智能電網(wǎng)-第3章 主要特征

3智能電網(wǎng)的主要特征3.1自愈3.2互動(dòng)3.3堅(jiān)強(qiáng)3.4優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)3.5兼容各種發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)3.6活躍市場(chǎng)3.7優(yōu)化資產(chǎn)和高效運(yùn)行智能電網(wǎng)的七大特征根據(jù)美國(guó)能源局現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展報(bào)告，目前的論述普遍采用這一說法：1)

具有自我修復(fù)的能力（自愈）

2)

激發(fā)用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)的運(yùn)作（互動(dòng)）

3)

抵御襲擊（堅(jiān)強(qiáng)）

4)

提供高質(zhì)量的電能，減少停電損失（優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)）

5)

能夠容納各種發(fā)電和蓄電形式（新能源參與）

6)

繁榮電力市場(chǎng)

7)

優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行，降低電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用1)

具有自我修復(fù)的能力（自愈）故障發(fā)生時(shí)，沒有人工干預(yù)的情況下，快速隔離故障、自我恢復(fù)，避免大面積停電的發(fā)生。

CenterPoint公司在休斯頓的一次實(shí)驗(yàn)：人造閃電模擬停電，智能電網(wǎng)在極短時(shí)間內(nèi)識(shí)別并恢復(fù)系統(tǒng)中最重要的部分，然后繼續(xù)進(jìn)行全面恢復(fù)。系統(tǒng)重新確定輸電線路，從而保證在公用事業(yè)公司派出修理人員同時(shí)，不會(huì)中斷服務(wù)。2)

激發(fā)用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)的運(yùn)作（互動(dòng)）省電：電價(jià)高時(shí)不用電，電價(jià)低時(shí)才用電。洗衣用什么電，做飯用什么電。賣電：居民通過太陽能板、小型風(fēng)電和電動(dòng)汽車等分布式電源的應(yīng)用，向他們的鄰居或電網(wǎng)賣電。智能電網(wǎng)將在能源產(chǎn)業(yè)中旋起一股革命浪潮。同樣地，那些擁有可再生能源或后備電源系統(tǒng)的大型商業(yè)用戶可以在峰負(fù)荷時(shí)提供電能，尤其在夏季空調(diào)負(fù)荷猛增的時(shí)候。3)

抵御襲擊（堅(jiān)強(qiáng)）智能電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)采集和分析電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，通過計(jì)算機(jī)的分析，預(yù)測(cè)大面積停電事故發(fā)生的可能，并在事故發(fā)生前切斷或隔離事發(fā)區(qū)域。從而減少受影響區(qū)域。2003年，加利福尼亞州大停電，造成巨額損失。4)

優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)智能電網(wǎng)不會(huì)有電壓跌落、電壓尖刺、擾動(dòng)和中斷等電能質(zhì)量問題，適應(yīng)數(shù)據(jù)中心、計(jì)算機(jī)、電子和自動(dòng)化生產(chǎn)線的需求。5)

兼容各種發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)智能電網(wǎng)將安全、無縫地容許各種不同類型的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入系統(tǒng)，簡(jiǎn)化聯(lián)網(wǎng)的過程，類似于“即插即用”，如光伏發(fā)電、風(fēng)電、插式混合動(dòng)力汽車和燃料電池。6)

活躍市場(chǎng)更自由的買賣：處于不同地理位置的各種能源形式能夠被便捷地賣給位于任何位置的用戶。

用戶：買方身份和賣方身份分時(shí)電價(jià)和實(shí)時(shí)電價(jià)7)

優(yōu)化資產(chǎn)和高效運(yùn)行最佳的容量、最佳的狀態(tài)和最佳的運(yùn)行：智能電網(wǎng)通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間給出需要維修設(shè)備的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。此外，先進(jìn)的信息技術(shù)將提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并將集成到現(xiàn)有的企業(yè)范圍的系統(tǒng)中，大大加強(qiáng)其能力，以優(yōu)化運(yùn)行和維修過程。這些信息將為設(shè)計(jì)人員提供更好的工具，創(chuàng)造出最佳的設(shè)計(jì)來，為規(guī)劃人員提供所需的數(shù)據(jù)，從而提高其電網(wǎng)規(guī)劃的能力和水平。這樣，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用以及電網(wǎng)建設(shè)投資將得到更為有效的管理。

智能電網(wǎng)主要特征：

堅(jiān)強(qiáng)、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化

智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)性特征（1）堅(jiān)強(qiáng)性（Robust/Strong）

在電網(wǎng)發(fā)生小擾動(dòng)和大擾動(dòng)故障時(shí)，電網(wǎng)仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積的停電事故；在電網(wǎng)發(fā)生極端故障時(shí)，如自然災(zāi)害和極端氣候條件下、或人為的外力破壞，仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；二次系統(tǒng)具有確保信息安全的能力和防計(jì)算機(jī)病毒破壞的能力。（2）

自愈性（Self-Healing）具有實(shí)時(shí)、在線連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力具有強(qiáng)大的預(yù)警控制系統(tǒng)和預(yù)防控制能力具有自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。智能電網(wǎng)自愈性特征（3）

兼容性（Compatible）能支持可再生能源的正確、合理地接入適應(yīng)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的接入能使需求側(cè)管理的功能更加完善實(shí)現(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng)。智能電網(wǎng)兼容性特征（4）經(jīng)濟(jì)性(Economical)

支持火電和水火電聯(lián)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行支持電力市場(chǎng)和電力交易系統(tǒng)提供清潔和優(yōu)質(zhì)電力實(shí)現(xiàn)資源的合理配置降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性特征（5）集成（Integrated）實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精細(xì)化的管理智能電網(wǎng)集成性特征（6）優(yōu)化（Optimized）優(yōu)化資產(chǎn)的利用率降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。智能電網(wǎng)優(yōu)化特征中國(guó)智能電網(wǎng)的提法和4個(gè)特征

（StrongSmartGrid

）（1）數(shù)字化：

數(shù)字化電網(wǎng)、數(shù)字化電表與數(shù)字化用電設(shè)備（2）信息化：

市場(chǎng)信息、電網(wǎng)信息、用戶信息與寬帶通信形成的信息平臺(tái)（3）自動(dòng)化：

大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制（高級(jí)智能調(diào)度），變電站自動(dòng)化與用戶用電系統(tǒng)智能控制（4）互動(dòng)化：

電網(wǎng)、發(fā)電與用戶以信息為基礎(chǔ)的互動(dòng)

在上述特征中，自愈是智能電網(wǎng)所有功能中最為重要的一種功能，也是電力基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害戰(zhàn)略研究中的一個(gè)重要方面。能夠自動(dòng)恢復(fù)的智能電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)的三大目標(biāo)（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速反應(yīng)。一系列傳感器將監(jiān)測(cè)電壓、電流等重要電氣參數(shù)和部件的運(yùn)行狀況，這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠讓系統(tǒng)不斷地進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。（2）預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)必須不斷尋找可能引發(fā)較大事故的隱患，計(jì)算機(jī)將評(píng)估這些隱患及可能帶來的后果，確定若干種補(bǔ)救方案，并模擬每種方案的實(shí)施效果，將最有效的解決方案提供給調(diào)度人員。調(diào)度員則調(diào)配電網(wǎng)中的許多自動(dòng)控制裝置，迅速采取相應(yīng)的措施。（快速超前模擬）（3）隔離。一旦故障發(fā)生，整個(gè)電網(wǎng)就將拆分為若干個(gè)孤立的“島嶼”，每一部分都必須獨(dú)立運(yùn)作。檢修人員修復(fù)故障線路之后，調(diào)度人員就可以將每座孤島平穩(wěn)的重新連入整個(gè)電網(wǎng)中。自愈功能研究的新進(jìn)展復(fù)雜交互式3S電網(wǎng)安全性研究的最重要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)3S電網(wǎng)的自愈功能。自愈功能的目標(biāo)是：實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)行為、應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)可能發(fā)生的各種事件組合、防止大面積停電，并快速?gòu)木o急狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)自愈功能的方法，可概括為快速仿真決策、協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制和分布能源（DER）集成等3個(gè)方面。目前在這3個(gè)方面都已取得了不少新進(jìn)展。自愈功能研究的新進(jìn)展(1)事件響應(yīng)的快速仿真決策

事件響應(yīng)的快速仿真決策，既不同于傳統(tǒng)的預(yù)防性控制的靜態(tài)安全分析和安全對(duì)策，也較由基于PMU的WAMS所組成的動(dòng)態(tài)安全性評(píng)估(DSA)有所發(fā)展，主要增加了故障發(fā)展快速仿真的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)功能，為調(diào)度員提供緊急狀態(tài)下的決策支持。自愈功能研究的新進(jìn)展

預(yù)測(cè)功能包括故障引發(fā)的系統(tǒng)震蕩和級(jí)聯(lián)事件的發(fā)展，如存在可能導(dǎo)致大面積停電的高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，將實(shí)施主動(dòng)解列靈活分區(qū)、以及有關(guān)系統(tǒng)的分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制。

研發(fā)實(shí)現(xiàn)快速仿真的預(yù)測(cè)方法有兩個(gè)方向：

—靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)特性相結(jié)合的分析計(jì)算；

—基于信號(hào)分析的實(shí)時(shí)直接測(cè)量推算。這兩個(gè)方向?qū)α繙y(cè)信號(hào)的精度、數(shù)據(jù)交換的速度和分析計(jì)算方法都提出了較高要求，且都有許多研究課題，如模型分析應(yīng)能實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算；信號(hào)分析要求PMU的精度達(dá)到

