智能电网知识2011版.ppt

《智能电网知识2011版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能电网知识2011版.ppt（252页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第1页,智能电网知识 What Is Smart Grid？,2011年任选课-,第2页,第二章内容,第一节 智能电网概念 第二节 建设坚强智能电网的必要性 第三节 发展方向和建设阶段,第3页,第一节 智能电网概念,一、智能电网概念的提出： 1、背景： 电网是国家能源产业链的重要环节，是国家综合运输体系的重要组成部分。 各行业对电力的依赖增强，对供电可靠性及电能质量的要求日益提高。 世界各国都对电网的发展模式进行思考和探索，以期提高电网运行水平。 提出电网应该具备：高效、清洁、安全、可靠、交互的特征。,第4页,一、智能电网概念的提出,2、各国的做法 （1）2001 年,美国电力科学研究院（EP

2、RI）提出“Intelligrid”（智能电网）的概念，并于2003年提出智能电网研究框架展开研究；美国能源部（DOE）随即发布Grid2030 计划,通过采用先进的材料技术、超导技术、电力电子技术，重点研究控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等，以构建全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网（分布式电力系统）等多层次的电力网络，争取到2030 年建成完全自动化、高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的输配电系统，以保障大电网的安全性、稳定性，提高供电的可靠性及电能质量。,第5页,一、智能电网概念的提出,（2）2005 年欧洲提出类似的“sm

3、artgrid”概念，2006 年，欧盟智能电网技术论坛推出了欧洲智能电网技术框架，认为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，主要着重于输配电过程中的自动化技术,第6页,一、智能电网概念的提出,（3）我国在智能电网概念的提出方面虽然稍晚，但之前就在相关技术领域开展了大量的研究和实践。1999 年进行的“我国电力大系统灾变防治和经济运行的重大科学问题研究”，就已经提出过“数字电力系统”的概念。近年来国内也在一直不断关注国内外智能电网方面的最新研究进展。 2007 年10 月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，计划建成具有自愈能力的智能电网。,第7页,一、智能电网概念

4、的提出,3、小结： 2008 年11 月11 日到13 日，中美清洁能源合作组织特别会议召开，在会上开始使用“Smart Grid”，中国将之翻译为“智能电网”，并在国内统一推广这一概念，以指导相关研究的开展。 在2009 年5 月召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，中国国家电网公司正式提出“坚强智能电网”的概念，并计划于2020 年基本建成中国的坚强智能电网，正式拉开了中国坚强智能电网的研究与建设序幕。,第8页,二、智能电网内涵及特征,（一）美国智能电网基本概念 美国电力化建设开展较早，但对电网建设投入不足，电力系统从业人员年龄结构逐渐老化，电网设备陈旧，存在稳定性问题，急需提高电

5、网运营的可靠性。因此其智能电网建设关注于加快电力网络基础架构的升级更新，最大限度地利用信息技术，提高系统自动化水平。 美国将智能电网的概念描述为：智能电网是一种新的电网发展理念，通过利用数字技术提高电力系统的可靠性、安全性和效率，利用信息技术实现对电力系统运行、维护和规划方案的动态优化，对各类资源和服务进行整合重组。 智能电网的范畴不仅涵盖配电和用电，还包括输电、运行、调度等方面。,第9页,二、智能电网内涵及特征,（一）美国智能电网基本概念 美国提出智能电网要具备七大特征，以引导发展方向： 自愈：通过安装的自动化监测装置可以及时发现电网运行的异常情况，及时预见可能发生的故障；在故障发生时也可以

6、在没有或少量人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，从而避免大面积停电的发生，减少停电时间和经济损失 互动：消费者可以在知情的情况下与电力系统互动，有能力选择最合适自己的供电方案；也可以向电力公司提出个性化的供电服务要求，以满足特殊需求； 兼容：可接入各种分布式电源，如太阳能、风能等可再生能源和电能储存设备；,第10页,二、智能电网内涵及特征,（一）美国智能电网基本概念 创新：鼓励并推动创新性的产品、服务和市场的发展； 优质：即电压、频率波动符合供电质量要求，谐波污染可以有效控制，从而满足数据中心、计算机、电子和自动化生产线等特殊行业对供电质量的严格需要，保障用户电能质量，并实现电能质量差别定价；

