第1讲国家智能电网发展状况.pptx
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1、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1东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作p该部分介绍的主要内容:目 录2.智能电网涉及的重要电网技术1.智能电网的理念和驱动力3.智能电网研究现状5.智能电网建设涉及电网的各个环节4.中国特色的坚强智能电网2东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力智能电网是将先进的传感量测技术传感量测技术、信信息通信技术息通信技术、分析决策技术分析决策技术和自动控制技术自动控制技术与能源电力技术能源电力技术以及电网基础设施电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。一.智能电网的理念&智能电网的概念3东北电力大学电气工程学
2、院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力&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。一.智能电网的理念4东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力&智能电网的特征(11)坚强)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、集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。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
3、安全运行;具有确保电力信息安全的能力。一.智能电网的理念5东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。&智能电网的特征(22)自愈)自愈主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。和优化等。一.智能电网的理念6东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力&智能电网的特征(33)兼容)兼容主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。和优化等。一.智能电网的理念支持可再生能源的
4、有序、合理接入,适应分布电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。7东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。&智能电网的特征(44)经济)经济主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。和优化等。一.智能电网的理念8东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力实现电网信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理。(66)优化)优化优化资产的利用,
5、降低投资成本和运行维护成本。&智能电网的特征(55)集成)集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成主要包括坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化等。和优化等。一.智能电网的理念9东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力二.智能电网的驱动力P发展智能电网的核心驱动力:解决能源安全与环保问题,应对气候变化。P 国外主要发达国家发展智能电网的经济动因:创造新的经济增长点与增加就业岗位。10东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力驱动力电力需求的增长与日益老化的电网框架之间的矛盾。运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾。环境压力不可再生能源的过度开采和利用,造成
6、生态环境破坏和能源枯竭。信息化、数字化等新技术的驱动。美欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展,尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展。欧盟和相关国家的政策鼓励和支持,提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式,用以减小碳化物的排放,保护环境。现代新技术的驱动。欧安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证 转向了更加高效、灵活、环保、且有利于跨欧电力市场建设等需求11东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网的理念和驱动力驱动力充分满足经济社会快速发展和电力负荷高速持续增长的需求;确保电力供应的安全性和可靠性,避免发生大面积停电事故;提高电力供
7、应的经济性,降低成本和节约能源;大力发展可再生能源,调整优化电源结构,提高电网接入可再生能源的能力和能源供应的安全性,满足环境保护的要求;提高电能质量,为用户提供优质电力和增值服务;适应电力市场化的要求,优化资源配置,提高电力企业的运行、管理水平和效益,增强电力企业的竞争力。中国12东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作1.大容量电力储能技术2.电能质量控制技术3.潮流灵活控制技术4.高度的信息集成技术5.智能调度技术智能电网涉及的重要电网技术13东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作1.大容量电力储能技术智能电网涉及的重要电网技术W风电、太阳能发电自身固有的特征:W决定了其规模化发展必然会对
8、电网调峰和系统安全运行带来显著影响,必须要有先进的储能技术做支撑。随机性、间歇性随机性、间歇性14东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作1.大容量电力储能技术智能电网涉及的重要电网技术W大容量电力储能技术发展的必要性:储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题。中国新能源发电大发展,对储能产业有更急迫的现实需求。大容量储能还可提高能源利用效率,为国家节约巨额投资。15东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作2.电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 电能质量概念产生的原因:理想状态:一个理想的电力系统应以恒定的频率 恒定的频率(50Hz)(50Hz)和正弦的波形 和正弦的波形,
9、按规定的电压水平 按规定的电压水平对用户供电。在三相交流电力系统中,各相的电压和电流应处于幅值大小相等、相位互差120的对称状态 对称状态。实际状况:由于系统各元件(发电机、变压器、线路等等)参数并不是理想线性或对称的,加之调控手段的不完善、负荷性质各异且其变化的随机性以及运行操作、各种故障等原因,这种理想状态在实际当中并不存在,因此产生了电能质量的概念。因此产生了电能质量的概念。16东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作2.电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 电能质量的定义:导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差,其内容涉及频率偏差、电压偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形
10、失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。【PowerQuality】17东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作2.电能质量控制技术智能电网涉及的重要电网技术 近年来,电能质量控制技术的发展非常迅速,主要体现在以下几个方面:(1)电能质量控制的基础理论研究方面;(2)电能质量的检测及应用仪器和设备方面;(3)采用数字化控制技术方面;(4)柔性交流输电技术与柔性交流配电技术的发展与融合方面;(5)非电力电子技术电能质量控制器的发展方面。18东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作3.潮流灵活控制技术智能电网涉及的重要电网技术 潮流灵活控制的含义:灵活交流输电技术是指电力电子技术电力电子技术与现现代控制
