智能电网应用现状和发展趋势

1SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved在多变的市场中，将蓝图变为现实智能电网应用现状和发展趋势AndrewJ.Roehr副总裁，凯捷智能电网实践[e-mail]512.656.4341智能电网探讨与研究2SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved内容提要概述什么是智能电网？智能电网在全球发展现状？如何着手开展？问答3SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved资料来源:EPRIIntelligrid智能电网关键组成部分形成针对关键业务问题的解决方案，例如：–满足碳排放要求–提升供电质量和可靠性–降低/避免不必要的发电费用实时的信息收集和管理利用广布的传感器监控电网状态并进行有效管理核心系统间的实时集成分享信息－持续优化－智能反馈需求响应和动态定价参与到能源市场中实时仿真和事故追演分析资产管理和在线设备监测具备自修复能力的，广泛防护和事故隔离分布式发电和替代能源4SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved电力行业面临的挑战•公共事业面临的普遍问题–需求的增长高于供应–未来10年，美国需求预计增长19％，但供给仅增长6％–加州2007年夏季的峰值需求已达到了2011年预期值水平–欧洲未来5年电力消费以年均1.5%增长，峰值需求年均增长将达到2％–经济衰退的压力将换取部分时间•二氧化碳减排－全球气候变化–二氧化碳相关税、与之相关的费用或者电价上的附加费用–发电产生的的二氧化碳占美国能源消耗产生碳排放总量的40％–在中国，燃煤发电从2006到2030将翻三倍，工业用碳量增加近60％不稳定的供给成本–油价预期将超过100美元–能源配送缺乏效率–10到20个百分点的能源在到达客户前被消耗可选择的能源替代–风能，太阳能具有不可预知性，并要要电网更多的的基础设施–生物能燃料可能会导致耕地资源耗竭资料来源：2006EIA国际能源年鉴（2008年6月－12月）网址：：EIA世界能源projectionplus(2009)按地区工业能耗净增长（2006－2030)经合组织总计巴西俄国金砖四国总计其他非经合组织非经合组织总计非经合组织印度中国按世界市场使用能源分类（1980－2030)历史液体（包括生物燃料）煤炭天然汽油计划可在生（不包括生物燃料）核能资料来源：2006EIA国际能源年鉴（2008年6月－12月）网址：：EIA世界能源projectionplus(2009)5SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved•来源:1)FERCtestimonytoCongress,May20072)EPRItestimonytoCongress,May20073)Dr.AhmadFaruqui,BrattleGroupApril20074)EPRItestimonytoCongress,May2007智能电网的效用和收益分析能力营运有效性对偷电/线损现象的检测和控制能源效率项目需求响应电能的负荷控制和循环应用智能家居自动化可替代的能源分布式发电微电网能源储藏电能可靠性和质量日常运营效率改进电压/无功控制，降低电容器和稳压器转换损耗安装“自我报告“检测计以改进设备维护峰值负荷管理针对配网负荷高峰故障自动进行负荷控制和管理设备故障预报开发基于一定条件下对地下电缆故障的可能性评估，以减少不必要的替代故障后的系统复位在现有线路系统上安装自动切断装置，以改善已有的停电管理系统功能(OMS)获益削减了5%的用电需求，相当于4万多兆瓦或40个火电厂1)通过需求侧响应，可以在关键的峰值负荷期间平均降低约13.1％的峰值需求2)以美国为例，降低5个百分点的峰值负荷，其经济价值达到310亿美元（净现值3)各州一般要求电能组合中要求有20％－30％为可再生能源，而正在酝酿的美国国家立法要求则为25％－20％非计划停电和电能质量不足给美国经济带来的损失估计超过了一千亿美元4)欧洲二氧化碳排放许可的价格从2007年的0.05欧元每吨增长到了2008年的23欧元每吨需求侧响应可以为欧洲2020年的减排目标贡献25%到50%的排放减少量6SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved当前传统的电力业务环节现在火电厂单方向的配电线路安全约束的输电线路不断增长的客户需求7SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved未来,在所有电力业务环节上都将发生变化电网设备和事件管理改善的电网数字化的通讯和控制可再生能源互联网先进表计其它智能终端设备电力驱动的混合动力汽车控制设备太阳能通讯科技后台应用智能表计和楼宇自动化未来8SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved智能电网的发展阶段投资投资回报先进表计架构智能电网AMR自动抄表停电检测/系统回复变电站和线路自动化资产管理通讯基础设施数字化表计智能应用系统表计数据整合需求侧响应电网运营配电自动化智能应用/电网优化未来的表计应用9SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReservedSmartMeterMinimumRequirementSmartNetwork–UtilityRequirements12345ThirdParty维护及扩展大规模部署开展试点建设，验证管理、业务和技术概念按照价值和风险要素评估确认各要素的优先级明确智能电网建设总体路线3451.