智能电网讲座材料(国网电科院).ppt

1、坚强智能电网研究简介,提纲,5、第一阶段实施方案介绍,2、国外智能电网客观分析,3、坚强智能电网核心内容,4、建设坚强智能电网思考,20min,25min,45min,40min,20min,1.1 坚强智能电网研究简介,自本世纪初，国内外电力企业、研究机构和学者对未来电网的发展模式进行思考与探索。其中：2003年，美国电科院首先提出了智能电网研究框架，能源部（DOE）随即发布Grid2030计划。2006年，欧盟智能电网技术论坛推出了欧洲智能电网技术框架；2008年，华东电网公司和华北电网公司分别提出了建设智能电网的愿景和实施方案，国网电科院作为合作伙伴参与了项目实施。2009年3月初，刘振亚总经理首次在公开场合提出了“建设坚强智能电网”，全面拉开了中国智能电网前期研究序幕。2009年4月，奥巴马将智能电网提升为美国国家战略。,1.2 统一坚强智能电网及其前期研究,国网电科院积极响应国家电网公司要求，组织资深技术专家团队，支撑公司前期相关研究工作。3月18日，国网公司研究室和科技部分别牵头启动坚强智能电网体系研究报告、坚强智能电网关键技术研究框架的编写工作。4月中旬，启动坚强智能电网综合研究报告、坚强智能电网专项研究报告（6+1环节）、坚强智能电网研究总报告编制工作。在前期研究中，我院、电科院、经研院和部分网省公司的专家们深入了解中国电网发展所面临的形势和要求，积极探索国内外智能电网技术发展动态，分析中国坚强智能电网技术需求，调研中国智能电网建设已有技术基础，揭示坚强智能电网的内涵与特征，参与坚强智能电网总目标、技术框架体系与实施计划制定，提出智能电网建设相关建议，为坚强智能电网前期探索研究做出了积极贡献。,1.2 统一坚强智能电网及其前期研究,4月下旬，公司总部党组成员牵头的三个智能电网考察团赴美国和欧洲开展进一步考察。5月中上旬，各项研究进一步深入，完善各研究报告编写。5月21日，2009特高压输电技术国际会议，公司发布坚强智能电网研究成果，第一次正式提出了加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的统一坚强智能电网的目标。6月中旬，公司科技部组织智能配电和数字化变电站技术研讨会，明确了当前的现状和问题，开展了后续发展方向研讨。,1.3 统一坚强智能电网建设近期情况,6月中旬，国家电网公司总部成立“智能电网部”，王益民任主任。下设四处：计划（综合）处、电网一处、电网二处、用电处。“统筹、协调、组织、服务”国家电网公司中国坚强智能电网建设相关工作。计划综合处主要负责试点和建设计划，为信息化部对口处；电网一处主要负责发电、调度和通信部分，为国调中心对口处；电网二处主要负责输电（线路）、变电和配电，为基建部和生技部对口处；用电处主要负责用户服务环节，为营销部对口处。,1.3 统一坚强智能电网近期情况,6月22日起，智能电网部陆续召集中国电科院、国网电科院、经研院、信通公司、网省公司、总部各部门了解智能电网工作情况。6月27日，天津大学组织第一届智能电网学术论坛，挂靠中国电机工程学会，相关学术机构和公司参与，体现了社会各界对智能电网不同侧面的理解，但共同体现了建设智能电网的强烈愿望和呼声。国家电网公司总部已决定将于今年的十或者十一月份举行智能电网国际研讨会，引领智能电网发展国际潮流。,1.3 统一坚强智能电网近期情况,2009年5月，国网科技部组织的“数字化变电站技术研讨会”，由我院与中国电科院共同起草了数字化变电站技术现状及规划分析报告。2009年6月，国网科技部组织的“配网自动化技术研讨会”。我院与其他有关部门一起编写配网自动化技术现状及分析报告并提交国网公司。我院牵头编写配电自动化技术导则、配电自动化建设与改造技术原则，已于8月4日进入全封闭编写。2009年7月，响应智能电网部“关于智能变电站有关工作的初步安排”，我院牵头落实智能变电站技术导则编制小组、工作计划以及编制思路。已于7月24日启动智能变电站技术导则编制工作，预期本月底完成。,1.4 智能电网工作座谈会情况,2009年8月21日，国家电网公司智能电网部组织公司总部、各网省公司、直属单位在北京召开了国家电网公司智能电网工作座谈会。国家电网公司副总经理栾军同志出席了本次会议，并在会上发表了重要讲话。公司智能电网部、生技部、营销部、科技部、基建部和国调中心在会上发言。国网电力科学研究院对国外智能电网考察情况做了详细的汇报。,1.4 智能电网工作座谈会情况,智能电网部就统一坚强智能电网第一阶段重点项目实施方案发言。提出“一个规划”、“九项试点工程”、“两大基础建设”、“十类重点专项研究”主要任务；阐述了重点工作之间的关系；给出了各项重点工作的责任部门、工作分工、建设内容及进度计划。