美国电网的Grid2030计划
美国智能电网的定义及其技术路线.ppt
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
微电网国内外研究现状综述
微电网国内外研究水平综述微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。
随着电网中分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当今电网的负荷越来越大，随之而来的是问题不断的增多。
解决当今电力系统中存在的诸多问题已经成为研究者们头等的问题。
长期以来，电力系统向大机组、大电网、高电压的方向发展。
进入20 世纪80 年代，各种分散布置的、小容量的发电技术又开始引起人们的关注，经过20 多年的发展，分布式发电已成为一股影响电力工业未来面貌的重要力量。
1) 应对全球能源危机的需要。
随着国际油价的不断飙升，能源安全问题日益突出，为了实现可持续发展，人们的目光转向了可再生能源，因此，风力发电、太阳能发电等备受关注，快速发展并开始规模化商业应用，而这些可再生能源的发电大都是小型的、星罗棋布的。
2) 保护环境的需要。
CO2 排放引起的全球气候变暖问题，已引起各国政府的高度重视，并成为当今世界政治的核心议题之一。
为保护环境，世界上工业发达国家纷纷立法，扶持可再生能源发电以及其他清洁发电技术(如热电联产微型燃气轮机) ，有利地推动了DG的发展。
3) 天然气发电技术的发展。
对于天然气发电来说，机组容量并不明显影响机组的效率，并且天然气输送成本远远低于电力的传输，因此比较适合采用有小容量特点的DG。
4) 避免投资风险。
由于难以准确地预测远期的电力需求增长情况，为规避风险，电力公司往往不愿意投资大型的发电厂以及长距离超高压输电线路。
此外，高压线路走廊的选择也比较困难。
这都促使电力公司选择一些投资小、见效快的DG项目来就地解决供电问题。
在国际上，DG 的发展方兴未艾。
在美国，1978 年修改了《公共事业法》，以法律的形式要求各电力公司接受用户的小型能源系统，特别是热电机组并网;2000 年，热电联产装机容量已占总装机容量的7 %，预计到2010 年将占其总装机容量的14 %;2008 年，风力发电装机容量达2500 万kW;太阳能装机容量达87 万kW。
智能电网发展
二、智能电网产生的原因
2、电网负载趋势预测
不仅如此，通过大数据分析电网负 载的历史数据和实时数据，展示全网实 时负载状态，可以预测电网负载变化趋 势。并通过综合性的管理，提高设备的 使用率，降低电能损耗，使得电网运行 更加经济和高效。
二、智能电网产生的原因
3、设备故障趋势预测
通过大数据分析电网中故障设 备的故障类型、历史状态和运行参 数之间的相关性，预测电网故障发 生的规律，评估电网运行风险，可 以实现实时预警，让技术人员提前 做好设备维护和检查工作。
二、智能电网产生的原因
4、电网实现自我修复
在智能电网中，将电网中的故障设 备，以最快的速度从电网系统中隔离出 来，并且在几乎自动化的状态下（很少 或不用人为干预）实现系统自我恢复到 正常运行状态，从而做到几乎不中断对 用户的供电服务。我们可以类比一下人 体的免疫系统，这和智能电网的自我修 复很类似。结合上两条的预测，电网系 统可以进行持续自我预测，当发现已经 存在或可能出现的故障时，立即采取措 施加以控制或纠正。
洲
关注：在迅速增长的能源成本压力下，欧洲智能电网建设更加关注可再生能源和 分布式电源的接入，并带动整个行业发展模式的转变。
动因：由于我国电网建设起步较晚，电力系统与西方发达国家仍存在一定差距，能
中
源政策强调降低输配电损耗、提高供电可靠性和可再生能源发电的发展。因此优化
国
电网结构、提高效率和可靠性是我国智能电网的发展重点。 关注：我国智能电网建设更加关注电网结构的优化以及可再生能源和分布式电源的
分类 高压 超高压 特高压
输电电 交流压分类？
35~220kV 330kV及以上、1000kV以下 1000kV以上
ห้องสมุดไป่ตู้直流 ±600kV及以下
智能电网的发展历程_中国智能电网门户
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7月16日，到中国访问的美国商务部部长骆家辉和能源部部长朱棣文走访国家电网，并向国家电网公司总经理刘振亚表示，希望两国互相分享智能电网技术。
2009年8月5日，美国总统奥巴马宣布在美国的经济复苏计划中，要建设一个可实现电力在东西两岸（距离约4500公里）传输的新的坚强智能电网，确保美国在新的世纪里一如既往地引领突破。
2005年，中国国家电网公司开始实施“SG186”工程，进行数字化电网和数字化变电站的框架研究和示范工程建设。
2005年，“智能电网欧洲技术论坛”正式成立，并提出了智能电网（Smart
