智能电网全面介绍分析

SHENZHENGOLDENHIGHWAYINDUSTRYDEVELOPMENTCO.,LTD客服热线：400-888-0018智能电网介绍——工控事业部吕思内容提纲智能电网的驱动力1智能电网的技术组成2智能电网相关政策33智能电网与金宏威4爱迪生贝尔电力与信息的交融发电厂发电厂升压站输电线路降压变电站配电网用户负荷智能电网的驱动力驱动力对中东石油的依赖日益老化的电网设备运行成本控制与相应监管政策不确定性的矛盾环境压力和不可再生能源的过度开采和利用，环境破坏和能源枯竭信息化、数字化等新技术的驱动美欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展，尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展欧盟和相关国家的政策鼓励支持、提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式，用以减小碳化物的排放，保护环境现代新技术的驱动欧美国：摆脱对中东石油资源的依赖、解决电网设备的老化、应对电力用户的需求。

欧洲：更加高效、灵活、环保、有利于跨欧电力市场建设等需求。电网面临的新问题面对分布式能源〔分布式发电，分布式储能〕较高的渗透；如何处理各类分布式电源与配电网的协调运行？美国未来20-30年对电网可靠性的预测可靠性99.9999%99.9999999%停电时间<53秒/年停电时间<3秒/年如何应对用户对电网供电可靠性、电能质量和节能降损，对电力供给的选择性等各种日益提高的要求？供电公司用户AdaptedfromEPRIsourceimage用户智能电表LGElectronics

面对用客界面透明度的不断提高，满足更弹性的负荷需求，电力公司与用户更友好的合作，如何实现电网与用户的互动？确保特大电网平安稳定运行提高供电可靠性提高资产利用效率缓解经营压力应对新型能源接入满足变化的用户需求发现新的收入增加的时机降低效劳本钱改进规划、预测方法，满足风电接入更有效的支持分布式电源预防大面积停电发生转变调度模式，提升电网运行绩效加强资产实际运行绩效的监视优化资产运维模式，延长资产寿命提高配电根底设施的自动化水平更有效的进行停电管理，改善电能质量电网开展的目标灵活可再生能源和分布式电源等多种发电资源，能够灵活接入输电网和配电网清洁非化石燃料的发电资源的大规模、高效率利用减少温室气体排放和对环境的影响坚强在极端天气等恶劣运行环境下，或遭受外部攻击时，电网坚强的网架结构仍能够保证不间断供电高效电网的运行能够最有效的利用资产、人力和时间，减少系统损耗、优化资产利用并降低成本优质作为主动的电力使用者，用户能够获得更加丰富的、高价值的优质电力服务互动电力的供给、输送和使用方能够灵活互动和实时响应，实现稀缺电力资源的合理配置自愈电网故障发生时能够自动隔离并快速恢复，减少停电次数，缩短停电时间，确保电能质量安全在尽量少的人工干预下，电网能够保持安全稳定的运行状态，不发生大面积停电智能输电智能供电智能用电价值链智能调度智能生产智能营销智能电网信息架构业务构成

以智能电网的信息架构为依托，从价值链角度看，包括智能输电、智能供电和智能用电三个环节；从业务构成来看，覆盖智能调度、智能生产和智能营销三项核心业务。智能电网的组成智能调度智能生产智能营销信息架构远程电网监视能力实时运行分析能力电网运行优化能力远程电网控制能力自动电网控制能力电网自动重构能力故障分析诊断能力电能质量优化能力非常规电源调度能力现场工作优化管理能力设备预防性监测能力设备检修优化能力资产优化利用能力12345678910111213用电信息采集能力实时信息展示能力远程控制表计能力远程配置表计能力灵活的电费回收能力多样的增值效劳能力用户负荷控制能力用户智能用电能力多维度用电分析能力141516171819202122全面平安管理能力模拟仿真能力效劳集成能力主数据管理能力灵活展示能力数据挖掘与分析能力数据集成能力双向通信能力智能电网能力概览埃森哲公司的理念：智能电网是融合测量、控制、通讯和决策功能、跨越发输配售环节的有机电力系统

“智慧的大脑〞实用优化的决策支持工具“强健的肌体〞先进、灵活的设备“敏捷的中枢〞高级控制系统“通畅的神经〞四网合一的集成通讯网络“灵敏的感觉〞遍布全网的感应、测量设备智慧的大脑：支持自动运行，预测性检修，自我修复，减少停电，优化电网资产使用效率智慧的大脑完善优化的决策支持工具准自治软件（Semi-autonomousAgents）高级模式识别（AdvancedPatternRecognition）高级可视化方法（AdvancedVisualizationMethods）数值气象预报（NumericalWeatherPrediction）地理空间信息系统（GeospatialInformationSystems）借助高级分析决策工具进行资产持续优化、预防性维护、自动运行等工作以降低本钱敏捷的中枢：即插即用的集成控制系统“敏捷的中枢〞高级控制系统AgentandMulti-AgentSystems高级变电站自动化