,国网电科院将为统一坚强智能电网建设提供强有力的技术支撑和装备支撑，从发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大业务领域，和信息技术、通信技术、标准与试验等三大支撑技术领域，梳理技术需求，制定实施计划，开展智能电网关键技术研究和重大项目协同攻关，围绕特高压输电、大电网运行控制、防灾减灾、风电和太阳能等新能源的大规模接入、能源转换等关键领域，联合国内外知名科研机构，开展重大科技攻关，推动智能电网核心技术突破，全力支持公司建设统一坚强智能电网。国网电科院成立了院智能电网项目领导小组，统一领导、部署和协调统一坚强智能电网建设工作，各相关专业所也成立了智能电网专项工作组，同时组建院智能电网研究中心。创新了院所两级研发体系，明确了将智能电网作为大科研的主攻方向，提出了科研开发围绕智能电网、产业发展依托智能电网的发展思路。,1.5 国网电科院迅速响应,我院将按照公司确定的“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的统一坚强智能电网工作方针，坚持解放思想，立足科学发展，依靠科技创新，发挥技术支撑优势，充分认识建设统一坚强智能电网的重要性、艰巨性和紧迫性，从全局出发，按照公司总体部署，有序推进各项工作。国网电科院将动员全院力量，坚持“统一规划、统一标准、统一建设”的建设原则，切实加强智能电网研究和建设工作的组织领导，认真组织参与国家电网智能化规划的编写工作，积极参加试点工程建设，精心组织智能电网标准体系研究和相关标准制定工作，周密安排国家太阳能发电研究检测中心、智能用电技术研究检测中心建设，深入开展相关重点专项研究，保障各项研究与建设工作按期保质完成，全力支撑公司实现智能电网第一阶段工作目标。,1.6国网电科院支撑智能电网第一阶段工作的总体思路,全球气候变化、自然灾害频发,“高碳”经济、温室效应、冰川融化,2.1 智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择,污染严重、沙漠化城市面临挑战,环境：,金融危机，拉动内需,促进就业各国政府纷纷出台智能电网相关政策,需要智能电网帮助电力行业推动技术创新，实现技术转型确保电力可靠供应,传统能源的日益短缺新能源、可再生能源国家能源安全、可持续发展造福子孙后代,经济：,能源：,技术：,2.1 智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择，这些挑战有哪些？,来源:埃森哲整理分析,智能配电变电站,智能输电变电站,智能输电变电站,智能配电变电站,接入电网的可再生能源,电网储能装置,核电厂,安装CCS的燃煤和燃气电厂,天然气传输,CO2 运输与封存,潮汐发电,氢能,生物质能,汽油/柴油等配网基础设施,H2 production electrolysis,Direct H2 production Gen IV,H2 production electrolysis,Direct H2 production Gen IV,生物燃料发电,氢能生产 电解,直接氢能发电 Gen IV,高温超导,超级电网,连接相邻电网的HVDC,嵌入式可再生能源,自动故障隔离,故障定位,传感器智能开关,微型发电,制冷和HVAC的动态控制,高能效装置,插入式混合燃料汽车,风电,风电厂,发电,输配电,CHP/区域供热网络,直流微网,嵌入式储能装置,光伏太阳能,供热泵,智能传感器,智能建筑,智能住宅,故障定位,售电,高度隔热的住宅结构,光电式屋顶,关于使用和成本的室内数据,需求侧管理,2.2 国外智能电网发展全景图,分布式发电,2.2 国外智能电网发展全景图,对于电力系统发输配售各个领域均可从智能电网中获益,2.3 智能电网如何刺激经济，带动全社会产业升级？,2.4 美国智能电网-概念发展历程,2.3 美国智能电网-概念发展历程,美国总统奥巴马就智能电网提出新思路美国东部时间8月5日下午，美国总统奥巴马在印第安纳州北部城市埃尔克哈特发表讲话，就美国智能电网发展提出新的思路，认为美国应建设“可实现电力在东西海岸（距离4000千米以上）传输的更坚强、更智能的电网”“建设一个更坚强、更智能的电网”。在美国建设一个新的清洁能源网络，被奥巴马视为“能源创新”。他指出，美国的经济复苏计划中，将成倍增加可再生能源的开发能力，建设一个可实现电力在东西海岸传输的新的智能电网，这将有助于“确保美国在新的世纪里一如既往地引领突破”。他继而强调，我们不仅仅是成倍增加可再生能源的开发能力，还要建立一个更坚强、更智能的电网。智能电网是普及电动汽车的基础工程。