智能电网 融合可再生、分布式及高效能源PDF电子书下载

第1部分 背景：智能电网的概念、产生原因、发展方式、发展条件和实现时间 1

第1章 智能电网不仅是一项“技术” 1

1.1 引言 1

1.2 不可阻挡的脚步 2

1.3 智能电网展望：我们希望什么样的智能电网？ 4

1.3.1 人们希望智能电网价格合理 5

1.3.2 人们希望智能电网绿色环保 10

1.3.3 人们希望智能电网安全可靠 13

1.3.4 人们希望智能电网可持续发展 13

1.4 智能电网发展路径 14

1.5 小结 17

参考文献 17

第2章 从智能电网到能源的智能使用 21

2.1 引言 21

2.2 剥夺用户的权利——供应方主权的出现 22

2.2.1 案例研究：“热单一性”的出现 25

2.2.2 历史的教训 29

2.3 改革的压力：需求增长、能源安全和气候变化 29

2.3.1 需求增长 29

2.3.2 能源安全 30

2.3.3 气候变化 31

2.4 把终端用户置于能源决策的核心位置：新兴智能电网和分布式能源 32

2.4.1 新的分布式选择 32

2.4.2 终端用户的参与 33

2.5 能源的智能使用的市场和监管创新 35

2.5.1 当前零售市场 35

2.5.2 参与框架 37

2.6 小结 40

参考文献 40

第3章 动态定价机制的公平问题 43

3.1 引言 43

3.2 背景 44

3.3 动态定价的分配效应 45

3.3.1 实施动态定价的障碍 48

3.3.2 统一定价的不公平问题 50

3.4 其他行业的动态定价 52

3.5 克服实施动态定价的障碍 52

3.5.1 动态定价对低收入用户的影响 53

3.6 消除潜在的反对意见 55

3.7 小结 56

附录 量化风险溢价 56

参考文献 59

第4章 智能电网的公平问题：智能电网成本与效益的规模及分配情况 61

4.1 引言 61

4.2 智能电网概念不统一，致使其成本收益不一致 63

4.3 智能电网的强制实施引发的最基本的公平问题 66

4.4 智能电网引发的其他公平问题 68

4.5 小结 70

参考文献 71

第2部分 日益增长的可再生能源和分布式发电 73

第5章 可再生能源的前景：用储能迎接挑战 73

5.1 引言 73

5.2 高渗透率的可再生能源发电 74

5.2.1 效益 74

5.2.2 展望 76

5.2.3 并网问题 79

5.2.4 电压调整问题 80

5.2.5 平衡出力 81

5.3 储能并网 81

5.3.1 技术和应用 82

5.3.2 成本-效益分析 85

5.3.3 研究和发展方向 88

5.4 联邦政府资助下的储能技术研究 89

5.5 小结 90

参考文献 91

第6章 加州智能电网的愿景和蓝图 93

6.1 引言 93

6.2 可再生能源并网的挑战和对电力市场的影响 96

6.3 加州独立系统运营商（CAISO）对智能电网的期望 105

6.3.1 先进的预测系统 106

6.3.2 同步相量测量装置 108

6.3.3 先进的电网应用程序 109

6.3.4 需求响应、储能和分布式能源 112

6.3.5 网络安全 114

6.4 小结 115

附录 缩略语 116

第7章 实现可再生能源发电和分布式发电的潜能 117

7.1 引言 117

7.2 建模方法 119

7.2.1 建模框架 120

7.2.2 方案定义 123

7.3 结果和讨论 125

7.3.1 建模结果 125

7.3.2 潜在效益的评价 132

7.4 小结 133

参考文献 133

第8章 微电网的作用是什么？ 135

8.1 引言 135

8.2 背景 135

8.3 微电网定义 137

8.4 关键技术 139

8.5 微电网的优点 140

8.6 微电网发展面临的挑战 144

8.6.1 微电网的控制 144

8.6.2 微电网的规划和设计 144

8.6.3 微电网的成本 144

8.6.4 把可再生能源接入微电网 145

8.6.5 微电网建模 146

8.6.6 能量管理 146

8.6.7 政策、法规和标准 147

