美国的智能电网

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美国智能电网的定义及其技术路线

美国智能电网的定义及其技术路线

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。 第一阶段:部署智能电表,可以实 时把握各时间段的电价、电力消耗 状况等具体信息 。 第二阶段:在2011年到2020年之间利用无线及有线网 络,普及可对电力负荷进行远程控制的家电设备。 第三阶段:智能电网的终极目标是到2030年左右引入 可自主控制负荷的电力系统,对所有用电设备进行实 时管理。
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。 3.安全Safety :电网的彻底安全性。 4.提供适应21 世纪需求的电能质量 5.适应所有的电源种类和电能储存方式 6.可市场化交易 7.优化电网资产、提高运营效率
(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。

智能电网配电技术及其设备需要具备的条件

智能电网配电技术及其设备需要具备的条件

智能电网及建设原动力简述随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的日益突出,电网发展面临新课题和新挑战。

智能电网承载保障能源安全、促进能源清洁高效利用和提振经济发展等重要使命,已经成为当今世界电网发展的新趋势、新方向。

发展智能电网,适应未来可持续发展的要求,已成为国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择。

不同国家的国情不同、电网发展阶段、资源分布、原动力不同,发展智能电网的方向和重点也不同。

2002年,美国电科院开始致力于智能电网整体的信息通信架构开发,配电侧的业务创新和技术研发。

2003—2005年间,美国智能电网研究开始蓬勃发展,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。

2003年美国加利福尼亚的大停电事件引起了各国高度重视。

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。

美国在智能电网方面,将成倍增加可再生能源的开发能力,建设一个可实现在东西海岸(距离4000公里以上)传输的新的更坚强、更智能的智能电网。

奥巴马将智能电网同上个世纪初美国建设高速公路网相比,称其为美国建设新能源经济的重大举措。

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。

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。

抢占产业制高点,创造新的经济增长点仅大规模部署应用分布式发电和储能技术就有望在2020年之前为美国带来每年100亿美元的经济增长。

2005年,欧洲委员会首次在欧洲提出“智能电网”概念,成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”,目标是把电网转换成用户和运营者互动的服务网,提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性,并为分布式和可再生能源发电的大规模整合扫除障碍。

国内外智能电网的发展现状与分析

国内外智能电网的发展现状与分析

德国“工业4.0”战略的核心是建立一个高度数字化的生产平台,实现生产 过程的自动化、智能化、精益化。这个平台包括了生产设备、物流系统、控制系 统等各个方面,通过互联网、物联网等技术手段实现互联互通和数据共享。在这 个平台上,企业可以灵活地调整生产模式和生产流程,快速响应市场需求的变化。
2、美国
美国是全球科技创新的中心之一,也是智能制造发展的另一个领军者之一。 美国政府提出了“先进制造业”战略,旨在通过技术创新和数字化转型等手段, 提高制造业的竞争力和创新能力。美国在智能制造领域拥有很多领先的企业和技 术,如通用电气、惠普、苹果等企业都在积极推进智能制造的实践。
我国已经具备了一定的自主创新能力,如数控机床、工业机器人等智能装备 的研发和应用已经得到了广泛的应用。
然而,我国智能制造仍然存在一些问题和挑战。首先,我国制造业基础依然 薄弱,大部分企业的技术水平和管理水平还比较落后;其次,我国智能制造发展 不平衡,东部地区发展较快,中西部地区相对滞后;最后,我国智能制造发展还 面临着人才短缺和技术瓶颈等问题。
国内外智能电网的发展现状与 分析
目录
01 一、国际智能电网的 发展现状
03
三、智能电网发展的 挑战与未来趋势
02
二、中国智能电网的 发展现状
04 参考内容
智能电网是电力系统的一种现代化形态,通过采用先进的信息、通信和控制 技术,可以实现对电力系统的监测、控制、分析和优化。在国内外,智能电网的 发展正在不断推进,对于提高电力系统的效率、可靠性和安全性起到了重要作用。 本次演示将探讨国内外智能电网的发展现状及未来趋势。
其次,我们需要加强人才培养和技术创新。智能制造需要大量的高素质人才 和技术创新成果的支持。政府和企业应该加强人才培养和技术创新的投入力度, 建立更加完善的人才培养和技术创新体系。

