智能电网新能源发展与前景.

智能电网定义智能电网英文名称：IntelliGrid、SmartGrid中国对智能电网的定义：以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。1、电网的发展历程1831年，法拉第提出了著名电磁感应定律1866年，西门子发明了自励式直流发电机1876年，贝尔发明了电话1879年，爱迪生发明了电灯开创了电气化时代1831年法拉第发明了最早的发电机---法拉第盘1866年西门子职称第一台使用电磁铁的自激式发电机1870年格拉姆制成了环形电枢自激式发电机供工厂电弧灯用1875年巴黎北火车站建成世界上第一个火电厂，用直流发电供附近照明1879年旧金山建成世界上第一座商业发电厂，两台发电机共22盏电弧灯。同年先后在法国和美国装设了实验性电弧路灯1879年爱迪生发明了白炽灯1881年英国建成了世界上第一座小型水电站1882年爱迪生在纽约建成世界上第一座正规发电厂欧美电力发展史1882年法国人德普勒在慕尼黑博览会上表演了电压为1500-2000V的直流发电机组经57Km线路驱动电动泵1884年英国制造了第一台汽轮机1885年制成欧洲发电机和变压器，1886年3月在马萨诸塞州的大巴林顿建立了第一个交流送电系统，电源侧升压至3000V经1.2Km到受端降压至500V，显示了交流输电的优越性1891年德国在劳芬电厂安装了第一台三相100Kw交流发电机，通过第一条三相输电线路送电至法兰克福1894年建成利亚拉大瀑布水电站。1896年采用三相交流输电送至35Km外的布法罗。结束了1880年来交、直流电优越性的争论1903年威斯汀豪斯电气公司装设了第一台5000Kw汽轮机发电机组，标志着通用汽轮机组的开始1916年美国建成第一条90Km的132KV线路1922年美国在加州建成第一条220KV线路二战后美国于1955、1960、1963、1970和1973等年份分别制成并投运30、50、100、115和130万千瓦汽轮机发电机组1954年瑞典首先建成了380Kv线路1954年前苏联建成第一座核电站，1973年法国制成120万千瓦核反应堆1964年美国建成第一条500KV交流输电线路1965年加拿大建成第一条765KV交流输电线路1965年苏联建成第一条400KV的470Km直流输电线路，送电75万千瓦1970年美国建成400KV的1330Km直流输电线路，送电144万千瓦1989年苏联建成第一条最高电压1150KV的1900Km交流输电线路启动起步：中国的电力工业，从1882年在上海南京路第一次装机发电已有一百余年的历史了。缓慢发展：1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时，分别居世界第21位和第25位。逐步发展：1978年发电装机容量达到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。2.中国电网的发展快速发展：1978年改革开放到2000年，我国发电装机和发电量先后超越法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，居世界第2位。1987年发电装机突破1亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上3亿千瓦台阶。进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年全国发电装机突破4亿千瓦，2005年超过了5亿千瓦。年份发电用电比值年份发电用电比值199115147367261/2.42199623654526451/2.23199216653398581/2.39199725424553101/2.18199318291429831/2.35199827729593951/2.14199419989460171/2.30199929877644491/2.16199521722490471/2.26200031932729351/2.281.822.22.42.61981198219831984198519861987198819891990二、电网面临的挑战一、环境与能源能源供应主要依赖化石能源缺点：不可再生、环境污染、温室气体排放未来方向：提高能源利用率、发展清洁能源二、安全可靠和经济高效随着电网规模的日益扩大，带来许多益处1、有利于提高资源优化配置能力，大规模可再生能源的接入和传输2、电网运行和控制的复杂程度越来越高，发生大面积停电的风险加大，对实现电能的安全传输和可靠供应提出重大挑战三、电网开放和优质服务电类产品的广泛使用，减少化石能源的使用市场化的改革，使电力流和信息流有传统的模式向双向互动互动模式转变。四、技术创新和高效管理新一轮世界能源革命的序幕已经拉开，目标实现已智能电网为核心的低碳能源。