智能电网特征及其关键技术
智能电网的关键技术及应用研究
智能电网的关键技术及应用研究一、智能电网的概念及背景智能电网是一种可以实现高可靠性、高效能、高安全性的电力系统。
为了应对绿色能源、电力市场化、信息化等新形势，智能电网应运而生。
它是在传统电网的基础上，结合了信息技术、传感技术、控制技术等现代科技手段，实现对电力系统的智能化监测、控制和优化，使电力系统更加智能、可靠、灵活、高效。
智能电网是现代电力系统的升级版，它包括了分布式电源、储能设施、智能传感器等组成部分，通过数据通信和大数据分析技术实现了对电网的实时监控和优化。
二、智能电网的关键技术智能电网的实现离不开以下关键技术：1. 信息技术信息技术是智能电网的基础，它包括了通信技术、网络技术、数据处理技术等。
这些技术共同构成了智能电网的信息系统，实现了电网中各个设备之间的互联互通。
2. 传感技术传感技术是智能电网的关键技术之一，它可以实现对电网各个部分的实时监测和数据采集，为后续的控制和优化提供数据基础。
3. 控制技术控制技术是智能电网的关键技术之一，它包括了对电力设备的远程控制、智能调度等技术手段。
控制技术的实现使得电力系统变得更加智能化和自主化。
4. 大数据技术大数据技术是智能电网发展的重要支撑。
智能电网需要处理各种各样的数据，这些数据数量巨大且形式复杂。
大数据技术可以实现对这些数据的快速处理，进而推进电力系统的智能化升级。
5. 安全性技术智能电网中存在着大量的信息流和能量流，安全性技术的实现可以确保数据、设备、人员等在电力系统中的安全保障。
安全性技术包括了加密技术、信息认证技术等。
三、智能电网的应用研究智能电网的应用范围十分广泛，主要应用于以下领域：1. 电力生产智能电网可以实现对电力生产过程中的各个环节的智能化监控和控制，从而提高电力生产效率和质量。
2. 电力输送智能电网可以实现对输电过程中的各个环节的智能化监控和控制，从而提高电力输送的可靠性和安全性。
3. 电力使用智能电网可以实现对电力使用的智能化监测和控制，从而提高电力使用效率和可持续发展能力。
智能电网关键技术与智能化特征分析
智能电网关键技术与智能化特征分析摘要：智能电网是电网发展中一种新前景，成为“全球工业与信息业的一次新产业革命、技术革命、管理革命”。
在我国，投入较大量的人力、物理等资源建设中国特色的智能电网，并以智能电网为基础制定出中国较好的电网现代化发展战略，是我国目前的奋斗目标，也是发展前景。
新的电力技术极具市场前景，而智能电网正能够适应当今市场发展的需求，因为智能电网是“可靠、安全、经济、高效、环境友好”的，智能电网逐渐成为现代电网的主流。
关键词：智能电网安全高效一、智能电网的概念及内涵特征智能电网（英语：smart grid、smart electric grid、或intelligent grid），以双向数字科技创建的输电网络，用来传送电力。
它可以侦测电力供应者的电力供应状况，与一般家庭用户的电力使用状况，来调整家电用品的耗电量，以此达到节约能源，降低损耗，增强电网可靠性的目的。
智能电网雏型是20世纪产生的，由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。
在传统电网的基础上，电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况，如在用电量低的时段给电池充电，然后在高峰时反过来给电网提供电能。
智能电网包含了一个智能型电表基础建设（advanced metering infrastructure，ami），用于记录系统所有电能的流动。
通过智能电表（smart meter），它会随时监测电力使用的状况。
智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗，还具有集成新能源，如风能，太阳能等的能力。
当电能便宜时，消费者可以开启某些家用电器，如洗碗机，工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。
在电能需求的高峰期，它可以关闭一些非必要的用电器来降低需求。
其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。
智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测，进化到遥测、遥控，再进化到自动判断调整控制。
二、智能电网的目标智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。
智能电网关键技术
智能电网的目标和主要特征决定了实现智能电网需要开展很多关键技术的研究和应用，通过这些技术的研究和应用，逐步达到智能电网的目标，实现其主要特征，从而推动现代电网向智能电网的转变。
美国国家能源技术实验室确定了实现智能电网主要特征的五个关键技术领域。
