迎接智能电网时代的来临（附股)

显示全部楼层 · 发表于 2019-5-4 13:00:08

　　智能电网是当代化输电和配电体系的总称，其最大的长处是可以节省能源。随着智能电网的创建，新能源技能革命将全方位地重新界说人类新生存，通过电网技能和先辈的通讯本领将天下体系的毗连在一起。信赖在不久的将来，伴随着经济发展、电网底子、储能技能和分布式发电等技能的改革，我们将迎来一次颠覆性的厘革，开创智能化的新生存。
　　徐超
　　中信建投
　　执业证书编号：S1440511080002
　　进入21世纪，随着环球资源、情况压力的不停增大，住民对能源斲丧和生存质量的要求在不停进步，能源财产正面对着亘古未有的寻衅和机会。由于我国能源结构分布不均，经济较发达的东部沿海地区能源资源非常匮乏，但用电负荷相对会合。为调解用电需求实行“西电东送”和“南电北送”工程，利用贵州、云南、广西、四川、内蒙古、山西、陕西等西部省区丰富的水力资源和煤炭资源，开辟水电和火电，然后把干净的电能运送到东部和北部，从而既把西部的资源上风转化为经济上风，又满意了东部地区的用电需求，促进东西部的共同发展，这就必将推动我国跨地区电网的创建，特高压、直流输电成为肯定的选择。“十二五”期间，国家对核、光、风、地热、生物质、非通例天然气等新能源和可再生能源的利用开辟，清洁煤、智能电网、分布式能源、车用新能源等能源新技能的财产化应用实行路径、发展规模及巨大政策办法做了明确摆设。
　　与传统的发电、输电、配电和用电模式差异，将来电网提出了两个明确的概念：“智能”和“绿色”。“智能”紧张是依赖当代信息、通讯和控制技能，实现特高压输电和电网的信息化、自动化，实现住民用电自动化和智能化、增强供电体系稳固性和调控性、进步社会用电体系安全和高效；而“绿色”概念与“低碳”概念相似，除了注意质的发展，淘汰污染排放，鼎力大肆推行新能源等方式低落污染，还渴望通过改变住民生存、出行用电模式的变化，进步电力储能服从和分布式社区“智能微网”创建等方式，构建顺应将来可连续发展的要求，打造全新的生存蓝图。
　　
　　一、电网智能化是发展大趋势
　　（一）什么是智能电网
　　智能电网是当代化输电和配电体系的总称，目标是为了实现更多的利用分布式能源、促进电力提供商之间的竞争、创建电网自动化监测体系、进步电力供应质量、增强电力用户的互动终极到达节省能源的目标。
　　将来的智能电网，是由多个自动化的输电和配电体系构成，以调和、有用和可靠的方式运作。快速相应电力市场和企业需求；利用当代通讯技能，实现实时、安全和机动的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务；具有快速诊断、消除故障的自愈等功能，能为社会经济发展、社会进步和节能环保提供保障。
　　（二）智能电网VS传统电网
　　许多人大概会感觉“电网”一词大概比力专业和难以靠近，甚职苄些不明以是。如许的说法在某种程度上是对的，由于它代表了人们对“传统电网”期间的熟悉。
　　传统的电网是一个相对封闭的体系，一样寻常情况下只有专业职员才华深入相识。而智能电网则完全差异，它是一个开放性的网络，用户可以自动加入，并可与电网真正互动起来，而不是像现在一样被动的继承。
　　智能电网在用户端最紧张的特性在于利用了智能电表。它可以让电力供应商实行分时电价，允许负荷控制开关来控制能耗较大的装备，让它们在电力自制时工作。基于通讯技能的智能电表让用户和电力供应商实现实时交互，电表体现分时代价和当前电力斲丧功率，让用户在时间上有选择性的举行能量消耗。
　　智能电网的应用可以低落发电容量的需求，负荷曲线可以通过市场电价来调治。可再生能源的支持者也偏好智能电网，由于可再生能源，比方太阳能、风能在天然界中是间歇式的，可再生能源发电占比力高的体系必须具备较好的负荷调控体系，在风能、太阳能不富足的时期可以进步电价，低落体系对电力的需求，相反，在可再生能源丰富时，低落电价，促进电力消耗。由此可见，智能电网的交互式能源消耗模式对于电网的稳固具有紧张意义。
　　总之，与传统电网相比，智能电网器重实现电网与用户之间的双向互动，可以资助家居生存实现更加干净、高效、安全、经济的目标，既包管了家居用电的安全性和经济性，又进步了电网装备的利用服从，能极大地促进节能减排，非常符合当前“低碳生存”的潮流。
　　（三）智能电网国表里的应用
　　1.国外应用。
