智能电网系列讲座-智能电网及其发展动态

1智能电网及其发展动态什么是智能电网？1坚强电网与柔性输电2新能源3电力市场与用户智能4数字化变电站简介5智能电网及其发展动态郭鸿2重要提示第三讲：我们的产品方向将就科陆电子如何应对智能电网和数字化变电站的发展谈个人意见，重点介绍数字化配用电系统产品的发展思路，还会谈到未来智能表、电源逆变、电能质量、能效管理等内容。第二讲:数字化变电站的发展状况将介绍数字化变电站的国内外发展现状，重点介绍关键技术：IEC61850标准、光电子互感器，合并单元、智能断路器和保护测控单元。31、什么是智能电网?SmartGrid电网2.04智能电网提出美国奥巴马政府的智能电网计划SmartGrid投资:2000亿系统改造,智能电网45亿美元(34亿用于技术开发,6.15亿补贴演示项目)目标:发电—新能源,用电—4000万家庭用上智能电表,电网—统一电网效益最大中国政府坚强智能电网计划电网2.0投资:估计1～4万亿(2010\2015\2020三阶段规划)目标:电网—特电压,发电—新能源,用电—每年更新4000万智能电表,电站—数字化5电力系统发电变电-升压输电变电-降压配电网用电系统工厂用电6奥巴马的智能电网模式建立在私有化基础之上，美国关注的重点是配电和用电系统的智能化，与人民生活密切相关，电能分时定价、自由买卖，低压网成为互动电网，人民有积极性参与调峰、节能和使用新能源，火电厂的增容扩容压力大大减小，最终可以达到减排的目的，其投资少。自由女神照耀美国智能电网7智能电网城市2008年，美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城市。波尔得一个全球瞩目的城市8智能电网之用户智能9刘振亚的坚强智能电网电网建立在公有制之上，与美国最大的不同：电力高速公路，国家垄断加强，开始可能不支持互动电网，与人民生活的关系程度不大，节能减排是政府意志，最终一定会与美国一样。有中国特色的智能电网10智能电网功能自愈传感器对电网实时监控和在线评估，预防、发现、快速诊断和消除故障隐患；兼容支持分布式发电和插电式电动汽车即插即用，容纳风电、光伏发电、地热发电等新能源大规模接入；互动实现双向互动智能传输数据和动态浮动电价制度，有效减少家庭、办公室和工厂电力消耗；优化对资产进行持续监控，延长资产使用寿命，避免中断事件；集成实现企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的集成，形成全面辅助决策支持体系。计量系统电网体系配电体系资产管理体系支撑体系11智能电网功能美国人对智能电网的描述：空调能够感知用电高峰电价上涨，自动调整温度，为您控制用电量及节省电费；调度中心大屏幕能自动显示网络故障方位并自动解决；屋顶太阳能发电所得在自用之余可以出售给电网；电动汽车可以实现电能的“上传”与“下载”，并参与电网调峰……用户智能（包含智能电表）集成、自愈、优化互动、分布式电源、电力市场兼容12智能电网建设特高压1000KV输电、±800KV直流输电发电分布式电源、风电、光伏发电、并网中无功补偿、功率调节调峰变电光电子互感器、数字化/智能化变电站、智能断路器用电智能电表和用电管理采集系统、智能配电网设备、负荷智能控制调度一体化智能调度体系13存在的问题和风险±新技术的风险±缺乏统一标准±成本回收风险±商业化应用±电网企业激励±电网监管±通讯安全±电费对低收入人群影响±缺乏对智能电网发展整个图景的清晰阐述14小结智能电网：建立在集成的、高速双向通信网络基础上，应用先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。主要特征：自愈、激励、抵御攻击、满足电能质量需求、容许各种发电形式接入、启动电力市场以及资产优化高效运行。