智能电网的发展态势概述(PPT 36页)
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智能电网中变电设备的发展(PPT 49页)
以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以通信
信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包括发电、输电、 变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、 信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
坚强
智能
3
前言
强壮的“体魄”——坚强电网网架
智慧的“大脑”——智能电网调度
10
变电站自动化演变过程
分散分布 式系统
集中式 RTU
面向间隔 的系统
数字化变 电站
智能变 电站
11
变电站几大环节
控制与调节
12
智能变电站发展过程 常规变电站框
架
13
智能变电站发展过程 互感器数字化框架
14
智能变电站发展过程 数字化深入框架
15
智能变电站发展过程 功能分配与重组架构
16
智能变电站与数字化变电站
4
智能电网概述
发电 环节
5
智能电网概述
智能电网的建设更加侧重以下几方面： （1）发电环节：分布式能源的接入； （2）输电环节：加强输电线路的防灾减灾、在线监测、状态 检修； （3）变电环节：推广采用智能变电站、智能一次设备，设备 全寿命周期管理 （4）调度环节：开展智能调度若干应用功能建设，包括：智 能辅助决策、智能可视化等； （5）配电环节：加强配电网规划和建设，提高供电可靠性， 提升配电自动化系统功能，开展储能、分布式发电、微电网试 点，实现配电自动化系统对储能、分布式发电的分析和控制， 消除市区线路越限，平缓负荷曲线； （6）用电环节：开展用电信息采集系统、双向互动营销系统 建设、推广智能电表应用。
19
智能变电站建设原则
智能变电站建设宗旨
坚强智能电网.ppt
三、统一坚强智能电网建设的内容
发电环节 通信信息平台
输电环节
智能电网
变电环节
调度环节
用户环节 配电环节
三、统一坚强智能电网建设的内容
发电 环节
侧重发展清洁能源接入和谐波控制技术。提 高风电、光伏、分布式电源的接入技术水平，即 能接入、稳的住、扰动小；有效控制清洁能源的 谐波注入；大型储能设备与技术的应用；常规电 厂与智能化电网的技术接口。
一、统一坚强智能电网建设的提出
在经济上，2008年百年不遇的经济危机给世界经 济造成重创，为避免世界经济陷入长期的低迷，各国 都推出了大量的经济复苏计划，刺激经济尽快走出低 谷。
从现实看，美国几次停电事故表明，电网公司投 入不足，配电网老化问题显现，主干网不强，供电可 靠性的保证和新能源计划的实施，需要对原有电网进 行建设改造。中国本身，能源安全保障供应压力十分 巨大：经济快速发展对电力的需求日益增长，煤炭、 石油、天然气等不可再生能的储量严重不足，能源与 经济分布严重不平衡， 需要保持电网的快速发展， 满足能源输送和各种新能源的接入。
调度 环节
三、统一坚强智能电网建设的内容
通信信息 平台
为实现上述功能，需要在系统各相关接点设置大 量的实时数据采集、建立数据的传输系统和数据 共享平台，辅之以若干专业配套网络，支持智能 电网的体系的运行。
四、统一坚强智能电网建设发展阶段
到2020年全面建成坚强 智能电网，技术和装全 面达到国际领先水平 到2015年基本建成坚强 智能电网，关键技术和 装备达到国际领先水平 到2011年，坚强智能电 网关键技术设备研究和 建设试点全面开展。
统一坚强智能电网建设
2009.09
提纲
一、统一坚强智能电网建设的提出
(1)智能电网的概念特性和驱动力PPT课件
2003—2005年间，美国智能电网研究开始蓬勃发 展，DOE（美国能源部）先后发布了 “Grid 2030” 、“国家输电技术路线图”，描绘美国未来电网远景 和技术战略；发起了“Grid Wise”和“现代电网 (MGI）”等项目，随后几年，美国电力企业开始在 智能电网领域开展一系列实践。
8
1.2 国外智能电网起源及发展历程 ----欧洲
分布式风 力发电
分布式储能
变电站
屋顶光伏
智能计量 计费
需求侧管理
智能 传感器
智能 传感器
洁净发电与排放控制 大容量储能 新型FACTS元件与HVDC
热泵/分布式热电联供
插电式混合动力车
分布式电力与微网
智能用户与高效用能
无处不在的传感与监控系统智能电网技E术监MS控, D与M管S,理SC系A统DA
暖通系统动态 控制
----对比分析
2003
DOE发布
Grid2030 2002
1998
EPRI推动“IECSA” 及后续“智能电网”
EPRI提出
（IntelliGrid）
“复杂交互式网络
/系统”（CIN/SI）
