第1章 電力信息化發(fā)展概述(new)

電力信息化徐茹枝

xuruzhi@祖向榮zuxrmail@163

E1119

61772650.教材自編(學生可復(fù)印)參考書:電力系統(tǒng)綜合自動化(楊新民中國電力出版社)能量管理系統(tǒng)(于爾鏗科學出版社)智能電網(wǎng)技術(shù)(劉振亞中國電力出版社)電力企業(yè)信息化(張世翔中國電力出版社).考試方式閉卷平時成績20%-40%考勤+作業(yè)〔有小論文形式〕.電力信息化概念電力信息化是指電子、計算機、通訊等信息技術(shù)在電力工業(yè)各個環(huán)節(jié)應(yīng)用的統(tǒng)稱〔簡單說：信息技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用〕，是電力工業(yè)在電子信息技術(shù)的驅(qū)動下由傳統(tǒng)工業(yè)向高度集約化、高度知識化、高度技術(shù)化工業(yè)轉(zhuǎn)變的過程。目標是保證電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟地運行和具有優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量〔平安可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟〕.一場全球化的“信息風暴〞悄然來襲，電力行業(yè)對信息化的依存度愈來愈高，人才無可厚非地成為這場信息風暴的弄潮兒，對于技術(shù)密集型的傳統(tǒng)電力行業(yè)快速的信息化進程，熟稔于傳統(tǒng)電力行業(yè)和信息專業(yè)的跨平臺人才顯得彌足珍貴。.本課程主要內(nèi)容

〔4C+Electricitybackground+……〕1．電力工業(yè)生產(chǎn)過程簡介2．計算機控制與通訊根底技術(shù)采集技術(shù)，過程通道技術(shù)，PLC技術(shù)應(yīng)用在電力工業(yè)信息化中常用的通訊技術(shù)〔串行通訊和總線，工業(yè)以太網(wǎng)〕。3．電力信息化熱點技術(shù)4.智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，電力信息平安.第1章電力信息化開展概述

.主要內(nèi)容1.1電力工業(yè)生產(chǎn)過程簡介1.2電力系統(tǒng)自動化概述1.3電力信息化概述1.4電力智能化概述.1.1電力工業(yè)生產(chǎn)過程簡介

電力工業(yè)生產(chǎn)過程包括電力工業(yè)規(guī)劃、設(shè)計、施工、發(fā)電生產(chǎn)、輸電、變電、配電、用電、電網(wǎng)調(diào)度、供電營銷、物資及管理等各個環(huán)節(jié)。.1.1電力工業(yè)生產(chǎn)過程簡介電力一次設(shè)備電力二次設(shè)備電能儲存？.

1.2電力系統(tǒng)自動化概述〔電子、控制技術(shù)〕電力系統(tǒng)自動化是指應(yīng)用各種自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進行就地或遠方的自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，以保證電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟地運行和具有優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)自動化按照領(lǐng)域可劃分為廠站自動化、調(diào)度自動化、變電站綜合自動化和配電自動化。.

1.3電力信息化概述電力信息化是指計算機、通訊等信息技術(shù)在電力工業(yè)各個環(huán)節(jié)應(yīng)用全過程的統(tǒng)稱。計算機信息通信網(wǎng)絡(luò)是電力信息化的根底，各類電力資源的開發(fā)和利用是電力信息化的核心。提高電力企業(yè)的經(jīng)營決策水平和經(jīng)濟效益是電力信息化的宗旨，其本質(zhì)是加強電力企業(yè)的“核心競爭力〞。

電力企業(yè)信息化包括生產(chǎn)過程信息化〔包含自動化〕和管理信息化兩個方面。.

