智能电网信息通信专题讲座-第3讲-面向智能电网的电力通信

第三讲：面向智能电网的电力通信华北电力大学通信技术研究所孙毅[e-mail]2面向智能电网的电力通信第一部分：从智能电网的起源看智能电网通信第二部分：智能电网新形势下的电力通信第三部分：智能电网-电力通信的机遇与挑战NCEPU3第一部分：从智能电网的起源看智能电网通信NCEPU41.1智能电网的起源美国能源新政开采国内资源开发利用可再生能源提高能源的使用效率使美国逐步摆脱对石油和化石燃料的进口依赖。NCEPU5新能源利用的关键问题新能源发电把电能作为主要的能源终端消费模式微电网技术分布式发电储能蓄能技术NCEPU6智能电网发展的背景电网企业的需求智能电网用户的需求NCEPU7智能电网发展的驱动力自然保护气候变化京都协议一次能源的匮乏供电可靠性和电能质量供电能力环境问题垄断规程修改创新和提高竞争力低廉电价和提高能效NCEPU81.2智能电网概念的提出这种新型电网，是在大量交互式数据的基础上实现的精细化管理、智能化运营的电网，这就是智能电网的基本特征。智能电网贯穿发电、输变电、配电、用电全过程，通过智能电网的建设，电力系统各领域都将产生质的飞跃。发电输变电配电用电NCEPU9传统电网架构居民小区大型办公建筑火电电力网络水电风电实时负荷发电控制电力调控中心工厂NCEPU10风力发电机组650KW-1.5MW水力发电厂1MW-300MW核电站？MW企业用户住宅用户燃煤/天然气发电厂50MW-2500MW升压变压器升压至传输级别输电线路115kv-245kv变电站电压由传输电压降至配电电压配电电网13kv现有电网的弊端单向潮流跨区域电能调度电网的输配电效率线路与设备运行状态不能实时了解用户用电变化不能快速响应电网和用户互动——需求响应平抑电网波动，节约用户费用分布能源的利用NCEPU11智能电网新架构主力发电厂升压变压器配电站降压站配电站配电站商业工厂商业住宅内燃机微燃机内燃机燃料电池风电光电小水电储能燃气轮机储能系统智能电网智能燃气智能气象沼气电动汽车NCEPU12关键技术微电网智能控制蓄电式交通工具分布式电热冷储能超导输变电技术分布式能源系统电力线数字通信建筑智能化控制智能电器与智能家电智能电网智能通信网络智能传感器网络云计算网络智能燃气智能交通……………智慧地球智慧地球智能气象NCEPU131.3智能电网的本质智能电网：是在现代电网中应用数字技术实现电能从电源到用户的传输、分配、管理和控制，以达到节约能源和成本的新一代电力网络。智能电网的本质：就是能源替代和兼容利用。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时、高速、双向的效果，整体性提高电网的综合效率。NCEPU14信息技术革命成就倒逼能源革命科技进步智能电网信息技术新能源技术电子技术计算机技术通信技术分布电源蓄能技术微网技术NCEPU15利用信息技术和新能源技术对传统电网进行改造NCEPU161.4智能电网的特点开放提供电源及用户接入的智能化管理，既适应大电源接入，也适应分布式电源，特别是可再生能源的接入，实现“即插即用”，无扰接入、有序退出。安全更好地对人为或自然发生的扰动作出辨识与反应，在自然灾害、外力破坏和计算机攻击等不同情况下保证人身、设备、电网的安全。高效采用先进的实时监测、在线控制技术和需求侧引导，实现电网的优化运行、电力设施检修智能化管理和削峰填谷，增强电网输送能力，延长设备使用年限，提高能源利用效率。清洁支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用，为用户提供更丰富的清洁能源。自愈通过对电网的实时监测、在线分析预测及自动控制，及时发现故障隐患，快速诊断、隔离、消除故障，自我恢复，避免发生大面积停电，提高电网运行的可靠性。NCEPU17中国电网的特点：统一、坚强、智能国外智能电网的特点（欧洲、美国）：理念：绿色、清洁、环保、分布式；形式：配电网（无源-有源），用户（被动-主动）。中国的特殊性负荷、资源的逆向分布：西电东送。主要区别：大风电、光伏发电，远距离输送，以特高压骨架为基础。NCEPU182013/3/22NCEPU18国网公司：中国统一坚强智能电网的四个特征1.数字化：数字化电网、数字化电表与数字化用电设备；2.信息化：市场信息、电网信息、用户信息与宽带通信形成的信息平台；3.自动化：大电网安全稳定控制(高级智能调度)，变电站自动化与用户用电系统智能控制；4.互动化：电网、发电与用户以信息为基础的互动和决策。NCEPU191.3智能电网的本质智能电网：是在现代电网中应用数字技术实现电能从电源到用户的传输、分配、管理和控制，以达到节约能源和成本的新一代电力网络。智能电网的本质：就是能源替代和兼容利用。