美国智能电网的标准及优先计划
能源行业智能电网运行维护方案
能源行业智能电网运行维护方案第1章智能电网概述 (3)1.1 智能电网的定义与特征 (3)1.2 智能电网的发展历程与趋势 (4)1.3 智能电网运行维护的意义 (4)第2章智能电网技术框架 (5)2.1 智能电网技术体系 (5)2.1.1 发电环节 (5)2.1.2 输电环节 (5)2.1.3 变电环节 (5)2.1.4 配电环节 (5)2.1.5 用电环节 (5)2.2 信息通信技术在智能电网中的应用 (5)2.2.1 通信网络技术 (6)2.2.2 信息处理与分析技术 (6)2.2.3 信息安全技术 (6)2.3 分布式能源与储能技术 (6)2.3.1 分布式能源技术 (6)2.3.2 储能技术 (6)2.3.3 分布式能源与储能系统集成 (6)第3章智能电网设备选型与配置 (6)3.1 智能电网设备分类与选型原则 (6)3.1.1 适用性原则:根据智能电网的实际需求,选择功能完善、功能稳定、可靠性高的设备。
(6)3.1.2 先进性原则:优先选择技术先进、具备一定前瞻性的设备,以满足智能电网发展需求。
(7)3.1.3 经济性原则:在保证设备功能的前提下,充分考虑投资成本,实现经济效益最大化。
(7)3.1.4 安全性原则:设备选型需符合国家及行业相关安全标准,保证电网运行安全可靠。
(7)3.1.5 兼容性原则:所选设备应具有良好的兼容性,便于系统扩展与升级。
(7)3.2 关键设备的技术要求与配置方法 (7)3.2.1 传感器 (7)3.2.2 通信设备 (7)3.2.3 控制设备 (8)3.3 设备兼容性与互联互通 (8)第4章智能电网运行监控 (8)4.1 运行监控体系构建 (8)4.1.1 组织架构 (8)4.1.2 技术支撑 (8)4.1.3 管理制度 (9)4.2 数据采集与处理技术 (9)4.2.2 数据处理 (9)4.3 实时监控与故障诊断 (9)4.3.1 实时监控 (9)4.3.2 故障诊断 (10)第5章智能电网故障处理与应急响应 (10)5.1 故障处理流程与方法 (10)5.1.1 故障检测与定位 (10)5.1.2 故障隔离与恢复 (10)5.1.3 故障分析与处理 (10)5.2 应急响应机制与预案 (10)5.2.1 应急响应组织架构 (10)5.2.2 应急预案制定 (10)5.2.3 应急演练与评估 (11)5.3 智能电网安全防护措施 (11)5.3.1 网络安全防护 (11)5.3.2 设备安全防护 (11)5.3.3 人员安全培训 (11)5.3.4 风险评估与预警 (11)第6章智能电网维护与优化 (11)6.1 智能电网维护策略 (11)6.1.1 定期巡检与监测 (11)6.1.2 预防性维护 (11)6.1.3 故障分析与处理 (12)6.2 设备维护与检修 (12)6.2.1 设备维护 (12)6.2.2 设备检修 (12)6.3 智能电网优化调整 (12)6.3.1 优化电网结构 (12)6.3.2 调整运行策略 (12)6.3.3 技术升级与改造 (12)第7章智能电网资产管理 (12)7.1 资产管理体系构建 (12)7.1.1 组织结构 (13)7.1.2 管理制度 (13)7.1.3 技术支持 (13)7.2 设备全寿命周期管理 (13)7.2.1 设备选型与采购 (13)7.2.2 设备安装与调试 (13)7.2.3 设备运行与维护 (13)7.2.4 设备更新改造与报废 (13)7.3 资产绩效评估与决策支持 (13)7.3.1 资产绩效评估 (13)7.3.2 决策支持 (13)第8章智能电网数据分析与应用 (14)8.1 数据分析方法与技术 (14)8.1.1 数据分析方法 (14)8.1.2 数据处理技术 (14)8.2 数据挖掘与智能决策 (14)8.2.1 数据挖掘技术 (15)8.2.2 智能决策 (15)8.3 数据驱动的业务优化 (15)8.3.1 运行优化 (15)8.3.2 维护优化 (15)第9章智能电网与新能源接入 (15)9.1 新能源发展现状与趋势 (15)9.2 智能电网与新能源的融合技术 (16)9.3 新能源接入对智能电网的影响与应对措施 (16)第10章智能电网发展前景与政策建议 (17)10.1 智能电网发展面临的挑战与机遇 (17)10.1.1 挑战 (17)10.1.2 机遇 (17)10.2 国际智能电网发展经验与启示 (17)10.2.1 国际智能电网发展现状及特点 (17)10.2.2 国际智能电网发展经验对我国的启示 (17)10.3 我国智能电网政策建议与发展策略 (18)10.3.1 政策建议 (18)10.3.2 发展策略 (18)第1章智能电网概述1.1 智能电网的定义与特征智能电网,即所谓的“Smart Grid”,是指运用先进的通信、信息、控制、电子及自动化等技术,实现电力系统的高效、安全、可靠、环保及互动性的一种现代化电网。
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。
智能电网技术标准体系研究
智能电网技术标准体系研究王伟;刘英军;王琨【期刊名称】《电器工业》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】7页(P32-38)【作者】王伟;刘英军;王琨【作者单位】工业和信息化部产业发展促进中心;工业和信息化部产业发展促进中心;中国电器工业协会【正文语种】中文本文通过对国内外智能电网标准体系发展及现状的研究,以及我国智能电网标准体系机构的解读,提出了智能电网技术标准体系研究工具对于其发展的重要意义。
(一)国际电工委员会国际电工委员会(IEC,International Electro technical Commission)是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构。
为了推动智能电网建设,2009年4月,IEC标准化管理委员会(SMB,Standardization Management Board)召开首次会议组织成立了第三战略工作组——智能电网国际战略工作组(SG3),负责制定IEC的智能电网标准体系。
我国国家电网公司也已派相关专家参加工作。
该次会议明确了智能电网战略工作组的职责范围,其主要任务是智能电网IEC标准体系的研究。
IEC SG3下属三个工作组:智能电网路线图工作组(Roadmap task)、Mapping Chart工作组和用例工作组(Use Case task)。
路线图工作组在2010年5月发布了《IEC智能电网标准路线图》(1.0版),在路线图中提出了信息系统体系结构、SOA架构等概念。
从2011年6月起,IEC开始计划新的架构,中期目标(mid-term 5-years)和长期目标(long term 15-years),并将IEC的体系架构与欧盟智能电网联合工作组(CEN/CENELEC/ETSI Joint WorkingGroup)的智能电网通用参考架构对接。
