清华大学孙元章教授“智能电网的发展态势”讲座PPT(下)
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(1)智能电网的概念特性和驱动力PPT课件
2003—2005年间，美国智能电网研究开始蓬勃发 展，DOE（美国能源部）先后发布了 “Grid 2030” 、“国家输电技术路线图”，描绘美国未来电网远景 和技术战略；发起了“Grid Wise”和“现代电网 (MGI）”等项目，随后几年，美国电力企业开始在 智能电网领域开展一系列实践。
8
1.2 国外智能电网起源及发展历程 ----欧洲
分布式风 力发电
分布式储能
变电站
屋顶光伏
智能计量 计费
需求侧管理
智能 传感器
智能 传感器
洁净发电与排放控制 大容量储能 新型FACTS元件与HVDC
热泵/分布式热电联供
插电式混合动力车
分布式电力与微网
智能用户与高效用能
无处不在的传感与监控系统智能电网技E术监MS控, D与M管S,理SC系A统DA
暖通系统动态 控制
----对比分析
2003
DOE发布
Grid2030 2002
1998
EPRI推动“IECSA” 及后续“智能电网”
EPRI提出
（IntelliGrid）
“复杂交互式网络
/系统”（CIN/SI）
2004 DOE启动 GridWise
2005 DOE与NETL 发起“现代电网”
2009 奥巴马将“智能电网” 提升为美国国家战略
13
2. 智能电网概念和特征 ----总体
• 定义：以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与 物理电网高度集成而形成的新型电网。
• 目的:它以充分满足用户对电力的需求，优化资源配 置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足 环保约束，保证电能质量和适应电力市场化发展等为 目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供 应和增值服务。
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1.2 国外智能电网起源及发展历程 ----欧洲
分布式风 力发电
分布式储能
变电站
屋顶光伏
智能计量 计费
需求侧管理
智能 传感器
智能 传感器
洁净发电与排放控制 大容量储能 新型FACTS元件与HVDC
热泵/分布式热电联供
插电式混合动力车
分布式电力与微网
智能用户与高效用能
无处不在的传感与监控系统智能电网技E术监MS控, D与M管S,理SC系A统DA
暖通系统动态 控制
----对比分析
2003
DOE发布
Grid2030 2002
1998
EPRI推动“IECSA” 及后续“智能电网”
EPRI提出
（IntelliGrid）
“复杂交互式网络
/系统”（CIN/SI）
2004 DOE启动 GridWise
2005 DOE与NETL 发起“现代电网”
2009 奥巴马将“智能电网” 提升为美国国家战略
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2. 智能电网概念和特征 ----总体
• 定义：以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与 物理电网高度集成而形成的新型电网。
• 目的:它以充分满足用户对电力的需求，优化资源配 置，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性，满足 环保约束，保证电能质量和适应电力市场化发展等为 目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供 应和增值服务。
智能电网发展机遇及技术制高点讲义(PPT 78张)
国资委
发改委(能源局） 电监会
电力企业联合会
发电集团公司
国家电网公司
南方电网公司
独立发电公司
发 电 厂
东 北 电 网 公 司
华 东 电 网 公 司
华 北 电 网 公 司
华 中 电 网 公 司
西 北 电 网 公 司
发 电 厂
对应的各省电力(电网)公司 对应的各省电力(电网)公司
图4-1 我国电力企业当前结构示意图
（2）ICT产业：
ICT是信息、通信和技术三个英文单词的词头组合(Information and Communications Technology，简称ICT) 。它是信息技术与通信技 术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。 我国智能电网的ICT需求，可能的解决方案有两种，一是向网络 运营商租用网络服务，二是自建专网。（移动、无线传输、广播 有线如何统一） 国家电网通信中心已经开始“三网融合”（电网、信息网和通信 网）的相关测试，在电力线中加一根光纤，在我国筹建类似欧美 的“电力光纤复合电缆电网”，电力光纤可以运行通讯网、数据 网、家电管理网、运行医疗网、生物传感器网等。
4.2.2 发展智能电网对相关产业的影响 （1）设备制造业 电力设备企业是除电力行业本身外，智能电网最直接的受 益者。相关分析认为，设备投资将占智能电网总投资的40% 左右，将达近两万亿元的市场规模。成为我国设备制造业 转型、产业升级的关键推动力。 输变电设备、电气自控设备、电源设备、电机等子行业均 获得较大的发展空间，一次设备二次设备加快融合，具备 自检测功能和自我状态感知功能的智能化设备成为新的需 求热点， 智能电网建设将在我国催生类似ABB、西门子的大型制造企 业。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
配电自动化智能电网与配电自动化PPT培训课件
配电自动化技术的发展历程
起步阶段
20世纪90年代初，随着计 算机技术和通信技术的发 展，配电自动化技术开始 起步。
探索阶段
20世纪90年代末至21世纪 初，配电自动化技术在多 个地区进行了试点和探索。
推广阶段
进入21世纪后，配电自动 化技术得到了广泛应用和 推广，成为智能电网的重 要组成部分。
配电自动化的关键技术
03
了解智能电网与配电自 动化技术的发展趋势和 应用前景
