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作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-13 20:16
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2021年2月13日发(作者:无痕)


智能电网



智能电网就是电网的智能化(智电电 力)


,也被称为“电网


2.0”,它是建立在集成的、


高速双向通信网络的基础上,


通过先进的传感和测量技术、


先进的设备技术、


先进的控制方


法以及先进的决策支 持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和


使用安全的目标, 其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足


21


世纪用


户需求的电能质量、


容许各种不同发电形式的接入、< /p>


启动电力市场以及资产的优化高效运行。



美国能源部《


Grid


2030



:一个完全自动化的电力传输网络,能够监视和控制每个用户


和电网节点,


保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间 的信息和电能的双向流


动。



中国物联 网校企联盟:智能电网由很多部分组成,可分为:智能变电站,智能配电网,


智能电能表 ,智能交互终端,智能调度,智能家电,智能用电楼宇,智能城市用电网,智能


发电系统 ,新型储能系统。现在对其中的一部分做简单介绍。



欧洲技术 论坛:


一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,


以有效提供


持续、经济和安全的电力。


中国科学院电工研究所:


智能电网是以包括各种发电设备、


输配电网络、


用电设备和储


能设备的物理电网为基础,将现代先 进的传感测量技术、网络技术、通讯技术、计算技术、


自动化与智能控制技术等与物理电 网高度集成而形成的新型电网,


它能够实现可观测


(能够


监测电网所有设备的状态)


、可控制(能够控制电网所有设备的状态)


、完全自动化(可自适


应并实现自愈)和系统综合优化平衡(发 电、输配电和用电之间的优化平衡)


,从而使电力


系统更加清洁 、高效、安全、可靠。



美国电力科学研究院:


IntelliGrid


是一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力


系统,


以协调、


有效和可靠的方式实现所有 的电网运作:


具有自愈功能;快速响应电力市场


和企业业务需求 ;具有智能化的通信架构,实现实时、安全和灵活的信息流,为用户提供可


靠、经济的电 力服务。



国家电网中国电力科学研究院:以物理电网为基础< /p>


(


中国的智能电网是以特高压电网为


骨干 网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础


)


,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。



背景



坚强智能电网的发展在全世界还处于起步阶段,


没有一个共同的精确定义,

< p>
其技术大致


可分为四个领域:高级



量测体系、


高级配电运行、


高级输电运行和高级资产 管理。


高级量测体系主要作用是授


权给用户,

< br>使系统同负荷建立起联系,


使用户能够支持电网的运行;


高级配电运行核心是在


线实时决策指挥,


目标是灾变防治,


实现大面积连锁故障的预防;


高级输电运行主要作用是


强调阻塞管理和降低大规模停运的风险;


高级资产管理是在系统中安装大量可 以提供系统参


数和设备(资产)“健康”状况的高级传感器,并把所收集到的实时信息与 资源管理、


模拟


与仿真等过程集成,


改 进电网的运行和效率。


智能电网是物联网的重要应用,


《计算机 学报》


刊登的


《智能电网信息系统体系结构研究》


一文对此进行了详细论述,


并分析了智能电网信


息系 统的体系结构。



市场份额



智能电网的建立是一个巨大的历史性工程。目前很多复杂的智能电网项目正在进行中,

< p>
但缺口仍是巨大的。


对于智能电网技术的提供者来说,

所面临的推动发展的挑战是配电网络


系统升级、


配电站自动 化和电力运输、


智能电网网络和智能仪表。


根据派克调查机构的 最新


报告,智能电网技术市场将从


2012

年的


330


亿美元增长到


2020


年的


730


亿美元,

< br>8


年间,


市场累积达到


4940


亿美元。



《中国智能电网行业市场前 瞻与投资战略规划分析前瞻》


中指出,


我国在“十二五”期


间将建成“三纵三横一环网”的特高压交流线,并建设


11


回特高压直流输电工程,投资高



3000


亿元;“十三五”期间投资虽略有放缓,投资额度也达到


2500< /p>


亿元。




20 15


年,


国家电网大范围、


远距离的输 电能力将达到


2.5


亿千瓦,


每年输送 电量


1.15


万亿千瓦时,可支撑新增


1.45


亿千瓦的清洁能源发电消纳和送出,能够满足超过


10 0


万辆


电动汽车的使用要求,


电网的资 源优化配置能力、


经济运行效率、


安全水平和智能化水平将


得到全面提升。



国外应用情况分析



在电网发展基础方 面,


各国电力需求趋于饱和,


电网经过多年的快速发展,


架构趋于稳


定、成熟,具备较为充裕的输配电供应能力。



德国制定了“E—Energy”计划,总投资


1


亿


4


千万欧元,


2009


年至


2012


< p>
4


年时间


内,


在全国


6


个地点进行智能电网实证实验。


同时还进 行风力发电和电动汽车实证实验,



对互联网管理电力消费进行 检测。


德国西门子、


SAP


及瑞士


ABB


等大企业均参与了这一计划。


预计西 门子公司


2014


年智能电网年度市场规模将达


300


亿欧元,


并计划抢占


2 0%


市场份额,


每年确保


60


亿欧元订单。



先进性



与现有电网相比,


智能电网体现出电力流、

信息流和业务流高度融合的显著特点,


其先


进性和优势主要 表现在:




1


)具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系,能够抵御各类外部干扰和攻击,能够


适应 大规模清洁能源和可再生能源的接入,电网的坚强性得到巩固和提升。




2


)信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基 础设施有机融合,可获取电网的


全景信息,及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时 ,电网可以快速隔离故障,实现自


我恢复,从而避免大面积停电的发生。




3


)柔性交


/


直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应< /p>


用,使电网运行控制更加灵活、


经济,并能适应大量分布式电源、


微电网及电动汽车充放电


设施的接入。




4


)通信、信息和现代管理技术的综 合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电


能损耗,使电网运行更加经济和高效。< /p>




5


)实现实 时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和


精细的电网运营 状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。




6


)建立双向互动的服务模式,用户可以实时了解 供电能力、电能质量、电价状况和


停电信息,


合理安排电器使用 ;