7、 安全：通过坚强的电网网架，可以提高电网应对物理攻击和网络攻击的能力，可靠处理系统故障。,第11页,二、智能电网内涵及特征,（二）欧盟智能电网基本概念 欧洲经济发展水平较高，其网架架构、电源布点、电源类型臻于完善，负荷发展趋于平缓，电网新增建设规模有限。 面临的主要问题在于：一是各国电网运行模式不同，国家间电网互连需要解决一系列的问题；二是面临大力节能减排、发展低碳经济以满足京都议定书环保目标的压力。 欧洲智能电网建设更加关注可再生能源和分布式电源的接入，提高供电可靠性和电能质量、完善社会用户的增值服务。 欧洲电力工业联盟在2009 年5 月给出了智能电网的概念：智能电网通过采用创新性的产品和

8、服务，使用智能检测、控制、通信和自愈技术，有效整合发电方、用户或者同时具有发电和用电特性成员的行为和行动，以期保证电力供应持续、经济和安全。它能够交互运行，可容纳广大范围的小型分布式发电系统并网。,第12页,二、智能电网内涵及特征,（二）欧盟智能电网基本概念 欧洲智能电网发展的主要特征为： 灵活：满足社会用户的多样性增值服务； 易接入：保证所有用户的连接通畅，尤其对于可再生能源和高效、无二氧化碳排放或很少的发电资源要能方便接入； 可靠：保证供电可靠性，减少停电故障；保证供电质量，满足用户供电要求； 经济：实现有效的资产管理，提高设备利用率。 研究重点在于研发可再生能源和分布式电源并网技术、储能

9、技术、电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术，以便带动欧洲整个电力行业发展模式的转变。,第13页,二、智能电网内涵及特征,（三）中国坚强智能电网基本概念 中国正处于经济建设高速发展时期，电力系统基础设施建设面临巨大压力；同时，地区能源分布和经济发展情况极不平衡:负荷中心在中东部地区，而能源中心则在西部和北部地区，其中蕴藏量极大的风能主要分布于东北、西北、华北以及沿海地区，太阳能资源主要分布在西藏、新疆和内蒙古等北部和西部地区。 我国的智能电网必须以特高压骨干输电网为基础，建立坚强的输电系统，以便于实现能源的大范围合理配置，为电力系统更高层次的智能化提供坚实的基础。 国家电网公司

10、提出的坚强智能电网概念：坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。,第14页,二、智能电网内涵及特征,（三）中国坚强智能电网基本概念 智能电网主要内涵是： 坚强可靠：是指拥有坚强的网架、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应，从而实现资源的优化调配、减小大范围停电事故的发生概率。在故障发生时，能够快速检测、定位和隔离故障，并指导作业人员快速确定停电原因恢复供电，缩短停电时间。坚强

11、可靠是中国坚强智能电网发展的物理基础； 经济高效：是指提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源的高效利用，是对中国坚强智能电网发展的基本要求；,第15页,二、智能电网内涵及特征,（三）中国坚强智能电网基本概念 智能电网主要内涵是： 清洁环保：在于促进可再生能源发展与利用，提高清洁电能在终端能源消费中的比重，降低能源消耗和污染物排放；是对中国坚强智能电网的基本诉求； 透明开放：意指为电力市场化建设提供透明、开放的实施平台，提供高品质的附加增值服务，是中国坚强智能电网的基本理念； 友好互动：即灵活调整电网运行方式，友好兼容各类电源和用户的接入与退出，激励电源和用户主动参与电网调节，是中国

12、坚强智能电网的主要运行特性。,第16页,二、智能电网内涵及特征,（三）中国坚强智能电网基本概念 中国坚强智能电网的基本特征： 信息化：能采用数字化的方式清晰表述电网对象、结构、特性及状态，实现各类信息的精确高效采集与传输，从而实现电网信息的高度集成、分析和利用； 自动化：提高电网自动运行控制与管理水平提升 互动化：通过信息的实时沟通及分析，使整个系统可以良性互动与高效协调。,第17页,二、智能电网内涵及特征,（三）中国坚强智能电网基本概念 中国坚强智能电网的基本特征： 信息化：能采用数字化的方式清晰表述电网对象、结构、特性及状态，实现各类信息的精确高效采集与传输，从而实现电网信息的高度集成、分

13、析和利用； 自动化：提高电网自动运行控制与管理水平提升 互动化：通过信息的实时沟通及分析，使整个系统可以良性互动与高效协调。,第18页,三、坚强智能电网实质,各国对智能电网的根本要求是一致的，即电网应该“更坚强、更智能”。 坚强是智能电网的基础，智能是坚强电网充分发挥作用的关键，两者相辅相成、协调统一。,第19页,三、坚强智能电网实质,电网应该具备以下几个方面的特性： （1）需要具有自愈能力。可以在故障发生后的短时间内及时发现并自动隔离故障，防止电网大规模崩溃，这是智能电网最重要的特征。自愈电网不断对电网设备运行状态进行监控，及时发现运行中的异常信号并进行纠正和控制，以减少因设备故障导致供电中