IEC认为,智能电网核心标准对智能电网应用和解决方案具有重大影响,适用于智能电网的主要技术领域。
智能电网的背景、推动力和制约
智能电网的背景、推动力和制约穆钢;肖白【摘要】The scope of smart grids was discussed in this paper. The background, the driving forces and the constraints of smart grids were investigated. And some emerging frontier technologies of smart gridswere summarized. For the new challenges of large scale renewable generation incorporating to grid, the comprehensive strategies should be adopted to multi-aspects (power generation side, grid side and load side)to overcome the side effects of grid renewable generation. Many countermeasures can be taken to achieve the well power generation at power generation side, unhindered power transmission at grid side and proper utilization at load side.%讨论智能电网的范畴,分析智能电网发展的背景、推动力和制约,概述智能电网的几个前沿领域.针对智能电网面临的“大规模可再生能源接入”新挑战,指出克服其影响应多管齐下、综合施策.分别讨论在电源侧、电网侧和负荷侧可以采取的对策,以实现电源侧发得好、电网侧送得出、负荷侧用得巧.【期刊名称】《电力科学与技术学报》【年(卷),期】2012(027)003【总页数】5页(P5-8,40)【关键词】智能电网;可再生能源;电网;电力负荷【作者】穆钢;肖白【作者单位】东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室,吉林吉林132012;东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TM715智能电网是近年来引起学术界、工程界、经济界乃至政治界广泛关注的话题,甚至被寄予了接续网络经济作为提振经济重要助推器的厚望.来自电气工程、信息通信、经济等领域的专家从不同角度刻划了智能电网的属性和特征.定义1 智能电网其概念有广义和狭义之分.狭义的智能电网也称“分布式电网”,是指通过建设一定的基础设施,实现对电力运营的电子化监视,并将监视信息在电力、电网公司和电力用户三者之间实现共享,以实现电网的电力最优化调度、差别计费、新能源电力的购买、故障的实时监测和快速检修,以及对电力用户的分流;广义上是指将电信光缆和电线电缆合二为一,未来将通过电缆实施电信讯号、网络讯号的传输.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,是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化,简称为“坚强的智能电网”[1].定义2 智能电网是一个能够实现对用户和设备进行实时监视的完整体系,以利用各种信息提高电网的可靠性、经济性和灵活性,为电网运行和管理人员提供更完整、便捷的电网状态显示界面,帮助电网实现智能化运行的新型电网[2].定义3 智能电网是指以物理电网为基础,将先进的现代传感测量技术、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.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[3].定义4 智能电网是指一个完全自动化的供电网络,其中的每一个用户和节点都得到实时监控,并保证从发电厂到用户端电器之间的每一点上的电流和信息的双向流动.通过广泛应用的分布式智能和宽带通讯及自动控制系统的集成,它能保证市场交易的实时进行和电网上各成员之间的无缝连接及实时互动[4].4个定义中,前2个主要面向电网本身,侧重于对现有电网体系结构的信息化,提高电网的效能和安全性;后2个主要面向用户和市场,强调的是物理电网与现代信息通信技术的高度集成,进而充分满足用户的需求并推动电力市场化发展,实现新的增值服务,保证市场交易的实时进行和各成员间的实时互动.分析关于智能电网的各种定义,可以发现“智能电网”所覆盖的不仅限于传统“电网”的范畴,这里“电网”是对电网所连接的电能“产、输、配、用”全产业链的指代.从本质上说,智能电网是由信息通信等新技术推动的电网技术跃升,以确保电网承担起高效清洁安全可靠的主要能源供给系统之使命并为各类用户提供优质经济便捷的服务.智能电网是多种新技术乃至管理理念的集成创新,迄今还没有一个可以严格考核的终极目标.智能电网所标示的是电网(或能源供应体系)技术进步和破解发展瓶颈的方向.1 智能电网发展的背景1.1 信息通信技术的飞速发展和可再生能源开发信息通信技术的飞速发展已经深刻地影响了经济社会发展的各个方面,也极大地改变了人们的生活方式.信息通信技术的发展,使得信息的采集、加工和传输变得非常廉价和便捷.在此基础上,通过控制来实现复杂系统性能的优化也就有了更大的技术经济合理性.电网(电力系统)作为最复杂的人造系统,对信息的采集、加工和对系统的控制和优化在电网发展的早期就已经受到重视并伴随着电网的发展而不断进步.由于以往信息采集加工传输成本的限制,在电能的发输配用各环节间存在着巨大的信息化鸿沟,主干输电网和重要发输电装备基本上能伴随信息通信技术的发展同步推进信息化,而配电、用电环节的信息化程度总体上很低,使得电力终端用户很难从电网的角度获得信息技术进步的体验;由于资源环境的约束日益凸显,降低化石能源发电的比重、大力发展可再生能源发电已成为电源结构变化的必然趋势,这给电网的运行和调控带来了全新的挑战;电能产供用各环节资产利用率亟待提高,迫切需要信息通信技术的支撑.1.2 国外智能电网发展2001年,EPRI开始“Intelligrid”(智能电网)研究.2003年,美国电科院首先提出了智能电网研究框架,能源部(DOE)随即发布Grid2030计划.