推动技术创新，实现高效管理，已经成为电网迎接发展与挑战的必然选择。二、智能电网的理论与驱动力1、智能电网的概念智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。智能化的体现：1、可观测---采用先进的传感量测技术2、可控制---可对观测对象进行有效的控制3、实时分析和决策---实现从数据、信息到智能化决策的提升4、自适应和自愈---实现自动化调整和故障自我恢复智能电网的特征：1、坚强---对电网发生大扰动和故障时，热能保持供电能力2、自愈---在线安全评估、预警控制能力。故障自我诊断，自我隔离和自恢复能力3、兼容---支持分布式电源和微电网的接入，实现与用户的交互和高效互动4、经济---实现资源的优化配置、降低电网损耗，提高能源利用效率5、集成---实现信息的高度集成和共享6、优化---优化资产的利用。降低投资成本和运行维护成本。美国发展智能电网驱动力：1、升级和更新现有电网基础设施，提高供电可靠性避免发生大面积停电事故2、最大限度的利用信息通信技术，并与传统电网结合，促进电网现代化3、利用高级量测体系、需求响应和家庭局域网等技术，实现电力和信息等双向流动4、提高对可再生能源发电的接入能力，促进可再生能源的利用2、发展智能电网的驱动力欧洲发展智能电网驱动力：1、安全可靠供电2、环境保护3、电力市场中国发展智能电网驱动力：1、充分满足经济社会快速发展和电力负荷高持续增长的需求2、确保供电的安全可靠3、提高电力经济性，降低成本和节约能源4、发展可再生能源、调整优化电源结构5、提高电能质量6、适应市场需求、优化资源配置，提高运行管理水平，增强竞争力1998年，开展（CIN/SI）项目2001年，创立智能电网联盟2003年，发布“Grid2030”设想2005年，发起“现代电网”项目2007年，颁布《能源独立与安全法案》2009年，递交了《智能电网系统报告》，制定20多项评价指标体系2005年，成立“智能电网欧洲技术论坛”2005年，提出“智能电网”计划2008年，《欧洲未来电网发展策略》提出欧洲发发展重点和路线图2009年，英国发布《英国可再生能源发展战略》和《英国低碳转型计划》2009年，德国发布《新思路、新能源—2020年能源政策路线图》1、美国智能电网研究现状2、欧洲智能电网研究现状三、智能电网研究现状一、电网智能化领域的重要研究与实践我国电力系统以光纤通信为主、微波和载波等多种通信方式并存发电、输电、配电和用电等各个环节，广泛应用信息通信技术、传感与量测技术、电力电子技术在特高压输电、大电网安全稳定控制、广域相量测量、电网频率质量控制等领域进入国际领先行列2、中国智能电网研究现状二、国家电网公司提出坚强智能电网理念2009年5月在“2009特高压输电国际会议”上正式发布了中国建设坚强智能电网的理念。目标：建设具有自主创新、协调发展、自动化、信息化、互动化特征的坚强智能电网四、坚强智能电网一、概念坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强网架为基础，以信息通信平台为支撑，具有信息化、自动化、互动特征、包含电力系统各个环节，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二、技术体系1、电网基础体系2、技术支撑体系3、智能应用体系4、标准规范体系电网基础体系：电网系统物质载体，“坚强”的重要基础技术支撑体系：先进的通信、信息、控制等应用技术，实现“智能”的基础智能应用体系：保障电网安全、经济、高效运行标准规范体系：技术、管理方面的标准、规范第三阶段：完善提升第二阶段：全面建设第一阶段：研究试点2020年2016年2015年2012年2011年2009年到2015年基本建成坚强智能电网，关键技术和装备达到国际领先水平到2020年全面建成坚强智能电网，技术和装全面达到国际领先水平到2011年，坚强智能电网关键技术设备研究和建设试点全面开展。坚强智能电网是以坚强实体电网为基础，以信息平台为支撑，以智能化控制为实现手段形成的统一整体，涵盖电力能源生产，输送直至消费全部环节。1、具备强大的资源优化配置能力2、具备良好的安全稳定运行水平3、适应并促进清洁能源发展4、实现高度智能化的电网调度5、满足电动汽车等新型电力用户的服务要求6、实现电网资产高效利用和全寿命周期管理7、实现电力用户与电网之间的便捷互动8、实现电网管理信息化和精益化9、发挥电网基础设施的增值服务潜力建设坚强电网具有巨大的经济、环境和社会效益。对于电力系统而言，能够提高电网资产利用效率，提升电网输送能力，降低输电损耗，提高供电可靠性和电能质量，减少停电损失。对环境，更加有利于促进清洁能源的开发利用，优化电源结构，减少温室气体排放；有利于提高能源利用效率，减少石能源消耗。