智能電網(wǎng)指導(dǎo)培訓(xùn)

智能電網(wǎng)指導(dǎo)培訓(xùn)內(nèi)容提綱一、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)二、2個問題 智能變電站與智能調(diào)度的互動 智能配電(電動汽車對電網(wǎng)的影響)一、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)背景近幾年歐美提出智能電網(wǎng)（SmartGrid）概念期望現(xiàn)代電網(wǎng)變得更加智能，以滿足電能供應(yīng)的可靠、高效、優(yōu)質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展。無論在學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，都掀起了研發(fā)熱潮。其直接驅(qū)動力是3個需求：（1）新能源接入的需求：分布式新電源；（2）用戶需求：電力市場下電網(wǎng)與用戶的互動；（3）老化電力設(shè)施的更新等。需要一張“新網(wǎng)”國外歷史電力創(chuàng)新協(xié)會（ElectricityInnovationInstitute(E2I)2002年提出SmartGrid概念聰慧電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)聯(lián)合會GWAC（GridWiseArchitectureCouncil）用了GridWise這個詞2003年美國能源部提出Grid2030Vision計劃，強(qiáng)調(diào)自愈電網(wǎng)、用戶參與、保證電能質(zhì)量等。2005年歐洲提出SmartGrid計劃，側(cè)重電網(wǎng)靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)，并可以接入可再生能源。國內(nèi)歷史2007年華東電網(wǎng)智能電網(wǎng)可行性研究，啟動了高級調(diào)度中心的研究和開發(fā)。（參與了高調(diào)中心的研究和專著編寫）三步走，2010年初步建成高調(diào)中心，2020年建成初具智能特征的數(shù)字化電網(wǎng)，2030年爭取建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。標(biāo)志著中國開始進(jìn)入該領(lǐng)域。2009年5月，國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)中國堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的愿景，四個基本特征：信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，六大環(huán)節(jié)：發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度南方電網(wǎng)同步開展了智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)2010年智能電網(wǎng)列入政府工作報告概念智能電網(wǎng)還沒有統(tǒng)一定義，概念本身在不斷豐富之中。個人認(rèn)為，智能電網(wǎng)概念以目標(biāo)需求為指向，其籠統(tǒng)和不明確的特點反倒成了優(yōu)點，使現(xiàn)代電網(wǎng)所涉及的種類繁多且不斷發(fā)展的技術(shù)得到了一個統(tǒng)一、全面和高層次的表述，因此是有生命力的。一場革命，就像IT、納米技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)以及電網(wǎng)最初產(chǎn)生一樣。已有很多新裝置、技術(shù)在電網(wǎng)得到利用，但未系統(tǒng)組織。就像PC在被互聯(lián)網(wǎng)連在一起之前，并沒有發(fā)揮出其潛力一樣。當(dāng)這些智能裝置和技術(shù)被有機(jī)集成到一個體系中協(xié)同工作時，就將發(fā)揮其最大價值，概念關(guān)鍵詞其一是Smart，可譯為聰慧、靈巧、智能；其二是Grid，可指配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)。SmartGrid目前還沒有一個被大家普遍接受的譯法。目前翻譯成智能電網(wǎng)或智能化電網(wǎng)。國際上通常認(rèn)為SmartGrid是指這樣的電網(wǎng)，通過現(xiàn)代信息、控制和材料等技術(shù)，使電網(wǎng)更積極、主動和靈活，使其運行更加可靠、高效、優(yōu)質(zhì)和環(huán)保。這和通常我們所說的電網(wǎng)運行的安全、經(jīng)濟(jì)、電能質(zhì)量和環(huán)保四大目標(biāo)是一致的。smartgrid的7個目標(biāo)(U.S.DOE)1.用戶能主動參與電網(wǎng)運行2.適應(yīng)所有形式的發(fā)電和儲能接入3.適應(yīng)新設(shè)備、新服務(wù)和市場的引入4.提供適應(yīng)滿足21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的電能質(zhì)量5.改善資產(chǎn)利用和運行效率6.通過自動的預(yù)防控制、緊急控制和恢復(fù)控制抵御系統(tǒng)故障擾動7.對于各種災(zāi)害事故系統(tǒng)能持續(xù)運行