同年,英国工程和自然科学研究委员会(EPSRC)资助的旗舰项目“可持续电力生产和供给”对智能电网展开了大规模、集团式研究.2004年,美国DOE启动了电网智能化(Grid-Wise)项目.2005年,DOE 与 NETL(National Energy Technology Laboratory)合作发起了“现代电网(MGI)”研究.2006年,欧盟智能电网技术论坛推出了欧洲智能电网技术框架;发表了研究报告,全面阐述了智能电网(Smart Grid)的发展理念和方法[5].2008年,美国DOE也采用了Smart Grid这一术语,这一称谓已经得到了普遍认可[2].2009年4月,美国总统奥巴马将智能电网提升为美国的国家战略.1.3 国内智能电网发展2008年以来,中国国家电网公司积极关注和跟踪世界电网智能化发展的趋势,并结合国家电网的建设与发展的实际,提出了加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展的坚强智能电网的目标.2009年6月27日,天津大学组织第一届智能电网学术论坛,相关学术机构和企业参与,表达了社会各界从不同角度对智能电网目标以及建设任务的理解,体现了对智能电网建设的期待和关注[6].国内各学术团体和企业也组织召开了多次国际国内学术会议研讨智能电网的建设和发展.2 智能电网发展的主要推动力智能电网发展的推动力主要有:①提高电网运行的安全性和供电可靠性,提高电网设备利用率,提高供电质量;②创造电力用户与电网的双向互动,为实现定制的电力增值服务和用户电能管理提供条件;③大规模可再生能源接入电网,促进节能环保,减少能源部门温室气体的排放;④信息通信技术的飞速发展带来了经济社会生活的深刻变革,将在推动电网升级中发挥重要作用.智能电网发展要解决的优先课题则因各国电网的具体情况而异.2003年8月14日发生的美加大停电事故,不仅给电网及相关企业造成严重损失,也产生了很严重的社会影响.事故引起分析和反思已经远远超出了电力工程界,使得美国在推进智能电网建设时更关注遭受扰动后电网的自愈能力.欧洲等国为了解决电力设施老化、跨欧电力市场建设,以及减小环境污染而推动智能电网的研究,分布式能源和可再生能源接入是研究重点.由于中国一次能源和负荷中心的分配极不均衡,电网承担着将能源基地的电能传送到主要负荷中心的重任,因此,中国智能电网建设就强调了主干网架发展建设的任务.3 智能电网发展的制约智能电网毕竟不能从零开始建设,是在既有电网基础上建设和发展的.与其他行业由信息化推动的革命性变化相比,智能电网发展面临着一些特殊制约.例如:电网具有先天的行业垄断性,规模经济增长空间相对较小,不可能像家用电器行业市场扩容之迅猛;电力的产品形态相对固定,加上其兼有公共服务的属性,使其创新增值模式的难度较大,不如电信业和高速铁路(高铁由于运速的提高其票价可以数倍于普通铁路票价,这在电力产品中恐难以实现);上游产品成本制约,电力产品终端供给的降价潜力较小,远不如芯片业.因此,向外部转嫁发展智能电网成本的空间很有限.在发展智能电网的过程中,也需要进行审慎的技术经济比较,盲目的追高求全可能会使智能电网的发展误入歧途.性能指标最高的技术不一定是最好的技术.例如:“航天飞机”、“协和式客机”和“铱星电话”在各自的领域内都是具有最高技术指标的产品,但它们都因为不具有持久的经济竞争力而遭淘汰,成为过眼烟云. 工程技术与科学研究的重要区别就在于前者更关注经济合理性,适合阶段、解决问题、创造效益的技术才是最好的技术.因此,在选择智能电网的发展目标和技术路径时,特别要重视提高技术水平的成本和收益之间的均衡分析.4 智能电网的前沿技术智能电网的前沿技术体现在以下领域:1)发电领域.核聚变发电、海洋发电、生物质能发电、高空风力发电.2)输电领域.新型直流输电、柔性输电(FACTS)技术、特殊用途的无线输电、光纤输电.3)变电领域.智能变电站、主要变电设备的状态感知与监测、基于全寿命周期管理的变电设备状态检修.4)配电领域.多能供给协调的微网技术、电动汽车充放电设施的能量管理技术、储能技术.5)用电领域.基于信息双向互动的定制化用电技术,楼宇/家庭综合能量管理与优化.6)电网调度.大电网智能运行控制技术、大型可再生能源及分布式能源接入控制技术[7].5 大规模可再生能源发电的输送和消纳5.1 大规模可再生能源发电集中入网带来的问题近年来,中国可再生能源发电快速发展,中国的风电装机容量已经跃居世界第一位.中国规划的8个千万千瓦级风电基地建设正在稳步推进,部分省级电网的风电装机容量已经接近总装机容量的20%.风能具有间歇性和波动性,大规模风电集中联网给电网运行带来了诸多挑战.包括:风电功率的间歇性导致的宽运行范围的有功、无功平衡和频率电压调节问题;风电快速变化带来的调峰容量和调峰速率问题;输送低能量密度的风电导致输电元件资产利用率低的问题;输电系统建设滞后导致的风电场并网难或弃风损失问题;大规模可再生能源发电的消纳问题.5.2 大规模可再生能源发电集中入网问题的解决在电源、电网和负荷侧多管齐下,综合施策.1)在电源侧做到“发得好”.加强风电功率预测研究,降低运行时需匹配的调节功率;研究追踪预测曲线的风电场有功控制方法,降低随机波动性;研究大规模风电基地多电压级集电系统无功电压调控方法;多种电源组合打捆外送,提高输电效益;研究提高传统发电方式调峰能力的方法和激励政策;研究大规模储能在风、光发电中的应用.2)在电网侧做到“送得出”.研究考虑风电功率波动特性并兼顾电网安全、提高输电资产收益率并补偿电网阻塞损失的风电外送输电综合优化规划方法[8].研究考虑风电波动对电网运行影响的评价方法,克服现有的单纯以穿透率来评价风电影响的缺陷;基于统计方法建立风电对电网稳态运行影响的评估方法;建立应对大规模风电接入的电网有功、无功调控策略.通过优化调度提高既有电网接纳和服务于可再生能源发电入网的能力,发挥大电网的容量优势,充分挖掘和运用水电的调节潜力.研究鼓励电网接收可再生能源发电的政策和技术措施,规定区域电网消纳可再生能源发电的最低比重.3)在负荷侧做到“用得巧”.通过智能电网平台增加可再生能源发电的消费比重.例如:大力开发可时移、可调控的用电负荷(电动汽车,热,冷);发展基于网络的可再生能源发电出力信号发布机制,对与可再生能源发电同步消长的用电负荷给予政策激励,建立可时移负荷的自主调控模式和控制系统.这样就可以通过部分负荷对可再生能源发电的追踪,对冲可再生能源发电波动的不利影响.4)探索新的风/光电多联产模式.在大规模风/光电场群区域内建设用能密集型新产业,生产能量密集易转换型产品,实现风/光能的综合利用,减轻风/光电波动对电网的影响.例如,提水,制氢,压缩空气,制热,制冷,海水淡化等.即将大型风/光电场群建设成多产型能源基地.6 结语智能电网作为未来电网(或电力系统)的发展方向已经成为各界的共识,但对于智能电网核心特质的描述,尚未有统一的定义,各方专家见仁见智.发展智能电网的主要推动力来自提高电网安全的需求、双向信息互动的需求、信息通信技术进步的推动和大规模可再生能源发电入网的需求.在推进电网技术升级时,应注意审慎的技术经济比较,使智能电网的发展能实现安全、优质、高效、多赢的目标.参考文献:[1]胡晓炜,苑玉山.基于地理信息系统(GIS)的智能电网规划系统研究[J].