14、断的现象。当然，智能电网不能完全取代调度员的作用，在电网执行元件设备自动做出处理动作后，会及时向调度员告警，以便于调度员确认动作效果，并判断是否需要做出进一步处理，随后根据事故追忆系统分析故障原因以进行完善； （2）具有高可靠性。这是电网建设持之以恒追求的目标之一，这一方面需要提高电网内关键设备的制造水平和工艺，提高设备质量，延长使用寿命；另一方面，随着通信、计算机技术的发展，对设备的实时状态监测成为可能，便于及早发现事故隐患；,第20页,三、坚强智能电网实质,（3）资产优化管理。电力系统是一个高科技、资产密集型的庞大系统，电网运行设备种类繁多，数量巨大。智能电网采用数字化处理手段达到对设备的

15、信息化管理，从而延长设备正常运行时间，提高设备资源利用效率； （4）经济高效。智能电网可以提高电力设备利用效率，使电网运行更加经济和高效。 （5）与用户友好互动。目前用户获得用电消费信息的手段单一，信息量有限，借助于通信技术的发展，用户可以实时了解电价状况和计划停电信息，以合理安排电器使用；电力公司可以获取用户的详细用电信息，以提供更多的增值服务供用户选择。 （6）兼容大量分布式电源的接入。储能设备、太阳能电池板等小型发电设备广泛分布于用户侧，储能设备可以在用电低谷时接纳电网富余电能，并可以与小型发电装置一起在用电高峰时向电网输送电能，以达到削峰填谷，减小发电装机的效果。这要求电网必须具备双向

16、测量和能量管理系统，以便于电能计量计费及可靠接入；,第21页,第二节 建设坚强智能电网的必要性,电力是我国能源发展战略布局的重要组成部分。电网是能源产业链和国家综合运输体系的重要环节。电网发展方向已不仅仅是本行业、本领域的需求反映，更是各行各业共同作用的结果。 建设可靠高效的电网是保障国家能源安全、经济社会全面、协调、可持续发展的必然要求。 构建国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，是适应中国国情，满足未来各方面发展需求的战略性选择。,第22页,第二节 建设坚强智能电网的必要性,国内外经济社会发展对我国未来电网建设提出了“量”与“质”两方面的高标准要求。一方面，需要电网加快外延式发展，强

17、化输配电能力，为满足持续大幅度增长的电力需求提供坚强的输配平台；另一方面，要求电网运行要具有更高的综合能源效率、环境效益和经济效益，能够进一步提升供电的安全可靠性、经济性，促进节能减排、实现清洁环保，且具有灵活互动、友好开放等特性，具备更强的服务经济社会发展的能力。 因此，我国未来的电网发展，必须以科学发展观为指导，借鉴国外发展经验，结合我国的现实情况，走一条适合中国国情的发展道路，以适应现实国情和未来各方面的综合发展需求。,第23页,第二节 建设坚强智能电网的必要性,一、优化能源结构，保障能源安全供应； 二、提升电网的大范围资源优化配置能力； 三、提升系统的清洁能源接纳能力； 四、促进节能减

18、排，推动低碳经济的发展； 五、实现电网的可持续发展； 六、提升电工行业核心竞争力，促进技术进步及装备升级； 七、满足用户多元化需求，提升和丰富电网的服务质量及内涵；,第24页,一、优化能源结构，保障能源安全供应,我国一次能源结构不均衡，煤炭资源丰富而石油、天然气等资源相对匮乏。能源发展的供不应求、结构失衡、效率偏低、污染严重等突出问题和矛盾，推动了风力、太阳能等清洁能源的开发利用。这在客观上要求电网必须适应能源结构的调整，满足国家能源发展战略。 建设智能电网，将为集中与分散并存的清洁能源发展提供更好的平台，促进清洁能源较快发展，进而有效增加我国能源供应总量；智能电网可促进电动汽车的规模化快速发

19、展，优化我国能源供应和消费结构，降低对传统化石能源特别是石油的依赖，为经济社会可持续发展提供更加安全、更加优质的能源供应，保障国家能源安全。,第25页,二、提升电网的大范围资源优化配置能力,我国能源资源与能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水电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。未来能源生产中心不断西移和北移，跨区能源调运规模和距离不断加大，能源运输形势更为严峻。 一次能源资源与生产力布局不平衡的基本国情，客观上决定了我国能源供应的长期发展格局，促使我国必须在全国范围内实行资源优化配置。,第26页,二、提升电网的大范围资源优化配置能力,电网是科学合理能