Grids）的概念。该论坛包括了来自设备制造、电网运行、研究机构和监管部门的代表，其主要目标是将当前的电网转换成为一个用户和运营商互动的服务网，提高欧洲输配电系统的效率、安全性和可靠性，并为分布式和可再生能源发电的大规模整合扫除各种障碍。
2009年3月3日，美国谷歌向美国议会进言，要求在建设“智能电网(Smart Grid)”时采用非垄断性标准。
2009年3月，韩国率先制订了全球仍处在初步研发阶段的智能电网技术的国家单位发展路线图。
2009年4月16日，美国副总统拜登公布了能源部发展智能电网的详细规划。能源部将设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ两个专项计划，分别为“智能电网投资拨款项目”（Smart
智能电网文献综述
智能电网综述摘要：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。
目前，以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家，己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来，将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一，建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。
具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。
本文阐述了智能电网的内涵和特点，分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件，对一些现有的研究行进了分析和讨论。
关键词：智能电网；智能化；信息化；节能减排；1 智能电网的概念随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注，电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展，因此提出了“智能电网”的概念。
智能电网是以通信网络为基础，通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标，其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。
目前，全世界智能电网的发展还处在起步阶段，没有一个共同的精确定义。
对于智能电网，各个国家的定义有所不同。
美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。
欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。
而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为: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。
国外电力系统大电网发展趋势分析
国外电力系统大电网发展趋势分析1 国外常规电网发展情况分析由于电力交易需求的发展和不同电源互补调剂的需要，国外常规电网同步网的规模有增大的趋势。
（1）北美电网互联情况北美电力系统包括了美国东部、西部和得克萨斯以及加拿大魁北克4个互联系统。
美国东部、西部和得克萨斯3大系统之间只有非同步联系。
东部电力系统和西部电力系统分别与加拿大的几个地区电力系统并网运行，西部的加利福利亚电网和南部得克萨斯电网与墨西哥电网连接。
加拿大、美国、墨西哥三国主要因能源构成不同和电力交易需求的发展促进了电网互联。
新英格兰的大部分是燃油发电机及核电，电价比较高，因此从加拿大的新不伦瑞克和魁北克引入水电。
魁北克和安大略的水电供给纽约和新泽西地区。
在1989－1990年加拿大干旱时期，纽约向魁北克送电。
美国西北部从加拿大不列颠哥伦比亚进口水电，输送到整个西部，主要是加利福尼亚地区。
加州还从墨西哥进口地热电力，按照固定的协议送电。
西南部地区基本自给自足，只与墨西哥有少量交换。
国际互联一般作为后备。
加拿大和美国各地区之间已建有许多联络线。
1998年统计，在美国－加拿大之间有79条输电线，美国－墨西哥之间有27条输电线，大部分为交流输电线路。
最大的输电项目是丘吉尔瀑布电站从拉布拉多至魁北克及美国新英格兰，通过长期合同输送丘吉尔瀑布发出的电力。
美国西部电网的南部加利福尼亚州与墨西哥之间也有三条230kV线路和一条69kV联络线路，德克萨斯和墨西哥之间有几条138kV线路和一些其他线路。
（2）巴西电网互联情况巴西水电资源和电力负荷中心分布不均衡，因此采取加强电网互联的措施，以实现能源的传输和利用。
巴西电网结构按区域可分为南部电网、东南及中西部电网，北部和东北部电网，通过互联形成全国同步电网。
其中南部地区－东南部地区电网通过750kV伊泰普交流干线实现同步互联。