電力信息化開展現(xiàn)狀中國電力工業(yè)信息化可以追溯到20世紀60年代，開始主要應(yīng)用在發(fā)電廠和變電站自動監(jiān)測、控制方面。80~90年代進入電力系統(tǒng)專項業(yè)務(wù)應(yīng)用，即進入了電網(wǎng)調(diào)度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設(shè)計、計算機仿真系統(tǒng)等的使用。進入90年代后信息技術(shù)應(yīng)用進一步開展到綜合應(yīng)用，由操作層向管理層延伸，實現(xiàn)管理信息化，建立各級企業(yè)的管理信息系統(tǒng)。.電力信息化開展現(xiàn)狀從單機運行開展到網(wǎng)絡(luò)化運行，從局部應(yīng)用開展到全局應(yīng)用。在“十一五〞期間，電力信息化建設(shè)已納入企業(yè)總體開展戰(zhàn)略，信息化進一步與電力企業(yè)的生產(chǎn)、管理與經(jīng)營融合。國家電網(wǎng)公司開始實施“SG186〞信息化工程.SG186SG是國家電網(wǎng)公司StateGrid的英文縮寫。1代表建設(shè)成一體化企業(yè)級信息化集成平臺；8代表電力業(yè)務(wù)8大應(yīng)用模塊〔財務(wù)資金、營銷管理、平安生產(chǎn)、協(xié)同辦公、人力資源、物資管理、工程管理、統(tǒng)合管理〕；6代表六大保障體系〔平安防護體系、標準標準體系、管理調(diào)控體系、評價考核體系、技術(shù)研究體系和人才隊伍體系〕.

發(fā)電企業(yè)信息化系統(tǒng)發(fā)電企業(yè)分散控制系統(tǒng)DCS發(fā)電企業(yè)廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS

發(fā)電企業(yè)管理信息系統(tǒng)MIS

發(fā)電企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)ERP常見電力信息化系統(tǒng).輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)輸電線路具有特點：分散性大、距離長、難以巡視及維護等。目標：對輸電線路狀態(tài)運行、檢修管理、提升生產(chǎn)運行管理。因此對輸電線路本體及周邊環(huán)境以及氣象參數(shù)進行遠程監(jiān)測成為一項迫切工作。電壓等級在35kV~220kV〔也有500kV者〕，這一級網(wǎng)應(yīng)稱為次輸電網(wǎng).輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)：利用光纖傳感技術(shù)、電子測量技術(shù)、無線通訊技術(shù)、太陽能新能源技術(shù)、軟件技術(shù)對導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線弧垂、導(dǎo)線微風振動、導(dǎo)線舞動、次檔距震蕩、導(dǎo)線張力、絕緣子串風偏〔傾斜〕、桿塔應(yīng)力分布、桿塔傾斜、桿塔振動、桿塔根底滑移、絕緣子污穢、環(huán)境氣象、圖像〔視頻〕、桿塔塔材被盜等進行監(jiān)測。.

電力調(diào)度中心信息化SCADA/EMS系統(tǒng)電力市場交易系統(tǒng)電能量計量系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)常見電力信息化系統(tǒng).

主要針對發(fā)電和輸電系統(tǒng)，用于大區(qū)級電網(wǎng)和省級電網(wǎng)的調(diào)度中心。能量管理系統(tǒng)〔EMS〕是一套為電力系統(tǒng)控制中心提供數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和優(yōu)化，以及為電力市場提供交易方案平安分析效勞的計算機軟硬件系統(tǒng)的總稱，它包括為上層電力應(yīng)用提供效勞的支撐軟件平臺和為發(fā)電和輸電設(shè)備平安監(jiān)視和控制、經(jīng)濟運行提供支持的電力應(yīng)用軟件，其目的是用最小本錢保證電網(wǎng)的供電平安性。SCADA/EMS系統(tǒng).

變電站信息化系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)常見電力信息化系統(tǒng).

輸配電生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)配電管理系統(tǒng)DMS生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)MIS配電圖資地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS,自動作圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng))常見電力信息化系統(tǒng).

主要針對配電和用電系統(tǒng)，用于10kV以下的電網(wǎng)，供電和配電業(yè)務(wù)處在電力系統(tǒng)的末端，分散。

EMS管理的是人體主動脈集中DMS管理的那么是小血管和毛細血管。配電管理系統(tǒng)DMS.

