1、智能电网智能电网&微网微网基本技术和发展概况基本技术和发展概况智能电网技术微网技术 美国：统一智能电网，强调“全国统一、可靠、降损、高效、投资拉动、可再生能源接入”，GridWise项目和Intelligrid项目 欧洲：超能智能电网，强调“供电安全、跨区电力交易和输送、可再生能源接入、分布式能源、环境保护”，SmartGrid项目 国内，坚强智能电网，强调“特高压为骨干网架，各级电网为分区的具有中国特色的电网”智能电网智能电网定义定义智能电网智能电网定义定义优化电力用户峰荷时段用电量实现分布式电源“即插即用”的并网运行方式，进而达到节能减排的目的在传统电力网络中应用最新的信息化和数字化技术，
2、是现有输配电网的智能化升级目的在于进一步优化系统运行，提高 系统的安全稳定性，并解决分布式电源并购我运行产生的问题智能电网智能电网特征特征自愈：稳定可靠安全：抵御攻击兼容：发电资源交互：电力用户协调：电力 市场高效：资产优化优质：电能质量集成：信息系统智能电网智能电网与目前电网对比与目前电网对比智能电网智能电网发展历程发展历程 配电数据通信网络：覆盖配电网中所以节点的IP通信网，采用光纤、无线与载波等组网技术，支持各种配电终端与系统“上网”先进的传感测量技术：光学或电子互感器、架空线路与电缆温度测量、电力设备状态在线监测、电能质量测量技术 先进的保护控制技术：广域保护、自适应保护、配电系统快速
3、模拟仿真、网络重构等 高级配电自动化（ADA)：配电运行自动化（SCADA、变电所自动化、馈线自动化）、配电管理自动化（配电GIS、设备管理、检修管理等）高级计量体系（AMI）：使用智能电表通过多种通信介质，按需或以设定的方式测量、收集并分析用户用电数据的系统智能电网智能电网技术内容和功能技术内容和功能 并网技术（DER)：包括DER在配电网的即插即用以及微网技术。即插即用包括：DER高度渗透的配电网的规划建设、DER并网保护 控制与调度管理、系统与设备接口的标准化等；微网指接有分布式电源的配电子系统。DER并网研究还包括有源网络技术，即分布式电源大量应用、深度渗透、潮流双向流动的网络 DFA
4、CTS：柔性交流输电（FACTS）技术在配电网的延伸。包括电能质量与动态 潮流控制。设备包括：静止无功发生器（SVC)、静止同步补偿器（STATCOM)、有源电力滤波器（APF）、动态不停电电源（UPS）、动态电压恢复器（DVR）、固态断路器（SSCB）、统一潮流控制器（UPFC)等 故障电流限制技术：利用电力电子、高温超导技术限制短路电流智能电网智能电网技术内容和功能技术内容和功能智能电网智能电网技术内容和功能技术内容和功能 AMI可实现电力供应商与用户间的互动交流，支持实时电价，利用分布式发电与储能设备参与削峰填谷 AMI授权给用户，使系统同负荷建立联系，并让用户能够支持电网的运行，同时与
5、电网友好的电器（GFAs)可帮助电网提高设备利用率和防止停电事故的发生智能电网智能电网高级计量体系（高级计量体系（AMI）ADOI主要作用是使“自愈”功能得以实现 ADOI主要包括高级配电自动化、配电快速仿真与模拟、分布式电源运行、AC/DC微网运行、新兴电力电子装置、配电SCADA、配电地理系统（GIS)智能电网智能电网高级配电运行体系（高级配电运行体系（ADOI）ATOI主要实现输电智能化，强调的是阻塞管理和降低大规模停运风险 ATOI主要包括阻塞管理、输电SCADA、WAMS、输电GIS技术、EMS高级报警可视化、输电系统仿真与模拟等智能电网智能电网高级输电运行体系（高级输电运行体系（A
6、TOI）AAMI主要实现电力资产管理，改进电网的运行和效率 AAMI主要分为四个层次：用户层、业务逻辑层、应用服务层、系统服务层 AAMI管理分为：设备资产管理、缺陷管理、发电计划及项目管理、检修管理、备品备件及工器具管理等智能电网智能电网高级资产管理体系（高级资产管理体系（AAMI）集成通信技术：无线、电力线宽带（BPL）等，主要用于变电站自动化（SA）、配电自动化（DA)、监控与数据采集系统（SCADA)和需求侧管理（DSM)传感器和计量技术：高级传感器、智能电表、AMI、PMU、广域测量系统（WAMS)，用于监视设备运行情况，估计电网 阻塞及稳定性，为控制策略的选择提供依据 高级交互界面