奥巴马表示，美国还将从7870亿美元经济刺激计划中，拨款24亿美元补贴由新一代电池技术提供动力的节省燃料的汽车和卡车，这是有史以来美国政府对这一技术领域的最大投资。他认为，很久以来美国在这一创新性领域没有作为，而中国、日本等国家已经远远走在前面。,2.4 欧洲智能电网-概念发展历程,2.4 美国智能电网典型实践波尔多,Boulder to become first Smart Grid City,2.4 欧洲智能电网典型实践-丹麦风电,2005年丹麦开展了“Cell试点控制工程”的研究，预计2011年完成。开展Cell试点工程以前，丹麦电网面临着风电不可预测性降低安全分析准确度、高压电网远端故障导致本地发电机跳闸、低频减载同时误切机、故障后恢复过程复杂及恢复时间较长等问题。试验表明，Cell单元能够显著提高电网可靠性指标。,2.5 然而，国情网情不一，各国重点和理解也不一,2.5 然而，国情网情不一，各国重点和理解也不一,国情网情不一，各国形成了不同的建设愿景,2.6 不同行业对智能电网的实践探索有哪些不同？,行业1：电网运营商 行业2：城市运营者 行业3：表计生产商,2.6 不同行业对智能电网的实践探索有哪些不同？,举例：智能城市阿姆斯特丹（Smart City Amsterdam）,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-西门子,1,西门子介绍了他们对智能电网的理解。西门子认为智能电网不应局限在清洁能源接入和用电等局部领域。智能电网需要涵盖发电、输电、配电、调度、变电、用电等各个环节，是一个完整的体系，这些观点得到考察专家们的一致认同。,2,国网智能电网欧洲考察团，考察西门子的几点深刻印象：,3,丹麦的风电接入可以被有效控制，参与电网的调频，对电网的影响从负面转向正面。风电是可控的，可以调节的，不是发多少就接入多少，需要按照电网运行的要求来进行发电，不能仅考虑风机的最大效益，需要实现机网的最大程度协调。,西门子智能电网构想的特性：一是柔性的，满足用户需要；二是易接入的，保证所有用户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高效、零或低CO2排放的本地发电；三是可靠的，保障和提高供电的安全性和质量；四是经济的。,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-西门子,IBM观点：智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现五个方面。如右图所示：摘自：IBM中国智能电网白皮书,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-IBM,总结：IBM更多的是从IT角度来看智能电网,第一特征,第二特征,第三特征,一是数字化程度更高，内含各种智能的传感器、电力设备、控制系统、应用系统等；实现全面实时的监视和全系统可观测；,IBM眼中，“智能电网”的三大特征，围绕三大特征，提供了强大而成熟的产品和技术支持。,二是基于一个统一的信息平台，能够自动完成数据和应用的整合；提供先进的IT技术手段，实现了对电力企业信息的传输和集成；,三是在信息集成的基础上，进行高级分析，具有辅助决策支持的数据分析能力，实现提高可靠性、降低成本、提高收益和效率目标。,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-IBM,产品：SOA企业服务总线,产品：资产、设计、运行类高级应用分析,产品：系列设备和技术支持,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-PJM,智能电网通过对整个电力供应体系的自动化来提高电网的可靠性及效率，对于从发电厂到最终用户的每一个系统接入者，电网结构将是开放式的，满足即插即用技术标准。简而言之，智能电网就是要实现在适当的时间，把适当的信息交给适当的人。,定义,PJM先进控制中心AC2,PJM认为：广域测量技术是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此PJM目前主要从同步相量技术和先进控制中心（AC2）的研究建设着手开展智能输电网的工作，主要内容包括SOA/CIM/可视化。,-负责美国13个州以及哥伦比亚特区电力系统的运行与管理，世界上最大的区域电网。,摘自：PJM智能电网和先进控制中心资料,总结：PJM更多的是从输电网调度运行的角度着手建设,作为咨询商，埃森哲对国外智能电网有着较为客观的看法,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-埃森哲,埃森哲认为：智能电网如何实现智能？