大家下午好，今天我交流的題目是《智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)的研究》，主要把我們在智能電網(wǎng)用戶端方面做的一些工作和開展的一些研究情況與大家做一個交流。 我交流的主要內(nèi)容分以下四個方面，第一、是我們對智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)技術(shù)的一個理解，第二、是我們理解的智能電網(wǎng)用戶端技術(shù)的體系與特征，第三、是智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與解決方案，第四、是智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與前景。 第一部分是我們對智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)技術(shù)的理解，智能電網(wǎng)發(fā)展至今仍然沒有一個統(tǒng)一定義，比較一致的認(rèn)識是以傳統(tǒng)的物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成形成新型電網(wǎng)，最終目的在于使電網(wǎng)更加安全、高效和環(huán)保。中國建設(shè)智能電網(wǎng)的總體目標(biāo)是建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一堅強(qiáng)的智能電網(wǎng)，能友好兼容各類電源介入與退出，可以全面提供供電側(cè)與用戶側(cè)雙向互動服務(wù)能力，保障電力供應(yīng)安全可靠、清潔與高效。 中國智能電網(wǎng)的總體特點是堅強(qiáng)和兼容、互動、優(yōu)化集成，堅強(qiáng)就是能防范極端氣候、地域、人為的外力破壞，防護(hù)信息安全，兼容是能預(yù)防發(fā)現(xiàn)快速診斷消除故障隱患。兼容是支持分布式發(fā)電和新能源大規(guī)模介入，互動是提升供電側(cè)用戶側(cè)雙向互動服務(wù)還有優(yōu)化與集成。 世界各國在發(fā)展智能電網(wǎng)方面上，根據(jù)自身國情不同，在發(fā)展智能電網(wǎng)的側(cè)重點上也各有不同。美國關(guān)注的是電網(wǎng)設(shè)備老化帶來供電安全問題，注重傳統(tǒng)電網(wǎng)的改造和技術(shù)升級。歐洲關(guān)注的是可再生能源接入環(huán)境保護(hù)，注重推進(jìn)可再生能源利用和建立國際電力市場提高能效。日本根據(jù)其資源狀況，大力發(fā)展光伏發(fā)電和分布式儲能。與我國注重輸電網(wǎng)建設(shè)有所不同的是，國外智能電網(wǎng)的建設(shè)，相對側(cè)重于用戶端。智能電網(wǎng)涵蓋了從發(fā)電、輸電、變電、配電到用電的整個產(chǎn)業(yè)鏈，電能的80%消耗在用電終端，即我們說的用戶端。用戶端設(shè)備特點是量大面廣，全面承擔(dān)著系統(tǒng)控制和保護(hù)工程，處于能量鏈最底層，面對著豐富的用戶需求，是構(gòu)成電網(wǎng)的重要組成部分。 我國用戶端設(shè)備現(xiàn)狀基本實現(xiàn)了低壓配電網(wǎng)智能控制和網(wǎng)絡(luò)控制。目前已經(jīng)形成了比較完整的體系，基本上能滿足我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。但也還存在需求分散、電網(wǎng)各信息間不通、數(shù)據(jù)上傳下達(dá)不暢，無法從根本上實現(xiàn)電力自動化的目標(biāo)。由于分布式可再生能源的介入使得智能電網(wǎng)用戶端用電方式與傳統(tǒng)用電方式有許多不同，傳統(tǒng)用電只是電網(wǎng)向用戶端單向送電，智能電網(wǎng)用戶端向分布式發(fā)電儲能擴(kuò)展，用戶端需要具備具有高效能效管理、智能化的控制保護(hù)、可視化和人性化雙向保護(hù)服務(wù)系統(tǒng)來支撐。 智能用戶端發(fā)展可實現(xiàn)智能化電能管理，減少電能損耗，促進(jìn)節(jié)能減排，形成的雙向互動服務(wù)體系，可以打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)和消費模式，可推動可再生能源發(fā)展，實現(xiàn)綠色環(huán)保，推動多種系統(tǒng)的兼容和集成，實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享，形成系統(tǒng)全面解決方案。智能用戶端系統(tǒng)與廣大用戶息息相關(guān)，發(fā)展空間最廣，潛力最大，但技術(shù)研究進(jìn)展比較緩慢，大量分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，分布式儲能系統(tǒng)需要智能電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行管理，用戶使用高效節(jié)能環(huán)境友好需求必須有智能電網(wǎng)用戶端全面解決方案支撐，這都亟待我們?nèi)パ芯?。