智能电网与能源网融合的技术发展方向和体系.docx

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1、的技术发展方向和体系研究思考李立涅2015.11.19武汉中国南方电网ChinasouthcrnpowergridCSG.AIIneitsreservet中国南方电网Chinasouthcrnpowergrid “智能电网与能源网融合技术方向和体系研究”是中国工程院2015年重大咨询项目“我国能源技术革命的技术方向和体系战略研究”的一个子课题4 这个课题研究得到我国能源系统专家的广泛关和关注 这个课题的重点本意在于可再生能源接入电网.随着“互联网+”和“能源互联网”的呼声日,赋予它的含义多了起来W 对于这个子课题越研究越有意思，。1chinaSouthcrnpowergrid 2014年6月1

2、3日，习近平主席主持召开会议，专门研究能源发展问题，明确提出推动能源生产消费革命是中国能源发展的基本国策，其基本内容可以概括为“四个革命、一个合作”，即：推动能源消费革命、供给革命、技术革命和体制革命，全方位加强国际合作。 习近平总书记在2014年818讲话的一段：“实施创新驱动发展战略，必须努力解决我国发展面临的现实问海.这里,我想提几个问题，不面面俱到，讲让我最担心的几个问题。”只讲了六个问题，其中第二个问题“二是，我国能源以煤炭为主，这是由我国国情决定的。我们要逐步改变能源结构，解决煤炭燃烧所带来的污染。用什么办法解决煤炭清洁燃烧问题？怎样解决新能源尤其用可再生能源所需要的智能电网问题？

3、怎样解决好核电技术装备安全性CsG.AIrousreservef1 中国政府发布了能源发展战略行动计划（2014-2023年），确立了“节约、清洁、安全”的战略方针和“节约优先、立足国内、绿色低碳、创新驱赤g1战略。 中国确立的能源绿色低碳发展目标是：到2023年，化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%;到2030年，非化石能源占一次能源消费总量的比重达到20%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%-65%;2030年前后碳排放达到峰值，并力争尽居到峰值。国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见（20

4、15年7月1日发布）（四）“互联网+”智慧能源。通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源利用效率，推动节能减排。加强分布式能源网络建设，提高可再生能源占比，促进能渡利用结构优化。加快发电设施、用电设施和电网智能化改造，提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性。能源局、发展改革委、工业和信息化部等负责） 1.推进能源生产智能化。2.建设分布式能源网络。建设以太阳能、风能等可再生能源为主体的多能源协调互补O突破分布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术，构建智能化电力运行监测、管理技术平台，使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和官能调控,实现分布式电源的及时有效接

5、入，逐步建成开放共享的能源网络 3.探索能源消费新模式。 息通信系统。统筹部署电网和通信网深度融合的网络基础设施，实现同缆传输、共建共享，避免重复建设。鼓励依托智能电网发展家庭能效管理等新型业务。中国南方电网CHINASOirTHCRNPOWERCRIDCSG.AIInehtsreserved智能电网现状中国南方电斶chNftuTHFRNPnWUaCamem便建立一个高度自动化的和广泛分布的能量交换网络。为了实时交换信息和达到设备层次上近乎瞬时的供需平衡，把分布式计算和通信的优势引入电网。智能电网在物理上包括以下几个特点：集成的能量与通讯体系。在智能电网中不仅输电网支路上的潮流是双向的，配电网

6、支路上的潮流也可能是双向的，所以整个电网都成了电力交换系统。而且电所及之处卷可靠的双向通讯。由于电能与其他能源之间的转换比较方便，所以智能电网会成为智能能源网的核心；而且由于智能电网的量测到户，所以其信息通信系统也将为智能城市的建设提供契机。、高度自动化与广泛分布式。目前对高度自动化这一点认识得可能比较多，但是在广泛分布式这方唯需要提高认二、智能电网的总体设想智能电网的总体设想是智能化、高效、包容、激励、机瓯探视质量、抗干扰能力（鲁棒性）强和环保等，而不是单纯的智能化，或单纯的将咎能化技术应用S电网。这些机能可以简明解释为：智能化：具有可遥感系统不安全状态的能力和网络“自愈”能力，以防止或减轻

7、潜在的停电；在系统需要做出人为无法实现的快速反应时，能根据电力公司、消费者和监管人员的要求，自主地工作。高效：在少增加乃至不增加基础设施的前提下，最大化满足日益增长的消费需求。包容：能够容易和透明地接受任何种类的能源，包括太阳能和风能；能够集成各种已经得到市场证明和可以接入电网的优良技术，如成熟的储能技术。激励：使消费者与电力公司之间能够实时地沟通，从而使消费者可以根据个人偏好用制其电能消费。机遇：具有随时随地利用“即插即用”创新的能力，从而创造新的机遇和吊场0重视质量：能够提供数字化经济所需的可靠性和电能质量（如极小化电压的凹陷、尖峰1谐波、干扰和中断）。鲁棒：具有自愈功能且更为分散，并采用

8、了安全协议，因而系统能对，怖袭击、军事威胁、元件故障、自然灾害等扰动作出自愈的响应。设想中更鲁棒的电网，在紧急状态下能分片实现“自适应孤岛运行”，并且其后能够快速恢复供申环保减缓全境气候变化，提供可大幅度改善环境的切实有效的途径。CSG.AIInitsreservedCHINASOIHCRNPOWERCRIO包括发电、输电、智能电网状三、智能电网的技术内涵智能电网将加强电力交换系统的方方面面,消费者参与电力市场和提供需求响应；（5）为消费者提供机会，使其能以前所未有的程度积极参与能源选择。四、智能电网相关的技术与智能电网相关的技术可分为3类，即智能电网技会智能电网可带动的技术、为智能电网创建平

