国家智能电网发展状况概述课件.ppt
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1、1授课教师:邢晓敏东北电力大学电气工程学院2p该部分介绍的主要内容:目 录p智能智能电网电网涉及的重要电网技术涉及的重要电网技术p智能电网的理念和驱动力智能电网的理念和驱动力p智能电网研究现状智能电网研究现状p智能电网建设涉及电网的各个环节智能电网建设涉及电网的各个环节p中国特色的坚强智能电网中国特色的坚强智能电网3智能电网的理念和驱动力智能电网是将先进的智能电网是将先进的、和和与与以及以及高度集成高度集成而形成的新型现代化电网。而形成的新型现代化电网。一一.智能电网的理念智能电网的理念&智能电网的概念4智能电网的理念和驱动力&智能电网的智能化主要体现(1)可观性)可观性(2)可控性)可控性(
2、3)实时分析和决策)实时分析和决策采用先进的传感量测技术,实现对电网的准确感知;采用先进的传感量测技术,实现对电网的准确感知;可对观测对象进行有效控制;可对观测对象进行有效控制;实现从数据、信息到智能化决策的提升;实现从数据、信息到智能化决策的提升;(4)自适应和自愈)自适应和自愈实现自动优化调整和故障自我恢复。实现自动优化调整和故障自我恢复。一一.智能电网的理念智能电网的理念5智能电网的理念和驱动力&智能电网的特征在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故;能力,而不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件下或
3、外力破坏下仍能保证在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行;电网的安全运行;具有确保电力信息安全的能力。具有确保电力信息安全的能力。一一.智能电网的理念智能电网的理念6智能电网的理念和驱动力具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。故障隔离和系统自我恢复的能力。&智能电网的特征一一.智能电网的理念智能电网的理念7智能电网的理念和驱动力&智能电网的特征一一.智能电网的理念智能电网的理念支持可再生能源的有序、合理接入,适
4、应分布支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求并提供对用户效互动,满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。的增值服务。8智能电网的理念和驱动力支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。效率。&智能电网的特征一一.智能电网的理念智能电网的理念9智能电网的理念和驱动力实现电网信息的高度集成和共享,采用统一的实现电网信息的高度集成和共享,采用统
5、一的平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理。平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理。优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。&智能电网的特征一一.智能电网的理念智能电网的理念10智能电网的理念和驱动力二二.智能电网的驱动力智能电网的驱动力P发展智能电网的核心驱动力:解决能源安全与环保问题,应对气候变化。解决能源安全与环保问题,应对气候变化。P国外主要发达国家发展智能电网的经济动因:创造新的经济增长点与增加就业岗位。创造新的经济增长点与增加就业岗位。11智能电网的理念和驱动力驱动力电力需求的增长与日益老化电力需求的增长与日益老化的电网框架之
6、间的矛盾。的电网框架之间的矛盾。运行成本控制与相应监管政运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾。策的不确定性的矛盾。环境压力不可再生能源的过环境压力不可再生能源的过度开采和利用,造成生态环度开采和利用,造成生态环境破坏和能源枯竭。境破坏和能源枯竭。信息化、数字化等新技术的信息化、数字化等新技术的驱动。驱动。美欧洲各国的能源政策更加强欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源调对环境的保护和可再生能源发展,尤其是鼓励风能、太阳发展,尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发能和生物质能等可再生能源发展。展。欧盟和相关国家的政策鼓励欧盟和相关国家的政策鼓励和支持,提倡低碳发电、可再
7、和支持,提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用生能源电力和高效的能源利用方式,用以减小碳化物的排放,方式,用以减小碳化物的排放,保护环境。保护环境。现代新技术的驱动。现代新技术的驱动。欧安全、可靠、价安全、可靠、价格合理的电力供格合理的电力供应是国家繁荣、应是国家繁荣、安全的重要保证安全的重要保证 转向了更加高效、转向了更加高效、灵活、环保、且有灵活、环保、且有利于跨欧电力市场利于跨欧电力市场建设等需求建设等需求12智能电网的理念和驱动力驱动力充分满足经济社会快速发展和电力负荷高速持续增长的需求;充分满足经济社会快速发展和电力负荷高速持续增长的需求;确保电力供应的安全性和可靠性,避免发生
8、大面积停电事故;确保电力供应的安全性和可靠性,避免发生大面积停电事故;提高电力供应的经济性,降低成本和节约能源;提高电力供应的经济性,降低成本和节约能源;大力发展可再生能源,调整优化电源结构,提高电网接入可再大力发展可再生能源,调整优化电源结构,提高电网接入可再生能源的能力和能源供应的安全性,满足环境保护的要求;生能源的能力和能源供应的安全性,满足环境保护的要求;提高电能质量,为用户提供优质电力和增值服务;提高电能质量,为用户提供优质电力和增值服务;适应电力市场化的要求,优化资源配置,提高电力企业的运行适应电力市场化的要求,优化资源配置,提高电力企业的运行、管理水平和效益,增强电力企业的竞争力
