09第3期智能电网下的电力信息化体系研究

《新研究》2009年第5期电子信息产业技术创新环境研究面向政府面向企业2009年6月20日第3期总第5期内部资料注意保存本期主题智能电网下的电力信息化体系研究赛迪顾问股份有限公司主办CCIDConsulting.Co.,LTD.2专业就是实力精准就是品牌赛迪顾问是中国首家在香港创业板上市的现代咨询企业(股票代码：HK08235)，直属于国家工业和信息化部中国电子信息产业发展研究院(赛迪集团，CCID)，凭借自身在行业资源、信息技术与数据渠道等竞争优势，能够为客户提供公共政策制定、产业竞争力提升、发展战略与规划、营销策略与研究、人力资源管理、IT规划与治理等现代咨询服务，服务对象既包括政府各级主管部门与各类开发区，又涵盖电子、电信、能源、金融与汽车等行业与企业用户，致力成为中国本土的企业管理第一顾问、政府决策第一智库、信息化咨询第一品牌。详情请浏览网站：赛迪顾问股份有限公司北京：地址：北京海淀区紫竹院路66号赛迪大厦10层邮编：100048电话：[phone]传真：[phone]电子邮箱：[e-mail]上海：地址：上海市蒲汇塘路11号博大商务楼1507室邮编：200030电话：[phone]传真：[phone]电子邮箱：[e-mail]南京：地址：南京市傅厚岗66号邮编：210008电话：[phone]传真：[phone]电子邮箱：[e-mail]成都：地址：成都市二环路北一段117号美华居3405-3408邮编：610031电话：[phone]传真：[phone]电子邮件：[e-mail]武汉：地址：武汉市中山大道725号华中通信广场主楼405室邮编：430014电话：[phone]传真：[phone]电子邮箱：[e-mail]广州：地址：广州市东风中路445号越秀城市广场1205室邮编：510030电话：0086-20-835571530086-13828800618电子邮箱：[e-mail]《能源产业研究》2009年第3期智能电网下的电力信息化体系研究『刊首语』2009年5月，国家电网公司正式对外界公布了“坚强智能电网”计划。智能电网计划的启动将带动电网生产运行、经营管理、客户服务以及社会能源利用模式的重大变革。信息化作为智能电网“四化”特征的突破口，其重要性凸显。智能电网下信息化的重要特征，其发展趋势、建设方向都将成为电网企业以及IT业界共同关注的问题。本文首先阐述智能电网的发展历程以及发展现状，并对智能电网的概念及其核心内容进行了辨析，详细阐述了智能电网的体系结构，并在此基础上深入分析了信息化在智能电网中的定位以及智能电网建设对信息化的需求。赛迪顾问研究团队认为，在智能电网建设的大环境下，企业信息化将渗透到电网业务价值链的各个环节，管理信息化与自动化的结合将更加紧密，技术引领与业务驱动并重，信息化与业务创新将深度融合。在对智能电网信息化需求深刻理解的基础上，赛迪顾问研究团队对智能电网信息化建设体系进行剖析，从信息化架构层级、电网产业链和业务类型三个不同的维度展现了智能电网信息化建设内容。文章进一步对智能电网信息化架构层级进行了分解，从数据采集层、数据传输层、数据分析层、信息集成层、信息展示层五个层级详细描述了智能电网信息化建设和业务应用的内容。最后，针对国家电网公司、南方南网公司以及发电企业如何在智能电网下进行信息化建设提出了建议。2009年6月20日2专业就是实力精准就是品牌本期主题:智能电网下的电力信息化体系研究4第一章智能电网概述41.1智能电网发展现状41.1.1国外发展现状41.1.2国内发展现状91.2智能电网的概念12第二章智能电网体系结构分析142.1智能电网的建设目标142.1.1安全可靠142.1.2经济运行142.1.3节能降耗142.1.4优质服务152.2智能电网的主要构成分析152.2.1灵活的分布式电源152.2.2坚强的骨干网架152.2.3高级的配电自动化152.2.4可通信的电力设备162.2.5实时的电网监测与控制162.2.6互动的终端解决方案16第三章智能电网建设对信息化的需求173.1智能电网下的信息化定位17目录目录CONTENTS3《能源产业研究》2009年第3期智能电网下的电力信息化体系研究3.2智能电网下的信息化发展趋势183.2.1信息化将渗透到业务价值链的各环节183.2.2管理信息化与自动化结合将更紧密183.2.3面向服务的信息一体化架构是发展方向183.2.4技术引领与业务驱动并重，信息化与业务创新深度融合19第四章智能电网信息化建设体系分析194.1智能电网信息化建设体系概述194.2智能电网信息化架构层级214.2.1数据采集层214.2.2数据传输层234.2.3数据分析层244.2.4信息集成层264.2.5信息展示层274.3开放的标准体系是智能电网信息化建设的关键27第五章赛迪建议295.1国家电网公司应首先加强输电和配电环节信息化建设295.2南方电网公司智能电网信息化建设应着眼于清洁、节能、互动，突破点在与配电、售电和用电环节295.3发电企业应紧跟智能电网趋势，开始新能源并网、竞价上网、大用户管理等信息化应用的研究305.4建立智能电网成熟度模型，开展信息化能力评估工作305.5建立智能电网信息化实施的组织和能力保障机制31专业就是实力精准就是品牌智能电网发展现状目前，全球多家领先的电力企业已经开始着手建设智能电网：建造包含智能表计、智能设备、智能控温器、插电式混合动力车等要素在内的智能配电和用电系统；采用可再生能源和分布式发电技术，实施需求响应计划，降低高峰负荷需求的同时，减少对环境的影响；升级输配电网络，部署传感器和控制器，实施分析和展现功能，提高电网监视控制的自动化水平。