04
提高学员在实际工作中 应用智能电网与配电自 动化技术的能力
培训内容总结
01
02
03
04
智能电网与配电自动化技术的 基本概念和原理
智能电网与配电自动化系统的 组成和功能
智能电网与配电自动化技术的 发展趋势和应用前景
实际案例分析和操作演示
下一步行动计划
提高供电可靠性
智能电网通过实时监测和远程控 制，能够快速定位和隔离故障， 减少停电时间，提高供电可靠性。
优化资源配置
智能电网能够实现电力资源的优 化配置，根据实际需求调整电力 供应，提高电力系统的运行效率。
降低运营成本
智能电网的应用能够减少人工巡 检和维修的次数，降低运营成本，
同时提高工作效率。
智能电网的未来发展趋势
通信技术
设备集成
配电自动化系统的数据传输和命令下 达依赖于可靠的通信技术，包括有线 通信、无线通信和光纤通信等。
配电自动化系统需要与各种配电网设 备进行集成，实现数据共享和控制协 同。
智能算法
配电自动化系统需要对海量数据进行 处理和分析，需要采用智能算法进行 优化和控制。
03 智能电网在配电自动化中 的应用
配电自动化智能电网的应用场景
智能电网培训PPT课件
7
精选版
概念
智能电网还没有统一定义，概念本身在不断丰 富之中。个人认为，智能电网概念以目标需求 为指向，其笼统和不明确的特点反倒成了优点， 使现代电网所涉及的种类繁多且不断发展的技 术得到了一个统一、全面和高层次的表述，因 此是有生命力的。
一场革命，就像IT、纳米技术、互联网以及电 网最初产生一样。已有很多新装置、技术在电 网得到利用，但未系统组织。就像PC在被互联 网连在一起之前，并没有发挥出其潜力一样。 当这些智能装置和技术被有机集成到一个体系 中协同工作时，就将发挥其最大价值，
9
精选版
smart grid的7个目标 (U.S. DOE)
✓ 1. 用户能主动参与电网运行 ✓ 2. 适应所有形式的发电和储能接入 ✓ 3. 适应新设备、新服务和市场的引入 ✓ 4. 提供适应满足21世纪经济发展需求的电能质量 ✓ 5. 改善资产利用和运行效率 ✓ 6. 通过自动的预防控制、紧急控制和恢复控制抵御系统故障扰动 ✓ 7. 对于各种灾害事故系统能持续运行
较低
资加权平均百分比
发展趋势
中等
15
精选版
2、分布式能源技术
（5）负荷参与
渗透率/成熟度 发展趋势
较低
较低
– 可中断电价、直接负荷控制和在激励
措施下消费者自行控制的负荷部分百
分比（占夏季峰荷）
（6）微电网供应的负荷
渗透率/成熟度 初生期
发展趋势 较低
– 在运行中的微电网数量
– 微电网容量（单位：MW）
较低
发展趋势 较高
17
精选版
2、分布式能源技术
（8）电动汽车和即插式混合动力汽车的 市场渗透率
– 上路的轻型汽车（包括电动汽车和即插式混 合动力汽车）的总数和百分比渗透率/成熟度 发展趋势
电力系统与智能电网培训ppt
案例概述
某企业为了降低能源成本和提高 生产效率，开始应用智能电网技
术。
实施过程
该企业安装了智能电表和能源管 理系统，实时监测和调整电力消
耗。
成效分析
通过智能电网应用，该企业成功 地降低了能源成本，提高了生产
效率。
某城市智能电网规划案例
案例概述
某城市为了应对未来能源需求和气候变化挑战， 开始规划智能电网建设。
06
案例分析
某地区智能电网建设案例
案例概述
某地区为了提高电力供应的可靠 性和效率，启动了智能电网建设
。
实施过程
该地区采用了先进的传感器、通信 和控制技术，对电力系统的各个环 节进行了智能化改造。
成效分析
通过智能电网建设，该地区成功地 提高了电力供应的可靠性和效率， 减少了能源浪费。
某企业智能电网应用案例
高级计量体系（AMI）的普及
总结词
高级计量体系（AMI）将广泛应用于智 能电网，实现实时监测和数据分析。
VS
详细描述
高级计量体系（AMI）通过智能电表和通 讯网络，实现对用户用电信息的实时采集 和传输。这不仅提高了电力系统的运行效 率，还为需求响应、分布式能源管理等提 供了数据支持。通过分析这些数据，可以 更好地理解用户需求，优化资源配置，提 高电力系统的整体效率。
详细描述
智能电网利用传感器、测量设备、通 信系统和控制策略等技术手段，实时 监测和控制电网的运行状态，提高电 力系统的稳定性、可靠性和经济性。
智能电网的发展历程
总结词
智能电网的发展经历了三个阶段，分别是数字化、自动化和 智能化。
详细描述
在数字化阶段，电力系统的数据采集和传输实现了数字化； 在自动化阶段，电力系统的运行和控制实现了自动化；在智 能化阶段，电力系统的决策和分析实现了智能化。
第一场：中国智能电网展望vPPT课件
储能（高效大容量储能设备） 系统集成技术
20
智能电网是一个逐步发展的过程
▪ 目前信息化等新技术的发展成熟，为电力系统技术
升级提供了可能，新能源的发展为电网的现代化提 供了新的引擎，智能电网已经开始步入建设阶段。
▪ 一旦储能技术与新能源发电技术有了新的突破，智
能电网将随着这些技术的发展而逐步发展。
我国智能电网展望
2010年6月
1
主要内容
一 智能电网发展背景 二 对智能电网的理解 三 我国智能电网发展状况 四 未来智能电网发展设想
2
一 智能电网发展背景
3
智能电网概念提出的动因
智能电网的概念最早由美国提出。其最初动因主要是：
• 电网装备老化，技术落后，亟需改进。美国的电力系统
成熟于60年代末期和70年代初期，到目前为止，它的装 备已全面处于全寿命周期末期。美国不希望电力系统进 行简单的重复发展，而是希望有一个实质性的提升。
对智能电网的理解
集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术 、电网控制、储能技术，实现电力在发、输、配、用 、储过程中的数字化管理、智能化决策、互动化交易 ，优化资源配置，满足用户对电力的需求，确保电力 供应的安全、可靠和经济，满足环保约束，适应电力 市场化发展。
智能电网是技术进步与管理进步的有机结合
17
四 智能电网发展展望
18
智能电网发展展望
▪ 中国未来智能电网实现以下四个方面的功能 ： ✓ 一是满足新能源和分布式能源接入要求。新能源和
分布式能源包括：风力发电、太阳能发电、微电网 、微型家庭发电、新型直流互联、电动汽车、新型 储能设备等，它们具有间歇性、难以预测、双向性 等特点。
