1、智能电网建设现状及趋势智能电网建设现状及趋势2提纲1.坚强智能电网发展战略2.坚强智能电网建设实践3.坚强智能电网发展趋势3应对应对气候变化促进促进清洁能源发展保障保障能源供应实现实现可持续发展当前全球能源开发利用正在向多元化、清洁化的方向发 展。建设坚强智能电网意义重大。1.1 面临形势41.2 坚强智能电网概念及全景图坚强智能电网是坚强 网架与智能化技术的高 度集成。能够：1.大量接入风电、太 阳能等清洁能源。2.与用户双向互动，实现智能生活。3.提高电网的安全 性、经济性和供电服务 质量。5中国正处在工业化、城镇化发展的关键时期。经济快速发展，用电需 求急速增加，电网处于快速发展时期。22、020年，电力需求将在2009年基础上再翻一番，达到76700亿千瓦 时。电力建设不能再是简单的规模翻番、重复。数据来源：电力工业统计资料汇编1.3 发展背景-经济发展4.1全社会用电量预测（万亿千瓦时）6.087.842010年2015年2020年6.58全社会负荷预测（亿千瓦）9.9112.772010年2015年2020年62/3煤炭资源、风能、太 阳能分布在北部和西北部4/5水能资源分布 在西南部2/3以上能源需求集 中在东中部能源资源与消费呈逆向分布：1.3 发展背景-能源分布上述大型水电、煤电以 及风电基地与中东部负荷中 心相距至少1500公里以上。因此，需要构建坚强的强交 强直特3、高压主网架，形成大 范围、远距离、大容量输电 格局，形成科学的能源输送 体系，有效解决煤电运反复 紧张的问题。7电网基础体系 技术支撑体系智能应用体系 标准规范体系一个目标三个阶段两条主线四个体系五个内涵以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息 化、自动化、互动化特征的坚强 智能电网技术主线：信息化、自动化、互动化管理主线：集团化、集约化、精益化、标准化2009-2010年：规划试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：引领提升阶段坚强可靠 经济高效清洁环保 透明开放 友好互动六个环节发电 输电 变电 配电 用电 调度1.4 坚强智能电网发展战略2009年5月24、1日，国家电 网公司提出了坚强智能电网 发展战略。8建设坚强智能电网，形成特高压交直流大电网，抗扰动能力显著提 高，到2020年全国水电并网装机可达到3.5亿千瓦、风电并网装机达到1.5 亿千瓦。在传统电网的情况下，2020年全国水电并网装机只能达到约3亿千瓦，可消纳的风电并网装机规模只能达到约7000万千瓦。资料来源：坚强智能电网与能源资源优化配置战略研究报告智能电网建设对提升电网接纳清洁能源的能力的效果将十分显 著：智能电网对促进风电开发的作用（万千瓦）智能电网对促进水电开发的作用（万千瓦）1.5 智能电网的作用：能源更清洁950.0Hz50.0Hz49.849.850.250.2电源负荷5、有功平衡难度加大,安全稳定受到威胁有功平衡难度加大,安全稳定受到威胁电网电网用电负荷用电负荷常规电源常规电源发电机组在运行上下限 内按调度指令运行发电机组在运行上下限 内按调度指令运行间歇式能源发电间歇式能源发电日负荷规 律性强 日负荷规 律性强2.1有功平衡问题人们不理解，新能源(风电、光伏）接入为什么困难？功率平衡问题1.5 智能电网的作用：能源更清洁间歇式能源发电间歇式能源发电间歇式能源发电间歇式能源发电间歇式能源发电间歇式能源发电间歇式能源出 力随机变化，可预测性差间歇式能源出 力随机变化，可预测性差10电网负荷曲线风力波动曲线反调峰现象严重公司系统全年风电运行反调 峰比例为43%，华6、北59%，东北 53%，西北48%。