1、P02019-6-29智能電網(wǎng)與電能質(zhì)量P11. 智能電網(wǎng)技術(shù)體系2. 智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與電能質(zhì)量提綱P2發(fā)電輸電配電用戶廣域監(jiān)測和控制技術(shù)信息和通信（ICT）技術(shù)應(yīng)用新能源和儲能及其并網(wǎng)技術(shù) 先進的輸電技術(shù) 配電管理/配電自動化電動汽車充（放）電基礎(chǔ)設(shè)施 高級量測體系（AMI）用電 側(cè)系統(tǒng)實現(xiàn)智能電網(wǎng)的主要技術(shù) (IEA)P3技術(shù)領(lǐng)域硬件設(shè)施軟件和系統(tǒng)廣域監(jiān)控PMU和其他傳感設(shè)備SCADA, WAMS, WAAPCA, WASA ICT 通信設(shè)備（電力線載波、WIMAX， LTE，RF mesh network, cellular）,路由器，中繼轉(zhuǎn)播器、開關(guān)、網(wǎng)關(guān)、計算機（服務(wù)器） ERP

2、， 用戶信息系統(tǒng)（CIS）可再生能源和分布式發(fā)電接入系統(tǒng)動力設(shè)備，用于機組和儲能設(shè)備通信和控制的硬件，EMS, DMS, SCADA, GIS先進輸電技術(shù)FACTS VSC-HVDC 超導(dǎo)輸電電網(wǎng)穩(wěn)定性分析，自動恢復(fù)系統(tǒng)配電網(wǎng)管理自動重合閘，開關(guān)和電容器，遠方控制的分布式發(fā)電和儲能，變壓器傳感器，線路和電纜傳感器GIS,DMS, 停電管理系統(tǒng) （OMS), 員工管理系統(tǒng)（WMS)主要技術(shù)內(nèi)容 (IEA)P4技術(shù)領(lǐng)域硬件設(shè)施軟件和系統(tǒng)AMI Smart meter, in-home displays,servers, relays智能表計，家庭顯示板，服務(wù)器和中繼轉(zhuǎn)播器 表計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（Met

3、er data management system ，MDMS)電動汽車充電設(shè)施充電設(shè)施，電池，逆變器電能付費系統(tǒng)，智能電網(wǎng)對電動汽車充電（grid-to-vehiclecharging ，G2V)和電動汽車對電網(wǎng)放電（vehicle-to-grid ，V2G)方法用戶側(cè)系統(tǒng)智能電器，路由器，家庭用電顯示板，樓宇自動化系統(tǒng)，聚熱裝置， 智能恒溫器電能儀表，能量管理系統(tǒng)，智能電話主要技術(shù)內(nèi)容 (IEA)P5發(fā)電輸電配電用電通用技術(shù)和規(guī)劃信息與通信技術(shù)大規(guī)?？稍偕茉?、大容量儲能并網(wǎng)先進的輸電技術(shù)高級配電技術(shù)智能用電技術(shù)智能變電站技術(shù)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù) 智能電網(wǎng)包括的技術(shù)領(lǐng)域 （中國）P6領(lǐng)域關(guān)鍵技

4、術(shù)大規(guī)模可再生能源、大容量儲能并網(wǎng)風(fēng)電、光伏預(yù)測和檢測大容量儲能系統(tǒng)的測試和研發(fā)包含新能源的優(yōu)化調(diào)度 實現(xiàn)智能電網(wǎng)的主要技術(shù) （中國）領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)先進的輸電技術(shù)FACTSVSC-HVDC超導(dǎo)輸電輸電線路狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修智能變電智能變電站P7 實現(xiàn)智能電網(wǎng)的主要技術(shù) （中國）領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)高級配電技術(shù)配電自動化分布式能源并網(wǎng)微電網(wǎng)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)智能用電互動服務(wù)用電信息采集系統(tǒng)（中國的AMI)電動汽車充放電技術(shù)智能用能服務(wù)（智能家居/樓宇/園區(qū)）能效和需求側(cè)響應(yīng)P8 實現(xiàn)智能電網(wǎng)的主要技術(shù) （中國）領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)信息與通信通信傳輸網(wǎng)配用電側(cè)的通信網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)通信支撐網(wǎng)智能電網(wǎng)信息基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用平臺通信和信

