智能電網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用

1、智能電網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用 姓名：肖雨露班級(jí)：電氣1204學(xué)號(hào)：201282250403一、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀智能電網(wǎng)是智慧城市不可或缺的重要組成部分，同時(shí)也為智慧城市的建設(shè)創(chuàng)造了必要的基礎(chǔ)條件，是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，有助于促進(jìn)清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，減少溫室氣體排放，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展；有助于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多種能源形式的互補(bǔ)，確保能源供應(yīng)的安全穩(wěn)定。 在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，智能電網(wǎng)戰(zhàn)略己成為國(guó)家重要戰(zhàn)略，智能電網(wǎng)建設(shè)在政府統(tǒng)一主導(dǎo)和支持下，集國(guó)家及相關(guān)企業(yè)的力量來(lái)推動(dòng)的。智能電網(wǎng)戰(zhàn)略已成為主要發(fā)達(dá)國(guó)家搶占未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)的重要戰(zhàn)略措施。美國(guó)政府圍繞智能電網(wǎng)建設(shè)，重點(diǎn)推

2、進(jìn)了核心技術(shù)研發(fā)，著手制定發(fā)展規(guī)劃。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院提出將分三個(gè)階段建立智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已公布“智能電網(wǎng)”的標(biāo)準(zhǔn)化框架、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針。歐洲目前，歐洲各國(guó)結(jié)合各自的科技優(yōu)勢(shì)和電力發(fā)展特點(diǎn)，開(kāi)展了各具特色的智能電網(wǎng)研究和試點(diǎn)項(xiàng)目，英法德等國(guó)家著重發(fā)展泛歐洲電網(wǎng)互聯(lián)，意大利著重發(fā)展智能電表及互動(dòng)化的配電網(wǎng)，而丹麥則著重發(fā)展風(fēng)力發(fā)電及其控制技術(shù)。 英國(guó)已制定出“2050年智能電網(wǎng)線路圖”，并支持智能電網(wǎng)技術(shù)的研究和示范，建設(shè)工作將嚴(yán)格按照路線圖執(zhí)行。在2012年，歐盟27個(gè)成員國(guó)及其聯(lián)系國(guó)克羅地亞、瑞士和挪威共30個(gè)國(guó)家投入智能電網(wǎng)研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)的總資本量達(dá)到18億歐元，共資助了281項(xiàng)

3、有關(guān)智能電網(wǎng)的研發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目。英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和意大利是歐盟智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)示范項(xiàng)目的四大主要投資國(guó)家，而丹麥?zhǔn)菤W盟智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)最活躍的國(guó)家。歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃（FP7）及歐盟層面的創(chuàng)新基金資助了95%的多國(guó)參與及緊密合作研發(fā)項(xiàng)目。歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃資助支持的研發(fā)項(xiàng)目主要集中在三大領(lǐng)域：電力消費(fèi)用戶與輸電網(wǎng)的雙向連接技術(shù)、提高輸電網(wǎng)能效技術(shù)、ICT輸電網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部、聯(lián)邦環(huán)境部和聯(lián)邦教研部提出“未來(lái)可實(shí)現(xiàn)的電力網(wǎng)絡(luò)”聯(lián)合倡議，倡議資助的研發(fā)計(jì)劃明確限定在電網(wǎng)領(lǐng)域，重點(diǎn)包括智能配電網(wǎng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及離岸風(fēng)電的連接和相關(guān)的接口等的應(yīng)用解決方案，同時(shí)也考慮能源相關(guān)的創(chuàng)

