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智能电网基础ppt

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  智能电网基本 1、邦外里智能电网研讨 1.1美邦智能电网发扬经过 1.2欧洲智能电网发扬经过 1.3中邦智能电网发扬经过 1.1美邦智能电网发扬经过 2001年,美邦电科院(EPRI)最早提出Intelligrid”(智能电网),并早先研讨; 2003年,电网智能化定约由美邦能源部牵头创设,最初由7家电力公司构成。目前已有90名成员,代外智能电网物业链中一起好处联系者。 2004年,美邦Battelle研讨所和IBM公司先后提出“智能化电网”。 2008年,美邦科罗拉众州的波尔得创设全美第一个智能电网都会。 2009年,美邦众议院能源和贸易委员会通过《美邦洁净能源和安宁法案》,这个法案的第一章就昭彰法则,美邦要发扬智能电网,提升电力传输出力。 1.2欧洲智能电网发扬经过 2005年,“智能电网(SmartGrids)欧洲技艺论坛”正式创设,并提出了智能电网观点。 2006年,“智能电网欧洲技艺论坛”的垂问委员提出了SmartGrids的愿景,之后又拟定了政策研讨议程,用于指引欧盟及其各邦展开联系项目,促成智能电网的杀青。 2006年,欧盟理事会揭晓能源绿皮书《欧洲可接续的、竞赛的和安宁的电能战略》,夸大智能电网技艺是保障欧盟电网电能质料的一个闭节技艺和发扬偏向。 1.3中邦智能电网发扬经过 2007年,华东电网公司正式启动了智能电网可行性研讨项目,并筹办了从2008年至2030年的“三步走”政策。 2009年2月,行为华北电网公司智能化电网设备的一一面——华北电网稳态、动态、暂态三位一体安宁防御及全流程发电把持体系正在北京通过验收。 2009年3月,由美邦电气筑筑商协会、中邦电力企业笼络会和中邦电器工业协会笼络主办的智能电网准绳与技艺研讨会正在北京实行。 2009年5月,正在2009特高压输电技艺邦际集会上,中邦邦度电网公司揭晓了设备以新闻化、主动化、互动化为特性的“顽固智能电网”的研讨收获。 2、智能电网观点 2.1什么是智能电网 2.2为什么需求设备智能电网 2.3智能电网发扬面对的滞碍与应对设施 2.4联系题目 2.1 什么是智能电网 目前智能电网提法许众,但并不齐全团结。 智能电网是异日电网的代名词。从Intelligrid、GridWise到SmartGrids、Smart Grid,一起人评论的本来都是异日电网,只是利用名称差异等。 智能电网欧洲技艺论坛以为:异日电网应具有高精巧性、高可接入性、高牢靠性、高经济性。 美邦邦度能源技艺实行室以为:异日电网应更牢靠、更顽固、更经济、更高效、更为境遇友爱、更安宁。 2.1.1 智能电网生态圈 题目:谁闭切智能电网? 发电企业、电网企业(囊括输电公司和配电公司)、电力用户等直接联系。 研讨者、技艺供应者、监禁者也与之有千丝万缕的闭连。 政府高层部分从宏观角度,如保障能源安宁、提升电网等基本办法安宁性、对应天色蜕化等角度,也闭切智能电网的发扬。 2.1.2 智能电网中心价格——愿景的中心 美邦以为智能电网中心价格是: 更牢靠——无论何时何地,都可为其用户供应及格电能。 更顽固——不消付出太大价格即可承袭住物理或汇集攻击。对自然灾难,安宁电网将受到更少损害,且很疾可能规复。 更经济——可用公道合理的价值与充斥的供应来保障供需均衡。 更高效——将利用众种战略,来把持本钱、最小化网损、高效发电,并可通过给客户供应能源处分门径来优化资源应用率。 境遇更友爱——可通过出力晋升和可再生能源应用来省略对境遇的负面影响。 利用更安宁——对大众和电网事业职员都不会带来任何摧残。 欧盟智能电网中心价格是: 高精巧性——知足用户需求,同时能应对异日蜕化和挑拨。 高可接入性——确保一起电网用户都能接入。 高牢靠性——确保和提升供电安宁性和供电质料,以吻合数字期间的需求。 