智能输电网技术资料
智能电网及其关键技术综述
流输 电ｆＡ Ｔ ） 术 ． 电系 统 中基 于 Ｖ Ｃ的 中压 Ｆ Ｃ Ｓ技 配 Ｓ
５高效 的 电网 。通过 高速 通 信 网络实 现对 运 行 ） 设 备 进行 在 线状 态 监测 ．获取 设 备 的运 行 状 态 ． 提 高 单 个 资源 的利 用 效率 ． 体 优化 调 整 电网资 产 的 整 管理 和运行 ． 现最低 的运 行维 护成 本及投 资 实 ６市场 化 的 电网 智 能 电 网通过 市场 上供 给 和 １ 需 求 的互 动 ． 形 成更 为 紧密 与高 效 的 市场 行 为模 将 式 ：通 过 有 效 的市 场 设 计 可 以提 高 电 力 系统 的 规 划 、 行 和 可 靠 性 管 理 水 平 ， 而 促 进 电力 市 场 的 运 从
步 骤 、 重点 地予 以实施 。 应先试 点再 推广 。 有 且 ２应 当优 先 发 展 坚 强 的输 电 网架 ． 成 良好 的 １ 形
一
次 系统 ． 注意加 强 一 次 系统 运行 可 靠性 和操作 控
先 进 的电 网一 次设 备是 智能 电 网实现 的物理 基
础。以下 ４ 方面的电网设备技术发展值得关注 ： 个 再生 能 源发 电和运 行技 术 ： 电力 电子 技 术 ： 大 容 量储 能技 术 ： 导技 术 超
术。 ２１集成 的通 信技 术 ．
智 能 电 网的通 信 系统 将 集 成各 种 通 信技 术 。 并 可 采 用 开放 式 的通 信 网架 ， 有 高速 、 成 、 容 、 具 集 兼 双 向 的特质 ．可 以动 态 响应 实 时信 息 与 功率 交互 ． 为 智 能 传 感 器 和 控制 装 置 、 制 中心 、 护 系统 和 控 保 需 求响应 系统 提供 一个 安全 的 “ 即插 即用 ”的网 络
智能电网技术[教材]
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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。
第四章 智能输电网技术
第四章智能输电网技术输电网是电能输送的物理通道，是连接发电、配电和用电等环节的纽带。
先进的输电技术是构建智能输电网、满足新能源发展需要、实现资源大范围优化配置的关键技术；智能电网调度技术为电网的安全稳定经济运行提供重要的保障；智能变电站是智能电网中的重要节点，对各级电网起着联结作用。
本章将从先进输电技术、智能变电站、智能电网调度以及输电线路状态监测等方面介绍智能输电网的相关技术。
第一节先进输电技术在未来的15～20年内，我国的电力需求仍将快速增长。
由于我国能源供应和消费呈逆向分布特征，一次能源集中在西部和北部地区，而负荷又集中在中东部和南部地区，因此，需要采用先进的输电技术，建设坚强的网架结构，进行远距离、大容量、低损耗、高效率的电能输送，促进水电、火电、核电和可再生能源基地的大规模集约化开发，实现全国范围内的能源资源优化配置。
本节将主要介绍特高压交／直流输电、柔性输电等先进输电技术，同时展望超导输电等前沿技术。
一、特高压输电技术特高压输电技术包括特高压交流输电技术和特高压直流输电技术。
（一）特高压交流输电技术特高压交流输电是指lOOOkV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。
特高压交流电网突出的优势是：可实现大容量、远距离输电，l回lOOOkV输电线路的输电能力可达同等导线截面的500kV输电线路的4倍以上；可大量节省线路走廊和变电站占地面积，显著降低输电线路的功率损耗；通过特高压交流输电线实现电网互联，可以简化电网结构，提高电力系统运行的安全稳定水平。
2004年以来，我国在特高压交流输电技术领域开展了全面深入的研究工作，掌握了特高压交流输电的核心技术，主要体现在以下方面：(1)在过电压深度控制方面，采用高压并联电抗器、断路器合闸电阻和高性能避雷器联合控制过电压，并利用避雷器短时过负荷能力，将操作过电压限制到1.6～1.7p．µ．、工频过电压限制到1.3～1.4p.µ.、持续时间限制在0.2s以内，兼顾了无功平衡需求，有效降低了对设备绝缘水平的要求。
关于智能输电网技术框架研究
