智能电网的提出与发展

智能电网的提出与发展主要内容智能电网的提出基本概念智能电网的目标1.基本概念（1）电力系统由发电厂、电力网（变电所与线路）、电能用户（电力负荷）所组成的整体。任务：生产、变换、输送、分配与消费电能。1.1电力系统的组成按功能分：输电网和配电网输电网---主要是输送电能（少分配），是电力系统的主网。由220kV及以上的输电线和变电所组成。分：高压输电网（220KV）；超高压输电网（330－750KV）；特高压输电网（800kV及以上）。1.基本概念1.1电力系统的组成（2）电力网与配电网配电网—位于输电网络与用户之间，主要起分配电能作用。由110kV及其以下的配电线路和配电变压器组成。按供电区功能分：城市配电网、农村配电网、工厂配电网等。按电压等级分：高压配电网(110kV)、中压配电网(3、6、10、35kV)、低压配电网(220、380V)。1.基本概念（2）电力网与配电网1.1电力系统的组成1.基本概念（3）电力系统中的基本元件（设备)系统元件：是指构成电力系统的电气元件（或称电气设备)一次系统设备：系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统。如：发电设备（发电机）、输电线路、变压器、各类开关等。1.1电力系统的组成1.基本概念（3）电力系统中的基本元件（设备)二次系统设备：包括继电保护、测量和调度等环节。继电保护：对系统进行保护。当系统出现故障(如短路、过电流、断相、接地等)时，自动动作，切除故障线路与设备；测量元件：对电力系统的运行参数进行在线测定和显示，如电压、电流、功率、功率因数等；调度元件：负荷分配、功率平衡、电压调整、线路的投入与切除等工作。1.1电力系统的组成智能电网：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。1.2智能电网的定义智能电网=智能输电网+智能配电网1.基本概念一次、二次设备智能化与网络化；调度管理网络化与智能化火力风力水力发电—变电—输电—变电—配电—用电太阳能……智能电网就是对这一过程实现自动、可视、互动、智能化智能电网的作用：1.基本概念1.2智能电网的定义美国智能电网发展里程碑DOE与NETL（美国国家能源技术实验室）合作发起了“现代电网(MGI)”研究,TheModernGridInitiative:aVisionforthemoderngrid.Mar.2007.NETL美国电科院（EPRI）开始“Intelligrid”(智能电网）研究布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现代化，DOE发布“Grid2030”---电力的下一个100年的国家设想DOE启动电网智能化(GridWise）项目之后，研究机构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自己的智能电网方案和实践奥巴马将智能电网提升为美国国家战略年份2.智能电网的提出与发展驱动因素：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.2.智能电网的提出与发展驱动因素：2.智能电网的提出与发展2003年8.14美加大停电堪称电力领域的“9.11”事件暴露了发达国家电力系统不安全。2003年8月14日，美国和加拿大东部广大地区遭遇了当地历史上最大规模的停电，1000万人无电可用。加拿大最大的城市多伦多，地铁运输全部停顿，许多乘客在30摄氏度的高温下手足无措。加拿大首都渥太华也没能幸免。停电还袭击了美国东部地区，纽约、底特律和克利夫兰电力都全部中断。纽约市地铁全部瘫痪，成千上万名在地铁车站内等车的乘客呆在黑暗中。全市的地面交通也全面停止，人行道和马路上挤满了步行的人群。纽约州随即被宣布进入紧急状态。技术人员缺乏，技术陈旧，调度跟不上2.智能电网的提出与发展欧洲智能电网发展里程碑成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”提出智能电网愿景，制定（1）《欧洲未来电网的远景和策略》；（2）《战略性研究议程》；（3）《战略部署文件》报告20052006各国开展自己的智能电网建设探索,应对21世纪的各种挑战和机遇年份（3）TheSDDStrategicDeploymentDocument（1）EuropeanSmartagridsTechnologyPlatform：VisionandStrategyforEurope’sElectricityNetworksoftheFuture欧洲智能电网技术平台：欧洲未来电网的远景和策略（2）StrategicResearchAgendaforEuropesElectricityNetworkofthefuture，欧洲未来电网的战略研究议程战略部署文件2.智能电网的提出与发展美国欧洲动因：美国在全国范围内存在多个交流输电网，人员年龄老化，投入不足，技术陈旧，事故较为频繁，需要防止大停电。