20、源资源利用体系的重要载体，为在更大范围内实现能源资源优化配置提供了平台。 现有电网在跨区输电能力、安全稳定运行水平、抵御自然灾害能力等方面亟待提高。 从中国国情出发，加快建设具有坚强骨干网架的智能电网，能够有效解决电力的大规模、远距离、低损耗传输问题，促进大型水电、煤电、核电、可再生能源基地的集约化开发，推动国际能源合作和跨国输电，实现全国乃至更大范围内能源资源优化配置。,第27页,三、提升系统的清洁能源接纳能力,电网是实现电力输送的载体，是促进清洁能源发展的重要组成部分，清洁能源电力转换、传输和使用都要通过电网瞬时完成。 加强智能电网建设，可以提升电网适应不同类型清洁能源发展的能力，促进清洁

21、能源开发和消纳，为清洁能源的广泛高效利用提供平台。 通过智能电网平台，为风电、太阳能等清洁能源并网提供辅助服务，实现不同能源间的互补与均衡，提升其可用性，促进清洁能源高效利用和科学发展，促进能源综合利用效率的提高，促进节能减排。,第28页,三、提升系统的清洁能源接纳能力,智能电网通过集成先进的信息、自动化及储能技术，能够对包括清洁能源在内的所有资源进行准确预测和统筹安排，有效解决因大规模清洁能源接入而产生的电网安全稳定运行技术问题，提升电网接纳清洁能源的能力。,第29页,四、促进节能减排，推动低碳经济的发展,2007 年，我国化石燃料燃烧产生的二氧化碳据估算约为61.6 亿吨，约占世界总量的五

22、分之一。“富煤、少气、缺油”的能源资源条件，决定了我国以煤为主的能源结构在短期难以发生根本改变，未来二氧化碳排放增量依然巨大。 当前应对气候变化形势严峻，2009 年底的哥本哈根会议讨论后京都时代全球减排规则，可能成为全球走向低碳经济的标志。我国经济社会发展既面临巨大减排压力，又面临着发展低碳经济和绿色经济的重大机遇。,第30页,四、促进节能减排，推动低碳经济的发展,建设智能电网，首先可以提升电网适应不同类型清洁能源发展的能力，促进清洁能源开发和消纳，为清洁能源的广泛高效开发提供平台。其次，智能电网能够使电能在终端用户得到更加高效合理的利用，引领能源消费理念和方式的转变，从而适应低碳经济的发展

23、要求。 通过电网智能化建设，推动友好互动的用户服务，推动蓄能电池充电技术的发展，促进和加速低耗节能设备、电动汽车和智能家电等智能设备大规模应用，有效改变终端用户用能方式，提高电能在终端能源消费中的比重，减少化石燃料的使用，降低能耗并减少排放。 通过加强用户与电网之间的信息集成共享，电动汽车接入、双向电能交换等应用将进一步改善电网运营方式和用户电能的利用模式，推动低碳经济和节能环保的长足发展。,第31页,五、实现电网的可持续发展,我国仍处在工业化、城镇化快速发展时期，在今后相当长一段时期内电力需求将保持较快增长的态势，电网正处于快速增长的发展阶段。 由于长期的“重发轻供”，加上近年来发电装机持续

24、大规模投产，目前我国电网发展严重滞后的矛盾没有根本缓解，电网发展的任务还相当艰巨。如何在电网向智能化方向发展的世界趋势下，既保证电网发展的技术先进性，又兼顾电网的发展速度、发展效率与可持续发展能力，成为我国电网发展亟待破解的战略问题。 建设智能电网，在电网规模快速发展的同时，依靠现代信息、通信和控制技术，实现技术、设备、运行、管理各个方面的提升，可以促进电网发展方式转变，推动电网的跨越式发展，甚至引领世界电网向智能化方向发展。,第32页,六、提升电工行业核心竞争力，促进技术进步及装备升级,近年来，我国电工行业迅速发展，培养出一批大型企业和集团公司，具备了先进电工设备的大规模生产制造能力和一定的

25、设备研制、设计能力，整体技术水平有了长足的进步，设备国产化率不断提高，直流输电和特高压设备水平国际领先。 然而，我国电工设备制造业的核心竞争力仍有待提高。电工行业的整体研发水平较低，科研投入不足，自主创新能力弱，部分核心技术来源依靠国外，高科技含量产品与国际先进技术差距较大，在自主知识产权、设计技术、关键设备制造等方面有待进一步提升。,第33页,六、提升电工行业核心竞争力，促进技术进步及装备升级,智能电网将融合网络通信、传感器、电力电子和化学储能等高新技术，对于推动通讯信息、能源、新材料等高科技产业，推动新技术革命具有直接的综合效果。 建设智能电网，一方面将带动其上下游和周边衍生产业链，推动电

