未来电网----智能电网

21世纪电网智能电网学科前沿讲座唐轶中国矿业大学信电学院2010-07-28中国矿业大学电气工程系2电话：[phone]E-mail：[e-mail]联系方式智能电网20世纪电力系统与特征面临的挑战和机遇智能电网的内涵智能电网的关键技术国内外智能电网的发展战略分布式发电与微网技术结语参考文献UnitedStatesDepartmentofEnergy,NationalElectricDeliveryTechnologiesRoadmap一TransformingtheGrid，RevolutionizeElectricPowerinNorthAmerica.January,2004,NK.HngliesJ.IntelliGridarchitecturestatesreport[R].EPRI,2005.HaaseP.Intelligrid:Asmartnetworkofpower[J].EPRIJournal,2005:27-32.Europeansmart-gridstechnologyplatform:VisionandstrategyforEurope'selectricitynettyorksofthefiihme[R].Directorate-GeneralforResearchSustainableEnergySystems,2006.EuropeanCommission.EuropeanTechnologyPlatformSmartGrids;VisionandStrategyforEurope‘sElectricityNetworksoftheFuture,2008.10.10.[C].IEEEPESGeneralMeeting,Pittsburgh,USA,2008.ASystemViewoftheModernGrid,NationalEnergyTechnologyLaboratory,Jan,20072010-07-28中国矿业大学电气工程系4参考文献StandardsCoordinatingCommittee21.1547IEEEstandforinterconnecting2003distributedresourceswithelectricpowersystems[S].2003AliIpakchi，FarrokhAlbuyeh，Gridofthefuture--AreWeReadytoTransitiontoaSmartGrid?，IEEEpower&energymagazine，3/4，2009，52-62JayGiri,DavidSun,ReneAvila-Rosales，amoreintelligientGrid，IEEEpower&energymagazine，3/4，2009，34-40BradfordRoberts,CapturingGridPower,Performance,PurposeandPromiseofDifferentStorageTechnologies,IEEEpower&energymagazine,7/82009,32-41MelOlken,challengesofpower----strivingforefficiencyandprogress,IEEEpower&energymagazine,1/22010,4-7hansb.püttgen,paulr.macgregor,frankc.lambert,DistributedGeneration:SemanticHypeortheDawnofaNewEra?IEEEpower&energymagazine,1/22003,22-29saifurrahman,GreenPower:WhatIsItandWhereCanWeFindIt?IEEEpower&energymagazine,1/22003,30-372010-07-28中国矿业大学电气工程系5参考文献StanleyH.Horowitz,ArunG.Phadke,BruceA.Renz,TheFutureofPowerTransmission,IEEEpower&energymagazine,¾2010,34-40JohnD.McDonald,thenext-generationgrid----energyinfrastructureofthefuture,IEEEpower&energymagazine,¾2009,26-31HassanFarhangi,ThePathoftheSmartGrid,IEEEpower&energymagazine,1/22010,18-28余贻鑫,栾文鹏,智能电网述评,中国电机工程学报,Vo1.29No.34Dec.5,2009,1-8常康，薛峰，杨卫东,中国智能电网基本特征及其技术进展评述,电力系统自动化,2009年9月,10-15傅书遏,中国智能电网发展建议,电力系统自动化,2009年10月,23-26袁越,李振杰,冯宇,左文霞,中国发展微网的目的方向前景,电力系统自动化,2010年1月,59-63王明俊,智能电网热点问题探讨,电网技术,200年10月,9-16李威，丁杰，姚建国,智能电网发展形态探讨,电力系统自动化,2010年1月,24-282010-07-28中国矿业大学电气工程系6参考文献陈星莺，顾欣欣，余昆，刘皓明，王平，城市电网自愈控制体系结构，电力系统自动化，2009年12月,38-42万秋兰，大电网实现自愈的理论研究方向，电力系统自动化，2009年9月,29-32程军照，李澎森，冯宇，等，发达国家微网政策及其对中国的借鉴意义，力系统自动化，2010年1月,64-682005-02-08中国矿业大学电气工程系71、20世纪电力系统与特征电力是人类使用最为方便的二次能源。