国家智能电网发展状况

国家智能电网发展状况授课教师：邢晓敏东北电力大学电气工程学院第1讲东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作2该部分介绍的主要内容：目录3.国家电网公司倡议4.智能电网的研究背景1.国家电网公司企业发展战略2.中国智能化电网的实施计划5.智能电网的驱动力东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作3该部分介绍的主要内容：6.智能电网涉及的重要电网技术7.中国智能化电网的定义、内涵及发展目标8.智能电网建设涉及输配电到用电的各个领域目录东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作4国家电网公司的企业发展战略♣战略目标把国家电网公司建设成为“电网坚强、资产优良、服务优质、业绩优秀”的现代公司（简称“一强三优”）。所谓“电网坚强”：电网规划科学，结构合理，技术先进，安全可靠，运行灵活，标准统一，经济高效。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作5国家电网公司的企业发展战略♣战略重点电网发展战略：建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强的国家电网，促进大煤电、大水电、大核电、大可再生能源基地集约化开发，实施更大范围内能源资源优化配置（简称“一特四大”电网发展战略）。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作6中国智能化电网的实施计划实施原则：统一规划、分步实施、试点先行、整体推进进度安排：分为研究试点（2009-2010）、全面建设（2011-2015）、引领提升（2016-2020）三个阶段推进实施。在加快建设由1000kV交流和±800kV、±1000kV直流构成的特高压骨干网架，实现各级电网协调发展的同时，分阶段推进坚强智能电网发展。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作7加强交流，广泛合作共同努力，建立国际标准及规范采取措施，推进智能化电网建设携手共进，推动能源产业升级和社会进步国家电网公司倡议东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作8智能电网的研究背景（1/20）（一）智能电网的发展历史2005年，坎贝尔发明了一种技术，利用的是“Swarm群体行为”原理，让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效控制。比如，一台空调运转15分钟，以把室内温度维持在24℃；而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下，停运15分钟。这样，在不牺牲每个个体的前提下，整个大楼的节能目标便可以实现。这个技术赋予电器于智能，提高能源的利用效率。2005年，坎贝尔发明了一种无线控制器。这个技术赋予电器于智能，提高能源的利用效率。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作9智能电网的研究背景（2/20）（一）智能电网的发展历史2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》（AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy）强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作10智能电网的研究背景（3/20）（一）智能电网的发展历史2006年中期，一家名叫“网点”（GridPoint）的公司开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电子产品具有了一部分交互能力，可以看作智能电网中的一个基础设施。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作11智能电网的研究背景（4/20）（一）智能电网的发展历史2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作12智能电网的研究背景（5/20）（一）智能电网的发展历史2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略。该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。“三步走”战略：（1）在2010年初步建成电网高级调度中心；（2）2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网；（3）2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作13智能电网的研究背景（6/20）（一）智能电网的发展历史2008年美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）已经成为了全美第一个智能电网城市。该城市每户家庭都安排了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现，可以重新配备电力。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作14智能电网的研究背景（7/20）（一）智能电网的发展历史2008年9月Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作15智能电网的研究背景（8/20）（一）智能电网的发展历史2009年1月25日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表——美国行将推动互动电网的整体革命。2月2日我国能源问题专家武建东在《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作16智能电网的研究背景（9/20）（一）智能电网的发展历史2009年2月4日，地中海岛国马耳他和IBM达成协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达9100万美元（合7000万欧元），其中包括在电网中建立一个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。IBM将会提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作17智能电网的研究背景（10/20）（一）智能电网的发展历史2009年2月10日，谷歌表示已开始测试名为谷歌电表（PowerMeter）的用电监测软件。这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作18智能电网的研究背景（11/20）（一）智能电网的发展历史2009年2月28日，作为华北公司智能化电网建设的一部分——华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组的验收。这套系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。此外，该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台，能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作19智能电网的研究背景（12/20）（一）智能电网的发展历史美国谷歌2009年3月3日向美国议会进言，要求在建设“智能电网（SmartGrid）”时采用非垄断性标准。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作20智能电网的研究背景（13/20）（二）智能电网的三个里程碑IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性。第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作21智能电网的研究背景（14/20）（二）智能电网的三个里程碑从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理——中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备，提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作22智能电网的研究背景（15/20）（二）智能电网的三个里程碑该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。是IBM一个市场推广策略。第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作23智能电网的研究背景（16/20）（二）智能电网的三个里程碑除了已公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作24智能电网的研究背景（17/20）（二）智能电网的三个里程碑可以看出美国政府的智能电网有三个目的：（1）由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性；（2）通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭；（3）提高能源利用效率。第二个是奥巴马上任后提出的能源计划。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作25智能电网的研究背景（18/20）（二）智能电网的三个里程碑“互动电网”是指在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，以智能电网技术为基础，通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、远程家电控制和电池集成充电等的多用途开发。第三个是我国能源专家武建生提出的“互动电网”。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作26智能电网的研究背景（19/20）（二）智能电网的三个里程碑它可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。互动电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。第三个是我国能源专家武建生提出的“互动电网”。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作27智能电网的研究背景（20/20）（二）智能电网的三个里程碑互动电网主要解决三个问题：（1）是以信息技术改造来提升现有的能源体系，特别提高集能源大成的传统电网体系的能源效率；（2）是要逐步建立以可再生能源替代化石能源的创新能源利用体系；（3）是要建造消费者和生产者互动的精巧、智慧和专家服务化的能源运转体系。第三个是我国能源专家武建生提出的“互动电网”。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作28智能电网的理念智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术和自动控制技术与能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作29智能电网的理念智能电网的智能化主要体现：（1）可观性（2）可控性（3）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；——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；（4）自适应和自愈——实现自动优化调整和故障自我恢复。东北电力大学电气工程学院邢晓敏制作30智能电网的理念智能电网的特征：（1）坚强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；主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。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；具有确保电