1、我國智能電網(wǎng)發(fā)展展望中國電力工程顧問集團公司2009年10月2022/9/23主要內容國內外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀3有關建議5智能電網(wǎng)的定義及特征32我國智能電網(wǎng)發(fā)展目標和重點任務34 智能電網(wǎng)發(fā)展的背景122022/9/233一、智能電網(wǎng)發(fā)展的背景智能電網(wǎng)發(fā)展的背景2022/9/234 進入21世紀，隨著全球資源、環(huán)境壓力的不斷增大，用戶對電能可靠性和質量要求的不斷提升，電力行業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。技術/標準進步設備老化智能計量/需求響應環(huán)保壓力成本上升電力需求增長智能電網(wǎng)發(fā)展的背景2022/9/236用戶的需求便宜的電能可靠的電能高質的電能智能電網(wǎng)2022/9/237智能電網(wǎng)發(fā)展的背景

2、電力公司的需求數(shù)字化電網(wǎng)信息化企業(yè)智能化運營智能電網(wǎng)精細化管理智能電網(wǎng)發(fā)展的背景2022/9/239科學技術進步是基礎智能電網(wǎng)基礎技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展電子計算機通訊分布電源蓄能技術智能設備2022/9/2310二、智能電網(wǎng)的定義及特征智能電網(wǎng)的定義美國電科院（EPRI）的定義： 由多個自動化的輸電和配電系統(tǒng)構成，以協(xié)調、有效和可靠的方式運作?？焖夙憫娏κ袌龊推髽I(yè)需求；利用現(xiàn)代通信技術，實現(xiàn)實時、安全和靈活的信息流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟的電力服務；具有快速診斷、消除故障的自愈功能。2022/9/2311智能電網(wǎng)的定義歐洲技術論壇的定義： 智能電網(wǎng)集創(chuàng)新工具和技術、產(chǎn)品與服務于一體，利用高級感應、通信和

3、控制技術，為客服的終端裝置及設備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務，它實現(xiàn)了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需求參與率及能源效率。2022/9/2312智能電網(wǎng)的定義IBM提出的智能電網(wǎng)解決方案： 一是通過傳感器提高電力設備的數(shù)字化程度；二是建立數(shù)據(jù)的整合體系和收集體系；三是提高數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化運行和管理的能力。2022/9/2313智能電網(wǎng)的定義2022/9/2314我們對智能電網(wǎng)的定義： 集成新能源、新材料、新設備和先進的信息技術、電網(wǎng)控制技術，實現(xiàn)電力在發(fā)、輸、配、用過程中的數(shù)字化管理、智能化決策、互動化交易，優(yōu)化資源配置，充分滿足用戶對電力的需求，確保電力供應的

4、安全、可靠和經(jīng)濟，滿足環(huán)保約束，適應電力市場化發(fā)展。智能電網(wǎng)的定義 在開放的系統(tǒng)和共享的信息模式的基礎上，通過電子終端將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成網(wǎng)絡互動和即時連接，實現(xiàn)電力、電信、電視、遠程家電控制和電池集成充電等多用途開發(fā)?；与娋W(wǎng)可以整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)管理，將電網(wǎng)提升為互動運轉的全新模式，形成電網(wǎng)全新的服務功能，提高電網(wǎng)的可靠性，可用性和綜合效率。2022/9/2316實現(xiàn)智能電網(wǎng)的關鍵技術實現(xiàn)智能電網(wǎng)的關鍵技術智能計量技術傳感與通信技術分析與輔助決策技術 可視化展現(xiàn)與操作2022/9/2317智能電網(wǎng)的特征2022/9/2319開放提供電源及用戶接入的智能化管理，既適應大