电力企业可以获取用户的详细用电信息,


为其提供更多的增< /p>


值服务。



发展性



趋势



“十二五”期间,国家电网将投资


5000

亿元,建成连接大型能源基地与主要负荷中心


的“三横三纵”的特高压骨干网架和< /p>


13


回长距离支流输电工程,初步建成核心的世界一流

< p>
的坚强智能电网。



国家电网制定的《坚强智能电 网技术标准体系规划》


,明确了坚强智能电网技术标准路


线图,


是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。


国网公 司的规划是,



2015


年基本建成具 有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网,形成以华北、华中、华东为


受端,以西 北、东北电网为送端的三大同步电网,使电网的资源配置能力、经济运行效率、


安全水平 、科技水平和智能化水平得到全面提升。



< br>1


)智能电网是电网技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术在电网中 得


到广泛深入的应用,


并与传统电力技术有机融合,

< p>
极大地提升了电网的智能化水平。


传感器


技术与信 息技术在电网中的应用,


为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持,

< br>使电网自愈


成为可能。


调度技术、


自动化技术和柔性输电技术的成熟发展,


为可再生能源和分布式电源

< br>的开发利用提供了基本保障。


通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用,< /p>


促进了电网


与用户的双向互动。


随着各种 新技术的进一步发展、


应用并与物理电网高度集成,


智能电网< /p>


应运而生。




2



发展智能电网是社会经济发展的必然选择。


为实现清洁能源的开发、


输送和消纳,


电网必须提高其 灵活性和兼容性。


为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰,


电网 必须依靠智


能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。


为降 低运营成本,


促进节能减排,


电网运行


必须更为经济高效,同时须对用电设备进行智能控制,尽可能减少用电消耗。分布式发电、


储能技术和电动汽车的快速发展,改变了传统的供用电模式,


促使电力流、

< p>
信息流、业务流


不断融合,以满足日益多样化的用户需求。



计划



日本计划在


2030


年全部普及智能电网,同时官民一体全力推动在海外建设智能电 网。


在蓄电池领域,日本企业的全球市场占有率目标是力争达到


50%


,获得约


10


万亿日元的市


场。


日本经济产业省已经成立“关于下一代能源系统国际标准化研究 会”,


日美已确立在冲


绳和夏威夷进行智能电网共同实验的项目


[6]




在 中电联获悉,


2020


年中国将建成以华北、华东、华中特高压 同步电网为中心,东北


特高压电网、西北


750


千伏电网为送端,联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大


可再生能源 基地,各级电网协调发展的坚强智能电网。华北、


华东、


华中特 高压同步电网形


成“五纵六横”主网架。



方向



在绿色节能意识的驱动下,智能 电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域。



智能电网是电力 网络,


是一个自我修复,


让消费者积极参与,

< br>能及时从袭击和自然灾害


复原,容纳所有发电和能量储存,能接纳新产品,服务和 市场,优化资产利用和经营效率,


为数字经济提供电源质量。



智能电网建立在集成的、高速双向通信网络基础之上,旨在利用先进传感和测量技术、< /p>


先进设备技术、先进控制方法,以及先进决策支持系统技术,实现电网可靠、安全、经济、


高效、环境友好和使用安全的高效运行。


它的发展是一个渐进的逐步演变


,


是一场彻底的变革


,


是现有技术和新技术协同发展的


产物,除了 网络和智能电表外还饱含了更广泛的范围。



建设以特高压电网 为骨干网架,


各级电网协调发展,以信息化、自动化、


互动化为 特征


的坚强智能电网,全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性,


坚强是基础


,


智能是


关键。



意义



其重要意义体现在以下几个方面:




1


)具备强大的资源优化配置能力。我国智能电网建成后,将实 现大水电、大煤电、


大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高 效率输送,区域间电力


交换能力明显提升。


< br>(


2


)具备更高的安全稳定运行水平。电网的安全稳定性 和供电可靠性将大幅提升,电


网各级防线之间紧密协调,


具备抵 御突发性事件和严重故障的能力,


能够有效避免大范围连


锁故障 的发生,显著提高供电可靠性,减少停电损失。



< p>
3


)适应并促进清洁能源发展。电网将具备风电机组功率预测和动态建模、 低电压穿


越和有功无功控制以及常规机组快速调节等控制机制,


结合大容量储能技术的推广应用,



清洁能源并网的运行控制能 力将显著提升,


使清洁能源成为更加经济、


高效、


可靠的能源供


给方式。




4


)实现高度智能化的电网调度。全面建成横向集成、纵向贯通 的智能电网调度技术


支持系统,


实现电网在线智能分析、


预警和决策,


以及各类新型发输电技术设备的高效调控


和交直流混合电网的精益化控制。




5


)满足电动汽车等新型电力用户的服务要求。将形成完善的电动汽车充放电配 套基


础设施网,


满足电动汽车行业的发展需要,


适应用户需求,


实现电动汽车与电网的高效互动。


< /p>



6


)实现电网资产高效利用和全寿命周 期管理。可实现电网设施全寿命周期内的统筹


管理。


通过智能电 网调度和需求侧管理,


电网资产利用小时数大幅提升,


电网资产 利用效率


显著提高。




7


)实现电力用户与电网之间的便捷互动。将形成智能用电互动平台,完善需 求侧管


理,为用户提供优质的电力服务。同时,电网可综合利用分布式电源、智能电能表 、分时电


价政策以及电动汽车充放电机制,


有效平衡电网负荷,


降低负荷峰谷差,


减少电网及电源建


设 成本。




8


)实现电网管理信息化和精益化。将形成覆盖电网各个环节的通信网络体系,实现


电网数 据管理、


信息运行维护综合监管、


电网空间信息服务以及生产和 调度应用集成等功能,


全面实现电网管理的信息化和精益化。




9


)发挥电网基础设施的增值服务潜 力。在提供电力的同时,服务国家“三网融合”


