智能电网发展机遇及技术制高点(湖大姚建刚)

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,智能,电,电网,发,发展,机,机遇,及,及技,术,术制,高,高点,湖南,大,大学,姚,姚,建,建刚,目录,1.,智能,电,电网,的,的提,出,出,2.,智能,电,电网,的,的定,义,义,3.,智能,电,电网,的,的发,展,展规,划,划,4.,智能,电,电网,对,对经,济,济社,会,会的,影,影响,4.1,电力,工,工业,与,与国,计,计民,生,生,4.2,智能,电,电网,与,与国,民,民经,济,济,5.,智能,电,电网,主,主要,研,研究,内,内容,6.,智能,电,电网,的,的基,本,本技,术,术构,成,成,7.,智能,电,电网,的,的技,术,术制,高,高点,7.1,节能,发,发电,优,优化,调,调度,技,技术,7.2,大电,网,网智,能,能监,测,测与,自,自愈,技,技术,7.3,配网,自,自动,化,化技,术,术,7.4,智能,设,设备,状,状态,检,检测,技,技术,7.5,分布,式,式电,源,源并,网,网技,术,术,8.,智能,电,电网,的,的机,遇,遇和,对,对策,9.,姚建,刚,刚简,介,介,1,、智,能,能电,网,网的,提,提出,智能,电,电网,的,的研,究,究起,源,源于,美,美国,。,。,90,年代,，,，美,国,国经,常,常发,生,生停,电,电事,故,故，,造,造成,很,很大,的,的损,失,失，,因,因此,能,能源,部,部（,DOE,）考,虑,虑对,电,电网,进,进行,升,升级,改,改造,。,。,2001,年，,正,正式,提,提出,了,了,Intelligrid,的概,念,念。,奥巴,马,马在,2009,年,8,月,5,日讲,话,话中,两,两次,提,提到,智,智能,电,电网,，,，“,美,美国,的,的经,济,济复,苏,苏计,划,划将,促,促进,就,就业,、,、成,倍,倍增,加,加可,再,再生,能,能源,的,的开,发,发能,力,力、,建,建设,一,一个,可,可实,现,现电,力,力在,东,东西,两,两岸,（,（距,离,离,4500,公里,）,）传,输,输的,新,新的,智,智能,电,电网,。,。”,“,“我,们,们不,仅,仅仅,是,是成,倍,倍增,加,加可,再,再生,能,能源,的,的开,发,发能,力,力，,还,还要,建,建立,一,一个,更,更坚,强,强，,更,更智,能,能的,电,电网,。,。”,国电,公,公司,总,总经,理,理刘,振,振亚,在,在2009特,高,高压,输,输电,技,技术,国,国际,会,会议,上,上指,出,出：,“,“国,家,家电,网,网将,立,立足,自,自主,创,创新,，,，加,快,快建,设,设以,特,特高,压,压电,网,网为,骨,骨干,网,网架,，,，各,级,级电,网,网协,调,调发,展,展，,具,具有,信,信息,化,化、,数,数字,化,化、,自,自动,化,化、,互,互动,化,化特,征,征的,统,统一,的,的坚,强,强智,能,能电,网,网。,”,”,国家,发,发改,委,委副,主,主任,、,、国,家,家能,源,源局,局,局长,张,张国,宝,宝强,调,调，,应,应从,技,技术,进,进步,的,的角,度,度客,观,观看,待,待特,高,高压,电,电网,的,的建,设,设，,开,开展,智,智能,电,电网,技,技术,的,的研,发,发和,推,推广,要,要考,虑,虑可,再,再生,能,能源,发,发电,的,的接,入,入，,开,开展,节,节能,调,调度,并,并优,化,化电,网,网结,构,构，,加,加强,配,配网,建,建设,保,保证,电,电网,安,安全,。,。中,央,央政,府,府将,进,进一,步,步提,高,高农,网,网改,造,造力,度,度。,中国,科,科学,院,院科,学,学时,报,报社,首,首席,经,经济,学,学家,武,武建,东,东描,绘,绘了,智,智能,电,电网,发,发展,的,的宏,伟,伟：,“,“智,能,能互,动,动电,网,网的,变,变革,应,应该,成,成为,中,中国,电,电网,发,发展,的,的首,要,要目,标,标。,这,这将,是,是一,个,个比,3G,业务,更,更加,宏,宏大,的,的产,业,业空,间,间，,一,一个,比,比,3G,业务,更,更能,够,够推,动,动内,需,需体,系,系转,型,型的,战,战略,机,机遇,。,。,温家,宝,宝总,理,理,2010,年,3,月,5,日在,十,十一,届,届人,大,大三,次,次会,议,议上,作,作政,府,府工,作,作报,告,告时,指,指出,：,：“,积极,应,应对,气,气候,变,变化,，,，大,力,力开,发,发低,碳,碳技,术,术，,推,推广,高,高效,节,节能,技,技术,，,，积,极,极发,展,展新,能,能源,和,和可,再,再生,能,能源,，,，加,强,强智,能,能电,网,网建,设,设。,要,要努,力,力建,设,设以,低,低碳,排,排放,为,为特,征,征的,产,产业,体,体系,和,和消,费,费模,式,式，,积,积极,参,参与,应,应对,气,气候,变,变化,国,国际,合,合作,，,，推,动,动全,球,球应,对,对气,候,候变,化,化取,得,得新,进,进展,。,。,”,2009,年,2,月,4,日，,地,地中,海,海岛,国,国马,耳,耳他,与,与,IBM,达成,“,“智,能,能公,用,用系,统,统“,协,协议,，,，投,资,资,7000,万欧,元,元，,实,实现,该,该国,电,电网,和,和供,水,水系,统,统数,字,字化,，,，将,2,万个,普,普通,电,电表,替,替换,成,成互,动,动式,电,电表,，,，实,现,现电,厂,厂与,用,用户,的,的互,动,动。