美国智能电网的定义及其技术路线.ppt
美国对智能电网的理解
“45亿美元发展智能电网远远不够，需要拿出商业运作模式”(图)2009-06-29 11:47:00来源: 东方早报(上海)跟贴0 条手机看新闻在美国，智能电网并非新名词，这个概念已经存在八九年了，最近突然变得很流行和美国目前面临的经济挑战有关。
IC 资料编者按6月26日晚美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》，其核心是“碳排放限额和交易制度”，对智能电网发展可谓系统性利好。
加上之前奥巴马签署的《美国复苏和重新投资法》中有45亿美元专款扶持，美国的智能电网发展可谓如虎添翼：既有政策撑腰，又有财政力挺。
早报记者近日在美专程采访了美国发展智能电网的几位关键人物。
从记者发回的报道中，我们了解到，在美国，尽管对智能电网的概念仍众说纷纭，智能电网中后期发展的庞大资金还不知着落，政府官员为了政治前途而不愿冒“智能电网短期成本飙升”的风险，电力企业申请智能电网项目需要提供长达1000页的材料……但至少可以肯定的是，美国民众已经达成共识——智能电网的时代已经到来。
有这点就足够了。
只要认识趋同，则行动终会统一。
本周早报财经将陆续刊发有关美国智能电网的独家探营系列报道。
早报特约记者刘莉发自华盛顿美国总统奥巴马签署的《美国复苏和重新投资法》（AmericanRecoveryandReinvestment Act）中有45亿美元专门用于扶持智能电网的发展，把智能电网提升到战略的高度。
早报记者专访了奥巴马智能电网宏伟愿景的主要推广与实施者、45亿美元的监管人——美国能源部联邦智能电网特别工作组组长埃瑞克·奈特那（EricLightner）。
智能电网应有七大功能东方早报：关于智能电网定义的争论很多，到目前为止有没有一个大家都比较认可的定义？奈特那：智能电网到底是什么？我们认为有一个大家都可以接受的标准定义对智能电网的发展很重要。
所以我们用了整整两年时间，先后在全美国范围内与200多位企业、行业协会、监管机构代表举行座谈，让整个行业内的不同利益相关者从各自所处的不同位置谈智能东方早报：你给出的定义非常笼统？这可以算国际通行定义吗？奈特那：对于智能电网具有以上7大功能大家都没有任何异议，之所以没有给出详细的解释，是因为具体如何达到这7大功能各方的分歧还是很大的。
智能配电网技术ppt课件
坚强智能电网以特高压为骨干网架，各级电网协调 发展，具有信息化、自动化、互动化的特征。
2009年5月，中国国家电网“坚强智能电网建设发展战略 框架”
5
智能电网的含义
代表现代电网发展模式、一种电网建设理念，是人 们对未来电网的愿景。 不是具体的技术，是对因特网（IP）通信、信号传 感、自动控制、计算机、电力电子、超导材料等领 域新技术在输配电系统中应用的一种总称。
330.24 499.14 756.62 1000.26
电量损失 （折算到年用电量为
1MWh的负荷上） 5kWh 10kWh 40kWh 80kWh
说明
平均停电损失率
停电损失 （元 用户年度用电量
/
MWh )
数据摘自“停电损失调查与估算”，西北电力技术，2002年6月刊。
计算电量损失时，假定停电时负荷是全年平均水平。
19
对供电质量提出了新要求/3
2000 1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009
分钟
我国城市用户年平均停电时间,扣除缺电因素。 数据来源：中国电力可靠性中心
20
对供电质量提出了新要求/4
智能配电网技术
2010-12-23
1
内容
智能电网及其发展 配电自动化技术 小电流接地自愈与选线、定位技术 分布式电源并网技术 国际上智能电网项目介绍
2
智能电网概述
3
什么是智能电网？
智能电网（Smart Grid）是集成了传 统的和现代的电力工程技术、高级传感和 监视技术、信息与通信技术的输配电系统， 具有更加完善的性能并且能够为用户提供 一系列新型与增值服务。
美国智能电网路线图3.0
NIST 特别发行 1108R3智能电网互操作性 NIST标准框架和路线图Release 3.0智能电网和网络）物理系统项目办公室和能源与环境司,工程实验室与以下单位合作物理测量实验室和信息技术实验室NIST 特别发行 1108R3 智能电网互操作性 NIST标准框架和路线图Release 3.0智能电网和网络）物理系统项目办公室和能源与环境司（工程实验室与以下单位合作物理测量实验室和信息技术实验室May 2014U.S. Department of CommercePenny Pritzker（ SecretaryNational Institute of Standards and TechnologyPatrick D. Gallagher（Acting Deputy Secretary of Commerce（and Director of NIST目录执行摘要 (7)1.目的与范围 (21)概述与背景 (21)本框架的使用 (25)关键概念 (27)1.3.1.定义 (27)1.3.2.应用与需求 九大优先领域 (29)框架内容概览 (31)2.智能电网愿景 (33)智能电网概述: 定义、成本、收益、与标准 (33)对于国家能源政策目标的重要性 (39)国际智能电网标准 (43)调整架构的国际工作努力 (44)关键属性--标准和一 性 (46)3.智能电网互操作性专家组 (SGIP) (50)概述 (50)SGIP前身: 2008 and 2009 (50)SGIP, 公共/私营合作伙伴关系: 2010 - 2012 (52)SGIP, 由业界领导的非营利性组织: 2013 - 现在 (56)SGIP 标准目录 (58)4.