（SubstationAutomation）高级配电自动化（Distribution(Feeder)Automation）Web服务和网格计算（WebServicesandGridComputing）可减少大停电和地区性断电“即插即用〞动态整合的控制系统、电力电子设备和分布式发电灵敏的感觉：更好的实施监控、监测反响机制“灵敏的感觉〞遍布全网的感应、测量设备线路在线测温（DynamicLineThermalRatings）无线智能电网信息感应器（Wireless,IntelligentSensorsforSystemInformation）光纤PT和CT（FiberopticPotentialandCurrentTransformers）无线智能设备状态感应器（Wireless,IntelligentSensorsforConditionInformation）客户门户（ConsumerPortal）实现更好的实施监测和反响通常的神经：集成通信网络“通畅的神经〞四网合一的集成通讯网络第二代互联网（Internet2）光纤以太网（EthernetoverFiber）电力宽带（BroadbandoverPowerline(BPL)）3G及4G无线通讯技术（4thGeneration(4G)WiMAX/3rdGeneration(3G)WirelessVoiceandData）新型无线网络技术（Zigbee/WiMedia/WiFi–Wireless）双向高速的集成通讯网络帮助用户主动管理用电和费用强健的肌体：先进的设备“强健的肌体〞先进、灵活的设备DER-basedMicro-grids高效率的绿色分布式电源（High-Efficiency&RenewableDG）高级储能系统（AdvancedEnergyStorageSystems）视可变负荷为电源（ElectricLoadsasaReliabilityResource）高级电网控制设备（AdvancedGridControlDevices）高级大容量导体(AdvancedHigherCapacityConductors)可确保设备状态的迅速回复利用自动修复技术实现高可靠性现在的电网智能电网电气化数字化单向沟通双向沟通满足集中式发电送出的要求满足分布式发电送出的要求辐射拓扑网络拓扑少数感应全面监控与感应无法自我监控自我监控手动复役半自动复役，甚至自我修复故障导致的大面积停电转换保护和停电隔离手动设备检查远程设备监控通过和会议处理紧急状况决策支持系统，预测可靠性电流控制有限电流全面控制系统有限的电价信息全面的电价信息客户选择少客户选择多目前与未来智能电网的比较电网企业的战略思想、经营模式、信息系统甚至业务领域都将发生重大变化微型电网SmartGrid战略思想强调电网的自我管理和运行重视用户用电行为的奉献整合分布式发电经营模式更为灵活的系统运行方式更为便捷的资产管理方式更为经济的交易方式信息系统高级的决策支持系统高级的管理分析系统高度整合的信息系统业务领域变身为宽带、视频和电视的效劳商，为客户提供套餐类电力产品多表合一内容提纲智能电网的驱动力1智能电网的技术组成2智能电网相关政策33智能电网与金宏威4以特高压电网为骨干网架、各级电网协调开展的坚强电网为根底，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的统一坚强智能电网。信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为智能决策提供支撑，是统一坚强智能电网的根本途径；自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复，依靠高效的信息采集传输和集成应用，实现电网自动运行控制与管理水平提升，是坚强智能电网开展水平的直观表达；互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行，通过信息的实时沟通及分析，实现电力系统各个环节的良性互动与高效协调，提升用户体验，促进电能的平安、高效、环保应用，是坚强智能电网的内在要求。中国：统一坚强智能电网坚强智能电网以坚强网架为根底，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、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，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。中国：统一坚强智能电网国家电网公司智能电网的规划以“一特四大〞开展战略为导向，引导电源集约化开展，协调推进大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地的开发；强化机网协调，提高电力系统平安运行水平；实施节能发电调度，提高常规电源的利用效率；优化电源结构和电网结构，促进大规模风电、光伏等新能源的科学合理利用。