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標題: 智能電網 [打印本頁]

作者: qib 時間: 2011-10-26 09:28 標題: 智能電網

智能電網（smart power grids），就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。

編輯本段國家電網公司智能電網定義

　　在現代電網的發展過程中，各國結合其電力工業發展的具體情況，通過不同領域的研究和實踐，形成了各自的發展方向和技術路線，也反映出各國對未來電網發展模式的不同理解。近年來，隨著各種先進技術在電網中的廣泛應用，智能化已經成為電網發展的必然趨勢，發展智能電網已在世界范圍內形成共識。
　　從技術發展和應用的角度看，世界各國、各領域的專家、學者普遍認同以下觀點：智能電網是將先進的傳感測量技術、信息通信技術、分析決策技術、自動控制技術和能源電力技術相結合，并與電網基礎設施高度集成而形成的新型現代化電網。
編輯本段智能電網的主要特征

　　（1）堅強。在電網發生大擾動和故障時，仍能保持對用戶的供電能力，而不發生大面積停電事故；在自然災害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網的安全運行；具有確保電力信息安全的能力。
　　（2）自愈。具有實時、在線和連續的安全評估和分析能力，強大的預警和預防控制能力，以及自動故障診斷、故障隔離和系統自我恢復的能力。
　　（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，適應分布式電源和微電網的接入，能夠實現與用戶的交互和高效互動，滿足用戶多樣化的電力需求并提供對用戶的增值服務。
　　（4）經濟。支持電力市場運營和電力交易的有效開展，實現資源的優化配置，降低電網損耗，提高能源利用效率。
　　（5）集成。實現電網信息的高度集成和共享，采用統一的平臺和模型，實現標準化、規范化和精益化管理。
　　（6）優化。優化資產的利用，降低投資成本和運行維護成本。
編輯本段智能電網的先進性

　　現有電網總體上是一個剛性系統，智能化程度不高。電源的接入與退出、電能量的傳輸等都缺乏較好的靈活性，電網的協調控制能力不理想；系統自愈及自恢復能力完全依賴于物理冗余；對用戶的服務形式簡單、信息單向，缺乏良好的信息共享機制。
　　與現有電網相比，智能電網體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點，其先進性和優勢主要表現在：
　　（1）具有堅強的電網基礎體系和技術支撐體系，能夠抵御各類外部干擾和攻擊，能夠適應大規模清潔能源和可再生能源的接入，電網的堅強性得到鞏固和提升。
　　（2）信息技術、傳感器技術、自動控制技術與電網基礎設施有機融合，可獲取電網的全景信息，及時發現、預見可能發生的故障。故障發生時，電網可以快速隔離故障，實現自我恢復，從而避免大面積停電的發生。
　　（3）柔性交/直流輸電、網廠協調、智能調度、電力儲能、配電自動化等技術的廣泛應用，使電網運行控制更加靈活、經濟，并能適應大量分布式電源、微電網及電動汽車充放電設施的接入。
　　（4）通信、信息和現代管理技術的綜合運用，將大大提高電力設備使用效率，降低電能損耗，使電網運行更加經濟和高效。
　　（5）實現實時和非實時信息的高度集成、共享與利用，為運行管理展示全面、完整和精細的電網運營狀態圖，同時能夠提供相應的輔助決策支持、控制實施方案和應對預案。
　　（6）建立雙向互動的服務模式，用戶可以實時了解供電能力、電能質量、電價狀況和停電信息，合理安排電器使用；電力企業可以獲取用戶的詳細用電信息，為其提供更多的增值服務。
編輯本段智能電網建設在我國的正式提出