美国“电网智能化”(GridWise)计划基本情况

美国“电网智能化”(GridWise)计划基本情况

美国“电网智能化”(GridWise)计划基本情况华东电力试验研究院科技信息所 迟峰1 美国开展“电网智能化”研究的背景安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证。

美国的电力工业曾经被认为是现代工程的典范,在过去几十年中为该国的持续繁荣、稳定做出过重要贡献。

然而,近年来,美国发生了一系列影响范围广、后果严重的大规模停电事故,尤其是2003年8.14美加大停电事故,影响范围涉及俄亥俄州、密歇根州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西州和加拿大安大略省5000万人。

美国学者和官员认为,美国的电力系统正变得日益陈旧和过时。

目前美国电力系统中的很多设备都是在上世纪50、60年代设计。

这些设备占地大、价格高,同时也与数字信息技术相脱节,无法应用最新的信息、通信及自动控制等技术。

如果目前的电力系统运行、规划方式没有重大改变,那么至2020年,美国还至少需要在电力基础设施上投资5000亿美圆,以满足日益增长的负荷。

利用信息技术对电网进行改造,建设一个高效能、低投资、安全可靠运行的电力系统成为美国社会的一致要求。

“电网智能化”工程由美国能源部牵头,通过向现有的电力基础设施中安装远程通讯设备、传感器和计算机装置来改进国家电网,以减少电费开支,减轻电网负荷。

研究人员把主要电气设备与因特网联网,监控实时电价,并在其他电器上安装专门芯片,追踪电网稳定性。

他们希望借此更新陈旧的电力设施,改善电力实时追查系统,以优化电能的利用。

电网智能化的关键就是与用户的互动,将用户的需求及时反映到电网的运行控制中。

其目的是在不断降低成本和提高效率的同时,提高整个电网的可靠性及可用性。

2“电网智能化”研究的组织情况“电网智能化”由美国能源部(DOE)、能源部所属的太平洋西北国家实验室(PNNL)和来自电力工业的参与者共同推动。

“电网智能化”的研究工作最初起源于DOE一个名为电网智能化的项目,由美国能源部及其所属的太平洋西北国家实验室所推动。

美欧智能电网建设动机分析

美欧智能电网建设动机分析

美欧智能电网建设动机分析王喜文各国政府为应对气候变化纷纷致力于改善能源结构、优化电网配置,智能电网就是电力系统的一大创新。

虽然建设智能电网的主要目的是实现智能化的能源供需平衡,但除此以外的动机,各国还是存在较大差异。

本文将详细分析美国、欧洲智能电网建设的动机,看看二者究竟有何不同。

一、美国志在产业主导权(一)以IT与高科技企业为主力军提及智能电网,最令人关注的是美国。

美国IBM制订了“智慧地球”这一全球战略,其代表内容之一即是智能电网的建设,并且,IBM不断地参与了世界各地的智能电网建设试点项目;美国Google免费提供了名为“PowerMeter”的用电量监测软件,用户在家里可以通过电脑查看电力消费情况;美国英特尔和美国TI(得克萨斯仪器)加大了智能电表等设备中所使用的半导体的研发与销售;美国埃森哲公司计划通过规划信息系统参与到电力行业。

其实,美国大型IT企业,可以说没有一家会对智能电网发展不感兴趣,其原因在于智能电网被视为“电网的IT化”。

美国智能电网领域的另一大特征是,短时间内汇聚大量风投资金与新兴企业快速蓬勃发展。

在AMI(高级电表架构)服务领域,创办于2002年的美国SSN(Silver Spring Networks)成为Google风险投资基金Google Ventures的第一个投资项目;2003年创办的美国GridPoint 公司也已成功融资2亿多美元。

