智能電網用電、調度、通信[詳細]

1、,智能電網用電調度通信環(huán)節(jié)建設,電氣信息工程學院 陳武暉 ,提綱,1. 智能電網用電環(huán)節(jié) 2. 智能電網調度環(huán)節(jié) 3. 智能電網通信環(huán)節(jié) 4. 投資和社會效益,統(tǒng)一開發(fā)了營銷業(yè)務應用系統(tǒng)，初步構建了營銷自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了營銷業(yè)務標準化的應用，開展了供電客戶服務標準化體系研究和應用，95598 客戶服務系統(tǒng)建設和完善工作開展順利。 用電信息采集系統(tǒng)研究全面開展，部分地區(qū)開展了集中抄表系統(tǒng)等類似用電信息采集系統(tǒng)的建設與試點，目前大用戶負荷管理和低壓集中抄表系統(tǒng)已安裝使用約900 萬戶（其中10kV 專變大用戶142.9 萬戶，已建設63.7 萬戶，覆蓋率達44.6%，電量比例為38.1%）；初步形

2、成了較為完善的技術方案和技術標準體系； 全面推進需求側管理工作，取得了可觀的節(jié)能效果；開展了相關標準、規(guī)程、規(guī)范的制定工作，初步形成了以現(xiàn)代電力和信息技術為基礎的電力營銷技術支持系統(tǒng)和多渠道服務接入系統(tǒng)；啟動了電動汽車充電等關鍵技術的研究，編制了相應的標準與規(guī)范，為實現(xiàn)用電環(huán)節(jié)智能化奠定了堅實基礎。,1.1 用電環(huán)節(jié)現(xiàn)狀,公司智能雙向互動服務平臺還沒有建立，與電力用戶的雙向互動服務還沒有開展； 用電信息采集系統(tǒng)、智能用電服務系統(tǒng)等技術支持系統(tǒng)有待建設與完善；智能用電小區(qū)/樓宇、用戶側分布式電源及儲能等關鍵技術需要深入研究； 智能化計量裝置的檢測與管理、新興智能用電設備的檢測還沒有開展；智能用電

3、相關標準體系有待完善。,1.2 發(fā)電環(huán)節(jié)存在不足,1.3 發(fā)電環(huán)節(jié)智能化總體目標,構建智能用電服務體系，實現(xiàn)營銷管理的現(xiàn)代化運行和營銷業(yè)務的智能化應用； 全面開展雙向互動用電服務，實現(xiàn)電網與用戶的雙向互動，提升用戶服務質量，滿足用戶多元化需求。 推動智能用電領域的技術創(chuàng)新，帶動相關產業(yè)的發(fā)展。 推動終端用戶用能模式的轉變，提升用電效率，提高電能在終端能源消費中的比重，到2020 年，爭取實現(xiàn)終端能源消費中電能比重超過26.2%的目標。,1.4 用電環(huán)節(jié)智能化技術,建設和完善智能雙向互動服務平臺和相關技術支持平臺，實現(xiàn)與電力用戶的能量流、信息流、業(yè)務流的雙向互動，全面提升公司雙向互動用電服務能力

4、。具體包括： 建設用電信息采集系統(tǒng)，為實現(xiàn)智能用電服務提供技術支撐； 建設智能用電小區(qū)/樓宇、建設智能用能服務系統(tǒng)、建設用戶側分布式電源及儲能系統(tǒng)，開展電網企業(yè)與用戶之間的雙向互動，提高終端用戶能源利用效率和電網運行效率； 建設電動汽車充放電設施，滿足電動汽車能源供給需求、提高終端能源消費中電能比重，實現(xiàn)電動汽車與電網的雙向能量交換； 建設智能用電技術研究檢測中心，完善智能量測體系。,通過建設用電信息采集系統(tǒng)，為智能雙向互動服務提供堅強的技術支撐。 通過建設智能用能服務系統(tǒng)，開展智能家電、智能交互終端、智能用能服務系統(tǒng)等關鍵技術和設備的研發(fā)，制定相關技術標準和管理規(guī)范。 通過建設用戶側分布式電