发电环节目标以国家电网规划为指导，加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调开展的坚强国家电网；集成应用新技术、新材料、新工艺；实现勘测数字化、设计可视化、移交电子化、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；广泛采用灵活交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性，技术和装备全面到达国际领先水平。输电环节目标设备信息和运行维护策略与电力调度全面互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理；枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站；实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，保障各级电网平安稳定运行。变电环节目标建成高效、灵活、合理的配电网络，配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力，在发生紧急状况时支撑主网平安稳定运行；实现集中／分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制；供电可靠性和电能质量显著提高；完成实用型配电自动化系统的全面建设，全面推广智能配电网示范工程应用成果，主要技术装备到达国际领先水平。配电环节目标构建智能营销组织模式和标准化业务体系，实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用；全面开展智能用电效劳，在全国范围推广应用智能电表；构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，提升用户效劳质量，满足用户多元化需求，进一步提高供电可靠率；推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用能模式，提高用电效率，电能在终端能源消费中的比重超过26％。用电效劳环节目标以效劳特高压大电网平安运行为目标，开发建设新一代智能调度技术支持系统，实现运行信息全景化、数据传输网络化、平安评估动态化、调度决策精细化、运行控制自动化、机网协调最优化，形成一体化的智能调度体系，确保电网运行的平安可靠、灵活协调、优质高效、经济环保。调度环节目标以满足智能电网各个环节的通信需求为中心，以现有电力通信网为根底，统筹规划，全面均衡开展，整合各种资源，建成可强有力地支撑中国特色坚强智能电网开展的电力专用通信网络。贯彻绿色环保、科学开展理念，采用低消耗、低噪声、低毒性的设备材料，解决OPGW逐塔接地带来电能损耗等问题，力争建成具有国际领先水平的第一个绿色环保电力通信网。通信信息平台目标〔一〕建立坚强智能电网一体化信息体系架构，实现信息高度共享和业务深度互动，为各个应用环节提供坚强、平安的信息化平台支撑，满足系统协调优化控制、集约化管理、电网企业与用户间灵活互动的要求；充分利用智能电网多元、海量信息的潜在价值，增强智能分析和科学决策能力，全面建成国家电网资源方案系统〔SG－ERP〕，实现信息化与电网的高度融合。通信信息平台目标〔二〕高级配电运行ADO高级计量体系分时电价用户户内网HAN需求响应负荷控制远程开闭自动度表AMR按小时读表远程编程电能计量电能质量监视负荷调查停运统计计量数据管理系统MDMS高级配电运行配电自动化保护与控制配电SCADA配电GIS运行管理系统（带高级传感器）停运管理系统配电快速仿真模拟DFSMDER运行AC/DC微网运行新型电力电子装置高级输电运行变电站自动化高级保护高级电网元件ISOEMS可视化输电系统仿真模拟输电SCADA输电GIS阻塞管理配电AAM输电AAM规划/设计建设基于可靠性的运行维护资产利用智能电网的技术组成高级计量体系AMI高级资产管理AAM高级输电运行ATO

智能电网的智能通过先进的管理信息系统、通信手段和硬件设备手段实现智能电网集成的信息系统平台宽带光缆/无线BPL/Wireless电网控制中心变电站宽带光缆/无线BPL/Wireless先进的管理信息统MVSMVSLVSSMSM先进的通信手段：集成的通信平台SMHVASHVASHVAS用户控制器用户控制器用户控制器用户MVS：中压感应器LVS：低压感应器SM：智能表计先进的硬件：感应设备智能电网在日本智能电网在北美智能电网在北美微电网是未来电力系统的一种结构，可作为输电网、配电网之后的第三级电网，微电网与大型电网结合有明显的优点：使各种分布式发电设备的能力得到充分的利用，减小主干电网在负荷峰值期的负担；增强供电可靠性并提高系统稳定性。特别是近年各种极端气候出现机率变大，我国的各种冰灾事故频繁发生，如南方地区刚刚发生的大范围长时间暴雪天气，致使电网严重受损，长时间、大面积的停电给国家带来了巨大的经济损失，对人民生活也造成了极大的不便。对某些特殊负荷可以保障非常时期的供电，提高外部大电网的平安性；提高整个电网的运行效率，同时也减小对环境的污染；实现更佳无功功率控制，减小谐波污染提高电能质量，为用户提供“定制电力技术〞效劳。