　　美国方面，2009年8月5日，奥巴马于在印地安纳州北部都会埃尔克哈特的汽车制造企业北极星公司发表发言时再次重申，要“创建一个可实现电力在东西两岸传输的新的智能电网”，明确提出“创建一个更刚强，更智能的电网”，最大限度发挥美国国家电网的代价和服从。
　　2004年，由美国能源部牵头建立电网智能化修建委员会（GridWiseArchitectureCoucil，GWAC），其目标是界说一个可操纵、互动通讯的智能电网团体框架。
　　关键技能范畴分为三个方面：
　　（1）电网运行与管理方面。这方面技能包罗实时监测、快速仿真与建模、输配电自动化、需求侧相应、集成通讯技能、先辈大容量导线、决定支持与人机接口技能、电网运行控制技能与信息融合等；
　　（2）分布式能源方面。紧张包罗分布式发电互联与储能技能集成两方面。此中，储能技能方面，石墨-酸性电池组应用较为广泛，钠硫电池已经可以商用，而潮流可逆的电池组正在研发和实证中。一些超导储能（将能量储存于超导线圈中）单元也正在运行中，而小规模的飞轮已经出现在定点后备体系中。
　　（3）用户管理方面。紧张包罗四个方面的研究工作：①智能表计，时时候刻对电能利用举行数字化记载，并通过网络上报；②智能修建和装备，可在电网处于较大压力下时自动淘汰用电需求；③用户电压自动调治，通过将调治单放置于用户侧，将电压调治至恰好可以大概满意需求的根本程度，在节流电能的同时延伸电器寿命；④用户流派，使得用户可以通过其接入电力体系，从而能加入电力市场生意业务，提供反馈信息并接纳办法以相应体系的变革。
　　2006年10月，美国圣迭戈（SanDiego）法学院能源战略研究中心在全美地区，完成了一项对智能电网概念举行实践的研究。在对圣迭戈地区电网举行开端分析底子上，研究实行智能电网技能的技能可行性及资本效益估算。图中给出的是圣迭戈的智能电网研究步调。
　　项目组分析了圣迭戈天然气发电近况、输配电底子办法、通讯及相干的政策和市场结构，联合经济和技能发展，以为随着环保限定日益严格，该地区将会创建越来越多的私有发电体系，如光伏发电体系；对电网供电可靠性和电能质量的要求将显着进步，必须举行通讯体系、先辈的网络体系和技能、输电导线制造技能的研究，并安装新型的数据收罗装置。
　　在资本利润分析方面，项目组提出了13项改进步调，并估计在20年后将给公共奇迹带来14亿美元的回报，而总投资额只须要4.90亿美元。
　　2008年3月12日，美国科罗拉多州爱科塞尔能源公司（Xcel）公布投资1亿美元将科罗拉多州的Boulder市建玉成美第一个智能电网都会（SmartGridCity）。
　　Boulder位于科罗拉多州首府丹佛西北40公里，是一个只有9万多生齿的小城，面积65.7平方公里。项目实行过程中在都会里创建了新的电能丈量体系，不但可以丈量用电，还可以将信息实时、高速、双向地与电网互联；升级电网来支持独立的发电和储电装备接入，如家用太阳能电池板、电池、风力涡轮机和混淆动力车等装备；安装了2万5千只新的智能电能表，方便用户根据实时电价公道安排电器利用。都会中许多交通工具利用电力能源，而风能、水能和太阳能等干净能源发电也可以通过智能电网运送；通过对变压器的实时监控，自建成到2009年9月，已经乐成制止了4次长停电变乱的发生。
　　除美国之外，另有德国、日本等其他国家亦在这方面有应用。
　　德国订定了“E-Energy”操持，总投资1亿4万万欧元，2009年至2012年4年时间内，在天下6个所在举行智能电网实证实行。同时还举行风力发电和电动汽车实证实行，并对互联网管理电力消耗举行检测。德国西门子、SAP及瑞士ABB等大企业均加入了这一操持。
　　日本操持在2030年全部遍及智能电网，同时官民一体尽力推动在外洋创建智能电网。在蓄电池范畴，日本企业的环球市场占据率目标是力图到达50%，得到约10万亿日元的市场。日本经济财产省已经建立“关于下一代能源体系国际尺度化研究会”，日美已建立在冲绳和夏威夷举行智能电网共同实行的项目
　　2.国内应用。
　　中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网调和发展的刚强电网为底子，利用先辈的通讯、信息和控制技能，构建以信息化、自动化、互动化为特性的同一“刚强智能电网”。根据国家电网公司操持，智能电网在中国的发展分三个阶段徐徐推进：2009年-2010年是规划试点阶段；2011年-2015年是全面创建阶段；2016年-2020年是引领提拔阶段，将全面建成同一的“刚强智能电网”，技能和装备到达国际先辈程度。