　　近年來，我國電力行業緊密跟蹤歐美發達國家電網智能化的發展趨勢，著力技術創新，研究與實踐并舉，在智能電網發展模式、理念和基礎理論、技術體系以及智能設備等方面開展了大量卓有成效的研究和探索。
　　2009年5月，在北京召開的“2009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網公司正式發布了“堅強智能電網”發展戰略。2009年8月，國家電網公司啟動了智能化規劃編制、標準體系研究與制定、研究檢測中心建設、重大專項研究和試點工程等一系列工作。
　　在2010年3月召開的全國“兩會”上，溫家寶總理在《政府工作報告》中強調：“大力發展低碳經濟，推廣高效節能技術，積極發展新能源和可再生能源，加強智能電網建設”。這標志著智能電網建設已成為國家的基本發展戰略。
編輯本段智能電網是電網發展的必然趨勢

　　電網已成為工業化、信息化社會發展的基礎和重要組成部分。同時，電網也在不斷吸納工業化、信息化成果，使各種先進技術在電網中得到集成應用，極大提升了電網系統功能。
　　（1）智能電網是電網技術發展的必然趨勢。近年來，通信、計算機、自動化等技術在電網中得到廣泛深入的應用，并與傳統電力技術有機融合，極大地提升了電網的智能化水平。傳感器技術與信息技術在電網中的應用，為系統狀態分析和輔助決策提供了技術支持，使電網自愈成為可能。調度技術、自動化技術和柔性輸電技術的成熟發展，為可再生能源和分布式電源的開發利用提供了基本保障。通信網絡的完善和用戶信息采集技術的推廣應用，促進了電網與用戶的雙向互動。隨著各種新技術的進一步發展、應用并與物理電網高度集成，智能電網應運而生。
　　（2）發展智能電網是社會經濟發展的必然選擇。為實現清潔能源的開發、輸送和消納，電網必須提高其靈活性和兼容性。為抵御日益頻繁的自然災害和外界干擾，電網必須依靠智能化手段不斷提高其安全防御能力和自愈能力。為降低運營成本，促進節能減排，電網運行必須更為經濟高效，同時須對用電設備進行智能控制，盡可能減少用電消耗。分布式發電、儲能技術和電動汽車的快速發展，改變了傳統的供用電模式，促使電力流、信息流、業務流不斷融合，以滿足日益多樣化的用戶需求。
　　電力技術的發展，使電網逐漸呈現出諸多新特征，如自愈、兼容、集成、優化，而電力市場的變革，又對電網的自動化、信息化水平提出了更高要求，從而使智能電網成為電網發展的必然趨勢。
編輯本段建設智能電網對我國電網發展的重大意義

　　智能電網是我國電網發展的必然趨勢，它將譜寫電網建設的新篇章。其重要意義體現在以下方面：
　　（1）具備強大的資源優化配置能力。我國智能電網建成后，將形成結構堅強的受端電網和送端電網，電力承載能力顯著加強，形成“強交、強直”的特高壓輸電網絡，實現大水電、大煤電、大核電、大規模可再生能源的跨區域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送，區域間電力交換能力明顯提升。
　　（2）具備更高的安全穩定運行水平。電網的安全穩定性和供電可靠性將大幅提升，電網各級防線之間緊密協調，具備抵御突發性事件和嚴重故障的能力，能夠有效避免大范圍連鎖故障的發生，顯著提高供電可靠性，減少停電損失。
　　（3）適應并促進清潔能源發展。電網將具備風電機組功率預測和動態建模、低電壓穿越和有功無功控制以及常規機組快速調節等控制機制，結合大容量儲能技術的推廣應用，對清潔能源并網的運行控制能力將顯著提升，使清潔能源成為更加經濟、高效、可靠的能源供給方式。
　　（4）實現高度智能化的電網調度。全面建成橫向集成、縱向貫通的智能電網調度技術支持系統，實現電網在線智能分析、預警和決策，以及各類新型發輸電技術設備的高效調控和交直流混合電網的精益化控制。
　　（5）滿足電動汽車等新型電力用戶的服務要求。將形成完善的電動汽車充放電配套基礎設施網，滿足電動汽車行業的發展需要，適應用戶需求，實現電動汽車與電網的高效互動。
　　（6）實現電網資產高效利用和全壽命周期管理。可實現電網設施全壽命周期內的統籌管理。通過智能電網調度和需求側管理，電網資產利用小時數大幅提升，電網資產利用效率顯著提高。
　　（7）實現電力用戶與電網之間的便捷互動。將形成智能用電互動平臺，完善需求側管理，為用戶提供優質的電力服務。同時，電網可綜合利用分布式電源、智能電能表、分時電價政策以及電動汽車充放電機制，有效平衡電網負荷，降低負荷峰谷差，減少電網及電源建設成本。
　　（8）實現電網管理信息化和精益化。將形成覆蓋電網各個環節的通信網絡體系，實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務以及生產和調度應用集成等功能，全面實現電網管理的信息化和精益化。
　　（9）發揮電網基礎設施的增值服務潛力。在提供電力的同時，服務國家“三網融合”戰略，為用戶提供社區廣告、網絡電視、語音等集成服務，為供水、熱力、燃氣等行業的信息化、互動化提供平臺支持，拓展及提升電網基礎設施增值服務的范圍和能力，有力推動智能城市的發展。
　　（10）促進電網相關產業的快速發展。電力工業屬于資金密集型和技術密集型行業，具有投資大、產業鏈長等特點。建設智能電網，有利于促進裝備制造和通信信息等行業的技術升級，為我國占領世界電力裝備制造領域的制高點奠定基礎。
編輯本段智能電網對世界經濟社會發展的促進作用