4、新研究、系統(tǒng)分析、標(biāo)準(zhǔn)化和環(huán)境方面的問(wèn)題。 歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定智能電網(wǎng)、智慧型電表以及電動(dòng)車充電三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。法國(guó)阿爾斯通公司與美國(guó)英特爾公司簽署全球合作協(xié)議，將在智能電網(wǎng)與智能城市等領(lǐng)域攜手合作，開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)和解決方案，將重點(diǎn)關(guān)注嵌入式智能和IT系統(tǒng)安全，將推出未來(lái)電網(wǎng)新架構(gòu)。法國(guó)電力公司通過(guò)建立智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。丹麥在2013年啟動(dòng)新的智能電網(wǎng)戰(zhàn)略，以推進(jìn)消費(fèi)者自主管理能源消費(fèi)的步伐。該戰(zhàn)略將綜合推行以小時(shí)計(jì)數(shù)的新型電表，采取多階電價(jià)和建立數(shù)據(jù)中心等措施，鼓勵(lì)消費(fèi)者在電價(jià)較低時(shí)用電。目前，丹麥在智能電網(wǎng)的研發(fā)和演示方面處于歐盟領(lǐng)先地位

5、。蘇格蘭坎伯諾爾德研究中心正在研究智能電網(wǎng)的優(yōu)化問(wèn)題，提升發(fā)電效率。該中心利用微電網(wǎng)對(duì)新技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，這是蘇格蘭智能大電網(wǎng)戰(zhàn)略的一部分。加拿大標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)公布的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)路線圖中建議建立一個(gè)指導(dǎo)委員會(huì)，來(lái)推進(jìn)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化和政策目標(biāo)制定工作。該路線圖的制定是在加拿大自然資源部和國(guó)際電工委員會(huì)下屬加拿大國(guó)家委員會(huì)的監(jiān)管下完成的。巴西巴西電力公司在2013年8月宣布其智能電網(wǎng)項(xiàng)目將采用無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)。這個(gè)項(xiàng)目是巴西最大的智能電網(wǎng)項(xiàng)目。到2015年，智能電網(wǎng)的觸角將伸及巴西圣保羅的各個(gè)城市區(qū)，滿足6萬(wàn)家用戶的電力需求。 日本2013年2月，日本電氣公司與意大利公司簽訂協(xié)議，開(kāi)發(fā)鋰離子儲(chǔ)能系統(tǒng)，用以安

6、裝在公司的一次變電站和二次變電站中。日本電氣公司將交付兩套儲(chǔ)能系統(tǒng)，并為儲(chǔ)能充放電狀態(tài)及溫度提供實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。2013年8月，東芝和東京電力公司共同出資成立新公司，開(kāi)展從智能電表、蓄電池等設(shè)備到系統(tǒng)運(yùn)用、維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)研究，聯(lián)手推進(jìn)海外智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)。東芝收購(gòu)全球最大的智能電表生產(chǎn)商瑞士蘭吉爾，在美國(guó)新墨西哥州應(yīng)用智能電表開(kāi)展夏季動(dòng)態(tài)響應(yīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使用的系統(tǒng)主要以東芝的電網(wǎng)控制監(jiān)視系統(tǒng)為核心，由東芝集團(tuán)智能電表綜合管理系統(tǒng)、儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及東芝解決方案株式會(huì)社的顧客信息管理系統(tǒng)組成。韓國(guó)韓國(guó)智能電網(wǎng)協(xié)會(huì)正在發(fā)起一項(xiàng)國(guó)家計(jì)劃，以鼓勵(lì)和支持符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的智能電網(wǎng)專利發(fā)展。該協(xié)會(huì)支持申請(qǐng)國(guó)際專

7、利的公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，并主持開(kāi)發(fā)未來(lái)可轉(zhuǎn)化為專利的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。2009年8月，國(guó)家電網(wǎng)啟動(dòng)第一批城市配電自動(dòng)化試點(diǎn)工程，第一批試點(diǎn)工程在北京、杭州、銀川、廈門4個(gè)城市的中心區(qū)域進(jìn)行。試點(diǎn)工程主要目標(biāo)是針對(duì)不同可靠性需求，采用合理的配電自動(dòng)化技術(shù)配置方案，建設(shè)具備系統(tǒng)自愈、用戶互動(dòng)、高效運(yùn)行、定制電力和分布式發(fā)電靈活接入等特征的智能配電網(wǎng)。第二批試點(diǎn)工程在第一批試點(diǎn)城市配電自動(dòng)化一期建設(shè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二期建設(shè)，重點(diǎn)是拓展分布式電源接入技術(shù)支持，完善配電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用及調(diào)控一體化技術(shù)支持平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制的一體化管理。在2011年公布的國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要中明確提出：依托信息、控制