　　一个目标：国家电网公司在认真分析天下电网发展的新趋势和中国国情底子上，精密联合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，提出了驻足自主创新，以同一规划、同一尺度、同一创建为原则，创建以特高压电网为骨干网架，各级电网调和发展，具有信息化、自动化、互动化特性的同一刚强智能电网的发展目标。
　　两条主线，此中技能主线：体现信息化、自动化、互动化；管理主线：体现团体化、集约化、精益化、尺度化。
　　三个阶段，即2009-2010年，规划试点阶段：重点开展刚强智能电网发展规划工作，订定技能和管理尺度，开展关键技能研发和装备研制，开展各环节的试点工作。2011-2015年，全面创建阶段：加速特高压电网和城乡配电网创建，开端形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技能和装备实现巨大突破和广泛应用。2016-2020年，引领提拔阶段：全面建成同一的刚强智能电网，技能和装备全面到达国际先辈程度；电网优化设置资源本领大幅提拔，干净能源装机比例到达35%，分布式电源实现“即插即用”，智能电表遍及应用。
　　四个体系，此中，电网底子体系是刚强智能电网的物质载体，是实现“刚强”的紧张底子；技能支持体系是先辈的通讯、信息、控制等应用技能，是实现“智能”的技能保障；智能应用体系是保障电网安全、经济、高效运行，提供用户增值服务的具体体现；尺度规范体系是指技能、管理方面的尺度、规范，以及试验、认证、评估体系，是创建刚强智能电网的制度依据。
　　五个内涵：刚强可靠的实体电网架构是中国刚强智能电网发展的物理底子；经济高效是对中国刚强智能电网发展的根本要求；干净环保是经济社会对中国刚强智能电网的根本诉求；透明开放式中国刚强智能电网的发展理念；友好互动是中国刚强智能电网的紧张运行特性。
　　六个环节：对峙智能电网以刚强网架为底子，以通讯信息平台为支持、以智能控制为本领，包罗电力体系的发电、输电、变电、配电、用电和调治各个环节。
　　国家电网订定的《刚强智能电网技能尺度体系规划》，明确了刚强智能电网技能尺度门路图，是天下上首个用于引导智能电网技能发展的纲领性尺度。“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成毗连大型能源基地与紧张负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长间隔直流输电工程，开端建成核心的天下一流的刚强智能电网。国家电网公司的规划是，到2015年根本建成具有信息化、自动化、互动化特性的刚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源设置本领、经济运行服从、安全程度、科技程度和智能化程度得到全面提拔。
　　
　　二、“微电网”是用户端智能化的紧张体现
　　微网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相干负载按照肯定的拓扑结构构成的网络，并通过静态开关关联至通例电网，微电网是智能电网在用户端的紧张存在情势。微电网既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。
　　是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相干负荷和监控、掩护装置搜集而成的小型发配电体系，是一个可以大概实现自我控制、掩护和管理的自治体系。智能电网框架下的微电网紧张特性是包罗了分布式电源、储能装置、能量转换以及相干负荷监控掩护装置等。
　　（一）分布式电源
　　1.分布式电源概述。
　　分布式电源装置是指功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与情况兼容的独立电源（包罗光伏、风电、水电）。这些电源由电力部门、电力用户或第3方全部，用以满意电力体系和用户特定的要求。
　　现阶段我国的能源方式仍以会合供能体系为主，分布式能源的发展并不能取代传统的能源供应方式，将是会合供能体系的有益增补。因此，在我国可再生能源发电模式将是会合发电远间隔输电与分布式发电相联合的方式。制止2012年底，我国已并网投产的分布式电源1.56万个，装机容量3436万kW，此中分布式水电2376万kW，天下第一；余热、余压、余气资源综合利用和生物质发电比年来增长敏捷，装机871万kW，分布式光伏是将来发展的重点，远景非常可观。
