智慧电力系统应用

智能电网解决方案2目录03智能电网概述01

智能电网总体解决方案02智能电网解决方案应用033智能电网和智慧城市的关系智能电网作为城市智能化发展的客观需要，是智慧城市的重要基础，也是智慧城市建设的一项重要内容。智慧城市的正常运转离不开智能电网，智能电网是智慧城市的核心。智能电网定义4坚强智能电网以坚强网架为基础，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。智能电网是指采用先进的电力技术和设备、信息与通信技术，系统地实现电网的智能型监测、分析和决策控制，支持新型能源发电和灵活优质用电，具有高自动化水平，并有一定自愈、互动功能的安全可靠、高效率电网。坚强智能电网建设战略框架5电网基础体系技术支撑体系智能应用体系标准规范体系一个目标三个阶段两条主线四个体系五个内涵坚强智能电网技术主线管理主线2009-2010年：规划试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：引领提升阶段坚强可靠经济高效清洁环保透明开放友好互动六个环节发电输电

变电配电用电调度技术上体现信息化、自动化、互动化管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化6坚强智能电网的发展目标2016年～2020年引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。2011年～2015年全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网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。2009年～2010年规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。第一阶段第二阶段第三阶段中国国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设：7坚强智能电网的基本内涵“坚强”和“智能”是坚强智能电网的基本内涵。坚强”是基础，“智能”是关键。只有形成坚强网架结构，构建“坚强”的基础，实现信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享与利用；数字化是指电网对象、结构、特性及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输；互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。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；实现智能电网发展目标的技术8发电输电配电用户广域监测和控制技术信息和通信（ICT）技术应用新能源和储能及其并网技术

资产/系统资产优化管理和保护先进输电技术

配电管理/配电自动化电动车基础设施高级量测体系（AMI）用电侧系统成熟程度发展速度发展中快速成熟快速发展中快速成熟中速发展中中速成熟快速成熟快速发展中快速发展中快速IEA对各项技术成熟程度和发展速度的评估智能电网必需技术，各国侧重不同。9建设智能电网的意义（一）满足经济社会发展对电力的需求通过建设坚强智能电网，提高电网大范围优化配置资源能力，实现电力远距离、大规模输送，满足经济快速发展对电力的需求。（二）应对资源环境问题带来的挑战

通过建设坚强智能电网，实现可再生能源集约化开发、大规模、远距离输送和高效利用，改善能源结构，促进资源节约型、环境友好型社会建设。（四）满足多元化用电服务需求

通过建设坚强智能电网，提高电能质量和供电可靠性，创新商业服务模式，提升电网与用户双向互动能力和用电增值服务水平。（三）适应发用电多样化的发展要求

通过建设坚强智能电网，实现各类集中/分布式电源、储能装置和用电设施并网接入标准化和电网运行控制智能化，提高电力系统资产的运营效益和全社会的能源效率，促进经济社会的可持续发展。10目录03智能电网概述01

智能电网总体解决方案02智能电网解决方案应用0311智能电网在智慧城市中的应用双向互动服务充换电服务信息资源服务通过建设充电桩、充电站、换电站等多元化的电动汽车基础设施及远程监控调度服务系统建设，有效解决电动汽车的续航里程、故障定位等问题，满足出租车、工程车等专用电动汽车的监控调度需要，为城市电动汽车的便捷服务提供基本条件。在智能园区、智能小区、智能楼宇中，通过用电信息采集、能效管理等实现对用能设备的监测与控制，实现用户侧能效智能管理和服务双向互动。通过95598供电服务中心、双向互动服务平台与市政管理系统的互联互通，完善市政管理手段，提升市政管理水平。通过智能用电交互终端建立社区论坛，直接参与社区管理和政府民意调查。对城市的环境监测信息、用户用能信息、经济活动信息等多种信息进行可靠的采集和传输，为智慧城市提供多种信息资源，支持城市相关机构进行数据分析和处理；通过物联网、云计算、数据挖掘、知识管理等技术的创新应用，为电网运行及市政管理提供新的方向。中建泓泰智能电力解决方案一览12智能社区智能充电站场区视频监控智能抄表AMI应急指挥智能家居智能楼宇智能电力解决方案应用13目录03智能电网概述01