关于智能输电网技术框架的研究【摘要】:近年来随着全球经济的快速发展智能电网作为一项新兴的电力技术已成为世界主流国家电力工业发展的趋势，坚强的智能电网能为国家的经济建设提供更稳定可靠的电力保障。
【关键词】: 智能电网；技术成熟度；控制中图分类号：u665.12 文献标识码：a 文章编号：1特征作为物理架构基础，智能输电网一次侧的状态参量获取、传输、使用数字化，网络控制与信息交互加强，具备自我检测与诊断，具备自适应能力。
随着可再生能源的发展，智能输电网还应该配置风力发电、太阳能发电等分布式电源接口，配备大量新型 facts 装置，实现输电网的灵活潮流控制并提高输电能力。
二次侧方面，智能输电网以信息化、网络化为主要特征。
所有输电网一次侧设备，从输电线路到智能变压器、从智能变电站到智能开关，将通过传感器、光纤、通信设备等二次侧设备映射到一个统一的控制中心。
控制中心具备在线分析、实时最优控制、提供决策支持等功能，并能够有效管理各一次设备，实现输电线路状态检修以及全寿命周期管理，图 1 为智能输电网结构图。
与传统输电网相比，智能输电网具有明显不同的特征，内涵更为丰富，详见表 1。
2 研究框架智能输电网研究是一项综合性、复杂的系统工程，涵盖了多方面的技术，不同技术具有不同粒度，涵盖的实体对象以及所属领域都不尽相同。
提出智能输电网研究框架，根据技术粒度以及所属领域等进行了分层阐述。
由下至上，分为 4 层，技术所处层次越高，越宏观，覆盖面越广。
( 1) 材料层。
主要是指为完成某一功能而涉及到的材料学、制造学、化学等基础科学，是其他所有技术的物理依托及实现基础，如光纤技术、超导材料技术、纳米材料技术、绝缘材料、导磁材料、半导体材料技术等。
( 2) 设备层。
该层涵盖了所有输电设备以及变电设备，如输电设备中的输电线、杆塔、架空线以及变电设备中的变压器、电抗器、电容器、断路器、接地开关、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、母线等一次设备和继电保护、监控和通信等二次设备。
智能电网技术在输配电中的应用与性能优化
智能电网技术在输配电中的应用与性能优化摘要：智能电网技术已经在输配电领域取得了显著的进展，为电力系统的可靠性、效率和可持续性带来了重要的改善。
本文旨在探讨智能电网技术在输配电中的应用以及性能优化方面的关键问题。
首先，我们介绍了智能电网技术的基本原理和关键概念，然后讨论了其在电力系统监控、故障检测和自愈能力方面的应用。
此外，我们还研究了智能电网技术在能源管理和电力负荷优化方面的性能提升。
最后，我们总结了现有研究的主要发现，并指出未来研究的方向，以进一步推动智能电网技术的发展和应用。
关键词：智能电网技术、输配电、性能优化、电力系统、可持续性引言：随着能源需求的不断增长和可持续发展的日益重要，智能电网技术已成为电力领域的焦点。
在输配电中，智能电网技术的应用和性能优化对于提高电力系统的可靠性、效率和可持续性至关重要。
本文旨在深入探讨这一领域的关键问题，介绍智能电网技术的原理和应用，以及性能优化的方法。
通过全面了解这些方面，我们可以更好地把握未来电力系统的发展方向，实现更可持续的能源供应，为社会的可持续发展作出贡献。
一、智能电网技术的基本原理与概念智能电网技术，也被称为智能电力系统，是一种利用先进的通信和信息技术来实现电力系统更智能化、高效化、可靠化的概念。
它构建在传统电力系统的基础上，借助先进的传感器、通信设备和数据分析技术，实现了电力系统的实时监控、控制和优化。
本节将深入探讨智能电网技术的基本原理与概念。
1、智能电网技术的核心概念之一是信息与通信技术的融合。
传感器和测量设备被广泛部署在电力系统各个关键点，以实时监测电力网络的状态和性能。
这些传感器生成的数据通过高速通信网络传输到中央控制系统，使运营商和维护人员能够迅速获得有关电力系统运行状况的信息。
这种实时数据的可用性是智能电网技术的核心，有助于提高电力系统的响应速度和可靠性。
2、智能电网技术依赖于高级的数据分析和决策支持系统。
一旦收集到大量的实时数据，算法和人工智能技术被应用于数据分析，以便更好地理解电力系统的性能和健康状况。
智能电网涉及的关键技术及应用笔记概要