0.001Hz(0.02ms)等。自愈功能研究的新進(jìn)展

諸多研發(fā)項(xiàng)目中，美國(guó)OSIsoft公司初見成效的實(shí)時(shí)性能管理值得注意：

—預(yù)測(cè)震蕩發(fā)展的實(shí)時(shí)性能管理；實(shí)時(shí)性能管理不能預(yù)測(cè)震蕩，但震蕩發(fā)生后通過實(shí)時(shí)跟蹤可捕捉修正反映頻率下降的動(dòng)態(tài)特征信息，可預(yù)測(cè)出一定時(shí)段內(nèi)的震蕩發(fā)展趨勢(shì)。2005年9月12日，美國(guó)OSIsoft的

PMU實(shí)時(shí)性能管理系統(tǒng)，在幾百公里外就已經(jīng)根據(jù)震蕩發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)出洛杉磯隨后要發(fā)生的擴(kuò)大的停電事故。自愈功能研究的新進(jìn)展

▼這次洛杉磯大停電事故有200萬居民受到了停電事故影響，洛杉磯附近的伯班克和格倫代爾兩個(gè)城市也發(fā)生了停電。因有部分城市從洛杉磯購(gòu)買電力，因此也受到了波及。▼事故發(fā)生后，洛杉磯警方便宣布進(jìn)入“全面戰(zhàn)術(shù)警戒”狀態(tài)，每個(gè)執(zhí)勤警察都不能離開工作崗位。在2001年9·11

事件發(fā)生四周年的9月11日，基地組織成員在一盤錄像帶中發(fā)出威脅稱，要對(duì)洛杉磯和澳大利亞墨爾本發(fā)動(dòng)恐怖襲擊。而在第二天便發(fā)生了這樣大規(guī)模的停電這個(gè)時(shí)機(jī)曾“引起了高度的關(guān)注”。不過洛杉磯水電局發(fā)現(xiàn)，大停電是一名工作人員錯(cuò)誤切斷了一根電纜而引起的。經(jīng)過緊急搶修，大部分地區(qū)在兩個(gè)半小時(shí)后陸續(xù)恢復(fù)了電力。到當(dāng)?shù)貢r(shí)間下午5點(diǎn)，洛衫磯全市供電恢復(fù)正常。自愈功能研究的新進(jìn)展—系列事件的快速仿真預(yù)測(cè)。▼應(yīng)用事件的快速仿真，能預(yù)測(cè)連鎖跳閘和人為干預(yù)所導(dǎo)致的事態(tài)發(fā)展。

▼OSIsoft通過快速事件仿真與震蕩發(fā)展預(yù)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，可仿真出2003年經(jīng)由2h演變而成的“8.14”大停電事故全過程。自愈功能研究的新進(jìn)展▼過去對(duì)電網(wǎng)發(fā)生大停電事故時(shí)之所以對(duì)信息爆炸瞬息的震蕩情況捕捉不準(zhǔn)，其原因除平臺(tái)吞吐能力受限外，主要是PMU的實(shí)時(shí)采集信息未經(jīng)濾波、壓縮、修正等處理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集存在誤差，據(jù)此所進(jìn)行的震蕩發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)當(dāng)然會(huì)失敗?，F(xiàn)在像OSIsoft、RTsoft(俄羅斯)等公司對(duì)PMU實(shí)時(shí)采集的信息進(jìn)行濾波、壓縮、修正等處理后震蕩發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)才得以實(shí)現(xiàn)。自愈功能研究的新進(jìn)展▼當(dāng)前對(duì)靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)特性相結(jié)合的分析計(jì)算以及對(duì)PMU的布點(diǎn)、精度和測(cè)試要求的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。如俄羅斯РТсофт

（RTsoft)公司生產(chǎn)的PMU其精度已達(dá)到0.001Hz(0.02ms)。自愈功能研究的新進(jìn)展(2)分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制●傳統(tǒng)的監(jiān)視控制方式，由相對(duì)集中的獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)度員/區(qū)域輸電機(jī)構(gòu)（ISO/RTO）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、區(qū)域EMS、配電管理系統(tǒng)（DMS）、廠站自動(dòng)化，以及大量分布的繼電保護(hù)、穩(wěn)定補(bǔ)救、現(xiàn)場(chǎng)控制器、就地?zé)o功補(bǔ)償和其他智能控制等共同組成而各司其能?！襁@些應(yīng)用系統(tǒng)和裝置，不僅不易相互協(xié)調(diào)，而且還存在一些諸如隱藏故障、脆弱性和適應(yīng)性等問題。特別是在瞬息萬變的緊急狀態(tài)下，基于離線研究的“事先整定、實(shí)時(shí)動(dòng)作”的分布執(zhí)行裝置，往往適應(yīng)不了系統(tǒng)的變化，因而更不能在高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)主動(dòng)解列、靈活分區(qū)、實(shí)現(xiàn)分布控制了。自愈功能研究的新進(jìn)展●具有自愈功能的CIG中有關(guān)分布協(xié)調(diào)/自適應(yīng)控制的研發(fā)目的就是為了解決這些難題。SPID所采用的面向代理(AgentOriented，AO)的3層Multi-Agent結(jié)構(gòu)為解決靈活分區(qū)導(dǎo)致的繼電保護(hù)、穩(wěn)定補(bǔ)救和無功補(bǔ)償裝置定值的自適應(yīng)修改，以及實(shí)現(xiàn)解列后包括發(fā)電在內(nèi)的分布式發(fā)電DG系統(tǒng)和變電站的分布式智能控制，提供了一個(gè)新途徑。自愈功能研究的新進(jìn)展—電力基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略防御系統(tǒng)SPID（StrategicPowerInfrastructureDefenseSystem）的概念▼SPID是由美國(guó)國(guó)防部牽頭，有EPRI和華盛頓大學(xué)等單位參與，投資3000萬美元、歷時(shí)5

年(1999～2003)完成的一項(xiàng)前期工作。它是美國(guó)就電力、電信、金融、交通等影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大的復(fù)雜系統(tǒng)所開展的政府、工業(yè)、大學(xué)協(xié)同研究項(xiàng)目(GICUR)之一。整個(gè)項(xiàng)目將于2025年完成，最終達(dá)到具有承受、應(yīng)對(duì)各種意外及快速恢復(fù)的自愈能力。自愈功能研究的新進(jìn)展▼EPS通過發(fā)電廠，經(jīng)輸、配電網(wǎng)向數(shù)百萬用戶供電，而在EPS上覆蓋了由實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)、傳感器、執(zhí)行終端和控制中心組成的ICS(GPS、低軌道人造衛(wèi)星、因特網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、光纖網(wǎng)等)和MCS(傳感器、人工智能、故障分析決策等)。

美國(guó)SPID的智能化體系結(jié)構(gòu)自愈策略

LED人造衛(wèi)星IntranetInternet脆弱性評(píng)估故障分析

決策與調(diào)度

信息/傳感GPS人造衛(wèi)星—SPID系統(tǒng)采用AO技術(shù)的3層多代理結(jié)構(gòu)▼響應(yīng)層：它起效應(yīng)器（Effectors）的作用，執(zhí)行各項(xiàng)命令，包括發(fā)電調(diào)節(jié)、保護(hù)動(dòng)作；▼協(xié)調(diào)層：負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)處理評(píng)估層和響應(yīng)層的關(guān)系，保證決策和執(zhí)行協(xié)調(diào)配合，包括事件/警報(bào)過濾、模型更新、故障隔離、頻率穩(wěn)定、命令解釋；▼評(píng)估層：負(fù)責(zé)評(píng)價(jià)、論證和決策，事件預(yù)測(cè)、脆弱性評(píng)估、隱藏故障監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、恢復(fù)、規(guī)劃、通信。主要功能有脆弱性評(píng)估(電力和通信系統(tǒng)的快速在線評(píng)估)，故障分析(隱藏故障監(jiān)視)，自愈戰(zhàn)略(自適應(yīng)卸負(fù)荷、發(fā)電、解列保護(hù))，信息和傳感(衛(wèi)星、因特網(wǎng)、通信系統(tǒng)監(jiān)視和控制)等。用以防護(hù)來自自然災(zāi)害、人為錯(cuò)誤、電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、信息和通信系統(tǒng)故障、蓄意破壞等對(duì)電力設(shè)施的威脅。

SPID系統(tǒng)面向代理的響應(yīng)、協(xié)調(diào)、評(píng)估3層結(jié)構(gòu)

協(xié)調(diào)層評(píng)估層

控制

閉鎖信號(hào)控制計(jì)劃/決策模型更新一致性檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整代理電力系統(tǒng)事件/告警輸入恢復(fù)代理計(jì)劃代理事件檢測(cè)代理隱性事故監(jiān)視代理脆弱性評(píng)估代理模型更新代理事件/告警過濾代理頻率穩(wěn)定性代理事故隔離代理

發(fā)電代理保護(hù)代理命令解釋代理知識(shí)/決策交流通信代理響應(yīng)層自愈功能研究的新進(jìn)展(3)關(guān)于分布能源DER(distributedenergyresource)●分布能源主要包括分散發(fā)電，分布儲(chǔ)能，和具有潛在功率產(chǎn)品價(jià)值的需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)資源三部分?！癯嫦螂娋W(wǎng)的抽水儲(chǔ)能電站外，三者不僅同屬供用電范疇，彼此之間的聯(lián)系也很密切。如分散發(fā)電與分布儲(chǔ)能組成功能互補(bǔ)的微網(wǎng)，并可參與需求響應(yīng)資源的負(fù)荷響應(yīng)程序等。

自愈功能研究的新進(jìn)展

●分布能源集成主要將配電系統(tǒng)中的分散發(fā)電設(shè)備，包括緊急狀態(tài)下為防止停電用戶所作出的反應(yīng)(需求側(cè)響應(yīng)資源)，納入配電管理系統(tǒng)(DMS)和配電自動(dòng)化DA(distributionautomation)系統(tǒng)，使DER在電力系統(tǒng)正常、緊急和恢復(fù)狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)行。由此可看出，自愈電網(wǎng)的

