智能电网情况汇报(精)

智能电网情况汇报

南网总调自动化处2009年5月1主要内容智能电网发展情况综述

A.1美国

A.2欧洲

A.3工业界

A.4国家电网公司B.智能电网的机遇和挑战2EPRI－“Intelligrid”美国能源部（DOE）－“Grid2030”美国能源部启动电网智能化“GridWise”项目奥巴马将智能电网提升为美国国家战略2001200320042009A.1美国智能电网的发展里程碑2007美国能源独立和安全法案3“Intelligird”美国电科院（EPRI）于2001年提出的智能电网框架用户和市场可以交互；电网具有自适应纠正和自愈能力；主动预防而不是被动地应对紧急情况；优化运行以最有效地应用资源和设备；灵活适应发电方式。4“Grid2030”美国能源部（DOE）于2003年提出电力发展远景计划ANationalVisionforElectricity’sSecond100Years.监测控制每一个用户及节点，电能和信息同时在发电站和用电装置之间双向流动。分布式智能，宽带通信和自动化控制系统，使用者和电网之间的实时交易和无缝接口。关注电力网络基础架构的升级更新。5“GridWise”美国能源部于2004年启动电网智能化的研究项目GridWise联盟致力于智能电网相关的信息技术的开发和交流。强调信息技术是关键的促进因素。新的能源技术改变电力系统。6WhichtogethercharacterizeaSmartGrid:“2007年美国能源独立和安全法案”更多地利用数字信息和控制技术，以提高电网可靠性、安全性和效率。动态优化电网的运行和资源，充分考虑信息安全。分布式能源、可再生能源的接入和一体化运行。挖掘和利用需求侧响应，需求侧资源，以及高能效资源。开发“智能”技术(实时、自动、交互等技术，优化物理元件和用户设备的运行），用于与电网运行和状态有关的测量、通信，以及配电自动化。智能元件和用户设备的集成。先进的电能存储和移峰技术的采用和集成，包括混合动力型电车和储热式空调等。为用户提供分时段的信息和控制策略。制定与电网连接的元件的通信和互操作标准，也包括电网一次设备。72009年5月美国国家标准化和技术研究院NIST发布智能电网协同工作标准框架（第一版）Standard（标准名）Application（应用方面）AMI-SECSystemSecurityRequirementsAdvancedmeteringinfrastructure(AMI)andSmartGridend-to-endsecurity先进计量基础设施及智能电网端对端安全IEC60870-6/TASE.2Inter-controlcentercommunications互控制中心通讯IEC61968/61970Applicationlevelenergymanagementsysteminterfaces应用级别的EMS接口IEC62351Parts1-8Informationsecurityforpowersystemcontroloperations电力系统控制运行的信息安全IEEE1547Physicalandelectricalinterconnectionsbetweenutilityanddistributedgeneration(DG)分布式发电与电力设施的物理及电气互连接IEEE1686-2007Securityforintelligentelectronicdevices(IEDs)智能电器安全OpenHANHomeAreaNetworkdevicecommunication,measurement,andcontrol住宅网络设备的通信、量测和控制…………（共计16项）8小结：美国为什么要提智能电网？电力需求的增长市场开放和监管政策日益老化的电网结构运行成本控制环境压力和可再生能源发展信息化数字化新技术92009年，

奥巴马把智能电网上升为美国国家战略奥巴马政府认为，现有电力基础设施大部分建造于计算机技术广泛应用前的年代，设备陈旧且混杂不一。计划新建的“智能电网”则能够与消费者互动，具备发现和解决自身问题的能力，并与太阳能、风能和其他可再生能源进行有机的整合。09年2月17日《美国复苏与再投资法案》－超过110亿美元用于资助智能电网的发展。10A.2欧洲智能电网的发展情况1.与美国类似。强调：灵活性－满足用户多样化的电力需求；可接入性－推广对可再生、高效、清洁能源的利用；电网可靠性和经济型。2.其驱动力主要是大力发展可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求。背景材料：英国：交互式的家庭式供电可将家用剩余的电能反送到电网中，这些做法在英国的电力法中已明确规定。德国：2025年，风电比例>25%。2004年《可再生能源法》规定，德国电网运营商必须按法律规定的价格，全额收购“绿色电力”，运营商有义务在全国范围内平衡、分摊因使用成本较高的绿色电力所造成的电费上升。11www.smartgrids.euTheSmartGridsEuropeanTechnologyPlatform

