智能電網(wǎng)課程課件

智能電網(wǎng)目錄智能電網(wǎng)概述

1智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)2智能電網(wǎng)的舉例

3總結(jié)和展望

41智能電網(wǎng)概述：目的定義功能

每年美國不可靠的電力所造成的損失多于1000億美元...相當(dāng)于花一美元買電，同時(shí)還得付出30美分的停電損失。(GalvinElectricityInitiative,2005)僅擾動(dòng)和斷電（即，不計(jì)大停電）每年的損失就達(dá)790億美元。(LBNL,2004)少賣電的損失一年可達(dá)1.35億美元。(Primen,2004)紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行員（ISO),躉售電價(jià)中23％是阻塞成本，它們?nèi)哭D(zhuǎn)嫁給用戶。(PNNL,2006)美加大停電損失:$40-60億,5000萬人受影響。驅(qū)使人們研究智能電網(wǎng)的，不是電能的成本，而是電能不合格的成本. EnergyDirector,OracleCorporation,2004為什么要研究智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)（以抵御事故擾動(dòng)為目的）安全穩(wěn)定運(yùn)行降低大規(guī)模停電的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)分布式電力系統(tǒng)：處理數(shù)以萬計(jì)的分布式電源高級(jí)市場化

現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)的利用系數(shù)很低（據(jù)美國統(tǒng)計(jì)，約55%）需要電力公司與用戶友好合作，達(dá)到雙贏；開發(fā)高透明度的用戶界面，以便實(shí)現(xiàn)負(fù)荷消減和更具彈性的負(fù)荷需求，提高現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)的利用率。而通訊與信息技術(shù)已為此準(zhǔn)備好了條件。對(duì)電網(wǎng)各種約束日益嚴(yán)格（提高可靠性、提高電能質(zhì)量、節(jié)能降損和環(huán)保）分布式發(fā)電存儲(chǔ)需求管理如何處理數(shù)以萬計(jì)的分布式電源？智能電網(wǎng)的定義智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)1硬件基礎(chǔ)：電網(wǎng)和建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)。2軟件基礎(chǔ)：智能的控制技術(shù)，是指診斷電網(wǎng)狀態(tài)，防止供電中斷，改善電能質(zhì)量擾動(dòng)的裝置和算法。將來智能電網(wǎng)的功能特征目前將來激勵(lì)/包括電力用戶電價(jià)不透明，缺少實(shí)時(shí)定價(jià)，選擇很少充分的電價(jià)信息，實(shí)時(shí)定價(jià)，有許多方案和電價(jià)可供選擇提供發(fā)電/儲(chǔ)能中央發(fā)電占優(yōu)，少量分布式發(fā)電,儲(chǔ)能或可再生能源大量“即插即用”的分布式電源補(bǔ)助中央發(fā)電（節(jié)能、環(huán)保）使市場化成為可能有限的躉售市場，未很好的集成成熟、健壯、很好集成的躉售市場滿足電能質(zhì)量需要關(guān)注停運(yùn)，不關(guān)心電能質(zhì)量電能質(zhì)量需保證，有各種各樣的質(zhì)量/價(jià)格方案可供選擇優(yōu)化很少計(jì)及資產(chǎn)管理電網(wǎng)的智能化同資產(chǎn)管理軟件深度集成自愈擾動(dòng)發(fā)生時(shí)保護(hù)資產(chǎn)（保護(hù)跳閘）防止斷電，減少影響抵御攻擊對(duì)恐怖襲擊和自然災(zāi)害脆弱具有快速恢復(fù)能力智能電網(wǎng)是促進(jìn)電力行業(yè)全價(jià)值鏈生產(chǎn)、運(yùn)行、經(jīng)營各環(huán)節(jié)根本性轉(zhuǎn)變的解決方案智能電網(wǎng)的常用名詞為了解決這些問題，國際上形成了一些大型科研群體,開展面向21世紀(jì)電網(wǎng)的研究。常見國外關(guān)于智能電網(wǎng)的名詞：

IntelliGrid

SHG(selfhealinggrid)

SmartGrid(SmartGrids)

ModernGrid

SHG主要是對(duì)配網(wǎng)而言由于Smart不好譯，中文大家多用“智能電網(wǎng)”一詞2智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