已经确认实施的标准 (61)用于确认互操作性标准的指导原则与过程 (61)标准确认过程综述 (66)目前NIST已确认的标准清单 (68)未来智能电网标准的确认过程 (128)5.架构框架 (129)介绍 (129)智能电网的架构目标 (130)智能电网架构方法论 (131)5.3.1.总述—概念域模型 (131)5.3.2.智能电网架构方法论 (SGAM)介绍 (136)5.3.3.概念域语境中传统逻辑应用类型的介绍 (146)用例 (148)智能电网架构委员会 (SGAC)在进行的工作 (151)5.5.1.概念业务服务 (151)5.5.2.架构开发工作小组 (152)5.5.3.SGAC的标准评审 (153)6.网络安全策略 (156)智能电网中的网络安全 (156)NIST在智能电网网络安全中的作用 (158)目前的进展情况 (160)6.3.1.NIST发布机构间报告(NISTIR) 7628 和配套文档 (160)6.3.2.标准评审 (162)6.3.3.风险管理框架 (162)6.3.4.网络）物理系统的研究 (163)6.3.5.先进的表计可升级性测试指南 (164)未来的工作活动 (164)7.智能电网互操作性测试与认证框架 (166)NIST 在智能电网测试与认证中的作用 (166)NIST发起的框架开发支持工作 (166)7.2.1.测试与认证框架开发指南 (167)7.2.2.对现有智能电网标准相关测试计划的评估 (168)SGTCC 框架开发工作活动 (169)7.3.1.互操作性过程参考手册 (IPRM) (170)SGTCC 自框架2.0以来取得的进展 (173)7.4.1.IPRM V2版 (173)7.4.2.参与ITCAs、实验室、认证机构、和委托认证机构 (174)7.4.3.SGTCC对于SGIP CoS 的评审意见 (176)目前的智能电网测试举措 (177)7.5.1.测试计划的优先级安排—差距/机遇 (177)7.5.2.外联 (178)未来的方向 (179)7.6.1.通过优先行动计划孵化新的测试举措 (179)7.6.2.测试计划目录 (179)7.6.3.IPRM V3版本 (180)7.6.4.国际参与 (180)8.跨领域和未来的问题 (182)引言 (182)8.1.1.电磁扰动与干扰 (184)8.1.2.电网的可靠性与适应性定义 (187)8.1.3.可实现性、安全性、可靠性、适应性、及框架标准的影响 (188)8.1.4.智能电网社区对于进一步定义研发需求的努力 (191)框架更新 (192)附录 A: 缩略语清单 (193)附录 B: 具体的域图 (202)附录 C: 智能电网面向服务及本体论 (221)附录 D: SGIP委员会、领域专家工作组 (DEWGs)、和优先行动计划(PAPs) (233)声明本文档 包括任何初步讨论稿 由美国国家标准技术研究院(NIST)准备。
美国智能电网
美国智能电网智能电网代表着当今世界电力系统发展变革的最新方向，在美国的经济复苏计划中，新任总统奥巴马提出了对美国电网进行大规模智能改造。
据美国媒体报道，美国商务部长与能源部长联合宣布了美国智能电网建设的第一批标准，标志着美国智能电网建设正式起步。
有关专家预测，在今后几年内，美国将有１０多个州、２０．３０个城市、１万个以上变压器、４０００多个变压中心启动智能电网改革——这预示着美国已经强行启动了制度性的智能电网改造计划，并力争占领这个领域的制高点。
一章义发编译工业和居民等能源消费者可以看到电费价格、有能力选择最适合自己的供电方案和电价。
安全——现代化的电网在建设时就要考虑保障彻底安全，提供适应２１世纪需求的电能质量——现代化的电网不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题，适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求。
适应所有的电源种类和电能储存方式——现代化的电网允许即插即用地连接任何电源，包括可再生能源和电能储存设备。
可市场化交易——现代化的电网支持持续的全国性的交易，允许地方性与局部的革新。
优化电网资产，提高运营效率——现代化电网可以在已建成系统中提供更多的能量，仅需建设少许新的基础设施，花费很少的运行维护成本。
智能电网架构智能电网的架构和体系：智能电政府支持网是一个完整的信息架构和基础设２００９年４月２４日，美国众议院施体系。
实现对电力客户、电力资产、能源和环境委员会对新的美国气候法电力运营的持续监视，利用“随需应案进行了激烈的辩论，这个法案是美变”的信息提高电网公司的管理水平、国２００年来有关气候问题最重要的法工作效率、电网可靠性和服务水平。
律，也是美国推行新能源变革的战略与传统的电网相比。
智能电网进一步基准。
众议院能源和环境委员会在发扩展对电网的监视范围和监视详细展智能电网、提高电网效率方面取得程度，整合各种管理信息和实时信息，集、数据传输、信息集成、分析优化了惊人的共识，这也将是奥巴马能源为电网运行和管理人员提供更全面、和信息展现五个方面。
智能电网定义
智能电网（smart power grids），就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