,一场,以,以能,源,源变,革,革为,核,核心,的,的全,球,球产,业,业竞,争,争大,幕,幕已,经,经拉,开,开，,智,智能,电,电网,对,对未,来,来发,展,展的,影,影响,，,，将,比,比互,联,联网,还,还大,。,。,2,、智,能,能电,网,网的,定,定义,美国,IBM,电力,专,专家,提,提出,的,的智,能,能电,网,网概,念,念是,利,利用,传,传感,器,器对,关,关键,设,设备,的,的运,行,行状,况,况进,行,行实,时,时监,控,控，,然,然后,把,把获,得,得的,数,数据,通,通过,网,网络,系,系统,进,进行,收,收集,、,、整,合,合，,最,最后,通,通过,对,对数,据,据的,分,分析,、,、挖,掘,掘，,达,达到,对,对整,个,个电,力,力系,统,统运,行,行的,优,优化,管,管理,。,。,埃森,哲,哲提,出,出利,用,用传,感,感器,、,、嵌,入,入式,处,处理,器,器、,数,数字,化,化通,信,信和,IT,技术,，,，使,电,电网,可,可观,测,测（,能,能够,监,监测,电,电网,所,所有,元,元件,的,的状,态,态）,、,、可,控,控制,（,（能,够,够控,制,制电,网,网所,有,有元,件,件的,状,状态,）,）和,自,自动,化,化（,可,可自,适,适用,并,并实,现,现自,愈,愈）,，,，从,而,而打,造,造更,加,加清,洁,洁、,高,高效,、,、安,全,全、,可,可靠,的,的电,力,力系,统,统。,智能,电,电力,系,系统,：,：智,能,能电,网,网、,智,智能,互,互动,电,电网,的,的定,义,义之,争,争。,虽然,智,智能,电,电网,的,的定,义,义尚,未,未形,成,成统,一,一标,准,准，,但,但可,以,以初,步,步认,为,为：,智,能,能,电,电,网,网,是,是,通,通,过,过,测,测,量,量,数,数,字,字,化,化,、,、,控,控,制,制,网,网,络,络,化,化,、,、,状,状,态,态,可,可,视,视,化,化,、,、,功,功,能,能,一,一,体,体,化,化,、,、,信,信,息,息,互,互,动,动,化,化,等,等,智,智,能,能,技,技,术,术,，,，,打,打,造,造,安,安,全,全,、,、,可,可,靠,靠,、,、,清,清,洁,洁,、,、,高,高,效,效,的,的,科,科,技,技,化,化,、,、,智,智,能,能,化,化,电,电,力,力,系,系,统,统,的,的,总,总,称,称,。,。,目,前,前,电,电,网,网,智,能,能,电,电,网,网,目,前,前,电,电,网,网,智,能,能,电,电,网,网,设,想,想,中,中,的,的,智,智,能,能,电,电,网,网,3,、,智,智,能,能,电,电,网,网,的,的,发,发,展,展,规,规,划,划,2009,年,至,至,2010,年,为,为,规,规,划,划,试,试,点,点,阶,阶,段,段,，,，,开,开,展,展,“,“,坚,坚,强,强,智,智,能,能,电,电,网,网,”,”,发,发,展,展,规,规,划,划,，,，,制,制,定,定,技,技,术,术,和,和,管,管,理,理,标,标,准,准,，,，,开,开,展,展,关,关,键,键,技,技,术,术,研,研,发,发,及,及,各,各,环,环,节,节,试,试,点,点,；,；,2011,年,“,“,863,计,划,划,”,”,国,国,投,投,5,亿,元,元,，,，,设,设,22,课,题,题,，,，,自,自,然,然,基,基,金,金,列,列,为,为,六,六,大,大,内,内,容,容,中,中,第,第,二,二,。,。,2011,年,至,至,2015,年,为,为,全,全,面,面,建,建,设,设,阶,阶,段,段,，,，,加,加,快,快,特,特,高,高,压,压,电,电,网,网,和,和,城,城,乡,乡,配,配,电,电,网,网,建,建,设,设,，,，,初,初,步,步,形,形,成,成,智,智,能,能,电,电,网,网,运,运,行,行,控,控,制,制,和,和,互,互,动,动,服,服,务,务,体,体,系,系,，,，,关,关,键,键,技,技,术,术,和,和,装,装,备,备,实,实,现,现,重,重,大,大,突,突,破,破,和,和,广,广,泛,泛,应,应,用,用,；,；,这,这,一,一,阶,阶,段,段,预,预,计,计,总,总,投,投,资,资,约,约,2,万,亿,亿,元,元,。,。,2016,年,至,至,2020,年,为,为,引,引,领,领,提,提,升,升,阶,阶,段,段,，,，,全,全,面,面,建,建,成,成,统,统,一,一,的,的,“,“,坚,坚,强,强,智,智,能,能,电,电,网,网,”,”,，,，,技,技,术,术,和,和,装,装,备,备,全,全,面,面,达,达,到,到,国,国,际,际,先,先,进,进,水,水,平,平,。,。,这,这,一,一,阶,阶,段,段,预,预,计,计,投,投,资,资,1.72,万,亿,亿,元,元,。,。,国,网,网,公,公,司,司,（,（,占,占,供,供,电,电,区,区,域,域,的,的,80%,）,：,：,2010-2020,年,国,国,网,网,智,智,能,能,电,电,网,网,总,总,投,投,资,资,规,规,模,模,将,将,接,接,近,近,4,万,亿,亿,元,元,。,。,南,方,方,电,电,网,网,（,（,占,占,供,供,电,电,区,区,域,域,的,的,20%,）,：,：,计,划,划,在,在,2020,年,前,前,投,投,入,入,5500,亿,元,元,，,，,主,主,要,要,是,是,用,用,于,于,需,需,求,求,侧,侧,信,信,息,息,交,交,互,互,和,和,终,终,端,端,用,用,户,户,智,智,能,能,化,化,改,改,造,造,。