　　2.分布式发电接入对电网的影响。
　　为了鼓励和规范分布式电源的发展，国网公司企业尺度----《Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技能规定》于2010年8月2日发布并实行。该尺度实用于国家电网公司谋划地区内以同步电机、感应电机、变流器等情势接入35kV及以下电压品级电网的分布式电源接入电网应满意的技能要求。尺度中明确了分布式电源接入体系的原则，规定了公共毗连点处分布式电源并网容量限定；短路电流限定；并网保举电压品级等。且对功率控制和电压调治也举行了规定。
　　为了规范分布式电源的准入条件，减小大规模分布式电源接入后对电网造成的打击，国家电网公司规定了分布式电源接入电网应依照的根本原则：
　　（1）并网点简直定原则为电源并入电网后能有用运送电力而且能确保电网的安全稳固运行。
　　（2）当公共毗连点处并入一个以上的电源时，应总体思量它们的影响。分布式电源总容量原则上不宜高出上一级变压器供电地区内最大负荷的25%。
　　（3）分布式电源并网点的短路电流与分布式电源额定电流之比不宜低于10。
　　（4）分布式电源接入电压品级宜按照：200kW及以下分布式电源接入380V电压品级电网；200kW以上分布式电源接入10kV（6kV）及以上电压品级电网。颠末技能经济比力，分布式电源接纳低一电压品级接入优于高一电压品级接入时，可接纳低一电压品级接入。
　　分布式电源通常接入配电网（紧张是不接地、经消弧线圈接地体系，为单电源辐射型供电网络），由于传统配电网的计划并未思量分布式电源的接入。在并入分布式电源后，网络的结构发生了根本变革，将从原来的单电源辐射状网络变为双电源乃至多电源网络。潮流不再单向地从变电站母线流向负荷。DG并网运行对配电网的影响紧张有以下几个方面：电网电压及频率；电能质量；继电掩护装置；配电网管理体系。
　　3.分布式发电对配电网掩护的影响。
　　（1）对低压电网原有继电掩护的影响。分布式电源接入电网将提供肯定巨细的短路电流，对低压电网原有继电掩护整定有肯定影响，分布式电源的接入应充实思量公共毗连点的短路容量。思量分布式电源提供的短路电流后，原有继电掩护原则上无需更换，一样寻常情况下只需修改相应定值即可。如分布式电源提供的短路电流较大，可在原有继电掩护装置上加装方向元件即可办理误动的题目。若由于分布式电源接入使得公共毗连点允许的短路电流高出规定限值时，分布式电源需思量增长限流阻抗。
　　分布式发电接入电网后对继电掩护产生的影响有如下几个方面：改变原有继电掩护的掩护范围；原有继电掩护流过逆向短路电流时，由于无相应的方向元件，大概误动；使得重合闸不乐成；影响继电器之间的共同关系；增长的短路电流大概高出断路器的开断容量，造成装备破坏
　　（2）对上一级电网继电掩护的影响。为防止逆流对上一级电网产生较大的影响，导致上一级电网须要在继电掩护设置等方面做出大范围的调解，分布式电源所产生的电力电量只管在本级配电地区内平衡，为次国网公司特别规定了分布式电源总容量原则上不宜高出上一级变压器供电地区内最大负荷的25％，制止了分布式电源向上一级电网倒送电力。该限值的取值紧张根据地区内负荷峰谷差估算分布式电源所产生的电力能在本供电地区内全部平衡掉，从而包管了分布式电源的输出不会对上一级电网运行造成大的影响。
　　（3）分布式电源自身须设置继电掩护装置。分布式电源应设置继电掩护和安全自动装置，掩护功能紧张针对电网安全运行对电源提出掩护设置要求确定，包罗低压和过压、低频和过频、过流、短路和缺相、防孤岛和规复并网掩护。分布式电源不能反向影响电网的安全，电源掩护装置的设置必须与电网侧线路掩护设置相共同，以到达安全掩护的结果。
　　为了先容分布式电源的继电掩护装置，须特别先容孤岛的概念。孤岛是如许一种状态，即一部门电网已经从电气上与电网的公共部门隔离，而同时这部门电网仅由一个或多个分布式电源在相应的公共毗连点处提供电源。孤岛运行的危害紧张有以下三点：
　　第一，危及电网线路维护职员和用户的生命安全。由于继电掩护装置的动作使此部门电网与公共电网隔脱离，此时线路检验职员大概误以为线路已无电而发生触电变乱，而现实上分布式电源仍在继承向电网线路供电。