美国电力科学研究院将智能电网定义为：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调、有效和可靠的方式实现所有的电网运作，具有自愈功能；快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。
中国的智能电网的基本特征是在技术上要实现信息化、自动化、互动化。
编辑本段基本简介智能电网概念的发展有3个里程碑：美国IBM公司第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。
IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理－中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度；二是数据的整合体系和数据的收集体系；三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。
该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。
是IBM一个市场推广策略。
第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现太阳能风能地热能美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。
智能电网及发展趋势ppt课件
智能电网及发展趋势分析
1
主要内容
1
智能电网的概念
2
智能电网的建设思路
3
智能电网的建设过程
4
总结与展望
2
一、智能电网的概念
（1）理解智能电网
自愈性
互动性
兼容性
智能电网
特征
高效性
集成性
欧洲电力工业联盟 美国能源部
美国电力科学研究院 国家电网公司
图1 智能电网特征
清华大学
智能电网是传统电力系统与先进传感技术、现代信息技术的深度融合，电 源、电网、用户间信息双向流动、高度感知和灵活互动的新一代电力系统，是 建立集中分散协同、多种能源融合、供需双向互动、高效灵活配置的现代能源 供应体系的重要基础，有利于促进可再生能源的安全消纳，提升能源的大范围 优化配置能力。
11
四、总结与展望
（3）未来电网发展模式展望 燃气网络
热力网络
智能电网
③
技
术
创
①信息通信
新
为核心
②
能
源
交通网络
融
合
12
13
我监测
通过支持分布式可再生能源 的无缝接入以及鼓励电动车 辆的推广使用，可减少温室 气体的排放。
通过引导终端用户与电力 公司互动进行需求侧管理 ，降低峰荷需求，减少能 源使用总量和能量损失。 10
四、总结与展望
（2）智能电网的机遇与挑战
保障电网安全稳定运行的前提 下尽可能使新能源更多地上网
机
为相关电力设备厂
遇
商提供发展的空间
带动信息化平台、调度自动化 系统、特高压开关设备等方面
强劲的市场需求
提供助力
智能电网1
智能电网智能电网（SG，Smart Grid）最早出自美国“未来能源联盟”智能电网工作组2003年的报告：智能电网是集成了传统和现代电力工程技术、高级传感和监视技术、信息与通信技术的输配电系统，具有更加完善的性能并且能够为用户提供一系列增值服务。
智能电网是现代电网的代名词，是人们对未来电网的愿景。
智能电网是已有电力新技术应用的综合和升华，它将传统输配电网、现代电力技术、现代测控技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术等新技术在输配电系统中的应用进行集成、融合、升华，提高供电质量与资源利用的效率。
智能电网计划中的发电侧将要实现电力流、信息流、业务流、资金流的高度一体化，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征，构建坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电力网络系统。
从技术上讲，主要体现在以下几个方面：实现机组重要运行参数的在线监测，包括实时煤耗、实时排放等环保指标。
加强对提高发电设备的可调节、抗扰动、可预测灯能力的技术研究。
机网信息的双向交换、控制与快速反应。
高效、清洁、经济的可再生能源发电和控制技术。
先进的核电技术。
洁净煤发电技术。
智能电网具有以下特点：自愈：自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能，指无需或仅需少量人为干预，实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，最小化或避免用户的供电中断。
安全：无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击，智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害，一旦发生中断，也能很快恢复运行。
兼容：传统电力网络主要是面向远端集中式发电的，通过在电源互联领域引入类似于计算机中的“即插即用”技术，电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型电源甚至是储能装置。
交互：电网在运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电力系统的完整组成部分之一，可以促进电力用户发挥积极作用，实现电力运行和环境保护等多方面的收益。
协调：与批发电力市场甚至零售电力市场实现无缝衔接，有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。