基礎(chǔ)實(shí)際上就是自愈配網(wǎng)。

3.2互動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行與批發(fā)、零售電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無縫銜接，支持電力交易的有效開展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置；同時(shí)通過市場(chǎng)交易更好的激勵(lì)電力市場(chǎng)主體參與電網(wǎng)安全管理，提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。3.2互動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行與批發(fā)、零售電力市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無縫銜接，支持電力交易的有效開展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置；同時(shí)通過市場(chǎng)交易更好地激勵(lì)電力市場(chǎng)主體參與電網(wǎng)安全管理，提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。3.2互動(dòng)(1)特性首先，智能電網(wǎng)必須滿足用戶的主要目標(biāo)。電網(wǎng)應(yīng)該以一種自動(dòng)化的、低成本的方式來讓用戶參與到電網(wǎng)中來，這個(gè)系統(tǒng)必須具備如下特性：1)保持電力企業(yè)和用戶之間的規(guī)則、政策和協(xié)議的一致性；2)在需要時(shí)提供電力或者減小負(fù)荷；3)補(bǔ)貼節(jié)省的費(fèi)用3.2互動(dòng)(2)關(guān)鍵部件/技術(shù)1)在用戶耗能過程中，需要采用多種智能電網(wǎng)的組件來為用戶提供更多的選擇，用于和電網(wǎng)之間的聯(lián)系；2)用戶應(yīng)用必須可靠，并且容易使用，防止篡改；3)軟件應(yīng)用，軟件根據(jù)電價(jià)在用戶設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)，自動(dòng)管理用戶的用電行為；4)智能通信表計(jì)，應(yīng)能同時(shí)測(cè)量用戶的用電情況和電網(wǎng)參數(shù)，以輔助電力企業(yè)以盡可能低的成本提供所需要的服務(wù)；5)交易過程、費(fèi)率以及刺激計(jì)劃能同時(shí)服務(wù)于用戶和電力企業(yè)。3.3堅(jiān)強(qiáng)不管發(fā)生物理攻擊還是信息攻擊，智能電網(wǎng)必須抵制兩種不同的攻擊戰(zhàn)略：（1）對(duì)電力系統(tǒng)的攻擊，基礎(chǔ)設(shè)施本身就是主要的攻擊對(duì)象；（2）通過對(duì)電力系統(tǒng)的攻擊，利用電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攻擊其他基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，如電信、財(cái)政或者政府。3.3堅(jiān)強(qiáng)安全決策應(yīng)該具有優(yōu)先權(quán)考慮3.3堅(jiān)強(qiáng)系統(tǒng)需求必須包括1)實(shí)現(xiàn)自愈的能力；2)有能力實(shí)現(xiàn)島嶼式工作；3)提供更高級(jí)的自動(dòng)化，廣域網(wǎng)監(jiān)測(cè)和電力配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制；4)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行備用設(shè)置；5)使用分布式資源；6)確保新添加的設(shè)備和控制系統(tǒng)不造成新的攻擊弱點(diǎn)；7)通過電網(wǎng)預(yù)測(cè)模型和決策支持工具，對(duì)即將發(fā)生的破壞實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。3.3堅(jiān)強(qiáng)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的條件：

在電網(wǎng)網(wǎng)架方面,特高壓交流試驗(yàn)示范工程成功投運(yùn)并穩(wěn)定運(yùn)行，全面掌握了特高壓輸變電核心技術(shù)，后續(xù)交直流特高壓工程全面推進(jìn)，為加快發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)在大電網(wǎng)運(yùn)行控制方面,調(diào)度技術(shù)裝備水平國(guó)際一流，自主研發(fā)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用；廣域相量測(cè)量、在線安全穩(wěn)定分析等新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用居世界領(lǐng)先地位在信息平臺(tái)建設(shè)方面,“三縱四橫”的電力通信主干網(wǎng)絡(luò)，形成了以“SG186”工程為代表的國(guó)家電網(wǎng)信息系統(tǒng)集成開發(fā)整合工作已取得階段性成果，ERP、營(yíng)銷、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)已完成建設(shè)試點(diǎn)并大規(guī)模推廣。

在研究體系方面,形成了目前世界上實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ顝?qiáng)、技術(shù)水平最高的特高壓試驗(yàn)研究體系，具備了世界上最高參數(shù)的高電壓、強(qiáng)電流試驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)研究能力達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在發(fā)展智能電網(wǎng)方面,堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)試點(diǎn)工作已逐步開展，一體化的智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)已完成基礎(chǔ)平臺(tái)開發(fā)；大用戶負(fù)荷管理和低壓集中抄表系統(tǒng)已安裝使用約900萬戶，用電信息采集系統(tǒng)研究全面開展；啟動(dòng)了高級(jí)調(diào)度中心、統(tǒng)一信息平臺(tái)和用戶側(cè)智能電網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)工作。在大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)及分散式儲(chǔ)能方面,開展了光伏發(fā)電監(jiān)控及并網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)研究，建立了風(fēng)電接入電網(wǎng)仿真分析平臺(tái)，制訂了風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，開展了電化學(xué)儲(chǔ)能等前沿課題基礎(chǔ)性研究工作。在體制方面,國(guó)家電網(wǎng)公司業(yè)務(wù)范圍涵蓋從線路、變電、配電到用電服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、快速推進(jìn)等方面存在明顯的體制優(yōu)勢(shì)。統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)國(guó)家國(guó)家對(duì)能源、對(duì)電網(wǎng)的期望，從國(guó)家的政策可以看出，是節(jié)能減排，提高能源利用效率。電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司主要關(guān)注是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

用戶用戶關(guān)注電費(fèi)支出和用電可靠性。

一個(gè)技術(shù)解決方案的內(nèi)容和目的，要滿足各利益相關(guān)方的期望。智能電網(wǎng)的利益相關(guān)者主要是國(guó)家、電網(wǎng)公司和用戶三部分。統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)

智能電網(wǎng)的目標(biāo)是提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，降低用戶的電費(fèi)支出，并提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。如果智能電網(wǎng)能夠達(dá)到上述目標(biāo)，就能獲得各個(gè)利益方的支持，其發(fā)展前景也會(huì)更加廣闊，這也是我們思考智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。劉振亞總經(jīng)理就統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)表述為：建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)容統(tǒng)一：表明堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)為原則，以統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、試點(diǎn)先行、整體推進(jìn)為工作方針。堅(jiān)強(qiáng)：建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)。具體包括：特高壓輸電網(wǎng)、受端電網(wǎng)、配電網(wǎng)的建設(shè)。智能：信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化是智能電網(wǎng)的特征。主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用戶、調(diào)度等六大環(huán)節(jié)和通信信息平臺(tái)。

堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)容

由交、直流組成的特高壓輸電網(wǎng)，直流具備主要的輸電職能，是大容量、遠(yuǎn)距離輸電的直達(dá)快車，其電力消納必須依托堅(jiān)強(qiáng)的交流電網(wǎng)支撐，交流除具有輸電屬性外，最重要的是具有網(wǎng)絡(luò)屬性，能夠跟蹤發(fā)電廠和用戶需求的變化，在各種運(yùn)行方式和故障情況下，實(shí)時(shí)保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，保證用戶的安全、可靠用電。構(gòu)建交直流并聯(lián)運(yùn)行的混合電網(wǎng)，能夠充分發(fā)揮特高壓交直流的作用。規(guī)劃的特高壓交、直流混合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理，協(xié)調(diào)運(yùn)行，提高了電網(wǎng)抵御嚴(yán)重故障的能力。

特高壓輸電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的內(nèi)容

受端電網(wǎng)建設(shè)要圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)與特高壓電網(wǎng)的有效銜接，通過優(yōu)化建設(shè)以500kV為主220kV為輔的受端網(wǎng)絡(luò)，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)行分片運(yùn)行，有效解決系統(tǒng)短路電流特別是220kV短路電流超標(biāo)的問題。

受端電網(wǎng)中低壓配網(wǎng)

中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)，按智能電網(wǎng)建設(shè)的要求，將承擔(dān)中小型新能源（風(fēng)電、太陽能電站和分布式電源）的接入，更要保證對(duì)各類用戶的供電可靠性，達(dá)到“自愈”的標(biāo)準(zhǔn)。

堅(jiān)強(qiáng)（一）滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電力的需求

通過建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，提高電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置資源能力，實(shí)現(xiàn)電力遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸送，滿足經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)電力的需求。（二）應(yīng)對(duì)資源環(huán)境問題帶來的挑戰(zhàn)通過建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源集約化開發(fā)、大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送和高效利用，改善能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的作用（四）滿足多元化用電服務(wù)需求

通過建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，提高電能質(zhì)量和供電可靠性，創(chuàng)新商業(yè)服務(wù)模式，提升電網(wǎng)與用戶雙向互動(dòng)能力和用電增值服務(wù)水平。（三）適應(yīng)發(fā)用電多樣化的發(fā)展要求通過建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各類集中/分布式電源、儲(chǔ)能裝置和用電設(shè)施并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)化和電網(wǎng)運(yùn)行控制智能化，提高電力系統(tǒng)資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)效益和全社會(huì)的能源效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的作用

中國(guó)政府提出了在2020年實(shí)現(xiàn)單位GDP碳減排40%-45%的目標(biāo)，各省區(qū)也承擔(dān)著相應(yīng)的碳減排重任。智能電網(wǎng)可以通過各種方式大幅削減電能消耗和碳排放，例如：更多清潔能源的接入、電網(wǎng)損耗的降低、用電效率的提高、電動(dòng)汽車的推廣等。目前，國(guó)家電網(wǎng)公司正在開展《智能電網(wǎng)與低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)境發(fā)展》研究，通過逐項(xiàng)分析智能電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)對(duì)二氧化碳減排的作用，分析智能電網(wǎng)對(duì)2020年單位GDP減排的直接和間接效果，梳理減排途徑，為政府部門提供決策支撐。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與應(yīng)對(duì)全球氣候變化3.4優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)智能電網(wǎng)能夠根據(jù)不同的價(jià)格提供不同等級(jí)的電能。智能電網(wǎng)能夠減小由于輸配電元件引起的電能質(zhì)量問題。它的高級(jí)控制方法將監(jiān)測(cè)必要的組件，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量問題的快速診斷和周密解決方案。電網(wǎng)設(shè)計(jì)還會(huì)考慮減小由于閃電、開關(guān)浪涌、線路故障和諧波源等問題引起的電能質(zhì)量擾動(dòng)。智能電網(wǎng)有助于減輕用戶側(cè)的電子負(fù)荷對(duì)電力系統(tǒng)的影響。電能質(zhì)量問題的提出

