智能电网1Word格式.docx
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第六章对智能电网的感想18
摘要
电网是现代经济发展和社会进步的重要基础保障。
建设坚强智能电网是我国电网发展的必然趋势，能够带动整个电力工业的优化，发电系统作为电力工业发、输、配、送的一个组成部分，必然也要向智能化方向协调发展，最终实现发电系统发展的可持续发展。
智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
本文首先介绍了各国能源安全问题，然后介绍了智能电网的主要应用和特征，最后着重介绍了智能电网在国内外发展的现状和自己的思考，在科技引领社会变革的时代，智能电网必将展现出其特有的强劲的生命力。
【关键字】：
智能电网协调发展生命力
ABSTRACT
Gridistheimportantfoundationofmoderneconomicdevelopmentandsocialprogress.TheconstructionofstrongsmartgridistheinevitabletrendinthedevelopmentofChina’spowergrid.Todrivetheoptimizationofthewholeelectricpowerindustry,Powergenerationsystemconsistoftheelectricpowerindustrycantransmissionpower、powerdistributionandsendpower，willmustdevelopmentcoordinatedinintelligentdirection.Eventuallyrealizethesustainabledevelopmentofpowersystemdevelopment.
Thesmartgridisbaseontheintegration,high-speedbidirectionalcommunicationnetwork,throughtheadvancedsensingandmeasuringtechnology,advancedtechnicalequipment,advancedcontrolmethodandadvancedtechnologyofdecision-makingsupportsystemforpowergridapplication,reliable,safe,economic,efficient,environmentfriendlyandtheuseofsafetytarget.
Thispaperfirstlyintroducesthedifferentcountrieshavedifferentproblemofthenationenergysecurity,thenintroducesmartgridapplicationsandcharacteristics,atlastintroducesthesmartgridinthedomesticandforeigndevelopmentpresentsituationwithmyownthinking,scienceandtechnologyleadthesocialchangesofthetimes,thesmartgridwillshowitsstrongvitality.
【Keywords】:
SmartgridCoordinateddevelopmentVitality
第一章全球能源态势
第一节能源发展历程
我们祖先从最早制作简易的工具狩猎、钻木取火到现如今我们运用各种高科技产品与技术来方便我们的生活。
经济社会发展对能源的依赖程度在不断地增加，而生态和环境对能源发展的约束越来越强，能源安全问题受到国际社会的普遍关注，新一轮能源技术革命正在全球范围孕育和发展。
从历史发展来看，人类文明的发展与能源利用技术是息息相关的，在农业经济时代，薪柴等物质是人们使用的主要能源。
在18世纪后半期，蒸汽机的广泛应用标志着人类历史上第一次工业革命的开始，同时对能源的需求大大增加，煤炭逐渐取代薪柴等生物质能，成为世界上主要能源消费品种。
从19世纪到20世纪初，由于内燃机、电力两项革命性技术的诞生，能源利用的地位也在逐步提高，对化石能源的需求的需求量开始飞速上升。
在第二次世界大战后，随着汽车工业的发展和跨国石油公司的出现，石油的比重逐步超过了煤炭，大量天然气的发现，又使得天然气的开发利用成为重点。
知道20世纪初，石油、煤炭、天然气三大化石能源成为世界能源供应的主角，在全球能源消费总量的比重达80%以上，提供了几乎全部的运输能源和65%以上的发电用一次能源。
可以这么说，如果没有了能源，一切现代文明也将会随之消失。
但是在20世纪70年代发生的两次石油危机，沉重打击了严重依赖石油的世界经济。
进入21世纪后，石油油价大幅攀升，加大了经济社会发展的成本，廉价能源时代也同时宣布告终。
表1-1世界终端能源消费量及构成
能源品种
1971年
1980年
1990年
2000年
2005年
2009年
煤炭
14.6%
13.0%
12.1%
7.6%
8.4%
9.8%
石油
46.8%
45.3%
41.4%
44.2%
43.5%
41.6%
天然气
14.25%
15.4%
15.2%
16.1%
15.6%
电力
8.8%
10.9%
13.3%
16.4%
17.3%
热力
1.6%
2.2%
5.3%
3.5%
3.4%
3.0%
其他
14.0%
13.2%
12.7%
13.1%
合计
60.80
76.88%
89.90%
100.53
112.55