2004 DOE启动 GridWise
2005 DOE与NETL 发起“现代电网”
2009 奥巴马将“智能电网” 提升为美国国家战略
13
2. 智能电网概念和特征 ----总体
• 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。
• 目的:它以充分满足用户对电力的需求，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，保证电能质量和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。
8
1.2 国外智能电网起源及发展历程 ----欧洲
分布式风 力发电
分布式储能
变电站
屋顶光伏
智能计量 计费
需求侧管理
智能 传感器
智能 传感器
洁净发电与排放控制 大容量储能 新型FACTS元件与HVDC
热泵/分布式热电联供
插电式混合动力车
分布式电力与微网
智能用户与高效用能
无处不在的传感与监控系统智能电网技E术监MS控, D与M管S,理SC系A统DA
暖通系统动态 控制
----对比分析
2003
DOE发布
Grid2030 2002
1998
EPRI推动“IECSA” 及后续“智能电网”
EPRI提出
（IntelliGrid）
“复杂交互式网络
/系统”（CIN/SI）
2004 DOE启动 GridWise
2005 DOE与NETL 发起“现代电网”
2009 奥巴马将“智能电网” 提升为美国国家战略
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2. 智能电网概念和特征 ----总体
• 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。
• 目的:它以充分满足用户对电力的需求，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，保证电能质量和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。
智能电网及其发展态势
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。
我国的智能电网末来发展研讨(ppt 58页)
一体化电网特点： 1.广域，交直流，跨区，全国，输配电一体化; 2.能量，数据，资金“三流”合一； 3.电网与环境的自然相处之道。
内容： 1.深入系统研究一体化电网的安全理论和分析 方法，着重在实时系统中的应用; 2.构建电网输电配电的智能调度平台; 3.构思电网一体化的虚拟运营平台。
四川省智能电网 重点实验室
电网是智能电网发展的基础。①对全网 运行状态的实时监测，利用监测数据进 行连续的自分析、自诊断，及时发现电 网故障隐患，并用自动控制手段将故障 消灭在萌芽状态；②电网能及时监测到
四川省智能电网 重点实验室
• 2）环保层面 • 清洁、环保的能源结构是智能电
网发展的内在要求。电网能够兼容 集中式发电和分布式发电模式，支 持风能、太阳能等清洁能源发电以 及电网储能设备的接入，并通过合
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我川省智能电网 重点实验室
• 四川电网特点： 水电丰富，低碳电力是主要电源特点； 川电外送，交直流混合大容量、远距离
四川省智能电网 重点实验室
• 现有基础： 以二滩送出和川电东送为基础形
成了较完善的安控系统，在冰灾、 地震中发挥了巨大作用； 在川电外送线路上采用了宏微观 观测、合理规划通道、科学划定冰
四川省智能电网 重点实验室
• 主要从以下四方面加强智能电网建设： • 1）电网层面 • 拥有强大自愈和抗外界干扰能力的
统推广；（★）
• 3）线路、变电站等设备的自诊断 和状态检修；（★）
四川省智能电网 重点实验室
• 市场层面 • 1）智能电表及其规范体系；（★） • 2）基于智能电表的高级计量管理体系；
内容： 1.深入系统研究一体化电网的安全理论和分析 方法，着重在实时系统中的应用; 2.构建电网输电配电的智能调度平台; 3.构思电网一体化的虚拟运营平台。
四川省智能电网 重点实验室
电网是智能电网发展的基础。①对全网 运行状态的实时监测，利用监测数据进 行连续的自分析、自诊断，及时发现电 网故障隐患，并用自动控制手段将故障 消灭在萌芽状态；②电网能及时监测到
四川省智能电网 重点实验室
• 2）环保层面 • 清洁、环保的能源结构是智能电
网发展的内在要求。电网能够兼容 集中式发电和分布式发电模式，支 持风能、太阳能等清洁能源发电以 及电网储能设备的接入，并通过合
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我国发展思路
我川省智能电网 重点实验室