1、集成通信技术(Integrated Communications)建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础，没有这样的通信系统，任何智能电网的特征都无法实现，因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持，因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第一步。
同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，这样就形成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络，只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。
下图显示了电网和通信网络的关系。
高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。
当这样的通信系统建成后，它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率，繁荣电力市场，抵御电网受到的攻击，从而提高电网价值。
高速双向通信系统的建成，智能电网通过连续不断地自我监测和校正，应用先进的信息技术，实现其最重要的特征—自愈特征。
它还可以监测各种扰动，进行补偿，重新分配潮流，避免事故的扩大。
高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备(IEDs)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信，提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。
在这一技术领域主要有两个方面的技术需要重点关注，其一就是开放的通信架构，它形成一个“即插即用”的环境，使电网元件之间能够进行网络化的通信;其二是统一的技术标准，它能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信，也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解，实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。
这就需要电力公司、设备制造企业以及标准制定机构进行通力的合作，才能实现通信系统的互联互通。
智能电网技术发展
1.分布式能源接入是指将可再生能源、微型燃气轮机等分布式能源设备接入电网。 2.分布式能源接入可以提高电网的稳定性和可靠性，降低电力成本。 3.分布式能源接入需要解决的主要问题包括并网技术、电能质量控制和电网安全稳 定等。
智能电网的运行模式
储能设备应用
1.储能设备应用是指将电池、超级电容器等储能设备应用于电 网中，以平滑电力负荷波动，提高电网的稳定性和可靠性。 2.储能设备应用可以有效解决可再生能源的间歇性和不稳定性 问题，提高电网的经济性。 3.储能设备应用需要解决的主要问题包括储能设备的选型、充 放电控制和寿命管理等。
▪ 智能电网的应用案例
1.中国国家电网公司的“全球能源互联网”项目是中国智能电 网建设的重要案例。 2.该项目通过构建全球范围内的能源互联网，实现了电力的高 效、清洁和安全传输。 3.该项目的成功实施，为全球智能电网的发展提供了重要的经 验和示范。
智能电网技术发展
关键技术与设备介绍
关键技术与设备介绍
▪ 智能电网的主要技术
1.智能电网的主要技术包括电力电子技术、信息技术、通信技 术和控制技术。 2.其中，电力电子技术是实现电力系统的高效运行和优化控制 的关键。 3.信息技术和通信技术是实现电力系统的信息采集、处理和传 输的基础。4.控制技术是实现电力系统的自动化和智能化的核 心。
智能电网的发展现状
智能电网技术发展
智能电网的发展现状
智能电网的发展现状
▪ 智能电网的发展历程
1.智能电网的发展可以追溯到20世纪90年代，当时主要是以电 力电子技术和信息技术为基础，实现电力系统的自动化和信息 化。 2.进入21世纪，随着可再生能源的快速发展和电力市场的改革 ，智能电网进入了快速发展阶段。 3.近年来，随着物联网、大数据、云计算等新技术的发展，智 能电网正在向更高的智能化水平发展。
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
智能电网的建设与发展
智能电网的建设与发展在当今科技飞速发展的时代，智能电网作为电力领域的重要创新，正逐渐改变着我们的能源供应和使用方式。
智能电网的建设不仅提升了电力系统的效率和可靠性，还为应对能源挑战和实现可持续发展目标提供了有力支持。
一、智能电网的概念与特点智能电网，简单来说，就是将现代信息技术、通信技术、传感器技术和控制技术等与传统电网深度融合，形成的一种新型电网。
它具有以下显著特点：1、自愈能力能够实时监测电网的运行状态，自动诊断和快速隔离故障，从而减少停电时间和范围，提高供电可靠性。
2、兼容性可以兼容多种能源的接入，包括传统的化石能源、可再生能源如太阳能、风能等，实现能源的多元化供应。
