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第1章 绪论 1

1.1 智能电网概述 1

1.1.1 智能电网的建设和发展的时代背景 1

1.1.2 智能电网概念 2

1.1.3 智能电网的特点 4

1.1.4 智能电网价值和效益 5

1.2 智能电网的成熟度模型 6

1.2.1 智能电网成熟度模型的概念和作用 6

1.2.2 智能电网成熟度模型发展阶段和评价区域 7

1.3 统一坚强智能电网 12

1.3.1 统一坚强智能电网的提出和发展 12

1.3.2 统一坚强智能电网的发展计划和技术路线 15

1.3.3 统一坚强智能电网的功能和含义 17

1.3.4 统一坚强智能电网的技术研发重点 18

1.3.5 统一坚强智能电网发展布局 21

1.3.6 统一坚强智能电网各个环节的实现 29

1.4 智能配电网 31

1.4.1 智能配电网概念 31

1.4.2 智能配电网功能特征 32

1.4.3 智能配电网的功能要求 33

1.4.4 智能配电网的国内外发展概况 33

1.5 建设智能配电网的作用及其意义 35

第2章 高级配电自动化技术 36

2.1 配电自动化系统与智能配电网 36

2.1.1 配电自动化发展现状 36

2.1.2 配电自动化系统的建设模式 37

2.1.3 高级配电自动化系统与智能配电网 39

2.2 高级配电自动化功能及其实现 41

2.2.1 配电网运行建模和分析 42

2.2.2 高级配电自动化的功能 43

2.3 馈线自动化技术及其发展的新趋势 49

2.3.1 光纤通信下基于广域保护技术的智能模式馈线自动化 50

2.3.2 无通信环境下分布智能模式馈线自动化 51

2.3.3 基于GPRS通信方式的馈线自动化 52

2.4 配电网广域测控技术 53

2.4.1 广域测量和信息交换 54

2.4.2 广域测控与保护的特征 54

2.4.3 基于广域测量信息的测控与保护系统 57

2.4.4 DWAMCI的应用 59

2.4.5 典型的广域测控与保护系统 59

2.4.6 广域测控与保护系统的发展方向 63

2.5 高级配电自动化对信息技术的要求 67

2.5.1 功能和信息抽象模型 67

2.5.2 高级配电自动化对信息技术功能的要求 68

2.6 企业集成总线 70

2.6.1 企业集成总线概述 70

2.6.2 基于企业集成总线的数据交换系统架构 74

2.6.3 基于企业集成总线的数据交互实现方式 76

2.6.4 企业集成总线实施的意义 77

2.7 停电管理系统 78

2.7.1 停电及其管理 78

2.7.2 停电管理分析和工作流程 79

2.7.3 停电管理系统的任务和功能 82

2.7.4 停电管理分类 83

2.7.5 停电管理系统与其他系统的关系 86

2.7.6 基于GIS的停电管理系统 86

2.7.7 停电管理系统的设计 87

第3章 智能站控和配调技术 89

3.1 智能变电站体系结构及其功能特点 89

3.1.1 智能变电站体系结构 90

3.1.2 智能变电站功能特点 92

3.1.3 变电站设备在线监测 93

3.1.4 智能变电站的发展方向 94

3.2 智能变电站内继电保护集成 95

3.2.1 智能变电站对继电保护的影响 95

3.2.2 智能变电站内保护配置方式 95

3.2.3 继电保护集成配置 96

3.3 智能变电站对馈线自动化的影响 98

3.3.1 IEC 61850标准介绍 98

3.3.2 IEC 61850标准下的配电网馈线自动化系统 101

3.3.3 基础IEC 61850配电网馈线自动化建模 102

3.4 智能配调中心 103

3.4.1 智能配电网下的调度管理 103

3.4.2 智能配调中心 104

3.4.3 智能配调中心应用软件功能 105

3.5 智能配调中心功能一体化设计 108

3.5.1 IEC 61968标准 108

3.5.2 基于IEC 61968的SCC一体化设计 110

3.5.3 基于多AGENT的配调中心 111

3.6 配电网快速仿真与模拟 112

3.6.1 FSM技术介绍 113

3.6.2 DFSM技术 116

3.6.3 DFSM的软件平台设计 117

第4章 自愈控制技术及其实现方法 122

4.1 智能配电网自愈控制 122

4.1.1 自愈控制的基本概念 122

4.1.2 配电网自愈的条件要求 123

