智能配电网发展与研究
赵江河
中国电力科学研究院
内容
1
国际智能配电网
2
智能配电发展趋势
3
关键技术框架
研究背景
智能电网的研究工作起源于美国，随后部分其他国家认可了其观点，目标是在2020年或更远的将来实现智能电网。
美国能源部（DOE）及电网智能化联盟主导的GridWise项目和EPRI发起的Intelligrid项目。
欧洲于2005年成立了欧洲智能电网论坛，发表了《欧洲未来电网的远景和策略》、《战略性研究议程》、《欧洲未来电网发展策略》3份报告，全面阐述了智能电网的发展理念和思路，以指导欧洲智能电网的建设。
世界著名的IBM、Google、Intel等信息产业龙头纷纷进军智能电网领域
智能电网的驱动力
驱动力
电力需求的增长与日益老化的电网框架之间的矛盾。
运行成本控制与相应监管政策的不确定性的矛盾
环境压力不可再生能源的过度开采和利用，造成生态环境破坏和能源枯竭
信息化、数字化等新技术的驱动
美
欧洲各国的能源政策更加强调对环境的保护和可再生能源发展，尤其是鼓励风能、太阳能和生物质能等可再生能源发展
欧盟和相关国家的政策鼓励和支持，提倡低碳发电、可再生能源电力和高效的能源利用方式，用以减小碳化物的排放，保护环境
现代新技术的驱动
欧
安全、可靠、价格合理的电力供应是国家繁荣、安全的重要保证
转向了更加高效、灵活、环保、且有利于跨欧电力市场建设等需求
传统电网到智能电网的演变
未来能源支撑－智能电网
未来配电网的承担
配电的概念向外扩展：
未来智能电网将根据用户对电能质量、安全性和可靠性的需求供电，电网的扩建、维修和运行都是灵活、优化和规划性的，具有灵活的需求侧管理和用户驱动的增值服务市场，协调当地能源管理以及分布式发电、可再生能源同大规模集中发电的完全整合。
主动配电网
智能电网具有：5个很重要的电网技术发展——大容量电力储能技术、电能质量控制技术、潮流灵活控制技术、高度的信息集成技术和智能调度技术的发展。
主动配电网的功能是将电源和用户需求有效连接起来，允许双方共同决定如何最好地实时运行，要达到这一要求，控制水平要远高于目前配电网的水平，这包括：潮流优化，电压控制和保护技术，以及比目前配电网拥有更多的传感器和自动装置。
智能电网的运行、潮流控制和用户参与度研究
智能电网运行、潮流控制和用户参与程度的研究主要包括3个研究任务，分别为：
（1）系统工程的研究，应用于分布式电源和用户参与电网中的运行控制。
（2）未来创新型的能量管理策略，应用于有大规模分布式电源功率穿越、储能、用户需求响应。
（3）未来配电网络-用户驱动的配电网络。
光伏发电
美欧日太阳能光伏发电路线图及世界光伏发电预测(累计光伏系统安装量,GW)
智能配电
在配用电领域，国外电力公司开展了大量的智能化实践，主要包括智能表计、用户电压控制、动态储能等。美国Xcel Energy 公司在波尔得（Boulder）开展的“智能电网”城市建设，是当前国际上最为系统的“智能配用电”实践。
智能配电网具有可控性、灵活性（实时分析）、可靠性、自愈、经济性等内涵和特征
内容
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国际智能配电网
2
智能配电发展趋势
3
关键技术框架
配电网现状
配网网架结构相对薄弱，制约供电能力提升。
配网自动化应用范围小，实用化水平低
配电网相关技术标准、规范不完善，配网相关专业术语的缺乏统一和规 范。
配网基础数据管理欠缺，信息化手段有待提高。
技术路线
采用更加经济、可靠、先进的传感、通信和控制终端技术，实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、更全面和更详细的监视，实现配电网的可观测性 。
研究智能配电网控制理论和方法，实现电网自愈控制。研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术，优化发输配用各环节的协调调度。研究利用电力电子技术，实现电能质量控制和电能的灵活分配，降低损耗、提高供电可靠性和电能质量。
内容
1
国际智能配电网
2
智能配电发展趋势
3
关键技术框架
建立智能配电网试验和展示基地
为智能配电网理论、技术和设备提供实验、验证环境。最终形成技术领先、切实可行、认识一致的智能配电网整体解决方案、系统及设备，为全面建设智能电网奠定坚实基础。
配电管理业务的多源信息集成
传统的解决方案
总线 / Enterprise Service Bus (ESB)
智能配电网
智能配电网的体系架构研究目标
目标
建立统一的输配电网系统的数字体系架构
建立统一标准的通用信息接口
建立统一的标准服务
建立统一的数字电网数据模型
实现跨业务的数据交换和信息集成
国网智能配电网的关键技术框架
智能配电网架构体系研究
智能配电网标准模型及交换服务研究
智能配电网的虚拟现实研究
智能配电网快速仿真研究
智能配电调度平台研究
国网智能配电网的关键技术框架
智能配电网控制技术研究
智能配电网的故障处理研究
智能配电终端研究
智能配电网供电安全预警技术研究
可靠经济的设备管理研究
国网智能配电网的关键技术框架
智能配电网规划
配电电能质量监测控制研究
定制电力技术研究
智能配电网自愈基础理论研究
储能电池以及大容量电池储能系统集成技术研究
智能配电支撑平台项目的工作
配电网模型研究
将配电网的业务逻辑和数据源进行规划和整理，形成符合我国电力企业的配电网标准模型
智能
配电平台
配电网标准接口设计，为配电网数据的交换制定标准接口、交换语义和语法规则。
建立基于SOA的数字配电网的体系架构
数字化电力服务总线设计，构建数字化配电网的标准数据服务
IEC的工作
Generation
Domain
Wires
LoadModel
Core
Meas
Topology
Outage
Protection
Financial
Energy
Scheduling
Reservation
SCADA
ERP
Support
Assets
Core2
Consumer
Generation
Domain
Wires
LoadModel
Core
Meas
Topology
Outage
Protection
Financial
Energy
Scheduling
Reservation
SCADA
ERP
Support
Assets
Consumer
Document
GIS
GML
Work
自愈配电网的实践
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传统方式
点对点集成；
网状；
无统一标准；
难以维护
数字配电网
总线方式；
标准化、统一
多对多
位置透明
灵活、稳定
