1、國內外智能電網發展分析技術創新，變革未來全球氣候變化、自然災害頻發“高碳”經濟、溫室效應、冰川融化2.1 智能電網是世界電力工業應對未來挑戰的共同選擇 污染嚴重、沙漠化城市面臨挑戰環境：金融危機，拉動內需,促進就業各國政府紛紛出臺智能電網相關政策需要智能電網幫助電力行業推動技術創新，實現技術轉型確保電力可靠供應傳統能源的日益短缺新能源、可再生能源國家能源安全、可持續發展造福子孫后代經濟：能源：技術：2.1 智能電網是世界電力工業應對未來挑戰的共同選擇， 這些挑戰有哪些？來源: 埃森哲整理分析智能配電變電站智能輸電變電站智能輸電變電站智能配電變電站接入電網的可再生能源電網儲能裝置核電廠安裝CCS

2、的燃煤和燃氣電廠天然氣傳輸CO2 運輸與封存潮汐發電氫能,生物質能, 汽油/柴油等配網基礎設施H2 production electrolysisDirect H2 production Gen IVH2 production electrolysisDirect H2 production Gen IV生物燃料發電氫能生產 電解直接氫能發電 Gen IV高溫超導超級電網連接相鄰電網的HVDC嵌入式可再生能源自動故障隔離故障定位傳感器智能開關微型發電制冷和HVAC的動態控制高能效裝置插入式混合燃料汽車風電風電廠發電輸配電CHP/ 區域供熱網絡, 直流微網嵌入式儲能裝置光伏太陽能供熱泵智能傳感器

3、智能建筑智能住宅故障定位售電高度隔熱的住宅結構光電式屋頂關于使用和成本的室內數據需求側管理2.2 國外智能電網發展全景圖分布式發電2.2 國外智能電網發展全景圖對于電力系統發輸配售各個領域均可從智能電網中獲益2.3 智能電網如何刺激經濟，帶動全社會產業升級？2.4 美國智能電網-概念發展歷程2.3 美國智能電網-概念發展歷程美國總統奧巴馬就智能電網提出新思路美國東部時間8月5日下午，美國總統奧巴馬在印第安納州北部城市埃爾克哈特發表講話，就美國智能電網發展提出新的思路，認為美國應建設“可實現電力在東西海岸（距離4000千米以上）傳輸的更堅強、更智能的電網”“建設一個更堅強、更智能的電網”。在美國

4、建設一個新的清潔能源網絡，被奧巴馬視為“能源創新”。他指出，美國的經濟復蘇計劃中，將成倍增加可再生能源的開發能力，建設一個可實現電力在東西海岸傳輸的新的智能電網，這將有助于“確保美國在新的世紀里一如既往地引領突破”。他繼而強調，我們不僅僅是成倍增加可再生能源的開發能力，還要建立一個更堅強、更智能的電網。智能電網是普及電動汽車的基礎工程。奧巴馬表示，美國還將從7870億美元經濟刺激計劃中，撥款24億美元補貼由新一代電池技術提供動力的節省燃料的汽車和卡車，這是有史以來美國政府對這一技術領域的最大投資。他認為，很久以來美國在這一創新性領域沒有作為，而中國、日本等國家已經遠遠走在前面。2.4 歐洲智能

5、電網-概念發展歷程2.4 美國智能電網典型實踐波爾多Boulder to become first Smart Grid City 2.4 歐洲智能電網典型實踐-丹麥風電 2005年丹麥開展了“Cell試點控制工程”的研究，預計2011年完成。開展Cell試點工程以前，丹麥電網面臨著風電不可預測性降低安全分析準確度、高壓電網遠端故障導致本地發電機跳閘、低頻減載同時誤切機、故障后恢復過程復雜及恢復時間較長等問題。試驗表明，Cell單元能夠顯著提高電網可靠性指標。2.5 然而，國情網情不一，各國重點和理解也不一2.5 然而，國情網情不一，各國重點和理解也不一國情網情不一，各國形成了不同的建設愿景2