4.2 电网自愈控制的框架体系 124

4.2.1 两环控制逻辑 124

4.2.2 3层控制结构 124

4.2.3 6个控制环节 125

4.2.4 配电网自愈控制的分层框架体系 126

4.3 自愈电网实现方法 127

4.3.1 基于状态量比较的城市电网自愈控制方法 127

4.3.2 基于智能微网和需求侧管理的配电网自愈控制方法 129

4.3.3 基于协调控制模式的电网自愈控制方法 131

4.4 电力免疫系统与电网自愈控制 134

4.4.1 电力免疫系统的组成 134

4.4.2 基于PIS的电网自愈控制功能 136

4.4.3 电网自愈控制的免疫应答 136

4.5 基于序贯博弈的电网自愈控制 137

4.5.1 博弈论基本概念和理论 137

4.5.2 电网自愈控制过程的序贯博弈描述 139

4.5.3 电网自愈控制过程的博弈树和模型 140

4.6 基于智能多代理的自愈控制理论及其方法 142

4.6.1 多代理的概念和特征 142

4.6.2 基于多代理技术的控制系统 142

4.6.3 基于多代理技术的电网自愈控制方法 143

4.7 基于混成控制理论的电网自愈控制 145

第5章 分布式发电、储能与智能微网技术 149

5.1 可再生能源与分布式发电 149

5.1.1 我国新能源产业的发展新动向与电网新需求 149

5.1.2 可再生能源、分布式发电与智能电网 151

5.1.3 我国可再生能源利用和发展状况 151

5.1.4 国外可再生能源发展经验 154

5.2 储能装置 155

5.2.1 新型储能装置介绍 155

5.2.2 储能装置在智能电网中的应用 158

5.3 分布式发电并网控制技术 159

5.3.1 分布式电源的并网作用及其技术问题 159

5.3.2 分布式电源并网技术 161

5.3.3 智能配电网下分布式电源的并网技术 162

5.4 分布式发电并网协议 164

5.5 微型电网技术 165

5.5.1 微型电网的概念 166

5.5.2 微型电网的组成 166

5.5.3 微电网的控制方法 168

5.5.4 微型电网的保护 168

5.6 智能微网技术 169

5.6.1 智能微网的概念 169

5.6.2 智能微网的关键技术 170

第6章 用户服务和需求侧响应技术 174

6.1 智能电网下的用户服务 174

6.1.1 传统电网中的用户服务 175

6.1.2 智能电网用户服务的概念 175

6.1.3 智能家居 176

6.1.4 智能电网用户服务的要求 177

6.2 用户接口 178

6.2.1 用户接口的概念 178

6.2.2 用户接口的作用 179

6.2.3 用户接口的优点和实施的困难 183

6.2.4 用户接口的实现 184

6.3 智能化住宅小区 185

6.3.1 三表集抄系统 185

6.3.2 楼宇自控系统 186

6.4 基于CRM的用户服务 187

6.4.1 智能电网中CRM的核心 188

6.4.2 电力企业数据和信息来源 188

6.4.3 基于CRM的用户服务 189

6.5 智能用电新技术 191

6.5.1 高速通信技术 191

6.5.2 智能表计技术 192

6.5.3 智能采集技术 192

6.5.4 智能交互终端技术 193

6.5.5 需方响应技术 193

6.5.6 智能用电未来技术展望 194

6.6 需求响应技术 194

6.6.1 需求侧响应的概念 194

6.6.2 需求侧响应分类 195

6.7 基于价格的DR 196

6.7.1 分时电价 196

6.7.2 实时电价 198

6.7.3 尖峰电价 199

6.8 基于激励的DR 201

6.8.1 直接负荷控制 201

6.8.2 可中断负荷 202

6.8.3 需求侧竞价 204

6.9 DR的实施及其发展 205

6.9.1 实施DR的成本和效益 205

6.9.2 用户参与DR的过程 205

6.9.3 DR的发展建议与展望 206

第7章 智能配电网集成通信技术 208

7.1 智能配电网通信系统介绍 208

7.1.1 概述 208

7.1.2 智能配电网通信系统的特点 209

7.1.3 智能配电网对通信系统的要求 209

7.2 智能配电网中集成通信技术 210

7.2.1 传统通信方式 211

7.2.2 智能配电网中集成通信新技术 212

7.3 智能配电网通信网络 214