为此,也有人质疑,智能电网热潮会不会出现类似于IT革命时所产生的泡沫。

这些高科技企业的经营人员大多是IT领域的佼佼者,他们的经营方式、思路与IT高增长时代基本类似。

例如,SSN与GridPoint公司注重发挥其在软件服务领域的优势,而智能电表等核心设备企业与“合作企业”进行水平分工,在生产中使用其他公司的产品。

SSN公司1在网站上强调“智能能源平台是一个开放式、基于IP的网络基础设施”,明确表示“智能电网在功能上是提高能源效率的互联网”。

智能电网的发展历程

智能电网的发展历程

早在2001年,意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表,建立起了智能化计量网络。

2005年,坎贝尔发明了一种技术,利用的是(Swarm群体行为)原理,让大楼里的电器互相协调,减少大楼在用电高峰期的用电量。

这个技术赋予电器于智能,提高能源的利用效率。

2006年,欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy)强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

2006年中期,一家名叫“网点”(Grid Point)的公司开始出售一种可用于检测家用电路耗电量的电子产品,可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。

2006年,美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。

这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网,优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

2007年10月,华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目,并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略。

2008年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城市,每户家庭都安装了智能电表,人们可以很直观地了解当时的电价,从而把一些事情,比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。

电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。

2008年9月,Google与通用电气联合发表声明对外宣布,他们正在共同开发清洁能源业务,核心是为美国打造国家智能电网。

2009年1月25日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布:将铺设或更新3000英里输电线路,并为4000万美国家庭安装智能电表——美国行将推动互动电网的整体革命。

美国智能电网发展概况

美国智能电网发展概况

美国智能电网发展概况美国智能电网发展概况2014-02-21 click → 能源杂志本文由【能源杂志】推荐文/Smartgrid1998年,美国电科院(EPRI)开展“复杂交互式网络/系统”(CIN/SI)研究,目的是打造高可靠、完全自动化的美国电网,这是美国智能电网的最初原型。

2002年,美国电科院正式提出并推动了“Intelli grid”项目研究,致力于智能电网整体的信息通信架构开发,配电侧的业务创新和技术研发,开展电能和通讯系统框架整合项目研究(Integrated Energy and Communications Systems Architecture, IECSA),18个月后,项目正式命名为智能电网框架(IntelliGrid Architecture)。

这是世界上第一个智能电网框架研究,从而使得EPRI在智能电网领域研发迈开了坚实的一步。

其价值在于:1)为未来电网信息框架提供建设规范;2)为自愈电网提供快速仿真和建模工具;3)为实现需求侧响应和构建现代用户量测体系提供接口;4)建设了一个仿真实验室以进行设备、系统和相关技术的测试;5)与一些电力部门进行了工业应用研究。

因此美国智能电网在功能上希望适应未来数字化信息社会对电能的高可靠性、高质量的要求;适应灵活的发、用电方式,满足分布式、可再生能源发电接入和灵活的用户供、用的需求;电网具有自适应纠正和自愈能力,主动预防而不是被动地应对紧急情况;持续优化运行以最有效地应用各种资源和设备;电网信息整合更全面;鼓励需求侧响应和用户对电网的交互,提供相应的便利接口。

总体特点上具有交互性、自愈和自适应、优化能力、预测能力、包容能力、集成能力和更高的安全性。

2003年4月2-3日,美国能源部召集了65位电力行业和制造企业的专家在华盛顿聚会,会议的主题是讨论在电力的第二个百年里,美国应该建设一个什么样的电网,并将该计划命名为“Grid2030”。

中国对智能电网的定义

中国对智能电网的定义

中国对智能电网的定义以物理电网为基础(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。

美国对智能电网的定义2003年美加大停电后,美国电力行业面对陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额的投资改造计划,痛定思痛,决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻底改造,以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。

其从技术定义为:综合应用现代通讯、计算、控制等技术的电网能够持续不断地适应各种正常操作、运行方式调整的优化运行,并能主动预测和应对电网扰动。

智能电网适应电力系统的发、输、配、用的全部环节,包括:分布式发电;可再生能源等;电力电子应用;电力市场;大系统安全稳定分析、控制;大系统优化;配网自动化;广域信息量测、传输等。

美国电科院从2002年EPRI 开展电能和通讯系统框架整合项目研究(Integrated Energy andCommunications Systems Architecture, IECSA),18个月后,项目正式命名为智能电网框架(IntelliGrid Architecture)。

