大家下午好，今天我交流的题目是《智能电网用户端系统技术系统的研究》，主要把我们在智能电网用户端方面做的一些工作和开展的一些研究情况与大家做一个交流。 我交流的主要内容分以下四个方面，第一、是我们对智能电网用户端系统技术的一个理解，第二、是我们理解的智能电网用户端技术的体系与特征，第三、是智能电网用户端系统关键技术与解决方案，第四、是智能电网用户端系统技术发展的机遇与前景。 第一部分是我们对智能电网用户端系统技术的理解，智能电网发展至今仍然没有一个统一定义，比较一致的认识是以传统的物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成形成新型电网，最终目的在于使电网更加安全、高效和环保。中国建设智能电网的总体目标是建设以特高压为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的统一坚强的智能电网，能友好兼容各类电源介入与退出，可以全面提供供电侧与用户侧双向互动服务能力，保障电力供应安全可靠、清洁与高效。 中国智能电网的总体特点是坚强和兼容、互动、优化集成，坚强就是能防范极端气候、地域、人为的外力破坏，防护信息安全，兼容是能预防发现快速诊断消除故障隐患。兼容是支持分布式发电和新能源大规模介入，互动是提升供电侧用户侧双向互动服务还有优化与集成。 世界各国在发展智能电网方面上，根据自身国情不同，在发展智能电网的侧重点上也各有不同。美国关注的是电网设备老化带来供电安全问题，注重传统电网的改造和技术升级。欧洲关注的是可再生能源接入环境保护，注重推进可再生能源利用和建立国际电力市场提高能效。日本根据其资源状况，大力发展光伏发电和分布式储能。与我国注重输电网建设有所不同的是，国外智能电网的建设，相对侧重于用户端。智能电网涵盖了从发电、输电、变电、配电到用电的整个产业链，电能的80%消耗在用电终端，即我们说的用户端。用户端设备特点是量大面广，全面承担着系统控制和保护工程，处于能量链最底层，面对着丰富的用户需求，是构成电网的重要组成部分。 我国用户端设备现状基本实现了低压配电网智能控制和网络控制。目前已经形成了比较完整的体系，基本上能满足我国国民经济发展的需要。但也还存在需求分散、电网各信息间不通、数据上传下达不畅，无法从根本上实现电力自动化的目标。由于分布式可再生能源的介入使得智能电网用户端用电方式与传统用电方式有许多不同，传统用电只是电网向用户端单向送电，智能电网用户端向分布式发电储能扩展，用户端需要具备具有高效能效管理、智能化的控制保护、可视化和人性化双向保护服务系统来支撑。 智能用户端发展可实现智能化电能管理，减少电能损耗，促进节能减排，形成的双向互动服务体系，可以打破传统的生产和消费模式，可推动可再生能源发展，实现绿色环保，推动多种系统的兼容和集成，实现系统互联和信息共享，形成系统全面解决方案。智能用户端系统与广大用户息息相关，发展空间最广，潜力最大，但技术研究进展比较缓慢，大量分布式可再生能源发电系统，分布式储能系统需要智能电网系统进行管理，用户使用高效节能环境友好需求必须有智能电网用户端全面解决方案支撑，这都亟待我们去研究。我国智能终端设备经过多年的发展在智能用户端研究设计具有很好的条件，具备发展智能电网用户端发展基础。从发展角度看，要求用户端设备向系统方向发展，市场也需要从单一产品的销售向系统解决方案的方向发展，所以智能电网用户端技术发展至关重要。 第二部分，我们谈一下我们对智能电网用户端的理解。用户端是电力系统的末端，通常包括了电力公司、计量表、出口以下从电力变压器到用电设备之间对电能进行传输分配、控制保护和能源管理的所有设备及系统，智能电网用户端包括智能配电、电能管理、智能楼宇控制和互动服务体系四个子系统，智能配电分保护与控制。智能保护有故障预警、快速诊断与定位、选择性保护与区域连锁、受命指示等，控制功能有电量质量控制和负载控制，电能管理包括双向计量管理，分布式发电和储能管理，电动车充放电管理，负载管理为电网多电源协调管理，智能楼宇控制系统包括照明节能控制、空调安防的控制，以及其他情景模式控制。双向服务系统包括用电管理分析，符合优化用电预测等。