石油产量近年来保持平稳增长。我国原油产量2.03亿吨,约占世界石油产量的5%,是世界第5大石油生产国(前4位分别是俄罗斯、沙特阿拉伯、美国和伊朗)。受资源条件限制,我国石油年产量已接近峰值水平,未来增长空间有限。
3.天然气生产我国天然气生产正步入快速发展阶段,产量增长较快。我国天然气产量948.5亿立方米约占世界天然气产量的3%,居世界第7位(前6位分别是美国、俄罗斯、加拿大、伊朗、卡塔尔和挪威)。我国天然气生产主要集中在川渝、塔里木、鄂尔多斯、柴达木、松辽、东海渤海湾、莺一琼八大产气区,年产量占全国的95%。
4.电力生产我国发电装机容量达到9.66亿千瓦,全年发电量4.23万亿千瓦·时,是世界第二大电力生产国。
三、能源消费1.一次能源消费我国经济社会的快速发展对能源的需求持续增长。我国一次能源消费总量达到32.5亿吨标准煤。我国已成为世界最大的能源消费国。三、能源消费2.终端能源消费在我国终端能源消费中,优质能源消费需求的增长近年来明显加快,比重逐步增加。煤炭在终端能源消费结构中所占比重持续下降。石油和电力在终端能源消费中所占比重大幅提升。
第二节中国能源战略一、国家的能源战略2004年国务院常务会议讨论通过的《能源中长期发展规划纲要(2004~2020年)》提出“坚持以煤炭为主体、电力为中心、油、气和新能源全面发展的战略”。基于大能源观推动能源发展方式转变,需要坚持“五个并举”、突出“一个中心”。“五个并举”,即:能源开发与能源节约并举、传统能源与新能源开发并举、利用国内资源与利用国外资源并举、优化能源布局与优化能源输送方式并举、科技创新与制度创新并举。这是实现我国能源发展方式转变的基本路径。“一个中心”,是指坚持以电力为中心,把电力平衡作为能源平衡的重要支撑,把发电作为一次能源转换利用的重要方向,把电网作为能源配置的重要基础平台,把提高电气化水平作为优化能源结构、提高能源效率的重要举措,通过电力工业科学发展促进能源的可持续发展。能源战略为什么以电力为中心?把电力作为推动能源发展方式转变的中心环节,是由电力特性、资源禀赋和能源发展规律所决定的。能源战略以电力为中心,可以保障能源供应,缓解能源安全压力;可以优化能源结构,缓解环境保护压力;可以提高能源效率,降低能源强度;可以改善民生,服务和谐社会建设。总之,解决能源发展面临的突出矛盾和问题,推动能源发展方式转变,关键在于电力。1.加快发展输电有利于改变我国能源运输过度依赖输煤的格局2.加快发展输电有利于统筹利用全国环境资源3.加快发展输电有利于促进我国区域经济协调发展4.加快发展输电有利于提高能源运输的经济性
5.加快发展输电有利于提高我国土地资源的整体利用率加快发展输电优点输电方式是在煤炭产区建设坑口电厂,通过输电线路把电力输送到负荷中心地区,测算其落地电价;输煤方式是通过铁路或多种运输方式组合将煤炭运输到负荷中心,发电后上网,测算其上网电价(见图)。输电方式更加有利于抑制能源运输价格波动。输电方式是“一站直达”的能源输送方式,中间环节少。以电力为中心推动能源发展,是指把电力平衡作为能源平衡的重要支撑,把发电作为一次能源转换利用的重要方向,把电网作为能源配置的重要基础平台,把提高电气化水平作为优化能源结构、提高能源效率的重要举措,把实施“一特四大”战略作为电力发展的核心任务和推动能源发展转变的战略基点。而发展特高压,建设坚强智能电网,充分发挥电网优化配置能源资源的功能和作用,是实施“一特四大”战略的关键。以电力为中心推动能源发展方式转变,当前重要而紧迫的任务,就是实施“一特四大”战略,即:建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,实施输煤输电并举,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源发电基地建设,实行大规模、远距离输电,在全国范围优化配置能源资源,为经济社会发展提供可持续的电力保障。实施“一特四大”战略是能源发展方式转变的必由之路。其意义在于:一是实现能源资源规模化、集约化开发,提高开发效率。二是优化煤电布局,改变过度依赖输煤的能源配置方式,变输煤为输煤输电并举,更好地保障东中部地区的电力和能源供应。三是促进西部大开发和边疆地区发展。四是推动清洁能源和可再生能源的大规模开发利用,促进节能减排和生态环境保护。实施“一特四大”战略的关键是发展特高压电网。特高压是当今世界电压等级最高、最先进的输电技术。
发展特高压电网,应坚持交流、直流并重,在发展特高压直流的同时,着力构建“三华”(华北、华东和华中)特高压交流同步电网,为大型电源基地电力的送出、消纳和全国统一电力市场的形成搭建平台。
特高压:交流1000千伏及以上和直流正负800千伏以上的电压等级。特高压电网的特点:具有远距离、低损耗、大功率输送电能。对于减少能源损耗,优化电网结构将发挥重大作用。
三、能源发展的转型分析全球和我国能源状况入手,研究了我国能源发展面临的问题和深层次原因,并基于能源问题的复杂性和大能源观,实现能源转型:能源结构由高碳型转向低碳型,能源利用由粗放型转向集约高效型,能源配置方式由就地平衡型转向大范围优化配置型,能源供应由国内资源保障型转向国际国内资源统筹利用型,能源服务由单向供给型转向智能互动型。第三节解决能源问题的基本思路解决中国能源问题的基本思路:树立大能源观,统筹推进经济发展方式转变、能源发展方式转变和国际竞争格局转变。一、能源问题的复杂性1.综合性;2.差异性3.长期性;4.不确定性
二、大能源观大能源观—是指以系统论的方法,以可持续发展的理念,以全局的、整体的、历史的、开放的、普遍联系的视角去分析和研究能源问题。1875年,法国巴黎建成世界上第一座火力发电厂,标志着电力时代的到来。1882年,爱迪生在纽约建成世界上第一座商用发电厂(装机容量为660kW,采用1.6km110V直流电缆输电),标志着电力成为一种商品。第二章电网的发展历程1879年,中国上海公共租界点亮了第一盏电灯。1882年,第一家电业公司—上海电气公司成立。输电电压一般分高压、超高压和特高压。高压(HV):35〜220kV;超高压(EHV):330〜750kV;特高压(UHV):1000kV及以上。高压直流(HVDC):±600kV及以下;特高压直流(UHVDC):±600kV以上,包括±750kV和±800kV。
