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1、智能電網建設現狀及趨勢智能電網建設現狀及趨勢2提綱1.堅強智能電網發展戰略2.堅強智能電網建設實踐3.堅強智能電網發展趨勢3應對應對氣候變化促進促進清潔能源發展保障保障能源供應實現實現可持續發展當前全球能源開發利用正在向多元化、清潔化的方向發 展。建設堅強智能電網意義重大。1.1 面臨形勢41.2 堅強智能電網概念及全景圖堅強智能電網是堅強 網架與智能化技術的高 度集成。能夠：1.大量接入風電、太 陽能等清潔能源。2.與用戶雙向互動，實現智能生活。3.提高電網的安全 性、經濟性和供電服務 質量。5中國正處在工業化、城鎮化發展的關鍵時期。經濟快速發展，用電需 求急速增加，電網處于快速發展時期。22、020年，電力需求將在2009年基礎上再翻一番，達到76700億千瓦 時。電力建設不能再是簡單的規模翻番、重復。數據來源：電力工業統計資料匯編1.3 發展背景-經濟發展4.1全社會用電量預測（萬億千瓦時）6.087.842010年2015年2020年6.58全社會負荷預測（億千瓦）9.9112.772010年2015年2020年62/3煤炭資源、風能、太 陽能分布在北部和西北部4/5水能資源分布 在西南部2/3以上能源需求集 中在東中部能源資源與消費呈逆向分布：1.3 發展背景-能源分布上述大型水電、煤電以 及風電基地與中東部負荷中 心相距至少1500公里以上。因此，需要構建堅強的強交 強直特3、高壓主網架，形成大 范圍、遠距離、大容量輸電 格局，形成科學的能源輸送 體系，有效解決煤電運反復 緊張的問題。7電網基礎體系 技術支撐體系智能應用體系 標準規范體系一個目標三個階段兩條主線四個體系五個內涵以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展，具有信息 化、自動化、互動化特征的堅強 智能電網技術主線：信息化、自動化、互動化管理主線：集團化、集約化、精益化、標準化2009-2010年：規劃試點階段2011-2015年：全面建設階段2016-2020年：引領提升階段堅強可靠 經濟高效清潔環保 透明開放 友好互動六個環節發電 輸電 變電 配電 用電 調度1.4 堅強智能電網發展戰略2009年5月24、1日，國家電 網公司提出了堅強智能電網 發展戰略。8建設堅強智能電網，形成特高壓交直流大電網，抗擾動能力顯著提 高，到2020年全國水電并網裝機可達到3.5億千瓦、風電并網裝機達到1.5 億千瓦。在傳統電網的情況下，2020年全國水電并網裝機只能達到約3億千瓦，可消納的風電并網裝機規模只能達到約7000萬千瓦。資料來源：堅強智能電網與能源資源優化配置戰略研究報告智能電網建設對提升電網接納清潔能源的能力的效果將十分顯 著：智能電網對促進風電開發的作用（萬千瓦）智能電網對促進水電開發的作用（萬千瓦）1.5 智能電網的作用：能源更清潔950.0Hz50.0Hz49.849.850.250.2電源負荷5、有功平衡難度加大,安全穩定受到威脅有功平衡難度加大,安全穩定受到威脅電網電網用電負荷用電負荷常規電源常規電源發電機組在運行上下限 內按調度指令運行發電機組在運行上下限 內按調度指令運行間歇式能源發電間歇式能源發電日負荷規 律性強 日負荷規 律性強2.1有功平衡問題人們不理解，新能源(風電、光伏）接入為什么困難？功率平衡問題1.5 智能電網的作用：能源更清潔間歇式能源發電間歇式能源發電間歇式能源發電間歇式能源發電間歇式能源發電間歇式能源發電間歇式能源出 力隨機變化，可預測性差間歇式能源出 力隨機變化，可預測性差10電網負荷曲線風力波動曲線反調峰現象嚴重公司系統全年風電運行反調 峰比例為43%，華6、北59%，東北 53%，西北48%。