,。,4,、,智,智,能,能,电,电,网,网,对,对,经,经,济,济,社,社,会,会,的,的,影,影,响,响,4.1,电,力,力,工,工,业,业,与,与,国,国,计,计,民,民,生,生,4.1.1,世,界,界,电,电,力,力,工,工,业,业,的,的,发,发,展,展,从,人,人,类,类,钻,钻,木,木,取,取,火,火,的,的,时,时,代,代,开,开,始,始,，,，,对,对,能,能,源,源,的,的,利,利,用,用,方,方,式,式,，,，,直,直,接,接,决,决,定,定,着,着,生,生,产,产,力,力,的,的,发,发,展,展,水,水,平,平,。,。,19,世,纪,纪,40,年,代,代,，,，,由,由,于,于,蒸,蒸,汽,汽,机,机,的,的,普,普,及,及,而,而,产,产,生,生,了,了,第,一,一,次,次,技,技,术,术,革,革,命,命,，,，,也,也,称,称,工,工,业,业,革,革,命,命,。,。,电,力,力,革,革,命,命,是,是,继,继,工,工,业,业,革,革,命,命,之,之,后,后,的,的,第,第,二,二,次,次,技,技,术,术,革,革,命,命,。,。,马,马,克,克,思,思,说,说,：,：,“,“,曾,曾,经,经,翻,翻,转,转,世,世,界,界,的,的,蒸,蒸,汽,汽,统,统,治,治,时,时,代,代,已,已,宣,宣,告,告,结,结,束,束,，,，,代,代,替,替,它,它,的,的,是,是,无,无,比,比,的,的,最,最,革,革,命,命,的,的,力,力,量,量,电,气,气,火,火,花,花,。,。,”,”,1831,年,法,法,拉,拉,第,第,发,发,现,现,电,电,磁,磁,感,感,应,应,定,定,律,律,，,，,1885,年,俄,俄,国,国,人,人,多,多,里,里,沃,沃,多勃列,沃,沃列斯,基,基在国,际,际电工,技,技术展,览,览会上,展,展出了,三,三相交,流,流输电,系,系统。,电能的,使,使用不,但,但可以,通,通过集,中,中治理,或,或选择,清,清洁能,源,源的方,式,式减轻,环,环境压,力,力，而,且,且是提,高,高能源,效,效率的,重,重要手,段,段。据,研,研究，,电,电动机,代,代替柴,油,油机可,节,节能,50%,左右，,用,用电气,机,机车代,替,替蒸汽,轮,轮机车,，,，效率,可,可从,8%,提高到,30%,。,美国一,研,研究小,组,组对,20,个生产,部,部门的,350,种产品,及,及服务,行,行业进,行,行统计,分,分析，,这,这些部,门,门的用,电,电比重,如,如果提,高,高,2%,，则单,位,位产值,的,的能源,消,消费可,降,降低,18%,。,因此，,下,下一轮,席,席卷全,球,球的绿,色,色革命,，,，同样,也,也是电,力,力的革,命,命。,4.1.2,我国电,力,力工业,的,的发展,到,1949,年底，,全,全国发,电,电装机,容,容量仅,有,有,185,万,kW,，发电,量,量,43,亿,kWh,，分别,居,居世界,第,第,21,位和第,25,位。,至,1978,年底，,全,全国发,电,电装机,容,容量达,5712,万,kW,，年发,电,电量达,2566,亿,kWh,。,發電装,机,机容量,2009,年已达,8,6,亿千瓦,，,，仅次,于,于美国,。,。电网,规,规模跃,居,居世界,第,第一位,，,，且向,特,特高压,、,、智能,化,化等高,端,端输电,网,网络发,展,展；电,源,源结构,正,正逐步,趋,趋向合,理,理，核,电,电、风,电,电等清,洁,洁能源,发,发展迅,速,速。,国资委,图,4-1,我国电,力,力企业,当,当前结,构,构示意,图,图,发改委,(,能源局,）,）,电监会,电力企,业,业联合,会,会,发电集,团,团公司,国家电,网,网公司,南方电,网,网公司,独立发,电,电公司,发电厂,发电厂,东北电,网,网公司,华东电,网,网公司,华北电,网,网公司,华中电,网,网公司,西北电,网,网公司,对应的,各,各省电,力,力,(,电网,),公司,对应的,各,各省电,力,力,(,电网,),公司,图,4-2,我国电,网,网建设,投,投资增,长,长情况,图,4-3,我国电,力,力累计,装,装机容,量,量及增,长,长率,2009,年，国,网,网公司,对,对于电,网,网建设,的,的投资,已,已达,3058.6,亿元，,同,同比增,长,长,22.5,2009,年底，,我,我国装,机,机容量,已,已达,8.6,亿千瓦,图,4-4,我国近,年,年来风,电,电、水,电,电、核,电,电、光,伏,伏发电,装,装机容,量,量统计,4.2,智能电,网,网与国,民,民经济,我们认,为,为，,2020,年我国,可,可能建,成,成具有,初,初步智,能,能特性,的,的数字,化,化电网,到,20302040,年才能,真,真正建,成,成具有,自,自愈能,力,力的智,能,能电网,。,。事实,上,上，国,际,际上许,多,多国家,把,把实现,的,的远景,时,时间点,定,定在,20302040,年。据,测,测算，,每投资,500,亿元建,设,设智能,电,电网，,将,将带动,数,数倍的,社,社会投,资,资，可,创,创造直,接,接就业,机,机会约,14,万个，,效,效益与,投,投资比,为,为,4.1,5.1,。,将是国,家,家倡导,的,的低碳,经,经济,，,，绝缘,能,能源的,主,主体。