第一节电网的发展历程1908年,美国建成了世界第一条110kV输电线路;1923年第一条230kV线路投入运行;1954年建成第一条345kV线路。从230kV电压等级到345kV电压等级经历了31年。在345kV投运15年后,1969年建成了765kV线路。
1952年,瑞典建成世界上第一条380kV超高压线路。
1965年,加拿大建成世界第一条735kV超高压线路。1985年,前苏联建成第一条1150kV特高压输电线路。从500kV电压等级到1150kV电压等级用了20年时间。
第二节电网互联现状截至2013年9月底,中国形成了华北电网、华中电网、华东电网、东北电网、西北电网、南方电网、西藏电网六个同步电网,实现了除台湾外的全国联网。跨省跨区输电量从2003年的1326×l08kWh增加到2012年的6940×l08kWh。在加强大电网资源优化配置的同时,电网互为支撑、相互支援的能力显著提高。第三节电网发展趋势1.能源资源优化配置的能力不断增强加快建设特高压电网,实施远距离、大规模输电。建设以“三华”(华北、华东、华中)特高压同步电网为核心,以西北、东北电网为送端,交直流协调发展,网架坚强、安全高效、经济环保的现代电网,实现能源资源在全国范围内的优化配置。
2.系统安全可靠水平不断提升大机组和大电站必须接入大电网才能安全可靠运行,充分发挥效益。因此,电网互联使电网规模扩大,从而具备采用大机组和建设大电站的条件。电网互联后在发生事故时具有相互紧急支援的作用,同时由于联网后系统容量增加,使得发生故障后切除发电机组对电网的影响相对减少,提高了电力系统的安全性。3.未来电网发展⑴未来电网的主要特征是:①在电源组成上,以非化石能源为主的清洁能源发电占较大份额(2030年左右非化石能源在能源结构中占20%),大型骨干电源与分布式电源相结合;②电网结构方面,国家级(或更大范围)主干输电网与区域电网、配电网协调发展;③采用大容量、低损耗、环境友好的输电方式(如特高压架空输电、超导电缆输电、气体绝缘管道输电等);④智能化的电网调度、控制和保护;⑤双向互动的智能化配用电系统等。
3.未来电网发展未来电网发展的两大特征:
a.大规模可再生能源电力的集中和分散接入;
b.电网运行控制和用电的全面智能化。
未来电网的使命将发生重大变化:
a.灵活、高效的能源配置和供应系统,建立用户需求响应机制,分布式电源和储能将改变终端用电模式,电能将在电网和用户间双向流动,大幅度提高终端能源利用效率。
b.大规模新能源电力的输送网络,具有接纳大规模可再生能源电力的能力。
c.安全、可靠的智能能源网络,具有极高的供电可靠性,基本排除大面积停电的风险。
d.覆盖城乡的能源、电力、信息的物联网和综合服务体系,实现“多网合一”,成为能源、信息的双重载体。未来电网发展关键技术需求
发电技术
风力发电技术、太阳能发电技术、生物质能发电技术、新型核电技术等
输电技术
特高压交直流输电技术、大容量直流断路器和直流电网技术、高温超导输电技术、大容量电缆输电技术、气体绝缘管道输电技术等
配电技术
智能配电网技术、微网技术等
储电技术
超导储能、飞轮储能、抽水蓄能、压缩空气储能、电动汽车技术等
用电技术
物联网技术、智能用电技术等
辅助技术
电力市场技术、电网运行控制技术、大规模仿真计算技术等
第三章特高压输电第一节特高压输电发展动因及研发历程一、特高压输电发展动因
1.满足大规模、远距离:高效率电力输送要求
2.保护生态环境
3.提高电网运行安全性和社会综合效益
4.提高能源输送保障能力苏联是世界上最早建设特高压交流输电工程的国家。苏联从1980年开始着手建设连接西伯利亚、哈萨克斯坦和乌拉尔联合电网的1150kV特高压交流输电工程,工程于1985年正式运行。
二、我国特高压输电创新与实践1、中国特高压交流输电技术的发展1986年,开始对特高压交流输电进行研究1990-1995年,远距离输电方式和电压等级论证1990-1999年,特高压输电前期论证、采用交流百万伏特输电的可行性2004年特高压输电工程关键技术研究和可行性研究1、中国特高压交流输电技术的发展2005年,中国完成了1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程线路长度为640km,该工程于2009年初正式投运,其扩建工程于2011年12完成,实现了单回线路稳定输送500MW的目标2014年12月,浙北—福州1000kV2、中国特高压直流输电技术的发展20世纪50年代末,开始直流输电技术研究;70年代在上海建成直流输电试验工程;80年代末建成舟山直流输电工业性试验工程;1990年建成(±500kV、1200MW)葛洲坝-上海
直流输电工程(中国第一条)。2、中国特高压直流输电技术的发展2003年三峡-常州2004年三峡-广东2007年三峡-上海三个±500kV、3000MW工程2、中国特高压直流输电技术的发展2011年2月投运,宁东-山东±660kV(世界首个)柴达木-拉萨±400kV(世界最高海拔、重要的里程碑)2、中国特高压直流输电技术的发展2010年向家坝-上海±800kV,额定功率6400MW全长1892km世界上电压等级最高、输电容量最大、书店距离最长、技术最先进的特高压直流工程2、中国特高压直流输电技术的发展2012年锦屏-苏南±800kV,额定功率7200MW全长2059km2014年1月,哈密南-郑州±800kV,额定功率8000MW,全长2210公里(电力丝绸之路)2014年7月,溪洛渡左岸-浙江金华8000MW,全长1680公里(又一重要里程碑)
第二节特高压交直流混合电网一、交直流输电技术的特点交流输电工程:中间可以落点,具有网络功能,可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成电网。交流输电线路的输电能力与电网结构、交流输电线路在电网中所处的位置、运行方式等因素有关。直流输电工程主要以中间不落点的两端工程为主,可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。直流输电可以减少或避免大量过网潮流,按照送、受端运行方式变化而改变潮流,潮流方向和大小均能方便地进行控制。