✓ 二是智能电网要实现发电、电网与用户的互动，引
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智能电网是一个逐步发展的过程
▪ 目前信息化等新技术的发展成熟，为电力系统技术
升级提供了可能，新能源的发展为电网的现代化提 供了新的引擎，智能电网已经开始步入建设阶段。
▪ 一旦储能技术与新能源发电技术有了新的突破，智
能电网将随着这些技术的发展而逐步发展。
我国智能电网展望
2010年6月
1
主要内容
一 智能电网发展背景 二 对智能电网的理解 三 我国智能电网发展状况 四 未来智能电网发展设想
2
一 智能电网发展背景
3
智能电网概念提出的动因
智能电网的概念最早由美国提出。其最初动因主要是：
• 电网装备老化，技术落后，亟需改进。美国的电力系统
成熟于60年代末期和70年代初期，到目前为止，它的装 备已全面处于全寿命周期末期。美国不希望电力系统进 行简单的重复发展，而是希望有一个实质性的提升。
对智能电网的理解
集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术 、电网控制、储能技术，实现电力在发、输、配、用 、储过程中的数字化管理、智能化决策、互动化交易 ，优化资源配置，满足用户对电力的需求，确保电力 供应的安全、可靠和经济，满足环保约束，适应电力 市场化发展。
智能电网是技术进步与管理进步的有机结合
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四 智能电网发展展望
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智能电网发展展望
▪ 中国未来智能电网实现以下四个方面的功能 ： ✓ 一是满足新能源和分布式能源接入要求。新能源和
分布式能源包括：风力发电、太阳能发电、微电网 、微型家庭发电、新型直流互联、电动汽车、新型 储能设备等，它们具有间歇性、难以预测、双向性 等特点。
✓ 二是智能电网要实现发电、电网与用户的互动，引
智能电网培训PPT课件
零售额
渗透率/成熟度 发展趋势
初生期
较低
18
精选版
3、输配电基础设施
（10）输配电可靠性
பைடு நூலகம்
渗透率/成熟度 发展趋势
成熟期
降低
– SAIDI-人均年停电时间（min）
– SAIFI-人均年停电人次（次）
– CAIDI-停电者人均年停电时间（min） =SAIDI/SAIFI，等效于平均恢复供电时间
– MAIFI-人均小于5min年停电次数（次）
3、输配电基础设施
4、信息网络和金融
13
精选版
1、地区、区域以及国家电网间的协调政策 渗透率/成熟度 发展趋势
（1）动态定价
较低
中等
– 实行实时电价、尖峰电价和分时电价的 用户比例（工业、商业、居民）
– 实行实时电价、尖峰电价和分时电价的 负荷比例（工业、商业、居民）
（2）实时系统运行数据共享
– 单位变电站SCADA量测点数据共享率
智能 电网
10
精选版
争论的重大问题
为何智能电网提得如此高？是否炒作？ 不是，未来视图：100%能源通过电形式，解决能 源环保、低碳等问题。
什么才是真正的智能电网技术？容易被炒作！ 一次能量网络：特高压和配电哪个是智能电网？互 联电网和微电网哪个是智能电网？ 二次信息网络：调度中心集中控制和分布式控制哪 个是智能电网？ 智能电网的哲学基础 11 一对矛盾：集中协调精—选版—分散自治
较低
发展趋势 较高
17
精选版
2、分布式能源技术
（8）电动汽车和即插式混合动力汽车的 市场渗透率
– 上路的轻型汽车（包括电动汽车和即插式混 合动力汽车）的总数和百分比渗透率/成熟度 发展趋势
智能电网PPT课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、智能电网的典型特点
2、电网负载趋势预测 不仅如此，通过大数据分析电网负载的历史数据和实时数 据，展示全网实时负载状态，可以预测电网负载变化趋势 。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损 耗，使得电网运行更加经济和高效。
三、智能电网的典型特点
3、设备故障趋势预测 通过大数据分析电网中故障设备的故障类型、历史状态和 运行参数之间的相关性，预测电网故障发生的规律，评估 电网运行风险，可以实现实时预警，让技术人员提前做好 设备维护和检查工作。
2.现有电网在供电过程中的电能损耗与全球节能减排的浪潮之间
的矛盾愈发突出。
3.21世纪新能源的兴起对电网的运行控制所提出的更高要求现
有电网难以满足。
美 国
欧 洲
中 国
二、智能电网产生的原因
动因：美国在全国范围内存在多个交流输电网， 人员年龄老化，投入不足，技术陈旧，事故较为 频繁，需要防止大停电。 关注：在智能电网建设中更加关注电力网络基础 架构的升级更新，以提高电网运行水平和供电可 靠性，有效接入可再生能源，同时最大限度地利 用信息技术，实现系统智能对人工的替代。
三、智能电网的典型特点
4、电网实现自我修复
在智能电网中，将电网中的故障设备，以最快的速度从电 网系统中隔离出来，并且在几乎自动化的状态下（很少或 不用人为干预）实现系统自我恢复到正常运行状态，从而 做到几乎不中断对用户的供电服务。我们可以类比一下人 体的免疫系统，这和智能电网的自我修复很类似。结合上 两条的预测，电网系统可以进行持续自我预测，当发现已 经存在或可能出现的故障时，立即采取措施加以控制或纠 正。
和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程所有节点之 间的信息和电能双向流动。
电力系统与智能电网培训ppt
混合运营模式
结合集中和分布式运营模式的优点，建立一个统一的智能电网运营 体系，实现电网的集中管理和分布自治。
智能电网的管理策略
安全管理
确保智能电网的安全稳定运行 ，防止网络安全攻击和数据泄
露等安全风险。
运维管理
对智能电网的设备和系统进行 定期检查、维护和维修，确保 设备的正常运行和延长使用寿 命。
THANKS
感谢观看
智能电网的关键技术
总结词
智能电网的关键技术包括物联网技术、大数据分析、云计算和人工智能等。
详细描述