北部－东北部地区电网由单回500KV的交流线路的互联。
北部－南部通过单回500KV交流线路互联，实现跨流域补偿。
重要用户应急供电保障技术国内外发展现状
重要用户应急供电保障技术国内外发展现状重要用户的应急供电保障技术，在国内外研究较少，是该领域的一个前沿课题。
城市范围内是大量重要用户所在地，负荷高度集中，负荷密度很大，一旦城市电网遭遇危机引发大面积断电，这些重要用户的供电安全将要受到严重影响。
因此对城市电网而言，如何在应急过程中优先确保重要用户的供电安全是摆在城市电网规划设计和运行人员面前的一个富有挑战性的课题。
国外的城市供电应急管理体系非常完善，其组织机制主要包括应急机制、政策、法律、法规、行业规定等，重要用户的管理由政府和电力企业共同执行，应急电源的管理可以参照相关的电力法规、国际、国家或行业标准。
我国政府相关部门和电力企业已于2000年开始对国外发生的大面积断电事故开始关注，并已经给出了供电应急管理措施和应急预案方面的一些具体规定。
但政府与行业对重要用户的供电安全管理力度不够，重要用户的危机意识亟待提高。
1 国外经验发达国家基本上都是依据法律建立立体化、网络化的综合减灾和应急管理体系，从上到下常设专职机构，由相关专业人员组成抢险救援队伍，运用严格、高效的政府信息发布系统，明确政府职能及其与其它部门的合作事项，形成超前的灾害研究和事故预防机制，通过灾害意识的培养和全社会的应急培训获得更充足的应急准备。
国外在城网应急供电保障技术方面主要从两方面着手。
一方面，从规划角度至上而下考虑，通过加强主网和配网的安全性，适应性和灵活性，提高电网的供电裕度、负荷失电容忍程度来提高城市电网面对突发事件的综合预防能力。
另一方面，从用户端自下而上考虑，通过为重要用户配置应急电源增强用户的供电安全可靠性，保证重要用户的不间断供电和业务的连续性，从而提高电网抵御风险和应急抗灾能力。
主要相关研究包括通过对重要用户断电损失分析研究和应急电源系统的研究，实现配电网的供电保障。
以下是发达国家关于供电应急管理的研究方向：(1) 英国英国应急管理措施的实施不依赖国家层面的机构，一般是在突发事件发生后，由当地政府负责处理，但当灾难过于严重，超过当地政府的承受能力时，通常从邻近地区就近调度支援。
C类供应商管理
1什么是供应商和供应商管理供应商是指那些向买方提供产品或服务并相应收取货币作为报酬的实体，是可以为企业生产和运营提供原材料、设备、工具及其他资源的企业。
供应商管理是指对供应商的了解、选择、开发、使用和控制等综合性管理工作总称，是供应链上一个非常重要的环节。
目的在于建立起一个稳定可靠的供应商库，保证企业生产和运营过程中稳定可靠的物资供应。
2ABC分类管理法由于一个企业生产和经营所需采购的物品和物资具有多样性，同时为保持适度竞争，企业会用到一定数量不同类型的供应商。
在对这些供应商管理的过程中，由于不同供应商所提供产品的数量，价值以及对企业的重要程度不同，而企业本身的资源有限，不能对所有的供应商都给予同样的重视程度或使用同样的方法和程序来管理。
目前比较盛行的一种管理方式是ABC分类管理法。
这种方法根据供应商的数量和占采购金额的多少对供应商的重要性进行分类。
特别重要的为A类，一般重要的为B类，不太重要的为C类。
经过企业统计后，一般具体划分的方式如下（具体比例企业可根据自身需要进行调整）：A类供应商占总供应商数量的10%左右，但是占企业采购金额的60%左右；B类供应商占总供应商数量的10%左右，占企业采购金额的20%左右；C类供应商占总供应商数量的80%左右，但其提供的物资仅占企业采购金额的20%左右。
A类和B类供应商，由于采购金额大，提供了企业所需的大部分物资，为降低成本以及潜在的风险，需要投入主要精力，进行重点管理。
而C类供应商占采购额比较小，不是降低采购成本的重点，通常认为可以减少精力投入，简化管理。
不过由于这部分供应商数量庞大，简化管理不能等同于简单管理，如果没有给予足够重视，也很可能会造成管理混乱，影响公司正常运营和成本控制。
这里我们主要探讨对于C类供应商的各种管理方法及其特点。
3C类供应商管理目前对于C类供应商的宗旨是在不影响企业物资供给的基础上减少供应商数量，简化管理流程。
这样做的最终目的是降低总体采购和管理成本，因而在制定管理决策的过程中，减少供应商数量不是目的，只是达到目的的手段。
浅谈我对智能电网的理解
浅谈我对智能电网的理解四川大学电气信息学院08级电气12班杨熙0843031133在本学期，我选修了智能电网这门课程，通过老师的教导和同学之间的讨论，让我对于智能电网有了初步的了解和思考，遂在期末来临之际，浅谈我对智能电网的理解。
1、智能电网是什么智能电网是什么美国能源部Grid2030的定义: 一个完全自动化的电力传输网络, 能监视和控制每个用户和电网节点, 保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。