高经济性——通过更始、能效处分、平等竞赛及监禁,抵达最高的经济性。 2.1.3 智能电网的苛重特色和闭节技艺周围 苛重特色 新能源——囊括可再生能源大型鸠集式发电,也囊括可再生能源小型分散式发电。可再生能源正在能源组织比例将日益增大。 新客户——既指用户可通过需求侧反应主动参预到电网运转中来,也囊括小型分散式发电、微网、电动汽车等新客户。智能电网中,客户可能主动对电网运转方法作出反应,既可从电网中吸纳电能,也可向电网供应电能。比拟如今电网,智能电网的电流、金融流、新闻流都可双向或众向滚动。 新电网——新能源与新客户肯定了需求设备新的电网与之结婚。正在新电网中,超导输电或特高压输电、高效变压器、数字变电站、紧凑型线道等技艺将会通常行使,电网的运转方法也将加倍庞杂众变,其优化也将带来更大效益。 闭节技艺周围 第一主意:一次侧的发输配用各个闭头中行使的技艺。 第二主意:二次侧新技艺,囊括优秀的丈量技艺、通讯技艺、智能电器等。 第三主意:把持核心侧的电网运转把持与处分技艺,囊括优秀的新闻打点技艺、优秀把持外面、新型处分技艺等。 2.1.4 智能电网所能具有的最高智能体式 智能电网是闭于异日电网的时髦愿景。中心价格是愿景中最闭节一环。异日使愿景加倍明了,智能电网中心价格需求用一系列目标来予以量化。 智能电网的最高智能体式: 具有众目标自趋优运转技能。 众目标——有运转职员或研讨职员最闭切的一系列目标构成的众目标调集。 自趋优——某个对象通过本身的主动调理,杀青从不令人舒服的形态到令人舒服的形态的一个流程。 智能电网的自趋优: 电网或许依托完竣团结的基本办法(囊括一次办法、搜聚、通讯、IT平台等),正在杀青完全的自我检测和新闻共享基本上,对自我形态(即电网运营目标评议系统)有无误的认知,并通过智能剖析造成决议,借助完竣团结的基本办法,主动对本身举办归纳调控,使得电网本身形态趋势最优。 ”自趋优“与“自愈”的区别: 自愈——是杀青电网安宁牢靠运转的苛重成效,指无需或仅需少量人工干扰,杀青电力汇集中存正在题目元器件的远隔或使其规复寻常运转,最小化或避免用户的供电断绝。 区别: 从针对的对象讲,自愈仅针对电网运转闭头; 自趋优针对总共电网运营,界限更广。 从抵达的倾向讲,自愈仅能保障体系期近将发作格外处境或展现格外处境是杀青对有题目设置的主动检测和远隔,为简单倾向;自趋优是对一起不舒服运转形态均选用比须要的行为,为众倾向。 即:自趋优涵盖自愈的观点。 2.2为什么需求设备智能电网 源由:智能电网能给咱们带来新的价格。 从智能电网生态圈成员所指望的价格方面思考,设备智能电网的源由: 电力用户的原由——更高牢靠性、更高电能质料、更众挑选。 电网企业的原由——更安宁、运转本钱更低。 发电企业原由——吸纳更众可再生能源。 邦度和社会层面原由——提升能效、能源更安宁、境遇更友爱。 2.3智能电网发扬面对的滞碍与应对设施 智能电网发扬面对的滞碍苛重鸠集正在两方面: 新技艺研发与行使方面存正在的危害囊括: 研发、行使新型智能能源技艺需求大宗资金参加,正在研发和行使流程中又具有很高的危害,但如今处境下,高危害并不行获得高额回报。 新技艺应工具有范围效益,而目前智能电网的用户接管水准尚亏损以取得足够的收益 处置步骤: 为采用新智能能源技艺(分散式发电、热电联供、负荷处分、终端应用出力等)供应更高的回报。处分者应将新技艺与地方征税人的好处视为一体,足够思考行使智能电网技艺带来的其他收益,应许可或向公用工作公司供应财务慰勉,以足够的行使新技艺,治服危害成分。 电网企业动力方面 如今运营形式下,电力企业收益依赖于坐蓐和输送电量的众少。是以许众电力企业缺乏足够的动力和回报,去投资并促进分散式发电、可再生能源和境遇友爱型电网的设备。 短期谋划压力与持久收益间抵触。正在如今的监禁形式下,对智能电网的投资纵然会使持久本钱降落,但电力企业的短期本钱却上升,对其谋划酿成压力。 处置方面: 粉碎能源产量和利润间的相闭 采用基于绩效的用度拟定步骤,供应正面慰勉。 