,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-埃森哲,技术层面举例,管理层面举例,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-埃森哲,埃森哲智能电网重要变革举例：,埃森哲认为：智能电网建设需要从电力全价值链整体协调考虑,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-埃森哲,2.8 不同国家的技术侧重点不同，国外智能电网构想很大，但实际进展主要体现在以下几方面：,国外，主要处于研究和实践的起始阶段。1、可再生能源发电和接入控制技术在欧洲得到一定应用，较好的解决了风电接入控制问题；2、分布式发电技术得到广泛应用，欧美国家的天然气管道非常完善；3、动态储能技术得到一定应用，电动汽车充电站开始试点；4、灵活交流输电技术得到一定应用；5、智能电表在欧洲一些国家得到一定程度的广泛应用；6、配电网自愈取得一定进展。,7月13日，多家欧洲企业签署德国慕尼黑意向书，成立“沙漠技术工业倡议公司”，共同推进利用撒哈拉沙漠地区的太阳能进行清洁发电的计划，分析沙漠太阳能开发计划在技术、经济、政治、社会和环境等方面的运行条件。,2.9 智能电网国外最新进展,国际智能电网标准战略工作组（IEC SMB SG3）在5月发布了初步的智能电网标准清单（框架1），目前正在讨论分析阶段；美国标准技术协会在6月初颁布了首批16个标准为智能电网协同标准框架。,“统一标准”成为国际智能电网发展新趋势 7月16日，美国联邦能源监管委员会发布官方政策声明，提出了美国智能电网在建设过程中需要优先制定的标准，包括：系统接口、网络安全、广域相量测量、需求响应、储能技术、电动汽车等方面。委员会希望通过这些统一标准的制定，为后续其它标准的制定打好基础，以统一标准推进美国智能电网的建设，带动智能电网相关产业的发展。公司在世界范围内首先提出了以“统一规划、统一标准、统一建设”为原则推进坚强智能电网建设，目前，各环节统一标准的制定工作已全面启动，“统一”原则已成为国际智能电网发展的新趋势，是满足我国电网发展实情的重要创新举措。,2.9 智能电网国外最新进展,奥巴马提出建设“更坚强、更智能”的美国智能电网 8月5日，美国总统奥巴马在印地安纳州发表讲话，就美国智能电网发展提出新观点，认为美国应建设“可实现电力在东西海岸传输的更坚强、更智能的电网”。奥巴马指出，美国将成倍增加可再生能源的开发能力，建设一个可实现电力在东西两岸（距离4000公里以上）传输的新的智能电网。智能电网是当今世界电力系统发展变革的方向标，是21世纪电力科技创新与发展的重要趋势。此次，奥巴马明确提出要建设横跨美国东西海岸、跨越四个时区的统一电网，表明美国将打破州际壁垒、实现更大范围的电力资源优化配置提上议事日程。同时，建设“更坚强、更智能”的统一电网，充分表明电网坚强是智能电网的基本内涵，统一坚强电网是智能电网不可分割的重要组成部分。,2.9 智能电网国外最新进展,2.10 坚强智能电网提出前的外部环境分析,由于技术路线的差异、行业利益的不同，虽然特高压工程已经取得了实质性的成功，但仍有少量不同的声音对特高压工程进行质疑和指责。而国外智能电网概念的提出，使得不少持异议者找到了一个新的质疑点。一些人在尚未仔细研究国外智能电网的含义、并未认真分析我国具体国情的情况下，针对我国电网发展有不少评说。这可能会误导公众思路，引起负面舆论报道，对我国电力发展、能源结构调整、构筑能源安全保障造成不利的外部环境，甚而阻碍电力工业良性、可持续发展。,3.1 中国国家电网公司智能电网发展基础,中国国家电网公司在加快推进特高压电网建设的同时，高度重视智能电网技术研究和工程实践，在大电网安全稳定控制、广域相量测量、灵活交流输电、数字化变电站、配电网自动化、智能电表应用、可再生能源的接入与送出、大容量储能、电动汽车等领域开展了大量工作，取得了一批拥有自主知识产权的重要成果，在技术理论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打下了坚实的基础。,3.2 中国坚强智能电网的内涵,国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命，在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情基础上，紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，提出了立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网的发展目标。