物联网技术通过传感器和设备间的信息交互，实现电网设备和系统的互联互通；大数据分析技术对海量数据进行 分析处理，挖掘电网运行的规律和潜在问题；云计算技术为智能电网提供强大的计算和存储能力，支持实时分析 和决策；人工智能技术通过机器学习和深度学习算法，进一步提高智能电网的智能化水平。
输电系统
由高压输电线路、变压器 等组成，负责将电能从发 电厂输送到负荷中心。
配电系统
包括变电站和配电网，负 责将电能从输电系统分配 给用户。
电力系统的运行方式
正常运行方式
电力系统按照正常的设计和运行 参数运行，以满足用户的电力需
求。
紧急运行方式
在紧急情况下，如自然灾害、设备 故障等，电力系统需要采取紧急措 施，保障电力供应的稳定性和安全 性。
。通过智能电表和智能终端设备，实现用电信息的实时监测和远程控制
，提高居民用电的便捷性和节能性。
智能电网在工业园区中的应用案例
工业负荷管理
智能电网对工业园区内的电力负荷进行智能化管理，根据 生产需求和电力市场价格，优化电力使用和采购策略，降 低工业用电成本。
能源供应可靠性保障
智能电网通过实时监测和调度，确保工业园区能源供应的 可靠性和稳定性。在电力短缺或故障情况下，智能电网能 够快速响应，保障关键负荷的电力供应。
结合集中和分布式运营模式的优点，建立一个统一的智能电网运营 体系，实现电网的集中管理和分布自治。
智能电网的管理策略
安全管理
确保智能电网的安全稳定运行 ，防止网络安全攻击和数据泄
露等安全风险。
运维管理
对智能电网的设备和系统进行 定期检查、维护和维修，确保 设备的正常运行和延长使用寿 命。
THANKS
感谢观看
智能电网的关键技术
总结词
智能电网的关键技术包括物联网技术、大数据分析、云计算和人工智能等。
详细描述
物联网技术通过传感器和设备间的信息交互，实现电网设备和系统的互联互通；大数据分析技术对海量数据进行 分析处理，挖掘电网运行的规律和潜在问题；云计算技术为智能电网提供强大的计算和存储能力，支持实时分析 和决策；人工智能技术通过机器学习和深度学习算法，进一步提高智能电网的智能化水平。
输电系统
由高压输电线路、变压器 等组成，负责将电能从发 电厂输送到负荷中心。
配电系统
包括变电站和配电网，负 责将电能从输电系统分配 给用户。
电力系统的运行方式
正常运行方式
电力系统按照正常的设计和运行 参数运行，以满足用户的电力需
求。
紧急运行方式
在紧急情况下，如自然灾害、设备 故障等，电力系统需要采取紧急措 施，保障电力供应的稳定性和安全 性。
。通过智能电表和智能终端设备，实现用电信息的实时监测和远程控制
，提高居民用电的便捷性和节能性。
智能电网在工业园区中的应用案例
工业负荷管理
智能电网对工业园区内的电力负荷进行智能化管理，根据 生产需求和电力市场价格，优化电力使用和采购策略，降 低工业用电成本。
能源供应可靠性保障
智能电网通过实时监测和调度，确保工业园区能源供应的 可靠性和稳定性。在电力短缺或故障情况下，智能电网能 够快速响应，保障关键负荷的电力供应。
智能电网-第4章关键技术PPT课件
化管理、输电线路远程监视信息、地区配用电CH采ENL集I 信
17
息、调度信息化等会聚信息的转接、传输。
智能配电的通信支撑
以光通信(无源光EPON和工业以太网)为主干技术，中压载波、无线专网（光载无线）和无 线公网为辅助手段，多种通信技术相结合，形成安全、可靠、多点、实时的智能电网通信信息网 络。实现配电网能量流、信息流、业务流的双向运作与高度整合，构建具备集成、互动、自愈、 兼容、优化等特征的智能配电系统，使配电网网架坚强、网络智能。
瓶颈：缺乏大容量、双向、实时的通信接入网支持
CHENLI
12
智能电网通信新需求
发电、变电、调度环节：主要为固定生产场所，现有电力通信网已 有较强支撑能力，通信需求主要是量变，只需在现有网络基础上继 续强化、优化、完善，重点向低电压等级变电站、新能源发电站等 扩展延伸；
输电环节：设施固定，但线路很长，需支持沿途监视、监测、远 方控制、作业联络等新要求，提供无线与光纤相结合、固定与移 动相结合的新型通信解决方案；
线载波、VSAT卫星通信技术做为补充。
管理信息多媒体化。在通信传输平台 上建成了调度交换、行政电话、会议电 视等多个业务系统，为电网生产和企业
通信管理系统
光传输网：OTN/WDM/SDH/MSTP/PDH/ASON等
微 波
电 力
卫 星
公 网
同步 网管 电源 OPGW光缆
ADSS光缆
电载通电
管道/架空光缆 路 波 信 路
TV
FTU
城区配网上无合适的通信方式
CHENLI
21
(二)雪灾与地震后的思考
人类社会已经进入高风险社会 各种突发事件随时可能发生 应把非常态管理置于常态管理之中
智能电网(课程)
（4）互动化：
电网、发电与用户以信息为基础的互动
智能电网解决双赢
智能电网技术—发电侧
可再生能源发电技术
太阳能 风电 地热 潮汐 生物质
分布式发电和储能技术
微透平 抽水储能 超导储能 超级电容 钠硫电池
智能电网技术—输配电侧
新型输配电设备技术：
电力电子技术 超导技术 特高压技术 复合材料
电力系统监测技术
Special session
Smart Distribution Grid: The Role of Technology,tools and Techniques for advanced Automation and planning—by S.S.Venkata, Univ. of
Washington, USA, --IEEE DLP Tutorial, Dec.22, Beijing, China
智能电网的兴起与发展态势
武汉大学电气工程学院 孙元章
2013年7月
讲座内容
1. 国外智能电网研究和发展概况 2. 智能电网概念、定义和特征 3. 中国智能电网建设的基础条件和进展 4. 对智能电网研究、开发和应用的一些 看法和建议
讲座内容
1. 国外智能电网研究和发展概况 2. 智能电网的概念、定义和特征 3. 中国智能电网建设的基础条件和进展 4. 对智能电网研究、开发和应用的一些 看法和建议
传感技术 广域监测 输电限额动态评估技术 电缆监测技术 变压器监测技术 断路器监测技术
智能电网技术—输配电侧
电力系统分析技术
快速建模仿真 动态安全评估
电力系统控制技术
分布式控制技术 变电站自动化 馈线自动化 智能保护