这是世界上第一个智能电网框架研究,从而使得EPRI在智能电网领域研发迈开了坚实的一步。

当前框架研究成果已为下述领域提供了技术报告,方法,应用规范和工具。

其价值在于:1)为未来电网信息框架提供建设规范;2)为自愈电网提供快速仿真和建模工具;3)为实现需求侧响应和构建现代用户量测体系提供接口;4)建设了一个仿真实验室以进行设备、系统和相关技术的测试;5)与一些电力部门进行了工业应用研究。

智能电网及其发展策略

智能电网及其发展策略

智能电网及其发展策略随着工业的发展和技术的进步,电力需求的增长已成为经济发展的主要动力。

同时,环保和节能已经成为我们不可忽视的问题。

智能电网是一种可以帮助我们充分利用能源资源的新型电力系统。

本文将浅谈关于智能电网及其发展策略。

一、智能电网的定义智能电网是指通过信息技术实现智能化和自动化控制的高度集成化能源系统,包括分布式能源、储能、能源需求侧管理和可再生能源等。

智能电网是基于现有电网结构的扩展,将信息技术、通信技术、能源技术和智能控制技术有机融合在一起,提高电网的运行效率和智能化程度。

二、智能电网的特点智能电网的特点主要体现在以下几个方面:1.智能化程度高:智能电网通过信息技术实现智能化和自动化控制,具备高度自适应能力,能够自动调整电力系统的运行状态,大大提高了电网管理的智能化程度。

2.分布式能源接入能力强:智能电网能够使不同类型和规模的分布式能源接入电网,这些分布式能源包括太阳能、风能和地热能等,在提供电力的同时,还能促进能源的分散化和节约能源资源。

3.能源的利用效率高:智能电网通过先进的能源管理技术,合理利用各类能源资源,将其最大化地转换成电力,同时尽可能减少能源浪费,提高能源的利用效率。

4.强大的可靠性和安全性:智能电网具备高度可靠性和安全性,能够防止电网故障和停电等问题的发生,保证电网安全稳定运行。

三、智能电网的发展现状目前,全球智能电网的建设已进入到了快速发展的阶段。

美国、日本和欧盟等地,智能电网的建设已逐渐成为国家的重要战略。

首先,美国作为全球电力市场的领头羊,已经率先创建了智能电网。

美国2011年实施了智能电网计划,计划在2030年之前将5000万台智能电表安装在居民家庭里,推广智能电网的应用。

自此之后,美国智能电网建设成就卓著,其智能电表覆盖率已经达到70%。

其次,日本也在积极推动智能电网的建设。

2012年,日本推出了“未来电力系统计划”,计划到2030年,日本将实现智能电网普及,并将其赋予新的能源管理功能,以进一步促进能源绿色化。

DC-BUS及简介

DC-BUS及简介
时间轴/h
以一种友善的方式与电力系统 发生交互作用 (good citizen)
输电 网络
G GGG
高压配网
110KV
中压配网
35/10KV
低压配网 0.4KV
负荷
MG MG
负荷
MG
MG
MG
将分布式电源组成微网(MG)运行
冷热电联供热、冷Fra bibliotek微网光伏
边界
太阳 能
储能
中央
控制
热、冷
储能 冷热电联供
装置
风电
44m 82m 2MW 变流器 17组
风力发电机组
钠硫电池 钠硫电池
交直流转换器 交直流转换器
控制大楼 变电站
控制室
太阳能应用项目
太阳能电池5 MW +1.5MW钠硫电池 NEDO DC-BUS项目
1MW NAS 0.5MW NAS
) *由 NEDO 赞助(新能源和产业技术综合开发机构
吸收功率输出的DC波-动BUS的光伏输出
互动
安全
智能电网
优质
经济
自愈
更好地识别和应对人 为的或自然的侵害
对电网故障的预控 与自动恢复
支持全社会用电成 本的优化
智能电网的六大特征
智能电网技术组成
高级计量体系(AMI) 高级配电运行(ADO) 高级输电运行(ATO) 高级资产管理(AAM)
ADO-Advanced Distribution Operations
MW级电池之一 NAS电池介绍
NAS电池系统和铅电池、镍铬电池及锂离子电池一样都属 于二次电池中的一种,可以进行多次的充放电。NAS电池 系统的正极用硫磺、负极用钠,在电解质中正负极之间只 有钠离子能够通过的某种“铝”,外表系精细的陶瓷。

