智能电网技术在中国的应用

智能电网技术在中国的应用姓名：肖雨露班级：电气1204学号：201282250403一、国内外研究现状智能电网是智慧城市不可或缺的重要组成部分，同时也为智慧城市的建设创造了必要的基础条件，是电力产业发展的必然趋势。智能电网的建设与发展，有助于促进清洁能源的开发利用，减少温室气体排放，推动低碳经济发展；有助于优化能源结构，实现多种能源形式的互补，确保能源供应的安全稳定。在美国、日本等发达国家，智能电网战略己成为国家重要战略，智能电网建设在政府统一主导和支持下，集国家及相关企业的力量来推动的。智能电网战略已成为主要发达国家抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施。美国政府围绕智能电网建设，重点推进了核心技术研发，着手制定发展规划。美国标准与技术研究院提出将分三个阶段建立智能电网标准，现已公布“智能电网”的标准化框架、标准规格、标准和指导方针。欧洲目前，欧洲各国结合各自的科技优势和电力发展特点，开展了各具特色的智能电网研究和试点项目，英法德等国家着重发展泛欧洲电网互联，意大利着重发展智能电表及互动化的配电网，而丹麦则着重发展风力发电及其控制技术。英国已制定出“2050年智能电网线路图”，并支持智能电网技术的研究和示范，建设工作将严格按照路线图执行。在2012年，欧盟27个成员国及其联系国克罗地亚、瑞士和挪威共30个国家投入智能电网研发创新活动的总资本量达到18亿欧元，共资助了281项有关智能电网的研发创新项目。英国、德国、法国和意大利是欧盟智能电网技术应用开发示范项目的四大主要投资国家，而丹麦是欧盟智能电网技术研发创新活动最活跃的国家。欧盟第七研发框架计划（FP7）及欧盟层面的创新基金资助了95%的多国参与及紧密合作研发项目。欧盟第七研发框架计划资助支持的研发项目主要集中在三大领域：电力消费用户与输电网的双向连接技术、提高输电网能效技术、ICT输电网应用技术。德国联邦经济技术部、联邦环境部和联邦教研部提出“未来可实现的电力网络”联合倡议，倡议资助的研发计划明确限定在电网领域，重点包括智能配电网、传输网络以及离岸风电的连接和相关的接口等的应用解决方案，同时也考虑能源相关的创新研究、系统分析、标准化和环境方面的问题。欧洲标准化委员会、欧洲电工标准化委员会和欧洲电信标准化协会制定智能电网、智慧型电表以及电动车充电三项标准。法国阿尔斯通公司与美国英特尔公司签署全球合作协议，将在智能电网与智能城市等领域携手合作，开发相关技术和解决方案，将重点关注嵌入式智能和IT系统安全，将推出未来电网新架构。法国电力公司通过建立智能电网标准体系推进智能电网建设。丹麦在2013年启动新的智能电网战略，以推进消费者自主管理能源消费的步伐。该战略将综合推行以小时计数的新型电表，采取多阶电价和建立数据中心等措施，鼓励消费者在电价较低时用电。目前，丹麦在智能电网的研发和演示方面处于欧盟领先地位。苏格兰坎伯诺尔德研究中心正在研究智能电网的优化问题，提升发电效率。该中心利用微电网对新技术进行测试，这是苏格兰智能大电网战略的一部分。加拿大标准委员会公布的智能电网标准路线图中建议建立一个指导委员会，来推进智能电网标准化和政策目标制定工作。该路线图的制定是在加拿大自然资源部和国际电工委员会下属加拿大国家委员会的监管下完成的。巴西巴西电力公司在2013年8月宣布其智能电网项目将采用无线城域网技术。这个项目是巴西最大的智能电网项目。到2015年，智能电网的触角将伸及巴西圣保罗的各个城市区，满足6万家用户的电力需求。日本2013年2月，日本电气公司与意大利公司签订协议，开发锂离子储能系统，用以安装在公司的一次变电站和二次变电站中。日本电气公司将交付两套储能系统，并为储能充放电状态及温度提供实时监控系统。2013年8月，东芝和东京电力公司共同出资成立新公司，开展从智能电表、蓄电池等设备到系统运用、维护保养的技术研究，联手推进海外智能电网业务。东芝收购全球最大的智能电表生产商瑞士兰吉尔，在美国新墨西哥州应用智能电表开展夏季动态响应验证实验项目，使用的系统主要以东芝的电网控制监视系统为核心，由东芝集团智能电表综合管理系统、仪表数据管理系统以及东芝解决方案株式会社的顾客信息管理系统组成。韩国韩国智能电网协会正在发起一项国家计划，以鼓励和支持符合国际标准的智能电网专利发展。该协会支持申请国际专利的公司、大学和研究机构，并主持开发未来可转化为专利的技术和标准。2009年8月，国家电网启动第一批城市配电自动化试点工程，第一批试点工程在北京、杭州、银川、厦门4个城市的中心区域进行。试点工程主要目标是针对不同可靠性需求，采用合理的配电自动化技术配置方案，建设具备系统自愈、用户互动、高效运行、定制电力和分布式发电灵活接入等特征的智能配电网。第二批试点工程在第一批试点城市配电自动化一期建设的基础上，进行二期建设，重点是拓展分布式电源接入技术支持，完善配电网高级应用及调控一体化技术支持平台建设，实现配电网调度运行控制的一体化管理。在2011年公布的国家“十二五”规划纲要中明确提出：依托信息、控制和储能等先进技术，推进智能电网建设。目前，我国与欧美国家在智能电网建设方面处于同一起跑线上，国内众多行业中的领先企业和科研机构都很关注智能电网的发展。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网发展技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国家电网公司“十二五”智能电网建设的发展目标指出：到2015年，坚强智能电网基本建成，智能电网效益初步显现，国家电网智能化程度达到国际先进水平。智能电网对推动社会经济发展具有战略意义。我国发展的是坚强智能电网，具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的特点。建设智能电网具有良好的社会效益和经济效益，可以调整我国区域能源不平衡的问题，为我国能源结构调整提供支持，促进各种电网相关技术全面升级，加速产业结构调整，实现对化石能源的替代。