用戶側(cè)信息系統(tǒng)電力營銷管理信息系統(tǒng)常見電力信息化系統(tǒng).電力信息化可分為兩大類應(yīng)用電力信息化可分為兩大類應(yīng)用:一是電力生產(chǎn)控制，如數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)(DCS)、配電管理系統(tǒng)(DMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)；二是電力企業(yè)管理，如管理信息系統(tǒng)(MIS)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、企業(yè)資產(chǎn)管理(EAM)、自動作圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)電力營銷系統(tǒng)等。.我國電力信息化建設(shè)中存在的問題

主要問題:信息的共享和平安問題.主要表達在:1)電力通信硬件設(shè)施的不斷完善。2)電力工業(yè)軟件系統(tǒng)不斷升級。3)進入“十一五〞之后,國家電網(wǎng)公司開始實施“SG186〞信息化工程電力信息化的成果.

1.4電力智能化概述智能電網(wǎng)是人類應(yīng)對能源危機的一種愿望和策略，綠色能源，是第四次工業(yè)革命。智能電網(wǎng)是飛速開展的信息技術(shù)與新能源變革融合在一起的產(chǎn)物，是信息革命和新能源革命的整合。.智能電網(wǎng)概念所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2．0〞，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的根底上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、平安、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用平安的目標，其主要特征包括自愈、鼓勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。智能電網(wǎng)的核心內(nèi)涵是實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，簡稱為“堅強的智能電網(wǎng)〔StrongSmartGrid〕〞。.

智能電網(wǎng)概念按照我國著名能源問題專家武建東的描述，將“智能電網(wǎng)〞稱之為“智能互動電網(wǎng)〞，是指在開放和互聯(lián)的信息模式根底上，通過加載系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備和升級電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網(wǎng)分級調(diào)度、綜合效勞等電力產(chǎn)業(yè)全流程的智能化、信息化、分級化互動管理，是集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的綜合性的效率變革。.

智能電網(wǎng)概念

余貽鑫院士認為智能電網(wǎng)是指一個完全自動化的供電網(wǎng)絡(luò)，其中每個用戶和節(jié)點都得到實時監(jiān)控，并保證從發(fā)電廠到用戶端電器之間的每一個點的信息的雙向流動。智能電網(wǎng)通過廣泛應(yīng)用的分布式智能和寬帶通訊，以及自動控制系統(tǒng)的集成，能保證市場交易的實時進行和電網(wǎng)上各成員之間的無縫連接及實時互動。.

智能電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀早在2001年美國提出Inteligrid概念，就將智能電網(wǎng)帶入了人們的視野，而它的大力開展主要得益于近年來中國政府和美國政府的強力推動?？傮w而言，智能電網(wǎng)在全球根本處于起步階段。奧巴馬上任后提出的能源方案，除了已公布的方案，美國還將著重集中對每年要消耗1200億美元的電路損耗和故障維修的電網(wǎng)系統(tǒng)進行升級換代，建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng)；開展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網(wǎng)的價值和效率，將逐步實現(xiàn)美國太陽能、風能、地熱能的統(tǒng)一入網(wǎng)管理；全面推進分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。.智能電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在歐洲、韓國以及日本，智能電網(wǎng)的工程也都在進行當中。日本智能電網(wǎng)與歐美不同，主要特征是積極地利用家庭進行太陽能發(fā)電。我國開展智能電網(wǎng)與美國及歐洲各國不同。美國開展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力主要為提高供電的可靠性，防止大面積停電事故，并防止恐怖襲擊等。而歐洲國家開展智能電網(wǎng)主要源于供電的平安性問題，即一次能源的缺乏、供電可靠性和電能質(zhì)量、供電能力以及環(huán)境問題。而中國那么將滿足可持續(xù)的高速開展的中國經(jīng)濟放在首要地位。.智能電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2021年5月21日，中國國家電網(wǎng)公司正式發(fā)布了舉世矚目的“建設(shè)堅強智能電網(wǎng)〞的研究報告，首次向社會公布了“智能電網(wǎng)〞的開展方案。中國的智能電網(wǎng)包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度共六個環(huán)節(jié)，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的‘智能’技術(shù)特征。.智能電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國的智能電網(wǎng)首先是一個堅強的電網(wǎng)，“堅強〞是智能電網(wǎng)的根底，就是在電網(wǎng)發(fā)生大的故障時，電網(wǎng)仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故，在自然災(zāi)害和極端氣候條件下或人為的外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的平安運行。其中，具有長距離、大容量輸電特征的特高壓電網(wǎng)將成為核心環(huán)節(jié)。這是由中國經(jīng)濟開展階段、能源集中分布特點所決定的。.智能電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國的智能電網(wǎng)，將分三個階段推進：2021年至2021年為規(guī)劃試點階段，重點開展“堅強智能電網(wǎng)〞開展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標準，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，及各環(huán)節(jié)試點工作；2021年至2021年為全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動效勞體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用并自主可控；2021年至2021年為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)〞，技術(shù)和裝備全面到達國際先進水平。.智能電網(wǎng)的內(nèi)涵由于處于起步階段，業(yè)界對智能電網(wǎng)的內(nèi)涵尚存在分歧。業(yè)界目前形成的共識是，智能電網(wǎng)將實現(xiàn)對可再生能源的充分利用，并將促進發(fā)電、輸電、配電、用電、維護方式的重大變革。發(fā):新能源(可再生)；輸:新材料智能調(diào)度智能變電站用:智能電度表，新用電模式(電動汽車)，儲能設(shè)備〔電力電子〕