智能電網(wǎng)爭論的重大問題為何智能電網(wǎng)提得如此高？是否炒作？不是，未來視圖：100%能源通過電形式，解決能源環(huán)保、低碳等問題。什么才是真正的智能電網(wǎng)技術(shù)？容易被炒作！一次能量網(wǎng)絡(luò)：特高壓和配電哪個是智能電網(wǎng)？互聯(lián)電網(wǎng)和微電網(wǎng)哪個是智能電網(wǎng)？二次信息網(wǎng)絡(luò)：調(diào)度中心集中控制和分布式控制哪個是智能電網(wǎng)？智能電網(wǎng)的哲學(xué)基礎(chǔ)一對矛盾：集中協(xié)調(diào)——分散自治智能電網(wǎng)指標(biāo)評價體系美國2007年能源獨立與安全法案要求：美國能源部每兩年向國會匯報智能電網(wǎng)最新的部署進(jìn)展以及未來部署中可能遇到的政策、政府的障礙。美國能源部第一次匯報報告2009年7月智能電網(wǎng)指標(biāo)評價體系1、地區(qū)、區(qū)域以及國家電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)政策2、分布式能源技術(shù)3、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施4、信息網(wǎng)絡(luò)和金融

四大類、二十項評價內(nèi)容1、地區(qū)、區(qū)域以及國家電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)政策（1）動態(tài)定價實行實時電價、尖峰電價和分時電價的用戶比例（工業(yè)、商業(yè)、居民）實行實時電價、尖峰電價和分時電價的負(fù)荷比例（工業(yè)、商業(yè)、居民）（2）實時系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)共享單位變電站SCADA量測點數(shù)據(jù)共享率輸電網(wǎng)同步向量測量（PMU）點數(shù)據(jù)共享率滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢中等滲透率/成熟度中等發(fā)展趨勢中等1、地區(qū)、區(qū)域以及國家電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)政策（3）分布式能源入網(wǎng)政策具備標(biāo)準(zhǔn)的分布式能源入網(wǎng)政策的電力公司比例及政策的共享率（4）智能電網(wǎng)投資的政策回報通過政策優(yōu)惠收回的智能電網(wǎng)投資加權(quán)平均百分比滲透率/成熟度中等發(fā)展趨勢中等滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢中等2、分布式能源技術(shù)（5）負(fù)荷參與可中斷電價、直接負(fù)荷控制和在激勵措施下消費者自行控制的負(fù)荷部分百分比（占夏季峰荷）（6）微電網(wǎng)供應(yīng)的負(fù)荷在運行中的微電網(wǎng)數(shù)量微電網(wǎng)容量（單位：MW）微電網(wǎng)容量占整個電網(wǎng)夏季容量的百分比滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢較低滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢較低2、分布式能源技術(shù)（7）與電網(wǎng)相連接的分布式發(fā)電與儲能設(shè)備火、水、生物燃料的分布式發(fā)電百分比蓄電池和飛輪儲能百分比不可調(diào)度可再生能源百分比以上百分比包括MW,MWh兩種,占所有分布式設(shè)備以及所有發(fā)電機(jī)組滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢較高2、分布式能源技術(shù)（8）電動汽車和即插式混合動力汽車的市場滲透率上路的輕型汽車（包括電動汽車和即插式混合動力汽車）的總數(shù)和百分比（9）電網(wǎng)響應(yīng)的、非發(fā)電的需求側(cè)設(shè)備按工業(yè)、商業(yè)、居民分類，具有智能響應(yīng)能力的全國負(fù)荷總?cè)萘棵磕耆珖糜谫徺I智能的、電網(wǎng)響應(yīng)設(shè)備的零售額滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢較低滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢較低3、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施（10）輸配電可靠性SAIDI-人均年停電時間（min）SAIFI-人均年停電人次（次）CAIDI-停電者人均年停電時間（min）=SAIDI/SAIFI，等效于平均恢復(fù)供電時間MAIFI-人均小于5min年停電次數(shù)（次）（11）輸配電自動化具備自動控制功能變電站的百分比滲透率/成熟度成熟期發(fā)展趨勢降低滲透率/成熟度中等發(fā)展趨勢較高3、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施（12）高級計量表計（AMI）已經(jīng)計劃或安裝的高級計量表計數(shù)量采用高級計量表計的負(fù)荷百分比（13）高級量測系統(tǒng)（WAMS,IEDs）高級量測系統(tǒng)的總數(shù)具備高級量測系統(tǒng)的變電站百分比由這些各類量測技術(shù)支撐的應(yīng)用數(shù)量滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢較高滲透率/成熟度較低發(fā)展趨勢中等3、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施（14）容量因子年平均發(fā)電機(jī)負(fù)載率（%）年平均單位英里長度輸電線路負(fù)載率（%/英里）年平均配電變壓器負(fù)載率（%）（15）發(fā)電、輸電和配電效率電力發(fā)電和輸配電的能源效率其中，發(fā)電效率細(xì)分為煤炭、石油、天然氣，非化石燃料不在考慮之列。輸配電的效率主要指網(wǎng)絡(luò)損耗。滲透率/成熟度成熟期發(fā)展趨勢平穩(wěn)滲透率/成熟度成熟期發(fā)展趨勢改進(jìn)3、輸配電基礎(chǔ)設(shè)施（16）線路動態(tài)增容技術(shù)應(yīng)用動態(tài)線路定容技術(shù)的輸電線路條數(shù)應(yīng)用動態(tài)線路定容技術(shù)的輸電線路英里百分比因使用動態(tài)線路定容技術(shù)而獲得的年均輸電能力增量（MW-mile）（17）電能質(zhì)量消費者抱怨電能質(zhì)量問題的百分比（不包括停電）滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢較低滲透率/成熟度成熟期發(fā)展趨勢降低4、信息網(wǎng)絡(luò)和金融（18）網(wǎng)絡(luò)安全電力企業(yè)遵守電力工業(yè)安全性標(biāo)準(zhǔn)的程度（19）開放的架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)互用性成熟度等級—在電力系統(tǒng)利益相關(guān)者間實現(xiàn)的互用性成熟度等級的加權(quán)平均（20）智能電網(wǎng)初創(chuàng)企業(yè)的風(fēng)險投資在國內(nèi)每年用于智能電網(wǎng)初創(chuàng)企業(yè)的風(fēng)險投資資金總額滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢初生期滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢初生期滲透率/成熟度初生期發(fā)展趨勢較高智能變電技術(shù)設(shè)備信息和運行維護(hù)策略與電力調(diào)度全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理；樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能變電站；實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實時共享，支撐電網(wǎng)實時控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級應(yīng)用，保障各級電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行