5、息安全通用技術(shù)和智能電網(wǎng)規(guī)劃方法論和用戶接口智能電網(wǎng)規(guī)劃智能電網(wǎng)建模和仿真P91. 智能電網(wǎng)技術(shù)體系2. 智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與電能質(zhì)量提綱P101. 大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)技術(shù)2. 智能配用電技術(shù) DG并網(wǎng) 分布式儲能并網(wǎng)（微網(wǎng)） 電動汽車充放電 P11大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)據(jù)統(tǒng)計：2011年底，中國風(fēng)機累計吊裝容量為5649萬千瓦，光伏安裝容量累計為295萬千瓦快速發(fā)展的可再生能源，特別是風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電，其間歇性和隨機性的特點，將對現(xiàn)有正常運行的電力系統(tǒng)產(chǎn)生越來越多的影響風(fēng)速波動、湍流和塔影效應(yīng)會引起風(fēng)電機組電壓波動及閃變變速風(fēng)電機組的電力電子設(shè)備會向電網(wǎng)注入諧波P12風(fēng)機試驗和檢測張北風(fēng)

6、電試驗檢測中心在研項目情況性能測試電能質(zhì)量測試元件試驗載荷試驗 低電壓試驗全球最大的風(fēng)電試驗基地，可進行風(fēng)機試驗檢測，并可結(jié)合光伏和儲能進行試驗檢測。并網(wǎng)標準符合性測試P13風(fēng)電機組試驗檢測截止2012年5月，酒泉風(fēng)電基地風(fēng)電場累計發(fā)生各類事故53次，2月24日以來發(fā)生的三次嚴重事故分別甩風(fēng)電出力84萬千瓦、100萬千瓦和153萬千瓦，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓短時間在0.67和1.15間波動，主網(wǎng)頻率最低為49.854Hz，導(dǎo)致電力系統(tǒng)短時間電能質(zhì)量不合格，從而影響用戶的電能質(zhì)量從2012年初起，計劃安排21家風(fēng)電場1170臺風(fēng)機，總?cè)萘窟_188萬千瓦的風(fēng)電機組低電壓穿越能力檢測，預(yù)計6月30日前完成P1

7、4發(fā)電輸電配電用戶廣域監(jiān)測和控制技術(shù)信息和通信（ICT）技術(shù)應(yīng)用新能源和儲能及其并網(wǎng)技術(shù) 先進的輸電技術(shù) 配電管理/配電自動化電動汽車充（放）電基礎(chǔ)設(shè)施 高級量測體系（AMI）用電 側(cè)系統(tǒng)來自IEA以AMI為核心的智能配用電系統(tǒng)P15 發(fā)達國家智能電網(wǎng)實踐多從用電側(cè)（特別是居民用戶）開始負荷增長趨于飽和，輸電網(wǎng)基本成熟、發(fā)展緩慢居民用電比例很高，約占30%左右可再生能源多以分布式方式接入電動汽車的發(fā)展用戶側(cè)系統(tǒng)和民眾生活密切相關(guān)，可以爭取議員和民眾的支持P16歐美等國的智能電網(wǎng)研究實踐從推廣應(yīng)用智能電表及智能配用電技術(shù)開始用戶儲熱商用樓宇樓宇自動化太陽能園區(qū)分布式風(fēng)電網(wǎng)關(guān)照明分表計工業(yè)園區(qū)自動

8、化表計電動汽車恒溫器自動化用電器表計家庭網(wǎng)關(guān)家庭網(wǎng)關(guān)表計太陽能公寓服務(wù)提供商運行部門配電網(wǎng)市場外部通信信息流內(nèi)部通信信息流電力流智能配用電技術(shù)P17國外80年代中期開始遠方抄表技術(shù)應(yīng)用 AMR2006年逐漸開始推行AMI，利用現(xiàn)代通信技術(shù)，實現(xiàn)雙向通信和實時抄收，為配用電側(cè)分布式電源接入、電動汽車的充電及監(jiān)控提供了條件，并為優(yōu)化能源管理提供了基礎(chǔ)信息。 AMR:遠程自動抄表 從遠程讀一個累積的電能讀數(shù) 單向通信以天或月為計量周期 AMI:高級量測體系完整的體系可遠程讀取多個間隔計量值 雙向通信 提供詳細的數(shù)據(jù)以能支持分時電價 遠程軟件升級 支持用戶戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò) 從AMR到AMIP18AMI投資回收