118.9
注：
数据来自参考文献。
故从表格中我们可以看到，石油消费在能源消费中所占的比重极大，但是其他能源也在逐步上升。
第二节能源安全问题
资源的可持续供应问题成为约束世界能源发展的重要因素。
虽然化石能源的剩余储量尚未对全球能源供应构成约束，但近年来化石能源的不可再生性及开发成本的不断提高，还是成为了人们不断关注的问题。
尤其对于发展中国家来说，在新能源和可再生能源无法充分代替化石能源的情况下，能源供应的可持续性对经社会发展的约束能力也在日益凸显出来。
同时，现今由于化石能源消费引起的温室气体排放问题也越来越受到人们的关注。
全球二氧化碳排放量导致全球气候变暖，冰川融化速度加快，海平面上升，各种生物的栖息地受到影响，严重时则会造成部分生物的灭绝。
在应对气候变化问题上，发展中国家面临双重压力。
发达国家跟地区已实现了环境质量恶化到好转。
而多数发展中国家仍处于工业化进程中，即面临能源开发利用引起的传统生态和环境压力，又面临减缓温室气体排放的压力，其挑战远大于发达国家。
化石能源剩余探明储量居世界前五位的国家见下表1-2。
表1-2化石能源剩余探明储量居世界前列的国家
排序
国家
储量
（亿吨）
（亿桶）
（万亿米）
1
美国
2373
沙特阿拉伯
2645
俄罗斯
44.8
2
1570
委内瑞拉
2112
伊朗
29.6
3
中国
1145
1370
卡塔尔
25.3
4
澳大利亚
764
伊拉克
1150
土库曼斯坦
8.0
5
印度
606
科威克
1015
注：
该表为2010年前统计数据。
能源安全是指能够以可承受的价格持续获得满足经济社会发展需要并符合生态环境要求的能源供应。
同时由于能源安全供应中存在的问题，使各国高度重视能源安全问题，并将确保本国能源安全作为能源战略的核心内容。
比如，美国提出能源新政，计划通过提高燃油经济性、发展电动汽车、加强国内能源基础设施和改造、大力发展清洁能源等措施，进一步推动美国能源独立，并成为未来绿色能源产业中的领导者。
日本将能源政策作为其经济政策的核心内容，提出通过推广新能源汽车、普及节能技术、扩大太阳能和风能利用规模、发展新一代输电网等保障能源安全。
欧盟为确保获得长期稳定可靠和价格合理的能源供应，着手设计共同的能源政策，将节能、建立统一的能源市场、发展可再生能源和智能电网、加强国际合作作为其能源安全的重要举措。
第三节新一轮能源技术革命正在孕育发展
在能源生产领域，各国积极推进化石能源的低碳高效开发和利用，寻找新能源代替传统化石能源。
煤炭的绿色清洁技术利用技术、风能及太阳能等可再生能源的大规模开发和利用技术、核能技术、潮汐能技术，是新一轮能源技术创新中能源生产领域的热点。
在能源输送领域，各国大力加强资源的优化配置，提高能源运输系统的整体协调和互动能力，保障能源的安全输送。
特高压等大容量输电技术、大电网安全稳定运行技术、可再生能源发电并网技术、智能电网技术是能源输送技术革命的核心内容。
对于我国来说，新一轮能源技术革命，将是一次以技术创新为先导，以电力为中心，以能源系统智能化为方向，以优化能源结构、提高能源效率、促进节能降耗、共享社会资源、实现可持续发展为目标的深刻变革。
总体来看，新能源和智能电网发展将成为新一轮能源技术革命的重要推动力量。
以电力为中心推动我国能源发展方式的转变，就是加快实施“一特四大”战略。
所谓“一特四大”战略的关键在于发展特高压电网。
发展特高压电网是大型能源基地建设的前提与保障，能够充分发挥特高压在较远距离输电方面的优势，构建结构坚强、功能强大的智能化能源配置平台，并为国际能源合作提供技术支持。
第四节特高压技术概述
建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网，将大大提高远距离、大容量输电的效率，减少输电损耗，降低输电成本，实现更大范围的能源资源优化配置，推动我国能源的高效开发和利用。
特高压输电对于落实国家能源战略，确保能源安全，推动国民经济可持续发展意义十分重大。
1、特高压输电技术的优越性
与500千伏输电技术相比，特高压输电技术在提高输送容量、节约土地资源、减少输电损耗和节省工程投资等放慢具有明显优势。
1.输送容量大
1000千伏特高压交流输电线路的自然输送功率是500千伏超高压输电的4.5~5倍，在采用同样类型的杆塔设计的条件下，其单位走廊宽度的输送容量约为500千伏超高压交流输电的2.5倍。
2.节约土地资源
溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩水电站送出工程采用±
800千伏级直流与采用±
600千伏级直流相比，输电线路可以从10回减少到6回。
总体来看，1000千伏特高压交流输电和500千伏超高压交流输电相比可节省2/3的土地资源，±
800千伏特高压直流输电和±
500千伏直流输电相比可节省1/4的土地资源。
3.输电损耗低
与500千伏输电相比，特高压输电线路损耗大大的降低。
1000千伏特高压交流线路损耗是500千伏交流线路的1/16~1/4；
±
800千伏特高压直流线路损耗是±
500千伏直流线路的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。
在输送容量相同的条件下，1000千伏特高压交流输电与500千伏交流输电相比，节省导线材料约一半，节省铁塔用材约2/3。
其输电方案的单位输送容量综合造价约为500千伏交流输电的3/4.±
800千伏特高压直流输电方案的单位输送容量投资约为±
500千伏直流输电的72%。
2、特高压输电技术要求
特高压输电通过采用更高的电压等级实现输电容量和距离大幅增加，但电压的升高也给工程建设带来一系列需要解决的问题。