6、.6 不同行業對智能電網的實踐探索有哪些不同？ 行業1：電網運營商 行業2：城市運營者 行業3：表計生產商2.6 不同行業對智能電網的實踐探索有哪些不同？舉例：智能城市阿姆斯特丹（Smart City Amsterdam）2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-西門子1 西門子介紹了他們對智能電網的理解。西門子認為智能電網不應局限在清潔能源接入和用電等局部領域。智能電網需要涵蓋發電、輸電、配電、調度、變電、用電等各個環節，是一個完整的體系，這些觀點得到考察專家們的一致認同。 2國網智能電網歐洲考察團，考察西門子的幾點深刻印象：3 丹麥的風電接入可以被有效控制，參與電網的調頻，對電網的影響從

7、負面轉向正面。風電是可控的，可以調節的，不是發多少就接入多少，需要按照電網運行的要求來進行發電，不能僅考慮風機的最大效益，需要實現機網的最大程度協調。 西門子智能電網構想的特性：一是柔性的，滿足用戶需要；二是易接入的，保證所有用戶的連接通暢，尤其對于可再生能源和高效、零或低CO2排放的本地發電；三是可靠的，保障和提高供電的安全性和質量；四是經濟的。公司層電力資產性能管理系統發電計劃通用建模歷史信息工程和計劃（T&D）分析層能量市場管理；發電優化能量市場管理；傳輸網絡分析；操作培訓仿真；配網應用；配網培訓仿真；配網應用；配網培訓仿真；控制層分配控制系統SCADA；自動發電控制（AGC）；配電網S

8、CADA；停電管理系統；現場檢修管理；需求側管理(DSM)通信層廠站內（LAN）衛星；微波；載波；無線電；電池；電話；微波；無線電；網絡通訊；輔助設備層RTU,數據集中器等；開關；變壓器；電壓調節器；FACTS設備；配電自動化設備；重合閘；刀閘；變壓器；分層控制器；自動讀表裝置；DSM智能發電智能輸電智能配網智能家庭，智能用電2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-西門子 IBM觀點： 智能電網的構成包括數據采集、數據傳輸、信息集成、分析優化和信息展現五個方面。如右圖所示：摘自：IBM中國智能電網白皮書2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-IBM總結：IBM更多的是從IT角度來看智能

9、電網第一特征第二特征第三特征 一是數字化程度更高，內含各種智能的傳感器、電力設備、控制系統、應用系統等；實現全面實時的監視和全系統可觀測； IBM眼中，“智能電網”的三大特征，圍繞三大特征，提供了強大而成熟的產品和技術支持。 二是基于一個統一的信息平臺，能夠自動完成數據和應用的整合；提供先進的IT技術手段，實現了對電力企業信息的傳輸和集成； 三是在信息集成的基礎上，進行高級分析，具有輔助決策支持的數據分析能力，實現提高可靠性、降低成本、提高收益和效率目標。2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-IBM產品：SOA企業服務總線產品：資產、設計、運行類高級應用分析產品：系列設備和技術支持2.7

10、 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-PJM 智能電網通過對整個電力供應體系的自動化來提高電網的可靠性及效率，對于從發電廠到最終用戶的每一個系統接入者，電網結構將是開放式的，滿足即插即用技術標準。簡而言之，智能電網就是要實現在適當的時間，把適當的信息交給適當的人。定義PJM先進控制中心AC2 PJM認為：廣域測量技術是保證大電網安全的重要手段，也是實現智能輸電網的基礎，因此PJM目前主要從同步相量技術和先進控制中心（AC2）的研究建設著手開展智能輸電網的工作，主要內容包括SOA/CIM/可視化。-負責美國13個州以及哥倫比亞特區電力系統的運行與管理，世界上最大的區域電網。摘自：PJM智能電網和