,4.2.1,发展智,能,能电网,对,对电力,行,行业自,身,身的影,响,响,（,1,）发电,业,业,智能电,网,网将促,使,使我国,发,发电企,业,业转变,发,发展思,路,路和发,展,展模式,，,，,实现高,效,效、优,质,质、低,排,排放、,低,低价竞,争,争的节,能,能环保,优,优化交,易,易与调,度,度。,智能电,网,网将极,大,大地促,进,进清洁,能,能源的,发,发展。,国家能,源,源战略,（征求,意,意见稿,）,）提出,，,，清洁,能,能源占,我,我国一,次,次能源,供,供应的,比,比重到,2020,年达到,18%,、到,2030,年达到,23%,、到,2050,年达到,35%,；,能便捷,地,地接入,风,风电、,小,小水电,、,、光伏,太,太阳能,发,发电、,海,海洋潮,汐,汐发电,等,等分布,式,式电源,。,。,（,2,）输电,业,业,智能电,网,网将实,现,现坚强,的,的网架,结,结构和,优,优良的,自,自愈性,。,。随着,未,未来构,建,建的“,三,三华”,同,同步电,网,网，以,及,及大规,模,模可再,生,生能源,接,接入的,需,需要，,大,大规模,的,的电力,网,网络互,联,联使我,国,国电网,正,正在成,为,为世界,上,上规模,最,最大和,结,结构最,复,复杂的,电,电网。,因此，智,能,能预警和,面,面对灾变,的,的智能化,处,处理能力,显,显得尤为,重,重要。,特高压交,直,直流输电,将,将继续发,展,展。我国,的,的能源和,负,负荷的地,理,理格局，,决,决定了必,须,须实施远,距,距离、大,规,规模输电,。,。行政手,段,段不再适,合,合于资源,的,的大规模,优,优化配置,，,，价格机,制,制作为节,能,能调度的,主,主要手段,。,。,这需要智,能,能化的交,易,易调度技,术,术和智能,安,安全稳定,输,输电技术,。,。,(3),配电业,实行大规,模,模配网自,动,动化设备,改,改造。包,括,括建立可,视,视化数字,化,化变电站,并,并安装配,电,电自动化,设,设备、更,换,换老化线,路,路、添加,自,自动无功,补,补偿、谐,波,波治理装,置,置等。,逐步增强,与,与用户的,交,交互能力,。,。通过智,能,能电表和,通,通信网络,与,与用户建,立,立友好的,互,互动方式,。,。并可进,一,一步加入,用,用户的能,量,量管理计,划,划，根据,用,用户要求,和,和安全等,级,级，对相,应,应负荷进,行,行管理，,如,如用电时,段,段和远程,开,开停控制,等,等。,农村电网,将,将大规模,改,改造。农,村,村电网涉,及,及范围广,，,，改造难,度,度大，普,遍,遍存在输,电,电线路线,径,径小、变,压,压器损耗,高,高、供电,半,半径大、,可,可靠性不,高,高等问题,。,。作为我,国,国数量最,大,大的用电,群,群体，广,大,大农村人,口,口的用电,问,问题是智,能,能电网建,设,设所无法,避,避免的重,点,点和难点,，,，若得不,到,到解决，,智,智能电网,的,的成功将,无,无从谈起,。,。,(4,）用电侧,智能电网,将,将为用户,带,带来优质,公,公平的电,力,力服务。,用,用户将作,为,为与电力,公,公司平等,的,的市场主,体,体，有权,获,获得电力,服,服务的相,关,关信息，,并,并缴纳相,应,应的费用,。,。,用户与电,力,力公司将,建,建立方便,快,快捷的沟,通,通渠道。,包,包括通过,电,电力公司,实,实现自身,能,能量管理,、,、反馈意,见,见信息、,定,定制服务,。,。而电力,公,公司将提,供,供类似与,中,中国移动,“,“,10086”,的公共服,务,务平台。,包,包括用户,自,自主选择,购,购电，指,令,令操作家,用,用电器等,。,。,“分布式,能,能源”（,distributedenergy sources,）自发电,与,与并网。,负荷装置,按,按用户意,愿,愿自动投,切,切，缺电,损,损失自动,计,计费。,4.2.2,发展智能,电,电网对相,关,关产业的,影,影响,（,1,）设备制,造,造业,电力设备,企,企业是除,电,电力行业,本,本身外，,智,智能电网,最,最直接的,受,受益者。,相,相关分析,认,认为，设,备,备投资将,占,占智能电,网,网总投资,的,的,40%,左右，将,达,达近两万,亿,亿元的市,场,场规模。,成,成为我国,设,设备制造,业,业转型、,产,产业升级,的,的关键推,动,动力。,输变电设,备,备、电气,自,自控设备,、,、电源设,备,备、电机,等,等子行业,均,均获得较,大,大的发展,空,空间，一,次,次设备二,次,次设备加,快,快融合，,具,具备自检,测,测功能和,自,自我状态,感,感知功能,的,的智能化,设,设备成为,新,新的需求,热,热点，,智能电网,建,建设将在,我,我国催生,类,类似,ABB,、西门子,的,的大型制,造,造企业。,（,2,）,ICT,产业：,ICT,是信息、,通,通信和技,术,术三个英,文,文单词的,词,词头组合,(InformationandCommunicationsTechnology,，简称,ICT),。它是信,息,息技术与,通,通信技术,相,相融合而,形,形成的一,个,个新的概,念,念和新的,技,技术领域,。,。,我国智能,电,电网的,ICT,需求，可,能,能的解决,方,方案有两,种,种，一是,向,向网络运,营,营商租用,网,网络服务,，,，二是自,建,建专网。,（,（移动,、,无线传输,、,广播有线,如,如何统一,）,）,国家电网,通,通信中心,已,已经开始,“,“三网融,合,合”（电,网,网、信息,网,网和通信,网,网）的相,关,关测试，,在,在电力线,中,中加一根,光,光纤，在,我,我国筹建,类,类似欧美,的,的“电力,光,光纤复合,电,电缆电网,”,”，电力,光,光纤可以,运,运行通讯,网,网、数据,网,网、家电,管,管理网、,运,运行医疗,网,网、生物,传,传感器网,等,等。