26、力和其他产业结构调整，促进技术和装备升级；另一方面，将为国内电动汽车和智能家电等相关行业提供友好、公平的竞争平台，促进关联产业良性发展和新产业的涌现。 加快建设智能电网还将为我国占据世界智能电网技术、相关标准的制高点提供战略机遇。,第34页,七、满足用户多元化需求，提升和丰富电网的服务质量及内涵,电网作为联接电源与用户的重要载体，其未来发展需要更加注重与用户间的沟通和互动。 随着生活水平的提高，居民对供电可靠性、电能质量、用电服务水平更加关注，对电力供应的开放性和互动性提出更高要求。 电动汽车、储能装置和分布式电源的推广应用，也要求电网能够兼容各类电源和用户的接入与退出。,第35页,七、满足用

27、户多元化需求，提升和丰富电网的服务质量及内涵,建设智能电网，有利于提高电能质量和供电可靠性，创新商业服务模式，提升电网与用户双向互动能力和用电增值服务水平。 智能电网将为用户管理与互动服务提供实时、准确的基础数据，从而实现电网与用户的双向互动，加大用户参与力度，提升用户服务质量，满足用户多元化需求。 智能电网还能够友好兼容各类电源和用户的接入与退出，为电动汽车、用户侧分散式储能的应用推广提供广阔的发展空间，实现终端客户分布式电源的“即插即用”。,第36页,七、满足用户多元化需求，提升和丰富电网的服务质量及内涵,未来的中国电网必须足够坚强，满足安全、可靠的供电要求，而且要更加智能，满足运行灵活、

28、方便、开放的服务要求。 其基本发展思路和技术路线，应是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，通过传统电力技术与先进的信息、通信和控制技术的融合，通过电网资源与社会资源的融合，进一步拓展电网功能及其资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，实现更加经济、高效的发展。通过科技创新和管理创新，带动电力行业及其它相关产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。 构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，是适应中国国情，满足未来各方面发展需求的战略性选择。,第37页,第三节 发

29、展方向和建设阶段,一、中国坚强智能电网建设的重点发展方向： （1）提高电网输送能力，确保电力的安全可靠供应，具有坚强的网架结构，打造坚强可靠的电网。因此，需要全面掌握特高压交直流输电技术，加快特高压骨干网架建设，以构成坚强的国家电网构架，服务于更大范围的资源优化配置；通过灵活交直流输电技术的研究和应用，提高电网输送能力和控制灵活性；需要进一步开展大电网安全稳定、智能调度、状态检修、全寿命周期管理和智能防灾等技术的研究，以提高大电网的安全稳定运行水平；,第38页,第三节 发展方向和建设阶段,国家电网公司提出了立足自主创新，加快建设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

30、化特征的坚强智能电网发展目标，力争使电网具备坚强的网架结构，能支持各类电源的友好接入及使用，能提供大范围资源优化配置能力，给用户提供全面的服务，以实现安全、可靠、优质、清洁、高效、互动的电力供应，推动电力行业及相关产业的技术升级，满足经济社会全面、协调、可持续发展要求。,第39页,第三节 发展方向和建设阶段,一、中国坚强智能电网建设的重点发展方向： （2）提高能源资源的利用效率，提高电网运行和输送效率，打造经济高效的电网。因此，需要研究先进储能技术、电力电子等技术，提高发电资源利用效率；需要进一步深入研究各类电网优化分析技术，安排合理运行方式，降低源网全局损耗；需要研究需求侧智能化管理技术，提

31、高用户侧能源资源利用效率； （3）促进可再生能源发展与利用，降低能源消耗和污染物排放，合理配置我国电源结构，打造清洁环保的绿色电网。因此，需要研究可再生能源并网、监视、预测、分析、控制相关技术，服务于节能减排和清洁能源振兴规划；需要研究分布式电源接入和微电网等技术，促进用户侧可再生能源的利用，提升用电可靠性；,第40页,第三节 发展方向和建设阶段,一、中国坚强智能电网建设的重点发展方向： （4）促进电源、电网、用户协调互动运行，打造灵活互动的电网。因此，需要研究机网协调运行控制技术，推进机网信息双向实时交互；需要研究推广发电厂辅助服务考核技术，提高发电企业主动参与电网调节的积极性；需要研究互动