8、和儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。目前，我國(guó)與歐美國(guó)家在智能電網(wǎng)建設(shè)方面處于同一起跑線上，國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)中的領(lǐng)先企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都很關(guān)注智能電網(wǎng)的發(fā)展。國(guó)家電網(wǎng)制定的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃，明確了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路線圖，是世界上首個(gè)用于引導(dǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家電網(wǎng)公司“十二五”智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)指出：到2015年，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)基本建成，智能電網(wǎng)效益初步顯現(xiàn)，國(guó)家電網(wǎng)智能化程度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。智能電網(wǎng)對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。我國(guó)發(fā)展的是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，具有堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)的特點(diǎn)。建設(shè)智能電網(wǎng)具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以調(diào)

9、整我國(guó)區(qū)域能源不平衡的問(wèn)題，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提供支持，促進(jìn)各種電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)全面升級(jí)，加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的替代。同時(shí)可以降低電網(wǎng)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)及建設(shè)成本，減少發(fā)電裝機(jī)投資和發(fā)電環(huán)節(jié)運(yùn)營(yíng)成本。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)所使用的特高壓輸電具有遠(yuǎn)距離、大容量和低損耗的優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)到2020年，建設(shè)運(yùn)行智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的節(jié)能量相當(dāng)于減少社會(huì)能源投入約1392億元，并可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳約13.8108t。我國(guó)已在與智能電網(wǎng)發(fā)展相關(guān)的清潔能源技術(shù)、電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)、輸配電技術(shù)、用電技術(shù)、信息通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等方面取得了一定的技術(shù)成果，但仍面臨許多問(wèn)題。需要政府在重大科技項(xiàng)目立項(xiàng)、電網(wǎng)項(xiàng)目核準(zhǔn)、電價(jià)、資金政策和標(biāo)準(zhǔn)制

10、定方面給予支持；并應(yīng)盡快啟動(dòng)智能電網(wǎng)框架設(shè)計(jì)，建立完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系；政府應(yīng)根據(jù)電力市場(chǎng)的壟斷狀況，制定出適合我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展的投資及控股制度。二、 智能電網(wǎng)技術(shù)介紹智能電網(wǎng)新型配電技術(shù)的應(yīng)用智能電網(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)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接收、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。從廣義上來(lái)說(shuō)，智能電

11、網(wǎng)包括可以優(yōu)先使用清潔能源的智能調(diào)度系統(tǒng)、可以動(dòng)態(tài)定價(jià)的智能計(jì)量系統(tǒng)以及通過(guò)調(diào)整發(fā)電、用電設(shè)備功率優(yōu)化負(fù)荷平衡的智能技術(shù)系統(tǒng)。電能不僅從集中式發(fā)電廠流向輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)直至用戶，同時(shí)電網(wǎng)中還遍布各種形式的新能源和清潔能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池、電動(dòng)汽車等等；此外，高速、雙向的通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制中心與電網(wǎng)設(shè)備之間的信息交互，高級(jí)的分析工具和決策體系保證了智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和優(yōu)化運(yùn)行。智能目標(biāo)智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)，就可以稱其為智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)必須更加可靠智能電網(wǎng)不管用戶在何時(shí)何地，都能提供可靠的電力供應(yīng)。它對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)

12、的問(wèn)題提出充分的告警，并能忍受大多數(shù)的電網(wǎng)擾動(dòng)而不會(huì)斷電。它在用戶受到斷電影響之前就能采取有效的校正措施，以使電網(wǎng)用戶免受供電中斷的影響。智能電網(wǎng)必須更加安全智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理的和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不會(huì)出現(xiàn)大面積停電或者不會(huì)付出高昂的恢復(fù)費(fèi)用。它更不容易受到自然災(zāi)害的影響。智能電網(wǎng)必須更加經(jīng)濟(jì)智能電網(wǎng)運(yùn)行在供求平衡的基本規(guī)律之下，價(jià)格公平且供應(yīng)充足。智能電網(wǎng)必須更加高效智能電網(wǎng)利用投資，控制成本，減少電力輸送和分配的損耗，電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效。通過(guò)控制潮流的方法，以減少輸送功率擁堵和允許低成本的電源包括可再生能源的接入。智能電網(wǎng)是自愈電網(wǎng)?！白杂敝傅氖前央娋W(wǎng)中有問(wèn)題的元件從系統(tǒng)中隔離出來(lái)并

