1、1智能配電網與配電自動化第1頁2智能電網基本概念智能配電網概述分布式電源并網技術配電自動化與智能電網關系我國配電自動化及其發展第2頁3什么是智能電網?智能電網（SG，Smart Grid）定義最早出自美國“未來能源聯盟”智能電網工作組匯報： 智能電網是集成了傳統和當代電力工程技術、高級傳感和監視技術、信息與通信技術輸配電系統，含有愈加完善性能而且能夠為用戶提供一系列增值服務。之后陸續有些人提出各種智能電網定義，盡管在詳細說法上有所不一樣，但基本含義與以上定義是一致。智能電網是當代電網代名詞，是人們對未來電網愿景。第3頁4SG是已經有電力新技術應用綜合與升華1+12智能電網 當代電力技術 當代測

2、控技術計算機技術 電力電子技術通信技術 傳統輸配電網將通信、計算機、高級傳感與測控、電力電子等新技術在輸配電系統中應用進行集成、融合、升華，提升供電質量與資產利用效率。第4頁5SG新內容/1新客戶新能源新要求 新電網（智能電網）新技術第5頁6SG新內容/2新能源：可再生能源應對全球氣候變暖與實現可連續發展，迫切需要發展可再生能源發電?？稍偕茉窗l電大量并網給電網運行管理帶來新挑戰可再生能源發電間歇性、隨機性特點，給電網功率平衡、運行控制帶來困難。分布式電源（Distributed Electric Resource，DER)深度滲透，使配電網成為功率雙向流動有源網絡。新客戶：電動車充電時間可選

3、，亦可在電網需要時（如用電高峰）為其送電。電動車快速發展，充電容量需求十分可觀，為更加好對需求側進行管理（削峰填谷）創造了條件。第6頁7SG新內容/3新要求對供電質量要求提升：一些高科技數字設備要求供電“一刻”都不能中止。對資產利用效率要求提升：提升設備利用率，減低容載比，降低線損。新技術計算機與通信技術、傳感與測控技術、電力電子技術、超導技術等。這些新技術使智能電網成為可能第7頁8分布式電源在丹麥1980年代集中發電系統今天分布式發電系統-摘自美國能源部“The Smart Grid：An introduction”，。第8頁9未來智能電網-摘自歐盟“智能電網技術論壇”匯報，第9頁10智能電

4、網發展前景電力系統面臨兩個轉變由大機組集中發電模式向集中發電與分布式發電相結合方向轉變由供方主導電網向用戶參加互動電網轉變智能電網不是一項詳細技術，它代表著當代電網建設理念、目標，是對一切電力新技術應用總稱。智能電網是電力系統發展必由之路智能電網技術還在不停地發展改變之中全方面實施智能電網建設目標還需一個相當長過程第10頁11智能配電網概述第11頁12智能配電網（SDG，Smart Distribution Grid）是智能電網主要組成部分智能電網=智能輸電網+智能配電網智能電網與傳統電網區分在配電網上表現更為顯著第12頁13發展智能電網，配電網是重點/1配電網直接面向用戶，是確保供電質量、提

5、升電網運行效率關鍵步驟。我國配電網投資相對不足，自動化、智能化程度遠低于輸電網。在我國，配電網已成為制約供電質量與運行效率提升瓶頸：供電可靠性水平與世界先進水平有較大差距當前用戶停電95%以上是由配電系統原因引發造成電能質量惡化原因主要在配電網電網有二分之一以上損耗產生在配電網配電線路平均負荷率低于世界先進水平第13頁14發展智能電網，配電網是重點/2智能電網“新意”主要表達在配電網上可再生能源發電（分布式電源)主要在配電網接入。支持需求側響應，實現與用戶互動，創新用戶服務著眼點在配電網。第14頁15智能配電網特征/1更高供電可靠性實時檢測故障設備并進行糾正性操作，最大程度地降低電網故障對用戶

6、影響。自愈功效包含繼電保護、重合閘、配網故障隔離等在主網停電時，應用分布式電源微網（Micro Grid）保障主要用戶供電。更高電能質量實現電壓、無功優化控制，確保電壓合格率。實現敏感用電設備不間斷連續供電應用動態電壓賠償器（DVR）確保線路故障與重合閘期間供電 應用固態斷路器實現雙路供電電源“0”秒無縫切換第15頁16智能配電網特征/2支持DER大量接入將DER與配電網有效集成，優化DER利用，提升電網運行安全可靠性與運行效率。DER能夠即插即用（Plug and Play)支持與用戶互動實現用電信息在供電企業與用戶間即時交換，創新用戶服務。支持實時（動態）電價，讓用戶選擇用電時間，更加好地

