智能电网的特征及其优越性
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
更大的销量＋相同的基础设施 ＝价格压力下降
二氧化碳排放量降低27%
排放量从汽车尾气转移到烟囱 （以及基本负荷发电厂），清 洁成本下降
汽车城市空气质量排放减少 40%-90%
为电网引入大量潜在的储电
0
12
西北太平洋国家实验室
测量智能电网部署：20规格
领域协调
动态定价 实时数据共享 分布式资源互联政策 政策/监管进展
负 荷 （
kW
）
小时
西北太平洋国家实验室
8
碳供应曲线表明在各类资源中有大量投资
众多用户所有的效率和过程可 更新技术成为成熟的投资…前 提是它们能进行激励和测量
对现有碳工 厂的碳捕获 和隔离@ 50美元/吨
西北太平洋国家实验室
9
实际成本 2005美元/吨CO2e
负荷在峰值和中型电厂间变动
需求响应可实现节碳－即使不节省kWh
0
1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000
上 图H的ours小, Lo时ad负Dur荷atio持n A续bov时e 间
西北太平洋国家实验室
10
智能电网可提供和实现节碳功能
样本机制
智能电网 可提供节碳功能
• 通过需求响应控制实现终端使用效率 • 通过峰值负荷变动实现节碳 • 通过调节随需求响应产生的波动来降低风电集成成本 • 配电系统可安全支持PV太阳能的高穿透功率 • 通过持续优化配电电压尽量降低损失和电阻负荷 • 电动车辆的高效成本和更清洁能源 • 通过提供远程诊断服务提升并保持终端使用效率
为电网运营的转变提供数字智能和实时通信
需求方资源与配电设备一起参与系统运行
用户参与缓和高峰需求和峰值价格 以现有资产获得更大的吞吐量，降低对新资产的需求 通过降低扰动影响增强可靠性，本地资源自我组织以 应对不可预见费用 提供需求方辅助设施－支持风电并网
需供 求应
输电和大型发电资源也更加智能化
改善运营商位置意识和控制的时间性、质量和地域范围 更好地协调发电、平衡、可靠性和紧急事件之间的关系 使用高性能的计算技术、尖端的传感器以及先进的协调策略
西北太平洋国家实验室
3
运营利益相关人
支持机构
• 产品和服务提供商 • 决策人和监管人 • 政策推动人 • 标准组织 • 金融界
发电机/负荷 批发
终端用户：
工业和商业 住户
4
能源服务零售商
批发市场运营商
配电 供应商
输电供应商
平衡机关
可靠性 协调人
NERC
西北太平洋国家实验室
需求响应值
较低的峰值需求降低了基础设施投资
分布式能源资源
负荷分享 微型电网 分布式发电 插入式电动车 电网响应负荷
一般煤炭电厂的负荷持续时间曲线和碳调度
4,500
4,000
2.0
边际电厂的碳密度
3,500 3,000
负荷持续时间曲线
峰值燃气轮机
中间联合循环
1.5
基底负荷煤动力
负
荷 2,500
（
1.0 ） 2,000
Load (MW)
碳密度 (lb-CO2 /kWh)
kW
1,500
0.5 1,000
500
0.0
0
西北太平洋国家实验室
7
提供调节服务的需求潜力
调节：迁移快速响应的发电厂，以配合负荷波动
• 市场上成本最高的发电
• 零功率销售、损耗、燃料消耗
• 风电场电力输出波动加大对调节的需求
• 在高穿透功率上降低了风电的成本效率
净负荷
无反应负 荷馈电线限值
一般负荷波动
需求管理以达到最大容量， 具有12小时的实时价格和 估计的负荷波动！
小时负荷是峰值的小数部分，从最高到最低排序
90%
generation
75%
distribution
5% = ~400小时/年
5%
(8,760 hrs)
400小时/年以内需要价值Байду номын сангаас1千亿美元的25%配电资产和10%发 电资产（与输电类似）。
5
西北太平洋国家实验室
GridWise® 示范项目
奥林匹克岛GridWise示范项目
研究用户如何对实时定价作出响应 一年内对112户家庭进行智能电器测试 测试商业设施与后备发电的集成性 具有现款激励的实时两路市场
Grid Friendly™ 电器示范项目
测试设备对电网压力的响应以及用户对 电器设备的认可度 一年内安装150个干燥器