我國智能終端設(shè)備經(jīng)過多年的發(fā)展在智能用戶端研究設(shè)計具有很好的條件，具備發(fā)展智能電網(wǎng)用戶端發(fā)展基礎(chǔ)。從發(fā)展角度看，要求用戶端設(shè)備向系統(tǒng)方向發(fā)展，市場也需要從單一產(chǎn)品的銷售向系統(tǒng)解決方案的方向發(fā)展，所以智能電網(wǎng)用戶端技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要。 第二部分，我們談一下我們對智能電網(wǎng)用戶端的理解。用戶端是電力系統(tǒng)的末端，通常包括了電力公司、計量表、出口以下從電力變壓器到用電設(shè)備之間對電能進(jìn)行傳輸分配、控制保護(hù)和能源管理的所有設(shè)備及系統(tǒng)，智能電網(wǎng)用戶端包括智能配電、電能管理、智能樓宇控制和互動服務(wù)體系四個子系統(tǒng)，智能配電分保護(hù)與控制。智能保護(hù)有故障預(yù)警、快速診斷與定位、選擇性保護(hù)與區(qū)域連鎖、受命指示等，控制功能有電量質(zhì)量控制和負(fù)載控制，電能管理包括雙向計量管理，分布式發(fā)電和儲能管理，電動車充放電管理，負(fù)載管理為電網(wǎng)多電源協(xié)調(diào)管理，智能樓宇控制系統(tǒng)包括照明節(jié)能控制、空調(diào)安防的控制，以及其他情景模式控制。雙向服務(wù)系統(tǒng)包括用電管理分析，符合優(yōu)化用電預(yù)測等。智能電網(wǎng)用戶端的總體目標(biāo)是極大的滿足智能電網(wǎng)對用戶端電氣設(shè)備的要求，實現(xiàn)用戶端系統(tǒng)雙向互動，安全可靠，兼容集成，綠色環(huán)保構(gòu)成安全節(jié)能智能和舒適的智能用戶端系統(tǒng)，為智能電網(wǎng)建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。這是我們梳理智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)架構(gòu)圖，用戶端主要有工礦企業(yè)、商業(yè)樓宇和智能家居三大類用戶，分布國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域和社會生活家家戶戶，消耗著80%以上的電能，用戶端的智能化建設(shè)是實現(xiàn)分式電價、發(fā)電與用電互動，平衡電能峰谷節(jié)能減排提高用電效率前提條件，用戶端智能化也是發(fā)展綠色能源必備條件，未來電動汽車，分布式儲能和分布式可再生能源都將通過用戶端接入電網(wǎng)。這張是我們書里面在國網(wǎng)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)框架體系下標(biāo)準(zhǔn)框架體系圖，智能電網(wǎng)用戶端總體特征包括四方面：1、能滿足智能電網(wǎng)多重需要，包括安全高效環(huán)保。2、能提供系統(tǒng)全面的解決方案，包括智能電氣與系統(tǒng)的整體解決方案，用戶端電能感覺系統(tǒng)的整體解決方案，自然樓宇控制系統(tǒng)的整體解決方案，雙向互動服務(wù)體系的整體解決方案，3、智能電網(wǎng)用戶端還要具備安全節(jié)能智能舒適的特征，主要設(shè)備具有高性能和高可靠性，具備完善智能保護(hù)與控制，如故障快速定位于診斷，系統(tǒng)快速安全恢復(fù)等。具備能源綜合管理與多重節(jié)能，如分布式可再生能源發(fā)電與預(yù)測，分布式儲能負(fù)載管理。4、具備兼容互動環(huán)境友好的特征，支持多系統(tǒng)兼容和集成，支持互動雙向高速通信，環(huán)境友好體現(xiàn)節(jié)能減排與環(huán)保，包括系統(tǒng)和設(shè)備節(jié)能，設(shè)備制造選用綠色可回收材料實現(xiàn)綠色環(huán)保。 第三部分介紹一下智能電網(wǎng)用戶端關(guān)鍵技術(shù)和解決方案。智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)涉及學(xué)科領(lǐng)域非常廣泛，產(chǎn)品眾多，我們書里面用戶端關(guān)鍵共性技術(shù)有系統(tǒng)安全技術(shù)，雙向高速通信技術(shù)，廣域局域系統(tǒng)技術(shù)，電力電子技術(shù)、系統(tǒng)分析與輔助決策技術(shù)和環(huán)保技術(shù)等，智能配電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)復(fù)雜包括建模技術(shù)，預(yù)警技術(shù)，故障快速定位診斷技術(shù)，區(qū)域連鎖與全電流范圍選擇性保護(hù)技術(shù)等，智能配電系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)融合和并行計算處理技術(shù)在開放標(biāo)準(zhǔn)的通信總線上，實現(xiàn)智能電氣控制電器信息共享，集成高效，安全智能可靠的互操作性強(qiáng)的智能配電系統(tǒng)。 