152、坚强电网与柔性交流输电FACTS：FlexibleACTransmissionSystem柔性交流输电国家认为本部分技术成熟，先行16火电玉环电厂1000MW超超临界机组17水电三峡电站1820万千瓦，单机700MW，左岸14台，右岸12台溪洛渡电站：金沙江，１２６０万千瓦向家坝电站：四川省宜宾与云南省水富县交界处，６００万千瓦18核电1000MW核电第三代压水机组19特高压输电9晋东南—南阳—荆门的1000KV试验工程9淮南-芜湖-浙北-沪西1000KV输变电工程9溪洛渡、向家坝水电站和锦屏水电站外送的正负800千伏直流输电工程92006年11月正式开工20特高压输电四川向家坝-上海±800千伏特高压直流输电奉贤换流站21超导储能系统SMES+-VsmIsmSMESwithPSScontrollerdtdIsmsmsmLV=∫+=ttsmsmsmsmdtVLII001202/1SMsmILW=稳态运行时：Vsm=0，Psm=0，Ism=Ism0超导储能为：暂态运行时：Vsm﹥0，Psm﹥0，储能Vsm﹤0，Psm﹤0，放能22四象限静止同步补偿装置STATICCONSDENSERENERGYSTORAGE系统IacIdcIacP+,Q+P-,Q+P+,Q-P-,Q-STATCOM可控串联补偿器TCSC静止无功补偿器SVC统一潮流控制器UPFC233、新能源在西部试点24光伏电站/风力发电混合驱动，互补性强新能源25新能源光伏电站地热发电干热岩发电26分布式电源DistributedGeneration新能源微型燃汽轮机功率：几千瓦至几十千瓦转速：96000r/min燃料：天然气、甲烷、汽油、柴油温度：500℃效率：30%关键：高速轴承、高温材料阶段：国外示范、国内无燃料电池构成：电池堆、燃料供给系统、空气供给系统、冷却系统、电力电子换流器、保护与控制及仪表系统。进展：第一代：磷酸型燃料电池（PAFC）11MW第二代：溶融碳酸盐电池（MCFC）第三代：固体电解质燃料电池（SOFC）质子交换膜燃料电池274、电力市场与用户智能28电力市场实时电价：用户电价（买入）、上网电价（卖出）电能价格：唯电价、电价-电量、长期合同电价三种模式预测电价：负荷需求（季节、峰谷）、网损（供电距离）、电能质量（合格、优质）和可靠性要求（一二三类）、发电成本、网络发展费用发布电价：网络发布，唯电价1小时更新、24小时更新、周报、年报曲线显示计量计费：计量和计费可能不会分离买卖机制：解决了分布电源并网问题和电能储存问题，柔性配电网建成，按负荷预测进行买卖控制，电能质量成为限制条件实时交易：类似股票交易、对上网电能进行限制（质量和时段）结算方式：第三方，银行结算29用户智能等待突破家电控制器要能感知电价的变化：美英研究的智能冰箱电动汽车即插即用，电池可卖电参与调峰，预测减少费用15%屋顶光伏和风电可卖电给系统智能电表到户，所有智能控制器采用高速通信（以太网？）30用户智能图中自有黄金屋！产品发展或投资方向！315、数字化变电站简介32数字化变电站的定义以系统最经济为目标，全面遵循IEC61850标准，以智能断路器为主体，集成数字化互感器和各种智能设备，采用高速以太网交互信息，实现了智能测控、保护和互操作功能的变电站。同一个世界、同一个标准、同一种技术标准统一、系统开放、互通互联互操作33电力系统梅特卡夫法则发展效应MetcalfLaw：网络产生和带来的效益随用户的增加呈指数形式增长19852005时间变电站自动化技术技术突破微机保护技术数字化变电站技术34非常规互感器分类3507年，新宁并入南自，08年底成瑞被深圳南瑞收购数字互感器国内状况清华、华工、电科院、南瑞继保、上海互感器厂许继、华北电力大学、哈大联合研发光学AOCT西安同维电力公司：磁光电流互感器TW863（法拉第）36智能断路器IEC62063：具有较高性能的断路器和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