第三讲-未来的电力系统..

2. 智能变电站
＊数字化变电站二次回路
＊数字化变电站二次设备 ＊提供变电站设备运行状态
二、智能电网技术路线
3.坚强的网架与控制的柔性
柔性输电与电压源换流站（电力电
子）
交直流联合输电（自由电网）
交直流联合电网（可控电网）
4.电气主设备的预知维修
A.预知维修数据库的建立
高频率、大容量的数据采集
未来的电力系统--第三讲
坚强的智能电网
张保会
西安交通大学 2015年3月18日
目
录
1、一网三流的概念 2、智能电网技术路线 3、特高压电网与实时控制 4、电力市场与智能配电网 5、智能电网面临的问题
一、

一网三流的概念
一 网：电力网 功率流：电力网的根本任务是传送电能，保证 电功 率流的流动

信息流：为保证功率流的安全可靠经济流动需 要利用信息流进行功率流的调节和控制 货币流：为保证电能的商品化交易，需要实时 的电价信息和交易信息（货币）

智能电网（Smart Grid)的定义：
到目前为止，智能电网尚无完全相同的定义
构成： 一般指以物理电网为基础，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。 目标：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、互动的电力服务。
用户智能控制器
优化控制用（充、放）电器、优选终 端消费的能量、自动生成用（供）能契 约。
五、坚强的智能电网面临的问题
汇集多种能源产生的电能，由智能 化电气设备优化互连支撑，具有柔 性调控能力，满足市场化交易原则， 全国联网的，功率流、信息流和货 币流同时流动的、高度自动化了的 人造非线性物理网络。
抵御攻击
将来的智能电网和目前电网功能的比较
特征 电价激励 目前 将来
购电方案单一，缺少实 实时的电价信息，有多种 时定价，选择少 购电方案和电价可供选择
发电/储能 市场化/互供 电能质量
大量“即插即用”的分布 中央发电、储能占优， 式电源补助中央发电（节 少量可再生能源 能、环保）
有限的趸售市场，少与 多种成熟的趸售市场，与 用户互供 多用户高效互供 电能质量有保证，有各种 关注停运，不关心电能 的质量/价格方案可供选 质量 择
基于轨迹信息的不稳定性预测与紧急控制

自适应失步解列控制系统
四、电力市场与智能配电网终端
1.电力市场化运营
报价系统
交易系统 结算系统
四、电力市场与智能配电网终端
2.智能电网用户终端 实时电价后电费与电量 一户一表 购电契约的实现 电费结算与校核 电费的收缴—银行
终端用户的服务需求(1)
集成（Integrated）
实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和 模型，实现标准化、规范化和精细化的管理。
优化（Optimized）
优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。
二、 智能电网技术路线
1.智能化电气设备


监视电力系统的运行状态
反应并监视电气设备的工作状态 决定电气设备的运行性能与检修
五、坚强的智能电网面临的问题
兼容（Compatible）
能支持可再生能源的正确、合理地接入，适应分布式发电和微电网的接入，能 使需求侧管理的功能更加完善和提高，实现与用户的交互和高效互动。
坚强的智能电网基本内涵
经济(Economical)
支持电力市场和电力交易的有效开展，实现资源的合 理配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。
要求：
设备安全性要求更高－智能化、状态预知维修 系统可控性要求增强－柔性控制、紧急平衡控制 市场化运营－不确定性增加、经济性要求提高
三、 特高压电力系统与实时控制 1.安全控制
预防控制
紧急控制 恢复控制
三、特高压电力系统与实时控制
2.广域信息下的电网安全防御体系


输电断面安全性保护，防止连锁跳闸
坚强的智能电网（Strong&Smart Grid）
总体发展目标：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，利用先进的通信、 信息和控制技术，构建以信息化、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。 基本内涵：坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明 开放、友好互动。 技术特征：技术上实现信息化、数字化、自动化、 互动化；管理上实现集团化、集约化、精益化、 标准化。
智能电网不是一个全新的概念，它是优化能源生 态平衡、提高利用效率、降低大气环境污染，和 谐利用电能的发展构成总称。
智能Βιβλιοθήκη Baidu网的功能
将来的智能电网和目前电网功能的比较
特征
优化
目前
很少计及资产管理
将来
电网的智能化同资产 管理深度集成 防止系统崩溃，减少 故障影响 具有较强的抗扰动和 快速恢复能力
自愈
扰动发生时保护资 产（保护跳闸） 抗恐怖袭击和自然 灾害能力脆弱
高速率的数据传输网络 大容量的数据分析与处理
4.电气主设备的预知维修
B .预知维修专家系统
实时数据分析
故障诊断、故障保护 预知维修
三、 特高压电力系统与实时控制
特高压定义： 800kV及以上电压
特高电压:交流1000kV、直流± 800kV。 特大设备:直流双级640万千瓦、交流单线400万千 单发电机容量超100万千瓦。 电力电子设备增多、容量加大。
3.竞质、竞价和竞服务下网

用户类别（可靠度、可中断、可返供等） 报价系统（含实时电价） 交易系统（含供电商、交易方式） 结算系统（预付费、月银行结算等）
终端用户的服务需求（2）
4. 终端用户的智能反馈 实时电价的智能电表
接收受、供电价、供电商信息，计算 电量、电费，发出商业结算明细。
坚强的智能电网基本内涵
坚强（Robust）
在电网发生大扰动和故障时，电网仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面 积的停电事故；在自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网 的安全运行；
自愈（Self-Healing）
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力，强大的预警控制系统和预防控制 能力，自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。