歸結(jié)為：智能變電站技術(shù)（最關(guān)心）目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)智能輸電技術(shù)建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)；全面實施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理；（基于航測和衛(wèi)星定位等線路數(shù)字化、可視化設(shè)計。集成應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，實現(xiàn)線路功能可靠、節(jié)約環(huán)保、狀態(tài)可見、運行靈活。節(jié)約占地和投資，全壽命周期性能和指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)）廣泛采用靈活交流輸電技術(shù)，提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性。（特高壓串補、可控電抗器、短路電流限制器、百兆乏級STATCOM、SVC，F(xiàn)ACTS、統(tǒng)一潮流控制器等）目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)建立線路綜合防災(zāi)和安全保障信息共享機(jī)制和技術(shù)平臺。（實現(xiàn)對線路影響較大的冰凍雨雪、地震、臺風(fēng)、洪水、山體滑坡、雷暴等自然災(zāi)害信息的監(jiān)測、分析、預(yù)報，實現(xiàn)線路仿真、災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急演練分析，提高線路綜合防災(zāi)和安全保障能力。）目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)輸電線路的實時動態(tài)增容技術(shù)動態(tài)傳輸容量實際負(fù)荷靜態(tài)傳輸容量（3）線路張力監(jiān)測（2）線路表面溫度監(jiān)測（1）基于天氣的動態(tài)傳輸容量設(shè)置（4）直接監(jiān)測線路弧垂95%的時間能增加10%~15%傳輸容量

85%的時間能增加20%~25%傳輸容量智能調(diào)度技術(shù)調(diào)度在智能電網(wǎng)中的定位☆全面提高調(diào)度在資源優(yōu)化配置中的作用☆增強(qiáng)容納大可再生能源的能力☆提升電網(wǎng)運行調(diào)度的智能化水平☆提高利用分布式能源的能力☆發(fā)揮負(fù)荷參與調(diào)度運行的能力☆運用市場機(jī)制引導(dǎo)供需平衡50.0Hz49.850.250.0Hz49.850.2☆全面提高電網(wǎng)運行安全經(jīng)濟(jì)水平☆全面提高調(diào)度駕馭復(fù)雜大電網(wǎng)的能力調(diào)度員運行方式電網(wǎng)智能調(diào)度輔助決策：由人工分析型