5、電源接入，也適應分布式電源，特別是可再生能源的接入，實現(xiàn)“即插即用”，無擾接入、有序退出。安全更好地對人為或自然發(fā)生的擾動作出辨識與反應，在自然災害、外力破壞和計算機攻擊等不同情況下保證人身、設備、電網(wǎng)的安全。高效采用先進的實時監(jiān)測、在線控制技術和需求側引導，實現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化運行、電力設施檢修智能化管理和削峰填谷，增強電網(wǎng)輸送能力，延長設備使用年限，提高能源利用效率。清潔支持風能、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應用，為用戶提供更豐富的清潔能源。自愈通過對電網(wǎng)的實時監(jiān)測、在線分析預測及自動控制，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，快速診斷、隔離、消除故障，自我恢復，避免發(fā)生大面積停電，提高電網(wǎng)運行的可靠性。2022/9

6、/2320三、國內外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀1、國外智能電網(wǎng)研究現(xiàn)狀2022/9/2321國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2322美國智能電網(wǎng)發(fā)展里程碑200120032004200520092030美國電科院開始智能電網(wǎng)(Intelligrid）研究按布什總統(tǒng)的要求，美國能源部（DOE）發(fā)布“Grid 2030”能源發(fā)展戰(zhàn)略美國能源部啟動電網(wǎng)智能化 (Grid Wise） 項目美國能源部與美國國家能源技術實驗室合作發(fā)起了現(xiàn)代電網(wǎng)研究(MGI)有關研究機構、信息服務商和設備制造商與電力企業(yè)合作，紛紛推出各自的智能電網(wǎng)方案1月奧巴馬將智能電網(wǎng)提升為美國國家戰(zhàn)略, 5月18日美國宣布了智能電網(wǎng)建設的

7、第一批標準.智能電網(wǎng)國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2323 2003年美加大停電后，美國電力行業(yè)決心利用信息技術對陳舊老化的電力設施進行徹底改造，同時智能電網(wǎng)和新能源產(chǎn)業(yè)能夠創(chuàng)造一個大型產(chǎn)業(yè)，增加大量的就業(yè)機會。國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀 在當前應對金融危機的環(huán)境下，各國都在積極尋求提振經(jīng)濟、走出低迷的有效途徑。美國奧巴馬政府選擇了實施能源新政作為突破口，提出大力發(fā)展新能源和智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。因為美國未來的經(jīng)濟復蘇不可能擇選金融業(yè)為主體的危機產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)通過國際分工形成的消費品生產(chǎn)也難以由美國自己獨攬，而新能源產(chǎn)業(yè)集群能夠造就一個超過2030萬億美元價值的大產(chǎn)業(yè)，并增加大量的就業(yè)機會。2022/9

8、/2324國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀1先進的量測基礎設施（AMI）和智能電網(wǎng)端到端安全性9相量測量（PMU）通信2收益量測信息模型10電力公司與分布式發(fā)電（DG）之間的物理與電氣互聯(lián)3建筑自動化11智能電子設備（IEDs）的安全4變電和饋電設備自動化12大型電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全標準5內部控制中心通信13聯(lián)邦信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全標準與指南，包括大型電力系統(tǒng)6變電自動化與保護14價格反應靈敏和直接負載控制7應用層面能源管理系統(tǒng)界面15家庭區(qū)域網(wǎng)（HAN）設備通信、測量和控制8電力系統(tǒng)控制操作的信息安全16家庭區(qū)域網(wǎng)設備通信和信息模型美國發(fā)布的智能電網(wǎng)行業(yè)標準國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2327歐洲

9、智能電網(wǎng)發(fā)展里程碑成立智能電網(wǎng)歐洲技術論壇提出智能電網(wǎng)目標，發(fā)布了歐洲未來電網(wǎng)的遠景和策略、戰(zhàn)略性研究議程、戰(zhàn)略部署文件20052006各國開展自己的智能電網(wǎng)建設探索智能電網(wǎng)The SDDStrategicDeploymentDocument歐洲未來電網(wǎng)的遠景和策略歐洲未來電網(wǎng)的戰(zhàn)略研究議程戰(zhàn)略部署文件國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2329歐洲發(fā)展智能電網(wǎng)的驅動力自然保護氣候變化京都協(xié)議一次能源的匱乏供電可靠性和電能質量供電能力環(huán)境問題供電安全電力市場壟斷規(guī)程修改創(chuàng)新和提高競爭力低廉電價和提高能效國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2330日本根據(jù)自身國情，圍繞大規(guī)模開發(fā)太陽能等新能源，

