智能电网综合研究报告

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四是保障我国能源安全。我国一次能源以煤为主,能源资源 相对贫乏,人均占有水平低,能源可持续发展的任务艰巨。通过 建设统一坚强智能电网,促进可再生能源和用户侧新型用电模式 的发展,提高电能在终端能源消费中的比重,实现我国能源可持 续发展。 五是积极应对全球气候变化。我国在经济快速发展,工业化、 城市化快速推进的过程中面临越来越大的节能减排压力。通过建 设统一坚强智能电网,推动建立适应可持续发展要求的能源生产 方式和消费方式,优化能源结构,提高清洁能源比重,推进产业 升级,发展低碳经济,有效应对全球气候变化带来的挑战。
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(三)三个发展阶段:
第三阶段 2016年~2020年 第二阶段 2011年~2015年 引领提升阶段,在全面建 设的基础上,评估建设绩 效,完善和提升智能电网 的综合水平,引领国际智 能电网的技术发展。
第一阶段
2009年~2010年
规划试点阶段,完成国家 电网智能化规划;制定坚 强智能电网建设标准;加 强各级电网建设,开展关 键性、基础性、共用性技 术研究工作,开展技术和 应用试点。
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第二阶段(全面建设阶段,2011~2015年)重点工作及目标:
到2015年,基本建成统一坚强智能电网;关键技术和装备达到国际 领先水平。
可再生能源发电运行控制和功率预测技术全面推广; 电网优化配置资源能力超过2.4亿千瓦; 全面建成输电线路状态检测中心及灾害预警系统; 在电网部分重要区域内开展枢纽变电站智能化建设和改造; 完成省会城市实用型配电自动化系统建设; 双向互动服务在部分城市得到应用,基本建成用电信息采集系统; 公司系统省级以上及部分地区调度机构建成智能调度技术支持系统; 建成规范、统一、全覆盖的输配电通信传输网、接入网、管理网、同 步网,基本建成国家电网资源计划系统(SG-ERP)。
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二、国内外研究现状
21世纪电力供应面临的挑战
环境压力 充足的供应 购买能力 安全可靠 高效利用
竞争性
降低电力供应成本 加强用电以减少一次能源使用 健全市场 开放电网接入性 电力产品的推广 分布式发电的集成
可持续发展性
气候变化及KYOTO议定书 减少环境影响--本地和全球 可再生能源的利用 控制消费—发展模式和消费方式 减少损耗和提高效率
未来供电的标准
竞争性 可持续发展性 供电安全性
供电安全
能源的多样性 降低进口依赖 电网安全性 TLC、ICT和控制系统的安全性
欧美国家:
国家战略层面:保障国家能源安全,促进社会经济与劳动就 业,积极应对气候变化和环境保护; 电网发展基础:电力需求趋于饱和,电网新增建设规模有限; 研究驱动力:利用先进技术装备水平,提高资源利用效率, 促进并满足可再生能源快速发展需要,提高供电可靠性和电 能质量,完善社会用户的增值服务。 研究重点:主要立足于配网/用电侧。研发可再生能源和分 布式电源并网技术,电动汽车与电网协调运行技术以及电网 与用户的双向互动技术。
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在研究体系方面:我国形成了目前世界上实验能力最 强、技术水平最高的特高压试验研究体系,实验研究 能力达到国际领先水平; 在发展智能电网方面:我国统一坚强智能电网试点工 作已逐步开展,一体化的智能调度技术支持系统已完 成基础平台开发,用电信息采集系统研究全面开展; 在体制方面:公司业务范围涵盖从输电、变电、配电 到用电服务的各个环节,有利于统一规划、统一标准、 快速推进。
“统一”是前提,“坚强”是基础,“智能”是关键。
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(二)两条主线
技术上体现信息化、自动化、互动化 管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化
信息化是指实时和非实 时信息的高度集成、共 享与利用;
自动化是指电网控制策略 的自动优选、运行状态的 自动监控和故障状态的自 动恢复; 互动化是指电源、电 网和用户资源的友好 互动和相互协调。
一是坚持“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工 作方针; 二是坚持以发展为主线,加快建设以特高压为骨干网架、各级 电网协调发展的坚强电网; 三是坚持突出体系建设,以通信信息为平台,以调度为协调运 作中心,各环节相互衔接、整体推进。
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(三)统一坚强智能电网的建设实施