.智能電網(wǎng)的內(nèi)涵發(fā)：分布式能源〔一次二次變革微網(wǎng)容許各種不同發(fā)電形式的接入國家重點實驗室名稱：華北電力大學“新能源電力系統(tǒng)〞國家重點實驗室〕輸變配：〔主要在二次變革，智能化〕用電：〔一次二次變革〕.智能電網(wǎng)的特點(1)自愈。電網(wǎng)發(fā)生故障時，智能電網(wǎng)中的設(shè)備應(yīng)根據(jù)故障類型及時發(fā)出信息并采取正確的措施，從而盡量減小故障給電網(wǎng)帶來的損失。(2)用戶參與。智能電網(wǎng)中用戶那么積極根據(jù)電價上下選擇性的用電；(3)抵御災(zāi)害能力;(4)有大量的分布式電源;(5)電力市場得以更好的開展。智能電網(wǎng)應(yīng)該擁有成熟的完整的電力市場運行模式，以減小輸電阻塞和其他限制。.智能電網(wǎng)與電力信息化智能電網(wǎng)是飛速開展的信息技術(shù)與新能源變革融合在一起的產(chǎn)物.智能電網(wǎng)將使電力信息化從數(shù)字化向智能化開展，智能電網(wǎng)是電力信息化的延續(xù)和飛躍。如何正確和全面理解“智能電網(wǎng)〞的內(nèi)涵與外延，如何打造中國特色的“智能電網(wǎng)〞，如何確定建設(shè)的根本思路、技術(shù)方案和開發(fā)實踐，以及對需要解決的關(guān)鍵問題進行剖析等，都是當前電力信息化和智能化的重要課題。.機遇與挑戰(zhàn)目前，在各種新能源仍處在研究階段時，依靠信息技術(shù)應(yīng)用推動智能電網(wǎng)綠色能源戰(zhàn)略是各國探索智能電網(wǎng)建設(shè)的先行策略。Ipv6(物聯(lián)網(wǎng)基于Ipv6)Linux下編程嵌入式操作系統(tǒng)及編程信息平安海量數(shù)據(jù)的深層挖掘(預(yù)警).“新能源電力系統(tǒng)〞國家重點實驗室“新能源電力系統(tǒng)〞國家重點實驗室的申報是學校在多年來長期開展的根底上，凝煉整合“大電力〞學科優(yōu)勢和新能源電力系統(tǒng)科研平臺特色，積極適應(yīng)國家能源電力未來開展需求，經(jīng)過大量認真充分的準備后，以學校對外開放5年多的“電力系統(tǒng)保護與動態(tài)平安監(jiān)控〞教育部重點實驗室為根底，整合“電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與控制〞教育部重點實驗室等科