　　第二，干扰电网的正常重合闸。一样寻常配电网所配掩护均带有自动重合闸功能，如果在分布式电源未脱离电网之前重合，则会引起电弧重燃，造成重合失败，影响电网规复正常运行的时间。因此，现在分布式电源自身所带掩护必须与线路掩护做好共同，即在重合闸动作之前使DG脱离电网，制止影响电网的正常重合闸。
　　第三，孤岛内的电压和频率无保障，大概引起用户装备破坏。孤岛形成之后，由于规模较小，发电机着力和用户负荷很难做到匹配，电压调解本领也很大概不敷，因此孤岛内的电压和频率根本处于失去控制状态，极有大概导致用户装备的破坏。
　　为此，须包管在电网线路跳开后，由分布式电源所配继电掩护装置检测到非常的电压和频率后自动跳开与电网脱离。对于同步电机、异步电机范例分布式电源，其运行特性已经使其不大概在孤岛情况下运行，无需再专门设置防孤岛掩护，电网失压后的切除时间只须要与线路掩护相共同即可包管体系安全稳固运行；而变流器范例分布式电源，受其运行控制特性影响，孤岛后有大概继承向电网线路送电，必须设置专门的防孤岛掩护，以防止孤岛运行的出现，包管检验职员的人身安全和装备的运行安全，其防孤岛掩护须要与电网侧线路掩护相共同。变流器的防孤岛控制有自动式和被动式两种，自动防孤岛掩护方式紧张有频率偏离、有功功率变更、无功功率变更、电流脉冲注入引起阻抗变更等判定准则；被动防孤岛掩护方式紧张有电压相位跳动、3次电压谐波变更、频率变革率等判定准则。
　　（二）储能是微电网的紧张元素
　　储能体系作为微电网中必不可少的部门，发挥了至关紧张的作用。
　　微电网可被看作电网中的一个可控单元，它可以在数秒钟内反应来满不测部输配电网络的需求，增长当地可靠性，低落馈线斲丧，保持当地电压，包管电压降的修正大概提供不中断电源。
　　1.储能技能在微电网中的作用。
　　（1）提供短时供电。微电网存在两种典范的运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。在正常情况下，微电网与通例配电网并网运行；当检测到电网故障或发生电能质量变乱时，微电网将实时与电网断开独立运行。微电网在这两种模式的转换中，每每会有肯定的功率缺额，在体系中安装肯定的储能装置储存能量，就能包管在这两种模式转换下的安稳过渡，包管体系的稳固。在新能源发电中，由于外界条件的变革，会导致经常没有电能输出（光伏发电的夜间、风力发电无风等），这时就须要储能体系向体系中的用户连续供电。
　　（2）电力调峰。由于微电网中存在大量的分布式电源，其负荷量不大概始终保持稳定，并随着天气的变革等情况发生颠簸。别的一样寻常微电网的规模较小，体系的自我调治本领较差，电网及负荷的颠簸就会对微电网的稳固运行造成非常严肃的影响。为了调治体系中的峰值负荷，就必须利用调峰电厂来办理，但是现阶段紧张运行的调峰电厂，运行昂贵，实现困难。储能体系可以有用地办理这个题目，它可以在负荷低沉时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时回馈给微电网以调治功率需求。储能体系作为微电网须要的能量缓冲环节，其作用越来越紧张。它不但制止了为满意峰值负荷而安装的发电机组，同时充实利用了负荷低谷机会组的发电，制止浪费。
　　（3）改善微电网电能质量。比年来人们对电能质量题目日益关注，国表里都做了大量的研究。微电网要作为一个微源与大电网并网运行，必须到达电网对功率因数、电流谐波畸变率、电压闪变以及电压不对称的要求。别的，微电网必须满意自身负荷对电能质量的要求，包管供电电压、频率、停电次数都在一个很小的范围内。储能体系对于微电网电能质量的进步起着非常紧张的作用，通过对微电网并网逆变器的控制，就可以调治储能体系向电网和负荷提供有功和无功，到达进步电能质量的目标。对于微电网中的光伏大概风电等微电源，外在条件的变革会导致输出功率的变革从而引起电能质量的降落。如果将这类微电源与储能装置联合，就可以很好地办理电压骤降、电压跌落等电能质量题目。在微电网的电能质量调治装置，针对体系故障引发的瞬时停电、电压骤升、电压骤降等题目，此时利用储能装置提供快速功率缓冲，汲取或增补电能，提供有功功率支持，举行有功或无功赔偿，以稳固、平滑电网电压的颠簸。利用储能体系来办理诸如电压骤降等电能质量题目。当微电网与大电网并联运行时，微电网相当于一个有源电力滤波器，可以大概赔偿谐波电流和负载尖峰；当微电网与大电网断开孤岛运行时，储能体系可以大概很好地保持电压稳固。