美国EPRI IntelliGrid的定义: 一个由众多自动化的书店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。
欧洲技术论坛SmartG rid的定义: 一个可整合所有连接到电网用户(发电机and /or电力用户)所有行为的电力传输网络, 以有效提供持续、经济和安全电能。
维基百科SmartG rid的定义: 利用数字技术将电力由发电侧送至消费侧的电力网络, 可节省能源、降低成本和提高供电可靠性。
2、智能电网能干什么2008年，美国科罗拉多州一个9万多人口的小城波尔德，成为了全美第一个“智能电网城市”。
城中安装了新的电能测量系统，不仅能测量家庭用电量，还可以将信息实时、高速、双向地与电网互联。
家庭中增加了家用太阳能电池板、风力涡轮机和混合动力车等装备。
波尔德市安装了25000只新的智能电表，为用户进行“用电情况分析”，方便居民根据实时电价灵活、合理地使用电器。
风能、水能和太阳能等清洁能源经过转变，都可以通过智能电网输送进入家庭。
而在欧洲，法国和意大利是发展智能电网的先行者。
法国提出了10年规划，从2012年1月开始，所有新装电表都必须是“智能电表”。
“智能电表”进入欧洲家庭，首先带来的是“自动抄表”的便捷体验。
主要国家微型电网部署现状及展望
主要国家微型电网部署现状及展望微型电网由分布式电源、用电负荷、能量管理系统等组成。
作为新一代电力系统的重要组成部分，微型电网充分利用风力、太阳能等产生的清洁电力，减少了石油和煤炭等化石燃料发电带来的污染排放，灵活性好、经济环保、能效较高。
当前全球约有21000个微型电网为4800万人服务，到2030年被服务人口将扩大到5亿，届时需要部署217000个微型电网，其中大部分是太阳能微型电网，可以避免15亿吨二氧化碳排放[1]，各地用于构建微型电网的储能装机容量将达到37吉瓦，创造约401亿美元的营收[2]。
近年来，各国积极部署微型电网，纷纷制定政策和法规来促进微型电网的建设与应用，赋能加速电力行业能源转型。
本文梳理了2020年以来美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、中国等主要国家在微型电网方面的部署情况和典型案例，总结了微型电网发展的重点方向和关键技术，以供决策参考。
一、主要国家微型电网部署情况1、美国美国部署微型电网的重点主要集中在提高供电可靠性和实现电网智能化方面。
2020年12月，美国能源部（DOE）开始制定“微型电网规划战略”（Microgrid Program Strategy）[3]，旨在到2035年，将微型电网打造成未来电力输送系统的重要组成部分，构建韧性、零碳、可负担的电力网络，将微型电网从设计到调试阶段的时间和成本分别降低20%、15%。
2021年5月，DOE宣布研发出监测安装在美国各地微型电网的新型交互式工具[4]，有助于电网安装经验交流和相关数据文件下载。
2023年10月，DOE发布105亿美元的“电网韧性与创新伙伴关系计划”（GRIP）[5]，将在美国44个州部署400个独立微型电网，增强电网系统韧性。
目前，加利福尼亚州、密歇根州、佛罗里达州等地均部署有微型电网[6]，多由太阳能光伏和储能系统组成。
2、欧盟欧盟微型电网建设主要集中于制定更先进的解决方案和示范项目部署。
2022年4月，欧洲能源转型智能网络技术与创新平台（ETIP SNET）公布《2022—2025年综合能源系统研发实施计划》重点资助项目[7]，包括支持孤岛模式运行的微型电网。
国外交通、能源发展现状
（一）能源电子类产品的日趋丰富、新兴国家的飞跃式发展等，全世界在生活和生产方面对能源的总需求在不断增长，而面对能源紧张的形势，低能耗、少污染、可持续发展成为发展的必由之路。
全球范围内，利用信息化手段实现能源的节约、增效、安全保障等已经成为各国共识。
1.智能电网日本电网的基础设施相对完善，从发电站到各配电网都具有现成的传感器网络与通信网络，可以监控电力情况，已经具备很高的通信功能。
以2020年为目标，着重开发太阳能发电输出预测与蓄电池系统。
为应对石油危机，日本于1993年提出了规模庞大的“新阳光计划”，实现经济增长与能源供应和环境保护之间的平衡。
日本政府每年要为该计划拨款570多亿日元，其中约362亿日元用于新能源技术开发。
日本的再生能源技术研究包括太阳能、风能、波力发电、温差发电、生物能和地热利用技术等，其中最受重视的是太阳能。
1998年末，日本的太阳能发电总量已达13万千瓦，发电成本降至每千瓦时82日元。
韩国知识经济部决定2009～2012年将投入2547亿韩元开发智能电网商用化技术，在发电站、输电设备和家电产品上安装传感器，称为“绿色电力IT”项目。
电力IT，主要包括智能型能源管理系统、基于IT的大容量电力输送控制系统、智能型送电网络监视及运营系统、能动型远程信息处理和电力设备状态监视系统、电线通信普及技术等。