• 四川电网特点： 水电丰富，低碳电力是主要电源特点； 川电外送，交直流混合大容量、远距离
四川省智能电网 重点实验室
• 现有基础： 以二滩送出和川电东送为基础形
成了较完善的安控系统，在冰灾、 地震中发挥了巨大作用； 在川电外送线路上采用了宏微观 观测、合理规划通道、科学划定冰
四川省智能电网 重点实验室
• 主要从以下四方面加强智能电网建设： • 1）电网层面 • 拥有强大自愈和抗外界干扰能力的
统推广；（★）
• 3）线路、变电站等设备的自诊断 和状态检修；（★）
四川省智能电网 重点实验室
• 市场层面 • 1）智能电表及其规范体系；（★） • 2）基于智能电表的高级计量管理体系；
坚强智能电网总体介绍 PPT
坚强智能电网
——支撑经济、社会、环境可持续发展
1. 国外智能电网最新发展 2. 坚强智能电网战略部署 3. 智能电网的理解与思考
提纲
1.1 智能电网成为世界电力工业 积极应对未来挑战的共同选择
随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及 全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。 发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业 积极应对未来挑战的共同选择。不同国家的国情不同、电网发展阶 段、资源分布不同，发展智能电网的方向和重点也不同。
洲智能电网建设更加关注可再生能源和分
布式电源的接入，并带动整个行业发展模
式的转变。
1.4 国外智能电网的最新发展—美国
--DOE联邦能源监管委员会对智能电网标准的推动
美国的智能电网计划名为Unified National Smart Grid，译为统一智能电网。7月16日，美国联邦能源监管 委员会发布官方政策声明，提出了美国智能电网在建设过 程中需要优先制定的标准，包括：系统接口、网络安全、 广域相量测量、需求响应、储能技术、电动汽车等方面。 委员会希望通过这些统一标准的制定，为后续其它标准的 制定打好基础，以统一标准推进美国智能电网的建设，带 动智能电网相关产业的发展。
制定《欧洲未来电网的远景和策略》、 《战略研究议程（SRA）》、 《欧洲未来电网发展策略》
2006年5月18日
2010
1.3 国外智能电网发展的最初动因
动因：美国在全国范围内存在多个交流输
电网，人员年龄老化，投入不足，技术陈
美
旧，事故较为频繁，需要防止大停电。 关注：在智能电网建设中更加关注电力网
1998
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
——支撑经济、社会、环境可持续发展
1. 国外智能电网最新发展 2. 坚强智能电网战略部署 3. 智能电网的理解与思考
提纲
1.1 智能电网成为世界电力工业 积极应对未来挑战的共同选择
随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及 全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。 发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业 积极应对未来挑战的共同选择。不同国家的国情不同、电网发展阶 段、资源分布不同，发展智能电网的方向和重点也不同。
洲智能电网建设更加关注可再生能源和分
布式电源的接入，并带动整个行业发展模
式的转变。
1.4 国外智能电网的最新发展—美国
--DOE联邦能源监管委员会对智能电网标准的推动
美国的智能电网计划名为Unified National Smart Grid，译为统一智能电网。7月16日，美国联邦能源监管 委员会发布官方政策声明，提出了美国智能电网在建设过 程中需要优先制定的标准，包括：系统接口、网络安全、 广域相量测量、需求响应、储能技术、电动汽车等方面。 委员会希望通过这些统一标准的制定，为后续其它标准的 制定打好基础，以统一标准推进美国智能电网的建设，带 动智能电网相关产业的发展。
制定《欧洲未来电网的远景和策略》、 《战略研究议程（SRA）》、 《欧洲未来电网发展策略》
2006年5月18日
2010
1.3 国外智能电网发展的最初动因
动因：美国在全国范围内存在多个交流输
电网，人员年龄老化，投入不足，技术陈
美
旧，事故较为频繁，需要防止大停电。 关注：在智能电网建设中更加关注电力网
1998
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
完整第一章智能电网概述第1讲
? 1873年，法国弗泰内 首次进行了 远距离输电 ； 1874年，俄国的皮罗茨基 建立了输送功率为 4.5kＷ的直流输电线路，并于 1876年将低压直 流电沿铁路轨道输送了 3.6kＭ.
