智能电网讲座材料(国网电科院)

1、坚强智能电网研究简介,提纲,5、第一阶段实施方案介绍,2、国外智能电网客观分析,3、坚强智能电网核心内容,4、建设坚强智能电网思考,20min,25min,45min,40min,20min,1.1 坚强智能电网研究简介,自本世纪初，国内外电力企业、研究机构和学者对未来电网的发展模式进行思考与探索。其中： 2003年，美国电科院首先提出了智能电网研究框架，能源部（DOE）随即发布Grid2030计划。 2006年，欧盟智能电网技术论坛推出了欧洲智能电网技术框架； 2008年，华东电网公司和华北电网公司分别提出了建设智能电网的愿景和实施方案，国网电科院作为合作伙伴参与了项目实施。 2009年3月初，刘振亚总经理首次在公开场合提出了“建设坚强智能电网”，全面拉开了中国智能电网前期研究序幕。 2009年4月，奥巴马将智能电网提升为美国国家战略。,1.2 统一坚强智能电网及其前期研究,国网电科院积极响应国家电网公司要求，组织资深技术专家团队，支撑公司前期相关研究工作。 3月18日，国网公司研究室和科技部分别牵头启动坚强智能电网体系研究报告、坚强智能电网关键技术研究框架的编写工作。 4月中旬，启动坚强智能电网综合研究报告、坚强智能电网专项研究报告（6+1环节）、坚强智能电网研究总报告编制工作。 在前期研究中，我院、电科院、经研院和部分网省公司的专家们深入了解中国电网发展所面临的形势和要求，积极探索国内外智能电网技术发展动态，分析中国坚强智能电网技术需求，调研中国智能电网建设已有技术基础，揭示坚强智能电网的内涵与特征，参与坚强智能电网总目标、技术框架体系与实施计划制定，提出智能电网建设相关建议，为坚强智能电网前期探索研究做出了积极贡献。,1.2 统一坚强智能电网及其前期研究,4月下旬，公司总部党组成员牵头的三个智能电网考察团赴美国和欧洲开展进一步考察。 5月中上旬，各项研究进一步深入，完善各研究报告编写。 5月21日，2009特高压输电技术国际会议，公司发布坚强智能电网研究成果，第一次正式提出了加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的统一坚强智能电网的目标。 6月中旬，公司科技部组织智能配电和数字化变电站技术研讨会，明确了当前的现状和问题，开展了后续发展方向研讨。,1.3 统一坚强智能电网建设近期情况,6月中旬，国家电网公司总部成立“智能电网部”，王益民任主任。下设四处：计划（综合）处、电网一处、电网二处、用电处。“统筹、协调、组织、服务”国家电网公司中国坚强智能电网建设相关工作。 计划综合处主要负责试点和建设计划，为信息化部对口处；电网一处主要负责发电、调度和通信部分，为国调中心对口处；电网二处主要负责输电（线路）、变电和配电，为基建部和生技部对口处；用电处主要负责用户服务环节，为营销部对口处。,1.3 统一坚强智能电网近期情况,6月22日起，智能电网部陆续召集中国电科院、国网电科院、经研院、信通公司、网省公司、总部各部门了解智能电网工作情况。 6月27日，天津大学组织第一届智能电网学术论坛，挂靠中国电机工程学会，相关学术机构和公司参与，体现了社会各界对智能电网不同侧面的理解，但共同体现了建设智能电网的强烈愿望和呼声。 国家电网公司总部已决定将于今年的十或者十一月份举行智能电网国际研讨会，引领智能电网发展国际潮流。,1.3 统一坚强智能电网近期情况,2009年5月，国网科技部组织的“数字化变电站技术研讨会”，由我院与中国电科院共同起草了数字化变电站技术现状及规划分析报告。 2009年6月，国网科技部组织的“配网自动化技术研讨会”。我院与其他有关部门一起编写配网自动化技术现状及分析报告并提交国网公司。我院牵头编写配电自动化技术导则、配电自动化建设与改造技术原则，已于8月4日进入全封闭编写。 2009年7月，响应智能电网部“关于智能变电站有关工作的初步安排”，我院牵头落实智能变电站技术导则编制小组、工作计划以及编制思路。