5、源及儲能管理系統(tǒng)，促進分布式電源的并網與綜合高效利用。 通過建設電動汽車充放電網絡，實現(xiàn)電動汽車與電網電能的雙向交換。 通過建設智能量測體系，加強智能計量裝置和智能用電設備的并網檢測和全壽命管理。 通過建設智能雙向互動服務平臺，逐步開展雙向互動服務。,1.4 用電環(huán)節(jié)智能化發(fā)展路線,1.5 用電環(huán)節(jié)智能化技術標準（1/3）,（1）雙向互動服務 雙向互動服務平臺建設系列標準 雙向互動服務平臺運行管理系列標準 雙向互動服務終端設備系列標準 （2）用電信息采集與智能量測 用電信息采集系統(tǒng)建設系列標準 用電信息采集系統(tǒng)運行管理系列標準 用電信息采集主站系統(tǒng)系列標準 用電信息采集設備系列標準 智能量測系

6、統(tǒng)系列標準,1.5 用電環(huán)節(jié)智能化技術標準（2/3）,（3）智能用能服務 智能家居設備系列標準 智能用電樓宇/小區(qū)設備系列標準 智能用能服務系統(tǒng)系列標準 用戶側分布式電源及儲能監(jiān)控系統(tǒng)系列標準 （4）電動汽車充放電 電動汽車充放電設施建設系列標準 電動汽車充放電運行管理系列標準 電動汽車充放電控制系統(tǒng)系列標準 電動汽車充放電設備系列標準,1.5 用電環(huán)節(jié)智能化技術標準（3/3）,1.6 用電環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,（1）智能雙向互動服務關鍵設備 95598 門戶網站、95598 客戶服務系統(tǒng)、自助服務終端及系統(tǒng)、智能多渠道繳費系統(tǒng)等關鍵設備。 （2）用電信息采集關鍵設備 電力用戶用電信息采集專用芯

7、片、采集終端、主站系統(tǒng)、智能電能表等。 （3）智能用能服務關鍵設備 包括智能用電小區(qū)、智能用電樓宇、大用戶智能用能服務三部分。智能用電小區(qū)方向包括智能家電、智能插座、居民用電智能交互終端、智能用電小區(qū)用電服務系統(tǒng)等關鍵設備。智能用電樓宇方向包括智能樓宇用電服務系統(tǒng)等關鍵設備。智能大用戶服務方向包括大用戶交互終端、大用戶智能用能服務系統(tǒng)等關鍵設備。,（4）用戶側分布式電源及儲能關鍵設備 居民分布式電源及儲能管理系統(tǒng)、用戶側分布式電源及儲能管理系統(tǒng)。 （5）電動汽車充放電關鍵設備 電動汽車充放電設備、電動汽車充放電管理系統(tǒng)。 （6）智能量測關鍵設備 智能用電技術檢測設備、高級計量管理系統(tǒng)、便攜式智

8、能用電交互終端維護儀。,1.6 發(fā)電環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,1.6 用電環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,網省集中95598 供電服務中心建設 用電信息采集系統(tǒng) 智能用電小區(qū)/樓宇建設 電動汽車充電設施建設 用戶側分布式發(fā)電/儲能綜合利用管理應用系統(tǒng) 智能用電技術研究檢測中心建設,1.6 用電環(huán)節(jié)智能化重點項目,提綱,1. 智能電網用電環(huán)節(jié) 2. 智能電網調度環(huán)節(jié) 3. 智能電網通信環(huán)節(jié) 4. 投資和社會效益,我國調度系統(tǒng)技術和裝備目前已居國際先進水平。在繼電保護和安自裝置、廣域相量測量、在線穩(wěn)定分析與預警、電力二次系統(tǒng)安全防護等方面有著深厚積累和明顯技術優(yōu)勢。 截至2009 年12 月公司系統(tǒng)五級調度現(xiàn)有SC

9、ADA/EMS 約1500 套，地級以上調度覆蓋率為100；PMU 裝置695 套，500kV 及以上廠站覆蓋率達到80；220kV 及以上保護微機化率達到96；通信光纜總長度逾40萬公里，形成了以光纖為主的電力通信網絡。 國產能量管理系統(tǒng)（EMS）總體技術達到國際先進水平，廣域相量測量系統(tǒng)（WAMS）得到成功應用，部分省級以上調度機構建設了電網動態(tài)穩(wěn)定監(jiān)測預警系統(tǒng)；建成了電力二次系統(tǒng)安全防護體系，有效保障了調度信息安全；建成了以光纖環(huán)網為骨干網架的電力通信專網，電網運行信息化水平進一步提升；自動化系統(tǒng)的國產化已經達到相當高的程度，電網動態(tài)穩(wěn)定監(jiān)測預警系統(tǒng)、WAMS、調度計劃系統(tǒng)、OMS、LL