浅谈美国的智能电网

浅谈美国的智能电网

浅谈美国的智能电网智能电网(Smart Grid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。

根据ARRA和其他相关文件的论述,美国政府计划拨款110亿美元建设智能电网基础设施,包括铺设或更新3000英里(约4828km)输电线路,为4000万美国家庭安装智能电表等。

美国国家标准技术研究院(NIST)负责进行"智能电网互操作性框架"(Smart GridInteroperability Framework)项目,全面制定美国智能电网的国家标准,美国电力研究院(EPRI)协助NIST制定一个有关智能电网结构和标准路线图的中期报告。

由此可见,美国的智能电网建设已经快步进入实施阶段。

本文对美国智能电网作一概况介绍。

1 智能电网概述智能电网(Smart Grid)是美国政府《2009美国复兴与再投资法》(ARRA)中重点推进的一个项目。

根据A智能电网使用水能、洋流能、生物能、太阳能、地热能、风能、氢能等可再生能源,促进发电设备输出功率最大化,降低发电成本,提高电力供应的可靠性,减少电力中断以及降低电能消费,同时具有电力传输系统的检测、分析、控制和通信功能。

智能输配电网络建立起来后,在各输配电回路中会设立输配电点,当某处发生、电力事故时,与该处相连的各个输配电回路中某几个输配电点会自动、快捷地重新组建起新的输配电路径,作为针对该起事故的响应。

设立的输配电点越多,发生事故时自动建立的输配电路径也就越多。

电力系统供应链一般由电力生产、传输以及消费三部分构成。

传统技术不能提供大规模的、商业性电力储存来吸收多余电力,并适时进行电力补偿,同时电力生产、传输和消费必须保持连续且紧密的匹配。

实施中的智能电网具有能源管理和储存的功能,可使电力生产者预测用电高峰与低谷的时段,根据需求量的大小及时进行电力传输的增减。

用户使用智能电网提供的电能,电费也因用电高峰与低谷的不同而有所区别。

美国智能电网简介

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.
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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“
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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

A123智能电网储电技术

A123智能电网储电技术

PBo

©A123系统公司2010版权所有。
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风电并网
A123公司正在开发世界上最大的锂离子电池 • Tehachapi 风能存储项目 部署一个8兆瓦/32兆瓦时公共供电系统规模的锂离子电 池系统并对该系统的储能进行评估,从而改善电网性能, 这将有助于风力发电的并网发电。
此外,该项目还将对锂离子电池的更多应用进行评估, 以激发更广泛的对此项技术的需求,从而形成规模生产, 这将大大降低这一大规模能量存储模式的投资费用。
消费品和工业领域
©A123系统公司2010版权所有。
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A123 NanophosphateTM电池的优点
••产品种类繁多,电量和能量业界领先 Wide product portfolio with industry leading power and energy • For high energy applications: 140Wh/kg with 3000W/kg •高能产品:能量密度达140瓦· 小时/千克;输出密度达3000瓦/千克 • For medium power applications: Various designs •中等电量产品:多种设计 • For high power applications: 90WH/Kg with 5000W/kg •高电量产品:能量密度达90瓦· 小时/千克;输出密度达5000瓦/千克
风机功率变化 情况(千瓦/分) 风机出力变化率 出力变化限制
净出力变化率 w/储能 超限
时间
©A123系统公司2010版权所有。 11
解决方案:出力变化管理
解决方案建议: • 互联许可是开发人员将风能引入高价值市场的一个关键路径选项。
• 风力发电厂通过将适当的“动力电池”与先进的

智能电网的应用与研究

智能电网的应用与研究

智能电网,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。

基本简介智能电网概念的发展有3个里程碑: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。

可以看出美国政府的智能电网有三个目的,一个是由于美国电网设备比较落后,急需进行更新改造,提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;三是提高能源利用效率。