智能电网总体解决方案02智能电网解决方案应用03智能社区电力系统解决方案14智能社区是指通过利用现代通信网络技术、计算机技术、自动控制技术、IC卡技术，通过有效的传输网络，建立一个由综合物业管理中心与安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及家居智能化组成的"三位一体"住宅小区服务和管理集成系统，使小区与每个家庭能达到安全、舒适、温馨和便利的生活环境。

电力方面的主要功能应有：用电信息采集，小区配电自动化，电力光纤到户，智能用电服务互动平台，光伏发电系统并网运行，电动汽车充电桩管理，智能家居服务，统一展示平台，自助缴费终端，水、气表集抄等。智能社区15智能电表：一户一表6千瓦加装楼道节能声控灯电力系统扩容升级改造电力管线改造智能社区16太阳能路灯太阳能热水器太阳能发电智能社区电力解决方案主要功能171、运用智能电表技术，实现用电信息自动采集；

2、提升电网自动化水平，保证小区可靠供电；

3、电力光纤到表到户，服务互联网、广电网和电信网“三网融合”；

4、智能用电服务互动平台，实现用户与供电企业的实时互动；

5、示范分布式光伏发电，倡导清洁能源消费；

6、配置电动汽车充电管理设施，满足居民使用电动汽车需求；

7、家电的远程监测与控制，促进家庭合理用能；

8、设置自助缴费终端，方便客户缴费；

9、实现水电气集抄，有效整合各运营商的人力资源。1819

变电所常见事故原因：1、误操作2、保护装置出现“三误”（误碰、误接线、误动作）3、开关机构失灵、接点发热、瓷瓶闪络4、开关，电流互感器、电压互感器或电容器发生爆炸5、电缆绝缘损坏6、室内设备用于室外损坏20智能电网的核心技术就是传感技术，利用传感器对关键设备（温度在线监测装置、断路器在线监测装置、避雷器在线监测、容性设备在线监测）的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统的优化管理。211、电网数据可视化在智能电网中，通过分析包括调度、输配电、发电和用户信息等大数据（这些数据大都是实时并且高度信息化集成的），通过软件实现实时可视化运算分析，可以全面完整地展示电网运行状态中每一个细节，为管理层提供辅助决策支持和依据。222、电网负载趋势预测不仅如此，通过大数据分析电网负载的历史数据和实时数据，展示全网实时负载状态，可以预测电网负载变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。233、设备故障趋势预测通过大数据分析电网中故障设备的故障类型、历史状态和运行参数之间的相关性，预测电网故障发生的规律，评估电网运行风险，可以实现实时预警，让技术人员提前做好设备维护和检查工作。244、电网实现自我修复在智能电网中，将电网中的故障设备，以最快的速度从电网系统中隔离出来，并且在几乎自动化的状态下（很少或不用人为干预）实现系统自我恢复到正常运行状态，从而做到几乎不中断对用户的供电服务。我们可以类比一下人体的免疫系统，这和智能电网的自我修复很类似。结合上两条的预测，电网系统可以进行持续自我预测，当发现已经存在或可能出现的故障时，立即采取措施加以控制或纠正。255、二次设备独立通信在现有的电网系统中，二次设备的通信往往要通过总线和专用通信设备来实现。这种设备用内部的话说叫做”总控单元“（国外一般称为RTU）。而在智能电网中，监控、保护等二次设备都将配有自适应和自我交互信息的模块，能够自适应地相互通信。这种的灵活性和自适应能力，将极大地提高可靠性，就好比让设备实现”自治“。如此一来，即使部分系统出现了故障，其他设备仍然能够稳定工作。266.新能源无缝接入，即插即用传统的发电一般都是火力发电和水力发电，现在核电也在逐步发展中。而光伏发电、风电、地热发电等新能源发电，过去都很难和传统电网相连接。而智能电网将改变这一现状。智能电网会简化新能源发电入电网的过程，通过改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。做到“无缝接入、即插即用”。