10、確保電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，構建智能電網(wǎng),東京工業(yè)大學于2009年3月初成立智能電網(wǎng)專門研究機構,日本政府、電力公司計劃于2010年開始在孤島地區(qū)進行智能電網(wǎng)試驗.2009年5月韓國成立智能電網(wǎng)協(xié)會，11月前會出臺計劃草案，確定智能電網(wǎng)的建造地點，推行浮動電費收取制度。計劃在2011年6月前建立一個智能電網(wǎng)綜合性試點項目,在2030年建成智能電網(wǎng)。澳大利亞政府在最新的預算案中已劃撥7600萬美元用于智能電網(wǎng)建設，旨在將寬帶技術與智能電網(wǎng)網(wǎng)絡及居民家中的智能表計結合起來，在澳大利亞全國范圍內發(fā)展創(chuàng)新型的、以智能電網(wǎng)為基礎的能源網(wǎng)絡。國外智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀2022/9/2331智能電網(wǎng)研究機構（1）“智能電

11、網(wǎng)聯(lián)盟” 成立于2003年，目前現(xiàn)有的90名會員,旨在推動并優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的政府與企業(yè)間的互動協(xié)會。 跨國技術公司：阿?，m集團、通用電氣、IBM；電力公司：美國電力公司、巴那威利電力管理局、PJM及法國電力公司；研究機構：美國電科院、巴特利公司、RDS公司和美國科學應用國際公司。（3）電網(wǎng)智能化架構委員會由一系列的專家組成，受美國能源部的部分資助，從事制定建立未來電網(wǎng)架構的原則。（4）2005年歐洲委員會正式成立“智能電網(wǎng)歐洲技術論壇” 。歐洲還將成立“智能電網(wǎng)協(xié)會” 。（5）國際電工委員會2008年底籌建SG3“智能電網(wǎng)”戰(zhàn)略組。 根據(jù)目前掌握的情況，只有美國發(fā)布了國家標準。智能電網(wǎng)發(fā)展進

12、展情況2022/9/2332 美國：Xcel Energy 公司在波爾德市建設全美第一個“智能電網(wǎng)”城市。 意大利：安裝和改造了3000萬臺智能電表，建立起了智能化計量網(wǎng)絡，每年大約節(jié)省5億里拉。 法國：將使用的2700萬只普通電表全部更新為“智能電表”。 馬耳他：與IBM合作將2萬個普通電表替換成互動式電表2、國內智能電網(wǎng)研究現(xiàn)狀2022/9/2333我國電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)2022/9/2334 改革開發(fā)30年來，我國電力工業(yè)得到了快速的發(fā)展。今年4月16日，我國發(fā)電總裝機容量突破8億千瓦，僅次于美國，居世界第二位；截止今年7月底，220千伏及以上輸電線路長度37.5萬公里，電網(wǎng)規(guī)模超過美國，躍

13、居世界第一位。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，將對電網(wǎng)發(fā)展提出更高的要求，我國電網(wǎng)發(fā)展將面臨新的課題。我國電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)2022/9/2335(1)適應新能源發(fā)電接入要求 近年來，我國以風電為代表的新能源發(fā)電發(fā)展較快，已成為世界第四風電大國。截止今年7月底，我國風電裝機1474萬千瓦，風電等新能源發(fā)電的加速發(fā)展，大量不穩(wěn)定電源、分布式電源需要接入電網(wǎng)，給電網(wǎng)提出了新的要求。我國電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)2022/9/2336(2)提高電力設備利用率 近年來，我國電力負荷峰谷差逐年加大，用電平均峰谷差在30%左右，部分地區(qū)峰谷差達到40%。峰谷差的增大造成高峰負荷時電力短缺和總體電力設施能力過剩。通過