交流与直流都是电网的组成部分,在电网中的应用各有特点,两者相辅相成;电网的发展不能单纯依靠直流输电,需构建交流、直流相互支撑的坚强电网。二、特高压交直流混合电网特征特高压交直流混合电网是指在超高压交流电网的基础上采用了l000kV交流和±800kV及以上直流特高压并联同步或异步输电的输电网。交直流在电网中的应用各有特点,两者相辅相成,互为补充。直流输电的稳定性能与受端电网电气强弱有关。直流系统的控制在大多数交流和直流之间的相互作用中起着重要的作用,因此在评估交流系统强弱时必须考虑直流控制的作用。
三、特高压电压等级选择的原则(1)与新覆盖的地理范围、电力系统的规模相一致;(2)与现有超高压电压等级的技术经济合理配合;(3)与电网的平均输电容量和输电距离相适应;(4)输变电设备从开发到可以用于工程的时间相协调;(5)特高压输电技术的可用性与输电需求相统一;(6)与新的发电技术相互促进。
第四章智能电网相关知识
第四章智能电网相关知识国家电网公司提出的坚强智能电网概念:以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。智能电网的内涵1、坚强可靠2、经济高效3、清洁环保4、透明开放5、友好互动智能电网包括:智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电、智能调度。智能发电的发展目标是通过在常规能源、清洁能源及储能应用方面加强研究并应用各种新技术,促进电源结构优化,促进新能源发电集中并网,适应清洁能源规模化发展的需要。二、智能输电1.智能输电智能输电是指利用特高压、柔性输电、超导输电,以及直流输电等前沿技术,完成远距离、大容量、低损耗、高效率的电能输送。柔性输电技术是用大功率电力电子装置,控制调节电力系统的运行参数或网络参数,优化电力系统的运行状态,提高输配电系统的可靠性、可控性、运行性能及电能质量。
三、智能变电站智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
四、智能配电智能配电是指以灵活、可靠、高效的配电网网架结构和高可靠性、高安全性的通信网络为基础,支持灵活自适应的故障处理和自愈,利用信息通信、高级传感和测控等技术,满足高渗透率的分布式电源和储能元件接入的要求,满足用户提高电能质量的要求。我国已在建设网架坚强、可靠运行的配电网方面开展了大量的工作,并在基于配电网自动化的智能配电网建设方面进行了有益的尝试。
智能配电涉及的技术领域主要有:(1)配电网规划。(2)配电设备智能化。(3)配电自动化。⑷分布式发电/储能与微电网的接入与协调控制。
五、智能用电智能用电依托坚强电网和现代管理理念,利用高级量测、高效控制、高速通信、快速储能等技术,实现市场响应迅速、计量公正准确、数据采集实时、收费方式多样、服务高效便捷构建电网与客户电力流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。
1.智能用电的特征⑴技术先进:自主创新并消化吸收计量、控制、通信、储能、超导等新技术。⑵经济高效:推动可再生能源利用、经济用电和提高能源效率。⑶服务多样:满足客户多元化、个性化需求。⑷灵活互动:实现电能、信息和业务的双向交互⑸友好开放:充分利用电网资源为客户提供增值服务。2.电价政策
电力公司根据电网负荷特性确定峰谷时段,在高峰期提高电价,而在低谷期降低电价。⑵阶梯电价全名为阶梯式累进电价,是指把户均用电量设置为若干个阶梯,第一阶梯为基数电量,此阶梯内电量较少,每kWh电价也较低;第二阶梯电量较高,电价也较高一些,第三阶梯电量更多,电价也更高。随着户均消费电量的增长,每kWh电价逐级递增。
六、智能调度智能调度具有支持系统体系结构、统一建模、电网实时监控与预警、调度预警与决策支持、节能发电调度以及安全防御等功能。智能调度综合运用各种先进科技和智能化手段,面向调度全维度业务和调度生产全过程,实现量测、建模、分析、决策、控制、计划和管理全方位智能化,形成安全防御、经济优化、高效管理三位一体的全景分布式一体化的电网调度体系。智能调度体系的特征是:敏锐的全景化前瞻预警、优化的自适应自动调整、多维的全局协调控制、统筹的精细化调度计划、规范的流程化管理、高效的网络化信息通信。我国在智能调度方面取得的成果:我国在数字电网关键技术、电网调度自动化技术、电力系统在线稳定分析、电网控制技术、电网可视化和数据整合、电力调度数据网络、监控系统的标准化建设等方面开展了大量的研究和应用工作,并在许多领域取得了重大进展,为电网的安全稳定运行提供了坚实的技术支撑。第三节智能电网的社会效益和经济效益一、智能电网与环境保护近百年来,随着二氧化碳等温室气体排放量不断增加,大气的温室效应不断增强,造成全球气温升高,其后果是使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,又影响着人类的食物供应和居住环境。
环境污染、生态失调和资源枯竭等种种矛盾,正日益威胁着人类社会的和谐发展。因此必须寻找一种绿色能源来实现人类社会的可持续发展。说到绿色能源,很多人会立刻想到太阳能和风能。但是由美国政府资助的一项研究表明,提高电网的使用效率更是一项环保良策。
在节约能耗的基础上,智能电网对于有效地控制和减少温室气体排放具有明显的功效。应当说智能电网的推广是提高能源独立性的重要步骤,它可以降低人类对化石燃料的依赖,减少温室气体的排放量。据美国“智能电网联盟”的研究结果显示,美国电网的使用效率每提高5%,就相当于减少5300万辆汽车的燃料消耗和碳排放。
在中国,到2020年,预计智能电网将帮助电力企业减少14%的二氧化碳排放量。因此,环境学家们多年来一直在讨论建立智能电网,通过信息网络技术,形成高效的电能分配系统,减少浪费,提高电力系统的可靠性。