关注：在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新，以提高电网运行水平和供电可靠性，有效接入可再生能源，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代。动因：欧洲各国电网运行模式不同，电力需求趋于饱和，其能源政策强调对环境的保护和可再生能源发电的发展。低碳经济是欧洲智能电网的主要发展动因。关注：在迅速增长的能源成本压力下，欧洲智能电网建设更加关注可再生能源和分布式电源的接入，并带动整个行业发展模式的转变。国外智能电网发展的最初动因我国发展智能电网也有其独特的发展背景。2007年，华东电网公司启动了高级调度中心、统一信息平台等智能电网试点工程，目前，先行开展的高级调度中心项目一期工作已通过验收。虽然开展智能电网的体系性研究稍晚，但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践。在输电领域，多项研究应用达到国际先进水平，在配用电领域，智能化应用研究也正在积极探索。中国智能电网发展概况驱动因素：智能电网电力系统安全运行风险更趋严峻电力企业资产管理的重要性日益突出节能减排与应对气候变化成为无法回避的问题电力企业抗攻击能力需要提高电力企业经营压力加剧中国2.智能电网的提出与发展2.智能电网的提出与发展2009年5月21日，国家电网公司在2009年特高压输电技术国际会议上宣布了建设中国坚强智能电网的发展战略，明确提出：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，通过电力流、信息流、业务流的高度一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接人和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展的要求。2008年：上海市电力公司开展了智能配电网研究，重点关注智能表计、配电自动化以及用户互动等方面。此外，华北电网公司也启动了数字电表等用户侧的智能电网相关实践。中国智能电网发展概况2.智能电网的提出与发展中国智能电网发展概况中国坚强智能电网特点是：（1）强壮的“体魄”――坚强电网网架以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网。坚强的网架是提高供电可靠性的前提，也是坚强智能电网建设的基础，在建设智能电网过程中坚强与智能需要相辅相成、协调统一。（2）智慧的“大脑”――智能电网调度调度是智能电网的“大脑”，是电力系统的神经中枢，是智能电网得以正常运行的基础之一，同时也是电力系统运行和控制自动化程度最高的部分。（3）发达的“感官”――装备的智能化在智能电网中,一次与二次、装备与电网、装置与系统将更加融合,复合技术应用日益广泛。专业界限的模糊将使得智能电网中智能系统的外延大大拓宽。2.智能电网的提出与发展结合国际电网技术发展方向和我国电网发展特点。国家电网公司重点组织开展了新型能源接入、特高压输电、大电网运行控制、数字化变电站与数字化电网、灵活交宜流输电及储能、电网防灾减灾与城乡电网安全可靠供电、电网环保与节能等方面的研究，培育出一批具有国际先进水平、引领电网发展的科技成果，在特高压输电技术、电网广域监测分析保护控制技术、电网频率质量控制技术、稳杰／暂态／动态三位一体安全防御技术和自动电压控制技术等方面处于国际领先地位。从中国看，构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的全国能源互联网；面向世界，中国成立了全球能源互联网发展合作组织，推进与周边国家电网互联互通，促进跨国能源电力贸易，积极构建全球能源互联网。中国智能电网发展概况3.智能电网的目标目标:实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。(1)智能电网必须更加可靠。智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户兔受供电中断的影响。(2)智能电网必须更加安全。能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。(3)智能电网必须更加环境友好。通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。进一步扩大可再生能源的接入。在可能的情况下，在未来的设计中，智能电网的资产将占用更少的土地，减少对景观的影响。智能电网必须是使用安全的——智能电网必须不能伤害到公众或电网工人，也就是对电力的使用必须是安全的。3.智能电网的目标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2007国家电网公司—建设智能电网的三阶段目标