智能电网涉及的关键技术及应用1智能电网的技术概况智能电网是为了实现能源替代和兼容利用,它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理。
它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动,从而实现数据读取的实时(real-time、高速(high-speed、双向(two-way的效果,整体性地提高电网的综合效率。
它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合,遇到电力供应的高峰期之时,能够在不同区域间进行及时调度,平衡电力供应缺口,从而达到对整个电力系统运行的优化管理;同时,智能电表也可以作为互联网路由器,推动电力部门以其终端用户为基础,进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。
2009年6月27~28日,第一届智能电网研究论坛在天津大学召开。
论坛共安排了十四个学术报告,从智能电网的基本理念、技术组成、设备需求等多个角度对我国智能电网的建设和发展进行了探讨。
天津大学余贻鑫院士的报告为―智能电网的原动力、技术组成和实施路线‖。
报告中提出,系统安全稳定运行、需求侧管理、分布式电源等是推进智能电网建设的原动力。
智能电网是综合应用通讯、高级传感器、分布式计算等技术,提高输配电网络的安全性、可靠性和效率。
华中科技大学程时杰院士在―储能技术及其在智能电网中的应用‖的报告中指出,在可再生能源发电所占比例较大的电力系统中,储能技术的应用是解决如何保证系统正常运行这个难题的一条可行的途径。
并提出了智能电网对储能系统的基本要求,即足够大的储能容量、足够快的功率响应速度、足够大的交换功率、足够高的储能效率、足够小的放电周期、足够长的使用寿命、足够小的运行费用。
天津大学电气与自动化工程学院院长王成山教授作了―分布式电源、微网、智能配电系统‖的报告,分别对分布式电源、微网和智能配电系统的关键技术、应用以及存在的问题进行了介绍,并分析了三者之间的关系。
新能源智能电网和特高压输配电重点
新能源智能电网和特高压输配电重点近年来，随着新能源的快速发展和能源结构的转变，新能源智能电网和特高压输配电已经成为了电力行业的关键领域。
本文将对新能源智能电网和特高压输配电的重点进行分析和阐述。
新能源智能电网新能源智能电网是指通过信息技术、新能源技术和智能化技术的集成应用，构建起高效、智能、安全、可靠、可更新的电力系统。
它能够有效地促进新能源的消纳和运用，并且提供更加灵活的电力供应服务，满足人民对于能源的多样化需求。
重点建设内容1. 智能能源系统智能能源系统是新能源智能电网建设的核心内容之一。
智能能源系统需要具备以下特点：智能感知、智能调度、智能运营、智能保障和智能优化。
通过智能能源系统，可以实现对新能源的统筹调度和优化运营，提高新能源消纳效率，实现电网的自主运营和高效运转。
2. 电力市场化新能源智能电网建设还需要围绕电力市场化进行。
电力市场化是指通过市场机制来调节电价和供需关系，在保证经济效益的前提下，提高电网的运营效率。
新能源智能电网建设需要注重电力市场化的推进，推广市场化电力交易模式，同时加强市场监管，保障市场公平、公正和透明。
3. 电网安全新能源智能电网建设离不开电网安全的保障。
电网安全是指通过技术手段、管理手段和法律手段来保障电网的安全运行。
新能源智能电网建设需要注重电网安全的提升和加强监管，建立完善的电网安全保障体系，确保电网的安全稳定运行。
发展方向1.自适应控制随着智能化技术的发展，自适应控制将成为新能源智能电网建设的重要方向。
自适应控制指的是通过感知和判断当前环境和负载特征，自主实现电能转供、调峰储能、自动切换等智能化控制操作。
2.能源互联网能源互联网是一种全新的能源消纳模式。
能源互联网通过物联网技术、大数据分析，实现新能源的优化分配和消纳，同时也促进能源的共享和交易。
未来，能源互联网将成为新能源智能电网建设的重要方向。
特高压输配电特高压输配电是以800kV以上电压等级为特征的一种高压输电技术。
基于云计算技术的智能电网智慧输配电管理平台建设
基于云计算技术的智能电网智慧输配电管理平台建设智能电网智慧输配电管理平台是基于云计算技术的一项创新性工程，旨在提高电力系统的可靠性、效率和安全性。