6
西北太平洋国家实验室
奥林匹克岛示范项目－重要发现
用户将对（~5分钟）实时价格作出响应：
有机会大大节省电费 一项“有利的”建议－电费不会比通常情况下高，价格固定 技术可实现用户所需响应级别的自动化并保持简单易行 完全控制要进行响应的价格选择以及24小时过量负荷
获得有效的需求响应
峰值负荷降低15% 平季期间一行内多天总负荷下降达50% 对批发价的响应＋输电阻塞＋配电阻塞 短期响应能力可提供调节和其他辅助服务 相同的信号集成商业和机构负荷、分布式资源（后备发电机组）
工Ind业ustry
5.0
Millions Barrels Per Day
10
52%
5
净ImN进peotr口ts
12.5
pTo运rrata输ntsio-n
13.8
G汽as油oline
9.1
p潜ot在en的tial PPHHEEVV替 displ换ac量ement
6.5
可能替换52%的石油净进口量 （6.7百万桶/天）
智能电网 可实现更大且成本更低的节碳功能
• 通过使用需求响应网络进行能源和成本节省的测量和检验，从而降低效率计划的成本 • 说明了通过提升发电效率和换用可替代能源发电降低碳使用量
o检 验 可 提 升 碳 补偿 值 和交 易量 （如 果允 许）
西北太平洋国家实验室
11
美国电网*上的插入式混合电动车（PHEV）的 高穿透功率的潜在影响
PNNL-SA-65155
智能电网的特征及其优越性
智能电网标准和技术研讨会
西北太平洋国家实验室
1
智能电网的范围
应用数字技术改善电力系统的稳定性、安全性和效率，使电力 系统可用于对系统运营、维护和规划进行动态优化。
网络安全 监管政策 经济环境 运营和交互原则 互操作性
西北太平洋国家实验室
2
智能电网前景
*美国能源部电力局西北太平洋国家实验室研究
目前美国电网的备用容量可为现有的汽车、运 动型多用途车、
轻运火车提供70%的能源需求，如果将汽车 管理起来抵消峰值，
73%电力 （1.58亿辆车）
则不用增加发电和输电
/
25
百 20 万 桶
15
天
T总ot计al 20.6
美U国S
Production
产8量.2
RE住 司eles宅 电c, tC、 力rico公imty, 1.8
二氧化碳排放量降低27%
排放量从汽车尾气转移到烟囱 （以及基本负荷发电厂），清 洁成本下降
汽车城市空气质量排放减少 40%-90%
为电网引入大量潜在的储电
0
12
西北太平洋国家实验室
测量智能电网部署：20规格
领域协调
动态定价 实时数据共享 分布式资源互联政策 政策/监管进展
负 荷 （
kW
）
小时
西北太平洋国家实验室
8
碳供应曲线表明在各类资源中有大量投资
众多用户所有的效率和过程可 更新技术成为成熟的投资…前 提是它们能进行激励和测量
对现有碳工 厂的碳捕获 和隔离@ 50美元/吨
西北太平洋国家实验室
9
实际成本 2005美元/吨CO2e
负荷在峰值和中型电厂间变动
需求响应可实现节碳－即使不节省kWh
0
1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000
上 图H的ours小, Lo时ad负Dur荷atio持n A续bov时e 间
西北太平洋国家实验室
10
智能电网可提供和实现节碳功能
样本机制
智能电网 可提供节碳功能
• 通过需求响应控制实现终端使用效率 • 通过峰值负荷变动实现节碳 • 通过调节随需求响应产生的波动来降低风电集成成本 • 配电系统可安全支持PV太阳能的高穿透功率 • 通过持续优化配电电压尽量降低损失和电阻负荷 • 电动车辆的高效成本和更清洁能源 • 通过提供远程诊断服务提升并保持终端使用效率
为电网运营的转变提供数字智能和实时通信
需求方资源与配电设备一起参与系统运行
用户参与缓和高峰需求和峰值价格 以现有资产获得更大的吞吐量，降低对新资产的需求 通过降低扰动影响增强可靠性，本地资源自我组织以 应对不可预见费用 提供需求方辅助设施－支持风电并网
需供 求应
输电和大型发电资源也更加智能化
改善运营商位置意识和控制的时间性、质量和地域范围 更好地协调发电、平衡、可靠性和紧急事件之间的关系 使用高性能的计算技术、尖端的传感器以及先进的协调策略
西北太平洋国家实验室
3
