智能微电网核心技术

智能微电网的核心技术目录123智能微电网智能微电网技术历程历程Part11988--1997企业电工/学校电工电子专业教师1998--20072008--2012个人简介计算机硬件/网络/编程专业教师(首席技师)太阳能光伏发电/风力发电等专业教师(名师)2013--?电力控制/智能微电网/创新创业专业教师智能微电网Part2智能微电网智能电网微电网新能源智能电网的定义智能电网是以物理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硬件基础：电网和建立在集成的、高速双向通信网络。2软件基础：智能的控制技术，是指诊断电网状态，防止供电中断，改善电能质量扰动的装置和算法。工业化自动化信息化智能化¼¼现代社会发展的技术特征智能电网的组成智能电网由很多部分组成，可分为：智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过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的应用，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，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网的功能特征传统电网智能电网激励/包括电力用户电价不透明，缺少实时定价，选择很少充分的电价信息，实时定价，有许多方案和电价可供选择提供发电/储能中央发电占优，少量分布式发电,储能或可再生能源大量“即插即用”的分布式电源补助中央发电（节能、环保）使市场化成为可能有限的趸售市场，未很好的集成成熟、健壮、很好集成的趸售市场满足电能质量需要关注停运，不关心电能质量电能质量需保证，有各种各样的质量/价格方案可供选择优化很少计及资产管理电网的智能化同资产管理软件深度集成自愈扰动发生时保护资产（保护跳闸）防止断电，减少影响抵御攻击对恐怖袭击和自然灾害脆弱具有快速恢复能力微电网的定义微电网（Micro-Grid）也称为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。微电网的组成微电网是一种由分布式电源组成的独立系统，由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护等装置组成的小型发配电系统。它一般通过联络线与大系统相连，由于供电与需求的不平衡关系，微电网可选择与主网之间互供或者独立运行。微电网中的电源多为容量较小的分布式电源，即含有电力电子接口的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池、小型风力发电机组以及超级电容、飞轮及蓄电池等储能装置。它们接在用户侧，具有成本低、电压低以及污染小等特点。容量小于20MW;电压等级小于35KV;支持分布式电源接入。微电网结构示意图智能微电网智能电网微电网新能源智能微电网能实现从分布式微电网、发电设备群、到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动，从而实现控制过程的数字化、智能化、快速化。系统架构15Kw15Kw5Kw74#75#72#73#abcd多样性——电能供应的种类和构成数量类别局部性——电网的容量及覆盖范畴相对性安全性——特/超高压电网的分类和综合安全裕度脆弱性——定位引起电网不正常运营的潜在因素充裕度——保障电网安全运行的动态响应能力转移性——不确定因素引起的连锁因果效应和关联关系可靠性——判断电网正常运行的期望值和风险控制经济性——电网每个环节的经济分析可控性——将电网置于安全，经济运营中的能力后效性——总结评估发生的运营演化过程智能微电网的特点微电网的组成智能微电网示意图智能微电网示意图智能微电网示意图智能微电网核心技术Part3智能微电网的核心技术1.控制技术控制技术是指智能微电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。控制技术中的分析和诊断功能包括专家系统，包括支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。采取自动的控制和执行的行动在秒级水平上，从而提高电网的可靠性和自愈性。控制技术涉及优化预测，动态匹配，数据融合，沙堆理论，蝴蝶效应，量子纠缠等理论。智能微电网的技术结构高级计量体系AMI用户户内网HAN计量数据管理系统•需求响应•负荷控制•远程开合分时电价（送到用户）自动读表AMR（按小时读表，远方编程，电能计量，电能质量监视，负荷调查，停运捡出）配电SCADA配电快速仿真与模拟DFSM高级配电运行ADODER运行高级配电自动化高级保护与控制•（带有高级传感器的）运行管理系统•停运管理系统配电GISAC/DC微网运行新型电力电子装置•变电站自动化•高级保护•高级输电网元件阻塞管理输电系统仿真与模拟高级的输电运行ATOISOEMS可视化输电SCADA，WAMS输电GIS配电AAM基于条件维护规划设计/建设资产利用输电AAM记录混合系统-认识-结构-调谐预测-需求-质量，……-运行条件控制设计-性能评价-振荡-运行条件现象模型-物理，化学，…-数学数据驱动模型-识别-参数估计-数据计算智能化-专业技术和数据-适应性控制系统模型安全正常状态待恢复状态预防控制校正控制扰动扰动扰动正常运行控制紧急控制恢复控制不安全正常状态紧急状态状态转换控制电力系统的四种运行状态智能微电网模拟系统图智能微电网的核心技术2.通信与计算机技术通信技术建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能微电网的基础，智能微电网的所有数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持。