7.3.1 通信网络概述 214

7.3.2 传统通信网 215

7.3.3 IP网络技术 218

7.3.4 宽带IP接入技术 221

7.3.5 3G通信网 223

7.4 AMI广域通信设施与系统 225

7.4.1 电力线载波 225

7.4.2 电力线宽带 227

7.4.3 无线传感器网络 228

7.4.4 家域网 230

7.4.5 局域网 231

7.5 下一代网络在智能配电网通信中的应用 232

7.5.1 下一代网络 232

7.5.2 下一代网络技术特点 233

7.5.3 以ASON技术为基础的下一代传输网络 235

7.5.4 以IPv6技术为基础的下一代数据网络 237

7.5.5 以软交换技术为基础的下一代传输网络 240

第8章 智能配电网设备技术和高级资产管理 245

8.1 主要的智能装置和设备介绍 245

8.1.1 智能传感器 245

8.1.2 智能表计 249

8.1.3 智能配电变压器 253

8.1.4 电子互感器技术 253

8.1.5 智能断路器 254

8.2 DFACTS技术及其装置 259

8.2.1 DFACTS技术简介 259

8.2.2 典型DFACTS装置 260

8.3 故障电流限制器 266

8.3.1 故障电流限制的必要性及其要求 266

8.3.2 固态故障电流限制器 268

8.3.3 超导故障电流限制器 270

8.4 配电网资产管理 272

8.4.1 概述 272

8.4.2 配电网资产管理分类 273

8.4.3 配电网资产管理现状 274

8.4.4 智能配电网资产管理 274

8.4.5 智能配电网资产管理的优点 276

8.5 智能配电网资产管理主要关键技术 276

8.5.1 在线监测和实时数据 276

8.5.2 状态检修 277

8.5.3 资产全生命周期优化管理 279

8.5.4 完善的工程管理 281

8.5.5 智能分析决策 283

8.5.6 可视化管理 285

8.6 物联网和RFID技术在资产管理中的应用 287

第9章 国内外工程实践与成功案例 290

9.1 四方华能智能装置技术及其产品 290

9.1.1 通用软、硬件平台 290

9.1.2 主要智能装置 293

9.2 四方华能智能变电站解决方案 297

9.2.1 技术背景及其方案 297

9.2.2 设备层配置及其主要功能 299

9.2.3 系统层主要功能 301

9.2.4 方案特点及其先进性 303

9.3 四方华能智能配调解决方案 304

9.3.1 基于CSXX2000的智能配调系统组成 305

9.3.2 设计原则 309

9.3.3 配电自动化解决方案 310

9.3.4 IEEE1588全网时钟同步系统 313

9.3.5 智能配调中心系统 316

9.3.6 典型业绩 319

9.4 中新天津生态城智能电网综合示范工程 320

9.4.1 中新天津生态城概况 320

9.4.2 智能电网综合示范工程 322

9.5 高级量测系统 325

9.5.1 AMI系统介绍 325

9.5.2 AMI实施的优点 327

9.5.3 AMI量测数据管理系统 327

9.6 意大利TELEGESTORE工程介绍 328

9.6.1 意大利TELEGESTORE工程概况 328

9.6.2 TELEGESTORE工程的系统构架 329

9.6.3 TELEGESTORE工程主要装置 330

9.6.4 TELEGESTORE工程的数据交换和管理系统 331

9.6.5 TELEGESTORE工程的成功和价值之处 332

9.7 美国GRIDWISE AT PNNL介绍 333

9.7.1 智能电网控制技术 334

9.7.2 下一代可视化仿真软件GRIDLAB-D 337

9.7.3 智能电网基础理论研究 342

9.8 美国XCELENERGY智能电网项目介绍 342

9.8.1 XCEL ENERGY智能电网愿景简介 342

9.8.2 XCEL ENERGY前期基础支持工程 343

9.8.3 XCEL ENERGY智能城市 345

9.9 美国SAN DIEGO智能电网项目介绍 346

9.9.1 SAN DIEGO智能电网实施项目 346

9.9.2 智能电网实施的价值和效益 348

9.9.3 SAN DIEGO智能电网项目实施计划 349

9.10 美国加州智能电网建设介绍 350

附录 缩略语表 355

参考文献 364