反調峰情況突 出。由于云層的關系太陽能發電極不穩定5分鐘之內5分鐘之內 下降了81%下降了81%1.5 智能電網的作用：能源更清潔11大量研究表明，堅強智能電網能夠顯著提高電網安全可靠性。首 先是堅強智能電網抵御事故的能力顯著增強，隨著我國大型能源基地 的西移和北移，必須通過經濟高效的交直流特高壓技術才能將這些遠 在1500公里以外的大型能源基地的電力輸送到東中部負荷中心，而維 持500kV電網格局難以承受這些大直流輸電系統事故跳閘，對電網造 成沖擊。比較形象的比喻是：電網就像一個港口，遠距離大容量直流輸電 系統就像一艘超級貨輪，如果電網這個“港口”不足夠大7、（深），大 直流這艘超級貨輪就開不進來，即使能開進來，貨也裝不滿，投資效 率將大打折扣。因此建設覆蓋華北、華中、華東，即“三華”區域的 特高壓主網架，是我國電網發展的必然選擇。1.5 智能電網的作用：電網更安全12其次，采用智能變電站、配電自動化、智能調度、智能輸電等技術，為電網安全可靠供電提供堅強的技術保障手段。1.5 智能電網的作用：電網更安全8.14美加大停電，超2.4萬平方公里；5000萬人飽受斷電之苦；紐約停電 29小時；直接損失10.5億美元；間接損失300億美元。每年美國因電力供應不可靠造成的損失超過1000億美元。數據來源：Galvin electricity initiati8、ve,2005數據來源：Galvin electricity initiative,200513負載系數（%）60%40%20%0%80%0%20%40%60%80%100%75%100%占一年時間的百分比一年中有不到5%的時間需要25%以上的配電和10%以上的發電資產（總投 資數千億元）,減少5%高峰用電負荷可以減少相應投資或延緩投資。發電配電5%=440小時/年90%數據來源：美國西北太平洋國家實驗室2、提高設備利用效 率。以每小時最大負荷作為峰值1.5 智能電網的作用：運行更高效1、大電網水火互濟，干枯互濟，余缺互濟，效益明顯。14家庭安防可視監控、紅外探測、煙霧探測、燃 氣泄漏探測、緊9、急求助、門禁管理等煙霧探測器紅外探測器緊急求助按鈕燃氣泄露探測器智能家居/家電家電通斷，模式控制，能耗監控，家 電聯動，與電網進行用電信息交互、家電自動報障。空調熱水器電飯煲洗衣機水、氣表自動抄收水表氣表社區服務用戶信息等查詢、設備維 護、事件通知等智能電能表支持雙向計量、自動采集、在線 監測等功能電力光纖到戶寬帶接入電視IP電話分布式電源小型風力發電機屋頂太陽能發電電動汽車電動公交車 電動家用車1.5 智能電網的作用：生活更多彩152020年國家碳減排戰略目標：CO2 排放總量不少于95億噸，需減少CO2 排 放6978億噸。2020年堅強智能電網建成后，國家電網公司經營區域內可實現：CO210、 減排量約16.5億噸對碳減排目標的貢獻率可達20%23%使CO2 排放強度比2005年下降8.8%占電力行業碳減排潛力的比重高達50.9%減少SO2、NOx 和煙塵排放量分別約為1262、1096和549萬噸1.5 智能電網的作用：環境更友好數據來源：智能電網建設成就新聞發布會材料16資料來源：堅強智能電網與技術創新和產業發展戰略研究報告上游產業上游產業一次能源開采業電子元器件制造業先進材料產業專業技術與信息服務業工程技術與規劃管理先進儲能電池制造業發電側產業風力發電設備制造業水力發電設備制造業火力發電設備制造業核電設備制造業發電監控設備制造業電網側產業變壓器制造業電容器制造業開關設備制造業11、電力互感器制造業電線電纜制造業電力電子設備制造業狀態監測設備制造業保護測控設備制造業檢驗檢測設備制造業安穩調度設備制造業用電側產業用電信息采集設備制造業電動汽車充放電設備制造業綜合能效管理制造業分布式太陽能、風能發電設 備制造業下游產業下游產業信息通信側產業光纖、光纜制造業通信設備制造業傳媒產業電動汽車產業智能家居、家電產業智 能 樓 宇、智 能 小 區、智能城市20112020年智能化投資 約4000億元，可帶動全社 會相關行業產出增加約 1.5萬億元。