9、周期，在美國通常為 為10-20 年運行效益可能不能補償AMI投資的費用增加需求響應(yīng)等應(yīng)用，有助于提高AMI的經(jīng)濟性美國AMI分項效果P19來自GE公司需求響應(yīng)管理系統(tǒng)調(diào)度運行部門通信通信用戶用戶設(shè)備EV充電DR光伏用戶設(shè)備EV充電DR光伏 需求側(cè)響應(yīng)涉及到三個層面：電網(wǎng)層、用戶層和通信層。用戶和電網(wǎng)的通信采取兩種方式，一種是用電設(shè)備直接和需求側(cè)管理系統(tǒng)通信，另一種方式是用電設(shè)備通過用戶側(cè)能量管理系統(tǒng)與需求側(cè)管理系統(tǒng)通信 AMI的應(yīng)用-需求響應(yīng)P20來自GE公司電力公司Head EndMDMSDR 管理系統(tǒng)通信用戶AMI(HAN)用能顯示器或門戶網(wǎng)站 EMS控制/繼電保護/開關(guān) (DR)終端設(shè)

10、備電動汽車充電站(DG)屋頂光伏(WAN)有線通信 無線通信互聯(lián)網(wǎng)AMI的應(yīng)用-需求響應(yīng)P21削峰提高能效移峰AMI的應(yīng)用-需求響應(yīng)P22來自GE公司依靠用戶報告停電情況約30%求助電話與電網(wǎng)停電無關(guān)停電可能長達幾小時無用戶通報用戶求助電話需檢修人員核實沒有AMI有AMI及時通知停電情況隨時聯(lián)通電表檢驗過濾重復(fù)信息避免OMS應(yīng)接不暇停電記錄更加精確AMI的應(yīng)用-與OMS集成P23故障檢測和定位隔離遙控故障消除恢復(fù)供電電壓優(yōu)化轉(zhuǎn)供網(wǎng)絡(luò)自動化在智能電網(wǎng)中的作用CVR：均衡線路壓降；在允許范圍率降低電壓，減少電力需求和能源消耗綜合電壓/無功控制（IVVC）故障檢測、隔離、恢復(fù)（FDIR）：盡快恢復(fù)供

11、電；擴大恢復(fù)用戶總數(shù)；降低對正常供電線路的影響。配電自動化P24 儲能燃氣內(nèi)燃機光伏發(fā)電 燃料電池 風(fēng)力發(fā)電 小型燃氣輪機分布式能源包括分布式發(fā)電機以及儲能裝置。它們通過配電系統(tǒng)連接到電網(wǎng)。除了分布式能源的擁有者，它們還向其他用戶供電。分布式發(fā)電是分布式能源的一部分，通常指將能源（包括燃料，風(fēng)能，太陽能等）轉(zhuǎn)化為電力的技術(shù)。分布式電源并網(wǎng)P25分布式電源對配電網(wǎng)的影響電能質(zhì)量問題負荷潮流變化大，電壓常常發(fā)生波動，使電壓調(diào)節(jié)變得困難（負荷潮流變化大，使饋線上的電壓幅值發(fā)生變化，調(diào)整和維持困難，可能導(dǎo)致電壓不合格；DG頻繁啟動使配電網(wǎng)電壓常常發(fā)生波動，在不作變化的情況下，配電饋線上能裝多少DG，主

12、要取決于電壓調(diào)節(jié)性能；在分布式電源為風(fēng)電的情況下，電源需要從電網(wǎng)吸收無功，且隨時波動，使電壓調(diào)節(jié)變得困難）電壓閃變電壓不平衡諧波畸變和直流注入P26電力系統(tǒng)中應(yīng)用的主要儲能技術(shù)抽水蓄能電站壓縮空氣儲能超導(dǎo)儲能（SMES）超級電容器儲能飛輪儲能電池儲能電動汽車儲能抽水蓄能電站（浙江天荒坪）壓縮空氣蓄能鈉硫電池蓄能液流電池蓄能主要儲能技術(shù)P27抽水蓄電可再生燃料電池能量管理電源備轉(zhuǎn)電能質(zhì)量、UPS、系統(tǒng)穩(wěn)定 (毫秒至秒級 ，保證電能質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定和防止供電中斷 )備供電力 (秒級至分鐘級，當(dāng)供電轉(zhuǎn)移時保證供電不間斷)能量管理(分鐘至小時級，適應(yīng)負荷的需要，如負荷調(diào)整）主要性能指標能量密度 (kWh

13、 or MWh)功率密度 (kW or MW)響應(yīng)時間(-ms, -s, -minute)儲能效率 (充放電效率)設(shè)備壽命 或最大充放電次數(shù) 經(jīng)濟因素 安全和環(huán)境方面的考慮儲能技術(shù)的應(yīng)用P28削峰填谷利用儲能削峰填谷儲能的作用P29改善電能質(zhì)量越來越多的電子型負荷，它們對電壓很敏感，電壓驟降或供電短時的中斷會影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成經(jīng)濟損失。采用一些儲能設(shè)備 (如蓄電池、超級電容器、飛輪等），并與無功補償設(shè)備相結(jié)合，供電質(zhì)量就可得到改善儲能的作用P30平滑可再生能源功率輸出日本TEPCO公司采用400kW鈉硫電池補償500kW風(fēng)力發(fā)電機，可得到穩(wěn)定的總輸出功率儲能的作用 3MW 風(fēng)電輸出，1MW電池