反调峰情况突 出。由于云层的关系太阳能发电极不稳定5分钟之内5分钟之内 下降了81%下降了81%1.5 智能电网的作用：能源更清洁11大量研究表明，坚强智能电网能够显著提高电网安全可靠性。首 先是坚强智能电网抵御事故的能力显著增强，随着我国大型能源基地 的西移和北移，必须通过经济高效的交直流特高压技术才能将这些远 在1500公里以外的大型能源基地的电力输送到东中部负荷中心，而维 持500kV电网格局难以承受这些大直流输电系统事故跳闸，对电网造 成冲击。比较形象的比喻是：电网就像一个港口，远距离大容量直流输电 系统就像一艘超级货轮，如果电网这个“港口”不足够大7、（深），大 直流这艘超级货轮就开不进来，即使能开进来，货也装不满，投资效 率将大打折扣。因此建设覆盖华北、华中、华东，即“三华”区域的 特高压主网架，是我国电网发展的必然选择。1.5 智能电网的作用：电网更安全12其次，采用智能变电站、配电自动化、智能调度、智能输电等技术，为电网安全可靠供电提供坚强的技术保障手段。1.5 智能电网的作用：电网更安全8.14美加大停电，超2.4万平方公里；5000万人饱受断电之苦；纽约停电 29小时；直接损失10.5亿美元；间接损失300亿美元。每年美国因电力供应不可靠造成的损失超过1000亿美元。数据来源：Galvin electricity initiati8、ve,2005数据来源：Galvin electricity initiative,200513负载系数（%）60%40%20%0%80%0%20%40%60%80%100%75%100%占一年时间的百分比一年中有不到5%的时间需要25%以上的配电和10%以上的发电资产（总投 资数千亿元）,减少5%高峰用电负荷可以减少相应投资或延缓投资。发电配电5%=440小时/年90%数据来源：美国西北太平洋国家实验室2、提高设备利用效 率。以每小时最大负荷作为峰值1.5 智能电网的作用：运行更高效1、大电网水火互济，干枯互济，余缺互济，效益明显。14家庭安防可视监控、红外探测、烟雾探测、燃 气泄漏探测、紧9、急求助、门禁管理等烟雾探测器红外探测器紧急求助按钮燃气泄露探测器智能家居/家电家电通断，模式控制，能耗监控，家 电联动，与电网进行用电信息交互、家电自动报障。空调热水器电饭煲洗衣机水、气表自动抄收水表气表社区服务用户信息等查询、设备维 护、事件通知等智能电能表支持双向计量、自动采集、在线 监测等功能电力光纤到户宽带接入电视IP电话分布式电源小型风力发电机屋顶太阳能发电电动汽车电动公交车 电动家用车1.5 智能电网的作用：生活更多彩152020年国家碳减排战略目标：CO2 排放总量不少于95亿吨，需减少CO2 排 放6978亿吨。2020年坚强智能电网建成后，国家电网公司经营区域内可实现：CO210、 减排量约16.5亿吨对碳减排目标的贡献率可达20%23%使CO2 排放强度比2005年下降8.8%占电力行业碳减排潜力的比重高达50.9%减少SO2、NOx 和烟尘排放量分别约为1262、1096和549万吨1.5 智能电网的作用：环境更友好数据来源：智能电网建设成就新闻发布会材料16资料来源：坚强智能电网与技术创新和产业发展战略研究报告上游产业上游产业一次能源开采业电子元器件制造业先进材料产业专业技术与信息服务业工程技术与规划管理先进储能电池制造业发电侧产业风力发电设备制造业水力发电设备制造业火力发电设备制造业核电设备制造业发电监控设备制造业电网侧产业变压器制造业电容器制造业开关设备制造业11、电力互感器制造业电线电缆制造业电力电子设备制造业状态监测设备制造业保护测控设备制造业检验检测设备制造业安稳调度设备制造业用电侧产业用电信息采集设备制造业电动汽车充放电设备制造业综合能效管理制造业分布式太阳能、风能发电设 备制造业下游产业下游产业信息通信侧产业光纤、光缆制造业通信设备制造业传媒产业电动汽车产业智能家居、家电产业智 能 楼 宇、智 能 小 区、智能城市20112020年智能化投资 约4000亿元，可带动全社 会相关行业产出增加约 1.5万亿元。