战略,为用户提供社区广告、网络电视、 语音等集成服务,为供水、热力、燃气等行业的信


息化、


互动化 提供平台支持,


拓展及提升电网基础设施增值服务的范围和能力,


有力推动智


能城市的发展。




10



促进电网相关产业的快速发展。


电力工业属于资金密集型和技术密集型行业,


有投资大、


产业链长等特点。


建设智能电网,


有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术


升级,为我国占领世界电力装备 制造领域的制高点奠定基础。



重要意义



生活方便



坚强智能电网的建设,将推 动智能小区、


智能城市的发展,提升人们的生活品质。


①让


生活更便捷。


家庭智能用电系统既可以实现对空调、


热水器等智能家电的实时控制和远程控


制;又可以为电信网、互联网、


广播电视网等提供接入服务;


还能够通过智能电能表实现自


动抄表和自动转账交费等功能。


②让生活更低碳。


智 能电网可以接入小型家庭风力发电和屋


顶光伏发电等装置,


并推 动电动汽车的大规模应用,


从而提高清洁能源消费比重,


减少城 市


污染。


③让生活更经济。


智能电网可 以促进电力用户角色转变,


使其兼有用电和售电两重属


性;能够 为用户搭建一个家庭用电综合服务平台,帮助用户合理选择用电方式,节约用能,


有效降 低用能费用支出。



产生效益



坚强智能电网的发展,


使得电网功能逐步扩展到促进能源资源优化配置 、


保障电力系统


安全稳定运行、


提供多 元开放的电力服务、


推动战略性新兴产业发展等多个方面。


作为 我国


重要的能源输送和配置平台,


坚强智能电网从投资建设到生 产运营的全过程都将为国民经济


发展、能源生产和利用、环境保护等方面带来巨大效益。




1


)在电 力系统方面。可以节约系统有效装机容量;降低系统总发电燃料费用;提高


电网设备利用 效率,减少建设投资;提升电网输送效率,降低线损。




2


)在用电客户方面。可以实现双向互动,提供便捷服务;提高终端 能源利用效率,


节约电量消费;提高供电可靠性,改善电能质量。




3


)在节能与环境方面。可以提 高能源利用效率,带来节能减排效益;促进清洁能源


开发,实现替代减排效益;提升土地 资源整体利用率,节约土地占用。




4


)其他方面。可以带动经济发展,拉动就业;保障能源供应安全;变输煤为输电,


提高能源转换效率,减少交通运输压力。



推进系统




1


)能有效地提高电力系统的安全性和供电可靠性。利用智能电网强大的“自愈”功


能,


可以准确、


迅速地隔离故障元件,


并且在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常


状态,从而提高 系统供电的安全性和可靠性。




2< /p>


)实现电网可持续发展。坚强智能电网建设可以促进电网技术创新,实现技术、设


备、运行和管理等各个方面的提升,以适应电力市场需求,推动电网科学、可持续发展。




3


)减少有效装机 容量。利用我国不同地区电力负荷特性差异大的特点,通过智能化


的统一调度,获得错峰 和调峰等联网效益;同时通过分时电价机制,引导用户低谷用电,减


小高峰负荷,从而减 少有效装机容量。




4


)降低系统发电燃料费用。建设坚强智能电网,可以满足煤电基地的集约化开发,

优化我国电源布局,


从而降低燃料运输成本;


同时,通过降 低负荷峰谷差,


可提高火电机组


使用效率,降低煤耗,减少发电 成本。




5


)提高电网设备利用效率。首先,通过改善电力负荷曲线,降低峰谷差,提高电网


设备利 用效率;其次,通过发挥自我诊断能力,延长电网基础设施寿命。



6


)降低线损。以特高压输电技术为重要基础的坚强智能 电网,将大大降低电能输送


中的损失率;


智能调度系统、


灵活输电技术以及与用户的实时双向交互,


都可以优化潮流分


布,减少线损;同时,分布式电源的建设与应用,也减少了电力远距离传输的网损。



分配资源



我国能源资源 与能源需求呈逆向分布,


80%


以上的煤炭、水能和风能资源分 布在西部、


北部地区,而


75%


以上的 能源需求集中在东部、中部地区。能源资源与能源需求分布不平衡


的基本国情,


要求我国必须在全国范围内实行能源资源优化配置。


建设坚强智能电网,


为能


源资源优化配置提供了一个良好的平台。

< br>坚强智能电网建成后,


将形成结构坚强的受端电网


和送端 电网,


电力承载能力显著加强,


形成“强交、

< br>强直”的特高压输电网络,


实现大水电、


大煤电、大核电 、大规模可再生能源的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率输送显著


提升电网大范 围能源资源优化配置能力。



能源发展



风能、


太阳能等清洁能源的开发利用以生产电能的形式为主,< /p>


建设坚强智能电网可以显


著提高电网对清洁能源的接入、


消纳和调节能力,


有力推动清洁能源的发展。


① 智能电网应


用先进的控制技术以及储能技术,


完善清洁能源发电 并网的技术标准,


提高了清洁能源接纳


能力。

< br>②智能电网合理规划大规模清洁能源基地网架结构和送端电源结构,


应用特高压、



性输电等技术,


满足了大规模清洁能 源电力输送的要求。


③智能电网对大规模间歇性清洁能


源进行合 理、经济调度,


提高了清洁能源生产运行的经济性。


④智能化的 配用电设备,


能够


实现对分布式能源的接纳与协调控制,


实现与用户的友好互动,


使用户享受新能源电力带来

< br>的便利。



节能减排



坚强智能电网建设对于促进节能减排、


发展低碳经济具有重要意义:


①支持清洁能源机


组大规模入网,


加快清洁 能源发展,


推动我国能源结构的优化调整;


②引导用户合理安排 用


电时段,降低高峰负荷,稳定火电机组出力,降低发电煤耗;③促进特高压、柔性输电 、经


济调度等先进技术的推广和应用,


降低输电损失率,


提高电网运行经济性;