10、S 等主站系統(tǒng)和廠站PMU 設備，國產化率均達到100，繼電保護和安穩(wěn)控制裝置的國產化水平已經很高。,調度環(huán)節(jié)現(xiàn)狀,技術標準方面，亟需補充制定大規(guī)模分布式電源接入和特高壓電網運行特征的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制方面的標準。 電網調度技術水平還不能完全滿足未來電網運行的需要，主要表現(xiàn)在： 電網在線安全分析、控制手段需要進一步完善提高；保護、安自裝置數字化、集成化、信息化需要提高； 對大容量風電、太陽能等間歇性電源的出力預測和調控能力不足，節(jié)能環(huán)保調度工作需進一步提高；次日和實時電力市場相關調度技術尚處在起步階段；調度技術支持系統(tǒng)技術標準不統(tǒng)一、建設不規(guī)范；電力通信網絡結構仍需強化和完善； 需要深

11、入研究“三華”同步電網統(tǒng)一計算、分析和管理的機制和方法，進一步提升大受端電網的安全分析水平和控制手段。,調度環(huán)節(jié)存在不足,適應堅強智能電網調度建設和電網運行安全可靠、靈活協(xié)調、優(yōu)質高效、經濟環(huán)保的要求，以服務特高壓大電網安全運行為目標，構建涵蓋電網年月方式分析、日前計劃校核、實時調度運行等三大環(huán)節(jié)的調度安全防線； 實現(xiàn)數據傳輸網絡化、運行監(jiān)視全景化、安全評估動態(tài)化、調度決策精細化、運行控制自動化、網廠協(xié)調最優(yōu)化，研發(fā)建設與公司規(guī)模和堅強智能電網運行特點相適應，與公司“四化”工作相匹配，具有國際領先水平、自主創(chuàng)新的一體化智能電網調度技術支持系統(tǒng)，形成一體化的智能調度體系，使公司系統(tǒng)電網調度的規(guī)范

12、化、流程化、智能化水平達到國際領先水平。,調度環(huán)節(jié)智能化總體目標,數據傳輸網絡化是指能夠通過專用的調度數據網絡，實現(xiàn)電網運行信息和生產管理信息的快速、可靠傳輸以及系統(tǒng)的應急備用，為特高壓大電網的安全穩(wěn)定運行提供可靠的數據通信保障。 運行監(jiān)視全景化是指能夠從時間、空間、業(yè)務等多個層面和多個維度，實現(xiàn)調度生產各環(huán)節(jié)的全景監(jiān)視、智能告警，實現(xiàn)電網運行、分析結果的全面整合、數據共享和多角度可視化展示，使電網調度能夠全面、快速、準確、直觀地掌握電網的運行狀況。 安全評估動態(tài)化是指能夠通過穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)多角度在線安全分析評估，實現(xiàn)大電網運行的在線安全自動告警、輔助決策和多維多層協(xié)調的主動安全防御。 調度

13、決策精細化是指能夠通過對年度方式、月度檢修、日前到實時計劃編制與安全校核等核心業(yè)務的集中開展和規(guī)范化、流程化管理，實現(xiàn)調度決策的精益化、智能化和運行風險的預防預控。運行控制自動化是指能夠在全網AGC、AVC、切機、解列、低頻低壓減負荷等控制策略統(tǒng)一協(xié)調優(yōu)化的基礎上，進行電網頻率、電壓、潮流、備用等的自動調整和控制，實現(xiàn)大電網的一體化分級協(xié)調控制。 網廠協(xié)調最優(yōu)化是指能夠適應大型可再生能源尤其是風電和太陽能發(fā)電的快速發(fā)展，實現(xiàn)包括常規(guī)電源和新能源的標準化并網、優(yōu)化調度和靈活快速調控。,調度環(huán)節(jié)智能化總體目標,（1）智能電網調度技術支持系統(tǒng) 智能電網調度模型數據描述系列標準 智能電網調度系統(tǒng)基礎協(xié)

