智能電網(wǎng),引領(lǐng)未來

1、智能電網(wǎng) 引領(lǐng)未來能源發(fā)展概述國內(nèi)外智能電網(wǎng)研究動態(tài)國內(nèi)外智能電網(wǎng)研究動態(tài)智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)目 錄能源發(fā)展概述 傳統(tǒng)化石能源的逐步耗竭，使能源危機(jī)已逐步逼近。 合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源和其它新能源，走多元化潔凈能源發(fā)展道路，是我國社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 當(dāng)前，節(jié)能減排、綠色能源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。 人類能源發(fā)展面臨的第一挑戰(zhàn)，是以可再生能源逐步替代化石能源，建造能源使用的創(chuàng)新體系。基于先進(jìn)的信息技術(shù)和通信技術(shù)徹底改造現(xiàn)有的能源利用體系最大限度地開發(fā)電網(wǎng)體系的能源效率靈活清潔安全經(jīng)濟(jì)電力系統(tǒng)建設(shè)智能電網(wǎng)的背景堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以堅(jiān)

2、強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”是高度一體化融合，是堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的定義1、堅(jiān)強(qiáng)可靠的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)是中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的物理基礎(chǔ)2、經(jīng)濟(jì)高效是對中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的基本要求3、清潔環(huán)保是經(jīng)濟(jì)社會對中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本訴求4、透明開放是中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展理念5、友好互動是中國堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的主要運(yùn)行特征內(nèi)涵將電力系統(tǒng)與先進(jìn)的通信和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能在系統(tǒng)發(fā)生故障和失去控制之前進(jìn)行預(yù)測和自愈，有更高的靈活性。

3、提供的電力具有更高的可靠性和安全性能，能源消耗降低，能以較低成本提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。智能電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)國內(nèi)外研究動態(tài)美國歐洲日本中國美國IBM公司與全球電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。2009年2月IBM與地中海島國馬耳他簽署協(xié)議，雙方將建立一個“智能公用系統(tǒng)”，以實(shí)現(xiàn)該國電網(wǎng)和供水系統(tǒng)的數(shù)字化。10日，谷歌表示已開始測試名為谷歌電表(PowerMeter)的用電監(jiān)測軟件。計劃鋪設(shè)或更新3 000英里輸電線路，并為4 000萬美國家庭安裝智能電表。集中對落后的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級換代，建立橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理。美國2006年2009

4、年1月歐盟第5次框架計劃(FP5) (19982002) ”歐洲電網(wǎng)中的可再生能源和分布式“重點(diǎn)關(guān)注可再生能源和分布式能源的發(fā)展，并帶動整個行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變歐盟第6次框架計劃(FP6) (20022006) ”強(qiáng)調(diào)高效運(yùn)行控制器，基于新型通信技術(shù)的控制策略，即插即用技術(shù)對大電網(wǎng)的影響、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益等“歐盟第7次框架計劃（EP6）（20072013） ”強(qiáng)調(diào)再生發(fā)電技術(shù)、燃料電池和智能電網(wǎng)“歐洲例如配備有儲能設(shè)備的微電網(wǎng)能夠補(bǔ)償可再生能源斷續(xù)的能量供應(yīng)。因此從大電網(wǎng)的角度看，該微電網(wǎng)相當(dāng)于一個恒定的負(fù)荷。這些理念促進(jìn)了微電網(wǎng)在日本的發(fā)展。目前，日本在微電網(wǎng)示范工程的建設(shè)方面處于世界領(lǐng)先地

5、位。日本的研究與實(shí)踐微電網(wǎng)能夠通過控制原動機(jī)平衡負(fù)載的波動和可再生能源的輸出來達(dá)到電網(wǎng)的能量平衡。華東電網(wǎng)公司于2007年在國內(nèi)率先開展了智能電網(wǎng)可行性研究，并設(shè)計了 20082030 年“三步走”的行動計劃。2009年2月28日，作為華北公司智能化電網(wǎng)建設(shè)的一部分華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通過專家組驗(yàn)收。推行SG186一體化平臺建設(shè)2006年底交流特高壓示范工程奠基，2008年8月正式建成投運(yùn)。國內(nèi)研究現(xiàn)狀1、發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié)中應(yīng)用的技術(shù)，包括可再生能源發(fā)電技術(shù)、超導(dǎo)輸電技術(shù)、特高壓輸電技術(shù)、高效變壓器、緊湊型線路、智能電器等。2、二次側(cè)新技術(shù)，包括先進(jìn)

6、的測量技術(shù)、通信技術(shù)、AMI等。3、控制中心的電網(wǎng)運(yùn)行控制與管理技術(shù)，包括先進(jìn)的信息處理技術(shù)、先進(jìn)控制理論、新型管理技術(shù)等。可靠高效環(huán)保堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)發(fā)電和儲能技術(shù)輸配電技術(shù)電力電子技術(shù)先進(jìn)的信息技術(shù)控制與管理新技術(shù)微電網(wǎng)技術(shù)智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)發(fā)電和儲發(fā)電和儲能技術(shù)能技術(shù)風(fēng)力發(fā)電太陽能光伏發(fā)電清潔煤技術(shù)其它新能源發(fā)電技術(shù)燃料電池生物質(zhì)能發(fā)電儲能技術(shù) 研究特高壓輸電技術(shù)目的是提高輸電能力，實(shí)現(xiàn)大功率的中、遠(yuǎn)距離輸電，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電力系統(tǒng)互聯(lián)，建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。研究線路過電壓、潛供電流等因素對系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性等的影響特高壓輸電技術(shù) 超導(dǎo)特性是指部分導(dǎo)體在某一特定溫度下電阻為零的特性。最