英国于2010年初出台详细智能电网建设计划，据英国能源和气候变化部称，2020年前，英国家庭正在使用的4700万个普通电表将被智能电表全面替代，通过智能计量系统对各地区的需求进行积极响应，以达到促进需求发展、系统优化、资金规划和固定资产管理的目的。
争取早日完善智能电表的部署工作，为以后大规模的研发提供方案和数据支持，具体内容就是大量发展分布式能源和清洁能源，同时增加智能家居、智能家庭、嵌入式储存和分布发电以及虚拟电池的应用，并通过智能设计和强化电压设计等提高整个电网的自动化、智能化和控制力。
各国的智能电网计划
智能电网－欧洲国家智能电网计划 欧洲国家智能电网的特点与重要做法
➢ 欧洲国家智能电网的概念是：将电力与通信和计算机控制连接在一起， 以获得在供电可靠性、传输容量和客户服务等方面的巨大效益
➢ 欧洲国家智能电网主要侧重于配电和用电环节 ➢ 欧洲国家重点研究项目包括：需求侧管理、分布式发电、电力新材料、
智能电网－美国智能电网计划
发展智能电网已经成为美国能源和经济政策的重要组成部分
奥巴马政府推行新能源政策，把减少碳的排放量作为国家战略， 逐步建立碳排放交易体系，实施温室气体总量的控制。
大力发展可再生能源，减少能源进口总量，保障国家能源安全。 建立以智能电网为载体，实施新能源产业战略，实现美国经济振兴，积极应
全控制； ➢ 提升服务水平和可持续发展能力； ➢ 促进社会经济和劳动就业。
P2
智能电网－美国智能电网计划
美国智能电网重点研发的核心技术
➢ 可再生能源和用户服务方面：重点研究风电、太阳能和生物质的集中/ 分散发电和并网技术、储能相关技术、双相信息交互与电网协调运行 技术。
➢ 电动汽车方面：重点研究插电式电动汽车等智能装备技术，电动汽车 与电网协调运行技术。
P10
智能电网－我国智能电网构想
发电
优化的电厂选址 鼓励可再生能源投资 严格的排放管理 有效的成本管理 可靠经济的设备管理 灵活的竞价策略
输电
优化的电网规划 具有“自愈”特征的 坚强电网 安全、可靠、节能、 经济的优化调度 适应各种类型的发电 资源 更高的设备利用水平 更低的传输网损 可靠经济的设备管理 更可靠的电力传输
3 62
灵 宝 背靠背
5 50
南阳
2 83
1 000 淮南
淮 南 煤电
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一、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“Grid2030”、“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2022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(SmartGrid)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。
泛在电力物联网在调控系统的应用
泛在电力物联网在调控系统的应用摘要：物联网技术已经比较成熟，且已经得到了广泛应用。
对物联网技术与电力系统的结合应用进行分析，基于物联网技术特点建立物联电力系统，对系统运行全过程所有信息进行收集和分析，实现电力系统的实时监测与管理，及时解决存在的隐患与问题，以期为用户提供更高质量的服务。
关键词：电力物联网；调控系统；应用1泛在电力物联网概念泛在电力物联网主要指将用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备，即使人和物连接起来，通过数据共享，为用户、电网、发电、供应商和政府等提供服务。
在具体应用过程中，泛在电力物联网依托电网的优势，在共享平台的基础下，为电力市场提供高效的能源服务。
电力系统具有非常复杂的特点，提升电网运行的安全性、可靠性逐渐成为世界各国关注的重点话题。
美国电力系统提出了“Grid2030”规划，希望实现“源－网－荷”通信网络的无缝连接，为信息的共享与互操作奠定基础，以提升电力系统的运行能力和资源管理水平。
韩国、日本等国家也加大了信息网络和电力网络的研究力度，其目的是优化输配电设备、发电站和智能家居的配置，提升电网的信息化管理水平，实现电力能源的高级应用。
我国国家电网“三型两网”战略旨在打造“枢纽型、平台型、共享型”企业，建设“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。
2019年3月，国家电网进一步提出在2024年之前建设泛在电力物联网的目标。
2泛在电力物联网在电力调控中的应用方向电力系统是实现电能生产、传输、分配和消费实时平衡的复杂系统。
随着全球能源互联网及坚强智能电网建设的不断推进，各类新能源、分布式电源、电动汽车等不断接入，对电网安全、经济、可靠运行及用户服务水平提出了更高要求，持续提高电力调控智能化水平势在必行，而泛在电力物联网在数据整合集成能力上表现优越，为其在电力调控中的应用提供了广阔空间。
2.1提高电网运行安全性、经济性、可靠性泛在电力物联网在负荷预测、智能告警、电网状态监测与诊断等方面广泛应用，将有利于提高电网运行安全性、经济性、可靠性。