電能是一種特殊的商品，既具有以商品形式向用戶出售的性質(zhì),又具有為千百萬用戶服務(wù)的公用事業(yè)性質(zhì)。由于電能的供應(yīng)帶有一定的壟斷性（特別是國(guó)內(nèi)），電力用戶往往在使用電力企業(yè)所供的電能時(shí)，對(duì)其質(zhì)量的波動(dòng)或不良情況也無可奈何。故早期制訂的常規(guī)電能標(biāo)準(zhǔn),其要求不夠嚴(yán)格，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒有重大改進(jìn)。用戶與電力企業(yè)之間矛盾不斷發(fā)生

20世紀(jì)后半世紀(jì)，世界科技發(fā)展速度加快,特別是信息產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)，傳統(tǒng)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已無法適應(yīng)用戶需要,迫使電力企業(yè)和有關(guān)學(xué)術(shù)組織不得不對(duì)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作出較大的修訂補(bǔ)充，從而全面關(guān)注電能質(zhì)量的分析和控制問題。計(jì)算機(jī)及信息設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量的要求計(jì)算機(jī)安全運(yùn)行電壓圖（byCBEMA1996）綠色表示正常工作，黃色表示不能正常工作，紅色表示對(duì)設(shè)備將造成損壞?？梢?，運(yùn)行電壓偏移額定值的程度和持續(xù)時(shí)間，直接關(guān)系到設(shè)備的功效和安全性。持續(xù)時(shí)間運(yùn)行電壓周波(60Hz)電能質(zhì)量問題影響的嚴(yán)重性供電可靠性問題對(duì)美國(guó)工業(yè)每年造成損失為250~500億美元。如惠普公司集成電路工廠停電20分鐘將引起3000萬美元損失。大量電力電子裝置的使用、電容投切等造成負(fù)荷不對(duì)稱并引起嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題。電壓低于0.9額定值時(shí)，某些電動(dòng)機(jī)將不能正常工作。高次諧波會(huì)導(dǎo)致對(duì)精密電子設(shè)備工作的干擾和電器設(shè)備的異常發(fā)熱，造成設(shè)備的永久性損壞。供電電壓的閃變和三相不對(duì)稱，則直接影響各種電氣設(shè)備正常運(yùn)行。一次電源波動(dòng)可能造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失半導(dǎo)體工業(yè)具有特殊過程工業(yè)玻璃工業(yè)光學(xué)工業(yè)紡織工業(yè)$M=百萬美元包括一些化工生產(chǎn)過程IBM的研究結(jié)果電能質(zhì)量問題是造成數(shù)據(jù)丟失的最大原因！芯片測(cè)試當(dāng)電壓低于85％時(shí)，測(cè)試儀停止工作，芯片、主板可能被毀；PLC

早期的產(chǎn)品，當(dāng)電壓低于10％時(shí)，仍能持續(xù)工作15個(gè)周波(可編程控制器)

新版產(chǎn)品，當(dāng)電壓低于(50～60)％時(shí)，PLC停止工作；而2

年后資料表明，當(dāng)電壓低于81％時(shí)，PLC停止工作；一些I/O

設(shè)備，當(dāng)電壓低于90％、持續(xù)時(shí)間僅幾個(gè)周波，就會(huì)被切除。機(jī)器人由機(jī)器人控制對(duì)金屬部件進(jìn)行鉆、切割等精密加工的機(jī)械工 具，為保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全，工作電壓檻值一般設(shè)為90％。當(dāng)電壓低于此值、持續(xù)時(shí)間超過2～3個(gè)周波時(shí)，被跳閘。

直流馬達(dá)當(dāng)電壓低于80％時(shí)，直流電機(jī)被跳閘。變頻調(diào)速當(dāng)電壓低于70％，持續(xù)時(shí)間超過6個(gè)周波時(shí)，VSD被切除。 而對(duì)于一些精細(xì)加工業(yè)中的電機(jī)，當(dāng)電壓低于90％、持續(xù)時(shí) 間超過3個(gè)周波時(shí)，電機(jī)就會(huì)被跳閘而退出運(yùn)行。

馬達(dá) 研究表明：當(dāng)電壓低于50％～70％、持續(xù)時(shí)間超過1個(gè)周波，接接觸器觸器就會(huì)脫扣。

計(jì)算機(jī) 當(dāng)電壓低于60％，持續(xù)時(shí)間超過12個(gè)周波時(shí)，計(jì)算工作將 到影響，如數(shù)據(jù)丟失。電壓跌落對(duì)一些設(shè)備的危害我國(guó)電網(wǎng)電能質(zhì)量問題更大故障率與供電可靠性差據(jù)1995年203個(gè)供電局/電業(yè)局統(tǒng)計(jì)，平均供電可靠率僅為99.075%；電壓波動(dòng)大。我國(guó)部分城網(wǎng)電壓合格率僅為82%~86%；供電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重。變流電源、家用電器、冶金、化工企業(yè)大型沖擊電源、電氣化牽引設(shè)備等都是主要的諧波源，造成電壓波形畸變、電壓波動(dòng)、閃變和三相不平衡。電能質(zhì)量問題的分類（1）電壓質(zhì)量問題：閃變瞬時(shí)過電壓、跌落諧波、畸變各相電壓不平衡電流質(zhì)量問題：電力電子設(shè)備等非線性負(fù)荷給電網(wǎng)帶來的電流畸變流入電網(wǎng)的諧波電流無功、不平衡負(fù)荷電流低頻負(fù)荷變化造成的閃爍等電能質(zhì)量問題的分類（2）穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題以波形畸變?yōu)樘卣鳎饕ㄖC波、次諧波、波形下陷以及噪聲等；動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題通常以頻譜和暫態(tài)持續(xù)時(shí)間為特征，分脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩大類。

主要體現(xiàn)為電壓質(zhì)量問題電壓跌落占其中很大的比例幾種動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問題的示意圖波形

國(guó)外對(duì)電能質(zhì)量的認(rèn)識(shí)針對(duì)電能質(zhì)量問題，美國(guó)電科院（EPRI）提出一個(gè)分三步走的研究策略：第一步：電能質(zhì)量問題分析美國(guó)在300多個(gè)電廠/電站安裝了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀（PQNodes）第二步：發(fā)展電能質(zhì)量控制器EPRI與西屋公司成立西屋科學(xué)院，研究固態(tài)斷路器（Solid-stateCircuitBreaker）、靜止無功補(bǔ)償器(STATCON)和動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器等（DynamicVoltageRestorer，DVR)等電力電子式電壓質(zhì)量控制裝置。第三步：與電力公司合作，開展應(yīng)用推廣研究。國(guó)內(nèi)對(duì)電能質(zhì)量問題的認(rèn)識(shí)☆很長(zhǎng)一段時(shí)間，只是關(guān)心有沒有電的問題，即供電的可靠性；☆20世紀(jì)后半世紀(jì)，國(guó)內(nèi)電力企業(yè)和有關(guān)學(xué)術(shù)組織不得不對(duì)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作出較大的修訂補(bǔ)充。 傳統(tǒng)的電能質(zhì)量只包含頻率、電壓和可靠性(即不斷電)三個(gè)方面。隨后，部分事故和用戶投訴使人們認(rèn)識(shí)到電網(wǎng)中的諧波和三相不平衡現(xiàn)象的嚴(yán)重危害性。 此后，電壓波動(dòng)和閃變也已引起足夠重視,在電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)也已列入此項(xiàng)內(nèi)容?！?000年以前，我國(guó)對(duì)電能質(zhì)量已先后頒布了幾個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電壓允許偏差、電壓允許波動(dòng)和閃變、電網(wǎng)諧波、三相電壓允許不平衡度、電力系統(tǒng)頻率允許偏差等作出了明確的規(guī)定?！钅壳昂蛯?，推廣電能質(zhì)量體系的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步研究電能質(zhì)量的分析方法和控制措施。改善電能質(zhì)量的首要問題

——電能質(zhì)量分析與監(jiān)測(cè)目的：通過在特定地點(diǎn)設(shè)置電能質(zhì)量分析和監(jiān)測(cè)裝置，評(píng)估其電力供應(yīng)與負(fù)荷之間的兼容性，分析電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)，為評(píng)價(jià)電力供應(yīng)和改善電能質(zhì)量提供依據(jù)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)Std1159-1995，專門對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供了一系列規(guī)范。電能監(jiān)測(cè)裝置的一般功能信號(hào)調(diào)理，（PT/CT變換）數(shù)據(jù)采集，各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)的計(jì)算與分析，電能質(zhì)量指標(biāo)體系的設(shè)置，電能質(zhì)量報(bào)表，數(shù)據(jù)記錄，包括短期錄波和長(zhǎng)期數(shù)據(jù)備份，信息呈現(xiàn)、即良好的人機(jī)界面，等。測(cè)量硬件＋分析和顯示軟件電能監(jiān)測(cè)裝置的種類（1）便攜式電能質(zhì)量分析儀優(yōu)點(diǎn)：使用方便，成本較低…缺點(diǎn)：信號(hào)通道數(shù)有限；對(duì)一些長(zhǎng)期性電能質(zhì)量指標(biāo)不便進(jìn)行監(jiān)測(cè)…電能監(jiān)測(cè)裝置的種類（2）固定式電能質(zhì)量監(jiān)視裝置優(yōu)點(diǎn)：容量大，可長(zhǎng)時(shí)間不間斷監(jiān)視缺點(diǎn)：成本高。較好的解決方案在已有的硬件系統(tǒng)（如數(shù)字錄波器）中引入電能質(zhì)量分析軟件，從而有利于降低成本，增強(qiáng)功能。先進(jìn)的電能質(zhì)量分析軟件特征：適用于各種硬件平臺(tái)，固定式還是便攜式的；離線或在線分析；可以對(duì)電網(wǎng)各個(gè)點(diǎn)的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理和分析，并進(jìn)而對(duì)廣域電網(wǎng)的電能質(zhì)量進(jìn)行總體評(píng)估；適應(yīng)多種輸入數(shù)據(jù)，對(duì)COMTRADE格式的良好支持；用戶可定制的、全面的電能質(zhì)量指標(biāo)體系和標(biāo)準(zhǔn)；先進(jìn)的電能質(zhì)量分析算法；優(yōu)雅和方便的操作人機(jī)接口和顯示界面；強(qiáng)大的報(bào)表和打印功能。1概述