本文将从以下几个方面来阐述智能电网智慧输配电管理平台的建设。
一、平台概述智能电网智慧输配电管理平台是一个集成了云计算、大数据、物联网等技术的综合性平台。
它能够实时监测和管理电力系统的输配电设备，通过云计算技术，对大量的数据进行分析和处理，并为用户提供智能化的决策支持。
二、云计算技术在智能电网管理平台中的应用1. 弹性计算：云计算技术可以根据实际需求自动调整计算资源的规模，为电力系统提供足够的计算能力。
2. 分布式存储：智能电网管理平台需要处理大量的实时数据，云计算技术可以提供分布式存储方案，确保数据的高可靠性和高可用性。
3. 虚拟化技术：通过虚拟化技术，智能电网智慧输配电管理平台能够实现计算资源的灵活调度和管理，提高系统的性能和可靠性。
三、功能特点1. 实时监测：平台通过物联网技术，能够实时监测电力系统的输配电设备运行状态，及时发现故障和异常情况。
2. 远程控制：用户可以通过平台远程控制电力系统的输配电设备，实现远程操作和管理，提高工作效率。
3. 大数据分析：平台可以对海量数据进行实时分析和处理，提取有价值的信息，为决策提供智能化支持。
4. 预测预警：平台通过对历史数据的分析和处理，可以提供电力系统未来发展趋势的预测和预警，提前采取措施防范潜在问题。
5. 故障处理：平台可以自动识别和分析电力系统的故障信息，并根据预设的规则提供故障处理方案，大大缩短故障处理时间。
四、优势和价值1. 提高电力系统的可靠性：智能电网智慧输配电管理平台可以实时监测和管理电力设备的运行状态，及时发现故障和异常情况，提高电力系统的可靠性和稳定性。
2. 提升工作效率：远程控制功能可以大大减少人力资源的浪费，实现远程操作和管理，提高工作效率。
4. 智能化决策支持：通过大数据分析和预测预警功能，平台可以提供智能化的决策支持，帮助用户做出更科学、更合理的决策。
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500
750
1150
走廊宽度（m）
走廊利用（MW/m）
45
26.7
60
41.7
90
66.7
输送相同的容量下，1000kV线路 的走廊宽度为500kV线路的40%， 走廊利用率为500kV的2.5倍
特高压交流输电的安全稳定性
EU P sin X
相同导线截面下，1000kV线路的 输电能力为500kV线路的4倍
特高压交流输电可靠性
前苏联500、750、1150KV线路统计故障率 电压等级(kV) 线路平均断开率
500 0.574
750 0.206
1150 0.144
线路平均中断输电率
0.201
0.097
0.045
1150kV线路中断输电率为500kV的1/4， 为750kV线路的45%
特高压交流输电功率损失率
15
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压 交流试验示范工程
工程全面实现了预期建设目标，里程碑计划如期完成，安 全实现了零事故目标，质量达到了优良级标准，文明施工 和环境保护目标圆满实现，工程投资得到了有效控制，科 技创新取得了丰富成果，设备国产化研制取得了历史性突 破。
从2004年底开始前期工作以来，我国仅用四年时间，建成 了目前世界上运行电压最高、技术水平最先进、我 国拥有自主知识产权的交流输电工程，标志着我国在 远距离、大容量、低损耗的特高压输电核心技术和设备国 产化上取得重大突破，是我国能源基础研究和建设领域取 得的世界级重大创新成果，是世界电力发展史上的重要里 程碑。工程的成功建设对保障国家能源安全和电力可靠供 应具有重要意义。
一、发展特高压电网的必要性
14.7
全国发电装机容量 （亿千瓦） 全社会用电量（万亿千瓦时）
9.5 5.17 6.22 4.5 7.4
1.03 0.02 0.0043 0.49 02.73.193.91
4.42 2.18
0.99
1.35
1.89
2.48
2.82
1949 1987 1995 2000 2003 2004 2005 2006 2010 2020
25℃，1000公里，超高压、特高压交流输电功率损失率
输电电压等级 (kV)
500 1000
额定输送功率(MW) 功率损失率(%)
930 4530
功率损失率比值