9、台的技术。（1）智能电网技术依其运行功能可以Q以下4部分：高级量测体系，其主要功能是授权给用户，使系统与负荷间建立联系、以便用够支持电网的运行。高级配电运行，其主要功能是使系统具备“自愈”的功能,同时与其余功能密切配合实现配电系统的高效运行和资产管理的优化。高级输电运行，重点关注阻塞管理和降低大规模停运的风险，同时与其余功能密切配合实现输电系统的高效运行和资*管理的优化。高级资产管理，可大大改进电网的运行方式并提高运行效率。（2）智能电网可带动的技术作为一个平台，智能电网可推动和促进创新，使许多新技术可行，为它们的发吊提供机会，并形成产业规模。（3）为智能电网创建平台的技术，国外可供借鉴的将推

10、动智能电网的5个基础性技术是：集成的通信。基于安全和开放式的通信体系结构，为系统中所有3点提供可靠的双向通信，以便实现对电网中每个成员的实时信息交换和控制，并确保网络*全和信息的保密性、完整性和可用性。传感和测量技术。用以支持系统优化运行、资产管聿和更快速、更准确地系统响应，例如远程监测、分时电价和需求侧管理等。高级的组件。应用超导技术、储能技术、电力电子技术和诊断技术等方面最新研究成果。先进的控制方法以使快速诊断和各种事件的精确解决成为可能。完善的接口和决策支持一田以辅助人类的东策,使电网运行和管理人员对系统的内在问题清晰全面了解。中国南方电网chinaSouthcrnpowergrid3、

11、能源网 能源和能源网 能源网与电网 能源互联网CSG.AIInehtsreservet能和能网中国南方电网chinaSouthcrnpowercrid 一次能源：一次能源分为化石能源、可再生能源、核能等，而每一类又包含了各种内容能源，例如化石能源分为石油、煤炭、天然气等等，J. 二次能源；能源只有转化为能量才能做功、才能发挥作用，从一次能源转化为二次能源能够方便使用，例如电、热、煤气等等 其他，如储能的能源，等等 能源网 电网 气网 热网 雇他能源网，如储能的能源，车联网的能源 大多由二次能源组网网与电网中国南方电网chinar1itmcrnPeWFaCRm 电网是重要的能源网 电网是方便使用

12、的网络 电网和能源网中的其他能源网络的联系 电网的能源提供能力，电占终端能源的比例，互联网?电中国南方电ICSG.A1In1tsresenze国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见（2015年7月1日发布）（四）“互联网+”智慧能源。通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能遍出J用效率，推动节能减排。加强分布式能源网络建设，提高可再生能源占比，促进能源莉用结构优化。加快发电设施、用电设施和电网智能化改造，提高电力系统的安全性、稳定性和翎靠性。13局、发展改革委、工业和信息化部等负责） i.推进能源生产智能化。 2.建设分布式能源网络。建设以太阳能、风能等可再生能源

13、为主体的多能源协调互补O突破分布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术，构建智能化电力运行监测、管理技术平台，使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和智隼调控，实现分布式电源的及时有效接入，逐步建成开放共享的能源网络1 3.探索能源消费新模式。信息通4.发展基于电网的通信设施和新型业务。推进电力光纤到户工程，完善信系统。统筹部署电网和通信网深度融合的网络基础设施，实现同缆传输、共建共享，重复建设。鼓励依托智能电网发展家庭能效管理等新型业务能互联网?中国南方电国CHINASI1TMgZPCWFUnm摘录以下三段话：在“互联网+”的浪潮之中，能源与互联网深度融合将成为大势所趋,这不仅会为

14、消费者提供更便捷而丰富的服务，也将推动我国清洁能构目前，我国能源消费结构中煤炭占比过高，亟需向清洁化、绿色化转型。而风电、水电、太阳能等清洁能源往往具有间歇性、分散性等特征，这类能源大量纳入电网，对电网的挑战非常大。伴随着能源互联网的发展，通过智能电网、微电网、特高压输电等技术推进应用，未来将更好地对分散和较小规模的可再生能源生产盘行整合和利用，解决弃风弃水弃光等问题，有效提高能源资源综合利用效率。1电chinaSouthcrnpowercrid变电站分事互联能量开放中国南方电网Chinasouthcrnpowergrid的宏求电中国南方电网能源的宏观要求 1、满足能源的需求 2、维持能源的低

15、价格，或者说合理的价格，公众希望的价格 3、利用能源的过程中，不造成环境污染，尽量减少温室气体排放 全部满足三个条件困难，那么：可以看出： 1、从前面的1、3条，选择可再生能源；但是，当前，可再生1管源还不能满足第1条 2、从前面的1、2条，选择化石能源；但是，第3条是我们对国会有承诺.可以看出，一系列的问题解决是多元的1CSG.AIInehtsreserve1关于融合?中国南方电网CHNA!1ITHFRMPa1VmCRID 智能电网和能源网的融合是必须的（必需的） 跨界融合有哪些？如何重构生态 哪些是物理融合，哪些是信息融合 融合以谁（什么）为中心（核心） 融合的节点是什么（能量路由器、能量网卡）？ 互联网的服务器、存储器、数据中心与能源服务器、存储器、滋根 物联网与电网、能源网的关系 虚拟网络与实体网络 关于储能和电动汽车一软件定义