　　（4）提拔微电源性能。多数可再生能源诸如太阳能、风能、潮汐能等，由于其能量自己具有不匀称性和不可控性，输出的电能大概随时发生变革。当外界的光照、温度、风力等发生变革时，微源相应的输出能量就会发生变革，这就决定了体系须要肯定的中心装置来储存能量。如太阳能发电的夜间，风力发电在无风的情况下，大概其他范例的微电源正处于维修期间，这时体系中的储能就能起过渡作用，其储能的多少紧张取决于负荷需求。
　　2.微电网中紧张储能方式比力。
　　鉴于微电网体系的特点和储能的作用，对储能装置的性能特点具有较为独特的要求。概括起来包罗：能量密度大，可以大概以较小的体积重量提供较大的能量；功率密度大，可以大概提供体系功率突变时所需的赔偿功率，具有较快的相应速率；储能服从高；高低温性能好，可以大概顺应一些特别情况；以及情况友好等。现阶段微电网中可利用的储能装置许多，紧张包罗蓄电池储能、超导储能、飞轮储能、超等电容器储能等。
　　（1）蓄电池储能。蓄电池储能是现在微电网中应用最广泛、最有前程的储能方式之一。蓄电池储能可以办理体系高峰负荷时的电能需求，也可用蓄电池储能来资助无功赔偿装置，有利于克制电压颠簸和闪变。然而蓄电池的充电电压不能太高，要求充电用具有稳压和限压功能。蓄电池的充电电流不能过大，要求充电用具有稳流和限流功能，以是它的充电回路也比力复杂。别的充电时间长，充放电次数仅数百次，因此限定了利用寿命，维修费用高。如果太过充电或短路容易爆炸，不如其他储能方式安全。由于在蓄电池中利用了铅等有害金属，以是其还会造成情况污染。蓄电池的服从一样寻常在60%-80%之间，取决于利用的周期和电化学性子。
　　现在，按照其利用差异的化学物质，可以将蓄电池储能分为以下几种方式：1）铅酸蓄电池，只管铅酸蓄电池另有不少缺点，但是现在可以大概贸易化运用的紧张还是铅酸蓄电池，它具有几个比力显着的长处：资本低廉，原质料丰富，制造技能成熟，可以大概实现大规模生产。但是铅酸蓄电池体积较大，特性受情况温度影响比力显着。2）锂离子电池，锂离子电池是比年来鼓起的新型高能量二次电池，由日本的索尼公司在1992年率先推出。其工作电压高、体积小、储能密度高（300～400kWh/m3）、无污染、循环寿命长。但是锂离子电池要想大规模生产另有肯定难度，由于它特别的包装和内部的过充电掩护电路造成了锂离子电池的高资本。3）其他电池，随着技能的不停发展，比年来钠硫电池和液流钒电池的研究取得突破性希望。这两种电池具有高能量服从、无放电征象、利用寿命长等精良特性，在国外一些微电网研究体系中得到运用[9]。但是，由于代价缘故原由，在微电网中的大规模运用另有待时日。
　　（2）超导储能。超导储能体系（SMES）利用由超导体制成的线圈，将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来，在须要时再将储存的能量送回电网或直接给负荷供电。SMES与其他储能技能相比，由于可以长期无斲丧储存能量，能量返回服从很高；而且能量的开释速率快，通常只需几秒钟，因此接纳SMES可使电网电压、频率、有功和无功功率容易调治。但是，超导体由于代价太高，造成了一次性投资太大。随着高温超导和电力电子技能的发展促进了超导储能装置在电力体系中的应用，在20世纪90年代已被应用于风力发电体系和光伏发电体系。SMES快速的功率吞吐本领和较为机动的四象限调治本领，使得它可以有用地跟踪电宇量的颠簸，进步体系的阻尼。提出利用超导储能单元使风力发电机组输出的电压和频率稳固，SMES单元接于异步发电机的母线上，SMES的有功控制器接纳异步发电机的转速毛病量作为控制信号。利用超导储能体系使光伏体系运行稳固性增长，并能进步汲取和开释有功、无功的速率。
　　（3）飞轮储能。飞轮储能技能是一种机器储能方式。早在20世纪50年代就有人提出利用高速旋转的飞轮来储存能量，并应用于电动汽车的构想。但是直到80年代，随着磁悬浮技能、高强度碳素纤维和当代电力电子技能的新希望，使得飞轮储能才真正得到应用。
　　飞轮储能具有服从高、创建周期短、寿命长、高储能量等长处，而且充电快捷，充放电次数无穷，对情况无污染。但是，飞轮储能的维护费用相对其他储能方式要昂贵得多。国表里对其在微电网中的运用做了不少研究。提到利用飞轮储能办理微电网稳固性的题目，创建了微网中的飞轮储能模子，并利用PQ控制实现了体系的稳固性。接纳静止无功赔偿器与飞轮储能体系相联合，以减小风电引起的电能质量题目，文中创建了体系的模子，并取得了很好的结果。