,（,3,）其它带,动,动产业,以绝缘、,超,超导、纳,米,米为主的,新,新材料行,业,业。,以物流、,运,运输为主,的,的交通产,业,业。,以电动汽,车,车及其充,电,电站为主,的,的汽车行,业,业。,以铜、铝,等,等金属材,料,料生产的,冶,冶金业。,建筑、金,融,融等。,5,、智能电,网,网主要研,究,究内容,根据我国,电,电力行业,现,现状和智,能,能电网发,展,展需要，,我,我们认为,可,可以将智,能,能电网的,研,研究内容,分,分为,宏观研究,、,、电力技,术,术、支撑,研,研究,和,高级研究,四个方面,。,。四个方,面,面覆盖了,智,智能电网,建,建设的所,有,有层次，,各,各参与方,可,可以从中,找,找出自己,需,需要关注,的,的重点，,并,并开展有,针,针对性的,研,研究。,宏,观,研,究,高级研究,电力技术,支撑研究,智能电网,5.1,宏观研究,是,是方向,宏观研究,指,指充分考,虑,虑国家、,社,社会和电,力,力行业各,方,方利益，,从,从政策因,素,素、社会,因,因素和行,业,业因素着,手,手，保证,智,智能电网,建,建设方向,正,正确。,政策因素,主,主要研究,智,智能电网,建,建设對行,業,業间的相,互,互影响，,智,智能电网,会,会重新划,分,分电力行,业,业产业链,，,，并会对,上,上下游利,润,润构成带,来,来影响。,政,政府在适,当,当的时机,出,出台合适,的,的政策可,以,以引导智,能,能电网建,设,设朝着有,利,利于社会,发,发展的方,向,向前进。,社会因素,主,主要研究,智,智能电网,和,和生产、,民,民生、环,保,保等方面,的,的互相制,约,约关系，,该,该部分研,究,究成果也,会,会对政策,制,制定带来,影,影响。例,如,如可以研,究,究智能电,网,网的实时,电,电价如何,影,影响工农,业,业生产，,又,又会对经,济,济有什么,影,影响？,行业因素,主,主要研究,智,智能电网,对,对电力和,其,其它行业,带,带来什么,影,影响。智,能,能电网不,仅,仅仅是技,术,术问题，,其,其深层次,是,是能源利,用,用方式和,电,电力行业,发,发展模式,的,的变革，,必,必须从宏,观,观层面研,究,究对各行,业,业的影响,，,，以顺应,发,发展潮流,。,。,5.2,电力技术,研,研究是核,心,心,智能电网,建,建设将覆,盖,盖发电、,输,输电、配,电,电和用电,等,等电力生,产,产全过程,，,，每个环,节,节都有若,干,干关键技,术,术。,发电侧重,点,点关注分,布,布式电源,上,上网、竞,价,价优化发,电,电以及电,厂,厂选址优,化,化等问题,，,，缓解能,源,源地域分,配,配不均、,能,能源结构,不,不合理的,问,问题；,输电侧关,注,注输电网,智,智能规划,、,、线路的,状,状态监测,和,和评估、,智,智能调度,，,，保证输,电,电网的安,全,全稳定运,行,行、降低,线,线损；,变电主要,关,关注变电,站,站的设备,状,状态可视,化,化、自动,化,化、监控,、,、标准化,等,等内容；,配电侧关,注,注配网自,动,动化、营,配,配一体化,，,，提高用,电,电可靠性,；,；,用电侧要,建,建立用户,和,和电网的,信,信息交互,机,机制，实,现,现智能化,用,用电；,5.3,支撑研究,是,是保障,智能电网,的,的建设离,不,不开企业,管,管理模式,的,的优化、,信,信息化水,平,平的提高,和,和设备制,造,造技术的,升,升级。,智能电网,不,不仅仅是,技,技术问题,，,，同时也,需,需要电力,企,企业适时,优,优化业务,流,流程、提,升,升管理水,平,平，保证,业,业务流程,能,能够适合,智,智能电网,发,发展需要,；,；,信息化技,术,术是电网,智,智能化最,重,重要的支,撑,撑手段，,只,只有在安,全,全防护的,基,基础上，,以,以信息交,互,互为基础,、,、以海量,数,数据做支,撑,撑、以集,成,成应用为,手,手段、以,直,直观展示,为,为目的才,能,能实现电,网,网智能化,的,的目标；,高技术含,量,量的电力,设,设备是智,能,能电网最,重,重要的基,础,础实施，,需,需要厂商,和,和电力企,业,业紧密联,系,系，研发,出,出适合我,国,国电网实,际,际需要的,设,设备。,5.4,高级研究,是,是探索,智能电网,作,作为互联,网,网之后最,重,重要的技,术,术变革，,要,要勇于探,索,索，占领,技,技术制高,点,点。作为,未,未来几十,年,年技术革,新,新最频繁,的,的市场，,智,智能电网,将,将和互联,网,网一样，,对,对新应用,模,模式和盈,利,利模式的,渴,渴求非常,强,强烈，参,与,与各方要,勇,勇于探索,新,新应用和,新,新盈利模,式,式，依靠,对,对市场和,业,业务的深,入,入理解，,设,设计出如,互,互联网中,搜,搜索引擎,一,一样的杀,手,手级应用,。,。,6.