電能質(zhì)量問題分析和解決思路：電力系統(tǒng)的頻率波動(dòng)—大負(fù)荷引起的有功功率沖擊；主要依靠合理調(diào)度或通過專門研究解決。電壓波動(dòng)、波形畸變—非線性負(fù)荷和無功功率沖擊；在用戶側(cè)采取補(bǔ)償方法就地解決。三相電壓動(dòng)態(tài)不平衡—非線性負(fù)荷不對(duì)稱負(fù)荷；用戶側(cè)補(bǔ)償、改善工藝和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方法解決。電壓暫降、短時(shí)間斷—電力系統(tǒng)故障和大設(shè)備操作；采用提高可靠性、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和進(jìn)行補(bǔ)償?shù)确椒ń鉀Q。新型供配電設(shè)備和用戶電力技術(shù)新概念、新技術(shù)。電能質(zhì)量控制技術(shù)2有功功率沖擊的補(bǔ)償國(guó)標(biāo)規(guī)定頻率偏差為±0.2Hz。

解決措施：

1、增加裝機(jī)容量或擴(kuò)大電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)頻率特性：若系統(tǒng)越大，ΔP越小，則頻率偏差Δf就越小。2、使系統(tǒng)保持足夠的備用容量

3、改進(jìn)調(diào)速系統(tǒng)和進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)例如：電液調(diào)速失靈區(qū)可小于0.05Hz左右。

4、合理選用水電廠的備用調(diào)頻容量

5、對(duì)大型沖擊負(fù)荷的頻率變化進(jìn)行專門研究同時(shí)考慮無功沖擊的電壓波動(dòng)、諧波、負(fù)序問題。3無功功率沖擊的補(bǔ)償實(shí)用措施：1）改進(jìn)運(yùn)行操作方法和生產(chǎn)工藝；

2）提高系統(tǒng)的供電能力；

3）加裝SVC等補(bǔ)償裝置。

一、晶閘管控制電抗器（TCR）補(bǔ)償裝置（目前最常用）

1、接線和基本原理TCR的基本原理：通過晶閘管控制改變裝置輸出的無功電流。例如：

1）α為90o時(shí)，電路電流滯后電壓90o，吸收無功最大；2）α在90o～180o間變化，可改變吸收的無功大小。2、TCR的負(fù)荷補(bǔ)償

TCR裝置只能吸收無功，與固定電容器FC并聯(lián)使用，則可向系統(tǒng)送出或吸收無功功率。特性如圖所示。一、晶閘管控制電抗器（TCR）補(bǔ)償裝置

TCR靜補(bǔ)裝置能快速吸收或發(fā)出感性、容性無功，對(duì)電壓波動(dòng)、閃變、諧波有很好抑制作用；TCR分相控制能對(duì)三相不平衡問題進(jìn)行補(bǔ)償；大電網(wǎng)應(yīng)用可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制系統(tǒng)振蕩、降低暫態(tài)過電壓、改善功率因數(shù)等。

二、飽和電抗器（SR）補(bǔ)償裝置（早期裝置，簡(jiǎn)單介紹）裝置原理與伏安特性：

三、晶閘管投切電容器(TSC)補(bǔ)償裝置（應(yīng)用最多的裝置）1、基本接線和電壓控制特性1）電抗器作用防止電容器投入的沖擊電流和電容器與系統(tǒng)的諧波諧振。

2）技術(shù)問題改進(jìn)：用機(jī)電一體化開關(guān)解決投切涌流、晶閘管散熱、功率損耗和可靠性問題。實(shí)用接線如圖所示。

三、晶閘管投切電容器(TSC)補(bǔ)償裝置2、TSC裝置的特點(diǎn)1）分組投切電容器控制無功，不能平滑地調(diào)節(jié)裝置的無功功率；只能發(fā)出無功功率，不能吸收無功功率。

2）但成本低、可靠、維護(hù)方便，因此應(yīng)用非常廣泛。

三、晶閘管投切電容器(TSC)補(bǔ)償裝置3、TSC裝置的實(shí)際應(yīng)用

四、三種型式SVC裝置的比較類型TCR＋FCSR＋FCTSC無功功率控制連續(xù)，感性/容性連續(xù)，感性/容性分級(jí)調(diào)節(jié)，容性動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間約10ms約10ms約10～20ms限制過電壓能力中等有限無吸收諧波能力好好差閃變改善情況很好好好控制靈活性好差好運(yùn)行維護(hù)情況較復(fù)雜簡(jiǎn)單較復(fù)雜SVC裝置的應(yīng)用情況分析：

1）TCR＋FC和SR＋FC能連續(xù)、雙向控制無功，響應(yīng)時(shí)間快，抑制閃變、諧波能力強(qiáng)，多用于冶金行業(yè)。

2）TSC廣泛用于供電網(wǎng)無功補(bǔ)償，技術(shù)比較成熟。4電壓暫降和短時(shí)間斷的抑制

一、一般抑制方法與措施（供電部門、用戶雙方共同）

1、供電部門：預(yù)防故障：盡量減少暫降、間斷的次數(shù)；減緩故障影響：快速跳閘、環(huán)網(wǎng)供電等；

2、用戶措施：采用UPS、備用線和備用發(fā)電機(jī)等。用戶分類采用的設(shè)備和供電措施不間斷電源備用發(fā)電機(jī)備用線路其它金融機(jī)構(gòu)√

√

√

√數(shù)據(jù)處理中心√

√

√

通信中心√

√

√

煉油廠√√√醫(yī)院√

√

√

造紙廠√√√

半導(dǎo)體制造廠√√二、用戶電力（定制電力）技術(shù)及其應(yīng)用1、用戶電力技術(shù)的產(chǎn)生

1992年美國(guó)EPRI提出：把大功率電力電子技術(shù)和配電自動(dòng)化技術(shù)綜合起來，以用戶對(duì)電力可靠性和電能質(zhì)量要求為依據(jù)，為用戶配置所需要的電力。

2、用戶電力技術(shù)的原理與應(yīng)用

1）采用固態(tài)斷路器和靜態(tài)補(bǔ)償器（STATCOM）

a）固態(tài)斷路器動(dòng)作時(shí)間小于10ms，能在一個(gè)周波內(nèi)切除故障，并恢復(fù)重要用戶供電，防止長(zhǎng)時(shí)間斷電。

b）靜態(tài)補(bǔ)償器是帶有儲(chǔ)能系統(tǒng)的并聯(lián)補(bǔ)償裝置，響應(yīng)時(shí)間幾ms，能在一定時(shí)間內(nèi)維持電壓不變。兩種設(shè)備配合使用，能有效限制電壓波動(dòng)、波形畸變。固態(tài)斷路器和靜態(tài)補(bǔ)償器在供電系統(tǒng)的典型應(yīng)用2）動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）

DVR是帶儲(chǔ)能裝置（系統(tǒng)）的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，除無功功率之外，有補(bǔ)償有功功率的能力；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生電壓暫降時(shí)，能在幾ms間內(nèi)將用戶側(cè)電壓恢復(fù)到正常值。

DVR抑制電壓暫降的原理如圖所示。用戶電力技術(shù)產(chǎn)品在供電系統(tǒng)的應(yīng)用

上圖供電系統(tǒng)的思路：采用用戶電力技術(shù)概念提出的新產(chǎn)品和新設(shè)備，為用戶配置所要求電力。三、用戶電力技術(shù)的產(chǎn)品和設(shè)備1、固態(tài)斷路器和固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)

1）開關(guān)組成：

GTO開關(guān)：相當(dāng)負(fù)荷開關(guān)

SCR開關(guān)：相當(dāng)斷路器。

2）工作原理：故障時(shí)電流增大，GTO收到關(guān)斷脈沖后立即關(guān)斷，電流經(jīng)限流電抗器流過SCR開關(guān)，SCR開關(guān)則在電流第一次過零時(shí)斷開回路，僅有幾ms的延時(shí)，動(dòng)作速度非?？臁?/p>

3）應(yīng)用場(chǎng)合：如圖可用于快速隔離故障和轉(zhuǎn)換供電；與靜態(tài)補(bǔ)償器配合向用戶供優(yōu)質(zhì)電力；與電抗器配合快速限制短路電流等場(chǎng)合。2、靜態(tài)補(bǔ)償器一種帶儲(chǔ)能系統(tǒng)、有快速響應(yīng)能力的電壓源控制器。由聯(lián)絡(luò)變壓器、GTO或IGBT換流器、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。為高質(zhì)量供電的無功電源產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外研究情況和水平：

組成：與靜態(tài)補(bǔ)償器相似也有變壓器、換流器、儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng)，區(qū)別是串接于線路上向敏感負(fù)荷供電。原理：正常時(shí)由系統(tǒng)受電存儲(chǔ)能量；由于能同時(shí)提供有功和無功功率，因此故障時(shí)對(duì)電壓暫降、暫升、間斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；也可以用于限制短路電流。