美国智能电网的定义及其技术路线解读
从图中看出，现在的电网是传统的大型集中发 电厂发电，然后是输配用。未来电网的发展依 托自然、分散的电源点，电厂自主发电或进行 高度集中地网卡管理。 CHP：冷热电联产
中国智能电网发展概况
定义：智能电网以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网 架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，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。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，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、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。 我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略， 即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高 压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再 生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特 高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、 数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。
Thus, it is not a grid in the sense of a transmission grid as we know it. At the transmission level, today’s grid is efficient, smart, and intelligent. At the distribution and customer levels, there are opportunities for automation, advanced data collection, and intelligent appliance control that provide opportunities for energy efficiency and better integration of distributed generation including renewable to reduce carbon emission.
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
智能电网全面介绍分析幻灯片PPT
以“一特四大”发展战略为导向，引导电源集约化发展，协调推 进大煤电、大水电、大核电和大可再生能源基地的开发；
强化机网协调，提高电力系统安全运行水平； 实施节能发电调度，提高常规电源的利用效率； 优化电源结构和电网结构，促进大规模风电、光伏等新能源的科
学合理利用。
输电环节目标
以国家电网规划为指导，加快建设以特高压电网为骨干网架、各 级电网协调发展的坚强国家电网；
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
Web 服 务 和 网 格 计 算 （ Web Services and G控、监测反应机制
“灵敏的感觉”
•实现更好的实 施监测和反应
遍布全网的感应、测量设备
线路在线测温（Dynamic Line Thermal Ratings）
无线智能电网信息感应器 （Wireless, Intelligent Sensors for System Information）
高级可视化方法（Advanced Visualization Methods）
数值气象预报（Numerical Weather Prediction）
地理空间信息系统（Geospatial Information Systems）
敏捷的中枢：即插即用的集成控制系统
“敏捷的中枢”
•可 减 少 大 停 电 和地区性断电
信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为智能决策 提供支撑，是统一坚强智能电网的基本途径；
美国智能电网简介
16 个 核 心 标 准
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
15
16.美国智能电网---标准体系（ 16.美国智能电网---标准体系（续） 美国智能电网---标准体系
2010年优先标准计划 年优先标准计划
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
4
美国智能电网的内涵（ 5. 美国智能电网的内涵（续）
自愈 安全 互动
优质
美国智能电网 特征
创新 高效
兼容
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
-55
美国智能电网的内涵（ 6. 美国智能电网的内涵（续）
Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.