,3.2 中国坚强智能电网的内涵（续）,坚强智能电网以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。,经济高效,坚强可靠,清洁环保,友好互动,透明开放,中国智能电网,1、坚强可靠的实体电网架构是中国坚强智能电网发展的物理基础,2、经济高效是对中国坚强智能电网发展的基本要求,3、清洁环保是经济社会对中国坚强智能电网的基本诉求,4、透明开放是中国坚强智能电网的发展理念,5、友好互动是中国坚强智能电网的主要运行特征,3.2 中国坚强智能电网的内涵（续）,3.2 中国坚强智能电网的内涵（续）,“坚强”和“智能”是坚强智能电网的基本内涵。只有形成坚强网架结构，构建“坚强”的基础，实现信息化、数字化、自动化、互动化的“智能”技术特征，才能充分发挥坚强智能电网的功能和作用。,信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享与利用；,数字化是指电网对象、结构、特性及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输；,互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。,自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复；,3.2 中国坚强智能电网的内涵（续）,1）能够有效提高线路输送能力和电网安全稳定水平，具有强大的资源优化配置能力和有效抵御各类严重故障及外力破坏的能力；2）能够适应各类电源与用户便捷接入、退出的需要，实现电源、电网和用户资源的协调运行，显著提高电力系统运营效率；3）能够精确高效集成、共享与利用各类信息，实现电网运行状态及设备的实时监控和电网优化调度；4）能够满足用户对电力供应开放性和互动性的要求，全面提高用电服务质量。,电网基础体系 技术支撑体系智能应用体系 标准规范体系,一个目标,三个阶段,两条主线,四个体系,五个内涵,构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,技术上实现信息化、数字化、自动化、互动化管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化,2009-2010年：研究试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：完善提升阶段,坚强可靠 经济高效清洁环保 透明开放 友好互动,六个环节,发电 线路 变电 配电 用户 调度,3.3 中国坚强智能电网发展战略框架,3.4 中国坚强智能电网的架构如何？,电网,3.5 坚强智能电网的分阶段建设目标是什么？,2016年2020年引领提升阶段，全面建成统一的坚强智能电网，技术和装备全面达到国际先进水平。届时，电网优化配置资源能力大幅提升，清洁能源装机比例达到35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表普及应用。,2011年2015年全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。,2009年2010年规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作。,第一阶段,第二阶段,第三阶段,国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设：,3.6 坚强智能电网与国外智能电网的不同之处,1、驱动力不同：国家能源战略、节能减排、“两型”社会、和谐社会；2、体系不同，体系更完整，涵盖发输配变调用各领域；国外侧重配电和用户侧；3、侧重点不同，中国智能电网“坚强”与“灵活”并重，“绿色电力”与“可靠供应”并重；4、发展模式不同，政企协作发展模式，国网公司有力领导，一体化高速推进，加上了“统一”定语；5、技术特点不同，以特高压为核心大电网的技术特点；,3.7 智能电网将在中国电网六大环节产生重大变革。,发电环节,调度环节,用户环节,配电环节,线路环节,变电环节,1、在中国电科院建设国家风电技术与检测研究中心。2、在国网电科院建设国家太阳能发电技术与检测研究中心。,以国家能源发展战略为导向，解决可再生能源（风电、光伏发电）的接入、预测、监测、分析、控制问题，提升可再生能源的机网协调运行水平。