　　（4）超等电容器储能。超等电容器是由特别质料制作的多孔介质，与平凡电容器相比，它具有更高的介电常数，更大的耐压本领和更大的存储容量，又保持了传统电容器开释能量快的特点，徐徐在储能范畴中被继承。根据储能原理的差异，可以把超等电容器分为双电层电容器和电化学电容器。超等电容器与蓄电池比力具有功率密度大、充放电循环寿命长、充放电服从高、充放电速率快、高低温性能好、能量储存寿命长等特点。与飞轮储能和超导储能相比，它在工作过程中没有活动部件，维护工作少少，相应的可靠性非常高。如许的特点使得它在应用于微电网中有肯定上风。在边远的缺电地区，太阳能和风能是最方便的能源，作为这两种电能的储能体系，蓄电池有利用寿命短、有污染的缺点，超导储能和飞轮储能资本太高，超等电容器成为较
　　（三）电动汽车入网（V2G）
　　1.新能源汽车。
　　新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外全部别的能源汽车。包罗燃料电池汽车、混淆动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。与传统燃油车辆在利用过程中产生了大量的有害废气相比，新能源汽车不但废气排放量比力低，还可以大大淘汰对不可再生石油资源的依赖。
　　新能源汽车的发展，不但符合低碳出行的概念，也对国家长远能源战略发展起到巨大的作用。国家为鼓励新能源汽车的发展，在“十二五”规划中明确对整车和零部件方面提出发展目标。
　　2.电动汽车入网（V2G）技能研究及其应用。
　　新能源汽车入网（V2G）形貌的是一种将来电网技能，电动汽车不但作为电力消耗体，同时也能在不利用的时间为电网提供电力，电动汽车分身了电网储能的功能。
　　由于大部门汽车95%的时间都是处于制止状态，他们的电池接入电网，可以作为储能和供能体系。据美国研究测算，每台汽车每年可以为电力体系创造高达4000美元的代价。
　　V2G技能体现的是能量双向、实时、可控、高速地在车辆和电网之间活动，充放电控制装置既有与电网的交互，又有与车辆的交互，交互的内容包罗能量转换、客户需求信息、电网状态、车辆信息、计量计费信息等。V2G技能是一项较为前瞻的科技，从结构框架上大抵分为4个层面：电网层、站控层、智能充放电装置层和车辆层，通过体系的工作原理实现电能在电网和车辆之间双向活动的双向智能控制装置与加入V2G技能的车辆毗连后，将毗连车辆可充放电的实时容量、充电状态等受控信息提供给背景服务体系。背景管理体系根据电网体系的调治指令，下方充放电指令，对所管辖范围内双向智能控制装置举行充放电控制管理并反馈相干信息。
　　应用V2G技能和智能电网技能，电动汽车电池的充放电将被同一摆设，根据既定的充放电战略，电动汽车用户、电网企业和汽车企业将得到共赢。比方，对电动汽车用户而言，可以在低电价时给车辆充电，在高电价时，将电动汽车出储存能量出售给电网公司，得到现金补贴，低落电动汽车的利用资本；对电网公司而言，不但可以淘汰因电动汽车鼎力大肆发展而带来的用电压力，延缓电网创建投资，而且可将电动汽车作为储能装置，用于调控负荷，进步电网运行服从和可靠性。
　　要实现电动汽车入网调峰，还须要依赖动力电池技能的发展和智能电网的创建。
　　3.电动汽车发展与智能电网互惠互利。
　　第一，智能电网为电动车入网打造平台。创建美满的智能电网，不但可实现电动汽车有序充电，还可以低落电动汽车供充电底子办法投入，对电动汽车底子办法创建的发展起到积极作用。
　　第二，电动汽车成为电网分布式储能单元。相较于风能及太阳能等可再生能源发电功率颠簸性大来说，电动汽车动力电池具有存储电能的特性，可以有用平抑功率颠簸，进步电网接纳可再生能源发电的本领。可以利用汽车举行“削峰填谷”，进步电力体系运行的稳固。
　　（四）微网效应
　　微网发电作为智能电网的紧张构成部门，可以利用户自动调治用电和缴费模式，比方在北京，已开始举行“智能小区”的试点家庭，可以在电价较高的时段，自动关闭某些用不着的耗电电器，而在电价较低的时段，自动选择开启耗电电器，以到达省电的目标。
　　微网发电在具备精良光照条件和风能资源的地区，可以构建一个“风光互补”的微型发电网络，白天多利用太阳能作为生存用电，夜间则可以利用风电。多余的电力可以适个人须要向电网售卖，很大程度上缓解了住民用电的压力和电力体系的稳固。
　　微电网是大电网的有利增补，通过发展微电网可以经济有用地办理偏远地区的供电，制止单一供电模式造成的地区电网弱和大面积停电变乱，进步供电体系的安全性、机动性和可靠性；可以延缓电网投资，有用淘汰电能的远间隔传输、多级变送的斲丧，有利于创建节省型社会；可以实现节能减排；可以促进电力市场发展，实现市场长处主体多元化；可以进步供电可靠性和电能质量，实现为差异要求的电力用户提供差异的电能质量，即：定制电力，有利于进步供电企业的服务程度。