-66
7.美国智能电网---基本技术 7.美国智能电网---基本技术 美国智能电网--综合通讯及连接技术：实现建筑物实时控制及信息更新， 综合通讯及连接技术：实现建筑物实时控制及信息更新，让电网
的每个部分既能“ 的每个部分既能“说”又能“听”。 又能“
14
15.美国智能电网---标准体系（ 15.美国智能电网---标准体系（续） 美国智能电网---标准体系
1. 2. 3. 4. 5. AMI-SEC ：先进的计量基础设施和智能电网端对端安全性 ANSI C12.19/MC1219：收费计量信息模型 ： BACnet ANSI ASHRAE 135-2008/ISO 16484-5：楼宇自动化 ： DNP3：变电站和馈线装置自动化 ： IEC 60870-6 / TASE.2 : 控制中心之间的通信 IEC 61850：变电站自动化和保护 ： IEC 61968/61970 ：应用级能量管理系统接口 IEC 62351 Parts 1-8 ：电力系统控制运行的信息安全性 IEEE C37.118：相量测量单元通信 ： IEEE 1547：电力公司和分布式发电之间的物理和电气互联 ： IEEE 1686-2007：智能电子装置的安全性 ： NERC CIP 002-009：主干电力系统的网络空间安全性 ： NIST Special Publication (SP) 800-53, NIST SP 800-82 ：主干电力系统的联邦信息系统的网络空间安全性标准及导则 Open Automated Demand Response (Open ADR)：价格支持和直接负载控制 ： OpenHAN ：家庭局域网装置通信 测量和控制 家庭局域网装置通信,测量和控制 ZigBee/HomePlug Smart Energy Profile:家庭局域网装置通信和信息模型 家庭局域网装置通信和信息模型
智能电网
免责声明
• 该文件由美国国家标准技术研究所准备， 由能源独立和安全法案（2007）授权支持 描述标准研究。 • 文件中，为了能适当的描述观念，某些商 业实体，设备，材料可能被鉴定。如此鉴 定并不意味着是美国国家标准技术研究所 的推荐或签注。也没有打算暗示这些商业 实体，设备，材料是必定地，最好的应用。
ห้องสมุดไป่ตู้
实现智能电网优先行动计划
• • • • • • • • • • • • • • • • 5 .......优先行动计划...................................................75 5.1 ....概述..................................................................................................75 5.2 ..标准计量表数据配置文件. (PAP 05)......78 5.3 ..能源使用信息标准(PAP 10)....79 5.4 ..标准需求响应信号(PAP 09)....82 5.5 ...开发价格和产品定义通用规格.. (PAP 03).......83 5. 6 .开发通用的能源交易调度通信(PAP 04).....85 5.7 .智能电网中供使用的IP协议集的指导方针(PAP 01)...................87 5.8 .无线通信使用指导方针(PAP 02).................................88 5.9 ..家庭家电通信电力载波调谐标准(PAP 15)..............90 5.10 ...为配网管理开发通用信息模型. (PAP 08).....................................91 5.11 ..输配电动力系统模型图(PAP 14).............93 5.12 ... 分布式网络协议3映射到IEC 61850标准对象上(PAP 12)....95 5.13 . IEEE C37.118 标准与IEC 61850标准和精确时间同步的协调(PAP 13).......97 5.14 能量储存互联指导方针(PAP 07)........100 5.15 .支持插电式电动车的互操作性标准. (PAP 11).........103
智能电网ppt课件
➢DOE与 NETL合作发起了“现代电网(MGI)”研究,之后，研究机
构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷
推出自己的智能电网方案和实践。
➢ 奥巴马将智能电网提升为美国国家 战略
13
欧洲2020年及后续的电力发展目标
未来欧洲电网应满足如下需求:
灵活性(Flexible)，在适应未来电网变化与挑战的同时， 满足用户多样化的电力需求；
可接入性(Accessible)，使所有用户都可接入电网，尤 其是推广用户对可再生、高效、清洁能源的利用；