11、先進控制中心資料總結：PJM更多的是從輸電網調度運行的角度著手建設作為咨詢商，埃森哲對國外智能電網有著較為客觀的看法2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-埃森哲埃森哲認為：智能電網如何實現智能？2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-埃森哲技術層面舉例管理層面舉例2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-埃森哲埃森哲智能電網重要變革舉例：埃森哲認為：智能電網建設需要從電力全價值鏈整體協調考慮2.7 國外主流廠商對智能電網有哪些觀點？-埃森哲2.8 不同國家的技術側重點不同，國外智能電網構想很大，但實際進展主要體現在以下幾方面： 國外，主要處于研究和實踐的起始階段。 1、可再生能源發

12、電和接入控制技術在歐洲得到一定應用，較好的解決了風電接入控制問題；2、分布式發電技術得到廣泛應用，歐美國家的天然氣管道非常完善；3、動態儲能技術得到一定應用，電動汽車充電站開始試點；4、靈活交流輸電技術得到一定應用；5、智能電表在歐洲一些國家得到一定程度的廣泛應用；6、配電網自愈取得一定進展。 7月13日，多家歐洲企業簽署德國慕尼黑意向書，成立“沙漠技術工業倡議公司”，共同推進利用撒哈拉沙漠地區的太陽能進行清潔發電的計劃，分析沙漠太陽能開發計劃在技術、經濟、政治、社會和環境等方面的運行條件。2.9 智能電網國外最新進展 國際智能電網標準戰略工作組（IEC SMB SG3）在5月發布了初步的智能

13、電網標準清單（框架1），目前正在討論分析階段；美國標準技術協會在6月初頒布了首批16個標準為智能電網協同標準框架。“統一標準”成為國際智能電網發展新趨勢 7月16日，美國聯邦能源監管委員會發布官方政策聲明，提出了美國智能電網在建設過程中需要優先制定的標準，包括：系統接口、網絡安全、廣域相量測量、需求響應、儲能技術、電動汽車等方面。委員會希望通過這些統一標準的制定，為后續其它標準的制定打好基礎，以統一標準推進美國智能電網的建設，帶動智能電網相關產業的發展。 公司在世界范圍內首先提出了以“統一規劃、統一標準、統一建設”為原則推進堅強智能電網建設，目前，各環節統一標準的制定工作已全面啟動，“統一”原

14、則已成為國際智能電網發展的新趨勢，是滿足我國電網發展實情的重要創新舉措。2.9 智能電網國外最新進展奧巴馬提出建設“更堅強、更智能”的美國智能電網 8月5日，美國總統奧巴馬在印地安納州發表講話，就美國智能電網發展提出新觀點，認為美國應建設“可實現電力在東西海岸傳輸的更堅強、更智能的電網”。奧巴馬指出，美國將成倍增加可再生能源的開發能力，建設一個可實現電力在東西兩岸（距離4000公里以上）傳輸的新的智能電網。智能電網是當今世界電力系統發展變革的方向標，是21世紀電力科技創新與發展的重要趨勢。此次，奧巴馬明確提出要建設橫跨美國東西海岸、跨越四個時區的統一電網，表明美國將打破州際壁壘、實現更大范圍的

15、電力資源優化配置提上議事日程。同時，建設“更堅強、更智能”的統一電網，充分表明電網堅強是智能電網的基本內涵，統一堅強電網是智能電網不可分割的重要組成部分。2.9 智能電網國外最新進展2.10 堅強智能電網提出前的外部環境分析 由于技術路線的差異、行業利益的不同，雖然特高壓工程已經取得了實質性的成功，但仍有少量不同的聲音對特高壓工程進行質疑和指責。 而國外智能電網概念的提出，使得不少持異議者找到了一個新的質疑點。 一些人在尚未仔細研究國外智能電網的含義、并未認真分析我國具體國情的情況下，針對我國電網發展有不少評說。這可能會誤導公眾思路，引起負面輿論報道，對我國電力發展、能源結構調整、構筑能源安全