电力系统决策支持技术
智能配电网技术PPT课件
2019/12/24
科汇
使用年限
9
新能源发电并网问题/2
全球变暖成为制约化石能源应用新的制约因数、 碳税征收不可避免。
地球 平均 温度
150年来大气中CO2浓度变化
数据来源：联合国政府间气 候变化委员会报告2007。
2019/12/24
科汇
海平 面上 升
北半 球积 雪
10
新能源发电并网问题/3
发展新能源保证能源安全、应对全球变暖迫在眉睫 新能源革命初见端倪 能源战略是国家发展的核心战略 能源问题已成为国际政治、外交的重要话题
高科技数字设备的广泛应用对供电可靠性提出了 更高的要求 重合闸、倒闸操作、拉路选线引起的短时停电会 导致停工停产，引起严重后果。 停电给社会带来的经济损失十分可观
据报道，美国每年的停电损失超过1500亿美元。 我国电科院专家对某沿海城市研究结果表明：停电每 少供一度电带来的经济损失近50元。 粗略估计，我国每年的停电损失在2000亿元以上。
2019/12/24
科汇
28
发展智能电网，配电网是重点/1
直接面向用户，作用举足轻重。
对供电质量有着决定性的影响 损耗、投资（合理情况下）、运营成本远大于输电网
5%
30%
40%
配电 输电 17%
95%
停电时间
2019/12/24
70%
损耗
60%
投资比例 （发达国家)
科汇
83%
运营成本 （美国）
29
2019/12/24
科汇
25
智能电网的发展/2
欧洲
适应发展可再生能源发电、提高能源利用效率的需 要，推动新能源革命。 2005年欧盟成立“智能电网技术论坛” 2006年提出智能电网发展远景规划
《智能电网与新能源》PPT课件
产业链协同
智能电网和新能源产业链上下游企业加强合作，形成 产业协同发展的良好格局。
2024/1/24
18
未来发展趋势预测
2024/1/24
技术创新
随着科技不断进步，智能电网和新能源技术将不断创新，推动产 业持续发展。
跨界融合
智能电网和新能源将与互联网、人工智能等领域跨界融合，开拓 更广阔的应用前景。
推动产业协同发展
加强与上下游产业的合作，形成完整的产业链和价值链，推动智能 电网与新能源产业的协同发展。
加强国际合作
积极参与国际能源和电力合作，学习借鉴国际先进经验和技术，推动 我国智能电网与新能源产业的跨越式发展。
2024/1/24
22
提升核心竞争力，实现可持续发展
提高服务质量
通过智能化、自动化技术手段，提高电力供应的 可靠性和稳定性，优化客户服务体验。
生物质能转化技术
阐述生物质能转化的主要技术，包括 生物质压缩成型、气化、液化和热解 等，并分析各种技术的优缺点和适用 范围。
2024/1/24
10
其他新能源技术
01
02
03
地热能利用技术
介绍地热能的来源和特点 ，以及地热发电和地热供 暖等利用技术。
2024/1/24
海洋能利用技术
阐述海洋能的类型和特点 ，以及潮汐能、波浪能等 海洋能利用技术。
太阳能光伏发电的应用领域
03
列举太阳能光伏发电在并网发电、离网发电、光伏建筑一体化
等领域的应用实例。
8
风能发电技术
2024/1/24
风能资源评估与选址
介绍风能资源的评估方法，以及风电场选址的原则和注意 事项。
风力发电机组的类型与特点
智能电网和新能源产业链上下游企业加强合作，形成 产业协同发展的良好格局。
2024/1/24
18
未来发展趋势预测
2024/1/24
技术创新
随着科技不断进步，智能电网和新能源技术将不断创新，推动产 业持续发展。
跨界融合
智能电网和新能源将与互联网、人工智能等领域跨界融合，开拓 更广阔的应用前景。
推动产业协同发展
加强与上下游产业的合作，形成完整的产业链和价值链，推动智能 电网与新能源产业的协同发展。
加强国际合作
积极参与国际能源和电力合作，学习借鉴国际先进经验和技术，推动 我国智能电网与新能源产业的跨越式发展。
2024/1/24
22
提升核心竞争力，实现可持续发展
提高服务质量
通过智能化、自动化技术手段，提高电力供应的 可靠性和稳定性，优化客户服务体验。
生物质能转化技术
阐述生物质能转化的主要技术，包括 生物质压缩成型、气化、液化和热解 等，并分析各种技术的优缺点和适用 范围。
2024/1/24
10
其他新能源技术
01
02
03
地热能利用技术
介绍地热能的来源和特点 ，以及地热发电和地热供 暖等利用技术。
2024/1/24
海洋能利用技术
阐述海洋能的类型和特点 ，以及潮汐能、波浪能等 海洋能利用技术。
太阳能光伏发电的应用领域
03
列举太阳能光伏发电在并网发电、离网发电、光伏建筑一体化
等领域的应用实例。
8
风能发电技术
2024/1/24
风能资源评估与选址
介绍风能资源的评估方法，以及风电场选址的原则和注意 事项。
风力发电机组的类型与特点
电力系统与智能电网培训ppt
电力系统与智能电网培 训
汇报人：可编辑 2023-12-22
目 录
• 电力系统基础知识 • 智能电网技术与应用 • 电力系统与智能电网的融合发展 • 智能电网在电力系统的应用实践 • 电力系统与智能电网的培训课程设计
电力系统基础知识
01
电力系统的组成与结构
01
02
03
电源
包括各种类型的发电厂， 如火电厂、水电厂、核电 厂等。
智能化管理和运营。
需求侧管理
通过智能电网实现对电力需求 的精细化管理，提高电力系统
的经济性和可靠性。
电力市场交易
智能电网能够实现电力市场的 实时交易和结算，提高电力市
场的透明度和效率。
电力系统与智能电
03
网的融合发展
电力系统与智能电网的关联性
电力系统是智能电网的基础
智能电网是在传统电力系统基础上发展起来的，电力系统提供了电能的生产、 传输和分配的基础设施。
输配电网络
包括输电线路、变压器、 开关设备等，用于将电能 从电源输送到用户。
负荷
各种类型的用电设备，如 电动机、照明设备、空调 等。
电力系统的运行原理
发电过程
通过燃烧化石燃料、核反 应等将其他形式的能量转 化为电能。
输电过程
通过高压输电线路将电能 从发电厂输送到负荷中心 。
配电过程
通过配电网络将电能分配 给各个用户。
未来电力系统与智能电网将进一步实现智能化和自动化， 通过大数据、云计算、人工智能等技术的应用，提高电力 系统的预测、决策和控制能力。
互联互通与协同发展