可靠性(Reliable)，提高电力供应的可靠性与安全性以 满足数字化时代的电力需求；
接入，降低排放水平 提高在全球的竞争性
8
美国发展智能电网的步骤
美国能源部等机构致力于电网现代化建设， 即实现自愈智能电网。自愈智能电网的提出及其 发展大概经历2个初步阶段： 电力基础设施战略防护系统（SPID）的自愈战略： 整个项目将于2025年完成，最终达到具有承受、 应对各种意外及快速恢复的自愈能力。 从综合能源及通讯系统体系结构（IECSA）到智 能电网：实时评估电力系统行为、应对电力系统 可能发生的各种事故、防止大面积停电，并可快 速从紧急状态恢复到正常状态。需要从快速仿真 决策、协调/自适应控制和分布式能源（DER） 集成等3个方面进行实现。
年份
3
国外提出智能电网概况
欧洲智能电网发展里程碑
➢成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”
➢ 提出智能电网愿景，制定（1）《欧洲未来电网的 远景和策略》（2）《战略性研究议程》（3）《战 略部署文件》
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美国智能电网的五大技术
第一，综合通讯及连接技术，实现建筑物实时控制及信息更 新，让电网的每个部分既能“说”又能“听”。
第二，传感及计量技术，支持更快更精确的信息反馈，实现 用电侧遥控、实时计价管理。
中国特色的智能电网（国家电网公司智能电 网部主任王益民 ）
• 中国式的智能电网，首先要满足电力负 荷需求，在前期保证输电、变电的智能 化建设，要保证供电安全可靠性，要满 足经济意义和节能，最后保证电能质量 和可再生能源接入。
• 这个战略的核心仍然是依托中央集权制 的国家体制营建特高压电网基础上的电 网现代化，其电力中枢系统仍然没有摆 脱大煤电、大水电，而以实现电网骨架 更大体系的统一目标。
第三，先进零部件制造技术，产品用于超导、电力储存、电 网诊断等方面的最新研究。
第四，先进的控制技术，用于监控电网必要零部件，实现突 发事件的快速诊断及快速修复。
第五，接口改进技术，支持更强大的人为决策功能，让电网 运营商和管理商更具远见性和前瞻性。
3.美国智能电网的规划
美国正在积极推进智能电网 的发展，目前已经有29个州 实施了RPS(可再生能源标准， renewable portfolio standards)， 强制规定了可再生能源的引入 比例。美国政府在更新电力基 础设施方面也提出了巨大的投 资预算，到2030年投资总额将 达到1.5万亿美元。
代化，DOE发布“Grid 2030”
●2005年DOE与 NETL（美国国家能源技术实验室）合作发
起了“现代电网(MGI)”研究,The Modern Grid Initiative : a Vision for the modern grid. Mar. 2007. NETL之后，研究机 构、信息服务商和设备制造商与电力企业合作，纷纷推出自 己的智能电网方案和实践
●2009年奥巴马将智能电网提升为美国国家战略
欧洲智能电网发展概况
2005年成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”
2006年提出 智能电网愿景
European Smart grids Technology Platform ： Vision and Strategy for
Europe’s Electricity Networks of the Future
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
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。
• 美国能源部（DOE：Department of Energy）在其主 页上公开了美国新一代输电网计划“智能电网”所使 用的标准规格。美国能源部一直主张，须对智能电网 制定可确保系统间相互连接性的标准规格。
• 此次公布了16种标准规格。名称为“Initial Smart Grid Interoperability Standards Framework, Release 1.0”。 能源部将这些标准规格定位于“initial（初始版）”， 估计今后还会进一步追加其他规格。
2. The definition of U.S. Smart Grid
According to the U.S. Department of Energy’s modern grid initiative, a smart grid integrates advanced sensing technologies, control methods, and integrated communications into the current electricity grid.