④实现电网与用


户有效 互动,推广智能用电技术,提高用电效率;


⑤推动电动汽车的大规模应用,


促进低碳


经济发展,实现减排效益。



智能电网概念的发展有


3


个里程碑:



第一个就是


2006


年,美 国


IBM


公司提出的“智能电网”解决方案。

< br>IBM


的智能电网主


要是解决电网安全运行、

< p>
提高可靠性,


从其在中国发布的


《建设智能电网创 新运营管理-中


国电力发展的新思路》


白皮书可以看出该方案提 供了一个大的框架,


通过对电力生产、


输送、

< br>零售的各个环节的优化管理,


为相关企业提高运行效率及可靠性、


降低成本描绘了一个蓝图。



IBM

< br>一个市场推广策略。



第二个是奥巴马上任后提出的能源 计划,


除了已公布的计划,


美国还将着重集中对每年

< p>
要耗费


1200


亿美元的电路损耗和故障维修的电 网系统进行升级换代,建立美国横跨四个时


区的统一电网;


发展 智能电网产业,


最大限度发挥美国国家电网的价值和效率,


将逐 步实现



国太阳能、


风能、地热能的统 一入网管理;全面推进分布式能源管理,


创造世界上最高


的能源 使用效率。



可以看出美国政府的智能电网有三个目的,


一个是由于美国电网设备比较落后,


急需进


行 更新改造,提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;


三是提高能源利用效率。



第三个是中国能源专家武建东提出的 “互动电网”。互动电网,英文为


Interactive


Smart


Grid


,它将智能电网 的含义涵盖其中。互动电网定义为:在开放和互联的信息模式基


础上,通过加载系统数字 设备和升级电网网络管理系统,实现发电、输电、供电、用电、客


户售电、电网分级调度 、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,


是集合了产业革命、 技术革命和管理革命的综合性的效率变革。它将再造电网的信息回路,


构建用户新型的反 馈方式,


推动电网整体转型为节能基础设施,


提高能源效率,< /p>


降低客户成


本,减少温室气体排放,创造电网价值的最大化。



历史发展



20 05


年,坎贝尔发明了一种技术,利用的是(


Swarm)


群体行为原理,让大楼里的电器


互相协调,


减少大楼在用电高峰期的用电量。


坎贝尔发明了一种无线控制器,


与大楼的各个


电器相连,并实现有效控制。比如,一台空调运转


15


分钟,以把室内温度维持在


24


℃;而


另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下,停运


15


分钟。这样,在不牺牲每个个体的


前提下,

整个大楼的节能目标便可以实现。


这个技术赋予电器于智能,


提高能源的利用效率。



2006


年 欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》


(A


European Strategy forSustainable



Competitive and SecureEnergy)


强调智能电网技术


是保证 欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。


这时候的智能电网应该是指输配电过


程中的自动化技术。



2006


年中期,一家名叫“网点“(Grid Point) 的公司最近开始出售一种可用于监测家


用电路耗电量的电子产品,


可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。


这个电子产品


具有了一部分交互功能,可以看作智能电网中的一个基础设施。



2006


年,


美国

< br>IBM


公司曾与全球电力专业研究机构、


电力企业合作开 发了“智能电网”


解决方案。


这一方案被形象比喻为电力系统的 “中枢神经系统”,


电力公司可以通过使用传


感器、计量表、数 字控件和分析工具,自动监控电网,优化电网性能、防止断电、更快地恢


复供电,


消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。


这个可以看作智 能电网最完


整的一个解决方案,标志着智能电网概念的正式诞生。



2007



10

< br>月,华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目,并规划了从


2008


年至



2030


年的“ 三步走”战略,


即:



2010


年初步建成电网高级调度中心,


2020


年全 面建成具


有初步智能特性的数字化电网,


2030


年真正建成具有自愈能力的智能电网。该项目的启动


标志着中国开始进入智能 电网领域。



2008


年美国科罗拉多 州的波尔得


(Boulder)


已经成为了全美第一个智能电网 城市,


每户


家庭都安装了智能电表,


人 们可以很直观地了解当时的电价,


从而把一些事情,


比如洗衣服 、


烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能 源。


同时,变电站可以收集到每家每户的用电情况。一旦有问题出现,可以重新配备电力 。



2008



9



Google


与通用电气联合 发表声明对外宣布,


他们正在共同开发清洁能源业


务,核心是为 美国打造国家智能电网。



2009



1



25


日美 国白宫最新发布的


《复苏计划尺度报告》


宣布:


将铺设或更新


3000


英里输电线路,


并为


4000


万美国家庭安装智能电表——美国行将推 动互动电网的整体革命。


2



2


日能源问题专家武建东在


《全面推动互动电网革命拉动经济创新转型 》


的文章中,



确提出中国电网亟须实 施“互动电网”革命性改造。



2009



2



4


日 ,地中海岛国马耳他在周三公布了和


IBM


达成的协议,双方同 意建立


一个“智能公用系统”,实现该国电网和供水系统数字化。


IBM


及其合作伙伴将会把马耳他


2


万个普通电表替换成互动式电表,这样马耳他的电厂就能实时监控用电,并制定不同的电


价来奖励节约用电的用户。这个工程价值高达


9100


万美元( 合


7000


万欧元)


,其中包括在


电网中建立一个传感器网络。


这种传感器网络和输电线、

< p>
各发电站以及其他的基础设施一起


提供相关数据,让电厂能更有效地进行电 力分配并检测到潜在问题。


IBM


将会提供搜集分

< p>
析数据的软件,帮助电厂发现机会,降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。

< br>


2009



2



10


日,


谷歌表示已开始测 试名为谷歌电表﹙


PowerMeter


﹚的用电监测软件。< /p>


这是一个测试版在线仪表盘,代表着谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。



2009



2

< p>


28


日,作为华北公司智能化电网建设的一部分 ——华北电网稳态、动态、


暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组 的验收。


这套系统首次将以往


分散的能量管理系统、

< p>
电网广域动态监测系统、


在线稳定分析预警系统高度集成,


调度人员


无需在不同系统和平台间频繁切换,


便可实现 对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决


策支持。


此外,< /p>


该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台,


能有效提


升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。



美国谷歌


2009


< br>3



3


日向美国议会进言,要求 在建设“智能电网(


Smart Grid


)”