IECSA调研
提高能源效率改善能源结构从全球范围来看，利用信息化手段实现能源的节约、增效、安全保障等已经成为各国共识。
在化石能源有限的情况下，各国半个世纪来一直试图通过现代科技手段使能源使用效率最大化，以期实现更长期的供给。
——保障能源安全供给2003年8月14至15日，美国和加拿大东部广大地区发生了历史上最大规模的停电事件。
在长达30小时的时间里，5000万人无电可用，400多台发电机组脱离电网，通用汽车、戴姆勒－克莱斯勒、福特、本田等汽车公司的35个工厂停产。
仅15日一天，美加两地的400个航班取消，12个国际机场部分或全部关闭，100个电厂和25个核电厂关闭。
美国纽约、克利夫兰、底特律，加拿大多伦多、渥太华等大城市瘫痪了近30个小时，造成40亿至60亿美元的损失。
对于这次轰动一时的美加大停电事件，专家指出，事故的一个重要原因是修建于上世纪50年代的电网不能应付迅速增长的电力市场。
据联邦政府的一名高级官员透露，即使经过抢修80％的电厂已经恢复发电时，输电网也只能输送20％的电力。
而且，在停电事故发生后，美加两国长时间检测不到事故原因。
这次事件充分显示了电力稳定供给以及电网智能管理的重要性，而从整个能源行业来看，这仅仅是一个方面，其他包括煤炭、石油、天然气等能源在内的安全问题已经成为一个全球性的问题，保障能源的安全生产以及安全供给如今已经成为关系到社会运行、国家稳定的重大因素。
为此，各国都加大用现代科技保障能源安全的力度。
大停电事件为美国敲响了供电安全的警钟，美国政府随即将电网大停电事故提高到“危及美国国家安全”的高度来对待。
2003年，美国能源部提出了构建安全可靠电网的“Grid2030计划”。
该计划旨在采用先进的材料技术、超导技术、电力电子技术和控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等构建全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网（分布式电力系统）等多层次的电力网络，以保障大电网的安全性、稳定性，供电的可靠性及电能质量，并提出要建设“综合能源及通信系统体系结构”（IECSA），如今正作为重大项目开始相关研究。
电力管理系统国内外现状
随着我国国家电网的飞速发展，电力安全生产模式已经成为最适应现在社会电力企业需求、深入国家电网系统建设的重要载体，也是各个电力企业贯彻落实中共中央办公厅、国务院《关于进一步加强电力安全生产工作的建议》精神和国家电网相关部门关于“国家电网安全准备会议”视频会议精神的详细举措[1] 。
各大电网企业依赖日异月的IT 技术并结合目前高速发展的网络信息化平台，建设和圆满快捷、高效的信息管理系统，在业务规范化和标准化的前提下，充分利用计算机网络和信息资源，成立一个财富运行看守与剖析、财富评估与保护、安全保障与督查、调换指挥与协调诸环节的，一致、集中、规范、可控的、协调运作的电力安全生产管理综合信息平台[2] ，为电力安全生产与电网经济运行供给实时、正确、全面的管理手段和工具，提升电力企业安全生产管理水平和管理质量，为电力安全生产供给决策支撑。
电力系统由发电系统、输电系统和配电系统三个主要部分组成。
在发电环节中，发电元器件是整个发电系统的保护对象，这样可以保证发电厂能安全稳定的运行，当电气故障发生时，可以降低对电气设施的损坏程度及影响范围，而配电网作为输配电系统的中央枢纽，关系到整个电力系统的安全运行和经济的牢固[3]。
历史上最具影响力的停电事件发生于美国和加拿大东部地域。
美国和加拿大的多个城市处于停电状态长达30 多个小时。
据初步统计，北美的纽约、底特律、克利夫兰、握太华、多伦多等重要城市及周边地域近5000 万人口碰到影响，部分经济活动也出现阻滞[4]。
而此次停电事件所造成的经济损失达到60 多亿美元。
由美国和加拿大专家组成的结合检查小组对北美发生的世纪大停电原因提出初步报告，认为此次事故的原因可能是电压变化、输电线故障和发电厂停电等问题共同造成的[5] ，而且在输电网全面崩溃从前，问题已经存在了几个小时。
美国的电力电网的管理是由上百个输电运营商分别管理的，而现在的电力市场是跨地域的，而且电力销售有着各样各样的交易方式[6] 。
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美国电网的Grid2030计划摘要美国能源部为使美国电力系统升级换代，正在制定Grid2030计划。
本资料的第一部分介绍制定该计划的背景，第二部分介绍Grid2030计划对美国电网发展的远景目标，第三部分为本资料的主要部分，译自Grid2030计划研究开发路线图研讨会总结材料。
路线图包括设定目标、实现这些目标将遇到的挑战、应对这些挑战要开展的研发项目以及对这些研发项目的评估。
一．制定Grid2030计划的背景美国的电力系统面临严重的问题，设备及基础设施老化以及机制方面的问题。