按照“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进” 的工作方针,从“六个环节”和“一个平台”入手,开 展统一坚强智能电网建设与实施。
我国:已具备建设统一坚强智能电网的坚实基础。
在电网网架方面:我国电网网架结构不断加强完善,特 高压交流试验示范工程成功投运并稳定运行,后续交直 流特高压工程全面推进; 在大电网运行控制方面:我国具有“统一调度”的体制 优势和深厚的运行技术积累,广域相量测量、在线安全 稳定分析等新技术开发应用居世界领先地位; 在通信信息平台建设方面:我国建成“三纵四横”的电 力通信主干网络,国家电网信息化SG186工程建设全面 推进;
七个分报告:
围绕统一坚强智能电网发展的总体目标要求,对“六环节” (发电、输电、变电、配电、用电、调度)和“一平台”(信息 通讯平台)的发展技术路线和重点任务、阶段目标展开具体研究。
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二、国内外研究现状

一、建设统一坚强智能电网的重要意义 三、统一坚强智能电网战略框架 四、统一坚强智能电网发展路线 五、社会效益和公司效益分析
从中国国情出发,以社会用户服务需求为导向,以先进信息、 通信和控制技术为手段,以满足经济社会可持续发展为目标,以 坚强网架为基础,以信息平台为支撑,实现“电力流、信息流、 业务流”的高度一体化融合,构建贯穿发电、输电、变电、配电、 用电和调度全部环节和全电压等级的电网可持续发展体系。
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(二)统一坚强智能电网建设的基本原则
高压国际会议上进行了发布,并为后续相关研究、规划和建
设提供了工作基础。
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综合研究报告:
形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个 内涵、六个应用环节”的智能电网发展战略框架 制定了总体发展目标和分阶段发展目标 明确了从发电到用电服务各应用环节以及通信信息平台的发 展路线和重点工程 对智能电网建设的社会效益和公司效益进行了初步分析评估
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中国智能化电网发展基本内涵
坚强智能电网发展的物质基础
坚强智能电网发展的 基本要求
坚强可靠
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
清洁环保
经济高效
友好互动
透明开放
经济社会对坚强智能电网的 基本诉求
坚强智能电网的发展理念
坚强智能电网的主要运行特征
四、统一坚强智能电网发展路线
( 一 ) 统 一 坚 强 智 能 电 网 发 展 思 路
全面建设阶段,跟踪发展 需要、技术进步并进行建 设评估,滚动修订完善电 网智能化规划和建设标准, 智能电网建设全面铺开。
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第一阶段(规划试点阶段,2009~2010年)重点工作及目标:
到2010年,智能电网关键技术设备研究和建设试点全面完成。
“两纵两横”特高压网络架构基本形成; 可再生能源发电运行控制和功率预测技术取得突破; 特高压直流输电核心技术达到国际领先水平; 电网优化配置资源能力超过1.2亿千瓦; 完成智能变电站建设及改造试点; 完成智能配电网示范性工程主体建设; 建设双向互动服务及分布式电源接入试点,智能电表全面覆盖 10千伏电压等级的大用户、工商业用户; 完成智能调度技术支持系统开发,在国调、“三华”网调和部 分省调、地调投入运行; 建设四个通信枢纽中心,建成“SG186”工程。
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(四)四大体系架构 --全电压、全环节
技术支撑体系 综合知识、统一信息、复合通信支撑
智能应用体系
标准 规范 体系
涵盖发电、输电、变电、配电、用电 和调度全部环节、全电压等级
电力流 信息流 业务流
高度 一体化
电网基础体系 坚强电网实体、智能网络设备
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(五)五大基本内涵:
坚强可靠:具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠 的电力供应; 经济高效:提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资 源和电力资产的高效利用; 清洁环保:促进可再生能源发展与利用,降低能源消耗和污染物排 放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重; 透明开放:电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放; 友好互动:实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用 户接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节