人类的现代生活已离不开电力能源。2010-07-28中国矿业大学电气工程系91、20世纪电力系统与特征1.电力系统的概念：是指进行生产(发电）、运输（输电）、分配（配电）、消费电能（用电）的各个环节构成的一个整体。GT1T2W1W2W3L1电力网电力系统2005-02-08中国矿业大学电气工程系101、20世纪电力系统与特征发电厂（站）：指将其他形式的能量转换成电能的场所。一般根据所使用的能源的不同，将电厂分为火力发电厂、水力发电站、核电站。2005-02-08中国矿业大学电气工程系11火力发电厂2005-02-08中国矿业大学电气工程系12水力发电厂2005-02-08中国矿业大学电气工程系13大亚湾核电站1、20世纪电力系统与特征生产→（成品仓库）→运输→（商品仓库）→批发零售→消费发电（生产）→输电（运输）→配电（批发零售）→用电（消费）发电（生产）→（电能储存）→输电（运输）→（电能储存）→配电（批发零售）→用电（消费）2005-02-08中国矿业大学电气工程系141、20世纪电力系统与特征电力是人类使用最为方便的二次能源。人类的现代生活已离不开电力能源。20世纪电力建设是主要围绕:为适应工业发展的不断需求,建设一个强壮的电力系统.电力系统是人类迄今为止制造的最复杂、最庞大的系统，是20世纪人类所取得的最辉煌的工程技术成就之一。2、电力供应面临的挑战与机遇1、电力供应的安全性（供电可靠性）受到严重挑战:大的电网故障战争恐怖事件显然，20世纪电网是不能抵御这些突发事件的。2、电力供应面临的挑战与机遇2、能源供应的安全性受到严重挑战（即能源危机）石化能源面临枯竭节能和环保的大势所趋，减少温室气体排放的需要大量可再生能源接人电网的需要提高电力供应的经济性及节能2、电力供应面临的挑战与机遇3、提高设备利用效率要求减少输电拥堵的需要据统计，发电设备利用率90%以上、配电设备利用率75%以上的时间不足5%，大部分时间内设备容量得不到有效利用。而另一方面，随着电力市场的建设和竞争加剧，用电负荷的大幅增加与电源短缺、输配电容量不足的矛盾日益突出，导致输电阻塞。2、电力供应面临的挑战与机遇4、用电户对质量和对供电可靠性的要求不断提高保证电能质量，保证用电户对供电可靠性的要求，实现对用户的优质和增值服务。适应电力市场化的要求，提高电力企业的运行和管理水平，增强电力企业的竞争力。2、电力供应面临的挑战与机遇5、提高电力供应能力的机遇通信技术、计算机技术、电力电子技术和传感技术的不断发展和日益成熟，为电网的现代化提供了技术手段。3、智能电网的基本内涵用电户对未来电网的要求是什么？美国电力科学研究院提出的智能电网定义：智能电网是一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能;具有快速响应电力市场和企业业务需求;具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务3、智能电网的基本内涵2008年有专家在IEEE年会上提出：智能电网是指利用先进的技术提高电力系统在能源转换效率、电力利用率、供电质量、可靠性等方而的性能。智能电网的基础是分布式数据传输、计算和控制技术，以及多个供电单元之间数据和控制命令的有效传输技术。3、智能电网的基本内涵未来21世纪电力供应的基本要求有：（希望未来电网应该具备的能力有：）1)坚强(robust或strong)2)自愈(self-healing)3)兼容(compatible)4)满足21世纪需求的电能质量5)经济(economical)、6)优化(optimized)3、智能电网的基本内涵4、智能电网的关键技术如何使21世纪电网达到人们所期望的以上要求？智能电网主要由4部分组成：高级监测体系(AdvancedMeteringInfrastructure,AMI)高级配电运行(AdvancedDistributionOperation,ADO)高级输电运行(AdvancedTransmissionOperation，ATO)高级资产管理(AdvancedAssetManagement，AAM)4、智能电网的关键技术高级监测体系(AdvancedMeteringInfrastructure,AMI)。AMI同用户建立通信联系，提供带时标的系统信息AMI主要功能是授权给用户，使系统同负荷建立起联系，使用户能够支持电网的运行。AMI包含许多技术和应用集成的解决方案，其技术组成和功能主要包括:4、智能电网的关键技术(1)智能电表:可以定时或即时取得用户带有时标的分时段的(如15min,1h等)或实时(或准实时)的多种计量值，如用电量、获取电量的时刻和价格、功率、电压、电流和其他信息，事实上已成为电网的传感器。(2)通信网络:采取固定的双向通信网络，能把表计信息(包括故障报警和装置干扰报警)接近于实时地从电表传到数据中心，数据中心的信息（如实时电量价格等）也同时传递到各用户智能3电表和电气，是全部高级应用的基础。(3)计量数据管理系统(MDMS):它是一个带有分析工具的数据库，通过与AMI自动数据收集系统的配合使用，处理和储存电表的计量值。4、智能电网的关键技术(4)用户室内网(HAN):通过网关或用户入口把智能电表和用户户内可控的电器或装置(如可编程的温控器)连接起来，使得用户能根据电力公司的需要，积极参与需求响应或电力市场。(5)提供用户服务(如分时或实时电价等)。(6)远程接通或断开。4、智能电网的关键技术高级配电运行(AdvancedDistributionOperation,ADO)。ADO使用AMI的通信收集配电信息，改善配电运行。ADO的技术组成和功能主要包括:(1)高级配电自动化。(2)高级保护与控制。(3)配电快速仿真与模拟。4、智能电网的关键技术(4)新型电力电子装置（APF