从小到大各种不同容量的发电和储能设备，在所有的电压等级上都可以实现互联（包括光伏发电、风电、电池系统、即插式混合动力汽车和燃料电池等）。未来，用户甚至可以安装自己的发电设备，实现自产自销。智能楼宇供配电系统27由发电厂、电力网（输电、变电、配电）和用户组成的同一整体称为电力系统,目的是将发电厂的电力供给用户使用。电力系统常称为输配电系统或供配电系统。大厦的供配电系统主要由以下设备组成：高压配电柜低压配电柜电力变压器空调动力配电柜应急发电机直流操作柜大中型楼宇供电电压一般采用10kV，有时也可采用35kV，两路高压供电，两路电源互为备用，当工作电源失电后，备用电源自动投入运行，确保大厦的正常供电。当两路电源均失电的情况下，备用发电机组自动投入，向大厦负荷供电。智能楼宇负荷分布及变压器配置28高层建筑的用电负荷分为空调、动力、电热、照明等。对于全空调的商业性楼宇，空调负荷约占40～50％。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。动力负荷指电梯、水泵、排烟风机等。水泵也放在下部。负荷大部分集中在下部，变压器设置在楼宇底部。40层以上的高层建筑，电梯设备（顶部）较多，通常设有分区电梯和中间泵站，变压器按上下层或上中下层分别配置。供电变压器的供电范围为15～20层。单台变压器容量都大于1000kV·A。变压器深入负荷中心，为防火灾，宜采用干式变压器和真空断路器。变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，利于施工。智能楼宇电力控制解决方案29智能家居30根据用户的实际需求对家居进行智能化的设计。采用先进的智能家居建筑设计技术，充分利用物联网、移动互联网、RFID智能感应等技术，同时利用自然太阳能进行家居发电供电设计。智能家居主要是针对社区内的中高端居民，可以为其提供现代智能化的家居服务，让家智慧化，从家居的装修、画图、设计、实施“一条龙”式的管理服务，并与小区外的智能系统进行对接互联。智能家居系统提供了安全、舒适、高品位的居住环境，能够帮助用户将能源的消耗降低；智能家居将可以让人们面对可知的风险能够降到最低。电动汽车智能充换电服务31物联网充电桩解决方案–现状322008年北京市奥运会期间建设了国内第一个集中式充电站2009年南方电网在深圳首批两座电动车充电站和134个充电桩正式投入使用2010年华北电网在唐山南湖投建大型的电动车充电站正式商业运营。序号城市现有充电桩未来计划1北京市北京目前有5座中大型充换电站，计1274个充电桩。到2015年建成大中型充换电站5座、充电桩3.57万个2四川省成都市成都建成13个电动汽车充电站、700个充电桩。计划2015年建设充电站不少于20座，换电站不少于20个，充电桩不少于3000个3湖北省武汉市全省试点建设大中型电动汽车充电站16座、交流充电桩300个与全省17个地市政府签订《关于推动电动汽车充电设施建设的战略合作协议》4江苏省南京市18座多功能电动汽车充电站和500个交流充电桩其中南京地区规划建设4座充电站，100个充电桩。南京地区还将规划建设30座汽车充电站，约600个充电桩。5河北省石家庄石家庄位同充电站和400个充电桩。唐山将在年内建成3个电动汽车充电站和36个充电桩。截止2015年，建设大型标准模块化充（换）电站83座，充电桩5455台（套）6河南郑州郑州充电站30多个充电桩和新乡充电站20多个充电桩。计划到2020年，全省建设电动汽车充电站1160座、充电桩约85万余个7广东省深圳市深圳建设规模为20个充电站、约6000个充电桩。到2015年，深圳市将建设各类新能源汽车充电站（桩）12750个。……各地纷纷建立电动车充电站（桩），地方政府成电动汽车充电站（桩）建设关键推手。目前，全国已有40多个省市进行了充电（站）桩的建设。城市充电桩发展趋势33以深圳为例，2015年深圳市将建设各类新能源汽车充电站桩12750个，其中，公交快、慢速充电站各25个，公务车充电桩2500个，社会公共慢速充电桩10000个，社会公共快速充电桩200个。