,3.7.1 中国智能电网发电环节,重点解决问题：,重点工程：,3.7.1 中国智能电网发电环节,1、积极采用先进、高效的多元化发电技术，实现电源发展方式集约化、结构布局科学化、并网接入标准化、运行控制智能化；,2、实现机网信息的双向交换，提高电网对发电侧的控制水平，提高发电装备综合使用和能源利用效率，促进节能降耗；,3、强化电源支撑能力，优化机组运行方式，提升机网协调水平，实现可再生能源有序接入，保障电力系统安全稳定运行。,发电环节的目标：,3.7.2 中国智能电网线路环节,1、特高压交流和直流相关工程建设；2、智能化FACTS设备通用控制保护平台运用；3、特高压串联补偿器、静止同步串联补偿器（SSSC）、统一潮流控制器（UPFC）的开发应用；,1、灵活交流输电技术（FACTS）等输电新技术的国产化问题；2、特高压交直流输电技术的推广应用；,重点解决问题：,重点工程：,3.7.2 中国智能电网线路环节,1、以国家电网规划为指导，加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强国家电网；,2、实现输电线路状态检修和全寿命周期管理；,3、广泛采用灵活交流输电技术，提高线路输送能力和电压、潮流控制的灵活性。,线路环节的目标：,3.7.3 中国智能电网变电环节,1、制定智能变电站及装备标准规范；2、智能变电站建设；3、智能装备研发及装备智能化改造；4、全寿命周期综合优化管理体系建设。,1、智能变电站的研究和推广问题；2、全站设备的智能化问题；3、可再生能源规范接入问题；4、设备检修模式落后问题，加快向状态检修过渡。,重点解决问题：,重点工程：,3.7.3 中国智能电网变电环节,1、设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理；,2、枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站；,3、实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用。,变电环节的目标：,3.7.4 中国智能电网配电环节,1、配电网网架建设；2、配网自动化建设；3、配电网智能调度技术研究及推广；4、电动汽车充电站试点建设；5、大容量储能示范工程建设。,1、配电网架薄弱问题；2、配电自动化普及率实用化低问题；3、分布式能源接入问题；4、储能和电动汽车普及问题。,重点解决问题：,重点工程：,3.7.4 中国智能电网配电环节,1、建成高效、灵活、合理的配电网络，配电网具备灵活重构、潮流优化能力和可再生能源接纳能力，配电网自愈取得突破；,2、实现集中/分散储能装置及分布式电源的兼容接入与统一控制；,3、供电可靠性和电能质量显著提高；,配电环节的目标：,4、完成实用性配电自动化系统的全面建设，全面推广智能配电网示范工程应用成果，配电网主要技术装备达到国际领先水平。,3.7.5 中国智能电网用户服务环节,1、智能用电示范园区建设；2、用户管理服务互动系统建设；3、用户用电信息采集系统建设；4、智能电表建设；5、需求侧智能化管理系统建设。,1、用户用电效率低问题；2、用户服务满意度进一步提升问题；3、用户管理与服务标准规范体系不健全问题。,重点解决问题：,重点工程：,3.7.5 中国智能电网用户服务环节,1、构建智能营销组织模式和标准化业务体系，实现营销管理的现代化运行和营销业务的智能化应用；,2、全面开展智能用户管理与服务，在全国范围推广应用智能电表；,3、构建智能化双向互动体系，实现电网与用户的双向互动，提升用户服务质量，满足用户多元化需求，进一步提高供电可靠率；,用户服务环节的目标：,4、通过智能电网建设推动智能楼宇、智能家电、智能交通等领域技术创新，改变终端用户用能模式，提高用户用电效率，电能在终端能源消费中的比重超过25%。,3.7.6 中国智能电网调度环节,1、智能调度技术支持系统建设；2、备用调度控制中心建设；3、提高输送能力工程；4、长江流域大型水电站群联合优化调度系统建设；5、加强灵活的通信数据网建设；,1、大电网安全稳定运行；2、节能减排和资源大范围优化配置；3、新能源、可再生能源接入控制；4、国家电网一体化运行协调控制。,重点解决问题：,重点工程：,3.7.6 中国智能电网调度环节,1、在国调、5个网调及26个省调建成智能调度技术支持系统并在地县调进行推广应用；,2、在分布式一体化平台支撑的基础上，建设实时监控与预警、安全校核、调度计划和调度管理四大类应用，实现同质化调度管理；,3、全面提升大电网调度驾驭能力、资源优化配置能力、科学决策管理能力和灵活高效调控能力，保障电网安全、稳定、经济、优质运行。