14、積極引導用戶合理用電，可以提高電力設施的利用率，提高電力工業(yè)的經(jīng)濟運行水平。我國電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)2022/9/2337(3)滿足客戶自主選擇需要 隨著電力市場改革的深入，電力交易手段日益豐富，市場供需雙方的互動將會越來越頻繁。電力市場定價方式將從單一電價過渡到可變電價，消費者可以根據(jù)不同電價選擇用電時段。電網(wǎng)在滿足客戶對電能質量和供電可靠性要求的同時，應能實現(xiàn)與客戶的智能互動，以友好的方式適應客戶的自主選擇。我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件2022/9/2338我國電網(wǎng)在電網(wǎng)自動化、運行控制領域的裝備水平及技術水平居于國際領先地位，光纖通信網(wǎng)絡、管理信息系統(tǒng)已經(jīng)全面建成。我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件在調

15、度自動化領域，我國自主研發(fā)的能量管理系統(tǒng)（EMS）在省級以上調度機構得到了廣泛的應用，自動電壓控制、繼電保護和安全穩(wěn)定控制裝置、在線穩(wěn)定分析和預警、動態(tài)穩(wěn)定控制等達到國際先進水平。在電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測領域，向量測量裝置（PMU）在世界上投運數(shù)量最多，國產(chǎn)PMU在性能、精度、處理能力等方面均優(yōu)于國外產(chǎn)品。在靈活交流輸電、數(shù)字化變電站、配網(wǎng)自動化等領域取得了大量研究成果，并在工程中得到廣泛應用。2022/9/2339我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件2022/9/2340華東、華北以及南方電網(wǎng)先后開展了數(shù)字化變電站和數(shù)字化電網(wǎng)的建設工作，已有200多座數(shù)字化變電站投入運行，為建設智能電網(wǎng)創(chuàng)造了條件。我國智能

16、電網(wǎng)建設的基礎條件自主研發(fā)的國內首套面向電力調度的風電功率預測系統(tǒng)投入運行，開展風電機組控制系統(tǒng)的研發(fā)。正在建立風電接入電網(wǎng)仿真分析平臺，正在制訂風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定等相關標準。開展了光伏發(fā)電監(jiān)控及并網(wǎng)控制等關鍵技術研究。開展了電化學儲能等前沿課題基礎性研究。2022/9/2341開展了可再生能源集中并網(wǎng)及儲能領域的相關研究。我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件2022/9/2342雙向信息交互與互動上積累了相當多的經(jīng)驗從上世紀90年代開始，在江蘇、上海等部分地區(qū)逐步開展負荷管理、集中抄表等用電信息采集系統(tǒng)試點建設。在用戶側自動抄表量測、定制電力、用戶雙向互動及需求側響應等方面積累了豐富的實踐經(jīng)驗

17、。我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件2022/9/2343231高級調度中心建設統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺建設華東電網(wǎng)于2007年在國內率先開展了智能電網(wǎng)的可行性研究，以整合提升調度系統(tǒng)、建設數(shù)字化變電站、建設企業(yè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息平臺為主，使電網(wǎng)安全控制水平、經(jīng)營管理水平得到全面提升，向智能電網(wǎng)邁出了堅實的第一步。華東電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究初見成效數(shù)字化變電站研究建設徐行站數(shù)字化改造新建數(shù)字化海寧站我國智能電網(wǎng)建設的基礎條件華北電網(wǎng)在可視化和運營管理輔助決策方面，對智能電網(wǎng)進行了有益的探索。江蘇電網(wǎng)在電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時預警及協(xié)調防御技術方面實現(xiàn)了電網(wǎng)精細化調度和智能化控制。2022/9/23442022/9/23四、 我國智能