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时、高速、双向的效果，整体性提高电网的综合效率。NCEPU20智能电网建设关系到国计民生，关系到国家能源战略，作为支撑智能电网的电力通信专网将实现所有电力系统环节的全覆盖，实现与用户的双向互动。智能电网电力通信专网建设也是一项关系到国家安全及能源战略的一项重大基础设施工程。信息技术革命成就倒逼能源革命信息技术革命将与新的能源革命进行深度整合，并依附于能源系统影响整合经济社会。和讯：IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动能源革命的深度裂变。1.5智能电网中信息通信的重要性NCEPU21智能电网中信息通信的重要性’高速、实时、双向的信息通信精细化、智能化管理与决策数据采集与控制智能电网信息通信、智能管理和采集控制构成了智能电网不可或缺的三个要素。而高速、实时、双向的信息通信是智能电网首先要解决的基本要素。NCEPU22第二部分：智能电网新形势下的电力通信生产自动化网络视频会议网电话网光纤/SDH/PDHMIS/OA/ERP网ATM网部分通道由微波补充实现传输网交换网IP网营销自动化网络业务NCEPU232.1电力通信网现状应用业务Services数字专线PSTNIP网宽带交换网ATM电路交换circuitswitching数据包交换Datagram虚电路Virtualcircuit分组交换Packetswitching模拟Analog/频分复用FDM时分复用和数字交叉连接TDM/DXC数字Digital/准同步和同步数字系列PDH/SDH电缆Cables光缆Optic微波Microwave卫星Satellite其它媒体Media传输信道Transmissionchannel交换技术Switchingtechnology网络NetworksPCM:RS232E&M自动化继电保护行政电话远程抄表ERP负荷控制视频监控营销自动化视频会议生产、调度通信部门行政、信息部门电力营销部门无线230M数传电台无线蜂窝网无线蜂窝网无线蜂窝网NCEPU24智能电网中通信平台不仅仅是通信通道，而是智能电网的一部分，需要与智能电网业务配合进行统一规划；电力通信平台需要开放的网络架构，统一通用的通信标准。电力通信网要能够延伸到相关发电、送变电和终端用电设备等电网末端，智能电网数据获取、保护和控制业务都需要有效通信网络加以支撑；电力通信平台要求保证业务可靠性、保密性，能抵御黑客或非法攻击，私密性强，需要专网专用。瓶颈：缺乏大容量、双向、实时的专用通信接入网支持2.2智能配电网通信网NCEPU25配电通信网-电力通信接入网NCEPU26配电变电输电信息应用信息处理信息传输信息采集线路状态视频安全气象条件一次设备二次设备智能配电调度电能质量链式传感网极端环境传感网大规模传感网电力通信网（光纤+宽带无线接入网）电力综合信息平台数据库导线状态分析杆塔状态分析气象条件分析一次设备状态分析二次设备状态分析输电线路检修变电站检修用电计量考核居民用电电能调度管理电能质量控制配电自动化精细用电管理信息双向互动用户用电信息计量管理智能电网与信息通信标准制定2.3面向智能电网的电力通信解决方案NCEPU27第三部分：智能电网-电力通信的机遇与挑战NCEPU281.电力通信专业的发展机遇通信网的规模和覆盖范围不断扩大：涵盖发电、输电（线路）、配网、用电、调度、变电6大环节的通信网络。业务拓展：电网业务、增值服务2.电力通信产业的发展机遇满足电网，特别是智能电网业务需求的通信设备制造产业及相关服务业；3.提高电力系统通信与信息专业地位绝佳时机两网的融合，一次网和通信网密不可分，信息通信地位及其支撑作用更加重要。3.1智能电网-电力通信发展的机遇NCEPU29•4.电力通信技术水平（科研及研制）将大大提升。•5.通信科研创新与成果。依托坚强的中国智能电网工程，形成一批具有国际领先水平的科研成果。智能电网-电力通信发展的机遇NCEPU29NCEPU303.2智能电网-电力通信面临的挑战抓住根本自主创新人力资源的严重不足通信网建设的若干问题对公网通信技术的行业化改进NCEPU31以智能电网为代表的能源产业将是下一代技术创新与经济发展的主体。智能电网变革的本质是一次新的全球性的技术革命。中国在这一领域的基础和优势：中国在特高压电网技术上是国际领先的。特高压电网的建设打造了我国电力行业一流的科技创新体系，锻炼和培养了一大批创新梯队和创新人才。中国的信息通信行业也已处于全球领先地位。3.3总结：智能电网的意义NCEPU32大力发展智能电网变革是工业革命100多年以来，历史赐予中国的、可以在生产方式方面领先世界超前发展的第一次真正的机会。中国将抓住这一历史赋予的机会，建设有中国特色的智能电网，向真正意义上的大国迈进！总结：智能电网的意义’智慧地球NCEPU33智能电网：电力通信发展的新契机