AMI

ADO

AAM

ATO高級(jí)計(jì)量體系A(chǔ)MI用戶戶內(nèi)網(wǎng)HAN計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需求響應(yīng)負(fù)荷控制遠(yuǎn)程開合分時(shí)電價(jià)（送到用戶）自動(dòng)讀表AMR（按小時(shí)讀表，遠(yuǎn)方編程，電能計(jì)量，電能質(zhì)量監(jiān)視，負(fù)荷調(diào)查，停運(yùn)撿出）配電SCADA配電快速仿真與模擬DFSM高級(jí)配電運(yùn)行ADODER運(yùn)行高級(jí)配電自動(dòng)化高級(jí)保護(hù)與控制（帶有高級(jí)傳感器的）運(yùn)行管理系統(tǒng)停運(yùn)管理系統(tǒng)配電

GISAC/DC微網(wǎng)運(yùn)行新型電力電子裝置變電站自動(dòng)化高級(jí)保護(hù)高級(jí)輸電網(wǎng)元件阻塞管理輸電系統(tǒng)仿真與模擬高級(jí)的輸電運(yùn)行ATOISOEMS可視化輸電SCADA，

WAMS輸電GIS

配電AAM基于條件維護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)/建設(shè)資產(chǎn)利用輸電AAM記錄

AMI

ADO

AAM

ATO能量傳輸鏈四個(gè)環(huán)節(jié)均衡時(shí)行為和效率最高四個(gè)環(huán)節(jié)中，配電與用戶間的互動(dòng)相對(duì)較弱，尤其缺少可視化和控制信息技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)步，已使實(shí)現(xiàn)AMI和ADO的花費(fèi)可以接受輸電發(fā)電用戶側(cè)配電側(cè)輸電側(cè)發(fā)電廠配電用電高級(jí)計(jì)量體系A(chǔ)MIAMI授權(quán)給用戶，使系統(tǒng)同負(fù)荷建立起聯(lián)系，使用戶能夠支持電網(wǎng)的運(yùn)行TextTextText美國的典型峰荷日的負(fù)荷與備用餅圖

GFAs的電器包括：電暖氣，空調(diào)，熱水器，電冰箱。GFAs的潛力超過運(yùn)行備用的需要同電網(wǎng)友好的電器（GFAs）可幫助電網(wǎng)提高設(shè)備利用率和防止停電事故的發(fā)生同電網(wǎng)友好的電器GFAs感知電網(wǎng)的頻率漂移自動(dòng)擔(dān)負(fù)調(diào)頻的任務(wù)，起到旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備的作用AMI和DAO(配電資產(chǎn)優(yōu)化）的效益效益的提高標(biāo)準(zhǔn)與建造(15-20%）收款(15-25%)需求管理(2-22%)帳單和客戶服務(wù)(2-7%)資產(chǎn)管理(4-19%)系統(tǒng)控制(4-11%)現(xiàn)場工作管理(3-7%)人身安全(2-5%)負(fù)荷預(yù)測(9-14%)自動(dòng)讀表的效益自動(dòng)讀表（AMR）包括按小時(shí)讀表，遠(yuǎn)方編程，電能計(jì)量，電能質(zhì)量監(jiān)視，負(fù)荷調(diào)查，停運(yùn)撿出：1減少抄表開銷2通過電表觀察，防盜電3快速用戶故障定位和部分恢復(fù)供電，減少用戶服務(wù)人員和停電時(shí)間4在用戶室內(nèi)裝可由電力部門無線控制的自動(dòng)室內(nèi)控制器（如可調(diào)節(jié)空調(diào)整定溫度到26度以上），達(dá)到消峰的目的，可使居民區(qū)峰荷下降1/3。智能儀表SmartMeterTransformerMeterFeederMeter(energy)FeederMeter(current)FeederMeter(energy)高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）AAMAMIADOATO高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）功能使“自愈”（“SelfHealing”）成為可能ADO同AMI,ATOandAAM的密切配合實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)（運(yùn)行和資產(chǎn)管理）優(yōu)化設(shè)想中的未來電網(wǎng)用戶端口電能質(zhì)量高級(jí)的傳感器高級(jí)電力電子分布式能源高級(jí)配電自動(dòng)化

把積極的電力用戶集成到配電網(wǎng)中

使用戶參與到（削峰的）輸電運(yùn)行輔助服務(wù)中來

配電靈活輸電DFACTS和配電靜止無功補(bǔ)償安置的計(jì)算

使DFACTS參與到網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中來

使中壓與低壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量優(yōu)化

使電能質(zhì)量可以評(píng)估

把分布式能源單元接入配電網(wǎng)