智能电网建设路线图2.调研全球其他电力企业1.场景分析2.业务调整3.选择关键厂商1.明确试点计划和衡量方法2.进行概念技术验证3.建立变革管理项目4.建立客户管理项目5.开展战略分析6.建立端到端质量检验项目1.建立部署战略2.确认范围和效果3.建立改善计划1.部署增强功能及扩展典型的智能电网建设路线10SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved智能电网要素总结DG集成停电恢复优化改善配电可靠性管理配电网络规划工具客户能力通讯优化和改善人员安全资产安全PHEV（混合动力汽车）集成PHEVH1使用配电可靠性设备管理峰值负荷、无功控制微电网政府政策支持各情形要素提高客户满意度－可靠性提高客户满意度－帐单管理投资回报的积极影响技术风险（成熟度、复杂性、标准）加强职工和公共安全11SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved智能电网典型的使用情景（配电管理自动化）12SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved智能电网概要设计13SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved目前在北美正在进行的智能电网项目情况一家位于美国的德州电力企业–项目管理–系统集成–MDMSOps(eMeter)–客户门户–CIS/传统系统加强一家加拿大的主要电力企业–项目管理–业务流程分析设计–系统集成–运营服务–CIS/已有系统提升–电网/回线设计（包括WiMax）一家位于加拿大的电力企业–智能电网项目概览•回顾内部项目，为与最佳模式看齐提供建议•回顾智能项目和绿色能源立法，提供分析和项目建议•利用凯捷智能电网商业资料开发智能电网关键案例•提供项目的行业趋势/风险评估–可靠性基本面分析•使用标准IEEE可靠性目录，在智能电网带来影响方面进行与其他集团的标杆比较•与三个指定对象比较/对比电网设计•为强化电网以提高可靠性提供建议一家位于美国加州的电力企业–项目范围•AMI,HAN,需求回应–项目管理–系统整合–MDMS/HeadEnd(Itron)–运营服务–客户绩效一家美国西南地区的电力企业–项目管理–智能家庭试点–电网战略与建设一家美国东北地区的电力企业–智能电网案例开发–智能电网–StimulusFundingAdvisoryServices一家欧洲国家电力公司–智能表计战略欧洲最大的电力公司之一–智能表计应用维护–移动领域策略一家欧洲的电力公司–智能表计－自动表计数据管理凯捷目前正在与上述公司开展智能电网方面的项目工作，我们非常期待能够在这些项目的现场同这些客户一道分享我们在建设智能电网过程中的经验、知识、心得和经验教训14SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReservedJan.28-29IntelligentDemandResponseforElectricitySummitAmsterdam,NetherlandsMarch4-5SmartMeteringScandinaviaOslo,NorwayMarch22-2510thMetering,Billing-CISAmericaMiami,NAApril29-May1ENTELEC2009ConferenceandExpoHouston,NAJune8-11CIRED2009Prague,CzechRepublicOct.6-82009Metering,Billing/CRMEuropeBarcelona,SpainOct.27-29SmartGridChina2009Beijing,China国际的行业峰会2009年的智能电网会议目前在美国和欧洲的研究项目解决方案智能抄表高级客户关怀智能电网资产优化管理IS-U计费GIS/移动设备管理现场施工自动化Utilitydivisionwith10000personsand13%ofCapgemini’stotalrevenuesLeadingwithinIPtechnology,wirelessnetworks,storageandfibre-opticsMarkedleaderinequipmentandapplicationsfordistributionandtransmission65%marketsharewithinrealtimesystemsindistributionandtransmissiongloballyLeadingincomponentstosensorbasednetworks75%globalmarketsharewithinUtilitydatabaseapplications智能能源联盟发起者在“智能”能源方面开发了诸多革新性的解决方案我们拥有富有远见的独特行业领导力15SmartGridDiscussion©CopyrightCapgemini2009AllRightsReserved一些可供借鉴的经验分享智能电网建设是不断变化的需求与日新月异的技术相结合复杂项目–众多的利益攸关方，卖方与新技术解决方案–变化的商业与技术需求借助智能电网，通过业务转型和集成实现商业价值（例如人、流程与技术的集成）将需求与设计与期望的业务收益/投资收益相结合–利用已有系统功能，尽可能减少除去的大规模客户化开发–基于业务应用实践，进行持续的定制开发和功能拓展通过客户与业务策略，驱动对技术的需求–客户体验与表现管理需要新的技能–在