中国电力教育,2009(12):263-264.HU Xiao-wei,YUAN Yu-shan.Research on GIS based smart grids planning system[J].China Electric Power Education,2009(12):263-264.[2]史卫江,曹荣新,曹增新.智能电网综述[J].华北电力技术,2010(5):40-43.SHI Wei-jiang,CAO Rong-xin,CAO Zeng-xin.Review of Smart Grid [J].North China Electric Power,2010(5):40-43.[3]宋永华,杨霞.以智能电网解决21世纪电力供应面临的挑战[J].能源技术经济,2009,21(6):1-8.SONG Yong-hua,YANG Xia.Smart Grid:The solution to challenges of power supply in the 21st century[J].E-lectric Power Technologic Economics,2009,21(6):1-8.[4]余贻鑫,栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源,2009,25(1):7-11. YU Yi-xin,LUAN Wen-peng.Smart Grid[J].Power System and Clean Energy,2009,25(1):7-11.[5]European Commission.European technology platform Smart Grids:Vision and strategy for Europe's electricity networks of the future[EB/OL].http://www.smartgrids.eu,2006-04-07.[6]周士平.智能电网及国内近期发展概述[J].湖北工业大学学报,2010,25(1):1-5.ZHOU Shi-ping.Smart Grid and an overview of recent developments in China[J].Journal of Hubei University of Technology,2010,25(1):1-5.[7]宋晓芳,薛峰,李威,等.智能电网前沿技术综述[J].电力系统通信,2010,31(7):1-4.SONG Xiao-fang,XUE Feng,LI Wei,et al.Summary of cutting-edge technologies for Smart Grid[J].Telecommunications for Electric Power System,2010,31(7):1-4.[8]穆钢,崔杨,严干贵.确定风电场群功率汇聚外送输电容量的静态综合优化方法[J].中国电机工程学报,2011,31(1):15-19.MU Gang,CUI Yang,YAN Gan-gui.A static optimization method determine integrated power transmission capacity of clustering wind farms [J].Proceedings of the CSEE,2011,31(1):15-19.。
坚强智能电网·智能电网发展三阶段
所谓智能电网,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。
智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化,简称为“坚强的智能电网(Strong Smart Grid)”。
在奥巴马欲以能源革命将美国重推全球经济顶端之际,智能电网概念也在中国风生水起。
定义之争、标准之辩、什么路径、如何选择等问题,一时难以厘清。
6月10日2009中国分布式能源国际研讨会,6月3日中国电机工程学会智能电网研讨会,5月21日2009特高压输电技术国际会议,近日有关智能电网的会议密集举行。
早报记者近日获悉,我国目前正在规划2030年电网路线图,智能电网将在未来唱主角。
概念之争智能电网,即Smart Grid,原意为智能网格或智能网。
5月21日,国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上提出了名为“坚强智能电网”的发展规划。
国务院副总理张德江明确表示,政府未来将加大对特高压输电技术研究的支持力度,加快特高压技术发展步伐,从实际出发积极探索符合中国国情的智能电网发展道路。
“我们要在2020年全面建成坚强的智能电网。
”国家电网公司总经理刘振亚也在当天的会议上公开宣布。
国家电网公司已确立有关发展目标,即加快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、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。
这是智能电网概念在中国引爆的近半年来,决策层在此问题上首次公开作出表态。
国家电网中国电力科学研究院副总工程师胡学浩近日接受早报记者采访时对智能电网做出的定义是:“以物理电网为基础,在中国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,将现代化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。
欧美电源标准-概述说明以及解释
欧美电源标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在撰写关于欧美电源标准的长文之前,我们首先需要对电源标准的概念进行了解和介绍。
电源标准是指在特定地区或国家中规定的电气设备的供电要求和技术规范。
它们旨在确保电源设备的安全性、稳定性和互操作性,以便在不同的国家和地区内使用。
欧美地区作为技术发展和经济繁荣的先进地区,拥有高度规范化和统一的电源标准。
欧美地区的电源标准是基于长期的技术积累和实践经验而形成的,它们不仅仅是为了保证电气设备的正常运行,还考虑到了人身安全、环境保护和能源效率等因素。
电源标准在设备的设计、制造、销售和使用过程中发挥着重要的作用,为整个电力系统提供了可靠的框架。
欧美地区的电源标准主要包括欧洲电源标准和美国电源标准。
欧洲电源标准由欧盟成员国共同制定和实施,旨在统一整个欧洲地区的电力供应和设备使用。
它主要包括欧洲标准EN和国际电工委员会(IEC)制定的国际标准。
这些标准覆盖了从电力输送到电源设备、插头插座和电线电缆等方面的各个环节。
美国电源标准则由美国国家标准协会(ANSI)和国家电气制造商协会(NEMA)等组织联合制定。