32、营销、智能电表等技术，提高电网、用户间的互动水平和用户服务质量； （5）实现电网、电源和用户的信息透明共享，打造友好开放的电网。因此，需要研究用电信息采集技术和营销信息化技术，确保电网与用户间信息透明开发；需要研究多周期、多目标调度计划技术、电力市场交易相关技术，构建公正透明的调度计划运作平台、电力市场交易平台，确保电网与电源信息的透明共享。,第41页,第三节 发展方向和建设阶段,二、建设阶段： 国家电网公司在认真分析国内经济发展形势和技术水平的基础上，根据国情现状，按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则，分阶段推进坚强智能电网的建设。 1、2009 年至2010 年为规划试点阶段：

33、重点开展电网智能化发展规划工作，制订技术标准和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，开展各环节的试点工作； 2、2011 年至2015 年为全面建设阶段：加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；,第42页,第三节 发展方向和建设阶段,二、建设阶段： 3、2016 年至2020 年为引领提升阶段：基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。,第43页,第三节 发展方向和建设阶段,三、小结 建设智能电网是一个庞大而系统的工程，需要全社会共同努力来完成。美国已将发展智能

34、电网作为国家能源和经济政策的重要组成部分，上升为国家战略。我国正处在加速工业化和城市化的发展阶段，能源和电力需求将在较长时期内保持较快增长，建设坚强智能电网的任务十分艰巨和紧迫，必须在政府宏观层面的大力引导与支持下进行统筹规划建设。,第44页,第三章 智能电网与能源资源优化配置,第一节 我国能源资源分布现状 第二节 智能电网-能源资源优化的平台 第三节 特高压输电技术概况 第四节 经济环保发电 第五节 高效节能输电 第六节 智能优化调度,第45页,第三章 智能电网与能源资源优化配置,能源和资源供需紧张已成为影响我国经济平稳较快发展的突出矛盾。 如何实现能源资源优化? 电网是实现我国能源战略布局

35、的重要手段、能源产业链的重要环节和国家综合运输体系的重要组成部分，电网的发展与我国的能源资源优化密切相关。加快建设具有坚强骨干网架的智能电网，能够有效解决电力的大规模、远距离、低损耗传输问题，促进大型水电、煤电、核电、可再生能源基地的集约化开发，从而实现全国乃至更大范围内能源资源优化配置。,第46页,第一节 我国能源资源分布现状,我国能源资源主要分布在北部、西部和西南地区。 79.7%的煤炭保有储量分布在山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆和黑龙江等西部和北部地区 近70%的水资源分布在西南地区（川渝云贵藏） 风能资源主要分布在东北、西北、华北及沿海地区 太阳能资源主要分布在西藏、青海、新疆和内蒙古

36、等北部和西部地区。,第47页,一、煤炭资源分布,据全国第3 轮煤炭资源预测资料，全国垂深2000m 以内浅煤炭资源总量为5.6 万亿吨。截至2005 年底，全国煤炭保有资源量为11031 亿吨，排在俄罗斯和美国之后，居世界第3 位。 新疆、内蒙古、山西、陕西、贵州、宁夏6 省（区）煤炭保有储量占全国的81.2%，是我国煤炭资源最富集的地区。 我国经济最发达的东部十省市（包括北京、辽宁、天津、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东）煤炭保有储量仅占全国的5%。,第48页,二、石油资源分布,根据第三次全国油气资源评价资料，我国石油资源量约为1072.7 亿吨，探明储量205.65 亿吨，可采储量

37、127.54 亿吨，其中约77.07%分布在陆上，约22.93%分布在海洋。 我国石油资源主要分布在黑龙江、新疆、山东、河北、陕西、辽宁、吉林等北部和西部地区。我国的大中型油气田大都分布在长江以北的东北、华北和西北地区，油气产量占到全国的90%以上。,第49页,三、天然气资源分布,据新一轮油气资源评价结果，我国常规天然气资源量约为56 万亿立方米. 主要分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、柴达木、松辽、东海、琼东南、莺歌海和渤海湾等九大盆地。 其中，塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地天然气资源丰富，资源量约占全国52.3%。,第50页,四、水能资源分布,我国水能资源主要分布在西南地区（四川、重庆、云南、

38、贵州、西藏），约占全国的70%左右。 长江、金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、澜沧江、黄河和怒江等大江大河的干流水能资源丰富，总装机容量约占全国经济可开发量的60%，具有集中开发和规模外送的良好条件。,第51页,五、核能资源分布,我国铀矿资源丰富，第二轮勘查预测储量超过200 万吨。 我国勘查程度低，已完成铀矿普查面积不到国土面积的1/3，具有良好勘探前景的500m-1500m 深度的地层基本没有开展勘探工作。 我国铀矿资源主要分布在江西、新疆、内蒙的鄂尔多斯、广东、辽宁等地。,第52页,六、风能资源分布,我国风能开发潜力逾25 亿kW，陆上离地面50m 高度达到3 级以上风能资源的潜在开