微型电网灵活性：微电网是由微型电源及负荷构成的小型电力系统，与大系统的主要区别在于其灵活的可调度性；多样性：微型电源的组成多种多样，既有传统电源，又有可再生能源。同时，微电网中也包含储能设备，作为系统稳定运行的必要条件；而负荷的类型也有很多，如敏感型、非敏感型，可控型、非可控型等；可控性：根据运行工况的不同，微电网可以选择不同的运行方式，完善的控制策略使得微电网的可靠性得到提高，平安性得到保障；交互性：作为具备独立发电设备的微电网可以在必要时对主网提供有力支撑；同时主网也可以向微电网提供电能；独立性：微电网在一定条件下可以独立运行，在一定根底上保障了本地的用电需求。微电网的特点欧盟科技框架〔FrameworkProgram,FP〕方案研究成果：〔1〕完成了分布式能源建模和稳态、动态分析软件；〔2〕形成了微电网独立和并网运行原那么、控制算法、本地黑启动策略；〔3〕明确了分布式能源接口响应及其智能化的必要条件以及可靠性量化的方法；〔4〕完成了微电网接地和保护方案以及多种功能的实验室规模的微电网。微电网在国内外的开展状况希腊的CRES公司基斯诺斯岛微电网工程为12户居民供电。电源包括10kW的光伏电池、53kWh的蓄电池组和一个5kW的柴油机组。另外约2kW的光伏电池安装在控制系统建筑的楼顶上，通过SMA逆变器和32kWh的蓄电池组为监测和通信提供电源。住宅区的电力供给是通过3个并联的SMA电池逆变器组形成一个可靠的单向回路。电池逆变器组能够工作在频率下垂模式：当蓄电池组处于低电能状态下可以允许信息流向开关负荷控制器；当蓄电池组处于饱和情况下可以限制光伏逆变器组的功率输出。内容提纲智能电网的驱动力1智能电网的技术组成2智能电网相关政策33智能电网与金宏威4中国：有中国特色的能源开展之路2005年10月，?国家中长期科学和技术开展规划纲要?中指出，能源在国民经济中具有特别重要的战略地位，要大力开展能源科技。2007年11月4日，国家发改委公布?核电中长期开展规划?，到2021年，核电运行装机容量到达4000万KW。2007年6月，国家发改委公布?节能减排综合性工作方案?，与电力相关的内容有：加快淘汰落后生产能力；积极推进能源结构调整；加强节能环保发电调度和电力需求侧管理。2021年9月4日，国家发改委公布?可再生能源中长期开展规划?。规划提出，到2021年，可再生能源消费量占能源消费总量的比重到达10%，2021年到达15%，形成以自有知识产权为主的可再生能源技术装备能力。中国可再生能源开展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能，到2021年建成水电3亿KW，风电3000万KW，生物质能发电3000万KW，太阳能发电180万KW。美国：能源新政2021年席卷全球的金融危机给美国经济造成了很大的打击，为挽回颓势重振经济，新上任的奥巴马政府对布什政府时期的能源政策进行调整，我们称之为“能源新政〞。具体措施包括能源战略转型，新能源技术的开发，降低对化石能源的依赖等，希望以此推动美国和全球经济的转型。美国能源新政当中，智能电网建设将作为重要的突破口及实施平台，在电力资源生产和使用各环节设想如下：发电侧，主要是加大对可再生清洁能源的开发，加强分布式电源并网的研究，提高效率，节能减排。输配电侧，主要是通过采用新型的材料及新技术，降低损耗，提高效率，并通过先进的测量，通信，计算机技术，加强对输电网络的监测与控制。用电侧，一是加强实时电价市场的建设，增加用户用电选择的灵活性，二是大力开展节能汽车和电动汽车，降低整个社会对化石能源的依赖程度。影响智能电网的能源政策一般来说，各国能源政策主要出发点还在“节流〞和“开源〞两方面，“节流〞是指能源效率与能源节约，“开源〞是指可再生能源使用。具体实施起来，一般分为能源补贴，能耗标识，碳排放权，碳税等四种手段。前两项，我们已开始实施。“提高能效，降低能耗〞不仅是保证社会经济可持续开展所必需，它还可以成为经济增长的重要动力。如丹麦1980年以来GDP约增长50%，但能源消费几乎无增长，单位GDP的耗能每年降低1.9%；德国在1990至2005年的15年间经济增长25%，能源总消耗却下降5%。能源补贴能源补贴是一项引导性政策，指政府为某些措施提供补贴，然后将这局部补贴的费用摊到电价上。能源补贴包括开源时补贴和节流时补贴。开源时补贴指可再生能源发电强制收购，节流时补贴指使用节能家电或节能灯具时的补贴。我国政府鼓励使用风能和太阳能，将为其提供补贴，然后把这局部补贴的费用摊到电价上。针对空调，冰箱等十类电器，我国也采取财政补贴给生产厂家，降低销售价格的方式促销。能耗标识建筑物、家电与交通是能源消耗主要局部。能耗标识制度对减少能源消耗，确实起到了积极作用。建筑物能源证书制度：政府对所有建筑物都按每平米耗能情况进行登记，并制作成证书，业主出租或出售住宅，必须同时出具此证书，新建筑必须符合新的能源标准方可开工。丹麦已全面实行这一制度。家电能耗标识制度：针对家用电器，提出了计量其能耗的方法，设立相应最低能效标准，建立能源标识制度。汽车能耗