近二十年来，电网更新升级的投资严重不足，其主要原因是几方面的不确定性：技术的不确定性，监管的不确定性和金融的不确定性。
吸引投资困难，难以满足不断增长的需要。
这种状况的结果是非常严重的：发生阻塞的输电走廊大大增加，发生停电事故的可能性大大增加，近年来停电事故不断，如：1996年西部大停电7月8月各一次1999年芝加哥、纽约、得拉瓦、新奥尔良、亚特兰大2000年底特律、旧金山2001年北加利福尼亚2003年德克萨斯、814东北部大停电每年停电及电能质量事件造成的损失在250－1800亿美元之间。
2001年5月白宫报告―国家能源政策‖在调研了美国能源基础设施后提出了建议，其中之一是―能源部应就输电可靠性和超导项目开展研究和开发工作。
‖和―调研建立国家电网益处，找出输电的瓶颈以及消除输电瓶颈的措施。
‖2002年5月能源部对全国输电系统的主要瓶颈进行详细的评估，发布了―国家输电网研究‖。
该报告明确指出，如果在下一个十年，全国输电系统没有明显的改进和升级，其可靠性落后于经济的要求并会使用户蒙受巨大的损失。
报告提出了51 项建议以消除输电瓶颈及实现电力基础设施的现代化。
2002年9月部长顾问团提出―输电网解决方案报告‖，强调了国家关键输电瓶颈问题，提出了一系列的建议以改善美国电力基础设施。
美国总统乔治.布什于2003年2月：―我们的计划是使电力传输系统现代化。
这是现在就需要的计划。
经济的安全需要它。
国家的安全也需要它。
‖为了制定和实施美国电网升级改造的计划，组织和协调各方面的力量和加强对计划实施的领导，能源部于2003年8月专门成立了负责输电和配电的办公室（OETD）。
该办公室计划的任务：∙实现美国电力基础设施的现代化以满足21世纪的需要∙完成向区域电力市场的转化∙改进输电系统的运行∙使输电系统投资的高效能∙研究对电力政策的调整∙提供有效的联邦领导以达到上述目标2003年4月能源部召开了由电力公司、制造厂家、高校、研究和咨询单位等高层研讨会，主题是展望未来的美国电力系统。
该研讨会形成了Grid2030计划的远景目标。
本材料的第二部分为对该远景目标的简介。
有人预计电网现代化改造的投资为1000亿美元。
这个数字应与目前电力工业的规模相比较：美国电力基础设施价值大约8000亿美元（含发电资产），年收入2500亿美元。
2003年7月能源部召开有200多人参加的―电力输送技术路线图研讨会‖，对Grid2030计划的研究、开发、示范工程（RD&D）进一步的具体化。
研讨会就每个十年应达到的目标，实现这些目标将遇到的挑战，应对这些挑战要开展的RD&D项目以及对这些研发项目的评估，市场化监管体制的建设，分成8个组讨论。
本材料的第三部分为该研讨会的总结。
这里需要说明的是，Grid2030计划还是一个很初步的设想。
在美国业界内部，也有不同的看法。
但美国电网的现代化进程，正在加速进行。
2003年9月25日，OETD的主任Jimmy Glotfelty 代表能源部在美国国会能源委员会就电网升级改造的新技术问题作证时再次肯定了Grid2030计划。
二．Grid2030计划介绍远景目标的未来电力系统将建立在现有电力基础设施上。
今天系统用于电力传输的设备，如输电线，变电站，变压器，将继续发挥其重要作用。
但出现的新技术，新工具，如分布式的智能系统、分布式的能源，将提高现有系统的功效，质量和安全性，并使电网发展成新的结构。
其结果不仅改善输电的效率也将改善市场运作的效能，高质量的网络形成美国安全的电源。
2030年前美国会有完全自动化的输配电系统，它将涵盖对每个用户及每一网络节点的监视和控制，确保从电厂到用电器之间双向的电力潮流及信息流。
分布智能、宽带通信、监视和控制以及自动响应使人、楼宇、工业过程与电力网络之间的接口没有缝隙，可进行实时的市场交易。
超导技术的突破使大量的电能长距离送到阻塞区域成为可能，而其压降几乎为零。
新型导线材料的应用使现有的输电走廊的输电能力提高2到3倍。
储能及需求侧管理技术的进步几乎将电力系统峰谷差问题消除。
由于停电和电能质量扰动而造成的经济损失会变得非常的少（从来不会由于电源限制而发生），用户可以根据自己的需要得到可定制的可靠性水平和电能质量水平的供电服务，而对环境的影响降得很低。
在趸售这一级已经有可行的竞争性市场，用户也认可了它的效益。
设计良好的，有公众监督的市场可以确保市场力问题保持最小。
输配电运行在协调一致的稳定的监管下，而监管依赖于基于行为（performance based）的原则，涉及到联邦和州的监管机构，跨州的实体，非官方的业界组织，公共利益集团以执行强制性的商业规则，使用户受到保护。
Grid 2030工作组由国家最优秀的科学家、工程师、技师、商业技术人员组成。
Grid 2030包括三个部分：－国家电力―主干网‖－区域互联网（包括加拿大和墨西哥）－地方配电系统，含小型及微型电网，向用户提供服务并可得到大陆任何发电电源的服务。
国家电力主干网高容量的输电通道将东西海岸及加拿大墨西哥连在一起。