随着电力系统的不断发展，不同地区、不同系统之间的互 联互通和协同发展将成为未来发展的重要趋势，推动电力 系统的整体优化和协调发展。
智能电网的发展态势课件
Deployment Document
战略部署文件
（2）Strategic Research Agenda for Europes Electricity Network of the future
欧洲未来电网的战略研究议程
2005 2006
2020/7/7
各国开展自己的智能电网建设探索,应对21世纪的各种挑战和机遇
讲座内容
1. 国外智能电网研究和发展概况 2. 智能电网的概念、定义和特征 3. 中国智能电网建设的基础条件和进展 4. 对智能电网研究、开发和应用的一些
看法和建议
2020/7/7
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国外智能电网研究概况
美国智能电网发展里程碑
➢EPRI开始“Intelligrid”(智能电网）研究
• 2008.11.18--中美绿色能源论坛 – “Smart Grid”
Special session
• Smart Distribution Grid: The Role of Technology,tools and Techniques for advanced Automation and planning—by S.S.Venkata, Univ. of
Washington, USA, --IEEE DLP Tutorial, Dec.22, Beijing, China
2020/7/7
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国外智能电网研究概况
驱动因素：
美国:２００３年美加大停电后，美国电力行业决心利
用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，
开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能
2020/7/7
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战略部署文件
（2）Strategic Research Agenda for Europes Electricity Network of the future
欧洲未来电网的战略研究议程
2005 2006
2020/7/7
各国开展自己的智能电网建设探索,应对21世纪的各种挑战和机遇
讲座内容
1. 国外智能电网研究和发展概况 2. 智能电网的概念、定义和特征 3. 中国智能电网建设的基础条件和进展 4. 对智能电网研究、开发和应用的一些
看法和建议
2020/7/7
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国外智能电网研究概况
美国智能电网发展里程碑
➢EPRI开始“Intelligrid”(智能电网）研究
• 2008.11.18--中美绿色能源论坛 – “Smart Grid”
Special session
• Smart Distribution Grid: The Role of Technology,tools and Techniques for advanced Automation and planning—by S.S.Venkata, Univ. of
Washington, USA, --IEEE DLP Tutorial, Dec.22, Beijing, China
2020/7/7
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国外智能电网研究概况
驱动因素：
美国:２００３年美加大停电后，美国电力行业决心利
用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，
开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能
2020/7/7
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智能用电技术ppt课件
电动汽车
V2G条件
足够的车载储能 满足驾驶需求
有参与电网调节的 意愿
有与电网良性互动 的能力
利用电动汽车现有储能装置 峰谷电价-实时电价-辅助服务电价 智能控制
三、案例分析
电动汽车通过代理商参与V2G
情景描述
上班途中(8:00—8:30)
李先生的家 （18:30—8:00）
回家途中(18:00—18:30)
量测数据 管理系统
用电 交互 终端
智能电表 （网关）
用电 交互 终端
智能电表 （网关）
Smart Home
传感器节点 （智能电器）
传感器节点 （智能电器）
传感器节点 （智能电器）
Smart Home
传感器节点 （智能电器）
传感器节点 （智能电器）
传感器节点 （智能电器）
技术基础 • 双向计量 • 双向实时通信 • 需求响应 • 用电信息采集 支持功能 • 分布式电源与电
动汽车接入 • 智能电网与电力
用户双向互动
用电信息采集
用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的 系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量检测、用电分 析和管理等功能。 用电信息采集系统是智能用电管理、服务的技术支持系统，为管理信息系 统提供及时、完整、准确的基础用电数据。
V
vehicle
0 无序 G 1 有序充电 grid 2 有序充放电
电能
电能
实现在受控状态下电动汽车的能量与电网之间的双向互动和交换。
V2G的概念（Vehicle to Grid）
V2G在中国的发展
2001
“863” 电动汽车重大专项
2009
“十城千辆”电动汽车示范应用工程。
智能电网全面介绍分析幻灯片PPT
•“ 即 插 即 用 ” 动态整合的控 制系统、电力 电子设备和分 布式发电
高级控制系统
Agent and Multi-Agent Systems
高 级 变 电 站 自 动 化 （Substation Automation）