　　智能電網建設對于應對全球氣候變化，促進世界經濟社會可持續發展具有重要作用。主要表現在：
　　（1）促進清潔能源的開發利用，減少溫室氣體排放，推動低碳經濟發展。
　　（2）優化能源結構，實現多種能源形式的互補，確保能源供應的安全穩定。
　　（3）有效提高能源輸送和使用效率，增強電網運行的安全性、可靠性和靈活性。
　　（4）推動相關領域的技術創新，促進裝備制造和信息通信等行業的技術升級，擴大就業，促進社會經濟可持續發展。
　　（5）實現電網與用戶的雙向互動，革新電力服務的傳統模式，為用戶提供更加優質、便捷的服務，提高人民生活質量。
編輯本段我國建設智能電網的有利條件

　　多年來，我國電力行業大力加強電網基礎建設，同時密切關注國際電力技術發展方向，重視各種新技術的研究創新和集成應用，自主創新能力快速提升，電網運行管理的信息化、自動化水平大幅提高，科技資源得到優化，建立了位居世界技術前沿的研發隊伍和技術裝備，為建設智能電網創造了良好條件。
　　（1）在電網網架建設方面，網架結構不斷加強和完善，特高壓交流試驗示范工程和特高壓直流示范工程成功投運并穩定運行；全面掌握了特高壓輸變電的核心技術，為電網發展奠定了堅實基礎。
　　（2）在大電網運行控制方面，具有“統一調度”的體制優勢和豐富的運行技術經驗，調度技術裝備水平國際領先，自主研發的調度自動化系統和繼電保護裝置獲得廣泛應用。
　　（3）在通信信息平臺建設方面，建成了“三縱四橫”的電力通信主干網絡，形成了以光纖通信為主，微波、載波等多種通信方式并存的通信網絡格局；SG186工程取得階段性成果，ERP、營銷、生產等業務應用系統已完成試點建設并開始大規模推廣應用。
　　（4）在試驗檢測手段方面，已根據智能電網技術發展的需要，組建了大型風電網、太陽能發電和用電技術等研究檢測中心。
　　（5）在智能電網發展實踐方面，各環節試點工作已全面開展，智能電網調度技術支持系統、智能變電站、用電信息采集系統、電動汽車充電設施、配電自動化、電力光纖到戶等試點工程進展順利。
　　（6）在大規模可再生能源并網及儲能方面，深入開展了集中并網、電化學儲能等關鍵技術的研究，建立了風電接入電網仿真分析平臺，制定了風電場接入電力系統的相關技術標準。
　　（7）在電動汽車充放電技術領域，我國在充放電設施的接入、監控和計費等方面開展了大量研究，并已在部分城市建成電動汽車充電運營站點。
　　（8）在電網發展機制方面，我國電網企業業務范圍涵蓋從輸電、變電、配電到用電的各個環節，在統一規劃、統一標準、快速推進等方面均存在明顯的優勢。
編輯本段堅強智能電網的定義