选用设施,慰勉电网企业低落线道损耗。 正在输电系统奉行最低本钱安放。 使电网企业将天色蜕化和其他危害纳入思考中。 3、智能电网联系技艺之一——一次与二次侧 新技艺 3.1优秀发电与储能技艺 3.2二次侧方面新技艺 3.3智能电网新闻支柱平台 3.1优秀发电技艺 正在电力坐蓐中,发、输、配、用四个阶段中发电闭头是最具减排潜力的,是以智能电网极度夸大新能源的介入。 3.1.1风力发电 3.1.2太阳能发电 3.1.3洁净煤发电技艺 3.1.4其他新能源发电技艺 3.1.1风力发电 好处:洁净无污染、可再生。 坏处:担心闲、分散不服衡。 大范围风电接入对电网运转和把持的影响: 对体系频率的影响 风能具备随机性和弗成控性,于是风电场的功用苛重由风电地点处身分的风力巨细肯定。当体系中风力发电抵达必然比例后,必需思考风电振动对体系频率的影响。 对体系电压安闲性的影响 风力发电机组既向电网输出有功功率,又从电征求致滞后的无功功率。看待无功难于做到毗连补充,这将影响风机接入点相近电网电压。 对电能质料的影响 风力发电机组功用受风速影响大,容易酿成电压闪变和电压振动。风机自己和入网所需电力电子设置对体系发生谐波污染。 3.1.2太阳能发电 好处:分散通常、洁净、安宁。 坏处:太阳能能量密度小、应用本钱高、转化出力低,受形象条目影响大,正在夜间无法利用。 3.1.3洁净煤发电技艺 火力发电是全邦上最苛重的电力出处,正在20世纪90年代,世纪总发电量中煤电比重正在63%驾驭。思考到我邦煤炭资源丰厚的本质处境,即使正在肆意发扬可再生能源的布景下,正在我邦发电量组成中,火电仍将占到70%~75%。是以,为抵达智能电网节能减排倾向,必需肆意发扬洁净煤发电技艺,尽量低落煤炭燃烧酿成污染、省略温室气体排放,将火力发电的晦气成分降至最低。 具体煤气化笼络轮回机组(IGCC) 增压流化床燃烧笼络轮回机组(PFBC-CC) 具体煤气化笼络轮回机组(IGCC) IGCC被称为“全邦上最洁净的燃煤电站”。 事业道理: 将煤气化,将净化后的洁净煤气行为燃料,驱动燃气轮机发电机组发电。燃气轮机的排气送入余热汽锅坐蓐蒸汽,用蒸汽驱动汽轮发电机组发电。 IGCC的上风: 和向例煤发电技艺比拟,IGCC技艺可将氮氧化合物的排放量省略90%,省略CO2排放量35%。其笼络轮回热出力最高达52%以上,同机遇组的燃煤后废物打点量少,耗水量比向例汽轮机少30%~50%。 限制其大范围行使的成分: 投资过大,发电用度较向例机组高。 树模工程项目: 2009年7月,华能天津IGCC树模电站正在天津临港工业区开工。 增压流化床燃烧笼络轮回机组(PFBC-CC) PFBC-CC是正在常压流化床基本上发扬起来的,正在较高压力下举办燃烧的一种燃煤发电技艺,具有热出力高、污染排放低、能构成蒸汽燃气笼络轮回等特性。 增压流化床的燃烧出力达99%,笼络轮回发电出力达40%~42%,SOx、NOx 和粉尘排放量低。 增压流化床设置模块化水准高,组织紧凑,汽锅体积是同容量向例汽锅的1/4。适合于老旧电厂设置改制时行使。 3.1.4其他新能源发电技艺 燃料电池 道理:正在必然条目下使氢气、自然气或煤气与氧化剂发作电化学响应,将化学能直接转化为电能的流程。 特性:能量转换出力高、功率密度高、反应速率疾、启动韶华短、明净、无污染、噪声低等。 限制其大范围贸易行使的技艺题目:原原料本钱、电极工艺和燃料的蓄积和运输。 潮汐能发电 因月球引力蜕化惹起潮汐景色,潮汐导致海程度面周期性起落,因海水涨落及潮流滚动所发生的能量称为潮汐能。 目前,我邦正正在运转发电的潮汐电站共8座,总装机容量为6000kW,每年发电量1000万余kWh。 必需处置的题目:设置锈蚀和海洋生物附着题目;尽量低落对海洋生态境遇的影响。 生物质能发电 指蕴藏正在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而蓄积正在生物质内部的能量。 