智能电网研究发展

武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide12/16/2020智能电网技术及发展查晓明教授武汉大学电气工程学院武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide22/16/2020提纲•国外智能电网研究概况•智能电网的内涵•国内智能电网的建设及发展•智能电网的技术内容•我们的工作武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide32/16/2020国外智能电网研究概况驱动因素美国:２００３年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网.欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、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所决定的。武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide42/16/2020可再生能源和微电网的接入1、包括风力发电、太阳能发电、生物质发电、燃料电池、小型燃汽轮机等；2、剩余能量回收及回馈；3、即插即用（PlugandPlay)。信息技术的渗透在发电、输电、配电各个环节中大大增强了系统的可观性和应用数字控制的条件。智能电网技术的三个驱动因素：国外智能电网研究概况武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide52/16/2020新应用的开发用户能源管理的开发•支持实时（动态）电价，让用户选择用电时间，更好地削峰填谷，适应分布式发电的间歇性特点；•支持用户自备分布式发电、储能装置并网；•支持电动车的接入选择低电价时段充电可在电价高时向电网送电驱动智能电网技术的三要素：国外智能电网研究概况武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide62/16/2020（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）2019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。根据目前掌握的情况，还没有智能电网的国际标准或国家标准。国外智能电网研究概况智能电网研究机构武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide72/16/2020在输电侧:目前有EPRI、ABB、PJM等机构和企业开展相关研究。PJM公司认为广域测量技术是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此PJM目前主要从同步相量技术和高级控制中心的研究建设着手开展智能输电网的工作。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”。国外智能电网研究概况智能化实践最新成果武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide82/16/2020国外智能电网研究概况武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide92/16/2020国外智能电网研究概况武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide102/16/2020美国智能化实践最新成果国外智能电网研究概况AC2Boulder（伯德市）tobecomefirstSmartGridCity武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide112/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide122/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide132/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide142/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide152/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide162/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide172/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide182/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide192/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide202/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide212/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide222/16/2020智能电网主要具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征：智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide232/16/2020坚强的智能电网4个特征：•（1）数字化：数字化电网、数字化电表与数字化用电设备•（2）信息化：市场信息、电网信息、用户信息与宽带通信形成的信息平台•（3）自动化：大电网安全稳定控制（高级智能调度），变电站自动化与用户用电系统智能控制•（4）互动化：电网、发电与用户以信息为基础的互动智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide242/16/2020智能电网的内涵武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide252/16/2020智能电网技术应包括以下一些主要内容：•先进的相量测量（PMU）和广域测量技术（WAMS）；•先进的三维、动态、可视化调度技术；•高级计量-无线、自动计量读数（Advancedmeteringinfrastructure—AMI）(Automaticmeterreading-AMR)；•需求响应(DemandResponse)；(需求侧管理DSM)•先进的配电自动化–高级配电运行(ADO)功能使“自愈”(SelfHealing)成为可能；•分布式发电技术(DistributedGenerationorDistributedEnergyResources---DGorDER)•电力储能技术(蓄电池、混合动力电动汽车-1kWh=5~6公里）等智能电网的内涵（总结）武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide262/16/2020•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。我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide272/16/20203142高级调度中心建设规划技术体系完善研究统一数据平台建设新能源对电网规划的影响及对策研究基于LCM的电网规划方案评价研究新能源对电网规划的影响及对策研究节能减排下的电网规划研究区域电网协调规划研究考虑不确定因素的电网灵活规划方法研究基于预想事故集的电网规划研究智能决策持续创新网格组织灵活配置反应快速高级调度中心电网运行精益化风险防线体系化电网监控智能化管理应变扁平化平台应用颗粒化技术支撑灵活化组织架构网格化工作控制节点化理论储备系统化创新机制战略化智能决策持续创新网格组织灵活配置反应快速高级调度中心电网运行精益化风险防线体系化电网运行精益化风险防线体系化电网监控智能化管理应变扁平化电网监控智能化管理应变扁平化平台应用颗粒化技术支撑灵活化平台应用颗粒化技术支撑灵活化组织架构网格化工作控制节点化组织架构网格化工作控制节点化理论储备系统化创新机制战略化理论储备系统化创新机制战略化华东电网智能电网研究初见成效数字化变电站研究建设徐行站数字化改造新建数字化海宁站我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide282/16/2020华东公司建设智能电网的三阶段目标按照考虑N-1情况下特定预想事故的原则，规划建设多馈入直流和交流系统并联的华东区域坚强受端网架初步建设高级调度中心开展数字化变电站试点开展相关技术研发坚强受端大电网规划建设适应电力市场要求的特高压电网，满足“三华”联网需要建成高级调度中心数字化变电站推广适应电力市场要求的运行技术FSM的研究与应用数字化电网规划以自愈为目标的智能电网实现智能化调度新型材料和智能设备的全面使用可再生能源的友好接入实现与用户的智能互动智能化电网智能电网全面转型巩固提升引领超越2019我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide292/16/2020我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide302/16/2020我国智能电网建设的基础条件1232019年4月，国家电网公司提出了在全系统实施“SG186工程”的规划。华东、华北、上海、浙江、江苏等多家电力企业已顺利通过国网公司建设示范单位验收。广域量测技术已大范围应用,状态监测技术正大力推进。电力通信基本实现主干通道光纤化、数据传输网络化.信息化水平已初步达到建设智能电网的要求我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide312/16/2020我国智能电网建设的基础条件123华东电网WAMAP系统，充分利用PMU的动态数据，面向调度运行，重点解决电网安全稳定性的在线监视、实时预警和在线辅助优化决策，率先在电网动态监视和控制领域取得了重大突破。江苏大电网安全稳定实时预警及协调防御技术（EACCS）实现了电网精细化调度和智能化控制华北电网有限公司5E工程，在可视化和运营管理辅助决策方面，对智能电网进行了有益的探索。自动化控制领域的技术研究走在世界的前列0204060801001201401020406080100120140102040608010012014010204060801001201401020406080100120140102040608010012014010204060801001201401我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide322/16/2020我国智能电网建设的基础条件数字化变电站研究成果已应用于工程实际华东、上海、山东、浙江、江苏以及南方电网等企业也先后开展了数字化变电站和数字化电网的建设工作，取得了一系列研究及应用成果。数字化变电站•初步统计公司系统已有200多座数字化变电站投入运行，在数字化变电站研究和应用领域取得的成果，使在变电站一次设备、变电站通信网络等方面具备了一定建设智能电网的条件，对智能电网的发展将起到重大推动作用。我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide332/16/2020我国智能电网建设的基础条件用户侧管理、负荷管理控制系统等一系列应用在我国已取得一定成果，在江苏、上海等部分地区具有相当成熟的应用系统。无论从技术层面还是管理层面都积累了相当多的经验，但还未达到智能电网对用户大量参与电网互动的要求。双向信息交互与互动上积累了相当多的经验我国智能电网的建设与发展武汉大学电气工程学院XiaomingZha:Slide342/16/2020配电领域智能化研究有待突破（1）分布式发电及新能源接入技术（2）储能技术•储能技术对智能电网改善电能质量、提高风电接入效率起着重要作用。（3）定制电力技术定制电力技术是提高用户供电可靠性和供电质量的重要技术手段，也是“智能电网”的重要支撑技术之一。公司研究开发并具有成功应用经验的有：动态电压恢复器技术（DVR