美国研究结果表明,智能电网潜在的环境和经济优势是不容忽视的。家庭用户每年的电费平均降低了10%。每年能够将公用电网高峰负载降低15%,相当于减少了3000万辆路面行驶车辆的尾气排放。这相当于超过10万亿kWh的电量,而为了获取这些电量,就需要建设100座大型燃煤发电厂。
到2030年,全球的电力需求预计将增长82%。满足这一需求的主要方式就是建设更多新的燃煤和燃气电厂,届时,全球温室气体排放量预计将相应地上升59%。建设一个技术型的智能电网能帮助抑制温室气体排放量的不断增长。
智能电网的核心价值是提高能效,减少温室气体排放,利用各种高科技手段提升发电、输电、配电、用电各环节的运行管理水平,节约资源,保护环境。智能电网的推广可减少25%以上由传统发电产生的二氧化碳,这相当于1.3亿辆汽车启动瞬间二氧化碳的排放量。智能电网还可以提升供电及服务质量,并带动整个产业链的发展。智对环会的积极贡献。二、智能电网与经济增长智能电网建设将对我国经济社会及相关产业发展产生积极的拉动作用。有专家预计,到2020年,全国智能电网方面的投资累计将超过4万亿元,这将大大促进经济社会的发展。发展智能电网,不仅可以使电网企业受益,而且可以使社会、电力用户及发电企业都取得更好的经济效益。
智能电网对经济增长的贡献主要表现在:(1)坚强智能电网的“坚强”在于特高压骨干电网建设。特高压输电可以解决长距离输电带来的功率瓶颈、输送损耗、传输效率和土地资源占用等问题,实现我国“西电东送”的能源战略目标,把西部优质的煤气资源转换为清洁的电能输送到东部经济负荷中心,这样既促进了西部的资源型经济发展,又保证了东部沿海地区经济的持续发展。
(2)智能电网的主要目标是实现大规模可再生能源并网
解决随机性、间歇性的风力、太阳能等大型新能源发电并网带来的冲击问题,促进新能源的有效利用,带动边远或区域经济的发展,逐步提高绿色能源的利用率。同时也将带动风电设备、太阳能光伏设备等产业的快速发展。
(3)智能电网将全面支持电动汽车、微电网和大容量储能装置等新型用户接入。智能电网是减少汽车的燃油消耗、降低城市大气污染、提高终端能源利用效率及建设“两型”(资源节约型、环境友好型)社会的必然选择。这些新型用户,将极大地改变电网的运行方式,带来电能质量和电网调峰等诸多问题。而智能电网将充分面对这些问题并给出解决方案,这将极大地促进电动汽车和储能装置产业经济的发展。(4)智能电网可以指导用户科学用电通过建设智能用电服务体系,电力用户通过互动终端可以随时掌握实时用电信息,并根据自身用电需求;通过工厂能源管理系统来调整用电设备在不同时段下的用电策略,实施“需求侧响应”,降低电能等能源消耗成本,提高企业的经济效益。(5)智能电网为发电侧带来收益①可以优化配置电力资源,通过移峰填谷可以提高负荷率、降低高峰负荷,从而可以推迟或缓建电源装机,减少装机投资。②负荷率提高可以稳定机组出力,降低发电煤耗,减少发电成本,增加电厂收益。减少大气污染物排放,降低环境治理费用。③稳定的系统运行可以增加发电设备的寿命从而降低发电企业的运行和维护成本。
(6)智能电网能够减少环境污染造成的经济损失
我国每排放1t二氧化硫,将造成经济损失6000元左右。据此估算,到2020年智能电网将减少90万吨的二氧化硫排放,可以减少经济损失54亿元。
智能电网的运行使得社会产生良好的节能效果,相当于全社会经济发展减少了能源投入即降低了经济发展成本。假设节约的能源都是煤炭资源,按照每吨煤炭价格800元计算,到2020年智能电网累计的节能量,相当于减少社会能源投入费用约2000亿元。
三、智能电网与节能减排节能:节约物质资源和能量资源。减排:减少废水、废渣、废气排放和噪声污染。建设坚强智能电网是转变电力发展方式,实现能源和电力工业科学发展的必由之路。我国一次能源以煤为主,清洁能源比重偏低,结构性矛盾突出。智能电网将彻底改变人们对能源的使用习惯,是应用一切低碳技术的基础和核心;同时,智能电网是节能减排和清洁能源介入的纽带,是最具政策一致性的领域。节能方面:
可再生能源的规模化利用,减少了化石类能源的消耗,特高压智能输电,可有效减少线路损耗;用电企业根据电网的峰谷曲线来调整自身的用电时段,减少高峰用电,增加低谷用电,减少了电网的调峰储备负荷;智能控制技术帮助用户节能,减少长明灯、长流水等现象。智能电网技术将有效推动我国合同能源管理政策的落实,促进节能服务公司的发展形成巨大的节能服务市场。减排方面:智能电网对可再生能源的规模化接入更加友好,降低了化石类能源的消费比重,减少了燃煤或燃油电厂的排放;智能电网支持电动汽车的广泛应用,提高了清洁能源在终端的使用效率,减少了燃油汽车的尾气排放,降低了城市的大气污染。
到2020年,如果要达到非化石类能源占一次能源消费比重达到15%左右,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的目标,则清洁能源装机容量需要达到5.7亿kW。我国的水能、风能、太阳能等可再生能源资源规模大、分布集中,且大多处于西部和北部地区,需要走集中开发、规模外送和大范围消纳的发展道路。
从我国基本国情出发,充分发挥特高压和智能化技术的综合优势,建设安全水平高、适应能力强、配置效率高、互动性能好、综合效益优的坚强智能电网,是清洁能源发展、节能减排、能源布局优化和结构调整的战略选择,是落实国家能源战略部署,推动低碳经济发展,促进经济发展方式转变的重要举措,是立足自主创新,建设创新型企业,服务创新型国家建设的重要实践。
四、智能电网与产业升级温家宝总理在2010年的政府工作报告提出“要加强智能电网建设”,智能电网建设已经被提升为国家战略。根据国家电网公司确定的投资计划,未来10年在智能电网上的总投入将超过4万亿元。业内专家预计,按照投资拉动10倍测算,中国智能电网的规划和建设将实现40万亿元的产业规模。
四、智能电网与产业升级智能电网不仅是电网企业战略转型的必由之路,而且已成为全球各国应对能源安全气候变化和环境污染的重要举措,智能电网已成为转变经济发展方式、引领技术创新、推动新兴产业发展的引擎,并成为社会业界的共识。智能电网将是一个庞大的技术、产业、政经综合体,囊括从发电到用电的所有电力环节,将带动新材料、高端设备研发、清洁能源、节能减排等多行业发展,同时涉及能源布局乃至国家能源安全。