39、发量约23.8 亿kW，5m-25m 水深线以内近海区域、海平面以上50m 高度可装机容量约2 亿kW。 我国陆上风能资源主要集中在内蒙古的蒙东和蒙西、新疆哈密、甘肃酒泉、河北坝上、吉林西部和江苏近海等7 个千万kW 级风电基地。,第53页,七、太阳能资源分布,我国太阳能资源十分丰富。 据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为1.47108 亿kWh，相当于4.9 万亿t 标准煤，约等于上万个三峡工程年发电量的总和。 我国西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古、山西、陕西、河北、山东、辽宁、吉林、云南、广东、福建、海南等地区的太阳辐射能量较大，属于太阳能利用条件较好的地区，尤其是青藏高原地区太阳能

40、资源最为丰富,第54页,八、生物质能资源分布,我国生物质能资源主要有农作物秸秆、树木枝桠、畜禽粪便、能源作物(植物)、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等。 农林业废弃物、能源作物等主要分布在西部、北部和西南地区，农作物秸秆、畜禽粪便、生活和工业垃圾主要分布在东部地区。,第55页,小结：,我国能源资源与能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水电和风能资源分 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。未来能源生产中心不断西移和北移，跨区能源调运规模和距离不断加大，能源运输形势更为严峻。 近年来，国内能源和资源的短缺，导致对进口能源和资源的更大依赖性，从而使国家经济安全受到更大

41、压力。 总体来看，我国一次能源分布及区域经济发展的不均衡性和人均资源匮乏短缺，决定了我国能源资源大规模跨区域调配和全国范围优化配置的必然性。,第56页,第二节 智能电网-能源资源优化的平台,电网是科学合理能源资源利用体系的重要载体，为在更大范围内实现能源资源优化配置提供了平台。 我国现有电网的跨区输电能力、安全稳定运行水平、抵御自然灾害能力等方面亟待提高。 建设智能电网，能够有效解决电力的大规模、远距离、低损耗传输问题，促进大型水电、煤电、核电、可再生能源基地的集约化开发，推动国际能源合作和跨国输电，实现全国乃至更大范围内能源资源优化配置。,第57页,一、实现电力远距离大容量传输,根据国家能源

42、发展战略，规划建设的西部和北部大型煤电基地、西南水电基地与中东部负荷中心地区的距离在8003000km，要实现能源基地的大规模电力外送，必须依托先进的特高压输电技术，建设电力输送的“高速公路”，提升电网的资源优化配置能力。 研究表明，到2020 年，坚强智能电网可使电网跨区输送能力从2 亿kW 提升到4 亿kW。届时将基本可以做到输煤输电并举，相互促进，相互补充，能够较好地满足各地能源电力发展和经济社会用电需要。,第58页,二、提高电力系统对清洁能源的消纳能力,发展清洁能源已成为我国能源战略调整的核心内容，是推进节能减排、应对气候变化的重要举措。我国在“三北”地区规划建设的千万kW 级风电基地

43、、西北地区规划建设的百万kW 级太阳能光伏电站基地。 由于风电、太阳能发电出力具有随机性和间歇性，西北地区负荷规模有限，本地消纳风电和太阳能电力的能力有限，需要远距离外送到中东部负荷中心地区，在更大范围内消纳。通过建设坚强智能电网，通过跨区联网扩大清洁能源的消纳市场，采用智能化调度运行等举措，2020 年全国的风电开发规模可达到1 亿kW 以上。,第59页,三、提高能源输送经济性,从我国西部、北部煤电基地输煤输电到中东部负荷中心，无论是基于落地电价还是基于输送环节价格进行比较，输电均比输煤更经济。 输电到受端的落地电价比输煤到受端建电厂的上网电价低0.020.11 元/ kWh，输电价与输煤折

44、算电价之比为1:1.31:3.1。 建设坚强智能电网，可提高西部和北部能源基地外送的输电比重，并有效提高能源输送经济性。,第60页,四、有利于加强国际能源合作,我国周边的俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦等国具有丰富的能源资源，且其国内能源生产能力远大于消费需求，具有很强的能源输出能力。俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦三国与我国新疆、内蒙古和黑龙江邻接，将富裕的煤炭等能源资源转化为电力，直接传输至我国的东北、华北和华中负荷中心，可以有效缓解我国能源供应和环境保护的压力。,第61页,第三节 特高压输电技术概况,一、特高压输电技术的优越性 1、输送容量大 1000kV 特高压交流按自然功率输送能力是500kV 交流