7、和决策技术：可视化技术、加密技术、为系统运行提供多重选择的软件系统、用于运行测试和假设分析的仿真系统 高级控制技术：分布式智能代理、高级分析软件、高速计算工具和用于调度运行、SCADA、SA、DSM等高级控制技术 其他高级应用技术：输电线路建设的超导技术、柔性交流输电（FACTS)和高压直流输电（HVDC)技术、支持分布式电源并网的储能技术 相关标准和规约智能电网智能电网关键技术关键技术微网技术微网技术 由各种分布式电源/微电源、储能单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合 可在并网运行和孤岛（自主）运行2种模式间切换 通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能 根据实际情况，系
8、统容量一般为数千瓦至数兆瓦 通常接在低压或中压配电网络中 目前主要应用 单一种类可再生能源发电场、（冷）热电联供系统 微网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式 微网包括不同各类的分布式能源（DER)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置 DER单元为具有不同容量和特性的分布式发电单元（DG)或分布式储能单元（DS)；而负荷则分为敏感性和非敏感性负荷 微网体系架构：单个设施级，负荷量小于2MW；多个设施级，负荷量在2-5MW；馈线 级，容量 5-10MW；变电站级，容量5-10MW微网技术微网技术微网微网发展历程发展历程 电力电子技术：并网
9、逆变器（整流器）、静态开关、电能质量控制装置 故障检测与保护：过压和欠压保护、反孤岛和低频保护 通信技术：在采集不同特性的DER单元信息的基础上，通过配网级、微网级、单元级各控制器间的通信来实现微网微网并网、保护和通信技术并网、保护和通信技术 网络结构的优化设计以及DER单元类型、容量、位置的选择和确定 设计原则：根据微网系统安置处的负荷和可利用能源的情况，考虑设备的响应特性、效率、安装费用和控制方法等，优化确定相关DER单元的信息，提高整个系统的可靠性、安全性和经济性微网微网规划设计规划设计 监控体系：配网级（配电网控制器，DNO和市场控制器，MO)、微网级（微风中央处理器，MCC)和单元级
10、（DER单元和负荷的就地控制器，LCs)3个层次的协调合作，控制方式分为集中式和分散式 运行管理：综合当地的热电需求情况、气候状况、电价、燃料消耗、电能质量要求、泵售及零售服务需求、需求侧管理要求以及拥塞水平来进行决策 孤岛控制：纯下垂控制、逆变器模式控制、基本能源控制、反向下垂控制、单元功率和馈线潮流相结合控制、多代理控制 辅助服务：一是不允许微网向主网提供能量时，微网以一个可控的负荷形式运行，能够控制负荷量和功率因数；一是允许微网向主网提供能量，参与电力市场时的控制（实时频率稳定调节、功率平衡、电压稳定调节、长短期各种备用能力、黑启动、网络稳定性 运行标准：完善中微网微网运行控制和能量管理
11、运行控制和能量管理 微网单元级：对各种供热、供电、储能单元及相关单元级控制器进行单元级建模，包括系统各组成单元的数学模型，以可再生能源为初始能源的DER单元出力 的随机模型、储能单元的充放电模型 微网系统级：各DER单元间的协调、系统的集成运行相应的能量管理软件（短期、超短期的能量预测和负荷需求预测、机组调度、组合、经济调度、实时管理）、系统稳态和动态仿真（潮流分析、动态电压控制、系统不平衡、不对称的预测和评估、不同组成单元的动态交互及对系统稳定性的影响）实例：美国CERTS提出了分布式电源用户侧模型DER-CAM，开发微网分析工具Grid；GE开发和检验微型电网的能量管理系统；日本Hachinohe微网示范工程相关的能量系统微网微网建模与仿真建模与仿真微网微网单相原理图单相原理图微网微网三相原理图三相原理图微网微网直流并接直流并接+储能馈电储能馈电