16、保障造成不利的外部環境，甚而阻礙電力工業良性、可持續發展。3.1 中國國家電網公司智能電網發展基礎 中國國家電網公司在加快推進特高壓電網建設的同時，高度重視智能電網技術研究和工程實踐，在大電網安全穩定控制、廣域相量測量、靈活交流輸電、數字化變電站、配電網自動化、智能電表應用、可再生能源的接入與送出、大容量儲能、電動汽車等領域開展了大量工作，取得了一批擁有自主知識產權的重要成果，在技術理論、裝備制造和工程實施方面為發展智能電網打下了堅實的基礎。3.2 中國堅強智能電網的內涵 國家電網公司以奉獻清潔能源、促進經濟發展、服務社會和諧為基本使命，在認真分析世界電網發展的新趨勢和中國國情基礎上，緊密結合

17、中國能源供應的新形勢和用電服務的新需求，提出了立足自主創新，加快建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的統一的堅強智能電網的發展目標。3.2 中國堅強智能電網的內涵（續） 堅強智能電網以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代電網。經濟高效堅強可靠清潔環保友好互動透明開放中國智能電網1、堅強可靠的實體電網架構是中國堅強智能電網發展的物理基礎2、經濟高效是對

18、中國堅強智能電網發展的基本要求3、清潔環保是經濟社會對中國堅強智能電網的基本訴求4、透明開放是中國堅強智能電網的發展理念5、友好互動是中國堅強智能電網的主要運行特征3.2 中國堅強智能電網的內涵（續）3.2 中國堅強智能電網的內涵（續）“堅強”和“智能”是堅強智能電網的基本內涵。只有形成堅強網架結構，構建“堅強”的基礎，實現信息化、數字化、自動化、互動化的“智能”技術特征，才能充分發揮堅強智能電網的功能和作用。信息化是指實時和非實時信息的高度集成、共享與利用；數字化是指電網對象、結構、特性及狀態的定量描述和各類信息的精確高效采集與傳輸；互動化是指電源、電網和用戶資源的友好互動和協調運行。自動化

19、是指電網控制策略的自動優選、運行狀態的自動監控和故障狀態的自動恢復；3.2 中國堅強智能電網的內涵（續）1）能夠有效提高線路輸送能力和電網安全穩定水平，具有強大的資源優化配置能力和有效抵御各類嚴重故障及外力破壞的能力；2）能夠適應各類電源與用戶便捷接入、退出的需要，實現電源、電網和用戶資源的協調運行，顯著提高電力系統運營效率；3）能夠精確高效集成、共享與利用各類信息，實現電網運行狀態及設備的實時監控和電網優化調度；4）能夠滿足用戶對電力供應開放性和互動性的要求，全面提高用電服務質量。電網基礎體系 技術支撐體系智能應用體系 標準規范體系一個目標三個階段兩條主線四個體系五個內涵構建以特高壓電網為骨

20、干網架、各級電網協調發展的堅強智能電網技術上實現信息化、數字化、自動化、互動化管理上實現集團化、集約化、精益化、標準化2009-2010年： 研究試點階段2011-2015年： 全面建設階段2016-2020年： 完善提升階段堅強可靠 經濟高效清潔環保 透明開放 友好互動六個環節發電 線路 變電 配電 用戶 調度3.3 中國堅強智能電網發展戰略框架3.4 中國堅強智能電網的架構如何？電網3.5 堅強智能電網的分階段建設目標是什么？2016年2020年引領提升階段，全面建成統一的堅強智能電網，技術和裝備全面達到國際先進水平。屆時，電網優化配置資源能力大幅提升，清潔能源裝機比例達到35%，分布式電

21、源實現“即插即用”，智能電表普及應用。2011年2015年全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用。2009年2010年規劃試點階段，重點開展堅強智能電網發展規劃工作，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發和設備研制，開展各環節的試點工作。 第一階段第二階段第三階段國家電網公司將分三個階段推進堅強智能電網的建設：3.6 堅強智能電網與國外智能電網的不同之處1、驅動力不同：國家能源戰略、節能減排、“兩型”社會、和諧社會；2、體系不同，體系更完整，涵蓋發輸配變調用各領域；國外側重配電和用戶側；3、側重點不同，中國智能電