45、的5 倍，在采用同种类型的杆塔设计的条件下，1000kV 特高压交流输电线路单位走廊宽度的输送容量约为500kV 交流输电的3 倍。 2、节约土地资源 800kV直流输电方案的线路走廊宽度约76m，单位走廊宽度输送容量约为84MW/m，是500kV直流输电方案的1.3倍，溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩水电站送出工程采用800kV级直流与采用600kV级直流相比，输电线路可以从10回减少到6回。总体来看，特高压交流输电可节省约2/3的土地资源，特高压直流可节省约1/4的土地资源。,第62页,第三节 特高压输电技术概况,3、输电损耗低 与超高压输电相比，特高压输电线路损耗大大降低,特高压交流线路损

46、耗是超高压线路的1/4；800kV直流线路损耗是500kV直流线路的39。 4、工程造价省 采用特高压输电技术可以节省大量导线和铁塔材料，以相对较少的投入达到同等的建设规模，从而降低建设成本。 在输送同容量条件下，特高压交流输电与超高压输电相比，节省导线材料约一半，节省铁塔用材约2/3。1000kV 交流输电方案的单位输送容量综合造价约为500kV 输电的3/4。,第63页,第四节 经济环保发电,为积极应对气候变化，保证我国能源和电力可靠供应，实现电力工业与环境的可持续发展，满足经济社会快速发展的用电需求，如何经济环保发电是建设智能电网必须解决的问题。 我国主要靠常规发电供应电力，首先要解决常

47、规发电厂经济环保发电问题。 常规发电主要指火力发电、水力发电、核能发电。,第64页,常规发电发展远景,2009 年，美国匹兹堡举行的G20 峰会上，中国国家主席胡锦涛做出承诺，中国到2020 年将实现一次能源中15%由非化石能源提供，并明确提出将大力发展可再生能源和核能。 规划：到2020 年常规水电装机容量达到32800 万kW，占电力总装机容量的28.6%,开发程度达60%。到2020 年，核电总装机容量达4000 万kW，核电年发电量将超过2600 亿kWh，核电占中国全部发电装机容量的比重4左右，发电量比重占全国发电量的6以上。,第65页,第五节 高效节能输电,为了解决对输电容量的需求

48、持续增长与建设新线路困难的矛盾，近年来人们开始将更多的注意力从电网的扩张转移到挖掘现有网络的潜力上，研究利用其他高效节能输电新技术来均衡电网的潮流和提高输电线路的输送容量，从而提高输电网的输送能力。 本章将主要介绍柔性输电技术、紧凑型输电技术及耐热导线输电技术等高效节能输电技术的应用情况。,第66页,一、柔性输电技术,柔性输电技术是基于现代大功率电力电子技术及信息技术的现代输电技术。 柔性输电技术可提高输配电系统的可靠性、可控性、运行性能及电能质量，是一项对未来电力系统的发展可能产生巨大变革性影响的新技术。柔性输电技术分为 柔性直流输电技术和柔性交流输电技术。,第67页,一、柔性输电技术,（一

49、）柔性直流输电技术 柔性直流输电自身灵活控制潮流和交流电压的功能对系统短路比无影响，可将它放置在系统薄弱环节以增强系统稳定性 ，适合于向远地负载、小岛、海上钻井等孤立网络供电，尤其适合用于风力发电系统。 柔性直流输电技术用于连接风电场和电网具有独特的优势，它无需额外的无功补偿，能实现风力发电的远距离能量输送。它可以连接多台风电机组、甚至多个风电场，从而减少换流站的个数，节约成本。,第68页,一、柔性输电技术,（二）柔性交流输电技术 柔性交流输电技术（Flexible Alternating Current Transmission Systems，FACTS）又称为灵活交流输电技术。FACTS技术是基于电力电子技术改造交流输电的系列技术，它可以对交流电的无功功率、电压、电抗和相角进行控制，从而能有效提高交流系统的安全稳定性，满足电力系统长距离、大功率安全稳定输送电力的要求。,第69页,二、紧凑型输电技术,从电网建设的远景和特高压电网规划来看，线路不断增多，线路走廊资源越来越紧张，特别是由于规划部门对土地审批越来越严格，线路通道在很多地区已经成为影响电网建设的主要因素。紧凑型输电技术与常规型输电线路相比，具有降低电能输送成本，减少输电走廊对土地的占用等特点，是经济发达、土地昂贵