高级配电自动化（Distribution (Feeder) Automation）
缓解经营压力
满足变化的用户需求
发现新的收入增加的机会 降低服务成本
灵活 清洁 坚强 安全 自愈 高效 互动 优质
可再生能源和分布式电源等多种发电资源，能够灵活接入输电网和 配电网
非化石燃料的发电资源的大规模、高效率利用减少温室气体排放和 对环境的影响
在极端天气等恶劣运行环境下，或遭受外部攻击时，电网坚强的网 架结构仍能够保证不间断供电
可靠性 99.9999% 99.9999999%
停电时间 < 3 秒 / 年
如何应对用户对电网供电可靠性、电能质量和节能降 损，对电力供应的选择性等各种日益提高的要求？
供电公司
用户
用户智能电表
LG Electronics
Adapted from EPRI source image
面对用客界面透明度的不断提高，满足更弹性的负荷需求，电力公 司与用户更友好的合作，如何实现电网与用户的互动？
光纤PT和CT（Fiberoptic Potential and Current Transformers）
无线智能设备状态感应器 （Wireless, Intelligent Sensors for Condition Information）
客户门户（Consumer Portal）
通常的神经：集成通信网络
中国：统一坚强智能电网
高级控制系统
Agent and Multi-Agent Systems
高 级 变 电 站 自 动 化 （Substation Automation）
高级配电自动化（Distribution (Feeder) Automation）
缓解经营压力
满足变化的用户需求
发现新的收入增加的机会 降低服务成本
灵活 清洁 坚强 安全 自愈 高效 互动 优质
可再生能源和分布式电源等多种发电资源，能够灵活接入输电网和 配电网
非化石燃料的发电资源的大规模、高效率利用减少温室气体排放和 对环境的影响
在极端天气等恶劣运行环境下，或遭受外部攻击时，电网坚强的网 架结构仍能够保证不间断供电
可靠性 99.9999% 99.9999999%
停电时间 < 3 秒 / 年
如何应对用户对电网供电可靠性、电能质量和节能降 损，对电力供应的选择性等各种日益提高的要求？
供电公司
用户
用户智能电表
LG Electronics
Adapted from EPRI source image
面对用客界面透明度的不断提高，满足更弹性的负荷需求，电力公 司与用户更友好的合作，如何实现电网与用户的互动？
光纤PT和CT（Fiberoptic Potential and Current Transformers）
无线智能设备状态感应器 （Wireless, Intelligent Sensors for Condition Information）
客户门户（Consumer Portal）
通常的神经：集成通信网络
中国：统一坚强智能电网
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对智能电网研究和应用的建议
智能配电技术
风险预警预控及智能报警技术 配电网自愈控制技术 智能配网故障快速处理技术 分布式发电、微电网和储能技术 智能网络重构及自优化技术 自适应保护控制技术 自适应无功与电压控制技术
2010-8-24
20
对智能电网研究和应用的建议
智能用电技术
用户门户技术 智能表计技术 用户电压调节技术 用户电源和储能设备接入技术 用户通信能源一体化技术
2010-8-24
12
内容
1. 2. 3. 4.
国外智能电网研究和发展概况 概念、 概念、定义和特征 我国智能电网建设的基础条件 对智能电网研究、 对智能电网研究、开发和应用的一些 看法和建议
2010-8-24
13
对智能电网研究和应用的建议
中国电网发展的规模之大和速度之快
呼盟煤电 远东（ 远东（俄）
智能化的DMS/OMS平台
与AMI紧密联系，其接口方面要有新的创新型技术，以利于数据的上下传 送和连接。通过将实时的DMS/OMS功能实施、遥测技术和集成安全性结 合在一起，智能电网将成为真正的自愈电网。
2010-8-24
24
对智能电网研究和应用的建议
(3) 配电和变电站自动化 配电系统远远落后于输电系统，自动化的设备投切可减少运 行人员对设备的手动操作，以便及时对网络结构进行变化， 适应运行的要求。 (4) 模拟和优化 通过先进的模拟和优化技术，可使智能电网规划得更好，性 能更加优越，智能电网的运行可以通过模拟器对实时条件进 行模拟，从而可改进运行性能，以提高应对事故和灾害的能 力。 (5)企业业务智能化 企业的业务智能化是覆盖在智能配电系统技术之上的，通过 这层，数据才能成为可操作的信息，以实现IT于运行之间的 桥梁作用。不断增加模型的复杂性和基于人工智能的软件， 有助于从数据中产生知识和效率。
AC/DC微网运 微网运 行 新型电力电子装 置 配电 SCADA
基于条件（ 基于条件（如 可靠性水平） 可靠性水平） 维护 资产利用
配电 GIS
记录
介绍中侧重AMI和ADO 和 介绍中侧重
2010-8-24
22
对智能电网研究和应用的建议
智能配电网技术开发主要包括以下几方面:
(1) 先进的计量设施（Advanced Metering Infrastructure） 智能表计系统开发和表计数据管理 支持与用户间的双向通讯 商业、工业、居民用户的市场信息 采用计算机代理系统，与家庭的自动化系统相连，并 能响应电价信息
×
徐州煤电 450 淮南煤电 260
Tibet
雅安 川西水电 雅江水电 川西水电 雅龙江梯级 金沙江I 金沙江I期 金沙江II期 金沙江II期 II 150 乐山 300 重庆 360
470
Central China
恩施 300 荆州 三峡地下电站
270
280 南昌
400
200 280
沿海核电 温州
2010-8-24
15
对智能电网研究和应用的建议 智能电网贯穿发、输、配、用全过程，通过智能电网 的建设，电力系统各领域都将产生质的飞跃
发电
优化的电厂选址 鼓励可再生能源投资 严格的排放管理 有效的成本管理 可靠经济的设备管理 灵活的竞价策略
输电