9、。、管理水平和效益,增强电力企业的竞争力。中国13l大容量电力储能技术大容量电力储能技术l电能质量控制技术电能质量控制技术l潮流灵活控制技术潮流灵活控制技术l高度的信息集成技术高度的信息集成技术l智能调度技术智能调度技术智能电网涉及的重要电网技术14l大容量电力储能技术智能电网涉及的重要电网技术W风电、太阳能发电自身固有的特征:风电、太阳能发电自身固有的特征:W决定了其规模化发展必然会对电网调峰和决定了其规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响,必须要有先进系统安全运行带来显著影响,必须要有先进的储能技术做支撑。的储能技术做支撑。15l大容量电力储能技术智能电网涉及的重要电网技术W
10、大容量电力储能技术发展的必要性:大容量电力储能技术发展的必要性:储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题。性、波动性问题。中国新能源中国新能源发电发电大发展,对储能产业有更急迫的大发展,对储能产业有更急迫的现实需求。现实需求。大容量储能还可提高能源利用效率,为国家节约大容量储能还可提高能源利用效率,为国家节约巨额投资。巨额投资。16l电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 电能质量概念产生的原因:电能质量概念产生的原因:理想状态:理想状态:一个理想的电力系统应以一个理想的电力系统应以,对用户供电。在三相交流电力系统中,各相的对用户供
11、电。在三相交流电力系统中,各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差120120的的。实际状况:实际状况:由于系统各元件由于系统各元件(发电机、变压器、线路等等发电机、变压器、线路等等)参数并不是理参数并不是理想线性或对称的,加之调控手段的不完善、负荷性质各异且其变想线性或对称的,加之调控手段的不完善、负荷性质各异且其变化的随机性以及运行操作、各种故障等原因,这种理想状态在实化的随机性以及运行操作、各种故障等原因,这种理想状态在实际当中并不存在,际当中并不存在,17l电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 电能质量的定义:电能质量的定义:导致用电设备
12、故障或不能正常工作的电压、导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差,其内容涉及频率偏差、电压电流或频率偏差,其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。相不平衡以及电压波动和闪变等。【PowerQuality】18l电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 近年来,电能质量控制技术的发展非常迅近年来,电能质量控制技术的发展非常迅速,主要体现在以下几个方面速,主要体现在以下几个方面:(1 1)电能质量控制的基础理论研究方面)电能质量控制的基础理论研究方面;(2 2)电能质量的检测及应用仪器和设
13、备方面;)电能质量的检测及应用仪器和设备方面;(3 3)采用数字化控制技术方面;)采用数字化控制技术方面;(4 4)柔性交流输电技术与柔性交流配电技术的发展)柔性交流输电技术与柔性交流配电技术的发展与融合方面;与融合方面;(5 5)非电力电子技术电能质量控制器的发展方面。)非电力电子技术电能质量控制器的发展方面。19l潮流灵活控制技术智能电网涉及的重要电网技术 潮流灵活控制的含义:潮流灵活控制的含义:灵活交流输电技术是指灵活交流输电技术是指与与结合以实现对电力系统电压、参数结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节、相位角、功率潮流的连续调节控制,从而大
14、幅度提高输电线路输送能力和提控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。高电力系统稳定水平,降低输电损耗。其实际上就是灵活交流输电技术(其实际上就是灵活交流输电技术(FACTSFACTS)。)。20l高度的信息集成技术智能电网涉及的重要电网技术信息技术是国家电网的战略目标实施的必信息技术是国家电网的战略目标实施的必要保障。要保障。“智能电网智能电网”的实施,需要各种尖端的实施,需要各种尖端技术的融合,而这些技术如何在此平台上进行技术的融合,而这些技术如何在此平台上进行融合,将成为检验各国的综合技术能力的竞技融合,将成为检验各国的综合技术能力的竞技场。因此,信息技术
15、将是场。因此,信息技术将是“智能电网智能电网”实施的实施的重要保障,其实质意义已经超越重要保障,其实质意义已经超越“供电网络供电网络”本身。本身。21l智能调度技术智能电网涉及的重要电网技术智能调度是智能电网建设中的重要环节,智能调度是智能电网建设中的重要环节,智能电网调度技术支持系统智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究则是智能调度研究与建设的核心,是全面提升调度系统驾驭大电与建设的核心,是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配
16、能力的技术基础。和公平友好市场调配能力的技术基础。22智能电网研究现状美国电力科学研究院(美国电力科学研究院(Electric Power Research Institute,EPRI)开展了)开展了“复复杂交互式网络杂交互式网络/系统系统”(CIN/SI)项目研究,其)项目研究,其成果可以看做美国智能电网的雏形。成果可以看做美国智能电网的雏形。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记建议自己看23智能电网研究现状EPRI创立了智能电网联盟,积极推动创立了智能电网联盟,积极推动智能电网(智能电网(IntelliGrid)研究,重点开展了智能电)研究,重点开展
17、了智能电网整体信息通信架构研究以及配电侧的业务创新和网整体信息通信架构研究以及配电侧的业务创新和技术研发。技术研发。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看24智能电网研究现状美国能源部发布美国能源部发布“Grid 2030”设想,对设想,对美国未来电网的发展愿景进行了阐述。美国未来电网的发展愿景进行了阐述。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看25智能电网研究现状美国能源部又发布了美国能源部又发布了国家输电技术路国家输电技术路线图线图,为实现,为实现“Grid 2030”设定