通过它可以在全国范围内平衡供需。
这也使用户在大陆范围内选择供应商成为可能，而不论用户及供应商位于何处。
国家电力主干网扩大了分配电力的范围，它可以：－从众多电源中选取高效的发电厂，对用户进行公平的服务，－由于可在全国范围内从季节的差异和区域间天气的差异中相互补偿而使系统的效率更高，还包括需求侧管理。
主干网系统由许多新技术构成，它包括运行于交流同步电网可控的，特低阻抗的超导电缆及变压器；形成区域间互联的高压直流输电设备；其他类型先进的导线。
此外还有支持实时运行和国家电力交易的信息，通信和控制技术。
国家电力主干网：东西海岸间的功率交换电力主干网及区域互联电网超导电缆降低线路损耗,确保系统稳定,使在人口稠密城市地区的设备占地面积减小,而承载电流的能力大大提高。
它们与高压直流输电系统及其它采用先进导线的长距离输电系统无缝隙地组合在一起。
先进的材料，如高温钻石材料可应用于输电，配电和控制。
钻石技术可以替代硅材料并导致电流密度的大幅度提高。
用于超导输电的低温制冷设备也可用于其他目的，如氢气液化。
在氢经济中，液态氢最适合长途运输。
氢是仅次于电力的主要能源载体。
将先进的电力与氢技术结合在一起，可大大降低基础设施的成本。
区域互联国家主干网将北美的两个重要区域：东部和西部连在一起。
主干网的电力是通过区域网络来分配的。
这些区域内的长距离输电利用现有交流设备经升级后变为可控制的，有些则是利用直流联络线并将其扩容。
大功率直流联络线用于连接相邻的区域电网。
区域系统的计划和运行效益来自发电设备（集中电站或分布式发电）及负荷状态的实时信息。
广泛地应用先进的储能装置为解决因天气条件或其它因素而引起的供需不平衡问题提供了条件。
大规模功率交换市场高效运行且受到跨州的实体及业界非政府组织的监督。
地方配电系统含小型及微型电网国家地方配电系统与区域电网相连，且通过区域电网与国家主干网相连。
配电设备的电功率流向或来自用户，连接到区域电网，功率的流向由供需条件决定。
实时监测和信息交换使市场能够瞬时地处理交易且在全国范围内进行。
电力主干网，区域互联网及地方配电网，小型及微型电网国家主干网及通信、控制系统用户有能力根据对电力产品品种的需要，包括所希望的价格、环境影响、可靠性和电能质量的水平，定制对自己的供电。
传感器和控制系统将大楼或工厂内的电气设备与配电系统连在一起。
分布式发电系统和氢能技术的发展使固定的发电设备能双向使用运输车辆。
例如，氢燃料电池驱动的车辆，当它停在家庭车库或停车场时它可向配电系统供电。
潜在的效益Grid 2030可从几个方面使美国的经济、环境、国家安全和人民受益。
扩展的及现代化的电网将消除阻碍经济发展的来自电力系统的约束。
强壮的国家电力交易市场将促进和开发吸引资本来支持基础设施及投资建新的电厂和设备。
对于那些向电力用户、配电商及发电商提供多种新产品的大、小公司，将出现全新的业务模式。
高效的能量输配系统将降低线路损耗，减少化石燃料的燃烧，减少环境污染和温室气体的排放。
更经济和高效的运行及广泛地采用需求侧管理技术，将减少旋转备用，从而也减少对环境的影响。
现代化的国家电力网将推动可再生能源技术，如风力发电，水电，地热发电的输送，因这些发电电源往往距负荷中心很远。
对电气设备跳闸的快速检测及自动响应和快速的系统恢复，将改善电网的安全性，使电网对来自恐怖活动的物理攻击不那么脆弱。
将信息技术与电力技术的高度整合，将使信息安全保护得到加强。
广泛使用分布式的能源将使军事设备、警察局、医院、紧急事故处理中心的供电可靠性提高。
这将确保这类―第一响应者‖即使在最坏的情况下，也能够连续运行。
大规模应用分布式发电，将使必须通过输配电系统的发电功率的份额减小。
与加拿大、墨西哥以及其他交易伙伴的高水平的互联将加强与这些国家的联系，通过更大范围的经济合作，提高安全性。
Grid 2030将使美国人更富裕、更健康，有更可靠的高质量的生活。
电力选择的范围将扩大。
电力的消费者，从工厂、商业经理，到房主或小型商业用户有能力定制他们的能源供应，以满足其自身的需求。
更加开放，可行的竞争性电力市场将帮助成本的降低，确保高质量的服务。
远景目标的实现实现此远景目标分三个阶段。
第一阶段为新技术的研究、开发和工程示范。
此阶段还应包括对监管的澄清及监管框架的现代化。
第二阶段，翻查电力资产股本，用先进的系统替换。
这阶段还包括，区域和地方网Grid 2030概念和设备的部署。
第三阶段，扩展区域和地方网Grid 2030的部署，使之进入国家和国际市场。
实现远景目标后可能的产品和服务举例主要的挑战为实现未来电力系统的远景目标，需要应对一系列的主要挑战。
电力工业历史上一直是垄断行业的构架，有其固有的惯性，随文化取向的变化很缓慢。
未来的不确定性，使电力工业难以吸引投资到新建项目中。
此外，构成电力基础设施的设备新技术，近年来的发展处于停滞状态。
实现远景目标所遇到的挑战需要开发并应用新技术使电力工业从机电时代进入数字时代。
但遗憾的是，电力工业是在投入RD&D的资金最低的行业之一。