,调度环节的目标：,3.7.7 中国智能电网信息通信环节,1、时间同步和业务感知能力2、包容性强、接入灵活、即插即用3、有线和无线4、公用通信网5、安全防护,1、系统化、层次化的架构2、信息高度融合、模型高度统一3、生产、运行、经营全价值链4、纵向贯通、横向贯穿、全网共享5、标准化、完整、一致、安全,信息支撑平台：,通信支撑平台：,4.0 统一坚强智能电网的实质初探,智能电网是一个理念，是一个电力发展的愿景，是一个过程。smart grid，与其说是智能电网，不如说是灵活的电网，灵活接入各类电源、灵活适应各种运行方式。智能电网的实质是提高能源利用效率、发展绿色电力、提高电网的可靠性和灵活性，风电、太阳能、电动汽车、用户互动、柔性输电、储能，甚至是特高压，都离不开这个实质。,4.1 智能电网与国家能源政策密切相关，打造绿色电力是智能电网的重要目标之一,温室气体排放减少20%，再生能源利用占到20%，能源利用效率提高20%,计划到2012年发电量的10%将来自可再生能源，这个额度2025年将达到25%,欧盟：,美国：,中国：,到2010年，单位GDP能源消耗比2005年降低20%左右，可再生能源比重10%,1、按照可再生能源中长期发展规划，水电、风电、太阳能以及生物质能将成为可再生能源发展的重点区域；2、调整后的新能源振兴规划，到2020年，风电规模有望从2000kW达到一亿kW，在江苏、河北、内蒙古、甘肃和吉林建立百万千万风电基地。到2020年，力争在甘肃、内蒙古、河北、东北，以及江苏沿海等地建立若干个千万千瓦风电基地;3、在太阳能方面，将在偏远地区建设独立太阳能电站和户用光伏电源。在经济条件较好的城市发展并网光伏电源，在资源条件好的地区建设大型太阳能电站。到2010年，太阳能发电将达到30万千瓦，到2020年，达到180万千瓦；4、根据能源局提供的数据，水电新增装机约1.9亿千瓦，总投资约为1.3万亿元，风电新增装机约10000万千瓦，总投资约为9000亿元，太阳能发电新增173万千瓦，总投资约1300亿元，太阳能热水器新增两亿平方米，总投资约4000亿元。另外，生物质发电新增2800万千瓦，总投资约2000亿元，农村用户沼气新增6200万户，总投资月1900亿元。,新能源振兴规划将出台 到2020年总投资超3万亿,4.1 智能电网与国家能源政策密切相关，打造绿色电力是智能电网的重要目标之一,“低碳”、可再生能源是也是中国智能电网的重要组成部分,1、与用户互动,提高能源利用效率。可以延缓新的装机，提高发电利用小时，减少投资；2、大量使用绿色能源，减少碳排放，适应风电、太阳能发电的迅速发展和国家能源政策的需要。,4.1 智能电网与国家能源政策密切相关，打造绿色电力是智能电网的重要目标之一,分布式能源,可再生能源,大型能源基地,打造绿色电网,节能化、智能化用电设备,电动公用交通充电站,互动用电,4.2 建设智能电网需要遵循电网运行规律,智能电网的建设必须遵循电网运行的客观规律，打造绿色电力的同时，需要确保电力可靠供应。以风电为例：我国陆上可利用风能将达到7亿千瓦，在陆地建3-4亿千瓦风电是有资源保证的。如此大量的风电资源我们如何吸收？如何减少对电网安全稳定运行的影响？如何对电网运行的影响从负面转向正面？举例1：如前所述（西门子内容）丹麦的风电接入给我们提供了很好的思路。,举例2：英国edf energy 多项新技术的使用，体现了新能源接入对电网运行规律的尊重,edf将近海风电场接入英国本土电网,通过“Power Donut”装置，安装在架空输电线路上，实时监测导线的电流、环境温度以及风速，有效地保障了对导线输电限额的动态确定。该技术研究从电网侧出发，有别于其他直接对风电场控制的技术，对我国研究风电接入提供了新的思路。,通过动态储能技术，减少功率波动对电网的影响，允许更多风电与现有电网连接,通过 HVDC直流输电、FACTS技术，减少风电场对主网架的影响,资料来源：国网公司英国EDF考察资料,4.2 建设智能电网需要遵循电网运行规律,4.3 大力建设特高压电网，坚强电网是智能电网的基础,国际上电网的发展可概括为两大趋势：一是统一或联合的特高压电网；二是分布式发电与交互式供电的分散电网，我国是统一特高压电网发展的代表。事实上，欧洲向分布式分散电网发展的基础是欧洲已经建立了统一的欧洲电网，且其网架架构、电源布点、电源类型臻于完善，负荷发展趋于平缓。,4.3 大力建设特高压电网，坚强电网是智能电网的基础,我国幅员辽阔，能源资源蕴藏不均衡，需要服务于国家能源战略、实现更大范围的资源优化配置，实施“一特四大”战略，构建坚强的智能电网。大力建设特高压电网，坚强的实体电网是中国智能电网的重要基础。应加快特高压后续工程建设，构建以特高压交直流电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强实体电网，促进国家能源资源的集约化开发，进一步提高电网的资源优化配置能力，为国家电力能源需求提供可靠的供应保证。