對產業的拉動作用1.5 智能電網的作用：促進產業發展17堅強智能電網綜合效益（國家電網公司經營區域內）替代減排CO2 約1億噸節能減排CO212、 約1.6億噸節約土地約2000畝/年減排SO2 約100萬噸環境效益（約490億 元）其他社會效益（約580億元）促進產業升級提高能源供應安全促進區域協調發展緩解煤炭運輸壓力節約供電成本增加就業機會14萬個/年新增投資清潔能源機會降低發電成本（11.5分/千瓦時）節約系統有效裝機投資約250億元發電環節效益（約400億元）提高資產利用效率降低網損約70億千瓦時提供多樣化服務節約電量消費改善電能質量減少停電損失用戶環節效益（約320億元）電網環節效益（約200億元）預計到2020年，電網環節效益約200億元/年，社會效益約1790億元/年，電網效益與社會效 益比值約為1：9。投入產出比為 1:13、4.5。epri 數據來源：堅強智能電網的社會經濟效益戰略研究報告1.5 智能電網的作用：綜合社會經濟效益18提綱一、堅強智能電網發展戰略二、堅強智能電網建設實踐三、堅強智能電網發展趨勢19國家電網公司在繼續深化和發展特高壓技術及工程的國家電網公司在繼續深化和發展特高壓技術及工程的 同時，積極開展電網智能化工作。經過兩年多的建設與實同時，積極開展電網智能化工作。經過兩年多的建設與實 踐，在電網智能化方面已取得了巨大成果，概括為“四大踐，在電網智能化方面已取得了巨大成果，概括為“四大 成就”和“八大突破”。成就”和“八大突破”。2.主要實踐成果20 提出堅強智能電網理念 形成系統的戰略框架國家電14、網智能化規劃總報告（2009-2020年）國家電網公司“十二五”電網智能化規劃2.1 四大成就電網基礎體系 技術支撐體系智能應用體系 標準規范體系一個目標三個階段兩條主線四個體系五個內涵以特高壓電網為骨干網 架、各級電網協調發展的 堅強智能電網技術主線 管理主線2009-2010年：規劃試點階段2011-2015年：全面建設階段2016-2020年：引領提升階段堅強可靠 經濟高效清潔環保 透明開放 友好互動六個環節發電 輸電 變電 配電 用電 調度212.1 四大成就已編制或采用智能電網技 術標準達到285項,發布137 項智能電網企業標準提交10項智能電網國際標 準提案,參與編制4項國家 標15、準、22項行業標準提出8個專業分支、26個技 術領域、92個標準系列，推薦了22項核心標準制定發布智能制定發布智能 電網技術標準體電網技術標準體 系規劃系規劃智能電網技智能電網技 術標準體系術標準體系 趨于完善趨于完善在國內外產生在國內外產生 了深刻影響了深刻影響222.1 四大成就發布智能電網關鍵設備(系統)研制規劃-包括7 7個領域、2828個專題和137137項關鍵設備引導電力裝備制造企業提升研發創新能力，推動 其轉型升級60項關鍵設備研制成功232.1 四大成就 累計安排了29類287項試點項目 已建成投產16類127項試點項目 2011年底建成投產的項目將達 到238項推進速度快建設16、規模大涵蓋范圍廣應用效果好對已建成11類試點項目進行了技術經濟評價242.2 八大突破關鍵突破 大規模可再生能源并網 大規模風電/光伏發電功率預測及運行控制 分布式光伏發電接入作用成效進展情況 