7、削峰填谷，適應分布式發電間歇性特點。支持用戶自備DER并網支持電動車接入選擇低電價時段充電可在電價高時向電網送電。第16頁17智能配電網特征/3提升電網資產利用率合理控制時尚，降低線損。提升負荷率，降低系統容載比，充分利用系統容量。降低投資，降低設備折舊，使用戶取得更廉價電力。能夠對配電網及其設備進行可視化管理實時采集電網及其設備運行數據提供時尚、負荷、設備狀態監測、電能質量、故障位置、停電范圍等實時信息處理配電網“盲管”問題實現配網設備管理、生產管理自動化、信息化自動化系統高度集成、深度融合第17頁18智能配電網主要技術內容/1調度自動化（EMS)變電站自動化：數字化變電站配電網（中低壓電網

8、）自動化運行自動化：配電SCADA、饋線自動化（ FA，故障定位/隔離/自動恢復供電）電壓無功控制、虛擬發電廠（VPP，Virtual Power Plant）：DER調度管理管理自動化配電GIS（地理信息系統）：設備管理、檢修管理、停電管理（OM, Outage Management） 、作業（工作票）管理第18頁19智能配電網主要技術內容/2用戶自動化高級量測體系（AMI，Advanced Metering Infrastructure)：支持雙向通信、智能讀表、用戶能源管理（需求側管理DSM）、家庭自動化客戶信息系統（CIS）電話呼叫管理（TCM, Trouble Call Manage

9、ment）分布式電源并網技術有源網絡（Active Network）：分布式電源深度滲透、時尚雙向流動網絡。微網技術（Micro Grid）：微網是接有分布式電源配電子系統，可在主網停電后獨立運行。第19頁20智能配電網主要技術內容/3柔性交流配電技術（DFACTS）定制電力（Custom power)：應用電子電力設備實現電能質量改進與控制，為用戶提供電能質量滿足其特定需求電力。定制電力設備：靜止無功發生裝置（SVC）、靜止同時賠償器（STATCOM）、有源濾波器（APF）、動態電壓恢復器（DVR）、固態斷路器（SSCB）。統一時尚控制（UPFC）故障電流限制器超導故障電流限制器基于電力電子

10、器件故障電流限制器第20頁21分布式電源并網技術第21頁22什么是分布式電源？分布式電源（DER，Distributed Electric Resource）：分布式發電裝置+分布式儲能裝置分布式發電（DG，Distributed Generation）小型、直接聯到配電網上、普通向當地負荷供電發電方式。容量在50MW以下 。分布式發電技術：微型燃氣輪機、小水電、風力發電、太陽能發電、生物質發電分布式儲能裝置分布式儲能裝置是指模塊化、可快速組裝、接在配電網上電能存放與轉換裝置。分布式儲能技術：UPS電源、燃料電池、電力蓄熱/蓄冷、電動汽車第22頁23分布式電源供電作用提升供電可靠性。在電網瓦解

11、或發生地震、暴風雪、人為破壞、戰爭等意外災害情況下，維持主要用戶供電，防止大面積停電帶來嚴重后果。 起停方便，調峰性能好，有利于平衡負荷。投資小、見效快。降低、延緩大型集中發電廠與輸配電系統投資，防止大型發電廠建設投資風險。降低傳輸損耗。第23頁24分布式發電發展美國法律要求各電力企業必須接收用戶小型能源系統年，丹麥分布式發電裝機容量到達總裝機容量53%，芬蘭、德國、荷蘭、捷克等國在38%以上。我國分布式發電發展相對滯后。初頒布了“可再生能源法”，將極大地促進分布式發電在我國發展。成本過高是制約分布式發電（主要是可再生能源發電）發展主要原因第24頁25分布式電源并網方式DG接入變電站母線DG接

12、入配電線路第25頁26分布式電源并網技術問題/1電壓問題DG啟停影響DG供電間歇性影響第26頁27分布式電源并網技術問題/2繼電保護問題引發線路保護誤動或拒動影響備自投DG供電殘壓影響電壓檢測非同期合閘危害DG安全主網脫離形成運行孤島，危害系統運行。發電量與負荷不平衡，供電質量沒有確保。影響故障熄弧不一樣期合閘沖擊電流危害DG安全孤島部分系統失去接地中性點，存在過電壓隱患。DG并網必須裝設孤島保護：可利用頻率、電壓、電壓相位改變檢測孤島。第27頁28分布式電源并網技術問題/3DG供電電流抬高M點電壓，使保護感受到電流降低，可能造成其拒動。相鄰線路故障時，DG提供短路電流可能造成保護誤動。分布式

