工程学概论7

电气概论

智能电网

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智能电网的概念、定义和特征定义(definition) 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。

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智能电网主要特征：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化

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智能电网坚强性特征(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。

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智能电网自愈性特征(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。

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智能电网兼容性特征(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。

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智能电网经济性特征(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。

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智能电网集成性特征(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

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智能电网优化特征(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。

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2. 3 智能电网与第四次工业革命

第一次工业革命是蒸汽机，替代了手工劳动 第二次工业革命是电力，电力传输使能源生产 规模化 第三次工业革命是计算机和互联网 第四次工业革命则是新能源革命，需要防止能 源枯竭，防止气候变暖，打造低碳经济。 智能电网融合了电气技术、信息技术，是“效率”的进 一步提高，是实施低碳经济的基础。

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2. 2 智能电网能够刺激经济，带动全社会产业升级

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国外智能电网研究概况

美国智能电网収展里程碑 电能研究院(EPRI)开始“Intelligrid”(智能电网)研究 布什总统要求美国能源部(DOE)致力于电网现代化，DOE収 布“G

rid 2030” DOE启动电网智能化(GridWise)项目 DOE不 NETL(能源技术实验室)合作収起了“现代电网(MGI)”研 究 之后，研究机构、信息服务商和设备制造商不电力 企业合作，纷纷推出自己的智能电网方案和实践 奥巳马将智能电网提升为美国国家 战略

年份

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国外智能电网研究概况驱动因素：

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.

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美国发展智能电网的驱动力： 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

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国外智能电网研究概况智能化实践最新成果

在输电侧:目前有EPRI、ABB、PJM等机构和企业开展相关研究。 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。

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国外智能电网研究概况智能化实践最新成果 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” 。

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国外智能电网发展全景图

对于电力系统发输配售各个领域均可从智能电网中获益Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.

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国际智能电网发展情况总结目前一些国家的政府部门、企业、研究和咨询机构 正在积极开展智能电网方面的工作。 l 在发展目的方面，保障国家能源安全，积极应对气 候变化，促进可再生能源发展，提高资源利用效率，增 加劳动就业，完善用户的增值服务； l 在发展重点方面，侧重在配电和用户侧，重点研发 可再生能源和分布式电源并网技术，电动汽车与电网协 调运行技术以及电网与用户的双向互动技术； l 在工作进展方面，主要处于研究和实践的起始阶 段，概念和内涵还不统一，技术路线也不相同。

总的来看，不同国家的国情不同、电网发展阶段、资 源分布不同，因此，发展智能电网的方向和重点也不同。Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.

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不同国家的技术侧重点不同，国外智能电网构想 很大，但实际进展主要体现在以下几方面：国外，主要

处于研究和实践的起始阶段。 1、可再生能源发电和接入控制技术在欧洲得到一定应用，较 好的解决了风电接入控制问题； 2、分布式发电技术得到广泛应用，欧美国家的天然气管道非 常完善； 3、动态储能技术得到一定应用，电动汽车充电站开始试点； 4、灵活交流输电技术得到一定应用； 5、智能电表在欧洲一些国家得到一定程度的广泛应用； 6、配电网自愈取得一定进展。 ……Copyright © 2009 SGEPRI All Rights Reserved.

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国外对智能电网的最新认识

(一)国外大量研究表明智能电网对于创造新的经济增长点、促进 就业等具有重要作用。

美国的高尔文电力行动计划有关研究成果指 出，推广智能电网技术能够创造新的经济增长 点，如大规模部署应用分布式发电和储能技术将 在2020年之前为美国带来100亿美元/年的经济增 长 。据荷兰跨国公司KEMA预测 ，2009~2012年 智能电网项目将在美国国内直接创造约28万个工 作岗位。英国的政府报告也指出，绿色工业有望 在2015年前为英国提供100万个工作岗位 。

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