智能电网基础PDF电子书下载

1 国内外智能电网研究 1

1.1 概述 1

1.1.1 美国智能电网发展历程 2

1.1.2 欧洲智能电网发展历程 3

1.1.3 中国智能电网发展历程 4

1.2 美国能源部：Modern Grid Strategy 5

1.2.1 核心价值 5

1.2.2 主要特性 6

1.2.3 关键技术领域 7

1.2.4 面临障碍 8

1.3 智能电网欧洲技术论坛：Smart Grids 9

1.3.1 核心价值 10

1.3.2 关键特性 11

1.3.3 关键技术领域 13

1.4 电网智能化联盟：Grid Wise 13

1.4.1 核心价值 14

1.4.2 主要特性 14

1.4.3 关键技术领域 15

1.5 美国电科院：Inteligrid与IntelliGrid Architecture 16

1.5.1 Intelligrid简介 16

1.5.2 IntelliGrid Architecture简介 17

1.6 中国国家电网公司：统一坚强智能电网 21

1.6.1 概念与特征 91

1.6.2 驱动力 21

1.6.3 建设方法 23

1.6.4 建设计划 23

1.7 清华大学：数字电力系统与数字电网 24

1.8 其他探索 26

1.8.1 IBM:Intelligent Utility Network 26

1.8.2 武建东：互动电网 27

2 理解智能电网 28

2.1 什么是智能电网 28

2.1.1 智能电网生态圈 28

2.1.2 智能电网核心价值及其度量 31

2.1.3 智能电网愿景：为什么、是什么与怎么样 32

2.1.4 国家和社会层面的思考 34

2.1.5 智能电网所能具有的最高智能形式 36

2.2 为什么需要建设智能电网 37

2.2.1 电力用户的理由——更高可靠性、更高电能质量、更多选择 38

2.2.2 电网企业的理由——更安全、运行成本更低 40

2.2.3 发电企业理由——吸纳更多可再生能源 41

2.2.4 国家和社会层面理由——提高能效、能源更安全、环境更友好 41

2.3 智能电网发展面临的障碍与应对措施 44

2.3.1 新技术研发与应用方面 44

2.3.2 电网企业动力方面 44

2.4 相关问题 46

2.4.1 新能源革命及其与智能电网的关系 46

2.4.2 低碳经济及其与智能电网的关系 48

2.4.3 我国建设智能电网的特殊问题 51

3 智能电网相关政策 53

3.1 影响智能电网的能源政策分析 53

3.1.1 能源补贴与费用分摊 54

3.1.2 能耗标识 55

3.1.3 碳排放权 55

3.1.4 碳税 56

3.2 联合国：应对气候变化 57

3.2.1 概述 57

3.2.2 《联合国气候变化框架公约》 58

3.2.3 《京都议定书》 59

3.3 英国：低碳经济 60

3.3.1 碳排放目标 61

3.3.2 国家战略：英国低碳转换计划 61

3.4 日本：能源安全 62

3.4.1 实施综合资源战略，力保石油安全 62

3.4.2 实现非石油能源多元化，大力发展核电、天然气与新能源 63

3.4.3 节能提效 64

3.4.4 转向智能电网 64

3.5 美国：能源新政 65

3.5.1 能源新政的初期框架 65

3.5.2 能源新政的核心框架：转向智能电网 66

3.6 中国政府：中国特色的能源发展之路 67

3.6.1 能源中长期发展规划（2004～2020年） 67

3.6.2 能源科技中长期发展规划 67

3.6.3 可再生能源中长期发展规划 68

3.6.4 核电发展规划 69

3.6.5 节能减排综合性工作方案 70

4 智能电网相关技术之——一次与二次侧新技术 72

4.1 先进发电与储能技术 72

4.1.1 风力发电 72

4.1.2 太阳能发电 76

4.1.3 清洁煤发电技术 78

4.1.4 其他新能源发电技术 81

4.1.5 储能技术 83

4.2 能够降低损耗的输配电技术 88

4.2.1 特高压输电技术 88

4.2.2 高温超导输电技术 90

4.3 电力电子技术 91

4.3.1 电力电子技术概述 91

4.3.2 电力电子技术在新能源接入方面应用 95

4.3.3 电力电子技术在智能输配电领域的应用 96

4.3.4 电力电子技术在智能用电领域的应用 103

4.4 二次侧方面新技术 105

4.4.1 先进传感技术 105

4.4.2 WAMS 108

4.4.3 AMI 113

4.5 智能电网信息支撑平台 115

4.5.1 统一数据共享平台 116

4.5.2 自适应通信平台 133

4.5.3 信息安全 138

5 智能电网相关技术之二——控制与管理新技术 140

5.1 适应智能电网的管理调度模式 140

5.1.1 虚拟发电厂 140

5.1.2 微电网 141

5.1.3 需求侧管理 143

5.2 智能调度中心技术 145

5.2.1 电网全运行状态的实时精确估计 146

5.2.2 多指标自趋优的控制策略 148

5.3 智能用电管理技术 149

5.3.1 智能家用电器 149

5.3.2 用户能量管理系统 150

5.3.3 电动汽车接入 153

5.4 智能电网实现面临的主要技术挑战 154

6 智能电网的实现 156

6.1 智能电网实现关键 156

6.2 智能电网架构 157

6.2.1 IECSA项目简介 158

6.2.2 IECSA用例：典型需求 159

6.2.3 IECSA环境：一组具有共性的需求 160

6.2.4 公用服务、公用信息模型和通用接口 162

6.2.5 存在的问题 164

6.3 智能电网互操作标准框架 165

6.3.1 标准化简介 165

6.3.2 智能电网互操作所涉及的标准 166

6.3.3 NIST智能电网互操作性标准框架（Realease 1.0） 170

6.4 优化控制：电力混成控制论与先进调度自动化系统 171

6.4.1 现有电力调度自动化系统的局限性 171

6.4.2 电力系统混成控制论简论 173

6.4.3 AEMS：实现电网目标趋优运行 175

6.5 其他关键技术 177

6.5.1 智能电网基础量测设施与动态SCADA系统建立 177

6.5.2 新型状态估计系统 177

6.5.3 电力系统运行评估指标体系 178

6.5.4 机器智能与人的智能结合 178

7 智能电网实践 180

7.1 企业层面的智能电网实践 180

7.1.1 智能电网成熟度模型 180

7.1.2 用户能量管理系统的实践 181

7.1.3 智能电网城市 184

7.1.4 华东电网高级调度中心 185

7.2 组织和独立研究机构层面的智能电网实践 186

7.2.1 Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE） 186

7.2.2 International Electrotechnical Commission（IEC） 187

7.2.3 Electric Power Research Institute（EPRI） 188

7.3 政府层面的智能电网实践 192

7.3.1 德国MEREGIO项目 192

7.3.2 特高压电网的建设 193

8 展望 195

参考文献 198