盧強(qiáng)院士淺論智能電力系統(tǒng)與智能電網(wǎng)

1、淺論智能電力系統(tǒng)與智能電網(wǎng) 一一 、國外如何理解、國外如何理解“智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)”（Smart grid，Mr.Obama）美國電科院（美國電科院（EPRIEPRI）的）的“定義定義” “ A power system made up of numerous automated transmission and reliable manner. A power system that handles emergency conditions with self-healing actions and is responsive to energy-market and utility busi

2、nessenterprise needs. A Power system that serves millions of customers and has an intelligent communications infrastructure enabling the timely, secure and adaptable information flow needed to provide reliable and economic power to the evolving digital economy . from EPRI : http:/ 智能

3、電力系統(tǒng)可靠高效自愈信息通暢用戶互動歸結(jié)歸結(jié): 有愿望，沒有解決思路有愿望，沒有解決思路! 歐洲技術(shù)論壇的定義歐洲技術(shù)論壇的定義 A Smart Grid is an electricity network that can intelligently integrate the actions of all users connected to it generators, consumers and those that do both in order to efficiently deliver sustainable ,economic and secure electricity

4、supplies 一、一、 國外如何理解國外如何理解“智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)”（Smart grid，Mr. Obama） 歸結(jié)：一個能把用戶與分布式發(fā)電廠歸結(jié)：一個能把用戶與分布式發(fā)電廠聰明地聰明地整合在一起的，提整合在一起的，提 供經(jīng)濟(jì)和安全電力的電網(wǎng)供經(jīng)濟(jì)和安全電力的電網(wǎng)稱為稱為Smart Grid 用智能（用智能（intelligent）去定義智能（）去定義智能（Smart），同意語的），同意語的 重復(fù)，違反了定義的基本原則，說明沒搞懂。重復(fù)，違反了定義的基本原則，說明沒搞懂。綜述美歐觀點(diǎn)可見綜述美歐觀點(diǎn)可見 有目標(biāo)-經(jīng)濟(jì)、安全，但無總體解決思路 似乎信息暢達(dá)，用戶與分布式發(fā)電站互動，就是智

5、能電網(wǎng) 無人敢于直接提出：實(shí)施電力系統(tǒng)智能調(diào)度這個核心問題（Smarter EMS，SEMS），被看成是遙遠(yuǎn)未來。5二、究竟什么是智能電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)二、究竟什么是智能電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)2.1 “智能”問題是一個“優(yōu)化”問題2.2 智能電力系統(tǒng)問題是一個多指標(biāo)多指標(biāo)優(yōu)化問題（A multi-index optimization subject） 標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化指標(biāo)集合 ： SOIS=安全穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)節(jié)電 好更好最好 goodbetter the best2.3 智能電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)定義智能電力系統(tǒng)和智能電網(wǎng)定義一個具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的電力系統(tǒng)一個具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的電力系統(tǒng)稱

6、之為稱之為智能電力系統(tǒng)智能電力系統(tǒng)。 110kV及以下電壓等級的智能電力系統(tǒng)稱之為及以下電壓等級的智能電力系統(tǒng)稱之為智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)。7三、三、 多指標(biāo)優(yōu)化問題的解析數(shù)學(xué)一般表達(dá)式多指標(biāo)優(yōu)化問題的解析數(shù)學(xué)一般表達(dá)式綜合指標(biāo)：綜合指標(biāo)：電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、電壓安全穩(wěn)定性、頻率電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、電壓安全穩(wěn)定性、頻率 （功角）安全穩(wěn)定性、網(wǎng)損最小化、（功角）安全穩(wěn)定性、網(wǎng)損最小化、How?純數(shù)學(xué)無解！純數(shù)學(xué)無解！巨型條件變分問題！巨型條件變分問題！如何解決？如何解決？0()F() iniiJ x,yqx,y dts.t x= f(x,y,u) 0= (x,y) minLagranges metho