7、近幾年，交流高溫超導(dǎo)電纜經(jīng)完善的實(shí)驗(yàn)室測試后已經(jīng)逐步走向并網(wǎng)運(yùn)行階段。高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)能夠降低損耗的輸配電技術(shù)新能源接入方面整流逆變器和直接逆變器器件及性能的研究。提高整流、逆變器的轉(zhuǎn)化效率，減少諧波，有效控制電壓和無功等進(jìn)行研究。智能輸配電領(lǐng)域重點(diǎn)放在柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）和高壓直流輸電（HVDC）等方面。智能用電領(lǐng)域研究采用電力電子技術(shù)節(jié)約電能的節(jié)能措施。應(yīng)加大變頻技術(shù)在節(jié)能方面的研究。電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究利用先進(jìn)的信息技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）和廣域測量系統(tǒng)（WAMS），以及相應(yīng)的信息支持平臺包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺和自適應(yīng)通信平臺，提高智能電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。先進(jìn)的

8、信息技術(shù)研究智能電網(wǎng)先進(jìn)的管理調(diào)度模式，如虛擬發(fā)電廠、微電網(wǎng)和需求側(cè)管理等，要特別加強(qiáng)對智電網(wǎng)控制與管理新技術(shù)的研究?？刂婆c管理新技術(shù)微電網(wǎng)是一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的一種有效的方式。微電網(wǎng)的出現(xiàn)將從根本上改變傳統(tǒng)電網(wǎng)應(yīng)對負(fù)荷增長的方式，其在降低能耗、提高電力系統(tǒng)可靠性和靈活性等具有巨大潛力。微電網(wǎng)是大電網(wǎng)的有利補(bǔ)充，提高供電系統(tǒng)的安全性、靈活性和可靠性；微電網(wǎng)技術(shù)是一組微電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元，可實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷多種能源形式的高可靠供給。延緩電網(wǎng)投資，有效減少電能的遠(yuǎn)距離傳輸、多級變送的損耗，有利于建設(shè)節(jié)約型社會實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)電力市場發(fā)展，實(shí)現(xiàn)市場利益主體多

9、元化提高供電可靠性和電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)為不同要求的電力用戶提供不同的電能質(zhì)量，微電網(wǎng)的作用智能電網(wǎng)架構(gòu)定義研究智能電網(wǎng)互操作性電力混成控制論與先進(jìn)能量管理系統(tǒng)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)測量設(shè)施與動態(tài)SCADA系統(tǒng)的建立新型狀態(tài)估計系統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行估計指標(biāo)體系微電網(wǎng)優(yōu)化與協(xié)調(diào)控制技術(shù)智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)架構(gòu)定義研究 通過定義架構(gòu)，將智能電網(wǎng)劃分為一系列的組件，并得到組件的總體構(gòu)成以及組件之間關(guān)系，可以有效的指導(dǎo)整個系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，可以打破原有系統(tǒng)之間的界限，從而實(shí)現(xiàn)高度的信息共享和互操作性，能夠協(xié)調(diào)不同的標(biāo)準(zhǔn)，便于標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)和集成，可以對可能出現(xiàn)的新需求變化制定出合理的應(yīng)對措施。智能電網(wǎng)互操作性 智能電網(wǎng)的

10、互操作性，是通過引入標(biāo)準(zhǔn)框架，保證智能電網(wǎng)中組件間協(xié)同工作的能力。互操作性對智能電網(wǎng)建設(shè)、集成、有效操作和互聯(lián)電力網(wǎng)絡(luò)的各個元件的雙向通信都有著非常重要的作用。有效的互操作性是建立在統(tǒng)一的接口、協(xié)議和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)框架之上的。電力混成控制論與先進(jìn)能量管理系統(tǒng)智能電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)多方面的價值，如“更堅(jiān)強(qiáng)、更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更高效、更環(huán)境友好”等。在這些價值中，有些甚至是互相矛盾的，如要“更環(huán)境友好”，則需要吸納大規(guī)模的可再生能源；而可再生能源的大量吸納，會給電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)、可靠運(yùn)行帶來一定的挑戰(zhàn)。電力混成控制論使得“將整個電力大系統(tǒng)控制得如同一臺智能廣域機(jī)器人（Smart Wide Area Robot，簡稱Smart-WAR）”成為可能。但要真正實(shí)現(xiàn)Smart-WAR，在一些關(guān)鍵技術(shù)上還要有較大的突破，主要包括如下幾個方面。 微網(wǎng)存在多種運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)微網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時，功率可以雙向流動。在大電網(wǎng)故障時，通過保護(hù)動作和解列控制，可使微網(wǎng)與大電網(wǎng)解列形成孤島運(yùn)行，獨(dú)立向其所轄重要負(fù)荷供電。 微網(wǎng)的運(yùn)行特性既與其內(nèi)