智能,电,电网的基,本,本技术构,成,成,6.1,智能量测,体,体系,SMI(Smart MeteringInfrastructure),6.2,智能配电,运,运行,SDO(Smart DistributionOperation),6.3,智能资产,管,管理,SAM(Smart AssetManagement),6.4,智能输电,运,运行,STO(Smart TransmissionOperation),6.5,智能发电,交,交易与调,度,度,SPGTS,（,Smart PowerGeneration,TradingandScheduling,）,6.6,分布式电,源,源,PDS(Power DistributionSystem),SMISDOSAMSTO,SMI,6.2.1,6.2.2,智能,智能,SDO,智能配电,运,运行,SDO,6.3,SAM,SAM,6.4,智能,STO,智能输电,运,运行,STO,S,S,S,S,S,SAM,SMI,DR,SMI,SDO,SAM,STO,SAM,STO,SDO,SMI,SMI,STO/SAM,SDO/SAM,7.1,节能发电,优,优化调度,技,技术,创新性的,在,在技术上,实,实现节能,发,发电优化,调,调度，是,智,智能电网,实,实现清洁,高,高效运行,的,的关键和,发,发展低碳,经,经济的重,要,要环节。,7,、智能电,网,网技术的,制,制高点,基于电网,节,节能和减,少,少,SO2,排放的节,能,能调度发,明,明专利，,专,专利号,ZL200710090000.5,4 52 31 645 36 1245 23 1661 23 45,机组,电价参数,电价参数,标,标杆线,能耗参数,按能耗参,数,数预入围,收益,能耗参数,标,标杆线,煤耗、,SO2,排放参数,煤耗、,SO2,排放参数,标,标杆线,专利模式,下,下的控制,目,目标多元,化,化,图,4-2,方案的体,系,系结构,关于我国,电,电力市场,运,运行体系,的,的构想,7.2,大电网智,能,能监测与,自,自愈技术,7.2.1,全景可视,化,化技术,实现电网,全,全景可视,化,化技术的,目,目的在于,构,构建智能,电,电网信息,展,展示平台,，,，作为高,级,级调度、,立,立体规划,、,、信息共,享,享的技术,支,支撑。即,通,通过计算,机,机技术对,电,电网进行,多,多维（立,体,体的和动,态,态的）表,述,述，具有,空,空间化、,数,数字化、,网,网络化、,智,智能化和,可,可视化的,特,特征。其,内,内容包括,核,核心的电,源,源点、能,源,源基地分,布,布信息、,输,输电线路,的,的空间信,息,息、变电,站,站的运行,状,状态信息,以,以及生产,调,调度信息,；,；还包括,关,关键运行,参,参数、相,关,关的设计,资,资料、运,行,行维护资,料,料、现场,监,监控记录,等,等数据信,息,息的可视,化,化展现。,三维地貌,建,建模,高压输电,线,线路建模,变电站建,模,模,关键设备,建,建模,7.2.2,大电网安,全,全控制及,自,自愈技术,智能电网,必,必须具有,极,极其可靠,的,的安全保,障,障。近年,来,来，国际,上,上大规模,停,停电事故,频,频发，影,响,响之大令,人,人震惊。,对于如此,庞,庞大的系,统,统，随机,的,的扰动和,故,故障是难,以,以避免的,，,，智能电,网,网必须拥,有,有较强的,自,自愈能力,，,，有效控,制,制停电区,域,域，严防,由,由于级联,误,误动而演,变,变成大停,电,电事故。,莫斯科大,停,停电：,2005,年,5,月，莫斯,科,科突发停,电,电事故，,莫,莫斯科最,主,主要的股,票,票交易所,MICEX,被迫中断,交,交易两小,时,时，地铁,系,系统全线,瘫,瘫痪，交,通,通信号灯,也,也全部停,止,止工作。,印尼大停,电,电,：,2005,年,8,月，印尼,发,发生大停,电,电，全国,近,近半人口,受,受影响。,首,首都雅加,达,达也彻底,断,断电，总,共,共波及近,1,亿人口，,几,几近总人,口,口一半。,城,城市交通,、,、铁路及,航,航班也受,到,到严重影,响,响。,洛杉矶大,：,：,2005,年,9,月，美国,洛,洛杉矶全,市,市大停电,，,，该市一,半,半人口受,影,影响。许,多,多民众甚,至,至误以为,是,是恐怖袭,击,击，引起,了,了一定程,度,度的恐慌,。,。,西欧大停,电,电,：,2006,年,11,月，由于,德,德国境内,一,一条高压,线,线路的关,闭,闭，导致,西,西欧多国,发,发生严重,停,停电事故,，,，约,1000,万人受影,响,响，德国,、,、法国、,意,意大利三,国,国受影响,最,最大。,7.3,配网自动,化,化技术,7.3.1,需求侧管,理,理技术,混合电动,车,车充电技,术,术,唐山南湖,大,大型电动,汽,汽车充电,站,站,2010,年,3,月,31,日投运,7.3.2,配网故障,自,自愈技术,7.3.3,供用电交,互,互技术,智能电网,不,不仅预示,着,着供电可,靠,靠性和电,能,能质量的,提,提升，用,户,户还将获,得,得与电力,公,公司平等,的,的市场地,位,位，建立,起,起新的电,力,力客户服,务,务信息管,理,理体系、,拥,拥有自主,选,选择服务,、,、评价服,务,务质量的,权,权利，拥,有,有快捷方,便,便能量管,理,理的能力,等,等。因此,，,，交互成,为,为供用电,信,信息传递,的,的主要方,式,式。通过,智,智能电表,、,、控制单,元,元、通信,接,接口等现,代,代科技手,段,段实现自,主,主能量管,理,理、电力,交,交易、电,力,力公司远,程,程辅助控,制,制、新能,源,源接入，,直,直至实现,电,电力、通,信,信、信息,三,三网合一,，,，庞大的,数,数据量和,复,复杂的操,作,作方式成,为,为技术的,难,难点。,美国微软,公,公司开发,的,的用户能,量,量管理系,统,统。,谷歌公司,开,开发的家,庭,庭电能计,量,量监测系,统,统,美国,GridPoint,公司提出,的,的智能电,网,网用户侧,功,功能模块,综,综合示意,图,图。