时采用非垄断性标准。



2010



1



12


日,国家电网公司制定了《关于加快推进坚强智能电网建 设的意见》



确定了建设坚强智能电网的基本原则和总体目标。



2011



3



1[10]


日,

< br>国家电网


750kV


延安洛川智能变电站成功投运,


这座世界最高电


压等级的智能变电站。


< /p>


近几年,国家陆续出台政策扶持智能电网的发展。


2011


年,我国智能电网进入全面建


设阶段,


智能电 网的发展促使智能电表招标采购活动上升,


加速了我多智能电表市场的增长。

< p>
全球智能电网的发展,


需要使用新型电表,


为我国 企业带来机会。


受国家政策的推动以及国


外市场的刺激,未来几 年我国智能电表市场将保持增长态势。行内预测,


2016


年智 能电表


的出货量将达到


9780


万个。



智能电网


(SmartPowerG rids)


,就是电网的智能化,



也 被称为“电网


2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的< /p>


传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,


实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标;解决方案主要包括以 下


几个方面:


一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;


二是数据的整合体系和数据的



收集体 系;


三是进行分析的能力,


即依据已经掌握的数据进行相关分析 ,


以优化运行和


管理。电网智能化的六大方面:智能化变电站、 发电、智能输电、智能配电网、智能用电和


智能调度;


这次主要 关注下智能电网中的智能化变电站系统。


智能变电站是采用先进、


可靠、


集成和环保的智能设备,


以全站信息数字化、


通信平台网络化、


信息共享标准化为基本要求,


自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时


自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。



从广义上来说,


智能电网包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统、


可以动态定价的


智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负 荷平衡的智能技术系统。下图


1-1


展示了未来智能电网的基 本结构,电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户,


同时电网中还遍布各种 形式的新能源和清洁能源:


太阳能、


风能、

燃料电池、


电动汽车等等;


此外,


高速、


双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互,

高级的分析工具


和决策体系保证了智能电网的安全、稳定和优化运行。



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,电


网能够实现这些目标,就可以称其为智能电网。


< /p>


智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地,


都能提供 可靠的电力供应。



对电网可能出现的问题提出充分的告警,< /p>


并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。


它在用户


受到断电影响之前就能采取有效的校正措施,以使电网用户免受供电中断的影响。



智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停


电或者不会付出高昂的恢复费用。


它更不容易受到自然灾害的影 响。


智能电网必须更加经济


—智能电网运行在供求平衡的基本规 律之下,


价格公平且供应充足。


智能电网必须更加高效


—智能电网利用投资,


控制成本,


减少电力输送 和分配的损耗,


电力生产和资产利用更加高


效。


通过控制潮流的方法,


以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源 的接入。



智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、


输电、


配电、


储能和消费过程中的


创新来减少对环境的影响。


进一步扩大可再生能源的接入。


在可能的情况下,


在未来的设计


中,

< p>
智能电网的资产将占用更少的土地,


减少对景观的实际影响。


智能电网必须是使用安全


的—智能电网必须不能伤害到公众或电网工人,也就 是对电力的使用必须是安全的。



智能电网包括八个方面的主要 特征,


这些特征从功能上描述了电网的特性,


而不是最终


应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。




“自愈”指的是把电网中有问题的元件从系统中隔离出来并且 在很少或不用人为干预


的情况下可以使系统迅速恢复到正常运行状态,

< br>从而几乎不中断对用户的供电服务。


从本质


上讲,


自愈就是智能电网的“免疫系统”。


这是智能电网最重要的特征。


自愈电网进行连续


不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,


发现已经存在的或正在发展的问题,


并立


即采取措施加以控制或纠正。自愈电网确保了电网的可靠性、


安全性、


电能质量和效率。自


愈电网将尽量减少供电服务中断,


充分应用数据获取技术,


执行决策支持算法,


避免或限制


电力供应的中断,


迅速恢复供电服务。


基于实 时测量的概率风险评估将确定最有可能失败的


设备、


发电厂和线 路;


实时应急分析将确定电网整体的健康水平,


触发可能导致电 网故障发


展的早期预警,


确定是否需要立即进行检查或采取相应 的措施;