四、智能电网与产业升级智能电网将使电工电气设备实现产业升级。智能电网的信息化、自动化、互动化对一次和二次设备的融合提出了更高的要求,智能高压组件、电子互感器、智能电能表、智能终端等智能化设备的巨大市场需求为传统的电工电气设备产业的升级和技术创新提供了难得的机遇。四、智能电网与产业升级智能电网将促进信息通信产业的迅猛发展信息通信是智能电网建设的重要支撑平台,信息安全、通信传输、传感计量、数据处理等都是信息服务业发展的重点领域,智能电能表、互动设备、智能家电等的广泛应用为智能芯片带来了巨大的需求。智能家居、智能社区、智能楼宇的建设促进了云计算、物联网、智能服务等产业的发展。
四、智能电网与产业升级智能电网将带动新兴产业的发展。智能电网将有效管理电网受电、可再生能源发电和储能装置之间的电能供需关系,解决风电、太阳能等可再生能源的间歇性、随机性、波动性对电网的冲击。智能电网将有效解决大规模电动汽车对电网带来的负荷冲击和电能质量问题,给新能源汽车等新兴产业带来巨大的投资机会。四、智能电网与产业升级智能电网的深入推进将提速智能小区、智能楼宇、智能园区和智能城市的建设,这给家庭能源管理及优化、楼字节能分析、企业耗能分析、区域耗能监视、引领技术创新、推动新兴产业发展的引擎。智能电网将是一个庞大的技术、产业、政经综合体,囊括从发电到用电的所有电力环节将带动新材料、高端设备研发、清洁能源、节能减排等多行业发展,同时涉及能源布局乃至国家能源安全。
五、智能电网与能源利用能源是人类生存发展的重要物质基础进入21世纪以来,世界能源供应、能源安全、能源效率、能源环境等问题日益凸显据统计,近10年来世界一次能源消费总量增长了1/4。2009年达到173亿吨标准煤。按照目前的能源储量和开发强度测算,世界化石类能源平均可开发时间已不足百年
五、智能电网与能源利用传统化石类能源不可再生,其大量开发也带来了气候变化、环境恶化等一系列问题我国的能源利用效率仅为33%,比发达国家低10个百分点;单位产值能耗是世界平均水平的两倍多,分别比美国、欧盟、日本高2.5倍、4.9倍和8.7倍;我国8个行业(石化、电力、钢铁、有色、建材、化工、轻工、纺织)主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%,我国能源利用效率亟需提高。五、智能电网与能源利用智能电网的提出为电力行业解决能源利用效率低的问题提供了契机。与传统电网中火力发电占居全国发电量首位相比,清洁能源将成为智能电网的主力军。总的来说,智能电网的主要驱动力是人类对可再生能源的大规模利用。
五、智能电网与能源利用智能电网为可再生能源发电并网提供了条件。与传统电网不同的是,智能电网应用了大量的信息网络技术,使其更像互联网,因此具有极强的互动性。
用户“卖电”例如,家庭安装的各种小型发电站,如果发电量超出了家庭需求量,就可以把多出的电量通过智能电网传输到其他需要用电的地方。作为一种“卖电”的行为,家庭因此可以获得收入。
用户“买电”阴天或者没有风的天气,家庭太阳能和风能发电站就无法正常工作,此时用户想用电,则可以通过智能电网购买所需电能,这又是一种“买电”的行为。居民在获得经济效益的同时也使得能源得到了合理化配置,提高了利用效率。
五、智能电网与能源利用与传统能源不一样,清洁能源在用电对象和用电方式上将更加灵活。例如,建设了电动汽车充换电站后,当电动汽车接入充电电源时,其电池系统能够通过充换电网络服务平台与电网直接进行交互。车主通过车内显示屏就可查询电池剩余电能、行驶公里和附近的充电场所。如果车主长时间不使用汽车,还可以出售所储存的电量。
六、智能电网与技术创新智能电网是全球范围内由于能源变革所催生的经济和技术的综合载体,智能电网为能源和信息技术的集成创新提供了一个崭新的舞台。我国在智能电网的规划、关键技术研究、示范工程、标准体系、试验能力等方面的技术创新十分引人注目。
六、智能电网与技术创新电动汽车充放电、新能源并网等技术领域与先进国家处于同一起跑线;在特高压输电、大电网安全稳定与控制、信息网络建设智能调度等方面居于世界领先水平;但在配网自动化、可再生能源利用、节能服务等领域,与国际先进水平相比还有一定差距。只有通过技术创新,才能继续保持优势,逐步弥补劣势。
六、智能电网与技术创新要推动技术创新,首先要积极扶持和培育创新主体,要充分发挥创新基地的先导作用,加速新兴产业的集约化、规模化发展,提高创新能力和核心竞争力。要进一步优化技术创新环境,完善鼓励创新、引导投资和促进消费的政策体系,提供更为规范、高效的公共服务,支持关键技术研发和重要设备研制,倡导绿色电力消费理念;同时,要保护知识产权,创造有利于创新型企业公平竞争发展的良好环境。
六、智能电网与技术创新智能电网的技术创新相当程度上是能源与信息技术的集成创新,反过来,能源与信息技术的创新发展也进一步促进了智能电网的发展可以预料,未来的智能电网将构建能源信息一体化公共服务平台,在提高能源和信息服务的同时,也为智能电网提供了一个技术创新平台
七、智能电网与电网安全电网安全运行贯穿于能源接入、输电、变电、调度及配电的全过程。在能源接入方面,智能电网通过集成先进的信息、自动化及储能技术,能够对包括清洁能源在内的所有能源进行准确预测和统筹安排有效解决因大规模清洁能源接入而产生的电网安全稳定运行技术问题。
例如,风能、太阳能发电形式具有波动性和间歇性的特点,智能电网的深度调峰和快速调节技术,可从容应对系统调峰调频、并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等技术挑战。
七、智能电网与电网安全在输电、变电、调度方面,智能电网可以实时监控电力系统的运行状况,在故障发生之前消灭可疑隐患。智能电网能够通过智能高压组件,及时发现可能引发较大事故的隐患,比如变压器过热、高压电缆断裂等。高级应用软件将评估这些隐患及可能带来的后果,确定若干种补救方案,并模拟每种方案的实施效果,将最有效的解决方案提供给调度人员。调度员则调配电网中的自动控制装置,迅速采取相应的措施。
七、智能电网与电网安全