风速、风向气温、湿度气压、雨量日照辐射分布电压泄漏电流绝缘子监测微气象监测杆塔监测雷击闪络张力倾角力学参数监测杆塔倾斜导线监测视频监控光伏电源管理分布式监控终端线路监测信息：广域、全景、实时、准确可靠短信导线温度故障定位线路电流导线覆冰导线舞动视频图像太阳能电板最大功率点跟踪电池保护电量计通讯管理远程通讯GPRS/CDMA3G通讯解决方案：可靠、灵活、功能强大通讯管理机及分布式监控终端软件可实现远程升级现场总线以太网Zigbee有线网络无线网络综合监控平台线路信息系统DLR动态提高输送容量系统专家系统绝缘子状态评估导线覆冰预警导线舞动预警图表、曲线、数据、视频用户管理、参数配置WEB信息查询短时容量预测导线温度模型(CTM)气候模型（WM)确定最大输送容量导线安装单元采用无线网络现场无线维护、诊断历史数据服务器+磁盘阵列WEB服务器网络安全隔离装置通信前置服务器通信网厂站PMUs高级应用服务器调度监视工作站离线分析工作站在线分析工作站I区III区实时数据服务器网络打印机GPS卫星主站互联服务器通信网远方主站前置机实时服务器历史数据服务器分析/维护/图形工作站WEB服务器高级应用服务器互联网关通信数据流PMUPMU本地主站前置服务器查询终端互联网关PMUPMU远方主站前置服务器查询终端互联网关智能微电网的核心技术3.量测技术量测技术是智能微电网重要的核心技术，先进的参数量测技术能获得数据并将其转换成数据信息，量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持，包括功率因数、电能质量、相位关系、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据，以供智能微电网的各个方面使用。量测技术还包括评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。智能发电子系统实时动态曲线监视扰动识别与事故后分析低频振荡检测、可视化及广域阻尼控制技术机组、负荷与线路参数识别机组次同步振荡辨识同步相量测量技术电压不稳定辨识计及PMU信息的状态估计基于广域信息的保护技术系统在线稳定评估与控制广域同步相量测量技术Internet监控中心温度、局放复合监测探头局放监测探头无线通讯管理机j无线网络一体式温度监测探头云台式监控型红外仪云台式一体化摄像机i户外网络交换机套管类、导线接头类测温场景监视、设备外观、表计遥视温度、局放复合监测探头一体式局放监测探头无线网络温度监测探头无线通讯管理机i一体化摄像机场景监视、设备外观、表计遥视j母排、开关类测温变压器、GIS、CT、PT类监测放电便携式巡检仪无线网络状态预警、信息发布某智能微电网的的监测系统单机组综合信息采集配网设备、线路、变电站局放、温度、外观等风信号振动信号定子、转子电压、电流动态同步信号振动信号发电机温度机舱温度、振动覆冰、腐蚀、外观、场景图像叶片覆冰、变形、各类机械件裂、损声发射箱变状态信号:开关量、温度、局放等综合智能监控系统无线或光纤区域数据中心某风电场监测智能微电网的核心技术4.智能设备技术包括智能变电站，智能配电网，智能电能表，智能交互终端，智能调度，智能家电，智能用电楼宇，智能城市用电网，智能发电系统，新型储能系统，2021/3/2940智能变电站2021/3/2941智能终端开关设备就地层站控层集中式测控辅控子机MMS二次设备舱互感器就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED站域保护广域保护子机稳控新型故障测距变压器二次设备舱互感器GOOSESV总线远动（保信，PMU子站，计量，在线监测）一体化监控故录及网络分析仪对时时钟源计费计量主站(保信，PMU，计量，在线监测，辅助）广域保护主站智能终端就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED智能变电站系统示意图S9电压、电流油中溶解气体底层油温OLTCC有载调压冷却系统智能组件注：1.S1、S2顶层油温，S3、S4底层油温2.S5、S6、S9、S10电压、电流3.S7、S8局部放电4.S11气体继电器5.S12油中溶解气体S5S66.S13油中水分7.S14铁芯接地电流8.C冷却系统9.OLTC有载调压系统S1S2S3S4S7S12S14S8铁芯接地电流局部放电顶层油温局部放电电压、电流系统网络S13S11气体继电器油中水分S10智能变压器浙江首座智能变电站投入运行2014年12月18日18时59分，随着2号主变10千伏Ⅱ段开关热备改运行试验的完成，110千伏胜利变电站投运工作圆满结束，该变电站属平阳地区首座智能变电站，其投运为当地智能电网建设完美开篇。浙江平阳胜利变电站为新型智能化变电站，采用智能终端通过光纤替代传统电缆，不仅大大降低铜材损耗，更能实现全站采集数字化、信息共享化、顺序控制、状态检修、智能告警、设备状态可视化等智能一体化信息平台。一期工程投运2台主变，容量均为5万千伏安。三相费控智能电表智能微电网的核心技术5.微网并网技术微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的独立系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立脱网运行，当大电网出现停电等紧急状况时，微网的优势凸显出来。相关的技术包括：微电网的能源管理与经济运行技术、微电网联网模式切换技术、快速分离技术等友好并网技术。2014年12月9日，中国电科院配电研究所牵头编写的国家标准《微电网接入配电网测试规范》送审稿及工程建设国标《微电网接入配电网系统调试与验收规范》送审稿分别通过审查。智能微电网领域前程无限，让我们一起努力创造属于我们的辉煌！ThankYou2015-7-6