,欧洲各国独立电网运营企业较多，网架不大，网架相当坚固。而且，输电网已完成发展阶段，早已具备相应的供应能力，继而智能电网的侧重点转向了更加高效、灵活、环保的建设方向。,建设坚强的智能电网，是我国国情、网情和能源结构使然，,4.4“统一”是中国坚强智能电网建设的根本原则,特高压电网形成以后，区域电网之间的电气耦合大大加强，电网在时间、空间、对象、目标、信息等多个维度的耦合会更加紧密，国家电网公司所运营的电网将成为世界上最为庞大和复杂的人造物理系统及公用事业系统。其特质决定了从技术上必须强调一体化统一管理和指挥，从管理上必须强化一体化运营，进而才能实现坚强智能电网建设所诉求的五大内涵。统一试点、全面推广。避免国外对智能电网“五花八门”的理解。,4.5 坚强智能电网是公司实现技术与管理提升的重大机遇,随着特高压电网的形成、国家宏观能源政策的调整、可再生能源的发展，电网本身面临着巨大的运行压力和诸多新的技术难题。这本身也需要国网公司及时调整发展策略，加快前期研究及风险评估，加大未来电网关键技术与装备的研发力度，加强对各类源端接入、各种用户差异性需求的适应能力，构建坚强智能电网，应对即将面临的技术与管理挑战，服务于电网发展方式与公司发展方式的“两个转变”。,4.6 建设坚强智能电网是社会经济的可持续发展的需要,随着未来经济社会全面发展而快速增长的能源需求，结合我国一次能源资源分布特点及大规模可再生能源发展，服务“两型”社会及“和谐”社会建设，推动节能减排及绿色经济发展，迫切需要推动适应中国国情的新型能源利用模式，提高电能在终端能源消费中的比重。提升至更高的层面，这不仅是一个世界性的认知潮流，更是国家电网公司以高度的社会责任感和历史责任感，应对我国经济社会发展健康、稳健、可持续性发展所必须面对的课题，更是强化国家基础能源安全所必须做出的抉择。,4.7 坚强智能电网，能够引领世界电网技术发展，提升国家整体自主创新能力,建设坚强智能电网，引领技术发展，制定标准规范，从而占领世界电网技术制高点。国家电网公司提出了完整的智能电网体系，我们需要全面推进相关技术研究，全面制定智能电网相关技术标准规范，引领世界电网技术发展。通过坚强智能电网的建设，提高公司直属科研机构和国内主要技术装备供应商的支撑作用，提高公司直属科研机构产业发展水平及产业发展规模。打造国际一流的电力研究机构和装备制造企业，提升国家整体自主创新能力。,4.8 智能电网的内涵特征决定了具体技术需求，围绕技术需求和各环节的重点任务开展关键技术研究,智能电网能够提高电网输送能力，确保电力的安全可靠供应，具有坚强的网架结构，是坚强可靠的电网。因此，需要深入研究并全面掌握特高压交直流输电技术，加快特高压骨干网架建设，服务于更大范围的资源优化配置；需要深入开展灵活交直流输电技术研究，提高电网输送能力和控制灵活性；需要进一步开展大电网安全稳定、智能调度、状态检修、全寿命周期管理和智能防灾等技术，提高大电网的安全稳定运行水平。智能电网能够提高能源资源的利用效率，提高电网运行和输送效率，是经济高效的电网。因此，需要研究先进储能技术、电力电子等技术，提高发电资源利用效率；需要进一步深入研究各类电网优化分析技术，安排合理运行方式，降低源网全局损耗；需要研究需求侧智能化管理技术，提高用户侧能源资源利用效率。,智能电网能够促进可再生能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，是清洁环保的绿色电网。因此，需要研究可再生能源并网、监视、预测、分析、控制相关技术，服务于节能减排和新能源振兴规划；需要研究分布式电源接入和微电网等技术，促进用户侧可再生能源的利用，提升用电可靠性。智能电网能够促进电源、电网、用户协调互动运行，是灵活互动的电网。因此，需要研究机网协调运行控制技术，推进机网信息双向实时交互；需要研究推广发电厂辅助服务考核技术，提高发电企业主动参与电网调节的积极性；需要研究互动营销、智能电表等技术，提高电网、用户间的互动水平和用户服务质量。智能电网能够实现电网、电源和用户的信息透明共享，是友好开放的电网。因此，需要研究用电信息采集技术和营销信息化技术，确保电网与用户间信息透明开发；需要研究多周期、多目标调度计划技术、电力市场交易相关技术，构建公正透明的调度计划运作平台、电力市场交易平台，确保电网与电源信息的透明共享。,4.8 智能电网的内涵特征决定了具体技术需求，围绕技术需求和各环节的重点任务开展关键技术研究,发展规划是指导并引领统一坚强智能电网发展的纲领。按照“统一规划”的原则，自上而下地组织编制公司统一坚强智能电网规划。公司先制定统一坚