,7.4,智能设备,状,状态检测,技,技术,智能设备,状,状态检测,技,技术是智,能,能电网获,得,得数据的,主,主要方式,，,，同时也,是,是实现全,景,景可视化,、,、优化调,度,度、运行,决,决策的基,础,础。庞大,的,的传感器,网,网络作为,直,直接的检,测,测工具，,构,构成整个,电,电网的神,经,经末梢，,可,可以由低,级,级控制中,心,心做出迅,速,速反应，,或,或传至高,级,级管理机,构,构进一步,决,决策。智,能,能设备状,态,态检测技,术,术主要包,括,括基于高,级,级传感器,的,的自我状,态,态感知和,基,基于自检,测,测信息的,智,智能控制,和,和保护等,方,方面。目,前,前，关于,其,其实现的,主,主要设想,是,是，在运,行,行现场附,加,加了智能,组,组件，或,将,将传感器,内,内嵌并预,留,留通信接,口,口。,主要设备,检,检测参数,：,：,变压器冷,却,却系统控,制,制所需信,息,息表,变压器有,载,载分接开,关,关自动控,制,制所需信,息,息,断路器,GIS,设备数字,化,化测量信,息,息,油浸式电,力,力变压器,故,故障及诊,断,断技术,油浸式电,力,力变压器,数,数字化测,量,量信息,油中溶解,气,气体分析,（,（色谱柱,）,）技术情,况,况汇总,7.5,分布式电,源,源并网技,术,术,风电，光,伏,伏发电，,小,小水电发,电,电并网技,术,术,1,5KW,的光伏发,电,电电源,500KW,以上的光,伏,伏发电系,统,统并网技,术,术,光伏逆变,器,器为技术,难,难点，主,要,要解决最,大,大功率跟,踪,踪，谐波,，,，孤岛效,应,应与低压,穿,穿越问题,。,。,八、智能,电,电网的机,遇,遇和对策,8.1,当前国际,国,国内智能,电,电网的现,状,状分析,8.1.1,国外发展,概,概况,（,1,）,IBM,公司,IBM,公司是最,早,早提出智,能,能电网概,念,念并进入,该,该领域的,企,企业之一,。,。其解决,方,方案主要,关,关注二次,侧,侧的信息,处,处理，包,括,括数据采,集,集、数据,传,传输、信,息,息集成、,分,分析优化,和,和信息展,现,现五大方,面,面。提出,了,了多个基,础,础应用系,统,统以及完,善,善的数据,支,支持框架,，,，如自动,计,计量管理,（,（,Automated MeterManagement,，,AMM,）、远程,资,资产监视,和,和控制（,Remote AssetMonitoringandControl,）、移动,作,作业管理,（,（,Mobile WorkforceManagement,）和基于,IP,的,SCADA,（,IP-enabled SCADA,）等。,IBM,根据自身,在,在,IT,业的优势,，,，尤其看,好,好中国智,能,能电网配,电,电系统强,劲,劲的市场,潜,潜力 。,（,2,）西门子,公,公司,作为世界,电,电气巨头,，,，西门子,公,公司拥有,从,从硬件设,备,备到软件,集,集成全方,位,位的开发,能,能力，并,于,于,2009,年底公布,了,了其智能,电,电网解决,方,方案，具,体,体包括三,大,大组成要,素,素,:,智能计量,（智能计,费,费）、,电网智能,化,化,（网络基,础,础设施及,其,其控制）,以,以及,公共事业,的,的信息技,术,术应用,（智能数,据,据管理）,，,，智能电,网,网可以以,一,一种“动,态,态的”基,础,础设施取,代,代当前的,静,静态电网,，,，确保能,源,源市场所,有,有主体之,间,间灵活、,透,透明和快,速,速的交互,式,式通信。,2009,年,10,月,1,日西门子,正,正式收购,智,智能仪表,和,和能源专,家,家,Energy4U,结算公司,60%,的股权，,其,其在智能,电,电网产业,链,链中“,软,软件”方,面,面的能力,得,得到大大,加,加强。西,门,门子还是,全,全球第一,个,个拥有,800kV,的高压直,流,流输送的,应,应用的公,司,司，在南,方,方电网“,云,云南,-,广州”这,个,个项目上,已,已经使用,了,了高压直,流,流的系统,，,，另外和,国,国家电网,方,方面也有,在,在向家坝,的,的应用。,（,3,）欧洲智,能,能电网计,划,划,欧洲智能,电,电网建设,的,的关键因,素,素在于市,场,场、安全,与,与电能质,量,量、环境,三,三方面。,欧,欧洲电力,企,企业受到,来,来自开放,的,的电力市,场,场的竞争,压,压力，亟,须,须提高用,户,户满意度,，,，争取更,多,多用户。,因,因此提高,运,运营效率,、,、降低价,格,格、加强,与,与客户互,动,动就成为,了,了欧洲智,能,能电网建,设,设的重点,之,之一。另,外,外，欧洲,电,电力对环,境,境保护的,极,极度重视,，,，造成欧,洲,洲智能电,网,网建设比,美,美国更为,关,关注,可再生电,源,源,和,分布式电,源,源,的接入和,发,发展要求,，,，实现电,源,源“即插,即,即用”的,更,更友好、,更,更灵活的,接,接入方式,，,，以及与,用,用户互动,。,。,欧洲主要,国,国家的智,能,能电网计,划,划：,英国目标,是,是,2020,年在全国,所,所有,2600,万个家庭,安,安装智能,电,电表，此,项,项工作主,要,要通过电,力,力公司完,成,成。并且,已,已正式进,行,行了适应,风,风力发电,等,等可再生,能,能源的智,能,能电表等,相,相关实验,。,。