4、幾種類型調(diào)節(jié)器比較：3、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器

將投資費(fèi)用與擾動(dòng)損失費(fèi)用進(jìn)行比較、分析。實(shí)際中可根據(jù)用戶電力技術(shù)投資，以及受電力擾動(dòng)的代價(jià)，即使用用戶電力技術(shù)后的效益，按回收年限等方法進(jìn)行分析。擾動(dòng)代價(jià)各國(guó)情況不同，美國(guó)情況如圖所示。四、用戶電力技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析1、采用互補(bǔ)方式

1）用戶方法：用穩(wěn)壓器、UPS等解決小負(fù)荷問題；

2）電力公司：采用SSB、STATCOM、DVR等解決

3）雙方投資解決供電中的電能質(zhì)量問題。

2、實(shí)現(xiàn)與配電自動(dòng)化的結(jié)合

3、設(shè)立用戶電力技術(shù)園區(qū)，園區(qū)實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。但園區(qū)的供電指標(biāo)、用電價(jià)格等都要具體規(guī)定和解決。用戶電力技術(shù)的應(yīng)用，供用電雙方均可得益。用戶方面能避免電能質(zhì)量問題造成的損失，從提高產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量獲取效益；供電部門得益于公司形象、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，推遲供電建設(shè)投資和減少運(yùn)行費(fèi)用等方面獲取效益。五、用戶電力技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式5電力諧波的限制措施

一、諧波的限制措施

1、降低諧波源諧波電流含量換流裝置的諧波電流次數(shù)與脈動(dòng)數(shù)P有關(guān)，增加換流裝置的脈動(dòng)數(shù)，是降低換流裝置諧波的最有效措施。換流裝置網(wǎng)側(cè)特征諧波次數(shù)：h＝KP±1

換流裝置產(chǎn)生的諧波電流大?。篒h<I1/h

因此，裝置P越大，h越大，則低次諧波少，Ih越小。

2、裝設(shè)交流濾波器交流濾波器分有源和無源兩種，普通無源濾波器設(shè)備和技術(shù)可靠，應(yīng)用較為廣泛。工程問題的考慮……。

3、合理選擇供電電壓

4、加強(qiáng)諧波管理工作二、交流濾波器1、濾波器的兩種形式：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。調(diào)諧濾波器又分為單調(diào)諧和雙調(diào)諧濾波器；單調(diào)諧用于吸收單一次數(shù)諧波?！＠?，可用不同種類濾波器。2、濾波器原理和設(shè)計(jì)要求

1）使注入系統(tǒng)的諧波減小到國(guó)標(biāo)允許的水平；

2）進(jìn)行基波無功補(bǔ)償，供給負(fù)荷所需的無功功率。二、交流濾波器3、單調(diào)諧濾波器由圖主電路可求：調(diào)諧頻率：調(diào)諧次數(shù)：諧波阻抗：

在諧振點(diǎn)：∣z∣＝R

特征阻抗：；品質(zhì)因數(shù)：

Q為設(shè)計(jì)濾波器的重要參數(shù)，典型值Q=30～60。4、高通濾波器

用于吸收某一次數(shù)及其以上的各次諧波。如圖所示。由圖主電路可求：復(fù)數(shù)阻抗：截止頻率：截止次數(shù)：

結(jié)構(gòu)參數(shù)：，一般m=0.5~2；品質(zhì)因數(shù)：，一般Q=0.7~1.45、雙調(diào)諧濾波器

用于吸收相鄰兩次數(shù)諧波，如圖所示。應(yīng)用不廣泛。6、濾波器設(shè)計(jì)和運(yùn)行應(yīng)注意的問題

1）參數(shù)選擇注意防止濾波器與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振；

2）注意防止濾波器與系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)諧振。三、有源電力濾波器（APF）簡(jiǎn)介

無源濾波器體積大、耗材多，設(shè)計(jì)不合理存在諧波放大的可能。目前理論、技術(shù)具備研制實(shí)用化APF的條件。

1、基本原理

諧波電流：iH＝i-i1(補(bǔ)償前)；補(bǔ)償電流：if=-iH(APF提供的電流)；補(bǔ)償結(jié)果：iS＝i+if=i1

（補(bǔ)償后電網(wǎng)電流）2、主要結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法APF實(shí)質(zhì)是特殊的補(bǔ)償電流源，結(jié)構(gòu)如圖：

1）無功電流iq檢測(cè)要求：實(shí)時(shí)快速檢測(cè)iq。設(shè)：負(fù)荷電流為i，用傅氏變換求解無功電流和諧波電流：

目前，典型的快速檢測(cè)有瞬時(shí)空間矢量法、自適應(yīng)檢測(cè)法、提取基波分量法等。因此，有2、主要結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法4）輸出部分：由高頻濾波器和變壓器組成。

2）補(bǔ)償電流控制方法根據(jù)檢測(cè)的負(fù)荷無功電流iq或諧波成分iH，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器開關(guān)元件的控制。典型控制方法有三角載波線性控制、滯環(huán)比較控制、無差拍控制等。

3）逆變電源系統(tǒng)包括電感或電容儲(chǔ)能元件、GTO逆變電路等部分組成。采用脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載電流的補(bǔ)償。3.5兼容各種發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)智能電網(wǎng)必須不僅兼容大的、集中的電廠，還應(yīng)該兼容不斷增加的分布式能源（DistributedEnergyResources，DER）。分布式能源是多樣和廣泛分布的，包括可再生能源、分布式電源和儲(chǔ)能。分布式可再生能源發(fā)電的接入新能源接入電網(wǎng)的思考

大規(guī)模風(fēng)電的接入電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的接入功率(MW)功率(MW)2:005:008:0011:0014:0017:0020:0023:00

200 150 100 50 0 -50-100等效負(fù)荷

時(shí)間吉林白城兩典型日的風(fēng)電輸出特性2:005:008:0011:0014:0017:0020:0023:00

0-50150100 50250200

負(fù)荷風(fēng)場(chǎng)出力負(fù)荷4月15日12月31日等效負(fù)荷風(fēng)場(chǎng)出力美國(guó)AlamosaPVstation8MW的輸出特性（Sep.4th,2008）過去通常認(rèn)為配電網(wǎng)是無源的，而輸電網(wǎng)則是有源電網(wǎng)，需要對(duì)電源進(jìn)行管理和控制。

分布式電源接入配電網(wǎng)引起了潮流的雙向流動(dòng)，同時(shí)帶來了短路電流增大，電壓升高或電壓突變等問題。通過分布式電源可以解決變電站過負(fù)荷問題，推遲電網(wǎng)擴(kuò)建和改建項(xiàng)目，降低網(wǎng)絡(luò)損耗。

國(guó)外配電運(yùn)營(yíng)商對(duì)于分布式電源的接入，最初采用的思路是：如果分布式電源接入后，在最惡劣的電網(wǎng)運(yùn)行條件下電網(wǎng)仍能滿足運(yùn)行要求，則該分布式電源允許直接接入；相反地，如果不能滿足運(yùn)行條件，則必須首先進(jìn)行電網(wǎng)的擴(kuò)建或改建，方可接入。 歐盟指令2001/77/EC（旨在推動(dòng)利用可再生能源發(fā)電）和2004年能源法案（英國(guó)政府關(guān)于到2010年可再生能源發(fā)電達(dá)到10%的目標(biāo)）的發(fā)布鼓勵(lì)更多分布式電源的接入。只有配電運(yùn)營(yíng)商對(duì)分布式發(fā)電的接入采取更主動(dòng)的態(tài)度，積極采取有關(guān)措施的情況下才能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。英國(guó)：到2020年可再生能源占64%智能電能表、用電信息采集主站等相關(guān)設(shè)備。 智能電能表是需重點(diǎn)突破的關(guān)鍵設(shè)備。 重要進(jìn)展

《智能電能表功能規(guī)范》等36項(xiàng)用電信息采 集系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已作為國(guó)網(wǎng)企標(biāo)正式發(fā)布； 智能電能表安全芯片已由中國(guó)電科院研制完成，通信等其他芯片也已研制完成；試點(diǎn)工程中智能電能表第一批招標(biāo)已完成。

上海世博園用電信息采集

關(guān)鍵設(shè)備單相費(fèi)控智能電能表三相費(fèi)控智能電能表漕溪電動(dòng)汽車充電樁漕溪電動(dòng)汽車充電站上海世博園電動(dòng)汽車充放電站

關(guān)鍵設(shè)備

電動(dòng)汽車充電樁、電動(dòng)汽車充電站等設(shè) 備，電動(dòng)汽車充電機(jī)及控制系統(tǒng)是試點(diǎn)工 程需要重點(diǎn)突破的關(guān)鍵設(shè)備。重要進(jìn)展已完成《電動(dòng)汽車非車載充放電機(jī)通用技術(shù)要求》等10項(xiàng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已印發(fā)《電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見》和《電動(dòng)汽車充電設(shè)施典型設(shè)計(jì)》；部分型號(hào)的充電機(jī)及其監(jiān)控系統(tǒng)已研制完成；中國(guó)電科院、國(guó)網(wǎng)電科院等公司科研單位正積極開展其他相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)研制。3.6活躍市場(chǎng)電力市場(chǎng)的基本概念及構(gòu)成要素電力工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的技術(shù)特點(diǎn)傳統(tǒng)管理體制及國(guó)外電力市場(chǎng)化改革電力市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)電力市場(chǎng)的交易模式電力市場(chǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)電力市場(chǎng)機(jī)制的特點(diǎn)電力市場(chǎng)條件下電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展戰(zhàn)略電力市場(chǎng)的監(jiān)督與管制1.電力市場(chǎng)的基本概念及構(gòu)成要素一、電力市場(chǎng)內(nèi)涵的界定(一)市場(chǎng)的涵義社會(huì)分工生產(chǎn)不同商品商品交換市場(chǎng)屬商品經(jīng)濟(jì)范疇，只要有社會(huì)分工和商品生產(chǎn)，就必定有市場(chǎng)存在。市場(chǎng)又是一個(gè)歷史范疇:商品經(jīng)濟(jì)的萌芽階段少量剩余產(chǎn)品偶然的交換市場(chǎng)只是一種補(bǔ)充社會(huì)化大生產(chǎn)的發(fā)展商品交換的頻率迅速增加市場(chǎng)也就不再局限于一定的空間范圍市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高度發(fā)達(dá)階段市場(chǎng)沖破了地域分割，形成統(tǒng)一的國(guó)家市場(chǎng)，擴(kuò)展到國(guó)際區(qū)域，乃至發(fā)展為全球性的國(guó)際市場(chǎng)，使市場(chǎng)的空間極大擴(kuò)展;