就算事故不可避免,智能电网也可以隔离故障线路,阻止事故扩散。一旦故障发生,整个电网就将被拆分为若干个“孤岛”,每一部分都必须独立运作。每座孤岛都将尽最大的努力,重新选取电源点重新规划电力输送路线。尽管这种调整可能导致电压波动,甚至造成小范围的电力中断,但是却能避免故障向外扩散,防止大面积停电事故的发生。检修人员修复故障线路之后,调度人员就可以将每座孤岛平稳地重新连入整个电网之中。一旦恢复供电系统便会再次自动调整,优化自身的运行状态。七、智能电网与电网安全在配电方面,智能电网能使电能质量和电网可靠性得到显著的改善,让配电网更安全、更可靠、更智能。灵活、多样的双向通信使得对故障区域的远程识别、定位、隔离和恢复供电将更为迅速,而不必频繁召唤运行维护人员。通过先进的配电网自动化管理系统和自动响应机制,可以大大减少配电网的停电时间,并创建一个能够“自愈”的配电网。
七、智能电网与电网安全通过实时掌控电网运行状态,及时发现、快速诊断和消除故障隐患,在尽量少的人工干预下,快速隔离故障、自我恢复,避免大面积停电的发生,还能延长变配电资产的使用寿命。面对日益增长的电力需求和逐渐老化的电力基础设施,通过提高配电网自动化和智能化水平可满足用户对电力质量和可靠性不断提高的要求。
八、智能电网与电力市场一直以来,我国的供电企业与电力用户的电能传送是单向的,随着大量分布式能源的接入,实现双向的电能传送已成为可能,使用户也可以向电网送电。我国目前相对固定的电价,制约了供用电双方电能交易的发展,只有制定灵活的电价策略,采用智能化的技术手段,建立供用电双向互动的电能交易平台,才能有效促进用户侧电力市场的发展八、智能电网与电力市场通过电能供给和需求的互动,智能电网可以引导用户主动参与需方响应,用户可以根据峰谷平时段电价的波动,来选择一个合适的时机买卖电能。用户通过电力市场交易平台可以及时获得实时的电能供求价格信息,确定交易对象、交易品种和交易数量,并将买卖指令发送给电能交易所,从而实现一个完整的交易过程。八、智能电网与电力市场通过电能交易双方的良好互动,用户在买卖电能的过程中获得了自由的选择权,并获得自身经济收益最大化。而电网企业通过竞争,充分挖掘用户需方资源,在保证电网的安全经济运行的基础上,提高了全社会的能源利用率。
八、智能电网与电力市场智能电网给电力用户带来许多实惠。一方面,通过发挥坚强智能电网“削峰填谷”作用,减少电力装机和发电企业投资,同时增加发电企业的机组利用小时数,提高发电机组的稳定运行水平和发电效率,增加发电企业的效益;另一方面,电力用户可以通过电力市场交易互动平台,减少高峰时段用电量并在低谷时段卖出电量,不但减少了电费支出,而且可获得卖电收益。
八、智能电网与电力市场总之,智能电网将深入推进中国电价机制的改革,并逐步形成与之关联的电力市场通过电网、电价、市场和监管等要素,建立电源、电网与电力用户之间透明、开放的电力市场,达到社会节能减排、电网削峰填谷用户节能等多方共赢的效益目标。
九、智能电网与用户服务在智能电网中,用户是电力系统不可分割的一部分。智能电网将用户的需求及时反映到电网的动作中,使用户在与电网的互动中获得更多的信息并选择合适的服务。鼓励和促进用户参与电力系统的运行和管理是智能电网的一个重要特征。通过智能电网与用户的交互,可以促使电力用户发挥积极作用,实现电力运行和环境保护等多方面的收益。九、智能电网与用户服务智能电网用户服务主要包括用电信息采集、可再生能源接入、电动汽车充放电、智能用能服务、双向互动服务、营销业务管理智能量测管理、客户供用电安全和供电服务等。
(1)用电信息采集是用户服务的基础要求,为智能电网的分布式电源管理、充放电与储能管理、智能量测管理和营销业务应用提供数据支持,最终实现电力用户的全覆盖和用电信息的全采集,以及全面支持费控管理。
九、智能电网与用户服务
(2)智能电网帮助用户实现太阳能、风能、生物质能等可再生能源接入电网,实现分布式电源的远程监视控制、双向计量和结算等功能,满足分布式电源“即插即用”的需求,减少对化石类燃料的依赖,提高清洁能源的利用率,构建电网和客户之间的新型供用电关系。
九、智能电网与用户服务
(3)智能电网为用户提供智能用能服务,实现小区、楼宇、家居用电信息管理、能效管理、实时负荷和异常用电分析、自动抄表、智能家电控制和社区增值服务。通过能耗监测和能效评测,帮助用户进行需求侧管理,为客户节能改造提供参考和建议,为能效项目实施效果提供验证。
九、智能电网与用户服务
(4)智能电网通过网络、手机、自助终端、95598网站等手段为用户提供灵活多样的双向互动服务,包括信息定制、智能营业厅、多渠道的自助缴费、用户故障诊断与处理、电费双向自动结算、智能化业扩报装、在线安全用电等。智能电网充分考虑客户个性化、差异化服务需求,实现能量流、信息流和业务流的双向交互,为客户提供灵活定制、多种选择、高效便捷的服务,满足多样化用电服务需求,提升客户满意度。
九、智能电网与用户服务
(5)智能电网的充换电网络为电动汽车的跨区域行驶和充电管理提供了坚强的能源和信息支持,大型公共充换电站可以满足用户快速充电或换电的需求,而小区或办公区域停车场的充电桩则可以满足用户慢速、经济地有序充电的需求。九、智能电网与用户服务
(6)智能电网通过智能量测、通信和控制技术,构建智能量测管理系统,满足电力用户自动化检定和检验、数字化校验、量值传递、寿命评估、计量故障自动管理、各类客户计量计费、实时监测、智能控制等要求。
十、智能电网的先进性智能电网的显著特征是能源流、信息流和业务流高度融合,其先进性主要表现在:(1)具有坚强的电网网架和严密的电网安全运行防御体系,借助大电网安全稳定运行控制、广域相量测量、网厂协调、智能调度、输变电设备状态监测等技术,及时发现电网运行出现的运行扰动或故障,并能迅速处理,防止事故或事件的进一步扩大或升级,保证电网安全稳定运行。
十、智能电网的先进性
(2)通过特高压输电、电力储能、微电网、电力电子等关键技术,满足间歇性、波动性的可再生能源无障碍接入,保证了风电、光伏等新能源的远距离传输和大规模应用;同时,电动汽车的广泛应用和有序充电,既提高了清洁能源的终端利用率,降低了城市的大气污染,又使电网的负荷曲线更加平滑,减少了电网的高峰负荷储备,提高了电网的经济性和能效。十、智能电网的先进性