,德国制定,了,了“,EEnergy,”,”,计划，初,步,步在全国,6,个地点进,行,行智能电,网,网实证实,验,验。同时,还,还进行风,力,力发电和,电,电动汽车,实,实证实验,，,，并对互,联,联网管理,电,电力消费,进,进行检测,。,。,8.1.2,国内发展,概,概况,国网电力,科,科学研究,院,院：用于,电,电力系统,潮,潮流稳定,计,计算的,PSASP,（电力系,统,统分析综,合,合程序）,程,程序国内,领,领先，,EMS,（能量管,理,理系统）,系,系统国内,领,领先，在,智,智能电网,上,上有一定,基,基础。,国网南瑞,科,科技有限,公,公司：在,SCADA,采集系统,，,，网络信,息,息系统技,术,术方面处,于,于国内领,先,先地位，,有,有一定优,势,势。,国网四方,公,公司、许,继,继集团公,司,司在电力,系,系统继电,保,保护方面,领,领先。,智能电网,的,的可视化,技,技术、智,能,能交易调,度,度技术、,智,智能组件,技,技术、输,配,配电状态,智,智能检测,技,技术、供,用,用电智能,交,交互技术,尚,尚处于研,究,究起步阶,段,段。,8.2,湖南省智,能,能电网的,发,发展,8.2.1,湖南电网,现,现状,2009,年,7,月，湖南,省,省总装机,2643,万千瓦，,最,最高负荷,1462.5,万千瓦。,8.2.2,湖南与智,能,能电网的,相,相关产业,状,状况,（,1,）湖南开,关,关厂、长,高,高高压开,关,关厂、常,德,德开关厂,、,、益阳开,关,关厂等能,生,生产,220kv,及以下普,通,通高中压,开,开关，但,缺,缺乏智能,组,组件技术,。,。,（,2,）衡阳特变,、,、长高变压,器,器厂、益阳,变,变压器厂等,能,能生产,500kv,及以下变压,器,器，但缺乏,信,信息智能组,件,件技术。,（,3,）衡阳互感,器,器厂等能生,产,产常规,PT,、,CT,，但缺乏电,子,子互感器技,术,术。,（,4,）威盛电表,厂,厂为我国知,名,名电表企业,，,，具有载波,集,集抄技术，,但,但尚未攻破,无,无线集抄和,供,供用电交互,技,技术。,（,5,）湖南湖大,华,华龙电气与,信,信息技术有,限,限公司自,2001,年成立以来,，,，一直从事,电,电力系统软,件,件开发与智,能,能电网技术,研,研究，已获,得,得节能减排,的,的智能交易,调,调度专利技,术,术，已掌握,紫,紫外、红外,、,、输配电在,线,线状态智能,监,监测技术，,已,已掌握基于,3D,的电力系统,可,可视化技术,。,。已承担国,家,家电网,220KV,智能变电站,首,首个试点任,务,务（湖北）,和,和江西省供,用,用电交互技,术,术重大项目,研,研究。在智,能,能电网的技,术,术研究上，,部,部分处于国,内,内领先。但,该,该公司要形,成,成大产业的,规,规模，还需,要,要政府的引,领,领和支持。,8.2.3,湖南省的相,应,应对策,（,1,）以省发改,委,委为主体组,建,建智能电网,专,专家智囊团,，,，深入研究,我,我省产业的,特,特点，制定,智,智能电网产,业,业发展规划,；,；,（,2,）以,全景可视化,、,节能发电优,化,化调度,、,智能设备状,态,态检测,、,供用电交互,、,大电网安全,控,控制及自愈,五大技术为,研,研究重点，,组,组建湖南省,智,智能电网工,程,程研究中心,，,，以工程研,究,究中心推动,智,智能电网产,业,业的发展；,（,3,）政府引导,、,、重点扶植,我,我省智能电,网,网龙头企业,，,，以龙头企,业,业为统领，,带,带动我省与,智,智能电网相,关,关的变压器,厂,厂、开关厂,、,、互感器厂,、,、电表厂及,智,智能组件、,电,电子产品和,软,软件企业、,信,信息网络企,业,业的发展。,8.2.4,我校对策,（,1,）尽快组建,方,方向突出的,研,研究班子，,从,从智能电网,的,的基本理论,与,与关键技术,上,上进行突破,。,。,a,）节能发电,优,优化调度,b,）全景可视,化,化,c,）输配电网,络,络安全监控,d,）分布式电,源,源,e,）谐波治理,f,）电力系统,仿,仿真（负荷,建,建模）,（,2,）与企业紧,密,密融合，争,做,做系统集成,商,商。,（,3,）加速与国,际,际、国内先,进,进企业与研,究,究机构合作,步,步伐。,姚建刚简介,姚建刚，男,，,，,1952,年生，,2007,年被评为湖,南,南大学首批,二,二级教授，,博,博士生导师,，,，湖南大学,电,电气工程及,其,其自动化学,科,科带头人。,享,享受国务院,政,政府特殊津,贴,贴专家。曾,先,先后担任四,届,届湖南大学,电,电力系统及,其,其自动化教,研,研室主任、,电,电气工程系,系,系主任等职,。,。现任中华,电,电力教育协,会,会常务理事,、,、国家电网,公,公司智能电,网,网专家组成,员,员、湖南省,电,电力行业协,会,会特聘专家,理,理事、湖南,省,省电力系统,专,专委会副主,任,任、,电力系统保,护,护与控制,杂志编委、,长,长沙市技,术,术贸易协会,副,副理事长。,主持国家级,、,、省部级重,大,大课题数十,多,多项。作为,第,第一完成人,，,，荣获湖南,省,省科技进步,一,一等奖，教,育,育部科技进,步,步二等奖等,奖,奖励十多项,，,，获发明专,利,利等自主知,识,识产权二十,多,多项。 作,为,为第一作者,，,，已由中国,高,高等教育出,版,版社、清华,大,大学出版社,、,、中国电力,出,出版社出版,专,专著七部；,发,发表论文一,百,百多篇，其,中,中被三大检,索,索收录八十,多,多篇。,谢谢！,