市場(chǎng)體系高度發(fā)育，不僅生產(chǎn)資料、消費(fèi)品等商品市場(chǎng)趨向成熟，而且生產(chǎn)要素市場(chǎng)，如金融市場(chǎng)、勞動(dòng)力市場(chǎng)、信息市場(chǎng)、技術(shù)市場(chǎng)、房地產(chǎn)市場(chǎng)等也得到了空前發(fā)展。由此我們可以做如下的判斷：

1.市場(chǎng)是指商品交換的場(chǎng)所，即賣買雙方發(fā)生交易行為的地點(diǎn)或是空間范圍。這一重含義體現(xiàn)出市場(chǎng)的空間屬性。

2.市場(chǎng)是各種市場(chǎng)主體之間交換關(guān)系乃至全部經(jīng)濟(jì)關(guān)系的總和。

3.市場(chǎng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的綜合體現(xiàn)，也是社會(huì)資源的主要配置者和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的主要調(diào)節(jié)者。(二)電力市場(chǎng)的內(nèi)涵電力市場(chǎng)是屬于商品市場(chǎng)的范疇，它是以電力這一能源的特殊物質(zhì)形態(tài)，作為市場(chǎng)客體來定義和界定市場(chǎng)內(nèi)涵的。

定義:電力市場(chǎng)是電力的買方和賣方相互作用以決定其電價(jià)和電量的過程。二、中國(guó)電力市場(chǎng)的形成與發(fā)展1882年,德波列茨,世界第一次高壓輸電試驗(yàn);同年7月,英國(guó)商人創(chuàng)立了上海電氣公司SEC,

上海第一臺(tái)發(fā)電機(jī)開始投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，自此電力作為商品已經(jīng)在中國(guó)存在了l20多年，這120多年分為三個(gè)發(fā)展階段:

第一階段從1882年開始到1949年新中國(guó)成立，共經(jīng)歷了67年。

到1949年共有發(fā)電裝機(jī)185萬千瓦，年商品量43億千瓦時(shí)。這個(gè)階段的電力企業(yè)有外商資本，有官僚資本，也有私人資本。企業(yè)的管理方式和經(jīng)營(yíng)方式與世界各國(guó)相同。即發(fā)輸配售一體化，區(qū)域性壟斷，從而形成相互獨(dú)立的區(qū)域性電力市場(chǎng)。這一階段的電力市場(chǎng)規(guī)模較小，相互之間還沒有碰撞,都處于分片壟斷經(jīng)營(yíng)。

第二階段從1949年建國(guó)開始到1998年到國(guó)家電力公司成立，撤消電力部為止，歷時(shí)49年。

1998年共有發(fā)電裝機(jī)2.7億千瓦。電力已在大中城市普及，用電的農(nóng)戶也已超過90%，電力市場(chǎng)已在全國(guó)城鄉(xiāng)建立起來。其特點(diǎn)是國(guó)家統(tǒng)一所有，統(tǒng)一管理，自上而下垂直壟斷經(jīng)營(yíng)，實(shí)行計(jì)劃建設(shè)，計(jì)劃發(fā)電，計(jì)劃供電和計(jì)劃用電的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制。

從80年代初期開始的中國(guó)對(duì)經(jīng)濟(jì)體制進(jìn)行改革，到90年代中期，黨的十四次代表大會(huì)確定了實(shí)行社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，要求建立全國(guó)統(tǒng)一的競(jìng)爭(zhēng)有序的商品市場(chǎng)。經(jīng)過近二十年的改革，為電力市場(chǎng)的真正運(yùn)作準(zhǔn)備了各種條件，但真正的現(xiàn)代電力市場(chǎng)尚未運(yùn)作起來。第三階段中國(guó)的電力工業(yè)將全面實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)作，全國(guó)性電力市場(chǎng)將要形成。這一階段的電力市場(chǎng)將與國(guó)際接軌。特點(diǎn):1.發(fā)電企業(yè)將上網(wǎng)交易，實(shí)行競(jìng)爭(zhēng)賣買電能，電力輸送和終端零售市場(chǎng)將維持壟斷經(jīng)營(yíng)2.作為電力市場(chǎng)主體的電力企業(yè)都要按照國(guó)際通行的現(xiàn)代企業(yè)制度建立起來，形成自主經(jīng)營(yíng)、自負(fù)盈虧、自我發(fā)展、自我約束的運(yùn)作機(jī)制。3.政府部門對(duì)電力市場(chǎng)實(shí)行宏觀調(diào)控和依法監(jiān)督。4.電力行業(yè)組織和電力市場(chǎng)的中介組織，從過去的政府中分離出來，按市場(chǎng)規(guī)律獨(dú)立行事，為電力市場(chǎng)的各種活動(dòng)服務(wù)。5.電力價(jià)格在政府監(jiān)管下實(shí)行市場(chǎng)定價(jià)為主，政府指導(dǎo)價(jià)和政府定價(jià)為輔的價(jià)格管理體制。價(jià)格水平的確定則以成本為基礎(chǔ)并接受市場(chǎng)供求關(guān)系的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代電力市場(chǎng)的建設(shè)和發(fā)展大致需要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：第一，模擬市場(chǎng)階段。（1996年，國(guó)家決定全面啟動(dòng)電力模擬市場(chǎng)，作為電力市場(chǎng)的前期試運(yùn)行階段。)第二，電廠上網(wǎng)售電的躉售市場(chǎng)階段。(2000年以后全面實(shí)施的市場(chǎng)建設(shè)階段，即發(fā)電市場(chǎng)階段。第三，電網(wǎng)企業(yè)向供電企業(yè)和大用戶的躉售的電力市場(chǎng)階段。（在發(fā)電市場(chǎng)逐步發(fā)展過程中，必然會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)向供電企業(yè)的批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)售電。這一市場(chǎng)稱為“輸電市場(chǎng)”。）第四，發(fā)電市場(chǎng)與輸電市場(chǎng)合一，兩項(xiàng)交易合并成一次交易的階段。（供電企業(yè)和大用戶向發(fā)電企業(yè)直接購(gòu)電，電網(wǎng)退出電力交易，只擔(dān)負(fù)電力的運(yùn)輸職能，收取“過網(wǎng)費(fèi)”）第五，完全競(jìng)爭(zhēng)階段。（最后供電企業(yè)向終端用戶競(jìng)爭(zhēng)售電，輸電企業(yè)和供電企業(yè)均退出電力市場(chǎng)交易。這將在較長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。）狹義的電力產(chǎn)業(yè)鏈GM發(fā)電變電變電輸電配電用電發(fā)電服務(wù)輸電服務(wù)配電服務(wù)售電服務(wù)發(fā)電企業(yè)輸電企業(yè)零售企業(yè)配電企業(yè)廣義的電力產(chǎn)業(yè)鏈核心：發(fā)電，輸電，配電，售電燃料：煤炭，天然氣，石油電氣設(shè)備生產(chǎn)：發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜等用電三、電力市場(chǎng)的基本要素

(一)電力市場(chǎng)主體所謂電力市場(chǎng)主體是指進(jìn)入電力市場(chǎng)有獨(dú)立經(jīng)濟(jì)利益和經(jīng)營(yíng)財(cái)產(chǎn)，享有民事權(quán)利和承擔(dān)民事責(zé)任的法人和自然人。包括能夠自主經(jīng)營(yíng)、自負(fù)盈虧的電力工商企業(yè)，社會(huì)集團(tuán)和有獨(dú)立經(jīng)濟(jì)能力的廣大電力消費(fèi)者個(gè)人或群體，通稱叫電力客戶。

電力市場(chǎng)主體可細(xì)分為發(fā)電企業(yè)，電網(wǎng)企業(yè)和供電企業(yè)。它們是電力商品的生產(chǎn)者、供應(yīng)者，為電力市場(chǎng)客戶提供各類電力和服務(wù)。電力市場(chǎng)主體的買方是廣大的電力用戶。他們是電力商品的購(gòu)買者、消費(fèi)者構(gòu)成市場(chǎng)的需求方。

作為電力市場(chǎng)的主體，它必須具有如下的特征：第一，市場(chǎng)主體必須具有合法性。第二，必須具有獨(dú)立性。第三，必須具有贏利性。第四，電力市場(chǎng)主體講究平等。(二)電力市場(chǎng)客體所謂市場(chǎng)客體是指在市場(chǎng)中買、賣雙方交易的對(duì)象，或者說是市場(chǎng)上各種待售的商品。狹義的講電力市場(chǎng)中的客體就是電力商品，有的人把在電力行業(yè)中所有相關(guān)聯(lián)的商品，都作為電力市場(chǎng)的客體是一種誤解。作為電力商品的量化形式，用生產(chǎn)能力即容量衡量(以千瓦計(jì)量)，和商品數(shù)量電量即容量運(yùn)行時(shí)間，以千瓦小時(shí)計(jì)量。(三)電力市場(chǎng)載體市場(chǎng)載體是市場(chǎng)交易活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是市場(chǎng)主、客體借以進(jìn)行交易活動(dòng)的物質(zhì)條件。電力市場(chǎng)的載體就是覆蓋營(yíng)業(yè)區(qū)內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)。(四)電力商品價(jià)格即電價(jià)電價(jià)是電力商品的貨幣表現(xiàn)。在完善的市場(chǎng)條件下，電價(jià)與電費(fèi)在數(shù)量上應(yīng)該是一致的，但在我國(guó)電力市場(chǎng)機(jī)制不完善，管理上存在缺陷的情況下，電價(jià)與電費(fèi)卻成為兩個(gè)不同的量。電價(jià)是由政府政策確認(rèn)規(guī)定的電度價(jià)格或者叫目錄電價(jià)；電費(fèi)是指終端用戶實(shí)際負(fù)擔(dān)的電度費(fèi)用；電力工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的技術(shù)特點(diǎn)

