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第一篇 基础篇3

第1章 智能电网概述3

1.1 智能电网的定义和内涵3

1.1.1 智能电网的定义3

1.1.2 智能电网产生的背景5

1.1.3 智能电网的特点、目标和组成7

1.2 简要说明各国智能电网研发的现状8

1.2.1 美国对智能电网的响应8

1.2.2 欧洲对智能电网的响应9

1.2.3 亚洲对智能电网的响应10

1.3 可再生能源接入电网产生的新问题12

1.3.1 常规电力系统保护问题13

1.3.2 常规电力网接入可再生能源需解决的几个问题14

1.3.3 智能电网发挥的作用16

1.4 智能电表的普及16

1.5 输配电系统的柔性化控制及高可靠性17

1.6 超长距离高压输电技术19

1.6.1 背景19

1.6.2 特高压输电技术19

1.6.3 高压直流输电20

1.6.4 高温超导输电技术21

1.7 在信息技术、通信技术支持下的智能电网22

1.7.1 智能电网的大脑EMS22

1.7.2 海量信息数据的处理22

1.7.3 信息通信系统的标准化23

1.7.4 如何保证信息传输时的安全24

第2章 智能电表27

2.1 传统计测电表的缺陷27

2.2 智能电表的结构和特点27

2.3 智能电表的多功能化29

2.3.1 计测用户用电量并将数据保存29

2.3.2 停电区域告知功能以及停电、再供电的遥控功能31

2.3.3 防止偷电功能32

2.4 智能电表的未来32

2.4.1 用户的受益和感受32

2.4.2 家庭的第三个显示屏33

2.4.3 新型通信网络的标准化和国际化34

第3章 能量管理系统（EMS）是智能电网的大脑37

3.1 概述37

3.2 EMS仿真举例38

3.2.1 分散式风力-太阳能混合发电微电网系统的构成38

3.2.2 模糊控制41

3.3 EMS的设计43

3.4 系统仿真结果分析45

3.5 上海电网的先进能量管理系统（AEMS）简介49

3.5.1 AEMS概述49

3.5.2 AEMS的结构图50

3.5.3 AEMS的特征52

3.5.4 AEMS与EMS的关系53

3.5.5 上海电网AEMS实现方案53

3.6 南方电网超级（Super）EMS简介53

3.6.1 概述53

3.6.2 混成控制系统（HCS）简介54

第4章 分布式发电与智能电网57

4.1 分布式发电的定义57

4.2 提高能量利用的效率58

4.3 风力发电输出波动对输配电的影响59

4.3.1 风力发电输出波动59

4.3.2 风力发电输出波动对输配电系统的影响60

4.4 光伏发电系统输出波动对输配电系统的影响61

4.4.1 光伏发电系统输出波动61

4.4.2 光伏发电输出波动对输配电系统的影响62

4.5 利用太阳的热能发电64

4.6 电动汽车的发展与智能电网的关系64

4.6.1 电动汽车的发展64

4.6.2 电动汽车的蓄电池和充电控制器66

4.7 蓄电池充放电对输配电网的影响68

4.7.1 蓄电池的充放电对电网的影响68

4.7.2 电动汽车（EV）的充放电管理69

4.8 本章小结——分布式发电系统的组合69

第5章 智能电网的技术支撑71

5.1 集成通信技术71

5.2 高级测量技术73

5.2.1 AMI概述73

5.2.2 AMI的组成73

5.2.3 智能电表74

5.2.4 通信网络75

5.2.5 测量数据管理系统（MDMS）75

5.2.6 用户户内网络（HAN）76

5.2.7 AMI是智能电网实现的先决条件76

5.3 各种高级电力设备的采用77

5.3.1 电力电子技术（PET）77

5.3.2 高温超导技术78

5.3.3 新型多样化储能技术82

5.4 高级输配电系统89

5.4.1 配电自动化概述89

5.4.2 传统配电自动化89

5.4.3 高级配电自动化（ADA）90

5.4.4 电力电子式变压器（PET）91

5.4.5 微电网92

5.4.6 特高压输电网95

5.4.7 高温超导输电网95

第二篇 发展动向和未来前景99

第6章 美国电力网的现状与智能电网开发的重点99

6.1 美国电力网管理体制的特点99

6.1.1 电力事业主要由州政府监督管理99

6.1.2 电力事业的自由化100

6.1.3 发电、输电、配电、供电的分别管理101

6.1.4 美国脆弱的供电系统101

6.1.5 供电部门的首要任务是提高供电效率和可靠性102

6.2 美国智能电网开发的重点103

6.2.1 各州已设定可再生能源增设的目标103

6.2.2 支撑智能电网的高压输电网104

6.2.3 发展电动汽车与智能电网的关系105

6.2.4 美国智能电网近期开发现状106

第7章 欧洲电力网的结构和智能电网开发现状107

7.1 欧洲电力网的特点107

7.1.1 各国输电网互连，电力输出、输入经常化107

7.1.2 大量可再生能源积极导入107

7.1.3 可再生能源进入电网后的安全保障109

7.2 欧洲智能电网开发的重点109

7.2.1 海底敷设高压直流输电线109

7.2.2 欧洲的智能电网推进计划110

第8章 日本电力网的特点与智能电网开发的重点113

8.1 日本电力网的特点113

8.1.1 日本全国10个电力公司113

8.1.2 东西部电源频率不同114

8.1.3 日本电力网的输配电系统高稳定性处于世界第一位115

8.1.4 日本电力网之间相互联系容量低115

8.1.5 发电设备的构成和新能源的关系117

8.2 日本智能电网的设想和开发重点119

8.2.1 智能电网和电力事业的改革119

8.2.2 智能电表的导入119

8.2.3 光伏发电和智能电表的关系120

第9章 中国电力网现状和智能电网建设计划123

9.1 中国电力网现状123

9.1.1 建设远距离特高压输电线路123

9.1.2 清洁能源的迅猛发展124

9.2 中国智能电网计划125

9.2.1 统一的坚强智能电网125

9.2.2 清华大学：数字电力系统与数字电网126

9.2.3 武建东：互动电网126

第10章 世界各国智能电网开发计划概述127

10.1 印度127

10.2 新加坡127

10.3 韩国128

10.4 中东地区和非洲诸国129

10.5 俄罗斯、澳大利亚、南美诸国129

第11章 智能电网的未来131

11.1 预测10年后的智能电网131

11.1.1 智能电表和显示器普及131

11.1.2 电动汽车普及132

11.1.3 可再生能源大量导入133

11.1.4 远距离输电的发展135

11.2 智能电网的未来135

11.2.1 进入智能技术（ST）革命的新时代135

11.2.2 产生新经济领域136

11.2.3 电力事业自身的变化136

11.2.4 如何应对网上恶意攻击136

11.2.5 加速国际标准化136

11.2.6 建设智能电网需要多少时间137

附录139

附录1 中国智能电网发展目标139

附录2 科技部“十二五”——863已经启动智能电网重大科技产业化工程147

附录3 高端装备“十二五”规划明确五大发展方向147

附录4 国家电网公司科技部智能电网处和财政部发布2012年推广项目和专项资金安排148

附录5 青海将建互补发电新能源基地149

参考文献150