智能电网模型在能量转换中的应用

2014年3月27日，在2014中国清洁电力峰会暨中国国际清洁能源博览会智能电网论坛上，西门子(中国)有限公司智能电网集团国际电力技术咨询部业务拓展经理李珂先生介绍了西门子对智能电网的理解和认识，以下为详细内容。

主持人：下一位演讲嘉宾是西门子(中国)有限公司智能电网集团国际电力技术咨询部业务拓展经理李珂先生，李珂先生从事电力规划工作有近八年经验，全自动电容电感测试仪有特高压直流设计的经验，目前认职于西门子智能电网部门，从事电网规划和咨询工作，请李珂先生演讲!

李珂：各位嘉宾、各位代表：大家下午好!

我简单介绍一下西门子对智能电网的理解和认识，从智能电网的提出到发展到现在，西门子公司在智能电网领域一直从事技术发展的，我们提出西门子智能电网模型在欧美也是得到广泛应用的，智能电网的模型分为八个方面：主要有**、稳定、高效的电力供应，包括配电网自动化、设备监控、虚拟电场、自愈电场等等，一共有八个方面，能量和通信是双向的流动，我们提出的智能电网的模型是服务于整个能量转换链的，涵盖从发电到用电整个传输过程的，我们希望西门子智能电网技术的应用能使以后的电网更加灵活、更加可靠、更加高效益和易接入。

针对西门子提出的智能电网模型，我们提出了一揽子解决方案架构，主要包括五方面：电网规划与仿真，电网控制和应用，大数据的分析和IT集成，通信设施。总体架构主要有五个特点：有灵活开放的平台，服务对象可以兼顾客户和合作伙伴各种不同种类的电网，我们把运行调度自动化和管理自动化有机融合在一块，我们对大数据处理和IT集成比较有优势，我们有很好的合作伙伴，在国内外都有比较好的合作伙伴，我们可以有很强的核心竞争力。智能电网模型在能量转换中的应用对于我们提出的五方面的总体架构，涵盖从发电到输电、配电和用电几个方面，通过通信连接的，以电网控制和电网应用为主，结合我们比较有优势的大数据分析和IT集成，可以把智能电网很多功能通过数据的分析得到很好的应用，至于中间的电网规划与仿真，我今天主要讲一下应用这块的业务，电网规划与仿真是比较重要的桥梁，一直贯穿在几个方面中，起到连通的作用，规划是比较连续的过程，不管是中长期规划，还是近期规划，和电网的发展是息息相关的。

针对电网规划与仿真，西门子有一个专门部门做这个业务，叫西门子国际电力技术，提供国际化电力技术咨询服务，不光包括传统的输电行业和电力行业，还涉及到一些比较重要的工业领域。我们业务主要有三大块，包括网络咨询，这块有中长期电网接入规划，还有新能源接入研究，包括风电场接入研究、风电场并网和电能质量预测研究;**方面，仿真软件，我们做规划时候需要有一个软件平台提供仿真，我们还有电力学院，主要范围涵盖了输配电所有电力技术的培训。

西门子部门比较多，PTI代表西门子国际电力技术部门，PSS是电力系统仿真，SINCAL代表西门子网络计算机仿真软件。西门子PTI推出的软件主要有三大类，智能电网模型在能量转换中的应用针对于规划和仿真，有PSSE、PSSSINCAL，针对于调度运行，我们有PSI和DSI，调度运行软件在国外应用的比较多。我们都知道，针对于我今天讲的规划与仿真软件，主要分为两大类，市场上常用的基本都是单一的，要不然电磁暂态，要不然机电暂态。PSS软件其实是一个系列，在发电和输电领域，基本上由PSS1做这部分工作，对于配电来说，基本由SINCAL做的，包括工业也是由SINCAL处理的，包括的功能很多，比如网络建模、潮流负荷、智能电网模型，功能比较**。