(3)在建设坚强灵活的配网网架基础上,采用馈线自动化、网络拓扑分析、微电网、电力电子等关键技术,提高配网自愈和自恢复的能力,提高配网的供电可靠性。当故障发生时,电网可以快速隔离故障,选择其他路径继续供电,实现自我恢复,避免局部或区域停电的发生。十、智能电网的先进性
(4)通过电价、电量实时配置等激励政策,依托智能电网互动服务平台,实现电网与电力用户的友好互动。用户通过平台可以实时了解电网供电状况、查询电价和停电信息、实现购电缴费,还能享受到电网通过提供的家庭能源顾问等专业化服务;电网可以利用网架、通信和客户等优势资源,为社会广大用户提供多元化和个性化的增值服务。
十一、智能电网建设的必要性建设智能电网是经济社会持续快速发展的必然要求。智能电网创造的价值是巨大的。智能电网是解决未来能源输送问题的理想方案,是电网发展的大势所趋。智能电网能够降低人类对化石燃料的依赖,减少温室气体的排放量,积极应对气候变化,适应可再生能源的大规模开发,这是传统电网不具有的。十一、智能电网建设的必要性智能电网在保障安全供电的同时,也有良好的经济效益。智能电网建设将带动信息、通信、电气设备、新材料、现代服务业等多个领域的技术进步和产业发展,促进智能楼宇、智能家居、智能交通等领域的技术创新和设备研发,进一步推动我国电工、电子、信息、通信装备的自动化、数字化、信息化水平的提升和交叉融合。
十一、智能电网建设的必要性智能电网可以提高电网企业的运行效率及供电可靠性,并降低成本。依托智能电网的用户服务平台,通过实施灵活的电价策略来转变用户的用电行为,引导用户主动参与需方响应,实现用户错峰用电,达到用户获得实惠、电网平稳供电、社会少建电厂的多赢目标。智能电网将会产生巨大的经济效益和社会效益,发展智能电网是历史的必然。
十二、坚强智能电网建设的重要意义1.坚强智能电网建设是经济社会可持续发展的需要2.坚强智能电网是促进清洁能源开发和利用的重要手段3.坚强智能电网建设是电网发展的必然选择4.坚强智能电网是新兴产业的助推器5.坚强智能电网推进节能减排和低碳经济十三、智能电网生态圈智能电网生态圈既包括与智能电网直接相关的发电企业、电网企业和电力用户,也包括智能电网相关机构,如研究所、大学和企业,还包括政府、监管部门甚至全社会。因此,对智能电网的定义和建设不能仅仅考虑到电网自身的需求,而要从智能电网生态圈的所有成员的角度去考虑。
智能电网生态圈的构成如图所示。生态圈内成员对智能电网的期望:1.国家和社会对智能电网的期望(1)能源独立与能源安全。(2)环境保护与低碳经济。(3)促进增长与带动就业。2.电网企业对智能电网的期望(1)电网运行更安全。(2)电网运行更经济。(3)电网运行更友好。
生态圈内成员对智能电网的期望:3.发电企业对智能电网的期望(1)市场更完善。(2)低谷多储能。(3)接入无障碍。4.电力用户对智能电网的期望(1)用电更可靠。(2)用电更优质。(3)服务多样化。
生态圈内成员对智能电网的期望:5.相关机构对智能电网的期望(1)科技创新和成果推广。(2)基础研究和人才培养。(3)企业转型与产业升级。十四、中国发展智能电网的机遇与挑战我国“十二五”科学和技术发展规划明确提出,要改变以消耗大量能源、破坏环境为代价的经济发展方式,提高可再生能源的应用比例。智能电网正面临着世界能源革命和我国改变经济发展方式的双重机遇。1.环境和能源2.风险防范与安全可靠3.市场开放与优质服务十五、智能电网发展面临的障碍与对策
在发电环节:我国已深入开展网厂协调技术研究,并对大规模可再生能源发电运行控制及并网等关键技术开展了研究,制订了风电等新能源并网技术标准,研究开发了风电功率预测示范系统。深入研究各类电源的运行控制特性和网厂协调技术,加快新能源发电及其并网运行控制技术研究,加快抽水蓄能电站建设。输电环节:我国已全面掌握特高压输电核心技术,持续加大电网建设和改造,加快实施输电线路标准化建设,积极采用新技术、新材料、新工艺和灵活交流输电技术。实现勘测数字化、设计模块化、运行状态化、信息标准化和应用网络化,全面实施输电线路状态检修和全寿命周期管理,灵活交流输电技术装备全面达到国际领先水平,促进特高压输电的全面推广和应用。
变电环节:变电站自动化领域已居国际先进水平,具有自主知识产权的变电站自动化系统和设备完全实现了国产化,新建站均配备了变电站综合自动化系统,大部分老站通过技改进行了变电站综合自动化改造,数字化变电站技术在工程化和实用化方面走在世界前列,初步构建起资产全寿命周期管理体系。
配电环节:配电自动化和馈线自动化技术研究较为深入并得到初步应用,配电自动化水平逐步提高,配电网分布式发电与新能源接入技术研究取得较为显著的成果。但目前配电自动化覆盖范围远远低于发达国家水平。大部分配电自动化设备处于闲置状态,配电网相关技术和管理制度亟待完善,储能电池制造与大规模应用等技术方面落后于发达国家。
用电环节:我国已实现营销业务的标准化应用,初步形成了较为完善的技术方案和技术标准体系,为客户提供了较为专业的互动服务平台,初步形成了以现代电力和信息技术为基础的电力营销技术支持体系和多渠道服务接入体系。但目前双向互动服务内容的深度和广度有待进一步拓展,用电信息采集系统建设标准化程度较低,电能表及采集终端型式不统一,智能化水平不高,通信网络和信息网络尚不能达到实用化要求,面向用户侧的通信网络资源不足。调度环节:我国调度系统技术和装备目前已居国际先进水平,继电保护和安全自动装置、广域相量测量等方面有着深厚积累和明显技术优势,形成了支撑安全生产调度的电力光纤通信网。但目前电网在线安全分析、控制手段需要进一步完善提高,对大容量风电、太阳能等间歇性电源的预测和调控能力不足,
通信信息环节:我国基本建成一体化信息平台,建成先进可靠的电力通信网络,形成了以光纤通信为主,微波、载波、卫星等多种通信方式并存,分层分级自愈环网为主要特征的电力专用通信网络体系架构。但目前各级通信网络的资源整合和充分利用有待进一步加强,信息支撑体系地区发展不平衡,体系架构不完善。