美国的电源标准与欧洲地区的标准存在一定的差异,这主要是由于不同地区的电力系统和用电需求不同所致。
美国的电源标准主要由美国国家电气代码(NEC)和一系列由ANSI和NEMA制定的标准组成。
欧美地区的电源标准不仅仅适用于本地的设备生产和使用,它们也在全球范围内得到了广泛的认可和应用。
因此,了解和研究这些电源标准是电气工程师、设备制造商和科研人员等相关从业者必备的知识。
本文将详细介绍欧美地区的电源标准体系、标准的制定过程和规范的内容,以及电源标准对设备设计和电力系统运行的影响等方面内容。
我希望通过此次长文的撰写,能够进一步加深对电源标准的理解和应用,并为相关领域的研究和实践提供参考。
1.2文章结构文章结构部分的内容可根据以下内容进行编写:文章结构部分是对整篇文章的组织和安排进行介绍的部分。
智能电网技术[教材]
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。
美国电力科学研究院将智能电网定义为:一个由众多自动化的输电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。
[编辑本段]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。
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”。
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。
智能电网技术之智能电网的基本概念及发展咨询试题及参考答案
一、判断题(每题20 分,共2 题,总分40 分)
1、中国物联网校企联盟认为智能电网由很多部分组成。
A、对
B、错
C、I
D、J
E、K
F、L
正确
2、智能电网是技术和经济发展的必然结果。
A、对
B、错
正确
二、单选题(每题20 分,共2 题,总分40 分)
3、美国标准研究院认为,智能电网最终需要成百上千条规范和标准,并需要优先考虑()个领域。
A、七
B、八
C、九
D、十
正确
4、中国的智能电网发展分为()个阶段。
A、三
B、四
C、五
D、六
正确
三、多选题(每题20 分,共1 题,总分20 分)
5、人工智能在国内电力领域的应用,主要涉及到电力系统的发、输、变、配、用各个环节。
在()等业务中都已经有了相关的应用。
A、发电功率预测
B、设备智能巡检
C、设备异常与故障应急处理
D、客服的智能服务
E、电网故障处理及紧急控制
正确。
智能电网全介绍
智能电网智能电网智能电网,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。
目录[隐藏]∙• 基本简介∙• 历史发展∙• 智能目标∙• 主要特征∙• 通信技术∙• 量测技术∙• 设备技术∙• 控制技术∙• 支持技术∙• 参考资料智能电网-基本简介智能电网结构示意图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。
各国智能电表扶持政策
各国智能电表扶持政策
智能电表是一种应用智能技术的电能计量设备,可以实现电能监测、远程抄表、电能计量、市场化交易等功能。
各国政府纷纷出台智能电表扶持政策,以推动能源消费的智能化与可持续发展。
1.中国智能电表扶持政策:中国政府积极推动智能电网建设和能源智能化发展,其中包括智能电表的部署和应用。
政府鼓励各地配电企业实施智能电表改造,逐步提高智能电表的普及率。
同时,政府还推动配备智能电表的家庭享受差异化电价政策和用电优惠。
这些政策旨在促进能源消费的合理调控,鼓励用户节约用电,提高能源利用效率。
2.美国智能电表扶持政策:在美国,智能电表的部署和应用主要由各州政府或
地方政府负责。
政府通过资金支持和政策引导,鼓励能源供应商大规模智能电表的安装,并为用户提供电价计划和用电数据管理服务。
此外,政府还鼓励智能电表的应用于可再生能源发电系统的并网,以实现对能源的管理和监控,提高能源利用效率并减少碳排放。
3.欧洲智能电表扶持政策:欧洲各国智能电表扶持政策具有一定差异。
例如,
英国政府要求能源供应商确保2020年底所有家庭都配备了智能电表。
同时,政府
还为用户提供电力市场化交易和用电数据管理服务,以鼓励用户采取节能措施。
德国政府则鼓励智能电表在可再生能源领域的应用,以支持可再生能源的发展和智能电网的建设。
各国智能电表扶持政策的出台,为智能电表产业的发展提供了机遇,推动了能
源消费的智能化和可持续发展。
随着技术的不断进步和成本的不断降低,智能电表将在全球范围内得到更广泛的应用,为能源管理提供更智能、高效的解决方案。
美国商务部关于智能电网标准的公告
美国商业部关于智能电网标准项目的公告根据2007年颁布的“能源自主与安全法(EISA)”,国家标准与技术研究院(NIST)的主要任务是协调智能电网的发展框架,该框架包括了网络协议以及信息管理标准,以用来实现智能电网中设备和系统之间的安全互联。
正如“美国恢复与再投资法(ARRA)”所详细说明的那样,国家标准与技术研究院(NIST)将会得到能源部(DOE)1000万美元的支持,以用来进行能源自主与安全法(EISA)所分配的任务项目。
此外,国家标准与技术研究院(NIST)为该计划,正在划拨500万美元给“美国恢复与再投资法(ARRA)”。
这些资金的共同支持,能促使美国的电力系统发展成为一个全国性、互联性的智能网络(此说法来源于EISA的第十三章中的1305节)。
对国家发展能源自主和减少温室气体排放而言,智能电网将扮演一个很关键的角色,与此同时,国家标准与技术研究院(NIST)也正紧迫地开展自己的任务。
因为电网与工业、政府和消费者的利益相关,为实现这个这个可靠且强大的智能电网,国家标准与技术研究院(NIST)正在加快关键标准协议的发展和确定。
国家标准与技术研究院(NIST)非常适合这个角色,该机构赢得了一个“诚信中介”的美誉——一个公正并且有技术资执的第三方,它有着与工业界和其他政府机构(如美国能源部(DOE)和联邦能源管理委员会(FERC))合作的悠久历史。
国家标准与技术研究院(NIST)还为公共事业、设备制造商以及其他一些电力系统利益相关者提供测试技术和援助,它还加入了“国际重要标准组织”,而且国家标准与技术研究院(NIST)的测量和实验技术也是举世公认的。
互联性——不同系统和设备的协助能力,对于智能电网的各个层面都是至关重要的。
它能够有效地对两个电力网络间的很多互连设备进行整合、协调和信息交流。
.有效的互联性是建立在这样一个框架上的,该框架拥有统一的接口、相同的协议以及其他一些一致的标准。
. 有了这些标准协议,那些有用的交互会变得容易进行,比如:“智能设备和量表将会实时告诉消费者正在使用的电力电价以及他们需要支付的电费,这样有利于消费者控制功耗及用电账单。
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.