18、電網(wǎng)的發(fā)展目標和重點任務45我國智能電網(wǎng)的發(fā)展目標2022/9/2346全面建設階段，建成發(fā)、輸（配）、用互動式交易、運行平臺，為發(fā)電廠、用戶提供在線定制服務。推廣運用階段，總結試點經(jīng)驗，提出智能電網(wǎng)建設標準，逐步推廣智能電網(wǎng)建設。規(guī)劃試點階段，重點開展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點工作。 第一階段第二階段第三階段我國應分三個階段推進智能電網(wǎng)的建設：我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務1.建立計算分析平臺2022/9/2347建立開放的、完整的、統(tǒng)一的電網(wǎng)計算分析平臺。實現(xiàn)電網(wǎng)的實時仿真計算，為電網(wǎng)規(guī)劃、建設、運行、管理提供全局性的、統(tǒng)一的、共享的

19、數(shù)據(jù)和計算分析工具。2、建設智能調度中心2022/9/2348以電網(wǎng)高度信息化為前提，以大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行控制技術為手段，建成完整的智能電網(wǎng)決策控制體系，逐步實現(xiàn)動態(tài)安全監(jiān)測、預警和預控，支持電網(wǎng)運行狀態(tài)的靈活控制，滿足國家節(jié)能減排和電力市場不同主體的多種要求，提升電網(wǎng)運行水平，提高接受大規(guī)模新能源能力。我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務3、建設智能化生產(chǎn)管理系統(tǒng)2022/9/2349建設智能化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，對電力設施運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，合理安排檢修和更新，實現(xiàn)電力設施全壽命優(yōu)化管理。我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務4、加快智能化變電站建設2022/9/2350研究建立智能化變電站的技術標準，推廣智能化變

20、電站建設，全面提升電網(wǎng)信息采集、實時控制、動態(tài)調整技術水平，實現(xiàn)各類電源及用戶的無擾接入、有序退出，支撐各級電網(wǎng)的自愈可調。我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務5、加大靈活交流輸電技術的應用2022/9/2351 加大靈活交流輸電技術的研發(fā)和應用力度，優(yōu)化網(wǎng)架結構，實現(xiàn)無功優(yōu)化配置，提高電網(wǎng)輸電能力和適應性。我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務6、建設智能電網(wǎng)小區(qū)2022/9/2352 研究智能電器與電網(wǎng)的互動技術和模式，實現(xiàn)用戶參與電力市場互動交易，推行先進的電能利用方式，提高電能在終端能源消費中的比重，提升電網(wǎng)綜合服務水平，滿足用戶多元化需求。我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務7、加快大容量儲能技術的研發(fā)2022/9

21、/2353 開展鈉硫電池、液流電池、超導儲能技術的研究，加快儲能技術的產(chǎn)業(yè)化進程，建設大容量儲能示范工程。美國加州0000千瓦時/天的鉛酸蓄電池蓄級電站我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務8、加快智能電器的研發(fā)2022/9/2354 大力開展智能電器、智能樓宇、智能交通等領域的技術創(chuàng)新和設備研發(fā)，進而推動智能城市、智能電網(wǎng)的建設。 電動汽車智能電表我國智能電網(wǎng)發(fā)展的重點任務2022/9/2355智能電網(wǎng)應貫穿發(fā)、輸、配、用全過程，通過智能電網(wǎng)的建設，電力系統(tǒng)各領域都將產(chǎn)生質的飛躍。優(yōu)化的電廠選址鼓勵可再生能源投資嚴格的排放管理有效的成本管理可靠經(jīng)濟的設備管理靈活的競價策略發(fā)電優(yōu)化的電網(wǎng)規(guī)劃具有“自愈”特征的電網(wǎng)安全、可靠、節(jié)能、經(jīng)濟的優(yōu)化調度適應各種類型的發(fā)電資源更高的設備利用水平更低的傳輸網(wǎng)損可靠經(jīng)濟的設備管理更可靠的電力傳輸輸電科學經(jīng)濟的配網(wǎng)規(guī)劃自適應的故障處理能