第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。

互动电网,英文为Interactive Smart G rid,它将智能电网的含义涵盖其中。

互动电网定义为:在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。

智能电网和微网技术

智能电网和微网技术
监控体系:配网级(配电网控制器,DNO和市场控制器,MO)、微网 级(微风中央处理器,MCC)和单元级(DER单元和负荷的就地控制 器,LCs)3个层次的协调合作,控制方式分为集中式和分散式 运行管理:综合当地的热电需求情况、气候状况、电价、燃料消耗、 电能质量要求、泵售及零售服务需求、需求侧管理要求以及拥塞水平 来进行决策 孤岛控制:纯下垂控制、逆变器模式控制、基本能源控制、反向下垂 控制、单元功率和馈线潮流相结合控制、多代理控制 辅助服务:一是不允许微网向主网提供能量时,微网以一个可控的负 荷形式运行,能够控制负荷量和功率因数;一是允许微网向主网提供 能量,参与电力市场时的控制(实时频率稳定调节、功率平衡、电压 稳定调节、长短期各种备用能力、黑启动、网络稳定性 运行标准:完善中
智能电网——技术内容和功能 技术内容和功能 智能电网 并网技术(DER):包括DER在配电网的即插即用以及微 网技术。即插即用包括:DER高度渗透的配电网的规划建 设、DER并网保护 控制与调度管理、系统与设备接口的 标准化等;微网指接有分布式电源的配电子系统。DER并 网研究还包括有源网络技术,即分布式电源大量应用、深 度渗透、潮流双向流动的网络 DFACTS:柔性交流输电(FACTS)技术在配电网的延 伸。包括电能质量与动态 潮流控制。设备包括:静止无 功发生器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源 电力滤波器(APF)、动态不停电电源(UPS)、动态电 压恢复器(DVR)、固态断路器(SSCB)、统一潮流控 制器(UPFC) 等 故障电流限制技术:利用电力电子、高温超导技术限制短 路电流
微网——建模与仿真 建模与仿真 微网 微网单元级:对各种供热、供电、储能单元及相关单元级 控制器进行单元级建模,包括系统各组成单元的数学模型 ,以可再生能源为初始能源的DER单元出力 的随机模型 、储能单元的充放电模型 微网系统级:各DER单元间的协调、系统的集成运行相应 的能量管理软件(短期、超短期的能量预测和负荷需求预 测、机组调度、组合、经济调度、实时管理)、系统稳态 和动态仿真(潮流分析、动态电压控制、系统不平衡、不 对称的预测和评估、不同组成单元的动态交互及对系统稳 定性的影响) 实例:美国CERTS提出了分布式电源用户侧模型DERCAM,开发微网分析工具µGrid;GE开发和检验微型电网 的能量管理系统;日本Hachinohe微网示范工程相关的能 量系统

电力系统中的智能电网技术应用案例分析

电力系统中的智能电网技术应用案例分析

电力系统中的智能电网技术应用案例分析智能电网技术的应用已成为电力系统发展的重要方向,它将传统的电力系统升级为智能化、高效率的系统,并通过信息技术实现了电力供需的合理匹配。