　　堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
編輯本段以堅強為基礎來發展智能電網的原因

　　堅強的內涵是指具有堅強的網架結構、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應。堅強的網架結構是保障安全可靠電力供應的基礎和前提；強大的電力輸送能力，是與電力需求快速增長相適應的發展要求，是堅強的重要內容；安全可靠的電力供應是經濟發展和社會穩定的前提和基礎，是電網堅強內涵的具體體現。
　　以堅強為基礎來發展智能電網，可以提高電網防御多重故障、防止外力破壞和防災抗災的能力，能夠增強電網供電的安全可靠性；可以提高電網對新能源的接納能力，推動分布式和大規模新能源的跨越式發展；可以提高電網更大范圍的能源資源優化配置能力，可充分發揮其在能源綜合運輸體系中的重要作用。所以，必須以堅強為基礎來發展智能電網。
編輯本段堅強智能電網以特高壓電網為骨干網架的原因

　　隨著國民經濟的持續快速發展和人民生活水平的不斷提高，我國電力需求較快增長的趨勢在較長時間內不會改變。同時，我國能源與生產力布局呈逆向分布，能源運輸形勢長期緊張。但目前我國電網發展相對滯后，在能源綜合運輸體系中的作用還不明顯。這些在客觀上要求加快轉變電力發展方式，提升電網大范圍優化配置能源的能力，建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網是滿足這一要求的必然選擇。
　　特高壓輸電具有遠距離、大容量、低損耗、高效率的優勢，建設以特高壓電網為骨干網架的堅強智能電網，能夠促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發利用。同時，特高壓電網可以提升電網抵御突發性事件和嚴重故障的能力，進一步提高電力系統運行的可靠性和穩定性，使堅強智能電網建設具備堅實的網架基礎。
　　因此，在堅強智能電網建設中，必須以特高壓電網為骨干網架，連接大型能源基地及主要負荷中心，以更好地保障國家能源供應和能源安全，滿足經濟社會快速發展的需要。
編輯本段建設堅強智能電網的重要意義

給人們的生活帶來的好處

　　堅強智能電網的建設，將推動智能小區、智能城市的發展，提升人們的生活品質。①讓生活更便捷。家庭智能用電系統既可以實現對空調、熱水器等智能家電的實時控制和遠程控制；又可以為電信網、互聯網、廣播電視網等提供接入服務；還能夠通過智能電能表實現自動抄表和自動轉賬交費等功能。②讓生活更低碳。智能電網可以接入小型家庭風力發電和屋頂光伏發電等裝置，并推動電動汽車的大規模應用，從而提高清潔能源消費比重，減少城市污染。③讓生活更經濟。智能電網可以促進電力用戶角色轉變，使其兼有用電和售電兩重屬性；能夠為用戶搭建一個家庭用電綜合服務平臺，幫助用戶合理選擇用電方式，節約用能，有效降低用能費用支出
產生的社會經濟效益

　　堅強智能電網的發展，使得電網功能逐步擴展到促進能源資源優化配置、保障電力系統安全穩定運行、提供多元開放的電力服務、推動戰略性新興產業發展等多個方面。作為我國重要的能源輸送和配置平臺，堅強智能電網從投資建設到生產運營的全過程都將為國民經濟發展、能源生產和利用、環境保護等方面帶來巨大效益。
　　（1）在電力系統方面。可以節約系統有效裝機容量；降低系統總發電燃料費用；提高電網設備利用效率，減少建設投資；提升電網輸送效率，降低線損。
　　（2）在用電客戶方面。可以實現雙向互動，提供便捷服務；提高終端能源利用效率，節約電量消費；提高供電可靠性，改善電能質量。
　　（3）在節能與環境方面。可以提高能源利用效率，帶來節能減排效益；促進清潔能源開發，實現替代減排效益；提升土地資源整體利用率，節約土地占用。
　　（4）其他方面。可以帶動經濟發展，拉動就業；保障能源供應安全；變輸煤為輸電，提高能源轉換效率，減少交通運輸壓力。
對于電力系統的意義