对产业的拉动作用1.5 智能电网的作用：促进产业发展17坚强智能电网综合效益（国家电网公司经营区域内）替代减排CO2 约1亿吨节能减排CO212、 约1.6亿吨节约土地约2000亩/年减排SO2 约100万吨环境效益（约490亿 元）其他社会效益（约580亿元）促进产业升级提高能源供应安全促进区域协调发展缓解煤炭运输压力节约供电成本增加就业机会14万个/年新增投资清洁能源机会降低发电成本（11.5分/千瓦时）节约系统有效装机投资约250亿元发电环节效益（约400亿元）提高资产利用效率降低网损约70亿千瓦时提供多样化服务节约电量消费改善电能质量减少停电损失用户环节效益（约320亿元）电网环节效益（约200亿元）预计到2020年，电网环节效益约200亿元/年，社会效益约1790亿元/年，电网效益与社会效 益比值约为1：9。投入产出比为 1:13、4.5。epri 数据来源：坚强智能电网的社会经济效益战略研究报告1.5 智能电网的作用：综合社会经济效益18提纲一、坚强智能电网发展战略二、坚强智能电网建设实践三、坚强智能电网发展趋势19国家电网公司在继续深化和发展特高压技术及工程的国家电网公司在继续深化和发展特高压技术及工程的 同时，积极开展电网智能化工作。经过两年多的建设与实同时，积极开展电网智能化工作。经过两年多的建设与实 践，在电网智能化方面已取得了巨大成果，概括为“四大践，在电网智能化方面已取得了巨大成果，概括为“四大 成就”和“八大突破”。成就”和“八大突破”。2.主要实践成果20 提出坚强智能电网理念 形成系统的战略框架国家电14、网智能化规划总报告（2009-2020年）国家电网公司“十二五”电网智能化规划2.1 四大成就电网基础体系 技术支撑体系智能应用体系 标准规范体系一个目标三个阶段两条主线四个体系五个内涵以特高压电网为骨干网 架、各级电网协调发展的 坚强智能电网技术主线 管理主线2009-2010年：规划试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：引领提升阶段坚强可靠 经济高效清洁环保 透明开放 友好互动六个环节发电 输电 变电 配电 用电 调度212.1 四大成就已编制或采用智能电网技 术标准达到285项,发布137 项智能电网企业标准提交10项智能电网国际标 准提案,参与编制4项国家 标15、准、22项行业标准提出8个专业分支、26个技 术领域、92个标准系列，推荐了22项核心标准制定发布智能制定发布智能 电网技术标准体电网技术标准体 系规划系规划智能电网技智能电网技 术标准体系术标准体系 趋于完善趋于完善在国内外产生在国内外产生 了深刻影响了深刻影响222.1 四大成就发布智能电网关键设备(系统)研制规划-包括7 7个领域、2828个专题和137137项关键设备引导电力装备制造企业提升研发创新能力，推动 其转型升级60项关键设备研制成功232.1 四大成就 累计安排了29类287项试点项目 已建成投产16类127项试点项目 2011年底建成投产的项目将达 到238项推进速度快建设16、规模大涵盖范围广应用效果好对已建成11类试点项目进行了技术经济评价242.2 八大突破关键突破 大规模可再生能源并网 大规模风电/光伏发电功率预测及运行控制 分布式光伏发电接入作用成效进展情况 提升了可再生能源的消纳能力 保障了电网安全稳定运行 经营区域内风电并网容量已达3792万千 