已于7月24日启动智能变电站技术导则编制工作，预期本月底完成。,1.4 智能电网工作座谈会情况,2009年8月21日，国家电网公司智能电网部组织公司总部、各网省公司、直属单位在北京召开了国家电网公司智能电网工作座谈会。国家电网公司副总经理栾军同志出席了本次会议，并在会上发表了重要讲话。 公司智能电网部、生技部、营销部、科技部、基建部和国调中心在会上发言。 国网电力科学研究院对国外智能电网考察情况做了详细的汇报。,1.4 智能电网工作座谈会情况,智能电网部就统一坚强智能电网第一阶段重点项目实施方案发言。提出“一个规划”、“九项试点工程”、“两大基础建设”、“十类重点专项研究”主要任务；阐述了重点工作之间的关系；给出了各项重点工作的责任部门、工作分工、建设内容及进度计划。,国网电科院将为统一坚强智能电网建设提供强有力的技术支撑和装备支撑，从发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大业务领域，和信息技术、通信技术、标准与试验等三大支撑技术领域，梳理技术需求，制定实施计划，开展智能电网关键技术研究和重大项目协同攻关，围绕特高压输电、大电网运行控制、防灾减灾、风电和太阳能等新能源的大规模接入、能源转换等关键领域，联合国内外知名科研机构，开展重大科技攻关，推动智能电网核心技术突破，全力支持公司建设统一坚强智能电网。 国网电科院成立了院智能电网项目领导小组，统一领导、部署和协调统一坚强智能电网建设工作，各相关专业所也成立了智能电网专项工作组，同时组建院智能电网研究中心。创新了院所两级研发体系，明确了将智能电网作为大科研的主攻方向，提出了科研开发围绕智能电网、产业发展依托智能电网的发展思路。,1.5 国网电科院迅速响应,我院将按照公司确定的“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的统一坚强智能电网工作方针，坚持解放思想，立足科学发展，依靠科技创新，发挥技术支撑优势，充分认识建设统一坚强智能电网的重要性、艰巨性和紧迫性，从全局出发，按照公司总体部署，有序推进各项工作。国网电科院将动员全院力量，坚持“统一规划、统一标准、统一建设”的建设原则，切实加强智能电网研究和建设工作的组织领导，认真组织参与国家电网智能化规划的编写工作，积极参加试点工程建设，精心组织智能电网标准体系研究和相关标准制定工作，周密安排国家太阳能发电研究检测中心、智能用电技术研究检测中心建设，深入开展相关重点专项研究，保障各项研究与建设工作按期保质完成，全力支撑公司实现智能电网第一阶段工作目标。,1.6国网电科院支撑智能电网第一阶段工作的总体思路,全球气候变化、 自然灾害频发,“高碳”经济、温室效应、 冰川融化,2.1 智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择,污染严重、沙漠化 城市面临挑战,环境：,金融危机，拉动内需,促进就业 各国政府纷纷出台 智能电网相关政策,需要智能电网帮助电力行 业推动技术创新，实现技 术转型确保电力可靠供应,传统能源的日益短缺 新能源、可再生能源 国家能源安全、可持续发展 造福子孙后代,经济：,能源：,技术：,2.1 智能电网是世界电力工业应对未来挑战的共同选择， 这些挑战有哪些？,来源: 埃森哲整理分析,智能 配电变电站,智能 输电变电站,智能 输电变电站,智能 配电变电站,接入电网的可再生能源,电网储能 装置,核电厂,安装CCS的燃煤和燃气电厂,天然气传输,CO2 运输与封存,潮汐发电,氢能,生物质能, 汽油/柴油等配网基础设施,H2 production electrolysis,Direct H2 production Gen IV,H2 production electrolysis,Direct H2 production Gen IV,生物燃料 发电,氢能生产 电解,直接氢能发电 Gen IV,高温超导,超级电网,连接相邻电网的HVDC,嵌入式可再生能源,自动故障隔离,故障定位,传感器 智能开关,微型发电,制冷和HVAC 的动态控制,高能效装置,插入式 混合燃料汽车,风电,风电厂,发电,输配电,CHP/ 区域 供热网络, 直流微网,嵌入式 储能装置,光伏太阳能,供热泵,智能 传感器,智能建筑,智能住宅,故障定位,售电,高度隔热的 住宅结构,光电式屋顶,关于使用和成本的室内数据,需求侧管理,2.2 国外智能电网发展全景图,分布式发电,2.2 国外智能电网发展全景图,对于电力系统发输配售各个领域均可从智能电网中获益,2.3 智能电网如何刺激经济，带动全社会产业升级？