运营利益相关人
支持机构
• 产品和服务提供商 • 决策人和监管人 • 政策推动人 • 标准组织 • 金融界
发电机/负荷 批发
终端用户：
工业和商业 住户
4
能源服务零售商
批发市场运营商
配电 供应商
输电供应商
平衡机关
可靠性 协调人
NERC
西北太平洋国家实验室
需求响应值
较低的峰值需求降低了基础设施投资
分布式能源资源
负荷分享 微型电网 分布式发电 插入式电动车 电网响应负荷
一般煤炭电厂的负荷持续时间曲线和碳调度
4,500
4,000
2.0
边际电厂的碳密度
3,500 3,000
负荷持续时间曲线
峰值燃气轮机
中间联合循环
1.5
基底负荷煤动力
负
荷 2,500
（
1.0 ） 2,000
Load (MW)
碳密度 (lb-CO2 /kWh)
kW
1,500
0.5 1,000
500
0.0
0
西北太平洋国家实验室
7
提供调节服务的需求潜力
调节：迁移快速响应的发电厂，以配合负荷波动
• 市场上成本最高的发电
• 零功率销售、损耗、燃料消耗
• 风电场电力输出波动加大对调节的需求
• 在高穿透功率上降低了风电的成本效率
净负荷
无反应负 荷馈电线限值
一般负荷波动
需求管理以达到最大容量， 具有12小时的实时价格和 估计的负荷波动！
小时负荷是峰值的小数部分，从最高到最低排序
90%
generation
75%
distribution
5% = ~400小时/年
5%
(8,760 hrs)
400小时/年以内需要价值Байду номын сангаас1千亿美元的25%配电资产和10%发 电资产（与输电类似）。
5
西北太平洋国家实验室
GridWise® 示范项目
奥林匹克岛GridWise示范项目
研究用户如何对实时定价作出响应 一年内对112户家庭进行智能电器测试 测试商业设施与后备发电的集成性 具有现款激励的实时两路市场
Grid Friendly™ 电器示范项目
测试设备对电网压力的响应以及用户对 电器设备的认可度 一年内安装150个干燥器
6
西北太平洋国家实验室
奥林匹克岛示范项目－重要发现
用户将对（~5分钟）实时价格作出响应：
有机会大大节省电费 一项“有利的”建议－电费不会比通常情况下高，价格固定 技术可实现用户所需响应级别的自动化并保持简单易行 完全控制要进行响应的价格选择以及24小时过量负荷
获得有效的需求响应
峰值负荷降低15% 平季期间一行内多天总负荷下降达50% 对批发价的响应＋输电阻塞＋配电阻塞 短期响应能力可提供调节和其他辅助服务 相同的信号集成商业和机构负荷、分布式资源（后备发电机组）
工Ind业ustry
5.0
Millions Barrels Per Day
10
52%
5
净ImN进peotr口ts
12.5
pTo运rrata输ntsio-n
13.8
G汽as油oline
9.1
p潜ot在en的tial PPHHEEVV替 displ换ac量ement
6.5
可能替换52%的石油净进口量 （6.7百万桶/天）
智能电网 可实现更大且成本更低的节碳功能
• 通过使用需求响应网络进行能源和成本节省的测量和检验，从而降低效率计划的成本 • 说明了通过提升发电效率和换用可替代能源发电降低碳使用量
o检 验 可 提 升 碳 补偿 值 和交 易量 （如 果允 许）
西北太平洋国家实验室
11
美国电网*上的插入式混合电动车（PHEV）的 高穿透功率的潜在影响
PNNL-SA-65155
智能电网的特征及其优越性
智能电网标准和技术研讨会
西北太平洋国家实验室
1
智能电网的范围
应用数字技术改善电力系统的稳定性、安全性和效率，使电力 系统可用于对系统运营、维护和规划进行动态优化。
网络安全 监管政策 经济环境 运营和交互原则 互操作性
西北太平洋国家实验室
2
智能电网前景
*美国能源部电力局西北太平洋国家实验室研究
目前美国电网的备用容量可为现有的汽车、运 动型多用途车、
轻运火车提供70%的能源需求，如果将汽车 管理起来抵消峰值，
73%电力 （1.58亿辆车）
则不用增加发电和输电
/
25
百 20 万 桶
15
天
T总ot计al 20.6
美U国S
Production
产8量.2
RE住 司eles宅 电c, tC、 力rico公imty, 1.8