和本地及远程设备的通信将


帮助分析故障、电压降低、 电能质量差、过载和其他不希望的系统状态,基于这些分析,采


取适当的控制行动。


自愈电网经常应用连接多个电源的网络设计方式。


当出现故障或发生 其


他的问题时,


在电网设备中的先进的传感器确定故障并和附近 的设备进行通信,


以切除故障


元件或将用户迅速地切换到另外的 可靠的电源上,


同时传感器还有检测故障前兆的能力,



故障实际发生前,将设备状况告知系统,系统就会及时地提出预警信息。



在智能电网中,


用户将是电力系统不可分割的一部分。


鼓励和促进用户参与电力系统的


运行和管理是智能电网的另一重要特 征。


从智能电网的角度来看,


用户的需求完全是另一种


可管理的资源,


它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的 角度来看,电力消


费是一种经济的选择,


通过参与电网的运行和 管理,


修正其使用和购买电力的方式,


从而获

< br>得实实在在的好处。


在智能电网中,


用户将根据其电力需 求和电力系统满足其需求的能力的


平衡来调整其消费。


同时需求 响应



DR



计划将满足用户在能源购买中有更多选择的基本需


求,


减少或转 移高峰电力需求的能力使电力公司尽量减少资本开支和营运开支,


通过降低线

< p>
损和减少效率低下的调峰电厂的运营,


同时也提供了大量的环境效益。


在智能电网中,


和用


户建立的双向实时的通 信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。


实时通知用户其电力 消费的成本、


实时电价、


电网的状况、


计划停电信息以及其他一些服务


的信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使 用的方案。



电网的安全性要求一个降低对电网物理攻击和网络 攻击的脆弱性并快速从供电中断中


恢复的全系统的解决方案。


智 能电网将展示被攻击后快速恢复的能力,


甚至是从那些决心坚


定 和装备精良的攻击者发起的攻击。


智能电网的设计和运行都将阻止攻击,


最大限度地降低


其后果和快速恢复供电服务。


智能电网 也能同时承受对电力系统的几个部分的攻击和在一段


时间内多重协调的攻击。智能电网的 安全策略将包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少


和减轻对电网和经济发展的影响。


不管是物理攻击还是网络攻击,


智能电网要通过加强电力


企业与政府之间重大威胁信息的密切沟通,


在电网规划中强调安全风险 ,


加强网络安全等手


段,提高智能电网抵御风险的能力。



智能电网将安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系 统,



简化联网的过程,


类似于“即插 即用”,


这一特征对电网提出了严峻的挑战。


改进的互


联标准将使各种各样的发电和储能系统容易接入。


从小到大各种不同容量 的发电和储能在所


有的电压等级上都可以互联,包括分布式电源如光伏发电、风电、


先进的电池系统、即插式


混合动力汽车和燃料电池。


商业用户安装自己的发电设备


(包括高效热电联产装置)


和电力


储能设施将更加容易和更加有利可图。


在智能电网中,


大型集中式发电厂包括环境友好型电


源,


如风电和大型太阳能电厂和先进的核电厂将继续发挥重要的作用。


加强输电系统的建设


使这些大型电厂仍然能够远距离输送电力。


同时各种各样的分布 式电源的接入一方面减少对


外来能源的依赖,


另一方面提高供电 可靠性和电能质量,


特别是对应对战争和恐怖袭击具有


重要的意 义。



在智能电网中,


先进的设备和广 泛的通信系统在每个时间段内支持市场的运作,


并为市


场参与者 提供了充分的数据,


因此电力市场的基础设施及其技术支持系统是电力市场蓬勃发


展的关键因素。智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有效地管理如能源、容量、


容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场,汇集更多的买家和卖家。用户通< /p>


过实时报价来感受到价格的增长从而降低电力需求,


推动成本更低 的解决方案,


并促进新技


术的开发,新型洁净的能源产品也将给 市场提供更多选择的机会。



智能电网优化调整其电网资产的管 理和运行以实现用最低的成本提供所期望的功能。



并不意味着 资产将被连续不断地用到其极限,而是有效地管理需要什么资产以及何时需要,


每个资产 将和所有其他资产进行很好的整合,


以最大限度地发挥其功能,


同时降低成本。



能电网将应用最新技术以优化其资产的应用。


例如,


通过动态评估技术以使资产发挥其最佳

< br>的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使资产能够在更大的负荷下使用。


< /p>


智能电网通过高速通信网络实现对运行设备的在线状态监测,以获取设备的运行状态,


在最恰当的时间给出需要维修设备的信号,


实现设备的状态检修,< /p>


同时使设备运行在最佳状


态。


系统的控制 装置可以被调整到降低损耗和消除阻塞的状态。


通过对系统控制装置的这些


调整,


选择最小成本的能源输送系统,提高运行的效率。

最佳的容量、


最佳的状态和最佳的


运行将大大降低电网运行 的费用。


此外,


先进的信息技术将提供大量的数据和资料,


并将集


成到现有的企业范围的系统中,


大大 加强其能力,


以优化运行和维修过程。


这些信息将为设


计人员提供更好的工具,


创造出最佳的设计来,


为规划人员提供所需的数据,


从而提高其电


网规划的能力和水平 。这样,运行和维护费用以及电网建设投资将得到更为有效的管理。


< br>未来分时计费,


分时计费、


削峰填谷、

< br>合理利用电力资源成为电力系统经济运行的重要


一环。通过计费差,调节波峰、波 谷用电量,使用电尽量平稳。对于用电大户来说,这一举


措将更具经济效益。

< p>
有效的电能管理包括三个主要的步骤,监视、


分析和控制。监视就是查


看电能的供给、


消耗和使用的效率;


分析就 是决定如何提高性能并实施相应的控制方案。



过监测能够使我 们“看到”问题,


控制就是依据这些信息可做出正确的峰谷调整,


赋予电能


原始数据额外的意义。


最大化能源管理的关键在于将 电力监视和控制器件、


通讯网络和可视


化技术集成在统一的系统 内。



电只要发出来,


就消耗了能量。


如果能记录用电信息,


根据历史用电信息来预测发电量,


使发电量与用电量相当,


不产生多于的电量,


才是真正的节能。


用户还可以将预存的富余电


力,在用电峰值时 ,反馈回电网,帮助电网减小发电负担,从中获得收益。



关键技术



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。

< p>
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。



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,



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



IE Ds



、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。



参数量测技术是智能电网基本的组成部件,


先进的参数量测技术获得数据并将其转换成


数据信息,以供智能电网 的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性,


进行表计的读取、消除 电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。



未 来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,


取而代之的是可以使电力公司与


用户进行双向通信的智能固态表计。


基于微处理器的智能表计将有更 多的功能,


除了可以计


量每天不同时段电力的使用和电费外,< /p>


还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费


率,


并通知用户实施什么样的费率政策。


更高级的功能有用户自行根据费率政 策,


编制时间


表,自动控制用户内部电力使用的策略。



对于电力公司来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供 更多的数据支


持,包括功率因数、电能质量、相位关系(


WAM S



、设备健康状况和能力、表计的损坏、故

< br>障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软


件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力公司的其他业务所用。


< /p>


未来的数字保护将嵌入计算机代理程序,


极大地提高可靠性。


计算机代理程序是一个自


治和交互的自适应的软件模块。

< p>
广域监测系统、


保护和控制方案将集成数字保护、


先进的通


信技术以及计算机代理程序。


在这样一个集成的分布式 的保护系统中,


保护元件能够自适应


地相互通信,


这样的灵活性和自适应能力将极大地提高可靠性,


因为即使部分系统出现了故


障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。



智能电网要广泛应用先进的设备技术,


极大地提高输配电系统的 性能。


未来的智能电网


中的设备将充分应用在材料、超导、


储能、


电力电子和微电子技术方面的最新研究成果,



而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。



未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:


电 力电子技术、


超导技术以及大容量储


能技术。

< br>通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求最佳的平衡点来提高电能质量。


通过


应用和改造各种各样的先进设备,


如基于电力电子技术和新型导 体技术的设备,


来提高电网


输送容量和可靠性。


配电系统中要引进许多新的储能设备和电源,


同时要利用新的网络结构,


如微电网。



经济的


FACTS


装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件,


使得


这些先进的设备可以广泛的推广应用。


分布 式发电将被广泛地应用,


多台机组间通过通信系


统连接起来形成 一个可调度的虚拟电厂。


超导技术将用于短路电流限制器、


储能 、


低损耗的


旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术 将使得需求响应的应用成为可能。



先进的控制技术是指智能电 网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消


除、


减 轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。


这些技术将提供对输电、


配电和用


户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。


从某种程度上说,


先进控制技术紧密


依靠并服务于其 他四个关键技术领域,如先进控制技术监测基本的元件(参数量测技术)



提供及时和适当的响应


(集成通信技术;


先进设备技 术)


并且对任何事件进行快速的诊断


(先


进决策技术)


。另外,先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。



未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统,在专 家系统允许的范围


内,


采取自动的控制行动。

< br>这样所执行的行动将在秒一级水平上,


这一自愈电网的特性将极

< br>大地提高电网的可靠性。


当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应 的通信标


准,


以处理大量的数据。


先进 控制技术将支持分布式智能代理软件、


分析工具以及其它应用


软 件。




1


) 收集数据和监测电网元件



先进控制技术将使用智能传感器、< /p>


智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参


数以及电网元 件的状态情况,


对整个系统的状态进行评估,


这些数据都是准实 时数据,


对掌


握电网整体的运行状况具有重要的意义,


同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统


的时间信号,来实现电 网早期的预警。




2


)分析数据



准实时数据以及强大的计算机处理能力为 软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。


状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级 水平上完成分析,


这给先进控制技术和系统运行


人员足够的时间 来响应紧急问题;


专家系统将数据转化成信息用于快速决策;


负 荷预测将应


用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷;概率风险分析将 成为例行工


作,确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的 风险的水平;


电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。

< br>



3


)诊断和解决问题



由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、


正在发展的和潜在的问题


的解决方案,并提交给系统运行人员进行判断 。




4


)执 行自动控制的行动



智能电网通过实时通信系统和高级分析技术 的结合使得执行问题检测和响应的自动控


制行动成为可能,


它还 可以降低已经存在问题的扩展,


防止紧急问题的发生,


修改系统 设置、


状态和潮流以防止预测问题的发生。


< br>(


5


)为运行人员提供信息和选择



先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号,


而且也为运行 人员提供信息。


控制系统收


集的大量数据不仅对自身有用,


而且对系统运行人员也有很大的应用价值,


而且这些数据辅


助运行人员进行决策。



百万伏级特高压交流工程黄河大跨越工程开始紧张布线。



决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员一目了然的可理解的信息,



此动画技术、


动态着色技术、


虚拟现实技术以及其他数据展示技术用来帮助系统运行人员认


识、分析和处理紧 急问题。



在许多情况下,


系统运行人 员做出决策的时间从小时缩短到分钟,


甚至到秒,


这样智能


电网需要一个广阔的、无缝的、


实时的应用系统、

< br>工具和培训,以使电网运行人员和管理者


能够快速的做出决策。

< br>



1


)可视化—决策支持技术 利用大量的数据并将其裁剪成格式化的、时间段和按技术


分类的最关键的数据给电网运行 人员,


可视化技术将这些数据展示为运行人员可以迅速掌握


的可 视的格式,以便运行人员分析和决策。



2


)决策支持—决策支持技术确定了现有的、正在发展的以及预测的问题,提供决策


支持的分析,


并展示系统运行人员需要的各种情况、

< p>
多种的选择以及每一种选择成功和失败


的可能性。




3


)调度员培训—利用决策支持技术 工具以及行业内认证的软件的动态仿真器将显著


的提高系统调度员的技能和水平。




4


)用户决策— 需求响应(


DR


)系统以很容易理解的方式为用户提供信息,使 他们能


够决定如何以及何时购买、储存或生产电力。




5


)提高运行效率—当决策支持技术与现有的 资产管理过程集成后,管理者和用户就


能够提高电网运行、维修和规划的效率和有效性。






The smart grid


Smart grid is the grid intelligent (electric power), also known as the


the integration, high-speed bidirectional communication network, on the basis of through the use


of


advanced


sensor


and


measuring


technology,


advanced


equipment


technology,


the


advanced


control


method,


and


the


application


of


advanced


technology


of


decision


support


system,


realize


the


power


grid


reliability,


security,


economic,


efficient,


environmental


friendly


and


use


the


security target, its main features include self-healing, incentives and include user, against attacks,


provide meet user requirements of power quality in the 21st century, allow all sorts of different


power generation in the form of access, start the electric power market and asset optimization run


efficiently.


The U.S. department of energy (doe)


network,


able


to


monitor


and


control


each


user


and


power


Grid


nodes,


guarantee


from


power


plants to end users among all the nodes in the whole process of transmission and distribution of


information and energy bi-directional flow.