使參與者能夠提供輔助服務(wù)(帶有企業(yè)EMS的電網(wǎng)傳感器)IECSAD-FSMT-FSM高級(jí)輸電運(yùn)行（ATO）

ATO強(qiáng)調(diào)阻塞管理和降低大規(guī)模停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)ATO同AMI,ADOandAAM的密切配合實(shí)現(xiàn)輸電系統(tǒng)的（運(yùn)行和資產(chǎn)管理）優(yōu)化鳳電（特別是大規(guī)模鳳電）入網(wǎng)運(yùn)行是個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，電力系統(tǒng)將面臨如何調(diào)度峰荷和如何維持穩(wěn)定的問題End-uses&DRDistributionSystemTransmissionSystemEnergyStorageFuelSupplySystemFuelSource/StoragePowerPlantsRenewablePlantsDataCommunicationWideAreaControlSensorsControllersZIPMDynamicLoadModelsMonitoring,Modeling,Analysis,Coordination&Control高級(jí)資產(chǎn)管理（AAM）

AMI、ADO和ATO同資產(chǎn)管理過程的集成將大大改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)行和效率ATO強(qiáng)調(diào)阻塞管理

AAM大大地改善資產(chǎn)管理AMI授權(quán)給用戶，使系統(tǒng)同負(fù)荷建立起聯(lián)系，使用戶能夠支持電網(wǎng)的運(yùn)行ADO使系統(tǒng)可自愈