十六、中国发展智能电网的特殊问题在全球能源危机、气候变化,以及我国经济社会快速发展的大背景下,电网的安全经济运行面临着许多前所未有的特殊问题,主要集中在“新电网、新能源、新用户”三个方面。
十六、中国发展智能电网的特殊问题1.新电网:特高压建设规模不断扩大,对电网的安全稳定带来了巨大挑战随着我国经济的发展,负荷中心的负荷水平持续增长。为满足庞大的用电需求,大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地的建设势在必行。如何在确保系统安全稳定的前提下,提高系统的输电效率,减少阻塞,提高输电系统的经济性,是当前我国电网所面临的特殊问题。十六、中国发展智能电网的特殊问题2.新能源:大规模可再生能源的接入对电网带来的冲击我国可再生能源发展潜力巨大,按照融入大电网、建设大基地的要求,而大规模可再生能源,尤其是风电和光伏发电,发电功率受自然天气情况影响较大,具有随机性、间歇性,给电网的安全稳定运行带来极大的冲击。十六、中国发展智能电网的特殊问题3.新用户:电动汽车、微电网和大容量储能装置等大量新型用户随着电动汽车、微电网和储能装置等新型用户大量涌现,我国的能源消耗结构逐渐向“以电代油”方向转变,这是实现能源独立与能源安全、提高能源使用效率及建设节能型社会的必然选择。如何对这些新用户进行管理和优化配置,亟需进一步研究
十七、坚强智能电网与清洁能源利用为了贯彻落实国家能源发展战略,智能电网应高度重视清洁能源的开发利用,为实现能源变革和经济社会可持续发展提供更加安全、优质的能源。智能电网要在以下四个方面发挥作用:
1.智能电网要让清洁能源发电“送得出”
2.智能电网让清洁能源发电“送得准”
3.智能电网让清洁能源发电“落得下、用得好”
4.智能电网使清洁能源发电“发得稳”
十八、坚强智能电网与可持续发展
加快推进坚强智能电网建设,是应对国际能源危机和全球气候变化,改善生态环境,推动技术创新,促进经济社会可持续发展的重要举措。我国能源资源和能源需求呈逆向分布,建设坚强智能电网,将为集中与分散并存的清洁能源发展提供更好的平台,进而有效增加我国能源供应总量优化我国能源供应和消费结构降低对传统化石类能源特别是石油的依赖,为经济社会可持续发展提供更加安全、更加优质的能源供应,保障国家能源安全。
第四节智能电网的发展战略一、坚强智能电网的发展战略框架坚强智能电网的发展战略框架概括为:一个目标;两条主线;
三个阶段;四个体系;
五个内涵;六个环节.一个目标:到2020年,基本建成以特高压电网为骨架,各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网,全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性。两条主线:是指技术主线和管理主线。技术上体现信息化、自动化、互动化;管理上体现为集团化、集约化、精益化、标准化。
三个阶段:
第一阶段:2009~2010年,规划试点阶段。重点开展坚强智能电网的发展规划,制定技术标准和管理规范,开展关键技术研发和设备研制,开展项目试点和示范工程。
第二阶段:2011~2015年,全面建设阶段。完善坚强智能电网标准体系,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网安全运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。
第三阶段:2016~2020年,完善提升阶段。基本建成坚强智能电网,使电网的资源配置能力、运行控制、清洁能源利用、互动服务的水平得到显著提高。
四个体系:电网基础体系:
电网基础体系是电力系统的物质载体,是实现“坚强”的保证;技术支撑体系:
技术支撑体系是先进的通信网络、信息处理、测量控制、感知处理等技术的融合与集成,是实现“智能”的关键;
智能应用体系:
智能应用体系是保障电网安全、电力供应优质可靠、充分利用电网和社会资源,为用户提供多元化增值服务的具体体现;标准规范体系:标准规范体系涉及规划设计、技术设备、检验测试、评估认证、建设运行等的标准和规范,是建设坚强智能电网的制度保证。五个内涵:
1.坚强可靠:具有坚强的网架结构,强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应;2.经济高效:提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进资源和资产的高效利用;3.清洁环保:促进可再生能源的发展与利用,节约能源和减少污染排放,提高绿色电力在终端能源消费中的应用比重;4..透明开放:电网企业、发电集团和用户通过公共服务平台实现信息共享及相互开放;5.友好互动:通过电网与用户的信息与能源的交互,实现可再生电源的“即插即用”,引导用户主动参与需求响应,满足电网安全稳定运行的需求。六个环节:坚强智能电网建设是一项高度复杂的系统工程,包括发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节以及支撑各个环节的通信信息平台。
二、坚强智能电网的愿景坚强智能电网是以传统电网为基础,以信息化平台为支撑,以智能化控制为实现手段形成的统一整体,涵盖电力生产、输送直至消费的全部过程,覆盖电网规划、电网建设、电网运行、电能交易等各个环节。通过纵向贯通、横向集成的网络共享平台,实现电力流、信息流、业务流的高度融合。
建设坚强智能电网,将为国家、社会、电网、用户带来美好愿景。
(1)提升国家能源安全战略水平。
(2)电网运行更加坚强。
(3)多元化的用户服务。
(4)社会发展更加和谐。
第五章、国家电网企业文化一、核心价值观企业宗旨
服务党和国家工作大局
服务电力客户
服务发电企业
服务经济社会发展
“四个服务”的企业宗旨体现了公司使命与价值追求的统一,体现了国有企业的政治责任、经济责任与社会责任的统一,是公司一切工作的出发点和落脚点。服务党和国家工作大局
公司义不容辞的政治责任。服务电力客户
公司肩负
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