开支，实现能源独立性和减少温室气体排放的关键
措施。随着配电系统进入计算机时代，现代化的数 字电网将使美国能耗降低10％，温室气体排放量减 少25％，并节省800亿美元新建电厂的费用。据美国
能源部西北太平洋国家实验室的研究结果表明，仅
使用数字电表设定家庭温度及融入价格信息，每年 可减少15％的能耗。
美国的电网改革将经历以下几个阶段：部署智能电表、 普及推广电力负荷控制设备、引入自主负荷控制系统。
• 适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降 低排放水平
• 提高在全球的竞争性
Characteristics of U.S. Smart Grid
1.自愈 Self-healing：有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网 的故障做出反应，快速解决，减少停电时间和经济损失。
2.互动 Interaction：商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费 价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价。
奥巴马政府的政策：2009年2月，美国总统奥巴马 发布的《经济复苏计划》中提出投资110亿美元，建
设可安装各种控制设备的新一代智能电网。智能电 网项目包括铺设或更新3000英里的输电线路，并为 4000万美国家庭安装智能电表。新一届美国政府将
智能电网项目作为其绿色经济振兴计划的关键性支
柱之一。奥巴马总统将智能电网视作降低用户能源
Thus, it is not a grid in the sense of a transmission grid as we know it. At the transmission level, today’s grid is efficient, smart, and intelligent. At the distribution and customer levels, there are opportunities for automation, advanced data collection, and intelligent appliance control that provide opportunities for energy efficiency and better integration of distributed generation including renewable to reduce carbon emission.
• 此次制定的规格包括，智能电表与基础网的数据交换、 电费实时通知方法、变电站和馈线中的设备控制、输 电网各阶段的数据安全管理方法、住宅内的家庭自动 化（HAN：home area network）以及智能电表与住宅 内设备的通信控制方法等。可利用无线及电力线通信 的“ZigBee/HomePlug”的智能能源规范（Smart Energy Profile）等也纳入其中。
我国情况是，国家电网公司目前正在推进“一特四大”的电网发展战略， 即以大型能源基地为依托，建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高 压电网，形成电力“高速公路”，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再 生能源基地的集约化开发，在全国范围内实现资源优化配置。同时，将以特 高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，发展以信息化、 数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。
(3)配变电自动化 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)分布式发电及电能储存 (5)先进的相量测量（PMU）和广域测量技
术（WAMS）
此外，还包括一些可视化技术。
5.智能电网标准制定
在标准方面，美国负责智能电网标准制定的机构有15家，包括 美国国家标准与技术研究所（NIST）、美国电力研究所 （EPRI）、美国电气电子工程师学会（IEEE）、美国国际电工 委员会（IEC）、美国机动车工程师学会（SAE）、美国国家可 再生能源实验室（NREL）等。其中，NIST承担“智能电网互操 作性框架”（Smart Grid Interoperability Framework）项目，全 面负责美国智能电网标准的制定，项目总金额为1000万美元； IEEE主要致力于互通入网、计量设备的接入（如智能电表）和 时间同步性的标准制定；SAE主要关注机动车接入智能电网的标 准；美国国际电工委员会主要负责信息自动化的模式和环境标准 的制定等。
Strategic Research Agenda for Europe‘s Electricity Network
of the future
The SDD Strategic Deployment Document
欧洲未来电网的发展
与电网的大容量和超高压发展方向相反，欧洲 关注更多的是智能电网技术。未来的电网必须 建立在电网信息化管理系统之上，特别是低压 供电电网的信息化控制、流量平衡控制、网内 分布式能源智能管理与控制系统、智能保护系 统等。
美国发展智能电网的驱动因素：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、智能管理、智能分析为特征的 灵活应变的智能电网。
• 改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性
• 提高能源的利用效率和技术的先进性
• 提高用户对电价的可承受能力
美国智能电网的定义及其技术 路线
1.智能电网发展概况
智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并 被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。
美国智能电网的发展状况：
●2001年EPRI（电力科学研究院）开始“Intelligrid”(智能
电网）研究
●2003年布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现
第一阶段：部署智能电表，可以实