8.7 微电网的研究现状 147

8.8 微电网的未来发展 148

8.9 小结 149

致谢 150

参考文献 150

第9章 通过直接负荷控制和需求响应消纳可再生能源 152

9.1 引言 152

9.2 变化较大且地理分布不均的资源并网 153

9.3 需求响应：过去、现在和未来 155

9.4 辅助服务 157

9.4.1 调节服务 158

9.4.2 负荷跟踪 158

9.4.3 紧急备用 159

9.5 风电接入成本 160

9.6 需求响应资源拓扑 161

9.7 需求响应潜力评估 163

9.8 风电接入和需求响应 166

9.9 小结 169

附录 缩略语 169

参考文献 170

第10章 平抑波动：用需求响应消纳间歇性资源 172

10.1 引言 172

10.2 电力系统运行灵活性问题概述 174

10.3 风电接入研究及其辅助服务要求 177

10.4 系统的额外挑战 178

10.5 负荷作为弹性资源纳入系统调度和实践 181

10.6 间歇性能源的负荷控制策略构建 184

10.7 小结 186

参考文献 187

第3部分 智能设施、智能定价和智能设备 189

第11章 软件基础和智能电网 189

11.1 引言 189

11.2 智能电网信息技术难点 191

11.2.1 智能电网数据的可靠性 192

11.2.2 数据的准确性 195

11.2.3 数据记录系统 197

11.2.4 通信管理 199

11.2.5 软件应用的集成 202

11.3 智能电网的基本软件平台 202

11.3.1 智能家电集成平台 203

11.3.2 与其他信息技术架构相关的问题 204

11.3.3 运行公司和电力公司的多元化 204

11.3.4 系统接口和互操作性 204

11.4 智能电网的应用 205

11.4.1 电表数据管理 205

11.4.2 动态定价 206

11.4.3 净计量 207

11.5 案例研究 208

11.5.1 安大略省MDM/R项目 208

11.5.2 德克萨斯州智能电表项目 209

11.6 小结 211

第12章 大规模商业用户对动态定价的反应——加州经验 212

12.1 引言 212

12.2 加州的动态定价和需求响应项目 213

12.3 CPP用户、费率和尖峰事件特征 214

12.3.1 注册用户的行业类型 214

12.3.2 CPP费率 216

12.3.3 CPP事件 217

12.4 分析方法 218

12.5 CPP负荷影响的估计 219

12.5.1 CPP项目的整体负荷影响 219

12.5.2 不同电力公司的负荷影响估计 220

12.5.3 SDG＆E公司的默认CPP情况分析 225

12.5.4 CPP负荷的集中影响 227

12.5.5 对CPP实施和负荷影响的考量 228

12.6 展望 229

12.6.1 加州的CPP项目 229

12.6.2 加州以外的价格响应潜力 230

12.6.3 动态定价和需求响应 230

12.7 小结 231

参考文献 232

附录 232

第13章 通过智能定价降低智能配电网投资——德国经验 234

13.1 引言 234

13.2 节点定价 236

13.2.1 节点定价的理论依据 236

13.2.2 配网中节点定价的国际经验 238

13.3 德国的节点分布定价 241

13.3.1 挑战：系统中日益增长的可再生能源发电 241

13.3.2 节点网络定价的前景 243

13.3.3 节点能源定价的前景 245

13.4 小结 248

参考文献 249

第14章 通过聆听股东和用户的需求来实现智能电网的成功 254

14.1 引言 254

14.2 从智能电网技术角度出发，需求响应和能效管理有何区别 256

14.3 从智能电网、需求响应和能效管理角度如何定义和衡量客户的利益 257

14.4 智能电网实施提案的监管审查经验 259

14.5 电力公司和用户在智能电网及相关技术方面的实施经验 263

14.6 弥补不足：智能电网设计者应该关注如何更好地确保用户利益 270

14.7 小结 271

参考文献 272