优化的电网规划 具有“自愈”特征的 坚强电网 安全、可靠、节能、 经济的优化调度 适应各种类型的发电 资源 更高的设备利用水平 更低的传输网损 可靠经济的设备管理 更可靠的电力传输
North China
蒙西 100 陕北 220 300 450 420
480
北京东 150 280 石家庄
Northwest
晋中煤电
晋中 300 460 100 晋东南煤电 晋东南 晋东南煤电II 晋东南煤电II 西安东 330 驻马店 400 南阳 300 140 300 220 300
Legend
数字化电网
规划建设适应电力市场要 求的特高压电网，满足“三 华”联网需要 建成高级调度中心 数字化变电站推广 适应电力市场要求的运行 技术 FSM的研究与应用
智能化电网
规划以自愈为目标的智 能电网 实现智能化调度 新型材料和智能设备的 全面使用 可再生能源的友好接入 实现与用户的智能互动
2007
智能电网
华东电网公司--智能输电网技术为重点领域 华东电网公司--智能输电网技术为重点领域 开展了数字化变电站研究
徐行站数字化改造
新建数字化海宁站
2010-8-24
1
华东公司建设智能电网的三阶段目标
坚强受端大电网
按照考虑N-1情况下特 定预想事故的原则，规划建 设多馈入直流和交流系统并 联的华东区域坚强受端网架 初步建设高级调度中心 开展数字化变电站试点 开展相关技术研发
5
自动化控制领域的技术研究走在世界的前列
1、在可视化和运营管理辅助决策方面取得了大的进展，对 智能电网进行了有益的探索
2010-8-24
6
自动化控制领域的技术研究走在世界的前列
2、江苏大电网安全稳定实时预警及协调防御技术（EACCS） 实现了电网精细化调度和智能化控制
电网运行精益化 风险防线体系化 智能决策 反应快速 电网监控智能化
巩固提升
2010-8-24
全面转型
引领超越
2
2010-8-24
3
中国智能电网建设的基础条件 信息化水平已初步达到建设智能电网的要求
1、电力通信基本实现主干通道光纤化、数据传输网络化
2010-8-24
4
信息化水平已初步达到建设智能电网的要求
2、广域量测技术已大范围应用,状态监测技术正大力推进
2010-8-24
自动读表AMR 自动读表AMR （按小时读 表，远方编 程，电能计 量，电能质 量监视， 量监视，负 荷调查， 荷调查，停 运捡出） 运捡出）
配电快速仿真与模拟 DFSM DER运行 运行
配电AAM 配电AAM
输电AAM 输电AAM
SCADA， 输电 SCADA， WAMS
输电 GIS 规划 （带有高 （ 级传感器 的）运行 管理系统 停运管 理系统 阻塞管理 设计/ 设计/ 建设
2010-8-24
18
对智能电网研究和应用的建议
智能输电技术
智能电网下的电网规划技术 智能电网下大型可再生能源的接入技术 大电网安全稳定运行控制技术 未来电网控制中心建设技术 具备分布决策功能的智能变电站技术 输变电设备智能管理技术 智能电网下的电力市场技术 智能电网下的现代企业管理技术 2010-8-24 19
2010-8-24
21
智能电网的技术组成与功能
分时电价 （送到用户） 送到用户） ISO 用户户内网HAN 用户户内网HAN EMS 可视 化 高级配 电运行 ADO 计量数据 管理系统 MDMS 需求响应 需求响应 负荷控制 负荷控制 远程开合 远程开合 高级配电自动化ADA 高级配电自动化 高级保护与控制 变电站 变电站 自动化 高级保 高级保 护 高级输 高级输 电网元 件 高级的输电运 行ATO 高级计 量体系 AMI 输电系统仿真 与模拟
持续创新 理论储备系统化 创新机制战略化 网格组织
高级调度中心
灵活配置
管理应变扁平化
平台应用颗粒化 技术支撑灵活化
组织架构网格化
2010-8-24
工作控制节点化
7
数字化变电站研究成果已应用于工程实际
国家电网和南方电网开展了数字化变电站和数字化电网的建设 工作，取得了一系列研究及应用成果
2010-8-24
2010-8-24
23
对智能电网研究和应用的建议
(2) 配电及停运管理（Distribution and Outage Management）
软件系统
必须提供自愈的功能，以便立即获悉电网扰动的信息并及时对它做出响应， 以便使对客户的影响最小化
无缝的图像化接口
具有实时功能，将来自于各渠道的有关网络的信息，以动态系统拓扑模型 的方式集成在一起
哈密电厂
×
哈密二、 哈密二、三厂 安西 蒙西煤电IV 蒙西煤电IV 蒙西煤电III 蒙西煤电III 蒙西煤电II 蒙西煤电II 张掖 蒙西煤电I 蒙西煤电I 蒙西煤电V 蒙西煤电V 宁夏煤电 银川东 永登 白银 宁东 260 靖边 西宁 平凉 拉西瓦 官亭 兰州东 东南郊 乾县 400 渭北 陕北煤电
2010-8-24
11
中国智能电网建设的基础条件 用电领域智能化应用研究要积极探索
用户用电信息采集系统 很多电力公司启动了电力用户用电信息采集系统建设，计 很多电力公司启动了电力用户用电信息采集系统建设，计 划在3 划在3～5年内完成用户用电信息的“全覆盖、全采集、预 付费”管理。目前在电力负荷控制系统、电力需求侧管理 的技术方面具有一定的研究基础。当前欧美智能电网更加 注重互动性和智能电表的应用，应该引起关注和研究。 注重互动性和智能电表的应用，应该引起关注和研究。
16
对智能电网研究和应用的建议
智能电网 架构体系 我国智能电网的发展目标研究 信息流与业务流的交融重构与创新研究 功能体系研究 技术体系研究 信息体系研究 运维体系、标准体系及评价体系研究
2010-8-24 17
对智能电网研究和应用的建议
智能电网 装备技术
广域量测技术 时间同步技术 状态监测技术 电子式互感器技术 控制保护一体化技术 柔性输配电技术 一体化智能设备技术
450
300 长沙 380 赣州
East China
360 410
福州 170 沿海核电
泉州
Yunnan
2010-8-24
South China
Taiwan
14
对智能电网研究和应用的建议 未来高质量的电力供应在中国国民经济的发展中 起着越来越重要的作用，但要面临以下的挑战: (1) 充分满足用户对电力的需求 (2) 确保电力供应的安全性和可靠性 (3) 提高电力供应的经济性及节能 (4) 满足环境保护的约束 (5) 保证高质量的电能供应 (6)适应电力市场化和放松管制