本文将通过分析几个实际应用案例来展示智能电网技术在电力系统中的应用和优势。

一、智能电网在分布式能源管理方面的应用案例近年来,随着可再生能源的快速发展,分布式能源的规模不断扩大。

而智能电网技术成功地将分布式能源与传统电力网络相整合,实现了能源的高效管理和利用。

以德国为例,在德国的一座城市实施的分布式能源管理项目中,智能电网技术被广泛应用。

通过智能电网的监测和控制系统,能源管理公司能实时监测到分布式能源的发电情况,根据需求实时调整供电方式。

同时,智能电网系统还支持能源的储存和转移,使得系统能够更好地适应不同环境下能源的变化和需求的变化,提高了能源的利用效率。

二、智能电网在电力设备监测方面的应用案例智能电网技术可以对电力设备进行实时监测和预测,从而避免设备故障和损坏,提高供电的可靠性和稳定性。

中国电力公司推出的“智慧电网”项目是一个成功的应用案例。

该项目利用物联网技术和大数据分析,实时监测电力设备的运行状态,提前发现设备故障的迹象。

通过对设备数据的分析,智慧电网系统能提供设备故障的预测和预警,及时采取措施,保障电力系统的正常运行。

该系统的应用有效降低了电力设备故障的发生率,提高了供电质量和可靠性。

三、智能电网在节能减排方面的应用案例智能电网技术的应用可以实现对能量的有效管理,降低能源消耗,实现节能减排的目标。

美国的一家企业在其办公楼部署了智能电网系统,利用该系统的能耗监测和控制功能,实时监测公司的用电情况,并根据用电需求进行智能调控。

该系统在供电的过程中采用了智能优化算法,优化能源的使用方案,减少了不必要的能源浪费。

通过该系统的应用,该企业的能源消耗大幅度下降,达到了节能减排的目标。

综上所述,智能电网技术在电力系统中的应用案例丰富多样,涵盖了分布式能源管理、电力设备监测和节能减排等方面。

“智能电网”研究综述

“智能电网”研究综述

“智能电网”研究综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和电力需求的日益增长,智能电网作为一种创新的电力系统架构,正逐渐受到全球范围内的广泛关注和研究。

智能电网集成了先进的通信技术、计算技术和传感技术,通过实现电力系统的信息化、自动化和互动化,有效提升了电力系统的运行效率、可靠性和安全性。

本文旨在对智能电网的研究进行综述,探讨其关键技术、应用领域和发展趋势,以期为智能电网的进一步研究和应用提供参考和借鉴。

本文首先介绍了智能电网的基本概念和发展背景,阐述了智能电网的重要性和意义。

接着,对智能电网的关键技术进行了详细的分析和梳理,包括通信技术、计算技术、传感技术、控制技术等方面。

在此基础上,本文总结了智能电网在电力系统规划、运行控制、能源管理、用户需求响应等领域的应用实践,并探讨了智能电网在新能源接入、电力市场交易、分布式能源管理等方面的创新应用。

本文展望了智能电网的发展趋势和未来研究方向,以期为推动智能电网技术的持续发展和应用提供有益的思路和建议。

通过本文的综述,读者可以对智能电网的研究现状和发展趋势有更为全面和深入的了解,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、智能电网基本概念智能电网,亦称为“电网0”,是电力系统的一种现代化形态,它利用先进的信息、通信和控制技术,实现电网的自动化、信息化和互动化。

智能电网的核心理念在于构建一个能够感知、适应并响应各种内外变化的电力网络,从而提高电力系统的运行效率,确保供电的安全性和可靠性,同时满足用户多样化的电力需求。

智能电网的核心要素包括:高级量测体系(AMI),它能够实现电力使用数据的实时采集、监测和分析;高级配电运行(ADO),通过优化运行策略和调度方式,提高配电系统的运行效率和供电质量;高级输电运行(ATO),借助先进的通信和控制技术,实现对输电系统的实时监控和智能决策;以及先进的能源管理(AEM),通过对各种能源资源的优化管理和调度,实现能源的高效利用。

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美国的智能电网智能电网,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。

智能电网概念的发展有 3 个里程碑: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。

可以看出美国政府的智能电网有三个目的,一个是由于美国电网设备比较落后,急需进行更新改造,提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;三是提高能源利用效率。

第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。

互动电网,英文为Interactive Smart Grid,它将智能电网的含义涵盖其中。

互动电网定义为:在开放和互联的信息模式基础上,通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。

它将再造电网的信息回路,构建用户新型的反馈方式,推动电网整体转型为节能基础设施,提高能源效率,降低客户成本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。

互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接,实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果,实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发,实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据,完善中央电力体系的集成作用,实现有效的临界负荷保护,实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连,由此可以优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,形成电网全新的服务功能,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

互动电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心实际上,互动电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。

从技术上讲,互动电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。

由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。

我以为:互动电网学说的本质就是以信息革命的造发性标准和技术手段大规模推动工业革命最重要财产—电网体系得革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。