从目前的新能源汽车推广目录看，具有电动车车型的城市共有48个。那么截止2015年全国预计将约有20~30万多个充电桩。未来两年复合增速200%。初期充电站建设将以小批量试点为主，通过试点加速行业标准的出台，届时充电桩将进入快速爆发式增长阶段。充电桩可能存在的问题34城市规划集中监督管理产业化聚集企业建设运营汽车车主充电潜在问题政府监管设备闲置定价议价设备检修维护去哪里充电充电费用享受服务充电桩用户对象分析35以城市为单位，建立充电桩（站）的基础信息、运营等数据应用服务一体化，以充电桩运营（监控）中心为支撑，在充电桩监管到运营业务开展的基础上，以服务的方式为各政府部门、车主、新能源汽车、能源汽车厂商（4S店）提供信息资源综合服务。各政府部门新能源汽车汽车厂商（4S店）物联网充电桩智能管理增值服务汽车车主充电桩数据交易数据运营数据电池数据整车性能、电池效率、充电时间、故障问题点整车性能优化服务统计分析服务、应急服务、指挥调度服务城市管理服务电池、汽车服务用户数据统计分析数据基于位置各种服务吃、穿、住等充电桩位置、电池状态故障告警、维修服务充电桩智能业务管理和服务分析36全生命周期管理帐卡实物人相符集成网络设备及运维实现充电桩的在建、运行、维护使用过程中的各流程环节跟踪管理满足用户全面、精准、及时、动态的资产全生命周期管理开放式数据接入，全面集成充电桩设备及业务系统，将充电信息采集、监控管理、计量计费、支付结算到运行维护全程化网络服务通过实时工作流驱动方式改进充电桩管理、运营，将收费、服务和资产维护结算责任落实到人提供有效支持。业务流程分析充电柱运营（监控）管理服务中心37维护工程师运营者GIS远程监管综合运营管理车辆增值服务数据应用集成……城市治理管理建设运营企业安全管理基础管理服务共享统一接入统一管理统一运营充电用户建设者充电桩（站）服务人员政府部门提高管理与服务效率降低建设成本降低人力成本运营（监控）管理服务中心基于物联网应用平台快速搭建业务管理服务平台管理移动应用充电桩智能管理服务架构38城市市政设施数据接入充电桩（站）子系统数据接入充电桩（站）设备数据接入物联网应用服务平台充电桩智能管理服务门户（PC端、移动端）政府部门运营企业汽车4S店充电用户运营（监控）管理与服务中心GIS远程监管综合运营管理用户增值服务数据应用集成服务GIS远程监管39统一的充电桩设备与系统接入，采集实时数据电子地图管理城市充电站（桩）分布远程监控充电桩及充电状态实时监控、充电量采集基于GIS的充电桩基本信息管理，分布，能力等信息电流、电压、开关状态、保护状态等数据采集与实时监控汽车电池状态监控，如电池包基本信息、电池单体电压、电池单体温度、电池故障状态等信息充电桩管理状态监控充电时输入输出电压、电流、电量、功率因数、充电时间、当前充电模式、充电机故障状态等数据采集与实时监控充电监控汽车电池状态综合运营管理40充电桩运营管理涉及到对分散于市区内充电设施的资产（设备）管理、计量计费、支付结算、统计分析、运行管理、用户管理、客户服务、集中监测等功能，为电动汽车充电服务网络的运营管理提供有力支撑，保证电动汽车充电运营高效有序，实现运营智能化、规范化管理。集中监测资产管理客户服务用户管理运行管理计量计费支付结算统计分析综合查询充电桩综合运营管理用户增值服务41整合智能车载终端(EVT)放置于电动汽车，采集车载电池和汽车性能的各项数据。车辆自身状态信息、电池信息动态显示车辆动态监控，基于位置的多重增值服务车辆实时定位车辆轨迹回放车辆轨迹回放告警显示与处理附近充电桩（站）位置提示最优路线引导提示路况信息提示动态充电计划提示数据应用集成服务42智慧城市综合治理应急指挥…….应用集成服务大数据分析服务行业调查统计报告……数据集成服务城市充电桩数据资源池充电桩数据充电桩运行信息充电交易数据用户消费数据设备维修数据汽车数据统计分析数据用户习惯数据充电桩智能化管理网络结构43分点接入城市A数据中心数据存储防火墙防火墙网关网关4G/互联网/光纤运营（监控）中心分区监控中心大屏管理员分控屏管理员城市A分控中心总控中心视频矩阵充电桩数据运营数据用户数据分控屏管理员城市B分控中心城市B城市……