提升了可再生能源的消納能力 保障了電網安全穩定運行 經營區域內風電并網容量已達3792萬千 瓦，是2008年底并網容量的4.3倍國家能源太陽能發電技術研發（實驗）中心國家能源大型風電并網技術研發（實驗）中心國家能源智能電網技術研發（實驗）中心綜合試驗檢測 能力達到國際 先進水平研發中心252.2 八大突破關鍵突破 智能開關設備 電子式互感器 輔助功能管控系統 智能變壓器 一體化監控系統 全數字化保護監控17、設 備重要成果作用成效進展情況 高壓設備智能化集成設計、智能化分析決策及應用、全景數據處理平臺等關鍵技術 在國際上首次提出智能變電站系列技術標準 提升抵御大電網事故能力 降低全壽命周期建設運營成本 建成110千伏至750千伏智能變電站18座，在 建56座262.2 八大突破重要成果 完成智能充換電服務網絡運營管理系統的標準化設計 研制充電機/樁、電池更換裝置等充換電設備（系統）電動汽車充電/電池更換關鍵技術 充換電設備研制 電動汽車充換電設施建設及運營模式關鍵突破作用成效 滿足了電動汽車電力供應需求 促進清潔能源利用 建成108座充換電站，7245個充電樁,覆蓋26個省市 在青島、杭州建成了電18、動汽車充換電服務網絡進展情況272.2 八大突破關鍵突破 大電網運行全景監視 在線綜合預警及智能決策 短期調度計劃和安全校核重要成果作用成效進展情況 研制了具有世界先進水平的智能電網調度技術支持系統 形成了較為完整的智能電網調度技術支持系統標準體系 提高了調度技術裝備水平 已建成投運了9套智能電網調度技術支持系統 一體化基礎平臺 綜合智能分析告警 多目標協調的新能源調控 主配網調控一體化 為“三華”電網一體化運行和清潔能源并網提供了支撐 提升了駕馭大電網能力282.2 八大突破重要成果關鍵突破作用成效進展情況 組織開發了輸變電設備狀態監測主站系統和終端設備完成了輸變電設備狀態監測技術實驗室的建19、設并通過國家級資質 認定 輸變電設備狀態監測的規范化、集約化 相關試驗檢測能力 全面掌控輸變電設備運行狀 態，進一步提高了設備運行的可 控、在控能力，提升了設備安全 運行水平 已在15 個省完 成輸電設備狀 態監測系統主 站部署292.2 八大突破重要成果關鍵突破作用成效進展情況 研發了用電信息密鑰管理系統、多種類型采集終端及不同型式智能電能表等設備（系統）完成了全部省級公司采集系統主站和所有專變、公用配變采集終端建設 建立了完備的信息安全防護體系 系統功能集成 規模化應用 信息安全防護 提供了透明公開的雙向互動服 務，提升了公司營銷智能化管 理與服務水平 為實現“全覆蓋、全采集、全 費控”目20、標、實施階梯電價、助推節能減排提供了基礎條件 已有5850萬用戶 實現了用電信息自動采集302.2 八大突破重要成果關鍵突破作用成效進展情況 建立配電自動化標準體系 擴展配電自動化覆蓋范圍 建設開放式配電自動化系統實現與相關系統信息共享和應 用集成 配電自動化主站系統 智能配電終端 標準化信息交互 分布式電源接入 提升了配電網調度集約化水平 減少故障停電時間，縮小故障影響范圍 正在23個城市核心區建設智能配電網，目前已完成7個312.2 八大突破重要成果關鍵突破作用成效進展情況 研發智能用能服務系統、智能交互終端、光纖復合低壓電纜等設備（系統）提出電力光纖到戶條件下的智能用電服務商業模式 構建21、智能用電服務平臺 電力光纖到戶與智 能用電結合應用 支撐智能用電相關業務，服務“三網融合”為用戶提供未來新生活方式的實景體驗 為大眾參與節能減排提供技術手段 已建成6個智能用電 小區、在建22個智 能用電小區，服務 平臺覆蓋3.5 萬用 戶。