3、交互性实现了电力供应方与用户之间的双向互动，用户可以根据实时电价调整用电行为，电力公司也能更好地了解用户需求，优化供电服务。
4、高效性通过优化电网的运行和管理，降低输电损耗，提高能源利用效率。
二、智能电网建设的关键技术1、先进的传感器技术广泛分布的传感器能够实时采集电网中的各种数据，如电压、电流、功率等，为电网的监测和控制提供基础。
2、通信技术高速、可靠的通信网络是智能电网实现信息传输和交互的保障，包括有线通信和无线通信等多种方式。
3、智能控制技术基于采集到的数据和先进的算法，对电网进行智能化的控制和调度，确保电网的稳定运行。
4、储能技术储能设备可以在电力过剩时储存能量，在电力短缺时释放能量，平衡电网的供需。
三、智能电网的建设现状目前，世界各地都在积极推进智能电网的建设。
在一些发达国家，智能电网的建设已经取得了显著成效。
例如，美国通过建设智能电网，提高了电网的可靠性和安全性，促进了可再生能源的大规模接入；欧洲各国也在积极推进智能电网的发展，加强区域间的电力互联和能源合作。
在我国，智能电网建设也在稳步推进。
国家出台了一系列政策支持智能电网的发展，加大了在电网智能化改造、新能源接入等方面的投入。
目前，我国已经建成了一批具有示范意义的智能电网项目，如特高压输电工程、智能变电站等。
智能电网ppt课件
技术挑战
安全挑战
智能电网涉及多学科交叉，技术复杂度高， 需加强技术研发和人才培养。
随着智能化程度的提高，网络安全、数据安 全等问题日益突出，需建立完善的安全防护 体系。
市场挑战
政策挑战
智能电网建设投资大、周期长，需探索多元 化的投融资模式和市场化运营机制。
智能电网发展需要政策支持和引导，需加强 政策研究和制定，营造良好的发展环境。
发展历程
从传统的电力系统到智能电网的演进， 经历了自动化、信息化、互动化等阶段， 当前正处于向全面智能化发展的关键时 期。
智能电网特点与优势
特点
自愈能力、高安全性、优质电能质 量、高效资产利用、友好互动等。
优势
提高能源利用效率、减少环境污染、 促进可再生能源发展、提升电网运 行管理水平等。
国内外发展现状对比
智能电网在提高能源利用效率、减少环境污染、 促进经济发展等方面的作用。
未来智能电网发展趋势预测
能源互联网与智能电网的融合
随着能源互联网的快速发展，智能电网将与之深度融合，实现能源的 高效、安全、清洁利用。
人工智能与大数据技术的应用
人工智能和大数据技术的不断进步将为智能电网的发展提供有力支持， 提高电网的智能化水平。
数据安全与隐私保护 区块链技术提供去中心化、不可篡改的数据存储方式，保 障智能电网数据的安全性和隐私性。
电力交易与结算 区块链技术可实现去中心化的电力交易和结算，降低交易 成本和提高效率。
多方协同与信任机制 区块链技术构建多方协同的信任机制，促进智能电网中各 参与方的合作与共赢。
面临的主要挑战及应对策略
05 智能电网发展趋 势与挑战
人工智能在智能电网中的应用前景
负荷预测与调度优化
《智能电网技术》课件
分布式能源和储能技术
借助物联网和通信技术，实现电网设备和用户之间的实时互动。
物联网和通信技术
加强网络安全技术的研究和应用，确保智能电网的数据安全和稳定运行。
网络安全技术
05
CHAPTER
智能电网的实际案例分析
国家智能电网示范工程介绍
选取具有代表性的国家智能电网示范工程，如特高压输电工程、智能变电站等，介绍其建设背景、目的和意义。
介绍城市智能电网建设的背景、目的和意义，以及城市智能电网的基本架构和功能特点。
城市智能电网建设概述
选取具有代表性的城市智能电网建设案例，如智慧城市建设中的电网改造、分布式能源接入等，介绍其建设过程和实施效果。
典型城市智能电网建设案例
总结城市智能电网建设的经验教训，分析存在的问题和改进方向，为其他城市的智能电网建设提供借鉴。
智能电网的发展经历了多个阶段，从早期的数字化变电站到现代的能源互联网，逐步实现了从局部优化到全局优化的转变。
总结词
智能电网的发展可以分为三个阶段。第一阶段是数字化变电站，通过数字化技术实现设备的远程监控和自动化控制。第二阶段是高级计量基础设施，实现用户侧的智能计量和需求响应管理。第三阶段是能源互联网，实现不同能源系统之间的互联互通和优化调度。
高度自动化和智能化
用户参与和互动
绿色和可持续发展
借助先进的人工智能和大数据技术，实现电网的高度自动化和智能化。
通过智能家居、分布式能源等技术，实现用户与电网的互动，提高能源利用效率。
推动电网的绿色和可持续发展，减少对环境的影响。
利用大数据和人工智能技术，对电网运行状态进行实时分析和预测。
高级分析和预测技术
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考虑到电 压的局 部性特 点，要 求各省 调根据 本电网 的实际 情况， 确定低 压减载 装置的 配置方 案和切 荷量。 低压减 载装置 主要应 配置在 ：离电 源点较 远、无 功支撑 不足的 电网； 可能孤 网运行 的电网 ； 电源支撑不足的负荷中心地区。网调 负责330kV及 以上电 网的网 损统计 和分析 工作， 负责汇 总各省 （区） 电网高 压网损 情况， 并定期 进行全 网网损 分析， 提出改 进意见 。
