智能电网导论

1 智能电网概述 1

1.1 智能电网的内涵 1

1.2 智能电网的发展 2

1.2.1 美国智能电网 2

1.2.2 欧洲智能电网 4

1.2.3 亚洲智能电网 5

1.3 智能电网的驱动因素 9

1.3.1 能源需求不断增加 9

1.3.2 地球环境不断恶化 11

1.3.3 电网复杂度越来越高 11

1.3.4 电力安全 12

1.3.5 市场开放 12

2 智能电网蓝图 14

2.1 EPRI智能电网蓝图 14

2.1.1 IntelliGrid 14

2.1.2 IECSA 15

2.2 DOE现代电网蓝图 20

2.2.1 现代电网概述 20

2.2.2 现代电网蓝图 20

2.2.3 现代电网视图 21

3 智能电网的主要特征 27

3.1 自愈 27

3.2 互动 28

3.3 坚强 31

3.4 优质电能供应 34

3.5 兼容各种发电和储能系统 39

3.6 活跃市场 42

3.7 优化资产和高效运行 45

4 智能电网的关键技术 50

4.1 集成通信 50

4.2 传感与测量 53

4.3 高级电力设施 56

4.3.1 电力电子学 56

4.3.2 超导装置 57

4.3.3 分布式发电及储能 58

4.3.4 复杂系统 61

4.3.5 复合导线 61

4.3.6 电网友好装置 62

4.4 高级控制方法 62

4.4.1 发展现状 62

4.4.2 发展方向 67

4.5 决策支持 69

4.5.1 发展现状 70

4.5.2 发展方向 70

5 高级量测体系 72

5.1 高级量测体系的概念 72

5.2 AMI的作用 73

5.3 AMI的技术需求 75

5.3.1 智能表计 75

5.3.2 通信设施 81

5.3.3 家庭网络 87

5.3.4 表计数据管理系统 93

5.3.5 运行网关 93

5.4 用户入口 94

5.4.1 用户入口的概念 94

5.4.2 用户入口的使用 95

5.4.3 用户入口的功能 96

5.4.4 用户入口的形态 99

6 高级配电体系 101

6.1 高级配电自动化 101

6.1.1 传统配网自动化 102

6.1.2 ADA概述 105

6.1.3 ADA功能 106

6.1.4 ADA的新技术需求 109

6.1.5 ADA优点 110

6.2 智能通用变压器 110

6.2.1 IUT的基本结构与原理 112

6.2.2 IUT的研究状况 113

6.2.3 IUT的特点 116

6.2.4 IUT的发展方向 116

6.3 DER运行 117

6.3.1 分布式能源及主要特征 117

6.3.2 几种分布式发电简介 118

6.3.3 分布式能源发展的主要障碍 125

6.3.4 分布式能源的主要技术发展方向 130

6.4 微网 131

6.4.1 微网的发展 131

6.4.2 微网的特点 133

6.4.3 微网的保护和控制 133

6.5 需求响应 134

6.5.1 DR的分类 136

6.5.2 DR的发展方向 138

6.5.3 OpenADR需求响应通信规范草案 139

7 高级输电运行 141

7.1 输电网增容技术 141

7.1.1 特高压输电网 141

7.1.2 超导输电网 143

7.1.3 输电线路动态定额技术 145

7.2 输电网高级监测技术 147

7.2.1 广域测量系统 147

7.2.2 输变电设备状态监测 149

8 美国与智能电网相关的政策和法案 163

8.1 美国《能源独立和安全法案》 164

8.1.1 建立智能电网的政策声明 164

8.1.2 智能电网技术研究、发展和示范 164

8.1.3 智能电网互操作框架 165

8.2 FERC智能电网政策 166

8.2.1 实现智能电网某些功能的紧迫性 166

8.2.2 关键互操作标准的发展 168

8.3 GWAC互操作框架 171

8.3.1 技术方面 172

8.3.2 信息方面 173

8.3.3 组织方面 173

8.3.4 交叉问题 174

9 智能电网的应用 176

9.1 美国加州智能电网规划 176

9.2 PNNL GridWise项目 178

9.3 Xcel智能电网规划 179

9.4 San Diego智能电网城市规划 181

9.5 PJM智能电网 183

附录 常见缩写对照 185

参考文献 188