　　（1）能有效地提高電力系統的安全性和供電可靠性。利用智能電網強大的“自愈”功能，可以準確、迅速地隔離故障元件，并且在較少人為干預的情況下使系統迅速恢復到正常狀態，從而提高系統供電的安全性和可靠性。
　　（2）實現電網可持續發展。堅強智能電網建設可以促進電網技術創新，實現技術、設備、運行和管理等各個方面的提升，以適應電力市場需求，推動電網科學、可持續發展。
　　（3）減少有效裝機容量。利用我國不同地區電力負荷特性差異大的特點，通過智能化的統一調度，獲得錯峰和調峰等聯網效益；同時通過分時電價機制，引導用戶低谷用電，減小
　　高峰負荷，從而減少有效裝機容量。
　　（4）降低系統發電燃料費用。建設堅強智能電網，可以滿足煤電基地的集約化開發，優化我國電源布局，從而降低燃料運輸成本；同時，通過降低負荷峰谷差，可提高火電機組使用效率，降低煤耗，減少發電成本。
　　（5）提高電網設備利用效率。首先，通過改善電力負荷曲線，降低峰谷差，提高電網設備利用效率；其次，通過發揮自我診斷能力，延長電網基礎設施壽命。
　　（6）降低線損。以特高壓輸電技術為重要基礎的堅強智能電網，將大大降低電能輸送中的損失率；智能調度系統、靈活輸電技術以及與用戶的實時雙向交互，都可以優化潮流分布，減少線損；同時，分布式電源的建設與應用，也減少了電力遠距離傳輸的網損。
對于能源資源配置的意義

　　我國能源資源與能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水能和風能資源分布在西部、北部地區，而75%以上的能源需求集中在東部、中部地區。能源資源與能源需求分布不平衡的基本國情，要求我國必須在全國范圍內實行能源資源優化配置。建設堅強智能電網，為能源資源優化配置提供了一個良好的平臺。堅強智能電網建成后，將形成結構堅強的受端電網和送端電網，電力承載能力顯著加強，形成“強交、強直”的特高壓輸電網絡，實現大水電、大煤電、大核電、大規模可再生能源的跨區域、遠距離、大容量、低損耗、高效率輸送，顯著提升電網大范圍能源資源優化配置能力。
對于清潔能源發展的意義

　　目前，風能、太陽能等清潔能源的開發利用以生產電能的形式為主，建設堅強智能電網可以顯著提高電網對清潔能源的接入、消納和調節能力，有力推動清潔能源的發展。①智能電網應用先進的控制技術以及儲能技術，完善清潔能源發電并網的技術標準，提高了清潔能源接納能力。②智能電網合理規劃大規模清潔能源基地網架結構和送端電源結構，應用特高壓、柔性輸電等技術，滿足了大規模清潔能源電力輸送的要求。③智能電網對大規模間歇性清潔能源進行合理、經濟調度，提高了清潔能源生產運行的經濟性。④智能化的配用電設備，能夠實現對分布式能源的接納與協調控制，實現與用戶的友好互動，使用戶享受新能源電力帶來的便利。
對于節能減排的意義

　　堅強智能電網建設對于促進節能減排、發展低碳經濟具有重要意義：①支持清潔能源機組大規模入網，加快清潔能源發展，推動我國能源結構的優化調整；②引導用戶合理安排用電時段，降低高峰負荷，穩定火電機組出力，降低發電煤耗；③促進特高壓、柔性輸電、經濟調度等先進技術的推廣和應用，降低輸電損失率，提高電網運行經濟性；④實現電網與用戶有效互動，推廣智能用電技術，提高用電效率；⑤推動電動汽車的大規模應用，促進低碳經濟發展，實現減排效益。

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