电网发生事故时，如出现系统频率低 到低频 减负荷 装置整 定值的 情况， 各省调 值班调 度员应 及时了 解低频 减负荷 装置动 作情况 ，动作 时间和 切除的 负荷量 ，并及 时报告 网调值 班调度 员；事 故后各 省调还应向网调书面报送所调管范围 内低频 减负荷 装置的 动作情 况的分 析与评 价材料 。
国外智能电网研究概况
智能电网研究机构
（1）美国能源部(DOE)是电网智能化研究的发起者和重要的投资者。 （2）“电网智能化联盟” 成员包括:
跨国技术公司：AREVA、GE、IBM；电力公司和电网运营商：AEP、 PJM及法国EDF；研究机构：美国电科院EPRI等。 （3）电网智能化架构委员会（GWAC）由一系列的专家组成，受美国能源 部的部分资助，从事制定建立未来电网架构的原则。 （4）2005年欧洲委员会正式成立“智能电网 欧洲技术论坛” 。欧洲还将成立“智能 电网协会” 。 （5）IEC去年底筹建SG3“智能电网”战略组。
坚强智能电网的内涵
1、坚强可靠的实体电网架构是中国
坚强智能电网发展的物理基础
坚强
2、经济高效是对中国坚强智 能电网发展的基本要求
可靠
经济 高效
中国智能电网
清洁 环保
3、清洁环保是经济社会对中国 坚强智 Nhomakorabea电网的基本诉求
透明 开放
友好 互动
5、友好互动是中国坚强智 能电网的主要运行特征
2. 概念、定义和特征
• 定义（definition)
• 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。
• 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。
坚强智能化电网体系架构
网调及各 省调应 每年编 制一次 本系统 的低频 减负荷 方案， 网调于 每年元 十二月 份完成 并下达 各省调 。各省 调应在 于次年 二月一 月完成 方案的 编制， 并下达 到各地 区及厂 站，要 求于三 月末完 成实施 。 低频自动减负荷装置的运行管理,低频 减负荷 装置正 常均应 投入使 用，不 得自行 退出。 若低频 减负荷 装置因 故停运 ，所在 省调应 及时向 网调汇 报。在 系统频 率降到 该装置 的启动 值时， 所在厂 站值班 人员应手动切除该装置所控制的线路 负荷。
电网额定频率是50.00赫兹，其偏差不 得超过 ±0.2赫 兹；在 自动发 电控制( AGC) 投入时 ，电网 频率按50.00±0.10赫兹 控制。 所有并网发电机组都应参与系统一次调 频，且 须按西 北电网 运行要 求进行 参数整定，并使性能达到行业以及西 北网调 有关规 定的标 准。未 经网调 同意， 严禁将 网调直 调发电 机组一 次调频 特性更 改或退 出。
电网额定频率是50.00赫兹，其偏差不 得超过 ±0.2赫 兹；在 自动发 电控制( AGC) 投入时 ，电网 频率按50.00±0.10赫兹 控制。 所有并网发电机组都应参与系统一次调 频，且 须按西 北电网 运行要 求进行 参数整定，并使性能达到行业以及西 北网调 有关规 定的标 准。未 经网调 同意， 严禁将 网调直 调发电 机组一 次调频 特性更 改或退 出。
内容
1. 国外智能电网研究和发展概况 2. 概念、定义和特征 3. 我国智能电网建设的基础条件和进展 4. 智能电网技术标准体系 5. 对智能电网研究、开发和应用的一些看法
和建议
按照分级管理的原则，各省调调管范 围内发 电机组 一次调 频功能 的试验 、监督 和考核 工作， 由相应 省调负 责。第33条 全网频率二次调整主要由网调及其直 调发电 机组负 责。西 北电网 第一调 频厂由 网调指定，一般由直调水电厂担任， 网调其 它直调 水电厂 以及AGC投频 率调节 模式的 火电机 组担任 第二调 频厂。 西北电 网的AGC控制 策略和 发电机 组的AGC控制 模式由 网调确 定。当 网调直 调发电 机组AGC投入频率调节模式运行时， 正常频 率主要 首先靠 AGC来 调整。
国外智能电网研究概况
智能化实践
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。 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”
第三章 智能电网特征及其关键技术
为了保证电压质量和降低电能损耗， 变压器 分接头 采用分 级管理 ，即各 级调度 机构分 别负责 本调管 范围内 的变压 器分接 头位置 的整定 。发电 企业和 变电站 未经有 关调度 同意， 不得自 行改变 调管范 围内的变压器分接头的位置。网调调 管的330kV有 载调压 变压器 的分接 头，应 根据网 调年度 运行方 式中无 功优化 结果进 行调整 ；网调 调管的330kV非 有载调 压变压 器分接 头的改 变应根 据网调 调令执 行。网内其它非网调调管的330kV变 压器分 接头的 改变应 报网调 备案。