18、了战略方向。同设定了战略方向。同年,美国启动了电网智能化(年,美国启动了电网智能化(GridWise)项目,核)项目,核心目标是利用信息技术改造电力系统,提高电网的心目标是利用信息技术改造电力系统,提高电网的可靠性、灵活性和自适应性。可靠性、灵活性和自适应性。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看26智能电网研究现状美国能源部与美国国家能源技术实验室合美国能源部与美国国家能源技术实验室合作发起了作发起了“现代电网现代电网”研究项目,任务是进一步细化研究项目,任务是进一步细化电网现代化的愿景和计划。电网现代化的愿景和计划。一一.国外智能
19、电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记美国国会颁布了美国国会颁布了能源独立与安全法能源独立与安全法案案,以法律形式确立了智能电网的国家战略地位。,以法律形式确立了智能电网的国家战略地位。【建议自己看】建议自己看27智能电网研究现状美国国会颁布了美国国会颁布了复苏与再投资法复苏与再投资法案案,确定投资,确定投资45亿美元用于智能电网项目资助、亿美元用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等,并将智能电网项目配套资金的资助比电网分析等,并将智能电网项目配套资金的资助比例由例由2007年的年的20%提
20、高到提高到50%。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看28智能电网研究现状美国能源部想国会递交了第一部美国能源部想国会递交了第一部智能电网系统报告智能电网系统报告,制定了由,制定了由20项指标组成的项指标组成的评价指标体系,对美国智能电网的发展现状进行了评价指标体系,对美国智能电网的发展现状进行了评价,并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及评价,并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及财政等方面的挑战。财政等方面的挑战。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看29智能电网研究现
21、状美国科罗拉多州的美国科罗拉多州的波尔德市(波尔德市(Boulder),从),从2008年开始建设全美第一年开始建设全美第一个个“智能电网智能电网”城市。城市。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看30智能电网研究现状美国波尔德市美国波尔德市主要技术路线包括:主要技术路线包括:一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记【建议自己看】构建配电网实时高速双向通信网络;构建配电网实时高速双向通信网络;建设具备远程监控、准实时数据采集通信以及优化性能的建设具备远程监控、准实时数据采集通信以及优化性能的“智能智能
22、”变电站;变电站;安装可编程家居控制装置和自动控制家具用能的管理系统;安装可编程家居控制装置和自动控制家具用能的管理系统;整合基础设施,支持小型风电和太阳能发电、混合动力汽车、整合基础设施,支持小型风电和太阳能发电、混合动力汽车、电池系统等分布式能源和储能设施的建设。电池系统等分布式能源和储能设施的建设。建议自己看31智能电网研究现状一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状欧洲智能电网研究更加关注欧洲智能电网研究更加关注和和。提高运营效率,降低电力价格,加强与用户互动。提高运营效率,降低电力价格,加强与用户互动。同时,重视环境保护,关注可再生能源的接入以及同时,重视
23、环境保护,关注可再生能源的接入以及对生态的影响。对生态的影响。建议自己看32智能电网研究现状欧盟理事会在绿皮书欧盟理事会在绿皮书欧洲可持续欧洲可持续的、有竞争力的和安全的能源策略的、有竞争力的和安全的能源策略中强调,中强调,欧洲已经进入新能源时代,智能电网技术是保欧洲已经进入新能源时代,智能电网技术是保证电能质量的关键技术和发展方向。证电能质量的关键技术和发展方向。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看33智能电网研究现状欧盟委员会正式成立欧盟委员会正式成立“智能电网欧洲技智能电网欧洲技术论坛术论坛”,目标是把电网改造成用户和运营者互
24、动,目标是把电网改造成用户和运营者互动的服务网,提高输配电系统的效率、安全性及可靠的服务网,提高输配电系统的效率、安全性及可靠性,并为分布式和可再生能源发电的大规模并网扫性,并为分布式和可再生能源发电的大规模并网扫除障碍。除障碍。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看34智能电网研究现状欧盟依次发布了欧盟依次发布了欧洲未来电网的欧洲未来电网的远景和策略远景和策略、战略性研究计划战略性研究计划、欧洲未来电欧洲未来电网发展策略网发展策略3份报告,构建了欧盟的智能电网发展份报告,构建了欧盟的智能电网发展战略框架,提出了智能电网愿景,并指导欧
25、盟及各成战略框架,提出了智能电网愿景,并指导欧盟及各成员国开展相关项目实践,促进智能电网建设。员国开展相关项目实践,促进智能电网建设。一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看35智能电网研究现状一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记【建议自己看】建议自己看36智能电网研究现状作为欧洲作为欧洲2020年及以后的电力发展目标,该计划指出未年及以后的电力发展目标,该计划指出未来欧洲电网应具有以下特征:来欧洲电网应具有以下特征:一一.国外智能电网研究现状国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记(1)灵
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