,2.4 美国智能电网-概念发展历程,2.3 美国智能电网-概念发展历程,美国总统奥巴马就智能电网提出新思路 美国东部时间8月5日下午，美国总统奥巴马在印第安纳州北部城市埃尔克哈特发表讲话，就美国智能电网发展提出新的思路，认为美国应建设“可实现电力在东西海岸（距离4000千米以上）传输的更坚强、更智能的电网”“建设一个更坚强、更智能的电网”。 在美国建设一个新的清洁能源网络，被奥巴马视为“能源创新”。他指出，美国的经济复苏计划中，将成倍增加可再生能源的开发能力，建设一个可实现电力在东西海岸传输的新的智能电网，这将有助于“确保美国在新的世纪里一如既往地引领突破”。他继而强调，我们不仅仅是成倍增加可再生能源的开发能力，还要建立一个更坚强、更智能的电网。 智能电网是普及电动汽车的基础工程。奥巴马表示，美国还将从7870亿美元经济刺激计划中，拨款24亿美元补贴由新一代电池技术提供动力的节省燃料的汽车和卡车，这是有史以来美国政府对这一技术领域的最大投资。他认为，很久以来美国在这一创新性领域没有作为，而中国、日本等国家已经远远走在前面。,2.4 欧洲智能电网-概念发展历程,2.4 美国智能电网典型实践波尔多,Boulder to become first Smart Grid City,2.4 欧洲智能电网典型实践-丹麦风电,2005年丹麦开展了“Cell试点控制工程”的研究，预计2011年完成。开展Cell试点工程以前，丹麦电网面临着风电不可预测性降低安全分析准确度、高压电网远端故障导致本地发电机跳闸、低频减载同时误切机、故障后恢复过程复杂及恢复时间较长等问题。试验表明，Cell单元能够显著提高电网可靠性指标。,2.5 然而，国情网情不一，各国重点和理解也不一,2.5 然而，国情网情不一，各国重点和理解也不一,国情网情不一， 各国形成了不同的建设愿景,2.6 不同行业对智能电网的实践探索有哪些不同？,行业1：电网运营商 行业2：城市运营者 行业3：表计生产商,2.6 不同行业对智能电网的实践探索有哪些不同？,举例：智能城市阿姆斯特丹 （Smart City Amsterdam）,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-西门子,1,西门子介绍了他们对智能电网的理解。西门子认为智能电网不应局限在清洁能源接入和用电等局部领域。智能电网需要涵盖发电、输电、配电、调度、变电、用电等各个环节，是一个完整的体系，这些观点得到考察专家们的一致认同。,2,国网智能电网欧洲考察团，考察西门子的几点深刻印象：,3,丹麦的风电接入可以被有效控制，参与电网的调频，对电网的影响从负面转向正面。风电是可控的，可以调节的，不是发多少就接入多少，需要按照电网运行的要求来进行发电，不能仅考虑风机的最大效益，需要实现机网的最大程度协调。,西门子智能电网构想的特性：一是柔性的，满足用户需要；二是易接入的，保证所有用户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高效、零或低CO2排放的本地发电；三是可靠的，保障和提高供电的安全性和质量；四是经济的。,2.7 国外主流厂商对智能电网有哪些观点？-西门子,IBM观点： 智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现五个方面。 如右图所示： 摘自：IB