13、電源造成保護不正確動作第28頁29分布式電源并網技術問題/4B1B2B4B5110 kV220 kVSubstationB3CB1CB2孤島DGB7B6孤島運行示意圖第29頁30分布式電源并網技術問題/5短路電流增加可能超出線路設計熱穩定容量可能超出斷路器設計折斷容量電能質量問題分布式電源投切引發暫態電壓改變諧波分布式發電間歇性輸出影響穩定問題普通不會對系統穩定造成影響電力系統出現穩定事故時，頻率下降使分布式電源斷開會造成事故惡化。第30頁31分布式電源并網技術問題/6對電網規劃影響難以掌握DG裝機情況，對負荷增加進行準確地預測。對電網運行管理影響DG發電間歇性給發供平衡帶來困難調度管理、時尚

14、控制愈加復雜配電設施停電檢修安排困難對電網經營影響怎樣分擔并網成本？DG造成主網少供電，怎樣消化建設成本？第31頁32DER“即接即忘”式并網當前，DER接入采取“Connect and forget(即接即忘)”標準將DER看成“負負荷”，電網規劃時不考慮其影響。對電壓分布、短路容量、繼電保護、電能質量無實質性影響不改變現有保護控制、運行管理方式并網技術要求接入容量作出限制，如不超出最大負荷10%。DER配置孤島保護注入諧波不超標第32頁33有源網絡指分布式電源大量應用、深度滲透配電網DG對系統規劃、保護控制與運行影響不能忽略采取主動接入標準，不硬性限制DG容量以有利于可再生能源足額上網、節

15、約整體投資為標準系統規劃設計能夠考慮DG備用作用需要采取技術辦法自動電壓控制時尚控制短路電流限制繼電保護辦法需求側管理辦法第33頁34微網技術/1微網（Micro Grid）：指接有分布式電源配電子系統，可在主網脫離后孤立運行，維持全部或部分主要用電設備供電。微網是一個預先設計好孤島，能夠在主網脫離后正常運行。第34頁35微網技術/2主網側微網示例第35頁36微網技術/3微網很好地處理了DER大量接入與不改變配電網現有保護控制方式之間矛盾。僅在PCC點與大電網連接，防止了多個DER與大電網直接連接。微網中DER主要用于區域內部負荷供電，不向外輸送或輸送很小功率，使得大電網能夠不考慮其功率輸出影

16、響，繼續采取“既接既忘”并網方法。微網作用提升供電可靠性更加好地發揮分布式電源（分布式發電與儲能裝置）作用更加好地進行需求側管理第36頁37配電自動化及其與智能配電網關系第37頁38配電自動化（DA-Distribution Automation)指利用當代計算機、微電子、網絡及通信技術，實現配電網運行監控及管理自動化、信息化，以確保配電網安全經濟運行，提升供電質量及生產管理效率。配電自動化是關于當代信息技術在配電網監控與管理中應用技術配電自動化定義第38頁39DA技術內容（廣義）變電站(35/110kV)自動化/調度自動化（EMS）配電網（中低壓電網）自動化運行自動化：配電SCADA、配網（

17、饋線）自動化。管理自動化：設備管理、檢修管理、停電管理、工作票管理用戶自動化：自動讀表（AMR）客戶信息系統（CIS）電話呼叫管理（Trouble Call Management,TCM)第39頁40通常意義上DA技術內容配電網（中低壓電網）自動化配電網運行自動化：SCADA、FA配電網管理自動化：配電GIS用戶自動化自動抄表：AMR用電管理：CIS電話投訴：TCM第40頁41配電自動化系統饋線自動化用戶自動化WAN變電所自動化TCM配電GIS供電企業信息集成SCADA/DADA系統SCADA/EMSCISAMR第41頁42SDG vs. DA /1SDG與DA共同點：都以當代測控、通信與信息

18、技術為伎倆智能電網涵蓋配電自動化全部功效智能電網含有配電自動化全部作用第42頁43SDG vs. DA /2SDG不一樣之處：支持DER大量接入、深度滲透自動抄表（AMR）發展為智能讀表技術，即高級量測體系（AMI）。包含微網技術強調系統接口標準化與開放性，實現自動化與信息系統深度融合、有效集成。包含一次技術定制電力/DFACTS故障電流限制器要求一次、二次系統協調采取愈加靈活（如網格式）結構，愈加好地支持自愈功效。利用高級量測與自動化技術，提升設備容量利用率，降低一次投資。第43頁44SDG vs. DA /3DASADSCADACISFA配電GISSDGAMRAMI故障電流限制技術家庭自動化DSM分布式電源并網控制定制電力/DFACTS虛擬發電廠/VPPMicro Grid配電快速仿真模擬/D-FSM第44頁45高級配電自動化（ADA）定義 高級配電自動化（ADA，Advanced Distribution Automation)是配電網革命性管理與控制方法。它實現