欧洲智能电网技术平台，2005年成立。VisionandStrategyforEurope'sElectricityNetworksoftheFuture.欧洲未来电网的远景和策略StrategicResearchAgenda(SRA)forEurope‘sElectricityNetworksoftheFuture.欧洲未来电网的战略研究规划SmartGridStrategicDeploymentDocument(SDD).战略部署文件12A.3工业界13IBMIBM“智能电网”解决方案包括：数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现。分析优化是核心，主要关注资产寿命、电网规划设计和电网运行。需要多个基础应用系统以及大量的数据支持。IBM和CenterPoint公司投资约7.5亿美元升级仪表、开关等发电厂设备，并开发通过电力线收集信息的技术。数字化设备和相关软件使能源零售商推出更多的服务，例如提供与使用时间有关的价格，使用户更好地管理需求。14CISCO电网监控和管理：安装传感器准实时（秒到毫秒级延迟）监控电网，从输电网扩展至配电网。智能计量：实时能耗监控。以“智能电表”替换传统的机械电表，用户根据一天中的时间段选择可变电价，将能耗从高价格时段转移至低价格时段。需求方管理：通过持续监控电力消耗和主动管理设备耗能等需求方管理措施，有效减少家庭、办公室和工厂的电力消耗。15PJMPJM发布2007年战略报告，提出将实施21世纪“智能电网（SmartGrid）”策略。提出建立一个基于WEB通信、满足“即插即用”协议的开放网络，将电能和信息传送给用户及其智能设备。16西北太平洋国家实验室示范工程奥林匹克岛GridWise示范项目研究用户如何对实时定价作出响应进行智能电器测试测试商业设施与后备发电的集成性具有现款激励的实时市场

GridFriendly™电器示范项目测试设备对电网压力的响应以及用户对电器设备的认可度一年内安装150个干燥器1773%电力（1.58亿辆车）美国电网的备用容量可为现有的汽车、火车提供70%的能源需求。将汽车管理起来抵消电网峰值。52%可能替换52%的石油净进口量（6.7百万桶/天）更大的销量＋相同的基础设施＝价格压力下降二氧化碳排放量降低27%排放量从汽车尾气转移到烟囱（以及基本负荷发电厂），清洁成本下降汽车城市空气质量排放减少40%-90%为电网引入大量潜在的储电西北太平洋国家实验室数据*18百万桶/天总计美国产量工业住宅、公司电力运输净进口汽油潜在的PHEV替换量PHEV（plug-inhybridelectricvehicle）

充电式混合动力车18智能电网城市－BoulderColorado州的Boulder市是一个只有9万多人口的小城，方圆65.7平方公里。美国XcelEnergy公司在2008年3月12日宣布，计划花费1亿美元将Boulder市建成全美第一个智能电网城市(SmartGridCity)，这是迄今为止美国最大、也是智能电网技术最集中实际项目。1920A.4国家电网公司21进展20090318-0402“体系研究报告”20090412-0419“研究框架”20090422-0430“综合研究报告”4月23、24日，刘总经理在PJM和剑桥能源研究会的发言：各国对智能电网的认识和理解不统一，但利用现代信息技术、控制技术实现电网的智能化成为普遍的共识。密切跟踪这一趋势，从国情和实际出发，充分调研国际、国内智能电网研究和发展现状，统筹特高压电网发展和信息化企业、数字化电网建设等工作。加快构建国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网。22特高压输电技术国际会议(09.5.21)提出坚强智能电网的发展目标：加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。

张德江副总理莅临会议，对国家电网公司积极探索建设统一的坚强智能电网等工作给予了充分肯定。国务院副秘书长肖亚庆、国务院国资委主任李荣融等政府有关部门领导，国际大电网会议组织秘书长科瓦尔、国际电工委员会副主席里斯等出席会议。23智能电网架构体系智能电网的发展目标研究功能体系研究信息体系研究信息流与业务流的交融重构与创新研究技术体系研究运维体系、标准体系及评价体系研究智能电网装备技术广域量测技术状态监测技术控制保护一体化技术一体化智能设备技术时间同步技术电子式互感器技术柔性输配电技术智能输电技术智能电网下的电网规划技术大电网安全稳定运行控制技术未来电网控制中心建设技术具备分布决策功能的智能变电站技术智能电网下大型可再生能源的接入技术输变电设备智能管理技术智能电网下的现代企业管理技术智能电网下的电力市场技术智能配电技术风险预警预控及智能报警技术智能配网故障快速处理技术智能网络重构及自优化技术自适应无功与电压控制技术配电网自愈控制技术分布式发电、微电网和储能技术自适应保护控制技术智能用电技术用户门户技术用户电压调节技术用户通信能源一体化技术智能表计技术用户电源和储能设备接入技术国家电网提出的“智能电网”架构24智能调度三条主线分布式一体化共享的信息支撑多维协调的安全防御精细优化的调度计划