控制过电压水平，一直特快苏瞬态过电压和潜供电流，研究确定合理的线路绝缘尺度和设备绝缘水平，保障线路和设备在特高压电压等级条件下的长期可靠运行，是实现特高压输电需要攻关解决的关键技术难点。
3、特高压输电技术应用
晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程自2009年1月6日投运至今安全稳定运行；
向家坝—上海和云南—广西两个±
800千伏特高压直流输电示范工程2010年双极建成投运。
第2章国内外智能电网的发展现状
第1节我国智能电网的发展现状
我国能源结构不合理、能源分布不均衡严重制约电力行业的发展。
特高压电网解决了远距离、大容量输电问题，在一定程度上解决了能源输送问题，但“重电源轻电网”导致供电可靠性较低，同时网架结构薄弱则限制了新能源有效利用。
2007年10月，华东电网正式启动了以提升大电网安全稳定运行能力为目的的智能互动电网可行性研究项目。
2008年4月，在前期智能电网研究成果的基础上，华东电网启动高级调度中心项目群建设，该项目是智能电网建设蓝图“三步走”的第一阶段“巩固提升”的重点内容。
2009年5月21日，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。
2009年8月，国网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。
在2010年3月召开的全国“两会”上温家宝总理在《政府工作报告》中强调：
“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设”。
这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。
坚强智能电网的概念，如图所示：
图1坚强智能电网的概念
国家电网公司正式宣布将建设“坚强的智能电网”，并公布了规划试点、全面建设、引领提升三阶段的建设方案。
第二节国外智能电网的发展现状
所谓建立智能网，也就是把所有能源产生的电量，都放在一张电网上进行传输，这张网就叫智能电网。
但它又与普通电网不同，其最大的特点是，它应用了大量的IT技术，使其更像一张互联网，因此具有极强的互动性。
比如，德国家庭安装的各种小型发电站，如果发电量超出了家庭需求量，那么就可以把多出的这部分电量通过智能电网传输到其他需要用电的地方。
但这是一种“卖电”的行为，家庭因此可以获得收入。
如果碰上阴天或者没有风的天气，家庭太阳能和风能发电站就无法正常工作，此时用户想用电，则可以通过智能电网购买所需电能，这又是一种买电的行为。
在买与卖之间，便形成了良好的互动性。
更神奇的是，用户可以根据电价的波动（在很多国家用电高峰期的电价是很贵的），来选择一个合适的时机买卖电能。
电价信息由智能电网提供，而获得这些信息的方式则有很多种，比如在互联网上、手机上甚至收音机上。
用户获得信息之后，再通过互联网等手段，将买卖命令发送给家中已安装好的智能仪表（电表的替换物），由智能仪表来控制是接收电能还是输出电能。
这样下来，用户就可以低价买入电能，再高价卖出，很像炒股。
早在2003年美国电力研究院（EPRI）就已经将未来电网定义为“智能电网”，同年6月，美国能源部输配电办公室发布的“Grid2030：
电力的下一个100年的国家设想”的报告描绘了美国未来电力系统的设想，并确定了各项研发和试验工作的分阶段目标。
2004年美国Battelle研究所和IBM公司也先后提出自己对“智能电网”的理解。
美国PJM（宾夕法尼亚—新泽西—马里兰互联电网）公司在2006年底完成的战略规划将智能电网建设作为其发展愿景。
2008年美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）宣布成为全美第一个智能电网城市，家庭用户可以和电网互动，了解实时电价，合理安排用电；
同时电网还可以根据实际情况进行电力的实时调配，提高供电可靠性。
2001年意大利的电力公司就安装和改造了3000万台智能电表，建立起了智能化计量网络，欧洲其他国家也将智能网络作为一项革命进行推广。
2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》（AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy）明确强调欧洲已经进入一个新能源时代，而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。
其他国家也纷纷启动智能电网相关研究和建设规划。
日本政府计划在与电力公司协商后，于2010年开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验；
韩国计划在2011年前建立一个“智能电网”综合性试点项目，届时能提高该国环保能源的能力；
澳大利亚政府在最新的预算案中已划拨1亿澳元用于智能电网建设。
与中国相比，德国人正在做着相反的事情：
加速新能源的应用范围，最好令其无空不入。
他们的新计划是，在每个家庭的房顶上，都装上太阳能发电装置，再在庭院里建一个小型风能发电站，用它们来满足每个家庭对电和热的全部需求。
德国人之所以敢这样做，是因为在德国，一张无所不能的智能电网正在铺开。
这张网建立起来之后，新能源的利用率几乎可以达到100%。
这才是真正的能源革命。
第3章坚强智能电网
从世界能源的最新发展趋势出发，从满足经济社会发展对电力的需求出发，结合中国经济发展布局和能源特点，中国智能电网必须是一个坚强的电网。
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1节中国智能电网基本概念