同时可以降低电网企业的运营及建设成本，减少发电装机投资和发电环节运营成本。坚强智能电网所使用的特高压输电具有远距离、大容量和低损耗的优势。预计到2020年，建设运行智能电网实现的节能量相当于减少社会能源投入约1392亿元，并可实现减排二氧化碳约13.8×108t。我国已在与智能电网发展相关的清洁能源技术、电网储能技术、输配电技术、用电技术、信息通信技术及标准与规范等方面取得了一定的技术成果，但仍面临许多问题。需要政府在重大科技项目立项、电网项目核准、电价、资金政策和标准制定方面给予支持；并应尽快启动智能电网框架设计，建立完善标准规范体系；政府应根据电力市场的垄断状况，制定出适合我国智能电网发展的投资及控股制度。二、智能电网技术介绍智能电网新型配电技术的应用智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接收、启动电力市场以及资产的优化高效运行。从广义上来说，智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户，同时电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源：太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等；此外，高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互，高级的分析工具和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。智能目标智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。它更不容易受到自然灾害的影响。智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。智能电网必须更加高效—智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。智能电网是自愈电网。“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且在很少或不用人为干预的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态，从而几乎不中断对用户的供电服务。从本质上讲，自愈就是智能电网的“免疫系统”。这是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题，发现已经存在的或正在发展的问题，并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。自愈电网将尽量减少供电服务中断，充分应用数据获取技术，执行决策支持算法，避免或限制电力供应的中断，迅速恢复供电服务。基于实时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的设备、发电厂和线路；实时应急分析将确定电网整体的健康水平，触发可能导致电网故障发展的早期预警，确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施；和本地和远程设备的通信将帮助分析故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态，基于这些分析，采取适当的控制行动。自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。当出现故障或发生其他的问题时，在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近的设备进行通信，以切除故障元件或将用户迅速地切换到另外的可靠的电源上，同时传感器还有检测故障前兆智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件，从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外，智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动，同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力电子技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。另外，智能电网将采取技术和管理手段，使电网免受由于用户的电子负载所造成的电能质量的影响，将通过监测和执行相关的标准，限制用户负荷产生的谐波电流注入电网。除此之外，智能电网将采用适当的滤波器，以防止谐波污染送入电网，恶化电网的电能质量的能力，在故障实际发生前，将设备状况告知系统，系统就会及时地提出预警信息。三、研究心得电力技术飞速发展，信息科技日新月异，我们要有一种十分强烈的自觉学习要求，要不断学习，不断进步才能不被岗位淘汰。翻老黄历，吃老本的日子早已一去不返。“逆水行舟，不进则退”。只争朝夕，发奋学习，才是在激烈的竞争中求得生存的根本之道。我们要进行系统技能学习，以适应电力技术发展的需要。记得莎士比亚曾经说过：“学问是我们随身的财产，我们自己在什么地方，我们的学问跟着我们在一起。”学无止境，只有通过不断地努力学习，才能给我们以无限的智慧;才能给我们带来真正的快乐;才能使我们惯于劳动和追求真理;才能为人民创造真正的精神财富和物质财富，才能创造出没有它就不能获得的东西。知识就是精神食粮，知识就是力量，“有力量的人，有学问的人就是主人，所有其余的人都是客人。”幸福只属于知识丰富的人，高尚的生活是受爱激励并由知识导引的生活，无法想像一个没有知识的人生又会如何?因为，一个人只有懂得愈多，她就愈能清楚地在那些知识贫乏的人无法发现诗意的地方发现大地的诗意，她就愈能享受学习带来的无穷乐趣。