14、議系列標準 智能電網調度基礎平臺功能系列規(guī)范 智能電網調度系統(tǒng)應用功能系列規(guī)范 （2）電網運行集中監(jiān)控 電網運行集中監(jiān)控設系列標準 電網運行集中監(jiān)控中心運行系列標準 電網運行集中監(jiān)控系統(tǒng)系列功能,調度環(huán)節(jié)智能化技術標準,輸電環(huán)節(jié)智能化技術標準,調度環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,智能電網調度技術支持系統(tǒng) 一個基礎平臺 實時監(jiān)控與預警 調度計劃 安全校核 調度管理,輸電環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,智能電網調度技術支持系統(tǒng)建設 大電網智能分析 水電優(yōu)化及智能化調度 新能源調控能力建設 調度數據網雙平面和安全防護體系建設 國家電網備用調度體系建設,輸電環(huán)節(jié)智能化重點項目,提綱,1. 智能電網用電環(huán)節(jié) 2. 智能電網調度

15、環(huán)節(jié) 3. 智能電網通信環(huán)節(jié) 4. 投資和社會效益,截至2009 年底，公司全面建成了SG186 工程，并按照建設堅強智能電網和人財物集約化管理的要求，正積極推進國家電網資源計劃系統(tǒng)（SG-ERP）建設。ERP、營銷、生產等業(yè)務應用系統(tǒng)已完成大規(guī)模推廣建設，正在開展資產全壽命周期管理、用戶用電信息采集、企業(yè)全面風險管理等企業(yè)級應用研究與試點建設。 已建成先進可靠的電力通信網絡，形成了以光纖通信為主，微波、載波、衛(wèi)星等多種通信方式并存，分層分級自愈環(huán)網為主要特征的電力專用通信網絡體系架構。截至2009 年底，公司系統(tǒng)通信光纜總長度達到40 萬公里，主干網絡已100數字化，傳輸媒介光纖化，業(yè)務承載

16、網絡化，運行監(jiān)視和管理正在逐步實現(xiàn)自動化和信息化。在配電、用電領域，利用230MHz 專用頻率和電力線通信（PLC）技術，實現(xiàn)自動抄表、配電管理、用戶服務雙向通信。,通信環(huán)節(jié)現(xiàn)狀,技術標準方面，亟需補充制定通信業(yè)務系統(tǒng)、骨干傳輸網、一體化信息模型、電力系統(tǒng)安全防護等級要求等標準。 目前通信信息支撐體系還存在以下問題：信息化發(fā)展不平衡；信息資源的集成和電力通信信息資源優(yōu)化整合需要進一步加強；信息系統(tǒng)的應用深度和實用化水平有待提高；網絡信任體系不健全，無線安全體系待建立、主動防御能力還不強，數據標準、平臺技術標準欠缺；配電側和面向用戶側的通信網絡資源不足，電力通信傳輸網絡結構需要進一步優(yōu)化，骨干傳

17、輸網絡支撐能力有待提升；綜合數據網建設嚴重滯后，新業(yè)務接入能力有待提高；一體化信息平臺建設需要進一步完善，系統(tǒng)間的數據共享能力有待提高；數據質量和分析水平需要繼續(xù)提高，實時決策分析能力需要增強；部分區(qū)段光纜資源緊張，受外力破壞嚴重。,通信環(huán)節(jié)存在不足,通過智能電網通信信息平臺關鍵設備的研制與應用，滿足智能電網整體建設和各環(huán)節(jié)建設對通信信息平臺的裝備需求，建立以光纖化、網絡化、智能化為特征，結構合理、安全可靠、綠色環(huán)保、經濟高效、覆蓋面全的大容量、高速通信網絡；優(yōu)化網絡架構，加大資源整合優(yōu)化力度，實現(xiàn)骨干傳輸網建設和完善；支撐配電和用電環(huán)節(jié)通信網建設，建立用戶與智能電網之間實時、互動、開放、靈活