China


iot


alliance


between colleges:


smart


grid


is


made


up


of


many


parts,


can


be


divided


into:


intelligent


substation,


intelligent


power


distribution


network,


intelligent


watt-hour


meter,


intelligent


interactive


terminals,


intelligent


scheduling,


smart


appliances,


intelligent


building


electricity, smart city power grid, smart power generation system, the new type of energy storage


a part of it to do a simple introduction.


European technology BBS: an integration of all users connected to the power grid all the behavior


of the power transmission network, to provide sustained and effective economic and security of


power.


Chinese


academy


of


sciences,


institute


of


electrical:


smart


grid


is


including


all


kinds


of


power


generation equipment, power transmission and distribution network, power equipment and storage


equipment, on the basis of the physical power grid will be modern advanced sensor measurement


technology,


network


technology,


communication


technology,


computing


technology,


automation


and intelligent control technology and physical grid highly integrated to form a new type of power


grid,


it


can


realize


the


observable


(all


the


state


of


the


equipment


can


monitor


grid),


can


be


controlled (able to control the power grid all the state of the equipment), fully automated (adaptive


and self-healing) and system integrated optimization balance (power generation, transmission and


distribution, and the optimization of the balance between electricity), so that the power system is


more clean, efficient, safe and reliable.


American


electric


power


research


institute:


IntelliGrid


is


a


composed


of


numerous


automation


system


of


power


transmission


and


distribution


power


system,


in


a


coordinated,


effective


and


reliable way to achieve all of the power grid operation: have self-healing function;Rapid response


to


the


electric


power


market


and


enterprise


business


requirements;Intelligent


communication


architecture, realizes the real-time, security, and flexible information flow, to provide users with


reliable, economic power services.


State grid electric power research institute, China: on the basis of the physical power grid (China's


smart grid is based on high voltage network backbone network frame, different grid voltage level


based


on


the


coordinated


development


of


strong


power


grid),


the


modern


advanced


sensor


measurement


technology,


communication


technology,


information


technology,


computer


technology and control technology and the physical power grid highly integrated to form a new


type


of


power



to


fully


meet


user


demand


for


electricity


and


optimize


the


allocation


of


resources,


guarantee


the


safety,


reliability


and


economy


of


power


supply,


meet


environmental


constraints, ensure the quality of electric energy, to adapt to the development of power market, for


the purpose of implementing the user reliable, economic, clean and interactive power supply and


value-added services.


background


Strong


smart


grid


development


in


the


world


is


still


in


its


infancy,


without


a


common


precisely


defined, its technology can be roughly divided into four areas: advanced


Measurement


system,


advanced


distribution


operation,


advanced


transmission


operation


and


advanced


asset


ed


measurement


system


main


function


is


authorized


to


the


user, make the system to establish a connection with load, enabling users to support the operation


of the power grid;Advanced core distribution operation is an online real-time decision command,


goal is to disaster prevention and control, realizing large cascading failure prevention;Advanced


transmission operation main role is to emphasize congestion management and reduce the risk of


the


large-scale


railway;Advanced


asset


management


is


installed


in


the


system


can


provide


the


system


parameters


and


equipments


(assets)



condition


of


advanced


sensor,


and


the


real-time information collected by integration and resource management, modeling and simulation


process,


improve


the


operation


and


efficiency


of


power



smart


grid


is


an


important


application of Internet of things, and published in the journal of computer smart grid information


system architecture research is carried on the detailed discussion on this, and the architecture of


the smart grid information system are analyzed.


The market share


The establishment of the smart grid is a huge historical present many complicated smart


grid project is underway, but the gap is still the provider of the smart grid technology,


promote the development of facing the challenges of the distribution network system is upgrading,


automation


and


power


distribution


substation


transportation,


smart


grid


network


and


intelligent


ing


to


the


latest


report


of


parker


investigators,


smart


grid


technology


market


will increase from $$2012 in 33 billion to $$2020 in 73 billion, eight years, the market accumulated


up to $$494 billion.


China


smart


grid


industry


market


foresight


and


investment


forward-looking


strategic


planning


analysis, points out that in our country will be built during the


and


three


horizontal


and


one


ring


of


uhv


ac


lines,


and


11


back


to


uhv


dc


transmission


project


construction,


investment


of


300


billion


gh


during


the


period


of



starker


choices- and


graver


consequences- in


investment


slowed


slightly,


the


investment


is


250


billion


yuan.


By 2015, a wide range of national power grid, long distance transmission capacity will reach 250


million


kilowatts,


power


transmission


of


1.15


trillion


KWH


per


year,


to


support


the


new


145


million kilowatts of clean energy generation given and sent out, can satisfy the demand of more


than 1 million electric cars, a grid resource configuration optimization ability, economic efficiency,


safety and intelligent levels will be fully promoted.


The abroad application of analysis


In terms of power grid development foundation, national electricity demand tends to be saturated,


the


grid


after


years


of


rapid


development,


architecture


tends


to


be


stable,


mature,


have


a


more


abundant supply of electric power transmission and distribution capacity.


Germany has


years, six sites across the country


to the smart grid demonstration the same time


also


for


wind


power


and


electric


car


empirical


experiments,


testing


and


management


of


power


consumption of the companies such as Germany's Siemens, SAP and Swiss ABB are


involved in this smart grid Siemens 2014 annual market scale will reach 30 billion euros,


and plans to take a 20% market share, make sure order for 6 billion euros a year.


The advanced nature


Compared


with


the


existing


grid,


smart


grid,


reflects


the


power


flow,


information


flow


and


business flow marked characteristics of highly integration, its advancement and advantage mainly


displays in:


(1)


has


a


strong


foundation


of


grid


system


and


technical


support


system,


able


to


withstand


all


kinds


of


external


disturbance


and


attacks,


can


adapt


to


large- scale


clean


energy


and


renewable


energy access, strong sex of grid reinforced and ascend.


(2)


the


information


technology,


sensor


technology,


automatic


control


technology


organic


combination with power grid infrastructure, a panoramic view of available power grid information,


timely detection, foresee the possibility of occurs, the grid can be quickly isolate fault,

-


-


-


-


-


-


-


-



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