大型充电站街区充电桩停车场充电桩

大型充电站街区充电桩停车场充电桩

大型充电站街区充电桩停车场充电桩城市充电桩全面接入，实现城际智慧互联44全网实时监管一体化运营服务基于北斗位置的用户增值服务多支付方式与集中结算以城市为单位全面接入充电桩实现城际智慧互联城际智慧互联智能电表45统一规格尺寸，方便自动检表所有表都有电压、电流、功率、功率因数等监测参数通讯模块采用可插拔方式，不影响计量，方便升级更换，为技术改进提供了方便之路统一的通讯协议、通讯接口，各厂家的掌机程序或通讯软件可通用增加了阶梯电价功能三表远程查抄解决方案46场区远程视频监控系统47监控场区子站重要设备的正常运行、事故的报警录像以及突发事件与主站的声像通讯等。同时与综合自动化系统接口，实现一些生产调度辅助监控功能。

红外对射、电子围栏等周界防范系统与视频联动实现防盗，消防与视频联动实现防火，同时监测现场环境参数（温度、湿度、水浸等），并与空调、除湿机联动。系统联动将有效保障变电站建筑和设备的安全。运行监控安全防范――实现全方位、全天候的监控和管理场区远程视频监控系统方案48管理服务器（MS）负责对用户、设备、信息进行统一集中管理，其后台安装网络数据库，实现信息集中存储，并对子站RVU上传的视频信号进行接收和处理。动力环境服务器（PES）负责对子站MEC上传的动力环境信号进行接收和处理，并发送相关控制指令。为方便与管理服务器通信，动力环境服务器软件可与管理服务器软件安装在同一台计算机服务器上。流媒体服务器（SMS）转发来自各子站的视频数据流给各个客户端，以解决多个客户端并发访问同一子站视频时的带宽占用问题。WEB服务器（WS）实现系统的B/S架构，为监控工作站提供标准的WEB浏览器访问服务。监控工作站（监控终端）可安装客户端软件进行操作，也可直接用浏览器进行操作。各供电局和集控站的用户可在监控工作站上对系统进行监控和操作。

系统子站功能49报警功能动力环境数据采集、传输功能控制功能网络传输功能12433图像监视功能35自诊断、自恢复功能6系统主站功能50远程报警接收远程动力环境监控设备的集中管理用户的集中管理12433远程视频监控35电子地图管理6电力应急指挥系统概述51电力应急不仅是国家经济发展的命脉，而且也是其他应急机制的基础之一，处于社会预警系统的前沿。

基于电力系统应急体系的建设思路和预警模型，形成了电力应急指挥信息平