-55
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“
14
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
北美地区智能电网最新发展情况剖析-图文
北美地区智能电网最新发展情况剖析-图文编者按:随着智能电网时代的到来,世界各国的智能电网建设已经全面启动。
在智能电网理念逐步成为业界共识的进程中,许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划,但鉴于不同地区的监管机制、电网基础设施现状和社会经济发展情况的不同,各地的智能电网发展战略也有所不同。
为了更好地了解和把握全球智能电网发展现状,从而为我国智能电网建设及智能电网产业发展提供借鉴与启示,本网站编辑组特整理总结了国外智能电网发展的最新情况,并于即日起陆续刊登,敬请关注。
北美地区的智能电网建设工作主要集中在美国与加拿大。
两国智能电网建设工作的相同点是均起步于安装智能电表。
不同的是,美国智能电网建设注重于提升其电网的可靠性及用电效率,而加拿大由于可再生能源比较丰富,如何提升电网对大规模可再生能源的接入能力与传输能力则成为其智能电网建设的重点。
(OFweek智能电网配图,点击放大)1.美国为升级日益老化的电网,并在提升电网可靠性和安全性的同时提高用电侧的用电效率、降低用电成本,美国于本世纪初提出了智能电网的概念。
迄今,美国智能电网建设从理论研究到实践探索都积累了丰富的经验。
(1)美国政府提供的政策支持包括整体规划、出台法律、成立专门机构等美国政府自2003年开始出台的一系列包括规划、经济法案、输电规划路线图等宏观规划,这些政策为智能电网的产业发展提供了科学的规划和严谨的法律支持。
这其中包括《电网2030规划》、《建设电网2030的路线图》、《能源政策法》、国家输电技术路线图、《能源独立与安全法案2007》、《复苏与再投资法案》、《能源独立安全法》以及奥巴马政府施政计划等。
在直接投资及财政补贴政策方面,2022年2月,奥巴马政府成立之后不久即获通过的《美国复苏与再投资法》推出7870亿美元的经济刺激计划,其中有45亿美元专门用于扶持智能电网的发展;除了直接投资之外,美国政府还出台了购买太阳能光伏系统、电动汽车以及建筑节能改建的补贴与减免税等一系列智能电网相关的财政补贴政策。
IEEEP2030智能电网的的标准和互通原则
IEEEP2030智能电网的的标准和互通原则IEEEP2030工作组主席,美国国家可再生能源实验室(NREL)总工程师以及美国国家标准与技术研究院(NIST)IEEE智能电网联络人DickDeBlasio称:“IEEEP2030指南帮助工程师们解读端对端接口要求,以实现智能电网的互操作性。
作为一个实用工具和知识指南,IEEEP2030帮助企业了解如何以及在何处发展智能电网系统及其应用。
此外,该指南还描述了未来智能电网发展所需要建立的其他相关标准。
”IEEEP2030智能电网的标准和互通原则,涉及能源技术和信息通信技术的整合,这些技术对实现电力生产、电力传输和用电间的无缝运营起到了关键性作用,保证了双向供电的可控性和可交流性,主要内容在于以下三个方面的标准和原则:——电力工程(powerengineering);——信息技术(informationtechnology);——互通协议(communications)。
除IEEE外,国际电工委员会(IEC)也在发挥重要作用,美国国家标准与技术研究院NIST(National Institute of Standards and Technology)协调各部门之间的合作。
参与标准制定的15家机构分别负责标准制定的不同环节。
IEEE主要致力于互通入网过程的标准,例如各个能量源头如何与整个智能电网链接,计量设备的接入(如电表)和时间同步性的标准等。
美国机动车工程师学会(S AE)则主要关注机动车接入网络的标准,IEC则负责信息自动化的模式和环境标准。
在智能电网互操作性标准制定领域中,IEEE一直占有非常独特的位置。
这样就赋予了IEEE重要广泛的专业技术。
对智能电网的数字信息技术,控制技术,网络技术,安全技术,可靠性,评估系统上的研究,对分布式能源的互连性研究,包括可再生能源在电网中的应用、对传感器、电表、电力宽带和电力系统工程的研究,IEEE在技术上的探索是其他机构所无法比拟的。
谋定美好未来——美国推出宽带与智能电网规划
其 可靠性 引来越来越多 的质疑 。美 国由于 断电而造
成 的经 济损 失高达每年 14  ̄ 美元 。而智 能电网可 6 0L
以有效 防范此类 因传感 问题 而引起 的断 电现象 ,或 者 即使不 可避免地发生断 电现象 ,也能及 时恢 复或
必 须 依 靠 进 口。
Iom t n e o } 4 n rai t r f o Nw k 1
一
视
№
或浮动 电价 ,因为这样才能更好反映供 电成本。
专 栏2 00 年 美 国东 北 部 大 停 电与 同 步 相 量 2 3
第 四 ,美 同如欲引领汽车电动化 的转变潮流 , 智能 电网也必不可少 。现在几乎所有的世界 级汽车
业务透
B s e sP rp t e u i s e s ec i n v
谋 定 美好 未来
— —
美 国推 出宽 带 与智 能 电 网规 划
张乔姝 / 文
曹学勤 何冰梅
曹学勤 ,工业和信息化部电子科学技术情报所信息化研究与促进中心 副主任 ,长期从事国内外信息化研究与分析工作 。 何冰梅 ,工业和信息化部电子科学技术情报所信息化研究与促进中心
美 国2 0 年 颁布 的 《 07 能源 独立 与安 全法 案决
议 》让 实现电网现代 化成为国策 ,2 0 年 的经济复 09
兴计划 亦决定投入4 亿美元加速部署智能 电网,实 5 现标 准化运 作 。美 国电力研 究所 预计 ,在未 来2 0
时继续供 电 ,使得 电力系统能更为灵 活地应对 自然 灾害和恐怖袭击。 同时它还 能减少能源消耗 ,并使 温室气体排放最小化。
智能电网及其对电力通信的要求
智能电网及其对电力通信的要求摘要:智能电网是新形势下电网发展的必然趋势。
本文阐述了智能电网相关概念,讨论了智能电网环境下对电力通信的要求。
