面向未来的智能用电技术

1面向未来的智能用电2内容纲要2、智能用电的概念和特征1、智能用电背景—坚强智能电网3、国内外智能用电研究和发展概况4、我省智能用电发展现状和规划3全球气候变化、自然灾害频发…环境：1.1智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择污染严重、沙漠化城市面临挑战…“高碳”经济、温室效应、冰川融化…41.1智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择传统能源的日益短缺新能源、可再生能源国家能源安全、可持续发展造福子孙后代…经济：能源：技术：金融危机，拉动内需,促进就业各国政府纷纷出台智能电网相关政策…需要智能电网帮助电力行业推动技术创新，实现技术转型…确保电力可靠供应51.1智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择61.2国外智能电网研究和发展概况改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性；提高能源的利用效率和技术的先进性；提高在全球的竞争性。提高用户对电价的可承受能力（affordable)；适应环境和气候的变化，适应可再生能源的接入，降低排放水平；美国智能电网驱动因素7（1）供电的安全性问题•一次能源的缺乏、•供电可靠性和电能质量•供电能力（2）环境问题•京都协议•气候变化•保护自然（3）国际电力市场•提供低廉的电价和提高能效•进行创新和提高竞争能力•有关垄断的规程修订欧洲智能电网驱动因素1.2国外智能电网研究和发展概况8（1）美国能源部(DOE)是电网智能化研究的发起者和重要的投资者。（2）“电网智能化联盟”成员包括:跨国技术公司：AREVA、GE、IBM；电力公司和电网运营商：AEP、Bonneville电力管理局、PJM及法国EDF；研究机构：美国电科院EPRI、Battelle、RDS和SAIC。（3）电网智能化架构委员会（GWAC）由一系列的专家组成，受美国能源部的部分资助，从事制定建立未来电网架构的原则。（4）2005年欧洲委员会正式成立“智能电网欧洲技术论坛”。欧洲还将成立“智能电网协会”。（5）IEC去年底筹建SG3“智能电网”战略组。智能电网研究机构1.2国外智能电网研究和发展概况9在输电侧:目前有EPRI、ABB、PJM等机构和企业开展相关研究。在配电和用电侧:目前建设的智能电网主要有两个方面：智能电表和智能家电。美国:XcelEnergy公司在Boulder建设全美第一个“智能电网”城市。意大利:安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，每年大约节省5亿里拉。法国:将目前使用的2700万只普通电表全部更新为“智能电表”。智能化实践最新成果1.2国外智能电网研究和发展概况101.3我国坚强智能电网建设总体情况：国家电网公司组织开展的大电网安全关键技术研究、数字化电网关键技术研究、电力电子关键技术、特高压同步电网安全稳定运行关键技术研究等相关研究实践及“SG186”工程、电力通信建设、用户用电信息采集系统等都为建设我国智能电网奠定了坚实的基础。建设基础111.3我国坚强智能电网建设国家电网公司在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情基础上，紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，提出了立足自主创新，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的发展目标。内涵121.3我国坚强智能电网建设内涵（续）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；13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。1.3我国坚强智能电网建设14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构建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技术上实现信息化、数字化、自动化、互动化管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化2009-2010年：研究试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：完善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线路变电配电用电调度发展战略框架1.3我国坚强智能电网建设15发电环节调度环节用电环节配电环节线路环节变电环节智能电网将在中国电网六大环节产生重大变革！1.3我国坚强智能电网建设16内容纲要2、智能用电的概念与特征1、智能用电背景—坚强智能电网3、国内外智能用电研究和发展概况4、我省智能用电发展现状和规划17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构建电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系。2.1智能用电的概念18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。经济高效：推动可再生能源利用和提高能源效率。服务多样：满足客户多元化、个性化需求。灵活互动：实现电能、信息和业务的双向交互。友好开放：充分利用电网资源为客户提供增值服务。