一、电网的发展历程
? 1882年，法国的物理学家 德普勒完成了有史以 来第一次真正意义上的远距离 直流输电试验 。
? 1897年，清政府上海南市马路工程 善后局创办 南市电灯厂 。该厂于当年除夕建成供电，点亮 中国地界上的 第一盏电灯 。
? 到1911年中华民国成立前夕，上海电力工业已 初具规模， 4 家中外电力公司共拥有 发电设备 容量8750kW 。
一、电网的发展历程
（二）中国的电网发展
? 1954年，我国自行设计、施工的 220kＶ高压输 电线路建成； 1972年我国第一条 330kＶ超高压 输电线路建成； 1981年，我国第一条 500kＶ超 高压输电线路投运； 2009年，1000kＶ特高压 输电线路投运，使中国成为当今世界 交流输电 电压等级最高的国家 。
? 19世纪80年代，主交输电开始走上历史舞台。 1886年，威斯汀豪斯 在美国麻省进行了 3kV、 距离为1.2km的交流输电演示 ；同年意大利的 塞奇建成电压２ kV 、长度为17英里的交流输 电线路。
? 1888年，俄国的多布罗沃斯基提出三相交流 制，效率高的三相异步电机随之问世，交流电 的优越性逐渐显现。 1891年，由劳芬至明兴河 畔的世界上第一条高压输电线路－ 法兰克福线 路在德国投入运行， 总长175km,电压为
一、电网的发展历程
到2017年 底全国发电 装机容量已 超过17.8亿 kW
? 已建成六大 区域电网 ? 建设北、中、 南三大西电东 送通道 ? 推进全国联 网、建设坚强 国家电网
一、电网的发展历程
? 1882年，法国的物理学家 德普勒完成了有史以 来第一次真正意义上的远距离 直流输电试验 。
? 1897年，清政府上海南市马路工程 善后局创办 南市电灯厂 。该厂于当年除夕建成供电，点亮 中国地界上的 第一盏电灯 。
? 到1911年中华民国成立前夕，上海电力工业已 初具规模， 4 家中外电力公司共拥有 发电设备 容量8750kW 。
一、电网的发展历程
（二）中国的电网发展
? 1954年，我国自行设计、施工的 220kＶ高压输 电线路建成； 1972年我国第一条 330kＶ超高压 输电线路建成； 1981年，我国第一条 500kＶ超 高压输电线路投运； 2009年，1000kＶ特高压 输电线路投运，使中国成为当今世界 交流输电 电压等级最高的国家 。
? 19世纪80年代，主交输电开始走上历史舞台。 1886年，威斯汀豪斯 在美国麻省进行了 3kV、 距离为1.2km的交流输电演示 ；同年意大利的 塞奇建成电压２ kV 、长度为17英里的交流输 电线路。
? 1888年，俄国的多布罗沃斯基提出三相交流 制，效率高的三相异步电机随之问世，交流电 的优越性逐渐显现。 1891年，由劳芬至明兴河 畔的世界上第一条高压输电线路－ 法兰克福线 路在德国投入运行， 总长175km,电压为
一、电网的发展历程
到2017年 底全国发电 装机容量已 超过17.8亿 kW
? 已建成六大 区域电网 ? 建设北、中、 南三大西电东 送通道 ? 推进全国联 网、建设坚强 国家电网
《特高压和智能电网》PPT课件
国内现状—技术创新
2003年9月，中国第一个750千伏输变电示范工程（兰州东—
青海官亭）在西北开工建设，线路全长140千米。至2005年9月，
仅用了两年时间，世界上海拔最高、中国运行电压等级最高的750
千伏输电线路正式建成投运。
24
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交 流试验示范工程
25
1000kV晋东南—南阳—荆门特高 压交流试验示范工程
27
1000kV晋东南—南阳—荆门特高 压交流试验示范工程
通过工程实践，我国全面建成了世界一流的特高 压试验研究体系，全面掌握了特高压交流输电核 心技术，全面建立了特高压交流输电标准体系， 全面实现了国内电工装备制造的产业升级，全面 验证了特高压交流输电的技术可行性、设备可靠 性、系统安全性和环境友好性，全面培养锻炼了 技术和管理人才队伍。特高压交流输电在我国已 具备大规模应用条件。
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。
26
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。
根据国际电工委员会的定义：交流特高压是指
1000kV以上的电压等级。在我国，常规性是指
1000kV以上的交流，800kV以上的直流。
4
电网的发展历程
❖ 1908年，美国建成了世界第一条110kV输电线路；经 过15年，于1923年，第一条230kV线路投入运行； 1954年建成第一条345kV线路。从230kV电压等级到 345kV电压等级经历了31年。在345kV投运15年后， 1969年建成了765kV线路。