第15章 消费者眼中的智能电网——一劳永逸？ 274

15.1 引言 274

15.2 智能电网是科技快速发展的产物 274

15.3 智能电网的未来 278

15.4 消费者的接受程度 280

15.5 决策者的重担 282

15.6 跟随智能电网浪潮的家庭自动化 285

15.7 小结 290

参考文献 291

第16章 电表的用户侧 292

16.1 引言 292

16.2 当前需求响应情况 293

16.2.1 让用户参与电力市场 293

16.3 新技术和进行中的试点项目 294

16.3.1 直接反馈技术 294

16.3.2 “价格到设备”技术 300

16.4 现有的用户参与模式 304

16.5 未来发展：将技术与用户参与模式结合 305

16.5.1 伊利诺伊州的智能建筑倡议：创建动态效率 305

16.5.2 可以将大用户的模式应用于小用户吗 307

16.6 小结 307

参考文献 308

第4部分 案例研究、应用及试点项目 309

第17章 需求响应参与到有序的电力市场：PJM案例研究 309

17.1 引言 309

17.2 作为需求响应参与到PJM市场中的实体 311

17.3 需求响应参与容量市场 312

17.3.1 资源充裕度和需求响应的角色 313

17.3.2 RPM之前的简史 313

17.3.3 RPM容量市场 313

17.3.4 市场结果 315

17.3.5 扩大需求响应产品来保障可靠性 315

17.4 需求响应参与能源市场（日前和实时） 318

17.4.1 整合经济负荷响应的能源市场收益 318

17.4.2 历史 318

17.4.3 市场机制 319

17.4.4 测量负荷削减量 321

17.4.5 能源市场的解决方案 322

17.4.6 市场结果 323

17.4.7 参与能源市场的紧急需求响应 325

17.4.8 2011年3月15日签署的745号令：大规模有序化能源市场的需求响应补偿 326

17.4.9 通过CBL预估解决早期问题 326

17.5 需求响应参与辅助服务市场 327

17.5.1 同步备用市场 327

17.5.2 市场调节 328

17.5.3 潜在财政收益和市场结果 328

17.6 PJM市场中的需求响应管理 330

17.7 需求响应的未来：当前需求响应的相关问题 331

17.7.1 价格型响应需求 331

17.7.2 重新考虑的用户基线计算 332

17.7.3 基于用户基线计算的需求侧精准调度 332

第18章 完美搭档：风力发电和电动汽车——新西兰案例研究 334

18.1 引言 334

18.2 新西兰的风力发电和电动汽车 335

18.2.1 新西兰的电力系统 335

18.2.2 新西兰的电力市场 336

18.2.3 大规模风电接入新西兰电网 336

18.2.4 大规模电动汽车接入新西兰电网 338

18.3 当前的机遇 339

18.4 新西兰地区风电与电动汽车并网的成本分析 339

18.4.1 前提假设 339

18.4.2 模型建立 340

18.4.3 风电与电动汽车充电之间的交互影响 341

18.4.4 系统成本的影响 342

18.4.5 充电成本的影响 344

18.4.6 充电时间的影响 344

18.5 通过插电式电动汽车提高系统可靠性 345

18.5.1 新西兰电网的频率波动 346

18.5.2 基于DDC的频率控制 347

18.5.3 DDC的发展趋势 348

18.5.4 DDC的经济性分析 349

18.6 小结 351

致谢 352

参考文献 352

第19章 法国电力市场中智能电动汽车对日前价格的影响 354

19.1 引言 354

19.1.1 电动汽车对电力系统的整体影响 356

19.1.2 预测供需变化对电价的影响 358

19.2 仿真方法 360

19.2.1 供电侧仿真 360

19.2.2 需求侧仿真 362

19.3 2020年的仿真结果 362

19.3.1 对平均电价的影响 365

19.3.2 “市场收缩”的结果 367

19.4 小结 368

致谢 368

参考文献 369