关键词:智能电网电力系统电力通信进入新的世纪,全球经济、社会安全、环境和能源供应都面临着极大挑战,气候变化剧烈。
灾害频发,传统能源日趋紧张,金融危机对各国经济打击巨大,因此,为了面对环境污染,拉动内需,提振经济。
发展可再生能源,需要构建智能电网以助推电力行业创新,实现技术转型,从而保障国家能源安全,促进我国社会的可持续发展。
2009~5月,我国国家电网公司提出加快坚强智能电网建设。
2009年9月,美国国家标准与技术研究所(NIST)提出了关于智能电网互操作标准的框架与路线图,明确了推进标准化工作的8个优先发展领域,其中很重要的一个方面就是网络通信:要求针对智能电网各个关键领域的应用和操作器的网络通信需求,实施和维护合适的安全和访问控制手段。
该领域覆盖电力专网和公共网络。
对我国而言,智能电网的建设,必须有坚实的基础技术和功能,其中测量和通信系统是一个非常重要的方面。
1智能电网概念智能电网是以包括发、输、变、配、用、调度和信息等各环节的电力系统为对象,不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术,并将其有机集合,实现从发电到用电所有环节信息的智能交流,系统地优化电力生产、输送和使用。
电力企业通过促成技术与具体业务的有效结合。
使智能电网建设在企业生产经营过程中切实发挥作用,最终达到提高运营绩效的目的。
智能电网不是为了炫耀新技术,而是为了实实在在的解决当前存在的问题。
对电力系统而言,智能电网具有三个明显的特征;(1)自愈。
对电网的运行状态进行连续的在线自我评估,并采取预防性控制手段,及时发展、快速诊断和消除隐患;故障发生时,在没有或少量人工干预下,能够快读隔离故障、自我恢复,避免大面积停电的发生。
(2)互动。
系统运行与批发、零售电力市场实现无缝连接,支持电力交易的有效开展。
- 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)。
关于美国智能电网标准的草案21.14个优先发展计划1,仪表升级标准为了支持智能电网的开发与发展,许多电力公司正在制定他们的高级测量基础设施(AMI),将对智能仪表的投资作为前期投资,并用于发展更多的智能电网应用,如用于能源管理和满足消费者参与的倡议。
这些电力公司及其管理者的关键问题是:首先,必须确保他们采用的技术具有通用性,并且符合已有的国际标准。
其次,许多电力公司想确认,他们的系统随着智能电网的发展也能够不断的更新和扩展。
为了保证智能电网的迅速发展,对原有电力装置的升级是必须的,如仪表,在某些领域是不能用其他替代也不能直接进行软件升级,必须进行更换升级。
对于现在广泛应用的具有远程下载能力的嵌入式设备,可以在其原来功能基础上升级更新。
为了促进智能仪表的发展,需要一个能够随着智能电网而升级的智能仪表的生产标准,使电力公司减少发展风险,并且能够建立一个灵活的可以随着智能电网的发展和要求而升级的系统。
NIST认为仪表的升级标准应该是第一位的。
此标准的目标是对AMI系统中包括管理者、供应商、电力公司等在内的受益者提供一个智能电表的升级标准。
NEMA接受了这一挑战,他们尽最大努力在最短的时间内制定出一套关于智能电表的升级标准。
在仪表生产商和电力公司的帮助下,这一标准将在90天之内完成。
此标准已经被NEMA’s Codes&Standards委员会通过,并且命名为智能电网标准-SG-AMI 1-2009–Requirements(智能仪表升级标准)。
为了将智能仪表的制造者和使用者联系起来,这个标准将用于智能仪表供应商,电力公司和管理者等。
最终标准可在上免费下载。
总之,完整确定标准的制定公布还需要90天左右的时间。
2.价格和生产标准的制定在智能电网中价格的制定是非常重要和复杂的。
现在急切需要一个价格和生产的标准,草案将在2010年4月完成。
这项工作引起了相关利益者和现有工作者的极大重视。
它着重于满足公用事业和计划任务的迫切需要,同时建立一个市场扩展为基础的智能电网。
这个议案将形成一个具有普遍意义的价格制定制度。
这个制度将用于供求的应用,市场交易,分布式能源资源利用,仪表通讯,和许多其他相关领域。
企业,家庭用户,电力交通工具以及电网将会受益于能源价格、产品特性、数量等相关信息的及时准确的自动获取。
价格与很多因素相关,比如:产品特性,支付时间,质量的可靠性,电能质量,以及环境和监管机制等,价格同时也受供求关系等市场因素的控制。
一个具有普遍意义的价格模式是能够将能源特性、可用性等因素转化为市场上价格的有效调整。
3.制定能源交易的常规调度机制随着能源的广泛化和可再生资源在电力比重中的增加,供应和需求的协调作用将变的越来越重要。
除了电力设备和仪器,协同作用已经渗入到企业运作、日常使用、家庭计划和市场运作。
对于智能电网和与电网相关的其他部分来说,一个计划的制定是十分必要的。
出于这种要求,NIST和其他部门调查了许多现存的相关资料。
他们对日程和事件信息如何在他们及服务部门之间传递制定了一个标准。
输出将是一个可以被纳入到价格、需求和其他方面的微型规范。
制度的整体性使制定不同领域的统一日程变的十分的方便。
草案预计在2009年底完成,他将包括在另一个PAP中指定的价格和生产标准。
4.制定配电网管理的公共信息模型(CIM)为了更好地利用风能、太阳能等可再生能源,避免这类能源在电网中到处接入,带来的电网不稳定性,创造更加稳定、高效的电网,这一标准必须抓紧制定。
这一议案为了确保新兴智能电网中目前正在许多不同电网环境中运行的配电网的新老设备的及时交换和信息的及时传递。
这个策略要求:配电一些基本功能,而他们促使智能电网变电站自动化、集中输电、设备监测、空间定位功能实现;评价现行标准;为了确保新设备通用性的共同标准。
这项工作将使数据和设备的信息与用于企业的配电网系统信息集成。
努力的重点是在北美配电网系统中已经使用的三个标准。
他们由于使用的数据模型不同而不同。
他们的整合不但促使很多新的智能电网的应用,而且减低了实施这些应用的困难。
当今,没有一个支持智能电网技术和发展的完整数据模型,其中包括:分布式能源、设备设备状态的监控数据、地理位置等。
在议案中的最初计划(尤其是通过智能电网能源示范项目赠款的和受到部门资助的计划)的制定和执行正在迅速的进行中。