一、電力工業(yè)的組成及技術(shù)特點(diǎn)

(一)組成電力生產(chǎn)總體上由三部分組成，即發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)和供電環(huán)節(jié)，其技術(shù)特性也存在差異。

1、發(fā)電企業(yè)發(fā)電企業(yè)在電力市場(chǎng)上承擔(dān)生產(chǎn)電力的職能，是將一次能源轉(zhuǎn)換成電力，并向后續(xù)的輸電、供電企業(yè)，以及大用戶提供電力商品的起點(diǎn)。發(fā)電企業(yè)主要由鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組成，俗稱三大件。

發(fā)電輸電供電用電

2.輸配電企業(yè)輸電企業(yè)在電力市場(chǎng)中主要負(fù)責(zé)將電力輸送到遠(yuǎn)距離的負(fù)荷中心地區(qū)去的職能。輸電企業(yè)完成這一職能主要依靠輸電網(wǎng)絡(luò)(俗稱高壓輸電線)。3.售電企業(yè)各個(gè)用電中心專門擔(dān)負(fù)售電的企業(yè)，通常稱為供電(局)公司。其主要載體就是城市、農(nóng)村供電網(wǎng)絡(luò)。

二、電力工業(yè)的特點(diǎn)1、電力工業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)電力工業(yè)是從事電力生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的工業(yè)。電力工業(yè)同煤炭、石油等產(chǎn)業(yè)一樣，是向國(guó)民經(jīng)濟(jì)、向社會(huì)提供電能這一基礎(chǔ)物質(zhì)和商品的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。從世界能源消費(fèi)變化的總趨勢(shì)來看，電能最終將成為主要能源而占據(jù)諸能源之首，成為最終能源市場(chǎng)上的基本能源商品。

2.電力工業(yè)的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)由于電能目前還是一種不能大規(guī)模儲(chǔ)存的能源，因此，電力的生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)都是通過電力網(wǎng)絡(luò)同時(shí)完成的。因此，在電力生產(chǎn)的過程中，既不存在半成品，也不存在庫存品。為了使電力生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等環(huán)節(jié)能夠很好地相互銜接，電力工業(yè)需要采用大量的自動(dòng)化控制技術(shù)和設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)發(fā)、輸、售、用各環(huán)節(jié)的相互緊密配合，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的進(jìn)行。

3.電力工業(yè)具有很強(qiáng)的規(guī)模性

電力工業(yè)是具有明顯規(guī)模效益的產(chǎn)業(yè)。即電網(wǎng)是連接電力生產(chǎn)、電力輸送和電力供應(yīng)的基本設(shè)施。電力生產(chǎn)和消費(fèi)必須依賴電網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)，即電力的生產(chǎn)、電力的傳輸、電力的供應(yīng)都是通過電網(wǎng)來完成的。通過電網(wǎng)，電力從生產(chǎn)到消費(fèi)才形成了一個(gè)有機(jī)的整體。

4.電力工業(yè)是技術(shù)和資金密集型行業(yè)

因?yàn)殡娏ιa(chǎn)、傳輸、消費(fèi)的同時(shí)性和電能無法儲(chǔ)存性，為了確保電力的生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)的平衡與穩(wěn)定，必須采用大量的自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備；電力生產(chǎn)與消費(fèi)依賴于分布廣泛的電網(wǎng)傳輸系統(tǒng)和供電網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的建設(shè)、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)也需要大量的技術(shù)設(shè)備和投資；電力工業(yè)屬于外延擴(kuò)大型行業(yè)，即企業(yè)的生產(chǎn)能力由設(shè)備的容量所決定，企業(yè)要想擴(kuò)大生產(chǎn)能力就必須投資增加裝機(jī)容量。

發(fā)電市場(chǎng)電力市場(chǎng)的組成發(fā)電服務(wù)電能生產(chǎn)輔助服務(wù)無功支持電壓調(diào)節(jié)備用調(diào)頻黑啟動(dòng)10min備用30min備用1h備用事故備用——可競(jìng)爭(zhēng)輸電市場(chǎng)輸電服務(wù)電能傳輸聯(lián)網(wǎng)——壟斷配電市場(chǎng)配電服務(wù)電能分配配電網(wǎng)建設(shè)配電網(wǎng)維護(hù)——壟斷零售市場(chǎng)零售市場(chǎng)電力買賣抄表收費(fèi)用戶管理——可競(jìng)爭(zhēng)3.傳統(tǒng)管理體制及國(guó)外電力市場(chǎng)化改革

一、電力工業(yè)的傳統(tǒng)管理體制由于電力工業(yè)具有明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)特征，加上其發(fā)、輸、供、用必須協(xié)調(diào)一致性、技術(shù)密集和資金密集的特點(diǎn)，因此，長(zhǎng)期以來世界各國(guó)都將電力工業(yè)列入自然壟斷行業(yè)。在20世紀(jì)80年代以前，世界各國(guó)對(duì)電力工業(yè)的管理基本上都采用了壟斷經(jīng)營(yíng)，政府管制的模式。二、英國(guó)電力市場(chǎng)體制改革模式1.改革前的英國(guó)電力工業(yè)管理體制英國(guó)的電力系統(tǒng)分為兩大網(wǎng)：蘇格蘭地區(qū)電網(wǎng)、英格蘭和威爾士電網(wǎng)。英格蘭和威爾士地區(qū)：英國(guó)中央發(fā)電局負(fù)責(zé)發(fā)電廠和輸電線的建設(shè)和運(yùn)行，地區(qū)供電局負(fù)責(zé)將電能銷售給用戶，調(diào)度模式為統(tǒng)一調(diào)度。蘇格蘭地區(qū)：蘇格蘭電力局和蘇格蘭水電局負(fù)責(zé)生產(chǎn)、傳輸、銷售。2.英國(guó)電力體制改革介紹

1987年起，英國(guó)開始對(duì)電力工業(yè)進(jìn)行體制改造。英國(guó)中央發(fā)電局(簡(jiǎn)稱CEGB)分解成以下四部分：(1)國(guó)家電網(wǎng)公司：擁有所有的高壓輸電系統(tǒng)；主要是275kV和400kV的輸電網(wǎng)，同時(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司還控制與法國(guó)電網(wǎng)和蘇格蘭地區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)工程。(2)國(guó)家電力公司：擁有約占總裝機(jī)容量50%的火力發(fā)電廠。(3)國(guó)家發(fā)電公司：擁有約占總裝機(jī)容量30%的火力發(fā)電廠。(4)核電公司：擁有約占總裝機(jī)容量20%的核電站。

其中，國(guó)家電力公司和國(guó)家發(fā)電公司改為私營(yíng)股份制公司，實(shí)行獨(dú)立核算，自負(fù)盈虧。國(guó)家核電公司由于成本較高，不具備競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)家所有。同時(shí)建立了一個(gè)電力市場(chǎng)交易機(jī)構(gòu)，名為電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心(即電力庫，PowerPool或Pool)，由國(guó)家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)運(yùn)行。十二個(gè)地區(qū)電力局完全私有化，現(xiàn)在稱為地區(qū)電力公司(簡(jiǎn)稱REC)。3.英國(guó)用力市場(chǎng)的運(yùn)行體制

英國(guó)電力市場(chǎng)中，發(fā)、輸、供電完全分離。電力市場(chǎng)中的貿(mào)易方式，分為參加電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心(電力庫)貿(mào)易和直接簽訂雙邊供用電合同兩種。4.英國(guó)電力市場(chǎng)的電價(jià)英國(guó)電力市場(chǎng)的做法是，每天分為48個(gè)時(shí)段，每0.5h為一個(gè)時(shí)段。提前一天計(jì)算出第二天48個(gè)時(shí)段的電價(jià)。每天上午，各發(fā)電廠將第二天每臺(tái)機(jī)組的每0.5h運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)給電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心，這些數(shù)據(jù)包括：最低發(fā)電容量和成本，起、停機(jī)費(fèi)用，不同發(fā)電功率的成本，每0.5h的可供最大發(fā)電功率。然后根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行排序，得出發(fā)電機(jī)次序表，并于下午3時(shí)公布。

三、澳大利亞電力工業(yè)的體制改革澳大利亞于1990年開始對(duì)電力工業(yè)進(jìn)行改革，1991年成立了國(guó)家電網(wǎng)管理委員會(huì)(NGMC)。改革原則是在發(fā)電和電力供應(yīng)中引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，開放國(guó)家電網(wǎng)，允許私營(yíng)電廠、國(guó)有公司及公有、私有用戶在大電力系統(tǒng)中進(jìn)行公開交易，從而增加市場(chǎng)成員的選擇范圍。1.澳大利亞電力市場(chǎng)的管理機(jī)構(gòu)(1)國(guó)家運(yùn)營(yíng)規(guī)約管理協(xié)會(huì)

《運(yùn)行規(guī)約》）是電力市場(chǎng)管理的核心和依據(jù)，包括如下內(nèi)容：

1)市場(chǎng)規(guī)則：規(guī)定實(shí)時(shí)電力市場(chǎng)、短期提前電力市場(chǎng)等的運(yùn)行機(jī)制。

2)網(wǎng)絡(luò)價(jià)格：規(guī)