SINCAL电网模块功能介绍，针对电力系统这块的基本模块包括潮流、短路电流计算，超强模块包括无功配置、无功优化，动态模块主要是动态稳定性计算，增强动态模块可能有些特征值和***络简化，主要是这方面功能，对于保护我们有保护协调仿真，策略这块，有可靠性分析，还有负荷发展、网络结构分析，我们还有一个模型包。

SINCAL六方面亮点介绍：**，图形化用户界面，可以模拟输出五万个节点以上大型网络，不会产生延迟，另外，操作方法可能和Office比较类似，可以有多种多样输出方式，还可以支持嵌入式图表。**，平台，基于同一个数据库的，提供基于同一个数据库的软件;另外，我们也有可以重复使用的组件。第三，SINCAL可以对各种软件进行分析，我们仿真结果基于成熟的数据库，很容易做结果的评估，PDMS是保护装置的模型数据库，可以提供保护装置模型。第三，项目管理，基本上包括模型管理，多项目、多视图、多方案，针对配电网来说，内部临时网络互联和网络重构是比较有作用的。*后一方面，基于多用户的项目管理，很多用户可以对同一主题的模型进行管理。第四，SINCAL架构，完全开放的架构，基于COM- Server技术，可以集成到其它系统，支持所有的标准编程语言，针对Python，是可以通用的，可以体工队PSSE的接口。依靠常用的数据库。我们有一堆接口，具有智能电表接口。第五，模型，简单地说，包括简单母线分支模型到整个配电网络模型，模型有不同种类，而且是面向对象的。*后一个亮点，计算后台，SINCAL这个软件的计算后台比较强大，基本可以满足输配电网各种类型的预算，建模没有限制，润色当中有很多模块，比如有暂态分析、预想事故分析、保护仿真配合，这些模块都含有比较**的算法。另外一点，软件模型选择和客户电网规模大小是可以定制化的，我的灵活性比较高，也可以给客户提供比较好的价格，性价比比较高。

针对本次会议主题，介绍一下SINCAL软件在智能电网中的应用，在智能电网当中，按照电力传输过程，基本上分发电、输配电、用电三方面，智能电网模型在能量转换中的应用每方面都有和传统电网不一样的方面，针对智能电网，目前，有些配电网运营商部署了计量数据管理系统和先进的表计;**方面，我们业面临一些挑战，目前分布式能源、分布式组件(比如：风能、光能、电动汽车)大范围融入到已有的低压和中压配电网中，这些能源的接入会导致一个问题，以前的电力从发电厂到用户是单一的，由于风电或者分布式能源在用户侧处理的话，就会构成双向的网络，有可能由用户向电网售电，流向已经改变了。SINCAL针对智能电网提出了自己的解决方案，大概四方面：增强的网络模型，增强的元件模型，增强的仿真方法，增强的接口。增强的网络模型，由于智能电网出现，我们支持不平衡网络，而且支持双向潮流仿真，可以支持复杂的网络故障仿真，可以研究分布式能源接入对配电网和对负荷的影响。针对微电网，可以做微电网规划仿真，包括不平衡的网络，包括孤岛，包括分布式电源和动态仿真。增强的仿真模型，仿真软件是支持光伏、风电、燃料电池、蓄电池、电动汽车的。增强的仿真方法，我们有对负荷预测的方法，包括由上而下、由下而上的负荷预测方法，包括人工智能网络负荷预测方法。另外一点，可以对智能表计的数据进行仿真方法的模拟。增强接口很多，主要展示一下先进计量系统接口，可以把客户电表数据实时通过平台存储下来，存储到数据库里，通过SINCAL软件进行仿真模拟，通过对仿真结果的处理，可以对电网中一些开关元件状态进行优化，也可以预测风电、光伏负荷曲线短时间的预测，可以指导电网的运行和控制。智能气表和水表也是同样适用的。SINCAL电力客户，我们进行了简单的列举，在欧美，美国、德国、奥地利、比利时都有比较多的合作伙伴，包括澳大利亚，在亚洲，我们国家有国电、国家电网，印度和巴基斯坦、中东有阿联酋和利比亚、伊朗，软件用户遍布世界各地。