中国正处于经济社会持续快速发展时期，电力基础设施建设任务艰巨。
同时，能源资源分布和生产力布局不平衡，需要实现能源资源的大范围优化配置。
因此，中国智能电网建设必须确立符合国情的发展战略。
其中国家电网公司提出坚强智能电网概念：
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，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含发电、输电、变电、配电、用电、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。
其主要内涵有：
坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动。
信息化是坚强智能电网的实施基础，实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用；
自动化是坚强智能电网的重要实现手段，依靠先进的自动控制策略，实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升；
互动化是坚强智能电网的内在基本要求，实现电源、电网和用户资源的友好互动和相互协调。
第2节建设智能电网的必要性
（1）优化能源结构，保障能源安全供应。
我国能源资源总量匮乏，人均资源拥有量仅为世界平均水平的40%左右，能源资源的可持续供应存在较大的压力。
能源发展供不应求、结构失衡、效率偏低、污染严重等突出问题和矛盾，推动了风能。
太阳能等清洁能源的开发和利用。
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。
（2）提升大范围能源资源优化配置能力。
我国能源资源与能源需求呈逆向分布，80%以上的煤炭、水能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。
随着未来能源生产重心不断西移和北移，跨区能源调用规模和距离不断加大，能源运输形势更为严峻。
我国优化煤电开发与布局，大力开发清洁能源，以及努力构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系的能源发展战略，都迫切需要建设坚强智能电网，充分发挥电网的资源优化配置平台作用。
从中国国情出发，加快建设具有坚强骨干网架智能电网，实现电力的大规模、远距离、低损耗传输，促进大型水电、煤电、核电、新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。
（3）提升电网对清洁能源的接纳能力
通过智能平台，为风能、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，促进情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。
清洁能源属于地域性的自然资源，资源本身无法直接输送，必须转化为电能并通过电网输送出去，才能实现大规模利用。
清洁能源发电是我国未来主要的清洁能源开发利用方式。
当前，我国清洁能源资源的分布特点要求提高电网的远距离大容量输电能力，并提高电网电压、潮流控制的灵活性。
对于分布式电源系统的接入要有较强的调节能力，同时，风能、太阳能等清洁能源发电具有波动性和间歇性的特点，其可控制性、可预测性均低于常规回电，大规模接入电力系统将给系统调峰调频、并网控制、运行调度、功率预测、供电质量等带来巨大挑战。
（4）满足用户多元化需求，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，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；
还能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，实现终端用户分布式电源的即插即可。
（5）促进节能减排，推动低碳经济的发展
“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内难以发生根本改变，未来二氧化碳排放量依然巨大。
我国经济社会面临巨大减排压力，又面临着发展低碳经济和绿色经济的重大机遇。
但是智能电网通过加强用户与电网之间的信息集成共享，可促进各项应用；
并为高效开发清洁能源提供了平台；
也可以是终端用户得到更加高效合理利用，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要求。
（6）实现电网的可持续发展
建设智能电网，在电网快速发展的同时，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的潮流。
（7）提升电工业核心竞争力，促进技术进步和装备升级
建设智能电网，一方面将带动起上下游和周边衍生产业发展，推动电力和其他产业结构调整，促进技术进步和装备升级；
另一方面，将为国内电动汽车和智能家居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。
（8）有力推动智能城市的发展
智能电网是智能城市发展的重要能源保障基础和前提，是建设智能城市的重要内容。
智能电网的服务对象涵盖了智能城市功能层的智能经济系统、智能社会系统和智能生态喜糖的几乎所有子系统。
为实现上述目标，未来的中国必须足够坚强，满足安全、可靠地供电要求，而且更加智能，满足运行灵活、方便
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