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第三阶段(引领提升阶段,2016~2020年)重点工作及目标:
到2020年,全面建成统一坚强智能电网。技术和装备全面达到 国际领先水平。
新能源有序并网发电,与电力系统协调经济运行; 电网优化配置资源能力超过4亿千瓦; 枢纽及中心变电站完成智能化建设和改造; 在重点城市建成具有自愈、灵活、可调能力的智能配电网; 双向互动服务得到推广,全面建成并完善用户用电信息采集系统; 进一步强化和优化通信网络,全面建成SG-ERP系统。
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1、发电环节的发展路线
发展基础
已深入开展网厂协调技术研究,并对大规模可再生能源发电 运行控制及并网等关键技术开展了研究。制订了风电等新能源 并网技术标准,研究开发了风电功率预测示范系统。 我国水电、抽水蓄能、燃气发电等快速调节电源不足;风电 运行控制技术尚不能满足大规模接入电网要求;光伏发电控制 及并网技术处于起步阶段。
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三、统一坚强智能电网战略框架
构建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
一个目标
技术上实现信息化、自动化、互动化 管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化
两条主线
2009-2010年: 规划试点阶段 2011-2015年: 全面建设阶段 2016-2020年: 引领提升阶段
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日本:近期发布“智能电网开发计划”(日本电气事业联合会)
主要驱动力及重点领域:
供电系统的稳定性与可靠性--太阳能发电对电力系统的影响
节能:家庭与社区的高效率用电问题
占领技术前沿:太阳能发电技术;储能技术(蓄电池);电动 汽车等 东京电力公司联合东芝、日立制铁所等企业在东京工业大学校园内开 展“日本版智能电网”试验示范工程,计划2010年开始,为期三年。 日立制铁所与东芝公司与国内十多家企业联手,在美国南部研究开发 太阳能发电的高效控制系统
六、下阶段工作
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一、建设统一坚强智能电网的重要意义
一是满足经济社会可持续发展需要。以发展为主线,加快坚强 电网建设,满足国民经济快速发展的电力需求。提升电网管理水平、 供电安全可靠性和电能质量,提供更加完善的服务,更好地服务经 济社会发展。 二是实现大范围能源资源优化配置。我国能源资源分布与生产 力布局呈逆向分布。通过统一坚强智能电网建设,以特高压和跨区 输电为重点,构建电力“高速公路”,实施“一特四大”发展战略, 实现能源资源在全国范围的统一高效配置。 三是促进可再生能源的集约化开发。通过统一坚强智能电网建 设,有效解决风能、太阳能等可再生能源大规模开发的间歇性、不 确定性问题,保证电力的大规模接入和远距离送出。
统一坚强智能电网
综合研究报告主要成果
国网能源院 二○○九年九月十日
背景:
今年2月,公司党组会议决定在特高压输电技术取得重大
突破和以往研究实践的基础上,结合世界电网发展新趋势以 及我国电网发展的实际,组织公司系统的研究机构和相关部
门,成立专门工作组,开展“智能电网综合研究”。
工作组完成了《统一坚强智能电网综合研究报告》和七 个分报告的研究分析和编制工作,相关成果在5月份举办的特
三个阶段
电网基础体系 技术支撑体系 智能应用体系 标准规范体系
四个体系
坚强可靠 、经济高效 清洁环保、 透明开放 、友好互动
五个内涵 六个环节
发电 输电 变电 配电 用电 调度
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(一)总体发展目标
以统一规划、统一标准、统一建设为原则,建设以特高压 电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互 动化特征,自主创新、国际领先的统一坚强智能电网。 统一坚强智能电网应具备坚强的网架结构,各类电源接入、 送出的适应能力,大范围资源优化配置能力和用户多样化服务能 力,以实现安全、可靠、优质、清洁、高效、互动的电力供应, 推动电力行业及相关产业的技术升级,满足我国经济社会全面、 协调、可持续发展要求。
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