13、且在很少或不用人為干預(yù)的情況下可以使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而幾乎不中斷對(duì)用戶的供電服務(wù)。從本質(zhì)上講，自愈就是智能電網(wǎng)的“免疫系統(tǒng)”。這是智能電網(wǎng)最重要的特征。自愈電網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)不斷的在線自我評(píng)估以預(yù)測(cè)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問(wèn)題，并立即采取措施加以控制或糾正。自愈電網(wǎng)確保了電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。自愈電網(wǎng)將盡量減少供電服務(wù)中斷，充分應(yīng)用數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，執(zhí)行決策支持算法，避免或限制電力供應(yīng)的中斷，迅速恢復(fù)供電服務(wù)?；趯?shí)時(shí)測(cè)量的概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將確定最有可能失敗的設(shè)備、發(fā)電廠和線路；實(shí)時(shí)應(yīng)急分析將確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預(yù)警，確定

14、是否需要立即進(jìn)行檢查或采取相應(yīng)的措施；和本地和遠(yuǎn)程設(shè)備的通信將幫助分析故障、電壓降低、電能質(zhì)量差、過(guò)載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些分析，采取適當(dāng)?shù)目刂菩袆?dòng)。自愈電網(wǎng)經(jīng)常應(yīng)用連接多個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式。當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問(wèn)題時(shí)，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進(jìn)的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進(jìn)行通信，以切除故障元件或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到另外的可靠的電源上，同時(shí)傳感器還有檢測(cè)故障前兆智能電網(wǎng)將減輕來(lái)自輸電和配電系統(tǒng)中的電能質(zhì)量事件。通過(guò)其先進(jìn)的控制方法監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的基本元件，從而快速診斷并準(zhǔn)確地提出解決任何電能質(zhì)量事件的方案。此外，智能電網(wǎng)的設(shè)計(jì)還要考慮減少由于閃電、開(kāi)關(guān)涌流、線路故障和諧波源引起的電能質(zhì)量的擾

15、動(dòng)，同時(shí)應(yīng)用超導(dǎo)、材料、儲(chǔ)能以及改善電能質(zhì)量的電力電子技術(shù)的最新研究成果來(lái)解決電能質(zhì)量的問(wèn)題。另外，智能電網(wǎng)將采取技術(shù)和管理手段，使電網(wǎng)免受由于用戶的電子負(fù)載所造成的電能質(zhì)量的影響，將通過(guò)監(jiān)測(cè)和執(zhí)行相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，限制用戶負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)。除此之外，智能電網(wǎng)將采用適當(dāng)?shù)臑V波器，以防止諧波污染送入電網(wǎng)，惡化電網(wǎng)的電能質(zhì)量的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)地提出預(yù)警信息。三、研究心得電力技術(shù)飛速發(fā)展，信息科技日新月異，我們要有一種十分強(qiáng)烈的自覺(jué)學(xué)習(xí)要求，要不斷學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)步才能不被崗位淘汰。翻老黃歷，吃老本的日子早已一去不返?！澳嫠兄郏贿M(jìn)則退”。只爭(zhēng)朝夕，發(fā)奮學(xué)習(xí)，才是在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中求得生存的根本之道。我們要進(jìn)行系統(tǒng)技能學(xué)習(xí)，以適應(yīng)電力技術(shù)發(fā)展的需要。記得莎士比亞曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“學(xué)問(wèn)是我們隨身的財(cái)產(chǎn)，我們自己在什么地方，我們的學(xué)問(wèn)跟著我們?cè)谝黄??！睂W(xué)無(wú)止境，只有通過(guò)