囊括几个方面: 木柴及丛林工业毁灭物 农业毁灭物 水生植物 油料植物 都会和工业有机毁灭物 动物粪便 3.2二次侧方面新技艺 3.2.1 优秀传感技艺 3.2.2 WAMS 3.2.3 AMI 3.2.1 优秀传感技艺 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)体系,即是数据搜聚与看守把持体系。 是以估量机为基本的坐蓐流程把持与调整主动化体系。它可能对现场的运转设置举办看守和把持,以杀青数据搜聚、设置把持、丈量、参数调理以及各式信号报警等成效。正在电力体系中称为远动体系。 3.2.2 WAMS PMU(Phasor Measurement Unit )——相量丈量单位 以GPS为采样基准,能全网同步搜聚机组和线道的电压、电流以及苛重的开闭掩护信号;并能估量获得电压和电流相量、频率和频率蜕化率、机组和线道功率、发电机内电势以及遵照机组间信号实测机组功角;同时还能供应扰动触发的暂态纪录。 WAMS(Wide-Area Measurement System)——广域丈量体系 可将带时标的相量数据打包并通过高速通讯汇集传送到数据核心,数据核心对各子站的相量举办同步打点和存储,并可估量体系惯性核心相角及各机组、母线 AMI Advanced Metering Instracture——优秀量测系统。 宗旨: 为了竣工用户侧和电网调整侧的双向、互动的换取和把持。 构成: 智能电能外和位于电力公司内部的量测数据处分体系以及连合它们的通讯体系。 成效: 长途监测、分时电价、需求侧处分等。 3.3智能电网新闻支柱平台 新闻出处更通常、新闻量更大。 智能电网中,新闻出处囊括电气设置、用户侧新闻、形象新闻、职员新闻、AMI、智能用电设置等。 接济新闻的双向滚动。 守旧电网中,新闻平时由设置侧流向调整核心,即单向新闻滚动。 智能电网中,新闻不单从设置和用户侧流向调整核心,同时设置和用户侧也需求同时取得调整核心以致于其他设置和用户的联系新闻。 团结的数据共享机制。 整合各式数据出处,造成团结的数据共享平台,并遵照智能电网的各式差异行使对数据的详细请求供应相应的数据效劳。 4、智能电网联系技艺之二——把持与 处分新技艺 4.1顺应智能电网的处分调整形式 4.2智能调整核心技艺 4.3智能用电处分技艺 4.4智能电网杀青面对的苛重技艺挑拨 4.1顺应智能电网的处分调整形式 4.1.1虚拟发电厂 4.1.2微电网 4.1.3需求侧处分 4.1.1虚拟发电厂 观点: 一系列分散式发电及可控负荷的调集,该调集由一个中心把持核心团结调控。 功用: 通过这种处分和调整方法,买卖核心和调整核心不再需求了然每个分散式发电资源的新闻,而只需对虚拟发电厂的中心把持核心举办团结调控,由虚拟发电厂的中心把持核心对各个分散式发电电源举办调度,买卖核心也仅需与虚拟发电厂举办买卖。这种方法还可能减轻调整核心和买卖核心的压力,而差异类型的分散式发电资源之间的互补性也使得虚拟发电厂具备必然的可控性,更适于参预电力体系调整和买卖。 上风: (1)不需对现有电力体系调整形式和发电资源举办完全更新,只需对现有资源举办有用整合,对其把持体系举办更新,这仅需较小的参加,但收益明显。 (2)对电网侧来讲,虚拟发电厂将大宗分散式发电资源整合正在一齐,将其行为守旧电厂举办调整,低落了可再生能源的弗成控性,提升了体系安闲性; (3)对具有分散式发电的用户来讲,因为可遵照详细处境挑选适宜的虚拟发电机供电,同时也可通过虚拟发电厂参预电力墟市的买卖,是以可提升用户的收益。 树模工程: 欧盟正在英邦渥金和西班牙阿拉瓦早先了两个树模工程。 4.1.2微电网 观点:通过正在配电网创办孤单发电单位对苛重负荷举办供电,这些发电单位和负荷及相应的配电线道构成一个相对独立的微型电网。 即:微电网将发电机、负荷、储能装配及把持装配等集合,造成一个相对独立的可控单位,正在竣工向用户供电和供热的同时,接纳电力体系的调整和处分。 设备微电网的倾向 将其筑成为电力体系可控的“细胞”。即微电网可遵照调整核心的需求正在短韶华内作出反应以知足电网需求。