器、不仅有断路器基本功能，还具有检测和诊断等附加功能37智能断路器功能关键是按电压波形控制跳合闸角度，精确控制跳合闸时间选相合闸：克服合闸涌流或过电压选相分闸：控制实际燃弧时间智能重合：自动避免故障再次冲击同步分断：提高遮断能力（初始速度、过零检测与控制）低速开断：电流较小时低速开断，延长机械寿命程序操作：相邻连锁、提高效率、五防功能光纤传输：省去各种电缆和继电器状态检修：降低维护费用、减少停电时间网络通信：高速以太网，IEC61850标准38智能断路器厂商ABB的PASS接插式开关系统1999年投入使用三菱MITS智能化开关广东西江变采用西门子HIS智能化断路器平顶山天鹰集团ZF11智能断路器云南大观变采用国内外动态平高与许继结盟，西高与南瑞结盟39智能断路器改造断路器智能控制装置主要用在GIS上AREVA的SICU4监视机械磨损、电气磨损、线圈监视、气体泄露等NARI的PCS-9820A硬件：ARM+DSP+14位ADC，100M双以太网功能：模入、开入、谐波、功率、频率、电度测量断路器、隔离开关智能控制、逻辑闭锁监视气体温度、压力和密度40GISG改造41IEC61850标准三个关键：GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent)面向通用对象变电站事件、制造报文规范MMS，变电站配置描述语言SCL42国外动态瑞士Traws400KV数字化变电站改造工程改造范围：其中5条出线间隔、1台变压器间隔、1个母联间隔电压等级：380KV/220KV电站地位：法国、德国、瑞士电网互联节点智能开关：AIS和GIS混合布置数字设备：ABB和西门子改造时间：2年，2006年完成改造方式：不停电，按间隔依次进行EGL收获：最大限度的缩短了运行间断时间可以有选择性的改造系统可扩展，资源可重复利用不同部分、不同阶段、不同供应商易于接入4344国内第一个数字化站云南省曲靖市翠峰110千伏数字化变电站规模：2台主变110KV/10KV，内桥接线，单母线分段10KV线路：12回，10KV电容器：2回配置：110KV光电流互感器：新宁OET700系列110KV光电压互感器：新宁OET700系列10KV采用新宁电子式电流和零序电流互感器10KV断路器智能终端：新宁XA70111KV断路器智能终端：新宁XA702主变断路器智能终端：新宁XA703数字化电能表：DTSD数字化备自投（FT3传输）：1套小电流接地选线：1套计算机监控系统：2套（双主机系统）南自PS6000成果：无电缆，施工简单，06年2月底施工，同年3月27日投运动作36次，正确。变压器保护明显优于综自，涌流录波接近理论特征。简化了检验过程，彻底解决了抗干扰问题。45国内动态2006年3月27日南自的云南翠峰110KV变电站投运2006年10月10日南瑞的无锡圆石110KV变电站投运2006年11月日南自的内蒙杜尔佰特220KV变电站投运2007年南自的包钢220KV变电站投运2007年6月8日南瑞的北京顺义500KV变电站投运2007年许继的洛阳金谷圆110KV郑州陈庄、吴沙、新乡王村3个110KV站在这两年里，主要是数字化变电站试点，各大厂家开始布局46国内动态2008年3月南瑞的上海高邑110KV变电站投运2008年9月南瑞的天津成浦220KV变电站投运2008年9月中德的苏州东变500KV投运2008年6月27日深南瑞的南山第五区110KV改造投运2008年12月16日许继郑州叠彩110KV投运许继中标洛阳东方等5个110KV站2008年南瑞中标广东鹤山沙屏110KV站等15个承德西区110KV浙江绍兴220KV四川吴家渡110KV2009年2月深南瑞四川南塔110KV站投运进入2008年后，数字化变电站呈现迅猛增长的势头，09年纳入智能电网建设范围。47提问时间48THANKYOUVERYMUCH!