4.6951 2.5070
1.8728 1
1000kV交流输电的功率损失率 为500kV的53%
特高压交流输电线路走廊
不同电压等级典型单回路线路走廊宽度 电压等级（kV）
1949年～2020年我国发电装机容量、用电量图
一、发展特高压电网的必要性
2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必
然要求。
我国发电能源以煤、水为主。西部地区资源丰富， 全国四分之三以上经济可开发水能资源分布在西南地 区，煤炭资源三分之二以上分布在西北地区；东部地 区经济发达，全国三分之二以上的电力负荷集中在京
2、发展特高压电网是电源结构调整和优化布局的必然
要求。
一次能源远离负荷中心，超出现有500千伏系统的输 送能力。必须发展新的高效的大容量长距离输电系统。 土地资源短缺，输电走廊的获取越来越困难。
特高压输电是必然选择
输送煤炭的运输压力。
环境保护面临越来越大的困难和压力。
一、发展特高压电网的必要性
1000kV- 特高压。
直流：
±500kV、±600kV– 超高压； >±600kV(国际) >±660kV(国内)
常见±800kV 和 ±1000kV- 特高压。
一、发展特高压电网的必要性
1、发展特高压电网是满足电力持续快速增长的
客观需要。
随着国民经济的持续快速发展，我国电力工业呈 现加速发展态势，近几年发展更加迅猛。按照在建规 模和合理开工计划，全国装机容量2010年达到9.5亿千 瓦，2020年达到14.7亿千瓦；用电量2010年达到4.5万 亿千瓦时，2020年达到7.4万亿千瓦时。电力需求和电 源建设空间巨大，电网面临持续增加输送能力的艰巨 任务。
16
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验 示范工程
这是世界上 首条投入商业 运行的1000KV 特高压线路。
17
二、特高压直流输电系统
送端的整流站把交流电变为直流电， 正负两极导线将直流电能输送到受端， 受端的逆变站将直流电变换为交流电
直流输电的特点
适合远距离大容量输电。 适合海底电缆输电。 适合背靠背异步联网。 换流站造价较高。
特高压输电具有超远距离、超大容量、低损耗送电、 节约线路走廊、降低工程造价等特点。 建设特高压电网，可促进大媒电、大水电、大核电、
大规模可再生能源的建设，能够推进资源的集约开发
和高效利用，缓解煤炭运输和环境的压力，节约土地
资源，在全国乃至更大范围的优化配置，具有显著的
经济效益和社会效益。
二、特高压交流输电的技术特点
1、特高压输电技术 2、柔性输电技术 3、智能变电站
12:14
1
特高压输电技术
一、发展特高压电网的必要性 二、特高压交流输电 三、特高压直流输电（重点） 四、交、直流输电性能比较
12:14
2
一、发展特高压电网的必要性
电压等级的划分： 交流： 330kV、500kV 和 750kV – 超高压；
广铁路以东经济发达地区，未来的负荷增长也将保持
这一趋势。
一、发展特高压电网的必要性
西部能源基地与东部负荷中心距离在 800东北 3000公里左右，远距离、大容量输电是我国未来 华北 电网发展的必然趋势。 西北
西藏 煤电基地 水电基地 负荷中心
华中 南方
华东
台 湾
我国能源资源分布图
一、发展特高压电网的必要性
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交 流试验示范工程
14
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压 交流试验示范工程
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范 工程起于山西晋东南（长治）变电站，经河南南 阳开关站，止于湖北荆门变电站。全线单回路架 设，全长640公里，跨越黄河和汉江。变电容量 600万千伏安。系统标称电压1000千伏，最高运行 电压1100千伏。 工程于2006年8月取得国家发展和改革委员会下达 的项目核准批复文件，同年底开工建设，2008年 12月全面竣工，12月30日完成系统调试投入试运 行，2009年1月6日22时完成168小时试运行投入商 业运行，目前运行情况良好。