11、技术代控制技术结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。其实际上就是灵活交流输电技术(FACTS)。19东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作4.高度的信息集成技术智能电网涉及的重要电网技术信息技术是国家电网的战略目标实施的必要保障。“智能电网”的实施,需要各种尖端技术的融合,而这些技术如何在此平台上进行融合,将成为检验各国的综合技术能力的竞技场。因此,信息技术将是“智能电网”实施的重要保障,其实质意义已经超越“供电网络”本身。20东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作5.智能调度技术智能电
12、网涉及的重要电网技术智能调度是智能电网建设中的重要环节,智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心,是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。21东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状19981998年,年,美国电力科学研究院(Electric Power Research Institute,EPRI)开展了“复杂交互式网络/系统”(CIN/SI)项目研究,其成果可以看做美国智能电网的雏形。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记22东北电力大学电气工程学院
13、 邢晓敏 制作智能电网研究现状20012001年,年,EPRI创立了智能电网联盟,积极推动智能电网(IntelliGrid)研究,重点开展了智能电网整体信息通信架构研究以及配电侧的业务创新和技术研发。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记23东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20032003年,年,美国能源部发布“Grid 2030”设想,对美国未来电网的发展愿景进行了阐述。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记24东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20042004年,年,美国能源部又发布了国家输电技术路线图,为实现“Grid
14、 2030”设定了战略方向。同年,美国启动了电网智能化(GridWise)项目,核心目标是利用信息技术改造电力系统,提高电网的可靠性、灵活性和自适应性。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记25东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20052005年,年,美国能源部与美国国家能源技术实验室合作发起了“现代电网”研究项目,任务是进一步细化电网现代化的愿景和计划。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记20072007年年1212月,月,美国国会颁布了能源独立与安全法案,以法律形式确立了智能电网的国家战略地位。26东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能
15、电网研究现状20092009年年22月,月,美国国会颁布了复苏与再投资法案,确定投资45亿美元用于智能电网项目资助、标准制定、人员培养、能源资源评估、需求预测与电网分析等,并将智能电网项目配套资金的资助比例由2007年的20%提高到50%。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记27东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20092009年年77月,月,美国能源部想国会递交了第一部智能电网系统报告,制定了由20项指标组成的评价指标体系,对美国智能电网的发展现状进行了评价,并总结了发展过程中遇到的技术、商业以及财政等方面的挑战。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究
16、现状大事记28东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状近年来,美国的电力企业和研究机构在智能电网近年来,美国的电力企业和研究机构在智能电网领域开展了一系列研究与实践。领域开展了一系列研究与实践。美国科罗拉多州的波尔德市(Boulder),从2008年开始建设全美第一个“智能电网”城市。一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记29东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状美国波尔德市主要技术路线包括:一.国外智能电网研究现状&美国智能电网研究现状大事记构建配电网实时高速双向通信网络;建设具备远程监控、准实时数据采集通信以及优化性能的“智能”变电站;安装可编程
17、家居控制装置和自动控制家具用能的管理系统;整合基础设施,支持小型风电和太阳能发电、混合动力汽车、电池系统等分布式能源和储能设施的建设。30东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状欧洲智能电网研究更加关注可再生能源接入可再生能源接入和分布式发电分布式发电。欧洲智能电网建设的重点:欧洲智能电网建设的重点:提高运营效率,降低电力价格,加强与用户互动。同时,重视环境保护,关注可再生能源的接入以及对生态的影响。31东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20062006年,年,欧盟理事会在绿皮书欧洲可持续的、有竞争力的和安全的能源
18、策略中强调,欧洲已经进入新能源时代,智能电网技术是保证电能质量的关键技术和发展方向。一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记32东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20052005年,年,欧盟委员会正式成立“智能电网欧洲技术论坛”,目标是把电网改造成用户和运营者互动的服务网,提高输配电系统的效率、安全性及可靠性,并为分布式和可再生能源发电的大规模并网扫除障碍。一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记33东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状2006200820062008年,年,欧盟依次发布了欧洲未来电网的远景和策略、战略性研究计划、欧
19、洲未来电网发展策略3份报告,构建了欧盟的智能电网发展战略框架,提出了智能电网愿景,并指导欧盟及各成员国开展相关项目实践,促进智能电网建设。一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记34东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状欧洲于欧洲于20052005年提出年提出“智能电网智能电网”计划,并在计划,并在20062006年年出台该计划的技术实现方略。出台该计划的技术实现方略。一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记35东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状作为欧洲2020年及以后的电力发展目标,该计划指出未来欧洲电网应具有以下特征:一.国外智能
20、电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记(1)灵活性。在适应未来电网变化与挑战的同时,满足用户多样化的电力需求。(2)可接入性。保证用户能够灵活地接入电网。(3)可靠性。提高电力供应的可靠性与安全性,满足数字化时代的电力需求。(4)经济性。通过技术创新、能源有效管理以及有序的市场竞争等提高电网的经济效益。36东北电力大学电气工程学院 邢晓敏 制作智能电网研究现状20082008年年99月,欧洲未来电网发展策略提出了欧月,欧洲未来电网发展策略提出了欧洲智能电网的发展重点和路线图。洲智能电网的发展重点和路线图。一.国外智能电网研究现状&欧洲智能电网研究现状大事记重点领域主要包括:(1)电网优化运行
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