智能电网及其发展态势
提纲1.智能电网定义及特征2.国外研究现状与成果3.中国智能电网研究现状与发展趋势4.智能电网关键技术介绍
1、智能电网定义及特征
1.1 智能电网的定义
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。
1)充分满足用户对电力的需求和优化资源配置
2)确保电力供应的安全性、可靠性和经济性
3)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。
1.2 智能电网驱动力
美国智能电网驱动力
美国:２００３年美加大停电后，美国电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的电力设施进行彻底改造，开展智能电网研究，以期建设满足智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网.
关键点
改造老化的电网设备，提高供电的可靠性和安全性
提高能源的利用效率和技术的先进性
提高用户对电价的可承受能力
适用环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平
提高在全球的竞争性(经济危机—产业)
欧洲智能电网驱动力
欧洲:发展智能电网也有其独特的发展背景，欧洲智能电网的兴起主要是大力开发可再生能源、清洁能源，以及电力需求趋于饱和后提高供电可靠性和电能质量等需求所决定的。
关键点
1）供电的安全性问题
•一次能源的缺乏、
•供电可靠性和电能质量
•供电能力
（2）环境问题
•京都协议
•气候变化
•保护自然
（3）国际电力市场
•提供低廉的电价和提高能效
•进行创新和提高竞争能力
•有关垄断的规程修订
美国、欧洲智能电网驱动力
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
•电力需求的增长与日益老化的电网框架之间的矛盾。
•运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾
•环境压力不可再生能源的过度开采和利用，造成生态环境破坏和能源枯竭
•信息化、数字化等新技术的驱动
欧洲
•欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展，尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展
•欧盟和相关国家的政策鼓励和支持，提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式，用以减小碳化物的排放，保护环境
•现代新技术的驱动
中国智能电网驱动力
中国的情况不是特例，全球电力行业的发展都面临诸多挑战，既有共性，也有各地区特有的问题。对中国的挑战是： 电力基础设施投资大量增加
温室气体减排的压力越来越大
快速增长的燃料价格和负荷需求
1.3 智能电网特征
埃森哲观点
智能电网利用传感、嵌入式处理、数字化通信和IT技术，将电网信息集成到电力公司的流程和系统，使电网可观测（能够监测电网所有元件的状态），可控制（能够控制电网所有元件的状态）和自动化（可自适应并实现自愈），从而打造更加清洁、高效、安全、可靠的电力系统。
智能电网的特性
✓清洁：能够大规模利用可再生能源减少对环境的潜在影响
✓坚强：有能力抵御恶劣天气和外部攻击并确保信息安全
✓自愈：有能力实现电网的自我诊断，自我调整，自动隔离故障和自动快速恢复
✓优化：能够优化资源，提高设备资产的利用率和电网的运行效率
✓交互：能够与电力市场和用户进行交互和实时响应，提升服务水平
✓经济：能够以最优成本向社会提供优质电力
我国智能电网主要特征：
（1）坚强性（Robust/Strong）
在电网发生小扰动和大扰动故障时，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；
在电网发生极端故障时，如自然灾害和极端气候条件下、或人为的外力破坏，仍能保证电网的安全运行；
二次系统具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。
（2）自愈性（Self-Healing）
具有实时、在线连续的安全评估和分析能力
具有强大的预警控制系统和预防控制能力
具有自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
（3）兼容性（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
实现与用户的交互和高效互动。
（4）经济性(Economical)
支持火电和水火电联合经济运行
支持电力市场和电力交易系统
提供清洁和优质电力
实现资源的合理配置
降低电网损耗，提高能源利用效率。
（5）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
（6）优化（Optimized）
优化资产的利用率
降低投资成本和运行维护成本。
2、国外研究现状与成果
2.1 发展目标与进度安排
美国智能电网发展里程碑
2001 EPRI开始“Intelligrid”(智能电网）研究
2003 布什总统要求美国能源部（DOE）致力于电网现代化，DOE发布“Grid 2030”
2004 DOE启动电网智能化(GridWise）项目
2005 DOE与NETL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 2009奥巴马将智能电网提升为美国国家战略
美国智能电网发展目标
突破电网用户端与低压配网智能化
推行可再生能源和分布式电源系统的集成技术与电力储能技术
发展高温超导电网
欧洲智能电网发展过程
2005成立“智能电网(SmartGrids)欧洲技术论坛”
2006提出智能电网愿景，制定（1）《欧洲未来电网的远景和策略》（2）《战略性研究议程》《战略部署文件》报告
欧洲2020年及后续的电力发展目标：
未来欧洲电网应满足如下需求:
灵活性(Flexible)，在适应未来电网变化与挑战的同时，满足用户多样化的电力需求；
可接入性(Accessible)，使所有用户都可接入电网，尤其是推广用户对可再生、高效、清洁能源的利用；
可靠性(Reliable)，提高电力供应的可靠性与安全性以满足数字化时代的电力需求；
经济性(Economic)，通过技术创新、能源有效管理、有序市场竞争及相关政策等提高电网的经济效益。
2.2 现有研究成果与效益分析
国外智能化实践最新成果在输电侧:目前有EPRI、ABB、PJM等机构和企业开展研究。
PJM公司认为：广域测量技术是保证大电网安全的重要手段，也是实现智能输电网的基础，因此PJM目前主要从同步相量技术和高级控制中心的研究建设着手开展智能输电网的工作。
在配电和用电侧:
目前建设的智能电网主要有两个方面智能电表和智能家电。
美国:Xcel Energy 公司在Boulder建设全美第一个“智能电网”城市。
意大利:安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，每年大约节省5亿里拉。
法国:将目前使用的2700万只普通电表全部更新为“智能电表”。
美国:Xcel Energy 公司在Boulder建设全美第一个“智能电网”城市
Boulder的实施优势
理想规模（5万名用户）理想的地理位置选址（可很便捷地进入所需的电网设备）理想的智能电网用户▪用户很早就精通网络的使用关注环境问题愿意接受因正当理由带来的一些短期的不便
有机会与以下单位进行合作:
▪科罗拉多大学美国国家大气研究中心美国国家标准及技术研究院市\县领导人
Boulder项目范围
