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第1章 绪论 1

1.1 能源转型面临的挑战 1

1.1.1 能源结构亟待转型 1

1.1.2 新能源消纳面临瓶颈 3

1.1.3 能源利用效率亟待提升 4

1.1.4 能源系统独立运行的局限性问题 5

1.2 能源技术取得的突破 7

1.2.1 新能源成本的快速降低 7

1.2.2 能源领域新材料取得的新突破 9

1.2.3 互联网技术在能源领域的应用优势 10

1.3 智能电网与能源网融合的优越性 11

1.3.1 推动能源供给革命，提高新能源消纳能力 11

1.3.2 推动能源消费革命，提高能源综合利用效率 12

1.3.3 推动能源体制革命，提供市场化所需技术支撑 13

1.4 本章小结 13

参考文献 14

第2章 智能电网与能源网的融合模式 15

2.1 国内外发展现状 15

2.2 融合模式的三种形态 19

2.2.1 视角A：智能电网2.0 20

2.2.2 视角B：互联能源网 22

2.2.3 视角C：“互联网＋”能源网 25

2.2.4 融合模式的异同 27

2.3 融合模式的支撑技术 28

2.3.1 材料装备技术 29

2.3.2 信息通信技术 32

2.4 融合模式的典型场景 32

2.4.1 广域互联能源网 33

2.4.2 区域与用户级智能能源网 33

2.4.3 “互联网＋”智慧能源 34

2.5 本章小结 34

参考文献 35

第3章 新材料新装备支撑技术 38

3.1 提升电能传输效率的新型材料与装备 38

3.1.1 超导材料与装备 38

3.1.2 新型导电材料 43

3.1.3 特高压设备绝缘防护 47

3.2 促进可再生能源消纳的新型储能材料与装备 48

3.2.1 储能技术的基本类型 48

3.2.2 储能材料与装置的技术发展方向 48

3.3 未来先进电工装备的新型电工磁性材料 51

3.3.1 电工磁性材料的基本类型 51

3.3.2 电工磁性材料的技术发展方向 55

3.4 未来电力电子化能源系统的新型半导体材料和器件 57

3.4.1 宽禁带半导体材料的基本类型 57

3.4.2 宽禁带半导体材料与器件的技术发展方向 65

3.5 推进能源系统发展的智能（功能）材料 67

3.5.1 非线性绝缘材料 68

3.5.2 自愈合绝缘材料 69

3.6 本章小结 71

参考文献 71

第4章 信息通信支撑技术 74

4.1 促进透明电网的信息感知技术 74

4.1.1 芯片级传感技术 74

4.1.2 芯片化保护控制技术 76

4.1.3 光纤传感网络技术 78

4.1.4 泛在网络技术 78

4.1.5 感知信息技术的发展方向 81

4.2 适应分布式处理的信息处理技术 83

4.2.1 云计算技术 83

4.2.2 大数据应用技术 86

4.2.3 高性能计算技术 89

4.2.4 信息处理技术的发展方向 90

4.3 面向智能决策的信息交互技术 91

4.3.1 人工智能技术 91

4.3.2 虚拟现实技术（VR） 93

4.3.3 物联网技术 96

4.3.4 移动互联网技术 100

4.3.5 信息交互技术的发展方向 102

4.4 保障能源系统可靠性的信息安全技术 103

4.4.1 云计算信息安全技术 103

4.4.2 物联网信息安全技术 104

4.4.3 能源工业控制系统安全技术 106

4.4.4 信息安全技术的发展方向 109

4.5 本章小结 110

参考文献 110

第5章 广域互联能源网 113

5.1 电力发展趋势 113

5.1.1 电力需求预测 113

5.1.2 电力供应预测 115

5.1.3 可再生能源发电预测 117

5.1.4 电力流和输电需求预测 118

5.2 广域互联能源网的形态特征 120

5.3 广域互联能源网的技术需求 121

5.3.1 远距离输电能力提升的技术需求 122

5.3.2 大电网安全稳定运行的技术需求 122

5.3.3 大规模可再生能源集中消纳的技术需求 123

5.4 远距离输电能力提升的技术发展方向 124

5.4.1 特高压交流输电技术 124

5.4.2 特高压直流输电技术 126

5.5 大电网安全稳定运行的技术发展方向 127

5.5.1 基于运行轨迹的电力系统稳定分析与控制 127

5.5.2 新一代特高压交直流仿真平台 129

5.5.3 交直流大电网系统保护技术 133

5.5.4 气象及能源大数据综合利用 136

5.6 大规模可再生能源集中消纳的技术发展方向 138

5.6.1 柔性直流输电技术 138

5.6.2 大容量储能技术 139

5.6.3 适应大规模可再生能源接入的大电网调度技术 140

5.7 本章小结 146

参考文献 146

第6章 区域与用户级智能能源网 147

6.1 现状及发展趋势 147

6.2 智能能源网的形态特征 148

6.3 区域与用户级智能能源网的技术需求 151

6.3.1 多能流耦合的关键支撑技术与设备 151

6.3.2 多能流耦合的规划设计技术 157

6.3.3 高比例可再生能源就地消纳的技术需求 159

6.3.4 终端能源利用效率提升的技术需求 159

6.4 多能流耦合的技术发展方向 160

6.4.1 电-气耦合技术 160

6.4.2 电-热耦合技术 161

6.4.3 电-氢耦合技术 163

6.4.4 互联信息保障技术 164

6.5 多能流耦合规划设计技术的发展方向 164

6.6 高比例可再生能源就地消纳的技术发展方向 165

6.6.1 可再生能源发电功率预测技术 165

6.6.2 主动配电网（能量管理）技术 166

6.6.3 直流配电网与直流微网技术 168

6.6.4 分布式储能技术 169

6.7 终端能源利用效率提升的技术发展方向 170

6.7.1 需求侧综合管理技术 170

6.7.2 智能能源网运行优化技术 171

6.8 本章小结 172

参考文献 173

第7章 “互联网＋”智慧能源 175

7.1 现状及发展趋势 175

7.2 “互联网＋”智慧能源的形态特征 177

7.3 “互联网＋”智慧能源的技术需求 178

7.3.1 能源生产智慧化的技术需求 178

7.3.2 能源网络智慧化的技术需求 179

7.3.3 能源消费智慧化的技术需求 179

7.4 能源生产智慧化的技术发展方向 180

7.4.1 基于互联网的能源生产信息公共服务网络 180

7.4.2 基于大数据的生产调度智能化 180

7.4.3 支持可再生能源消纳和分布式能源接入能源网络 181

7.4.4 多能流生产协同的分析控制技术 181

7.4.5 虚拟发电厂技术 181

7.5 能源网络智慧化的技术发展方向 181

7.5.1 透明电网/能源网 181

7.5.2 泛在信息能源网 183

7.5.3 基于互联网的能量管理技术 184

7.6 能源消费智慧化的技术发展方向 186

7.6.1 基于互联网的能源交易 186

7.6.2 基于互联网的用能设施的推广 188

7.6.3 基于互联网的能源领域商业新模式 190

7.7 本章小结 193

参考文献 193

第8章 我国智能电网与能源网融合的技术路线 194

8.1 我国能源体系分析 194

8.2 能源利用体系的演变 195

8.3 智能电网、能源网融合定位及形态的演变 197

8.4 智能电网与能源网融合的关键技术 198

8.5 智能电网与能源网融合的形态演变及技术路线 199

8.6 本章小结 199

参考文献 202