互动电网的运转功效和社会意义互动电网学说的本质,就是以信息革命的造法性标准和技术手段大规模推动工业革命的最重要资产——电网体系的革新和升级,建立消费者和电网管理者之间的互动。

互动电网的功效包括:一是智能电网能够实现双向互动的智能传输数据,实行动态的浮动电价制度;二是可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理;三是智能电网能够将新型可替代能源接入电网,比如太阳能、风能、地热能等,实现分布式能源管理;四是可以提高供电效率,减少能量损耗,改善供电质量,解决电网商业化运转;五是智能电表可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、宽带业务或传播电视信号。

为此,IT 产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟,智能电网改革将推动全球能源革命的深度扩散。

通过建造互动的电网,将推进IT 革命进入创新阶段;将为消费者提供更好的减少能源消耗的路径;将为整个社会节约成本、降低温室气体排放,并促进绿色经济占统治地位。

武建东认为,定义一个概念解放一个时代,把握一个概念焕发一个行业的潜能,而界定电网信息化的概念是确定一个国家电网现代化的基本前提。

中国电网升级化路线应该定义为互动电网的变革,互动电网的发展是全球工业和信息业的一次新产业革命、技术革命和管理革命,应该以此为基础制定中国高起点的电网现代化的战略发展路线。

历史发展2005 年,坎贝尔发明了一种技术,利用的是(Swarm 群体行为)原理,让大楼里的电器互相协调,减少大楼在用电高峰期的用电量。

坎贝尔发明了一种无线控制器,与大楼的各个电器相连,并实现有效控制。

比如,一台空调运转15 分钟,以把室内温度维持在24℃;而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下,停运15 分钟。

这样,在不牺牲每个个体的前提下,整个大楼的节能目标便可以实现。

这个技术赋予电器于智能,提高能源的利用效率。

2006 年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》(A European Strategy forSustainable,Competitive and SecureEnergy)强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。

2006 年中期,一家名叫“网点“(GridPoint)的公司最近开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品,可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。

这个电子产品具有了一部分交互能够,可以看作智能电网中的一个基础设施。

2006 年,美国IBM 公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。

这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网,优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案,标志着智能电网概念的正式诞生。

2007 年10 月,华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目,并规划了从2008 年至2030 年的“三步走”战略,即:在2010 年初步建成电网高级调度中心,2020 年全面建成具有初步智能特性的数字化电网,2030 年真正建成具有自愈能力的智能电网。

该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。

2008 年美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城市,每户家庭都安排了智能电表,人们可以很直观地了解当时的电价,从而把一些事情,比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。

电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。

同时,变电站可以收集到每家每户的用电情况。

一旦有问题出现,可以重新配备电力。

2008 年9 月Google 与通用电气联合发表声明对外宣布,他们正在共同开发清洁能源业务,核心是为美国打造国家智能电网。

2009 年1 月25 日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布:将铺设或更新3000 英里输电线路,并为4000 万美国家庭安装智能电表——美国行将推动互动电网的整体革命。

2 月 2 日独能源问题专家武建东在《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中,明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。

2009 年2 月4 日,地中海岛国马耳他在周三公布了和IBM 达成的协议,双方同意建立一个“智能公用系统”,实现该国电网和供水系统数字化。

IBM 及其合作伙伴将会把马耳他 2 万个普通电表替换成互动式电表,这样马耳他的电厂就能实时监控用电,并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。

这个工程价值高达9100 万美元(合7000 万欧元),其中包括在电网中建立一个传感器网络。

这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据,让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。

IBM 将会提供搜集分析数据的软件,帮助电厂发现机会,降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。

2009 年2 月10 日,谷歌表示已开始测试名为谷歌电表﹙PowerMeter﹚的用电监测软件。

这是一个测试版在线仪表盘,相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。

2009 年2 月28 日,作为华北公司智能化电网建设的一部分——华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组的验收。

这套系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成,调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。

此外,该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台,能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。

美国谷歌2009 年 3 月 3 日向美国议会进言,要求在建设“智能电网(Smart Grid)”汽车电子DSP MCU /工业控制运动控制人机界面/LCD 触摸屏/测试仪器自动化仪表/太阳能光伏、光伏/时采用非垄断性标准。

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