实现：及时感知全景信息，实现趋前广域预警、动态自适应调整、智能全域计划决策、高度一体化协调控制、核心信息可视化同步展现、统筹的精细化调度计划、规范的高效流程化管理、高效网络化信息通信。提升：大电网驾驭能力、资源优化配置能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力。25整合现有资源973计划－“提高大型互联电网运行可靠性的基础研究”（国家电力公司，2004-2009年）电力受端系统的动态特性及安全性评价的基础研究大电网安全性评估的系统复杂性理论研究大型互联电网分布式计算理论和方法研究大型互联电网在线运行可靠性评估、预警和决策支持系统电力市场对电力系统运行可靠性的影响研究提高超高压交流输电线路输送能力的研究提高电网可靠性的大功率电力电子技术和多馈入直流输电系统的基础理论研究提高运行可靠性的基础研究 863高技术研究发展计划“以煤气化为基础的多联产示范工程”，“MW级并网光伏电站系统”“太阳能热发电技术及系统示范”。26小结：国网高调启动智能电网的原因？占领发展高地落实能源战略，构建以电力为中心的能源供应体系实现可持续发展。提高能源开发利用效率，促进节能减排统一发展目标资源整合更好地服务经济社会发展。带动相关行业科技创新和产业升级。27数字化

–对电网更加快速可靠地感知和控制。智能自愈

–融合智能技术和人的知识，提高电网自我抗扰动能力，事故时动态重构、快速自愈。环保

–环境友好，关注可再生能源和储能技术发展。延伸

–电网的概念延伸至终端用户，影响用户行为，挖掘需求侧的安全和经济潜力。互动

–方便实现客户定制，体现电网更大的价值。适应性强

–适应多种发电技术，变电站和控制中心的智能化协调。总结：“智能电网”目前有哪些特征？28主要内容智能电网发展情况综述

A.1美国

A.2欧洲

A.3工业界

A.4国家电网公司B.智能电网的机遇和挑战29能源和信息的一体化自愈的安全电网高度数字化的电网一、二次设备灵活可靠的可再生能源和分布式能源接入用户行为、储能设备参与移峰填谷信息化附加服务。我们怎么理解智能电网？301-5年5-10年10年

+目前的电网集中的发电、输电、配电时间成果大型风电场高度自动化的电网光伏电厂微型电网当前电网即将面对新技术研究的启动再过几年新技术发展远期新技术成熟电网运营模式改变低价高性能的储能设备智能量测电动汽车电源成为“电厂”智能电网31发电输电配电用电传统电网一次元件智能电网新增一次元件（目前主要在配网侧）配电网ACGrid风电场太阳能电池Inverter家用锅炉发电储能设备变压器随电价变化的用电负荷电动汽车32用电自动化配网自动化变电站自动化输电自动化电厂自动化智能电网二次设备－－随一次设备发展而不断推进33对国家：提振经济提升科技实力大力发展清洁能源，实现可持续发展对行业：提高电能质量和供电可靠性。提高电网运行和管理水平，降低运行风险，提高大电网驾驭能力。移峰填谷，优化发输电设备，提高能效。挖掘电网经营潜力。对用户：减少能耗，降低费用享受附加服务“智能电网”的预期效益34主网智能化具有较好的基础。具备全网220kV及以上完整实时模型和数据。技术领先的EMS、在线预决策和电网安全防御系统。广域保护研究成果。坚强的通信主干网。先进输电技术的应用。数字化变电站的尝试。南方电网发展智能电网的基础35发展智能电网还面临的难点市场未完全开放，难以利用实时电价手段改变用户行为，实现移峰填谷。电网结构薄弱，应对大规模分布式能源发展的准备不足。风电等可再生能源对电网稳定性和调控性能的影响。通信网络延伸到终端用户。配网信息化的基础还比较薄弱。缺乏有力的标准化组织，协调电网企业、设备制造商、甚至智能楼宇发展商之间的工作。36把握智能电网热点，迎接电网新一轮发展。电网发展是国家能源战略的核心，发展智能电网是推动国家经济，提升科技实力的重要动力。南方电网处于改革开放的前沿，肩负重要的社会使命，宜尽快提出智能电网针对性的发展目标。智能电网是系统工程，涉及发、输、配等各个环节，建议公司领导亲自挂帅，各部门、各专业都参与，集中国内外优秀专家，广泛研讨，尽快形成南方电网智能电网总体发展目标和阶段性规划。鉴于国内主网较强，配网较弱的特点，建议采用“总体规划＋重点试点”的方式开展智能电网相关工作。试点可以考虑在建设智能调度控制体系、提升电网自愈能力，以及建设局部智能小区等方面入手。发展智能电网的几点建议37建设智能调度控制体系，打造自愈型坚强主网。

充分发挥调度系统“电网运行指挥中心、调度专业管理中心、电网运行信息中心”的作用。以加强电网快速自愈能力为核心，构建电网智能决策控制体系，进一步完善多区域大电网全景能量管理（控制）系统，建设高效规范的电网运行信息体系，建设更加强大的网络化通信系统，进一步提升电网在线稳定分析和