2.2智能用电的特征192.3智能用电的体系结构202.4智能用电的功能用电方案优化制定多渠道缴费故障诊断与处理用电情况在线监测客户服务定制客户获取相关信息智能化客户服务数据采集控制远方设置和控制数据共享智能化量测及控制智能双向结算电能质量管理线/变损实时分析电费回收保障市场分析与预测供用电安全隐患排查工作质量控制智能分析决策智能化营销业务管理与决策用电设备智能控制用电设备状态智能诊断能耗监测与能效诊断有序用电管理分布式能源入网监控智能化需求侧管理客户资源管理客户营销服务支持客户增值服务社会诚信服务客户资源开发利用211、智能用电示范园区建设；2、用户管理服务互动系统建设；3、用户用电信息采集系统建设；4、高级计量管理体系建设；5、智能化需求侧管理系统建设；6、电动汽车充放电站试点建设。1、用户用电效率低问题；2、用户服务满意度进一步提升问题；3、用户管理与服务标准规范体系不健全问题。重点解决问题：重点工程：2.5智能用电的重点解决问题和重点工程221、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；2、全面开展智能用户管理与服务，在全国范围推广应用智能电表；3、构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量，满足用户多元化需求，进一步提高供电可靠率；4、通过智能电网建设推动智能楼宇、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，提高用户用电效率，电能在终端能源消费中的比重超过25%。。2.6智能用电的目标23内容纲要2、智能用电的概念与特征1、智能用电背景—坚强智能电网3、国内外智能用电研究和发展概况4、我省智能用电发展现状和规划243.1智能电表传统的电表是“单向”通讯的电表只反映平均价格不反应边际成本不能激励用户按照电力系统的特点节省电能智能电表是智能电网建设的重要基础设备，也是目前众多智能电网建设的起动项目。253.1智能电表电力科学家提出的“智能电表”能够及时反映最新的电力市场信息——电价、供应的电量和需求的电量在消费者和电力公司之间实现实时通讯，使人们能够基于环境和价格的考虑，最大程度地优化能源用量；能够在用电高峰提供激励手段，鼓励人们减少用电智能电表使智能电网具有多层智能，能够实时分析、决策、计划并作出积极行为；可以让用户将屋顶风电、屋顶光电装置所生产的电能卖给电网，将有利于改进能源预测，加强网络管理。26美国电力科学家将电表分为三个等级机械电表•需要人工读表自动电表•单向功能•每月读一次用电量•间隔性数据•基本防窃电保护•停电数据恢复保护功能智能电表•能反映电力需求量•能对用电负荷进行编程•具有双向和网表等功能•能实现智能需求侧响应•具有水表气表计量功能美国正积极开发的是第三级电表3.1智能电表273.2欧洲应用智能电表的相关措施法国已将电力用户使用智能电表进行强制立法意大利监管机构AEEG发布决议：所有意大利电力用户必需配备安装自动抄表系统法国配电公司ERDF与美国美信公司于2008年12月签订合同，共同制定和开发下一代电力线通信规范及解决方案，促进法国自动抄表系统的基础设施建设283.2欧洲应用智能电表的相关措施西班牙2007年8月出台相关法律，到2014年所有配网运营商必须安装自动抄表系统；截止2018年所有机电式电能表都要更换为智能电表；德国法律规定，从2010年起，新建、改建房屋必须加装智能电表奥地利、瑞士AMI试点刚刚开始；瑞典已经100%安装完成智能电表。293.3自动抄表系统意大利电力公司（ENEL)自动抄表系统2001-2008年累计安装了3180万只智能电表，覆盖率98%，其余部分2011年前完成每块智能电表费用70欧元，项目投入21亿欧元，采用该系统后，每年节约5亿欧元，实际管理线损由3%降至1%安装的智能电表具有双向通信、高级计量和管理的能力，并通过低压电力线和IP实现数据的分层传输控制。这个由智能电表组成的系统具有以下功能：遥控用户电力的启停，记录用户用电信息，检测故障和窃电，采用分时电价来改变用户的用电计划等。303.3自动抄表系统法国配电公司（ERDF)自动抄表系统根据法国能源监管部门提出的十年计划从2012年1月开始，所有新装电表必须是智能电表到2014年底，50%的电表必须与自动抄表管理系统相连到2016年底，95%的电表必须与自动抄表管理系统相连ERDF计划在全法国更新替换3500多万只电表，目前已启动在2年内更换30万只电表的试验工程，预计可降低管理线损0.75%31BouldertobecomefirstSmartGridCity3.4美国第一座智能电网城市（侧重“智能”）2008年初，美国Xcel能源公司宣布，计划投资1亿美元。采用合作伙伴模式（多个技术支持单位）实施时间：2008年3月-2009年12月Boulder项目范围（4）多种智能家庭内部解决方案（2）2万5千只新电表（3）5座变电站配备了相应馈线（1）5万个可应用智能电网技术的试点场所（5）涉及居民和小型工商业用户323.4美国第一座智能电网城市（侧重“智能”）Boulder项目使用技术（5）分布式发电（如风电、太阳能）（2）高效、实时、双向通信（3）遍布全网的传感器能够进行快速诊断并采取行动（1）先进信息技术（6）智能变电站（4）提高高峰时段效率的决策数据和支持（7）家用能源控制装置333.4美国第一座智能电网城市1.可再生能源分布发电：用户可将屋顶光伏发电电能卖给电网；122.插入式混合动力电动汽车：能储存电能，充当家庭备用发电机，用电高峰期补充电网电力；3.智能电表：提供实时电价，以供用户选择用电方式；34.智能设备：与电网交互，监测电网运行状况，根据需要自动开/关用户用电设备；45.用户选择：用户只需在家用电脑上单击鼠标就可选择供电类型和供电量；56.智能温控器：与电网通信，调整用户用电设备设置来优化负荷管理；其他智能设备能控制空调或泳池抽水泵；7.高速的网络连接：先进的传感器遍布全网，高速的通信网络连接整个系统。67343.5智能城市阿姆斯特丹（SmartCityAmsterdam）阿姆斯特丹是荷兰最大的城市，总共40多万户家庭，占据了全国CO2排放量的1/3侧重“低碳”353.5智能城市阿姆斯特丹（SmartCityAmsterdam）可持续的生活：Geuzenveld项目为超过700多户家庭安装智能电表和能源反馈显示设备，促进居民确立家庭节能方案。WestOrange项目中，500户家庭将试验性地安装使用一种新型