ZHINENG DIANWANG JISHU 智能电网技术 刘振亚/主编 团中用电力出懒社 www copp.com.cn
序 当前，国际国内的经济形势、能源形势正在发生深刻变化， 新一轮的世界能源变革已经拉开序幕。欧美发达国家从发展清洁 能源、应对气候变化、保障能源安全、促进经济增长的需要出发， 相继提出发展智能电网，并将其作为国家战略的重要组成部分， 智能化成为目前世界电力发展的新趋势】 我国高度重视智能电网建设，温家宝总理在2010年政府工作 报告中强调：“大力开发低碳技术，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。” 面对新形势、新挑战，国家电网公司根据我国能源结构以煤 为主、能源资源与生产力逆向分布、能源开发加速向西部北部转 移和以风电为代表的清洁能源迅猛发展的基本国情，结合世界电 网发展的新趋势，提出了加快建设以特高压电网为骨干网架，各 级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能 电网的战略目标。与欧美国家发展智能电网重在配电、用电环节 以及电网的技术改造上有所不同的是，国家电网公司提出的坚强 智能电网，突出强调了坚强网架与智能化的有机统一，这已经得 到国内外的广泛认同。 目前，我国坚强智能电网建设工作正在加快推进，在规划编 制、标准制定、理论研究、设备研制、关键技术攻关、试验能力
建设等方面取得了重要阶段性成果，一批具有世界领先水平的示 范工程正在加快建设。电网的功能和形态正在发生深刻变革，传 智能电网技术 统的输电网络正在向综合配置能源、产业、信息等各类资源，带 动智能家居、智能交通、智能社区、智能城市发展的智能化电网 转变。一场以智能电网为重要标志的新的能源革命正在悄然向我 们走来。 为全面介绍国内外智能电网发展历程，系统阐述智能电网概 念、研究领域及关键技术，总结我国在智能电网相关领域中的技 术成果与实践经验，为今后中国智能电网建设提供有益参考，国 家电网公司面对不同的读者对象，分别组织编写了《智能电网技 术》和《智能电网知识读本》。 本书的出版，凝聚了我国电力系统众多老领导、老专家和广 大工程技术人员的汗水和心血。希望更多关心智能电网的读者和 有志于投身智能电网技术领域的专家、学者和工程技术人员，能 从本书中吸取有益的知识，共同打造我国智能电网的美好未来！ 刘振亚 2010年3月 2
前 进入21世纪以来，发展低碳经济、建设生态文明、实现可持续发展，成为 人类社会的普遍共识。世界能源发展格局因此发生重大而深刻的变化，新一轮能 源革命的序幕己经拉开。 发展清洁能源、保障能源安全、解决环保问题、应对气候变化，是本轮能源 革命的核心内容。作为能源供应的重要环节，电网对于清洁能源的发展至关重要， 其发展模式也因此面临巨大的挑战和重大的抉择。国内外电力行业和研究机构积 极开展了一系列创新性的探索和实践，智能电网的理念逐渐萌发形成，成为全球 电力工业应对未来挑战的共同选择。 我国的电力工作者顺应形势变化，把握历史机遇，在加快推进特高压电网建 设的同时，高度重视智能电网技术研究和工程实践，培育出一批具有国际先进水 平、引领电网发展的科技成果，为建设智能电网奠定了坚实的基础。国家电网公 司以求真务实的态度、开拓创新的思维，提出加快建设以特高压电网为骨干网架， 各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，得到世 界范围的普遍认同和赞赏，中国正在成为世界智能电网理论与实践的引领者。 智能电网建设是一项高度复杂的系统工程，国内外对于智能电网的发展重点 和实施路线存在不同的理解，根本原因是各国在经济社会发展水平、能源禀赋特 点和电网发展阶段等方面存在较大差异。我国正处于工业化、城镇化加速发展阶 段，经济社会持续高速发展，电力需求将长期保持快速增长，预计到2020年， 我国的用电需求和发电装机容量均将为现有水平的2倍以上。我国能源结构以煤 为主，煤炭资源主要分布在北部、西部地区，而能源消费需求主要集中在经济较 为发达的中东部地区。同时，国际能源问题日趋政治化，使加快发展清洁能源成为 我国的重要国家战略。近年来，我国风能、太阳能等清洁能源发展迅猛，预计到 2020年，我国清洁能源装机容量将达到5.7亿kW,占总装机容量的35%左右。国
民经济的快速发展、能源供应与消费的逆向分布特征以及清洁能源发电的高速增 长，对电网的安全可靠性、灵活适应性以及大规模资源优化配置能力等提出了革命 智能电网 性的挑战。只有加快建设坚强智能电网，才能满足经济高速发展、清洁能源大规模 利用的需要。 菜 建设智能电网，关系经济社会发展和国计民生，是开发利用清洁能源、建设 科学合理的能源利用体系的迫切要求，是满足经济社会可持续发展要求的重大选 择，是时代赋予中国电力工业的历史性重任。中华民族的智慧先贤曾经说过，“士 不可以不弘毅，任重而道远”，非弘不能胜其重，非毅无以致其远。建设智能电 网，更加需要我们坚定理想、忠诚使命、凝心聚智、开拓创新，实现我国电网从 传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越，为经济社会又好 又快发展提供强大支撑。 随着智能电网建设的逐步开展，迫切需要能够系统阐述智能电网概念、介绍 关键技术的专著。为此，国家电网公司组织相关专家和技术人员，编写了《智能 电网技术》。希望本书的出版，能够为智能电网建设提供技术指导和借鉴。 本书以智能电网技术为主线，系统阐述了智能电网基础技术、研发及应用领 域、实践与展望，力求清晰完整、严谨有序。在编写过程中吸收了国家电网公司 在智能电网技术研究和工程实践取得的一批重要成果，对于目前尚未完全成熟的 理论和技术，从电网智能化的需要出发，进行了适度的前瞻性描述。 智能电网技术的发展将是一个渐进而漫长的过程，本书仅是对现有研究和实 践成果的总结，随着智能电网建设的深入开展，必将会有大量的新技术不断涌现， 需要我们密切跟踪和深入研究。 由于编写时间仓促，书中难免有疏漏之处，敬请批评指正。 编者 2010年3月