对用户来讲,可遵照用户的本质需求供应相应的电源供应。 微电网与大电网间的连合 通过PCU(Power Conditioning Unit)连合,是以微电网入网准绳并不针对各个详细微电源,只需思考总共微电网,是以微网可较好的处置分散式电源的接入题目。 4.1.3需求侧处分 DSM(Demand Side Management) 通过选用有用地慰勉设施,指点电力用户提升用电出力,优化用电方法,正在不影响用户寻常用电需求的处境下省略电力泯灭和电能需求,抵达掩护境遇和节省能源宗旨的用电处分营谋。 宗旨 通过调度售电价值机制,指点用户的用电行径,加倍高效地应用电能,高效地应用发电、输电和配电设置,完全提升电力行业的投资出力,低落本钱,晋升发电、输配电和用户间的资源优化设备的程度。 分类 能效处分 通过用户采用优秀技艺和高效设置提升终端用电出力,省略用电泯灭,博得节省电量和省略排放的功效。 负荷处分 通过负荷调度技艺改进用户的用电行径和用电方法,从而抵达低落电网最大负荷,博得节省电能、省略体系装机容量的功效。 4.2智能调整核心技艺 与守旧电力调整核心的区别: 正在二次侧技艺方面的新发扬使电网的可观测性巩固。 守旧电网的监测装配常装设于变电站或馈线处,对用户侧的新闻理会仅限于用电量等非及时新闻。 智能电网可及时获取用户的用电处境,以至可囊括其有功、无功、电流、电压等新闻。 智能电网中可控资源由正本以发电资源为主变化为发电、负荷、储能装配以及基于电力电子技艺的可控输变电设置。 智能电网接济分散式发电大范围接入,接济能量的双向自正在滚动。守旧电网能量是单向滚动。 运转和调控更为精巧。 4.3智能用电处分技艺 守旧电网中,用户仅具备消费者的智能,并不行参预到电力体系的运营中来;智能电网夸大用户的参预,策动用户和电网间双向互动,用户酿成电网中的一员,不单可能遵照本身的需求定制相应的供电效劳,也可遵照电网的本质运转形态对本身用电处境和所装置的分散式发电设置运转形态举办调度。 4.3.1智能家用电器 4.3.2用户能量处分体系 4.3.3电动汽车接入 4.3.1智能家用电器 最初的智能家电是指将估量机技艺、数字化技艺以及新闻技艺行使于守旧家电,使家电具备智能化和新闻汇集成效,详细囊括长途把持、长途维持、智能报警、主动升级等成效。 智能电网周围,智能家电正在上述成效基本上,强化家用电器和电网的互动,可通过接纳及时电价新闻及频率等新闻来杀青合理利用电能,抵达低落电费,提升利用出力等宗旨。 分类: 不需通讯的智能家用电器 用电及时性请求不高,功率较大的家用电器,如热水器、空调、烘干机等。 需求通讯体系的接济 4.3.2用户能量处分体系 与守旧EMS苛重面向电网调整差异,智能电网顶用户能量处分体系面向的是用户侧。可通过合理调度用户侧的用电设置的负荷以及用户本身装备储能设置的充放电来顺应电网负荷和电价蜕化,以抵达节省能源、省略用户电费开销的宗旨。用户能量处分体系可进一步与电网的需求侧处分体系举办接口,为提升电网的安闲性和安宁性效劳。 4.4智能电网杀青面对的苛重技艺挑拨 海量数据剖析和打点技艺 智能电网请求对数据举办及时或准及时的打点,而因为数据量过大,现稀有据开采和学问浮现算法的估量速率平时较慢,难以知足电力体系及时性请求。 智能电网调整和把持技艺 运转方法更精巧众样。因为分散式能源和储能设置大宗接入,用户恐怕向电网侧输送电能。用户负荷也可参预到体系调整和把持中来。智能电网的把持倾向更为庞杂众样。 新能源接入带来的晦气影响 电网功率均衡、电能质料、电压安闲程度等。 智能电网新闻安宁题目 守旧电网是相对独立汇集,所受滋扰和攻击较少。智能电网需求用户侧新闻的大宗接入,弗成避免地要面临来自于Internet的大宗攻击和病毒侵袭。 * * 智能电网是一个”联合愿景“。 总体看来,欧洲智能电网加倍夸大可再生能源电源接入,美邦智能电网加倍夸大电网顽固牢靠。

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