智能電能管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、負(fù)載控制技術(shù)、智能雙向劑量技術(shù)、分布式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)與預(yù)測技術(shù)、分布式儲能和充電技術(shù)。自然樓宇控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有支持系統(tǒng)兼容與集成技術(shù)、節(jié)能管理技術(shù)對照明空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行實時控制。在樓宇中有80%電能消耗在暖通空調(diào)和照明，通過控制各種樓宇設(shè)備實現(xiàn)相互間彼此優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)能。同時還有樓宇的家電設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，安全防范技術(shù)，人性化的舒適型控制技術(shù)。雙向互動服務(wù)系統(tǒng)的需量技術(shù)和需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)，可實現(xiàn)用戶端負(fù)載自動合理調(diào)節(jié)。智能配電、雙向互動服務(wù)系統(tǒng)、分布式發(fā)電儲能系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信，將數(shù)據(jù)信息共享，集成成一個統(tǒng)一互操作平臺，提供一個智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)全面解決方案。 智能電網(wǎng)用戶端的大企業(yè)用戶，樓宇家居用戶通過智能電網(wǎng)平臺實現(xiàn)雙向互動，這張圖是我們書里面智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架圖，各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，信息，有數(shù)據(jù)管理器通過網(wǎng)絡(luò)上傳，匯總能源管理中心進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，能源管理中心同時支持遠(yuǎn)程終端訪問。
張揚 最后我們看一下智能電網(wǎng)發(fā)展對用戶端技術(shù)發(fā)展帶來機(jī)遇與前景。首先智能電網(wǎng)將采用統(tǒng)一的平臺與標(biāo)準(zhǔn)，便于新一代智能用戶端設(shè)備系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，2、智能電網(wǎng)堅強(qiáng)互動優(yōu)化等要求將促進(jìn)新一代智能電氣系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用，3、可再生能源發(fā)電儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)為用戶端系統(tǒng)提供新的發(fā)展機(jī)遇。智能電網(wǎng)的發(fā)展對用戶端系統(tǒng)發(fā)展帶來的前景：第一、階梯電價促進(jìn)智能用戶端系統(tǒng)發(fā)展；第二、數(shù)字技術(shù)通信技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，將推動用戶端系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展；第三、滿足用戶多元化需求，借助雙向供電技術(shù)實現(xiàn)雙向互動營銷以及智能樓宇智能家電智能交通的建設(shè)都將促進(jìn)智能用戶端系統(tǒng)發(fā)展，為智能電網(wǎng)用戶端系統(tǒng)提供的廣闊的前景。智能電網(wǎng)用戶端技術(shù)研究我們也處在探索學(xué)習(xí)階段，許多地方理解不一定正確，不妥之處還請專家指正，謝謝大家。 張揚：教授級高工，上海電科電器科技有限公司技術(shù)副總監(jiān)。主要從事現(xiàn)場總線智能電器、智能網(wǎng)絡(luò)配電與控制系統(tǒng)、新能源電器的研發(fā)科研工作，技術(shù)成果廣泛應(yīng)用智能電網(wǎng)用戶端與低壓電器、新能源電器領(lǐng)域。榮獲國家機(jī)械部科技進(jìn)步獎、上海市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎多項。