　　
　　三、结论：将来电网将引领“智能、绿色”生存
　　智能电网创建和新能源技能革命将全方位地重新界说人类新生存，通过电网技能和先辈的通讯本领将天下体系的毗连在一起。此中比力突出的几个特点有：
　　1.智能电网和“社区微网”打造全新生存模式，智能电网的创建为国家发展提供了高效稳固的电力体系，改变传统的用电模式，通过电力代价调解用电需求；“社区微网”概念的提出，使得住民可以自主的对用电情况举行调治，自主发电、用电和卖电，也为其他新能源装备的利用提供电力保障。
　　2.分布式电源最大化资源效能，通过对光伏分布式发电和风能分布式发电平分布式电源有用地利用闲置资源（比方：光照富足地闲置屋顶），为用电体系提供稳固和富足的电力资源。
　　3.改变传统发电和储能方式，鼎力大肆开辟储能技能对改善住民生存、稳固电网体系、经济发展起到巨大的作用。新能源汽车入网（V2G）的运用，将可移动的汽车作为用电和储能单元，根据既定的充放电战略和电网负荷信息，下发充放电指令调控负荷，进步电网运行服从和可靠性。
　　信赖在不久的将来，随着经济发展、电网底子、储能技能和分布式发电等技能的改革，我们将迎来一次颠覆性的厘革，开创智能化的新生存。
　　
　　四、重点保举公司
　　智能电网对应的投资标的许多，包罗特高压输电/直流输电受益个股平高电气、许继电气、中国西电等，电网智能化个股国电南瑞、许继电气、四方股份等，微电网/储能受益个股许继电气、国电南瑞、阳光电源、比亚迪、江苏国泰、新宙邦等。我们重点保举个股如下：
　　（一）许继电气（000400）：直流输电、变电/配电自动化、微电网办理方案
　　许继电气将来将保持较高的复合增速，紧张推动因素包罗配电自动化启动范围的扩大、分布式新能源发电的接入、跨地区直流输电的创建。
　　配电自动化方面，控股之公司珠海许继拥有最美满的办理方案和最成熟的试点案例，而且，其对上市公司的业绩贡献度在100%左右，其增长为上市公司带来非常大的业绩弹性。
　　分布式新能源发电的大发展，将为许继电气创造用武之地，其不但拥有母线掩护，而且可以大概提供美满的一二次装备办理方案，将受益于微电网工程的井喷。
　　跨地区直流输电是淘汰华东、华北地区电厂粉尘污染的有用途径，将来远景非常确定。
　　我们推测公司2013年每股收益1.05元，维持“买入”评级。
　　（二）平高电气（600312）：特高压输电实现电能跨地区调配
　　近期以来整个华东、华北地区的雾霾天气凸显了大气污染的严肃性，而雾霾的泉源有相当部门是火电厂排放。跨地区送电将是办理电厂大气污染的有用办法，直流输电、特高压交换输电将成为肯定的选择，平高电气将是后者的最大受益者，组合电器开关市场份额预计可以大概维持在40%左右。
　　2013年预计浙北-福州，淮南-南京-上海，雅安-武汉项目预计将开工和举行主装备招标，为GIS行业带来靠近百亿的订单。
　　公司天津中压项目希望顺遂，预计下半年开始加入招标，2014年形成10个亿左右的订单。
　　我们预计平高电气2013年每股收益分别为0.40元，给予“买入”评级。
　　（三）阳光电源（300274）：光伏并网逆变器龙头
　　阳光电源是我国光伏逆变器的绝对龙头，市场份额高出30%，拥有业内最好的口碑，将受益于分布式/大规模并网光伏电站的创建。
　　阳光电源本年将迎来毛利率的拐点，紧张源自于资本的连续降落，据我们测算，公司光伏逆变器单元资本2010-2012年分别降落了30%、31%和16%，资本的降落源自于计划的优化以及原质料代价的降落，这一趋势将连续。我们预期公司产物的出货代价本年降幅将显着缩小，趋势将根本同步光伏组件。
　　阳光电源将迎来业绩的拐点，公司已经出台股权鼓励草案，2013-2015年扣非后净利润将分别到达9900万元、10890万元和11880万元。公司的非经常性收益具有连续性，紧张来自于分期确认的政府补贴和利钱收入。我们推测公司2013、2014年每股收益分别为0.52元和074元，“买入”评级。
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迎接智能电网时代的来临（附股)

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