7、d:0()()() inmijjji=1j=1J x,y,q F x,y-x + f (x,y,u) dt理念：由事件理念：由事件 E 激發(fā)控制激發(fā)控制 由控制由控制 C 消除事件消除事件四、清華一個團(tuán)隊(duì)的理論和方法論四、清華一個團(tuán)隊(duì)的理論和方法論 無科學(xué)的理念和方法論，實(shí)施電力系統(tǒng)多指標(biāo)趨無科學(xué)的理念和方法論，實(shí)施電力系統(tǒng)多指標(biāo)趨優(yōu)就無從下手優(yōu)就無從下手目的：消除事件集合目的：消除事件集合E94.2 智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化指標(biāo)體系的制定智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化指標(biāo)體系的制定 1）動態(tài)和靜態(tài)安全穩(wěn)定裕度 2）網(wǎng)耗的降低率 3) f , V 品質(zhì)的改善度 4）投入資金的節(jié)約度 清華初步將三大類指標(biāo)細(xì)化為3類2

8、00多條標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化指標(biāo)體系。請全國有關(guān)專家討論修改后上報(bào)給有關(guān)主管單位，以形成中國標(biāo)準(zhǔn)中國標(biāo)準(zhǔn)。 極大化五、智能調(diào)度自動化系統(tǒng)五、智能調(diào)度自動化系統(tǒng)(SEMS)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖跨跨D-5000、OPEN-3000及及CC-2000平臺平臺采用采用IEC61970及及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的Smarter EMS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)例：六、網(wǎng)、省、地三級調(diào)度皆需建立六、網(wǎng)、省、地三級調(diào)度皆需建立SEMS 大電網(wǎng)總調(diào)省電力調(diào)通中心NO.10供電片區(qū)片調(diào)用戶群、微電網(wǎng)、用戶群、微電網(wǎng)、NO.n供電片區(qū)片調(diào)NO.1供電片區(qū)片調(diào) 地區(qū)調(diào)度優(yōu)化指標(biāo)體系用戶群、微電網(wǎng)、用戶年均斷電率用戶年均斷電率電壓質(zhì)量不合格率電壓質(zhì)量

9、不合格率電壓不平衡及諧波電壓不平衡及諧波電壓失穩(wěn)可能性（機(jī)率）電壓失穩(wěn)可能性（機(jī)率）網(wǎng)損網(wǎng)損建設(shè)投資額建設(shè)投資額 極小化極小化 大電網(wǎng)總調(diào)更需建立自己的SEMS！例： 如此一來：ICT 計(jì)算機(jī)科學(xué) 電力系統(tǒng)動態(tài)學(xué) 創(chuàng)新方法論 創(chuàng)新控制理論 基層受控器 智能廣域機(jī)器人智能廣域機(jī)器人（Smart Wide Area Robot, S-WAR），），在本質(zhì)上，而不是體勢上。 政、產(chǎn)、學(xué)、研多結(jié)合，有望今后五年內(nèi)我國建成真正意義上的智能廣域機(jī)器人（S-WAR）示范工程。 七、電力廣域智能機(jī)器人（七、電力廣域智能機(jī)器人（S-WAR）13八、若干重要問題探討與建言八、若干重要問題探討與建言 8.1 電動車

10、蓄能充放電站 2020年全國3千萬輛。 2kW / 輛，2個三峽！八、若干重要問題探討與建言八、若干重要問題探討與建言 8.2 “鈔票回收車”（Cash-back car）集控站無線公網(wǎng)國際互聯(lián)網(wǎng)（車主可視圖形及用電優(yōu)化選擇）八、若干重要問題探討與建言八、若干重要問題探討與建言 8.3 “充”電站雙功率接口(Two Power interfaces) 一開始規(guī)劃設(shè)計(jì)就考慮，不要建成后再改建 一接口充電（車主買電） 另一接口放電（車主賣電） 車內(nèi)有智能儀表，電價向車主透明，車主自控； 或大型停車場、居民區(qū)停車場由U-SEMS集控 應(yīng)超前考慮該專項(xiàng)技術(shù)應(yīng)超前考慮該專項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式：GE EMS （XA/21）系統(tǒng)+ 清華大學(xué)SEMS系統(tǒng)清華SEMS和GE E