1.1.1国外发展现状在美国和欧洲，已经有大量的电力企业在如火如荼地开展智能电网建设实践，内容覆盖发电、输电、配电和售电等环节。这些电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合，使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用，从而最终达到提高运营绩效的目的。1.1.1.1美国2003年美国电力研究院（EPRI）将未来电网定义为“智能电网”，同年6月，美国能源部输配电办公室发布了一份名为“Grid2030——电力的下一个100年的国家设想”的报告。这份报告可谓是美国电力改革的纲领性文件，描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。2004年美国Battelle研究所和IBM公司先后提出了“智能电网”（GridWise和IUN:IntelligentUtilityNetwork）。其中IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是《能源产业研究》2009年第3期智能电网下的电力信息化体系研究进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图，是IBM一个市场推广策略。美国PJM（宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联电网）公司在2006年底完成了一个战略发展项目，从多个维度对自身的发展进行了规划。它的主要愿景包括：实现企业经营的信息化，电网资产可以支持自动化运行，打通能源价值链各环节并实现业务的综合集成，建设新的控制中心；组建智能电网工作组，为PJM区域内的输电资产所有者建设智能电网制定一致的方法论，同时也为在PJM管辖区域建设智能电网提供建议方案。PJM智能电网有两个组成维度，即技术构成与业务构成。PJM的业务组成主要包括系统运行、市场运行、电网规划与企业管理等四个部分，从PJM智能电网愿景内容来看，实际上它涵盖了PJM业务的方方面面。不仅如此，虽然PJM本身不拥有资产，但在它为管辖区域所提供的智能电网建议方案中可以看到含有资产管理的内容。因此智能电网涵盖的业务环节重点是系统运行、市场运行、电网规划与资产管理，同时通过实现此类业务信息与企业后台管理环节的有效集成与共享，智能电网还能够帮助建成信息化电力企业。2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)宣布成为了全美第一个智能电网城市，每户家庭都安排了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现，可以重新配备电力。其他多个州已经开始设计智能电网系统，近两年，推广互动电网技术的可能将超过10个州。2009年1月25日美国白宫发布《复苏计划尺度报告》宣布：从节能减排、降低污染角度提出绿色能源环境气候一体化振兴经济计划，智能电网是其中的重要组成部分，包括将铺设或更新3000英里输电线专业就是实力精准就是品牌路，并为4000万美国家庭安装智能电表。美国于2009年6月公布了一项简称为“IEEEP2030”的智能电网标准和互通原则，这个标准的核心就是推动电力工程、通讯和信息技术的互动。厂商方面，GE、IBM、西门子、Google、Intel等信息产业龙头都已经投入智能电网业务，其中Google已宣布了一个与太平洋煤气和电力公司(PacificGas&Electric(PG&E))的测试合作。2008年9月Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。同时强调，21世纪的电力系统必须结合先进的能源和信息技术，而这正是通用电气和Google的优势领域。目前美国大约有1.3亿块电表，倘若包括计算机、传感器和网络系统的投资在内，实现市场转型，这项改革将拉动超过万亿美元以上的投资，对美国的信息产业也是一个巨大的机会。1.1.1.2欧洲2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy)明确强调欧洲已经进入一个新能源时代。欧洲能源政策最重要的目标必须是供电的可持续性、竞争性和安全性，从而需要通过制定一系列政策来实现。欧洲电力市场和电网必须面对这些新的挑战。未来整个欧洲电网必须向所有用户提供高度可靠、经济有效的电能，充分开发利用大型集中发电机和小型分布电源。智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。实际上欧洲电网属于分布发电与交互式供电的发展模式，更适宜建立智能电网，因此，智能电网在英国、法国、德国等都有潮流性发展趋势。2001年意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，欧洲其他国家也正在将智能网络作为一项革命进行推广。智能电网是为满足欧洲未来供电网需要而进行的大胆尝试，其特性：一是柔性的(Flexible)，满足用户需要；二是易接入的(Accessible)，保证所有用户的连《能源产业研究》2009年第3期智能电网下的电力信息化体系研究接通畅，尤其对