14、儲能系統(tǒng)P31微網(wǎng)技術(shù)P32電動汽車的充電模式單向無序電能供給：電動汽車接入電網(wǎng)立即充電單向有序電能供給：即時間控制方式-電動汽車在給定的時刻開始充電充電受電網(wǎng)控制方式：電動汽車與電網(wǎng)進行實時通信，可在電網(wǎng)允許時刻充電，可優(yōu)化充電安排，提高電網(wǎng)效率，但不能向電網(wǎng)反饋送電。雙向有序電能供給模式： （V2G模式）：電動汽車與電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)通信，并受其控制，實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)間的能量轉(zhuǎn)換（充、放電）。P33電動汽車的充電方式常規(guī)充電充電時間較長（幾小時，如68小時），充電電流和充電功率都比較低，對電池壽命影響較小，對電網(wǎng)沖擊也比較??；可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本；主要缺點是充電時

15、間較長，需要長時間占用一個停車位進行充電；當(dāng)車輛有緊急電能補充需求時難以滿足。P34電動汽車的充電方式快速充電充電時間短（20min2h內(nèi)），以較大電流為其提供短時快速充電服務(wù)，一般充電電流為150400A，因此電池發(fā)熱嚴重，對電池壽命也有較大影響。輸出電流會發(fā)生劇烈變化，對電網(wǎng)造成的沖擊和給電網(wǎng)增加的負荷明顯，尤其是大量電動汽車在相近時段內(nèi)密集進行快速充電時，負荷總量將給電網(wǎng)的穩(wěn)定性和承載力帶來考驗?？焖俪潆姽β室蟠螅⌒碗妱悠囆枰目焖俪潆姍C功率通常也達到幾十千瓦，甚至上百千瓦。大型電動汽車的電池組容量更大，功率要求將達到幾百千瓦，成本非常高，因此快速充電不適用于大中型電動汽車。P35

16、電動汽車的充電方式電池更換動力電池在較短的時間得到更換(約10分鐘左右)用戶可租用蓄電池，降低了電動汽車的初次購置成本。電能補充速度快，比起常規(guī)充電和快速充電，直接更換電池是耗時最短的，解決了電動汽車充電時間長、續(xù)駛里程短等難題。對更換下來的蓄電池可以利用低谷時段進行充電，降低了充電成本（利用低谷電價），而且不占用停車位，提高了車輛運行經(jīng)濟性。便于及時發(fā)現(xiàn)電池組中單體電池的問題，進行維護和更換，有利于提高電池的壽命。電池需標準化，更換需簡易化、專業(yè)化，車輛設(shè)計需緊湊化運營模式、利益分配 可能會有些問題更適用于集團用戶（如公交車、出租車、郵政車輛等）P36電動汽車充電對負荷水平的影響 如果200

17、6年北京市所有燃油車全部更換為電動汽車，其電耗將占北京市總用電量的22.6%。1414萬kW692萬kW2009年北京某日負荷曲線以北京現(xiàn)有發(fā)輸配電能力，谷電可利用電能量為2694萬kWh，按照日行90km耗電量18kWh計 ，夜間低谷時段可為約150萬輛電動轎車充滿電。1125萬kW電動汽車可以在電網(wǎng)負荷低谷時段充電，發(fā)揮“填谷”作用。P37電動汽車對輸配電設(shè)施的影響北京市夏季某日負荷曲線100萬輛車，日耗電917萬度，占原負荷耗電量的3.28%未經(jīng)引導(dǎo)（集中充電） 電網(wǎng)最大負荷增長31.83%加以引導(dǎo)（分散充電+功率限制）電網(wǎng)最大負荷變化很小P38電動汽車對輸配電設(shè)施的影響目前我國汽車保有量約為1億輛，假設(shè)到2030年時我國汽車保有量為3億輛，假設(shè)其中電動汽車占五分之一，為6000萬輛每輛電動汽車充電功率為10千瓦，極端情況下同時充電,則總充電功率將達到6億千瓦，將占2030年時電網(wǎng)裝機總?cè)萘?4億千瓦的1/4（2010年預(yù)計總裝機容量為9.5億千瓦，2020年預(yù)計總裝機容量為16億千瓦）如果協(xié)調(diào)不好，無序充電得不到有效控制，將會出現(xiàn)“峰上加峰”，增大電網(wǎng)調(diào)峰難