AMIandDRDistribution(ADO)Transmission(ATO)AssetManagement(AAM)AM祝I賽是電射網(wǎng)智蝴能化開的第細(xì)一步AM回I同用喜戶建憐立通穴訊聯(lián)贏系提供縣帶時(shí)汽標(biāo)的惱系統(tǒng)滿信息AT胖O使用AD谷O信息距改善絨運(yùn)行羊和管晌理輸制電阻儉塞AM躍I使用誓戶能絹夠訪霸問市卡場AD戒O使用AM寺I的通輩訊收竭集配竄電信組息使用AM蔥I信息脂改善院運(yùn)行AA敵M使用AM騰I,針A復(fù)DO氣,泛an隆d席AT周O的信寇息與特控制豆，改柔善:運(yùn)行襖效率匹資識(shí)產(chǎn)使怎用成本效益AMIADO/AAMATO/AAM3智能碑電網(wǎng)蜓舉例東京逝電力廳公司勒的配藍(lán)電系打統(tǒng)多分遲割多倚連接丘，網(wǎng)射絡(luò)式呢的拓紹撲結(jié)分構(gòu)把６慣ＫＶ欲的饋匯線用涉開關(guān)息分成風(fēng)多個(gè)燒區(qū)間閣，并插在相爪應(yīng)區(qū)越間安藏裝與朗其它鋼饋線炕的聯(lián)若絡(luò)開妹關(guān)在故及障時(shí)草把故步障影火響范掉圍限警制在虧一個(gè)摩區(qū)間椒里其它右系統(tǒng)SS其它躍系統(tǒng)其它穿系統(tǒng)ONONONOF積FOF解FOF總FSS其它醉系統(tǒng)其它肌系統(tǒng)ONONOF嘩FOF歡FOF崖FON限制席故障蹦影響榮范圍故障記部分負(fù)荷替率對(duì)拋比三分糟割三紅連接艇饋線悄設(shè)計(jì)寫的負(fù)礦荷水臂平持續(xù)救負(fù)荷樣容量:倘45酬0A負(fù)荷晝率:估75堆%愧(4淹50簽/6惑00廁)15狀0A15跳0A15士0A15泉0A15柱0A45輩0+蛋15榜0最=堤60獅0/去60搶0A15女0A15辨0A45葉0/譽(yù)60正0A45矮0+采15靜0衰=表6踏00談/6沉00鞋A：區(qū)間開關(guān)：區(qū)間分隔開關(guān)：變電站出線負(fù)荷墓率對(duì)孔比采用泳六分債割三臺(tái)連接勞饋線死設(shè)計(jì)填的負(fù)點(diǎn)荷水怠平配電略自動(dòng)鵲化系裳統(tǒng)通貍過對(duì)電全部憂開關(guān)梢的遙昆控，誓協(xié)調(diào)碰多條紀(jì)饋線網(wǎng)間的椒負(fù)荷杜轉(zhuǎn)移魯，提頂高線當(dāng)路負(fù)來荷水欣平至51乞0A，負(fù)邊荷率捏達(dá)85時(shí)%85握A85礦A85遷A85尿+8組5A85棟A51育0+蘆17兆0－85交=炕5汁95窯/6散00紐奉A(yù)17繩0A85透A51墊0/少60續(xù)0A85左A85都A85口A85蹦A85煤A51剛0+高85蓄=5毛95葬/6兆00諸A51嬸0+公85元=5飾95接/6皮00艱A配電杠自動(dòng)郵化系開統(tǒng)的冒投資反收益械率（夸投資安／收繭益）飾＝0.魚77投資:25欲4億日揚(yáng)元／詠年涂收筒益:32膽8億日例元／虎年：區(qū)間開關(guān)：區(qū)間分隔開關(guān)：變電站出線配電種改造異效益停電繡間隔攝和停嚼電頻休率的沒大幅鳥度降仿低少得蠢多的卷電能業(yè)質(zhì)量鹽擾動(dòng)有效幕地消星除區(qū)障域性列大停供電大大擾地減逆輕對(duì)鼓恐怖計(jì)主義救和自況然災(zāi)坑害的沫脆弱磁性改善氣公眾西和工垮人的邪人身稠安全降低誓或緩啞解電蔬價(jià)為市問場參島與者咱提供揭新的宵選擇更有突效地役運(yùn)行禾和以餡很低面的成樹本改姿善資制產(chǎn)管潑理降低月網(wǎng)損更廣飛泛地紋開發(fā)師環(huán)境逢友好苦的資質(zhì)源縮短穩(wěn)了供借電恢眨復(fù)時(shí)啞間（與褲三分免段相宰比）渠得到聽快速醒供電烏恢復(fù)念的用蟲戶增累加了2.煙5倍平均對(duì)用戶抵?jǐn)嚯娖鞎r(shí)間魚減少謹(jǐn)?shù)较认袂暗臐种e之一當(dāng)?shù)教舆_(dá)現(xiàn)夕場時(shí)怕間和烏開關(guān)串操作本時(shí)間就延長型時(shí)，啞效果趴會(huì)更歪好①②③④⑤⑥斷路器4m丙in24棵mi桑n與42懸mi恰n王7麻3m也in到達(dá)管現(xiàn)場恢復(fù)疼時(shí)間3,尿00檢02,蠟50慚02,尺00搶01,糊50柿01,視00董050進(jìn)00客戶廉?dāng)?shù)18mi治n(開關(guān)貞操作)在配付電自斯動(dòng)化泉系統(tǒng)亭應(yīng)用惠前①②③④⑤⑥3,乘00扯02,死50雙02,則00籮01,妻50黃01,友00胳050葡004m撞in6m煌in胞24申mi服n易55知mi額n到達(dá)險(xiǎn)現(xiàn)場恢復(fù)高時(shí)間①②③④⑤⑥在配值電自側(cè)動(dòng)化杏系統(tǒng)鉤應(yīng)用捕后客戶郵數(shù)系統(tǒng)蓬供電屈可靠鏟性指追標(biāo)歷年說系統(tǒng)兵供電返可靠仁性變嘴化曲居線系統(tǒng)書平均情停電游時(shí)間（20依05）:東京:輸2分鐘浙法驢國:4話5分鐘肺英龍國:7軟0分鐘爐美作國:8濕0分鐘系統(tǒng)敏平均暢停電訴頻率（2到00盯5）:東京:紙0.獲05次4總結(jié)院和展紙望總結(jié)智能天電網(wǎng)誤的是宿歷史膝發(fā)展看的必?cái)R然，帽不是荷可搞尸可不趟搞的陳，而通且現(xiàn)矩實(shí)條夫件業(yè)扁已具脫備。巡壽它是豎促進(jìn)彎電力終行業(yè)約全價(jià)朗值鏈顛生產(chǎn)亮、運(yùn)坊行、威經(jīng)營廉各環(huán)羽節(jié)根繡本性鼓轉(zhuǎn)變?nèi)沟慕怆s決方消案。啟動(dòng)撐智能