智能电网用户端的总体目标是极大的满足智能电网对用户端电气设备的要求，实现用户端系统双向互动，安全可靠，兼容集成，绿色环保构成安全节能智能和舒适的智能用户端系统，为智能电网建设奠定坚实的基础。这是我们梳理智能电网用户端系统架构图，用户端主要有工矿企业、商业楼宇和智能家居三大类用户，分布国民经济各个领域和社会生活家家户户，消耗着80%以上的电能，用户端的智能化建设是实现分式电价、发电与用电互动，平衡电能峰谷节能减排提高用电效率前提条件，用户端智能化也是发展绿色能源必备条件，未来电动汽车，分布式储能和分布式可再生能源都将通过用户端接入电网。这张是我们书里面在国网智能电网标准框架体系下标准框架体系图，智能电网用户端总体特征包括四方面：1、能满足智能电网多重需要，包括安全高效环保。2、能提供系统全面的解决方案，包括智能电气与系统的整体解决方案，用户端电能感觉系统的整体解决方案，自然楼宇控制系统的整体解决方案，双向互动服务体系的整体解决方案，3、智能电网用户端还要具备安全节能智能舒适的特征，主要设备具有高性能和高可靠性，具备完善智能保护与控制，如故障快速定位于诊断，系统快速安全恢复等。具备能源综合管理与多重节能，如分布式可再生能源发电与预测，分布式储能负载管理。4、具备兼容互动环境友好的特征，支持多系统兼容和集成，支持互动双向高速通信，环境友好体现节能减排与环保，包括系统和设备节能，设备制造选用绿色可回收材料实现绿色环保。 第三部分介绍一下智能电网用户端关键技术和解决方案。智能电网用户端系统涉及学科领域非常广泛，产品众多，我们书里面用户端关键共性技术有系统安全技术，双向高速通信技术，广域局域系统技术，电力电子技术、系统分析与辅助决策技术和环保技术等，智能配电系统关键技术复杂包括建模技术，预警技术，故障快速定位诊断技术，区域连锁与全电流范围选择性保护技术等，智能配电系统海量数据融合和并行计算处理技术在开放标准的通信总线上，实现智能电气控制电器信息共享，集成高效，安全智能可靠的互操作性强的智能配电系统。 智能电能管理系统关键技术有系统节能技术、负载控制技术、智能双向剂量技术、分布式可再生能源发电并网与预测技术、分布式储能和充电技术。自然楼宇控制系统关键技术有支持系统兼容与集成技术、节能管理技术对照明空调负荷进行实时控制。在楼宇中有80%电能消耗在暖通空调和照明，通过控制各种楼宇设备实现相互间彼此优化，实现节能。同时还有楼宇的家电设备和远程监控技术，安全防范技术，人性化的舒适型控制技术。双向互动服务系统的需量技术和需求侧响应技术，可实现用户端负载自动合理调节。智能配电、双向互动服务系统、分布式发电储能系统，这些系统通过网络通信，将数据信息共享，集成成一个统一互操作平台，提供一个智能电网用户端系统全面解决方案。 智能电网用户端的大企业用户，楼宇家居用户通过智能电网平台实现双向互动，这张图是我们书里面智能电网用户端系统网络框架图，各个子系统数据，信息，有数据管理器通过网络上传，汇总能源管理中心进行协调控制，能源管理中心同时支持远程终端访问。
张扬
张扬
最后我们看一下智能电网发展对用户端技术发展带来机遇与前景。首先智能电网将采用统一的平台与标准，便于新一代智能用户端设备系统开发与应用，2、智能电网坚强互动优化等要求将促进新一代智能电气系统开发与应用，3、可再生能源发电储能系统接入电网为用户端系统提供新的发展机遇。智能电网的发展对用户端系统发展带来的前景：第一、阶梯电价促进智能用户端系统发展；第二、数字技术通信技术和信息技术的应用，将推动用户端系统向智能化方向发展；第三、满足用户多元化需求，借助双向供电技术实现双向互动营销以及智能楼宇智能家电智能交通的建设都将促进智能用户端系统发展，为智能电网用户端系统提供的广阔的前景。智能电网用户端技术研究我们也处在探索学习阶段，许多地方理解不一定正确，不妥之处还请专家指正，谢谢大家。 张扬：教授级高工，上海电科电器科技有限公司技术副总监。主要从事现场总线智能电器、智能网络配电与控制系统、新能源电器的研发科研工作，技术成果广泛应用智能电网用户端与低压电器、新能源电器领域。荣获国家机械部科技进步奖、上海市科学技术进步奖多项。