5.需求侧响应信号标准由于传递模式、波形、信息的内容各种各样,所以需求侧响应价值通常被人们理解。
需求侧响应通信由价格(带有有效时间属性),电网信号(例如,包括低,中,高的事件等级),以及外界环境产生的信号(如,空气质量)。
需求侧响应信号的一致性使在智能电网中信号的传递更加准确。
智能仪表的迅速发展和分布式能源整合入网需要需求侧响应的标准。
在这个报告中,反应需求标准的重点是统一OpenADR,OpenSG,IEC TC57和NAESB的工作。
和其他受益者一起在2010年一月之前完成标准的制定。
最基本的要求是达到电力企业需求侧响应要求,同时形成一个可扩展的信号框架,允许分布式能源的进一步发展。
6.能源使用信息标准这个议案将确定数据标准,从而使消费者、消费者主导的第三方服务机构或者软件提供者从智能电网获得能量使用信息成为可能,使消费者对电力能源的使用和节约做出更好的计划。
这个数据标准能够马上实行和推广,并且益处显而易见。
他不但能够支持已经使用的月使用量信息,而且对于智能仪表能够实时显示使用量。
这个标准能够刺激服务产业和软件提供商寻找更好的方式帮助消费者掌握他们能源的使用量。
如果没有这些标准,软件开发商和电力公司将不得不一起共同面对这个不切合实际的问题。
这些标准必须尽快的制定。
加利福尼亚州和得克萨斯州已经规定,消费者在2010年能够获得这些数据。
到2009年8月这个计划将促使一个确定的标准需求,初步规范截止到2010年1月。
7.IEC 61850 与DNP3(分布式网络协议)间的映射分布式网络协议是北美电网实际上用于配电和输电的通讯协议。
但分布式网络协议还不能完全满足智能电网的功能。
智能电网必须能兼容并建立在现有的电网之上的,而分布式网络协议是它的必不可少的一部分。
2010年将完成在智能电网的标准下完成分布式网络协议的一体化的指导规范。
这个计划的重点在于在现有的分布式网络的基础上实现智能网络功能的方法。
这个计划实施的第一步是将DNP3的数据整合与新的用于变电站的交换网络和系统的IEC 61850标准一致,IEC 61850标准更适合满足智能电网的功能。
IEC 61850是一个用于变电所自动化的标准,支持监测和控制网格设备以及可再生能源。
这步叫做映射,可以实现不同系统的数据转换。
一个迫切的需求是现有的交换系统的和以DNP3为基础的分布式系统要能支持大容量的数据交换,要达到新的智能电网的容量这是必不可少的。
许多新的部署,包括智能电网部门的补助计划的基金,将需要快的,高带宽的通讯以更好的被IEC 61850支持。
2009年这些行动计划的任务包括执行不足分析来识别DNP3支持智能电网设备的程度。
在IEC 61850和其他智能电网的标准下完成分布式网络协议的一体化的指导规范将在2010出台。
8.时间同步统一时间同步是许多智能电网运用的关键,这将导致必要的真实时序运行来使智能电网对扰动有高鲁棒性,扰动可能来自现实中的一些事件,如地震,飓风或太阳能的有效性,或着来自恐怖袭击。
准确的时序协议和同步相量快速形成和测试计划在2010中期实行。
这个计划的重点在于确定智能电网的部署使用一种通用的格式和通用的对时间数据的定义以便运用时容易互换并利用信息(兼容性)。
这种方法包括确定对智能电网应用的具体要求,和输电网里用于监测的同步相量测量。
另外,这些任务覆盖协调智能电网标准对时间数据格式定义之间的差异,推进同步相量快快速形成和互用性测试,以及制定怎样达到统一时标遍及整个智能网格的指导规范。
DOE智能网格投资补助计划将资助实施用于测量同步相量的相量测量单元,这能快速的解决同步问题。
这个计划将于2009年完成的任务包括确定同步相量数据传送的要求,基于时序标准如IEEE 1588 的执行设备互用性的示范,实现同步的关键成分,解决PMU和变电所通讯标准的时间标志不同,实行时间数据互用性的示范。
一个精确的时序协议将在2010初完成,同步相量快速形成和互用性检测计划在2010中期完成。
9.电力系统的输电与配电系统模型映射要实现智能电网可靠、稳定、灵活的运行,就必须有过硬的保护措施、自动化和控制能力。
要达到这些预期的目标,就必须对现有的信息进行确认定标,已实现彼此的互操作。
这样一来,现有标准下的电力系统的输配电信息模型就必须进行相应的修改。
这些修改计划在2010年底完成。
这项计划中将制定一些策略,用于对不同电力企业环境下的标准进行整合,以此来支持实时的电网操作(继电器、断路器、变压器操作)以及用户服务、仪表数据处理和其他商业运作的后勤保障。
这项任务必须制定一个严格的时间计划,以便可以为智能电网互操作性的继续开展做好准备。
当然,智能电网互操作性的继续开展是需要联邦政府及工业部门资助的。
电力系统的建模、智能电子设备(IEDs)的多功能化以及事件预报和继电器调节标准模型的建立都将能够提高保护、控制、通信、操作和分析的效率。
2009年的任务是制定一个可以协调潜在矛盾的标准文件,同时确定智能电网中继电器调节所需的信息。
10.智能电网中的IP协议包的使用指南互联网技术在智能电网信息网络中起重要作用。
互联网角色定位、最合适的互联网标准甄别、互联网工程特别工作组“请求注解”等都是很重要的工作,它必须立即开始以及持续进行。
这项行动计划代表了IP协议包的使用方针,IP协议包是通过和的SDO委员会确定智能电网的应用区域和类型以及适用的协议。
在这种行动计划鉴别下的网络框架将会定义明显的智能电网设备以及系统的接口的一部分,在任何内在域名以及相互域名的应用上。
11.无线通讯的使用指导原则无线技术可以应用在整个带有智能电网的场地环境中,包括发电厂、输电系统、变电站、配电系统以及客户通讯中。
无线和非无线以及无线的类型,必须得在对这项技术具有最充分掌握基础之上做的。
这项工作范围就是调查针对不同智能电网应用的无线通讯的使用,智能电网的应用是通过评估长处、短处、性能、以及基于存在和显现标准的无线通讯技术。
途径就是和SDO 委员会去决定针对每个智能电网技术的应用区域和类型的特点。
结果就会用在为智能电网应用的最合适的无线通讯技术的评估上。
12.电能存储指导原则尽管还在假想阶段,储能技术会在电力网络的演化中起到越来越重要的作用,尤其会提供一种解决方案,使间歇的可再生能源的大量渗透,同时加强电网的稳定性。
确实,联邦能源调整委员会已经将储能确定为关键的智能电网技术。