瓦，是2008年底并网容量的4.3倍国家能源太阳能发电技术研发（实验）中心国家能源大型风电并网技术研发（实验）中心国家能源智能电网技术研发（实验）中心综合试验检测 能力达到国际 先进水平研发中心252.2 八大突破关键突破 智能开关设备 电子式互感器 辅助功能管控系统 智能变压器 一体化监控系统 全数字化保护监控17、设 备重要成果作用成效进展情况 高压设备智能化集成设计、智能化分析决策及应用、全景数据处理平台等关键技术 在国际上首次提出智能变电站系列技术标准 提升抵御大电网事故能力 降低全寿命周期建设运营成本 建成110千伏至750千伏智能变电站18座，在 建56座262.2 八大突破重要成果 完成智能充换电服务网络运营管理系统的标准化设计 研制充电机/桩、电池更换装置等充换电设备（系统）电动汽车充电/电池更换关键技术 充换电设备研制 电动汽车充换电设施建设及运营模式关键突破作用成效 满足了电动汽车电力供应需求 促进清洁能源利用 建成108座充换电站，7245个充电桩,覆盖26个省市 在青岛、杭州建成了电18、动汽车充换电服务网络进展情况272.2 八大突破关键突破 大电网运行全景监视 在线综合预警及智能决策 短期调度计划和安全校核重要成果作用成效进展情况 研制了具有世界先进水平的智能电网调度技术支持系统 形成了较为完整的智能电网调度技术支持系统标准体系 提高了调度技术装备水平 已建成投运了9套智能电网调度技术支持系统 一体化基础平台 综合智能分析告警 多目标协调的新能源调控 主配网调控一体化 为“三华”电网一体化运行和清洁能源并网提供了支撑 提升了驾驭大电网能力282.2 八大突破重要成果关键突破作用成效进展情况 组织开发了输变电设备状态监测主站系统和终端设备完成了输变电设备状态监测技术实验室的建19、设并通过国家级资质 认定 输变电设备状态监测的规范化、集约化 相关试验检测能力 全面掌控输变电设备运行状 态，进一步提高了设备运行的可 控、在控能力，提升了设备安全 运行水平 已在15 个省完 成输电设备状 态监测系统主 站部署292.2 八大突破重要成果关键突破作用成效进展情况 研发了用电信息密钥管理系统、多种类型采集终端及不同型式智能电能表等设备（系统）完成了全部省级公司采集系统主站和所有专变、公用配变采集终端建设 建立了完备的信息安全防护体系 系统功能集成 规模化应用 信息安全防护 提供了透明公开的双向互动服 务，提升了公司营销智能化管 理与服务水平 为实现“全覆盖、全采集、全 费控”目20、标、实施阶梯电价、助推节能减排提供了基础条件 已有5850万用户 实现了用电信息自动采集302.2 八大突破重要成果关键突破作用成效进展情况 建立配电自动化标准体系 扩展配电自动化覆盖范围 建设开放式配电自动化系统实现与相关系统信息共享和应 用集成 配电自动化主站系统 智能配电终端 标准化信息交互 分布式电源接入 提升了配电网调度集约化水平 减少故障停电时间，缩小故障影响范围 正在23个城市核心区建设智能配电网，目前已完成7个312.2 八大突破重要成果关键突破作用成效进展情况 研发智能用能服务系统、智能交互终端、光纤复合低压电缆等设备（系统）提出电力光纤到户条件下的智能用电服务商业模式 构建21、智能用电服务平台 电力光纤到户与智 能用电结合应用 支撑智能用电相关业务，服务“三网融合”为用户提供未来新生活方式的实景体验 为大众参与节能减排提供技术手段 已建成6个智能用电 小区、在建22个智 能用电小区，服务 平台覆盖3.5 万用 户。32提纲一、坚强智能电网发展战略二、坚强智能电网建设实践三、坚强智能电网发展趋势333.1 2011年坚强智能电网发展目标2011年，国家电网公司坚强智能电网进入全面建设阶段。