32提綱一、堅強智能電網發展戰略二、堅強智能電網建設實踐三、堅強智能電網發展趨勢333.1 2011年堅強智能電網發展目標2011年，國家電網公司堅強智能電網進入全面建設階段。2011年，國家電網公司堅強智能電網進入全面建設階段。建成智能變電 站67座在19個城市核 心區建成配電自 動化系統推廣應用3600 萬具智能電能表新建173座電動 汽車充換電站和 22、9200個充電樁經營區域內風 電容量達到5000 萬千瓦完成25個智能 小區/樓宇建設推廣建設6.2萬 戶電力光纖到戶完成中新天津 生態城智能電網 綜合示范工程建 設完成9個95598 互動網站的建設制定智能電網 標準88項343.2“十二五”發展目標-發電環節發 電 環 節發 電 環 節在裝機容量3萬千瓦及以上的風 電場建立風電功率預測和運行監控 系統；在電網中安裝適當比例的大 容量儲能設備；100%完成常規電源 機組勵磁、調速的參數實測，強化 網廠協調。可滿足1億千瓦風電和800萬千瓦 太陽能發電接入的需要。國家電網公司加快智能電網建設步伐，力爭到2015年基本建成堅強智 能電網，國家電網23、智能化程度達到國際先進水平。國家電網公司加快智能電網建設步伐，力爭到2015年基本建成堅強智 能電網，國家電網智能化程度達到國際先進水平。總目標35建成覆蓋全網范圍的輸變電設備狀 態監測系統。在人工巡檢較為困難地區推廣應 用直升機、無人機以及機器人等多 種方式的智能巡檢。全面推廣柔性交流輸電技術，擴大 柔性直流輸電試點范圍。輸電線路可用系數從99.53%提高到 99.60%。3.2“十二五”發展目標-輸電環節36應用智能變電站相關技術，實現電網運 行數據的全面采集和實時共享，支撐電網 實時控制、智能調節和各類高級應用。新設計變電站按照智能變電站技術 標準建設。新建110(66)千伏及以上智能變24、電 站5100座。貫徹全壽命周期管理理念，對約 1000座變電站進行智能化改造。3.2“十二五”發展目標-變電環節373.2“十二五”發展目標-配電環節配網可靠性、運行效率、供電質量 和主要技術裝備達到國際先進水平,城 市核心區可靠性超過99.99%。在配電自動化基礎較好的地區，開展 分布式電源/儲能及微電網接入與協調控 制試點應用。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優先25、在31個重點城市核心區開展配電 自動化和配網調控一體化智能技術支持系 統建設。“十二五”中后期在其他具備條件的 地級市核心區電網逐步推廣應用。38推廣應用約3億只智能電能表，用電信 息采集系統覆蓋率達到100%，實現“全覆蓋、全采集、全費控”。3.2“十二五”發展目標-用電環節完成所有省級集中95598供電服務中心 建設。智能小區、智能樓宇、智能園區、營 業廳互動化建設取得顯著成果。建成2351座充換電站和22萬個充電 樁，基本形成覆蓋公司經營區域的充 電服務網絡。393.2“十二五”發展目標-調度環節省級以上調度全面建成智能電網調度技 術支持系統。地級調度技術支持系統全面具備支持調 控合一功能，其中70%的地調按照規范化 要求建成智能電網調度技術系統。30%的 地調在已有系統上進行功能擴充，全面支 撐“調控合一”工作。500千伏及以上廠站相量測量覆蓋率達 100。40核心通信網實現35kV及以上變電站通信100%光纖 化。中壓通信網建設光纖通信點120萬個、中壓電 力線載波（PLC）通信點130萬個和公網通信點 200萬個，通信點覆蓋率達到95%。低壓通信網實現對新增城區居民用戶100%光纖 覆蓋，并對現有居民用戶通過PLC或無線網絡技 術進行覆蓋。全面建成國家電網資源計劃系統（SG-ERP），支撐公司和電網運營。3.2“十二五”發展目標-通信信息平臺41