22、網“堅強”與“靈活”并重，“綠色電力”與“可靠供應”并重；4、發展模式不同，政企協作發展模式，國網公司有力領導，一體化高速推進，加上了“統一”定語；5、技術特點不同，以特高壓為核心大電網的技術特點； 3.7 智能電網將在中國電網六大環節產生重大變革。發電環節調度環節用戶環節配電環節線路環節變電環節1、在中國電科院建設國家風電技術與檢測研究中心。2、在國網電科院建設國家太陽能發電技術與檢測研究中心。 以國家能源發展戰略為導向，解決可再生能源（風電、光伏發電）的接入、預測、監測、分析、控制問題，提升可再生能源的機網協調運行水平。3.7.1 中國智能電網發電環節重點解決問題：重點工程：3.7.1 中

23、國智能電網發電環節1、積極采用先進、高效的多元化發電技術，實現電源發展方式集約化、結構布局科學化、并網接入標準化、運行控制智能化；2、實現機網信息的雙向交換，提高電網對發電側的控制水平，提高發電裝備綜合使用和能源利用效率，促進節能降耗；3、強化電源支撐能力，優化機組運行方式，提升機網協調水平，實現可再生能源有序接入，保障電力系統安全穩定運行。 發電環節的目標：3.7.2 中國智能電網線路環節1、特高壓交流和直流相關工程建設；2、智能化FACTS設備通用控制保護平臺運用；3、特高壓串聯補償器、靜止同步串聯補償器（SSSC）、統一潮流控制器（UPFC）的開發應用；1、靈活交流輸電技術（FACTS）

24、等輸電新技術的國產化問題；2、特高壓交直流輸電技術的推廣應用；重點解決問題：重點工程：3.7.2 中國智能電網線路環節1、以國家電網規劃為指導，加快建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強國家電網；2、實現輸電線路狀態檢修和全壽命周期管理；3、廣泛采用靈活交流輸電技術，提高線路輸送能力和電壓、潮流控制的靈活性。 線路環節的目標：3.7.3 中國智能電網變電環節1、制定智能變電站及裝備標準規范；2、智能變電站建設；3、智能裝備研發及裝備智能化改造；4、全壽命周期綜合優化管理體系建設。1、智能變電站的研究和推廣問題；2、全站設備的智能化問題；3、可再生能源規范接入問題；4、設備檢修模式落

25、后問題，加快向狀態檢修過渡。重點解決問題：重點工程：3.7.3 中國智能電網變電環節1、設備信息和運行維護策略與電力調度實現全面共享互動，實現基于狀態的全壽命周期綜合優化管理；2、樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能化變電站；3、實現全網運行數據的統一采集、實時信息共享以及電網實時控制和智能調節，支撐各級電網的安全穩定運行和各類高級應用。 變電環節的目標：3.7.4 中國智能電網配電環節1、配電網網架建設；2、配網自動化建設；3、配電網智能調度技術研究及推廣；4、電動汽車充電站試點建設；5、大容量儲能示范工程建設。1、配電網架薄弱問題；2、配電自動化普及率實用化低問題；3、分布式能源接入問題；4、儲能和電動汽車普及問題。重點解決問題：重點工程：3.7.4 中國智能電網配電環節1、建成高效、靈活、合理的配電網絡，配電網具備靈活重構、潮流優化能力和可再生能源接納能力，配電網自愈取得突破；2、實現集中/分散儲能裝置及分布式電源的兼容接入與統一控制；3、供電可靠性和電能質量顯著提高； 配電環節的目標：4、完成實用性配電自動化系統的全面建設，全面推廣智能配電網示范工程應用成果，配電網主要技術裝備達到國際領先水平。3.7.5 中國智能電網用戶服務環節1、智能用電示范園