2011年，国家电网公司坚强智能电网进入全面建设阶段。建成智能变电 站67座在19个城市核 心区建成配电自 动化系统推广应用3600 万具智能电能表新建173座电动 汽车充换电站和 22、9200个充电桩经营区域内风 电容量达到5000 万千瓦完成25个智能 小区/楼宇建设推广建设6.2万 户电力光纤到户完成中新天津 生态城智能电网 综合示范工程建 设完成9个95598 互动网站的建设制定智能电网 标准88项343.2“十二五”发展目标-发电环节发 电 环 节发 电 环 节在装机容量3万千瓦及以上的风 电场建立风电功率预测和运行监控 系统；在电网中安装适当比例的大 容量储能设备；100%完成常规电源 机组励磁、调速的参数实测，强化 网厂协调。可满足1亿千瓦风电和800万千瓦 太阳能发电接入的需要。国家电网公司加快智能电网建设步伐，力争到2015年基本建成坚强智 能电网，国家电网23、智能化程度达到国际先进水平。国家电网公司加快智能电网建设步伐，力争到2015年基本建成坚强智 能电网，国家电网智能化程度达到国际先进水平。总目标35建成覆盖全网范围的输变电设备状 态监测系统。在人工巡检较为困难地区推广应 用直升机、无人机以及机器人等多 种方式的智能巡检。全面推广柔性交流输电技术，扩大 柔性直流输电试点范围。输电线路可用系数从99.53%提高到 99.60%。3.2“十二五”发展目标-输电环节36应用智能变电站相关技术，实现电网运 行数据的全面采集和实时共享，支撑电网 实时控制、智能调节和各类高级应用。新设计变电站按照智能变电站技术 标准建设。新建110(66)千伏及以上智能变24、电 站5100座。贯彻全寿命周期管理理念，对约 1000座变电站进行智能化改造。3.2“十二五”发展目标-变电环节373.2“十二五”发展目标-配电环节配网可靠性、运行效率、供电质量 和主要技术装备达到国际先进水平,城 市核心区可靠性超过99.99%。在配电自动化基础较好的地区，开展 分布式电源/储能及微电网接入与协调控 制试点应用。0.00.20.40.60.81.01.21.41.6CP 95Bi Bo1,Fr om 2009-3-24 t o 2009-4-1El ect r ot ek/EPRIPQVi ew(R)V o l t a g e (%)THD35791113VaVbVc优先25、在31个重点城市核心区开展配电 自动化和配网调控一体化智能技术支持系 统建设。“十二五”中后期在其他具备条件的 地级市核心区电网逐步推广应用。38推广应用约3亿只智能电能表，用电信 息采集系统覆盖率达到100%，实现“全覆盖、全采集、全费控”。3.2“十二五”发展目标-用电环节完成所有省级集中95598供电服务中心 建设。智能小区、智能楼宇、智能园区、营 业厅互动化建设取得显著成果。建成2351座充换电站和22万个充电 桩，基本形成覆盖公司经营区域的充 电服务网络。393.2“十二五”发展目标-调度环节省级以上调度全面建成智能电网调度技 术支持系统。地级调度技术支持系统全面具备支持调 控合一功能，其中70%的地调按照规范化 要求建成智能电网调度技术系统。30%的 地调在已有系统上进行功能扩充，全面支 撑“调控合一”工作。500千伏及以上厂站相量测量覆盖率达 100。40核心通信网实现35kV及以上变电站通信100%光纤 化。中压通信网建设光纤通信点120万个、中压电 力线载波（PLC）通信点130万个和公网通信点 200万个，通信点覆盖率达到95%。低压通信网实现对新增城区居民用户100%光纤 覆盖，并对现有居民用户通过PLC或无线网络技 术进行覆盖。全面建成国家电网资源计划系统（SG-ERP），支撑公司和电网运营。3.2“十二五”发展目标-通信信息平台41