18、的通信網絡；加強同步網的統(tǒng)一規(guī)劃和建設，實現(xiàn)通信支撐網建設和優(yōu)化；推進電力光纖到戶技術研發(fā)應用，提升公司增值業(yè)務能力。 在SG186 工程基礎上，圍繞信息網絡、信息平臺、信息標準、信息集成、信息展現(xiàn)和信息安全六個方面，按照能量全過程管理、資產全壽命管理、全部客戶關系管理和全面企業(yè)風險管理等五條主線，開展全面完善深化建設，打造國際一流電網特色的一體化企業(yè)級信息集成系統(tǒng)。全面建成國家電網資源計劃系統(tǒng)（SG-ERP），實現(xiàn)信息采集的自動化、業(yè)務處理的標準化、管理控制的精益化、資源配置的集團化、電網運營的集約化、客戶服務的互動化、綜合展現(xiàn)的可視化、分析決策的智能化；將通信信息平臺擴展至能量管理領域，與

19、能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)集成，包括公司所有業(yè)務鏈，實現(xiàn)公司整體業(yè)務分析和輔助戰(zhàn)略管理；確保信息采集更全、生產自動化和管理信息化程度更高、信息技術更新、業(yè)務互動化方式更好、更能解決實際問題；加強信息安全邊界防護工作，建立健全公司信息安全保障、監(jiān)督體制和機制，規(guī)范公司對外網站管理，確保信息安全可控、能控、在控。,通信環(huán)節(jié)智能化目標,傳輸網 配電和用電側通信網 業(yè)務網 通信支撐網 智能電網信息基礎平臺 智能電網信息應用平臺 信息安全主動防御體系,通信環(huán)節(jié)智能化技術,傳輸網 傳輸網技術系列標準 電力特種光纜技術系列標準 配電和用電側通信網 配電通信技術系列規(guī)范 用電側通信技術系列規(guī)范 業(yè)務網 專用業(yè)務通信技術

20、系列規(guī)程 通用業(yè)務通信技術系列規(guī)程,通信環(huán)節(jié)智能化技術標準,通信支撐網 智能電網通信支撐平臺網管系統(tǒng)系列規(guī)范 智能電網信息基礎平臺 智能電網一體化信息模型系列標準 信息網絡建設系列標準 電網空間信息（GIS）服務平臺系列規(guī)范 移動作業(yè)平臺系列規(guī)范,通信環(huán)節(jié)智能化技術標準,通信環(huán)節(jié)智能化技術標準,智能電網信息應用平臺 人力資源管理系統(tǒng)系列標準 財務管理系統(tǒng)系列標準 物資管理系統(tǒng)系列標準 安全生產管理系統(tǒng)系列標準 項目管理系統(tǒng)系列標準 營銷業(yè)務應用系統(tǒng)系列標準 協(xié)同辦公管理系統(tǒng)系列標準 綜合管理系統(tǒng)系列標準 信息安全主動防御體系 信息系統(tǒng)與設備安全技術系列規(guī)范 信息技術安全性評估準則系 信息安全管

21、理體系系列標準,通信環(huán)節(jié)智能化技術標準,（1）骨干傳輸網建設和完善關鍵設備 大容量、高速實時的電力專用智能化光傳輸系統(tǒng)、電力無線寬帶通信網、電力通信通道加密裝置和面向智能變電站應用的系列化工業(yè)以太網交換機等。 （2）配電和用電環(huán)節(jié)通信網建設關鍵設備 智能配用電一體化通信系統(tǒng)及無源光網絡等核心通信設備、中高壓電力載波通信設備、低壓電力線載波通信設備、配電工頻通信設備、智能家庭網絡通信設備及系統(tǒng)和電力專用通信控制芯片等。 （3）通信支撐網建設和優(yōu)化關鍵設備 全網時間同步系統(tǒng)、電力通信網智能化管理系統(tǒng)等,通信環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,通信環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,（4）信息化基礎設施關鍵設備 信息采集與數據交換平臺、信息應用集成平臺、基礎應用開發(fā)平臺、實時數據庫、嵌入式系統(tǒng)平臺等。 （5）信息安全與運維關鍵設備 信息安全接入平臺、安全移動作業(yè)終端、網絡信任平臺、新一代網絡隔離裝置、一體化信息系統(tǒng)監(jiān)管運維平臺、應用系統(tǒng)災備系統(tǒng)等。 （6）信息系統(tǒng)與高級應用 電網信息一體化綜合展現(xiàn)平臺、綜合輔助決策分析模型及分析系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)與空間服務平臺等。,通信環(huán)節(jié)智能化關鍵設備,通信環(huán)節(jié)智能化重