《中國智能電網的技術與發展》

作者:中國科學院“構建符合我國國情的智能電網”咨詢項目工作組 2015-05-28 09:11 來源:決策咨詢系列
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簡介

本書總結了智能電網技術的國內外研究現狀,明確了其內涵和特點、發展動因和支撐條件,分析了我國發展智能電網的客觀環境、技術條件,明確了在我國構建智能電網的主要目的和要求,并就目前在我國發展智能電網的建設規劃和技術路線,以及相關技術的產業化問題給出了建議。 全書共分為九個部分:(1)總論:構建符合我國國情的智能電網;(2)智能電網的內涵和特點與重大科學問題;(3)電網接納大規??稍偕茉搓P鍵技術與裝備;(4)智能電網輸變電關鍵技術;(5)智能調度和廠網協調技術與裝備;(6)智能配電與用電關鍵技術與裝備;(7)用戶側智能用電管理與節能技術;(8)智能電網信息與通信技術;(9)關于構建我國智能電網相關問題的建議。 本書的出版可以促進社會各界對智能電網的了解,為國家制定相關政策和計劃提供參考,也可為從事電力系統工作的相關人員提供參考。

目錄


第一部分 總論:構建符合我國國情的智能電網
1 智能電網的背景、定義及國內外發展現狀
2 我國發展智能電網的戰略目標、指導思想和整體思路
2.1 戰略目標
2.2 指導思想
2.3 整體思路
3 我國發展智能電網的重大科學問題
3.1 電網接納大規??稍偕茉搭I域的科學問題和關鍵技術
3.2 智能輸變電領域的科學問題和關鍵技術
3.3 智能調度和運行控制領域的科學問題和關鍵技術
3.4 智能配電與用電領域的科學問題和關鍵技術
3.5 智能電網信息與通信領域的科學問題和關鍵技術
4 我國發展智能電網相關政策、措施的建議
4.1 加強組織管理架構建設,科學統籌協調智能電網發展
4.2 加強技術標準體系建設,建立適應智能電網發展規律的標準體系
4.3 加強創新型人才培養,加快交叉學科人才梯隊建設
4.4 加大政策保障力度,構建智能電網發展的良好外部環境
5 我國發展智能電網對產業帶動的相關建議
5.1 新能源裝備與產業
5.2 電動汽車產業
5.3 智能配用電裝備與產業
5.4 智能電網信息產業
第二部分 智能電網的內涵和特點與重大科學問題
1 智能電網的定義和提出背景
1.1 智能電網提出的背景
1.1.1 應對風能、太陽能等可再生能源發電規??焖僭鲩L對電網的挑戰
1.1.2 適應電動汽車、小容量分布式電源等用電結構變化的影響
1.1.3 發達國家電網設備老化和更新換代的需要
1.1.4 網絡經濟向以能源體系為代表的實體經濟滲透和新產業革命的推動
1.2 智能電網的定義
2 國際智能電網的發展現狀和趨勢
2.1 美國智能電網的發展歷程和趨勢
2.2 歐洲智能電網的發展歷程和趨勢
2.3 我國智能電網的發展現狀
2.4 國際智能電網發展趨勢的展望
3 我國發展智能電網的主要驅動力分析
3.1 應對大規模集中式風能、太陽能電站建設對電網提出的挑戰
3.2 保障大區互聯電網安全、穩定、高效運行需要電網運行維護的智能化
3.3 電網規模的快速增長需要明確未來電網的發展路線以保障投資效益
3.4 改變高能耗生產方式和推動節能減排需要智能互動的電網運營模式支持
4 智能電網的內涵和主要框架
4.1 智能電網的內涵
4.2 智能電網的外延
4.3 智能電網的構建框架
4.3.1 智能電網的技術框架
4.3.2 智能電網的物理框架
5 智能電網中的重大科學問題
5.1 電網接納大規??稍偕茉搭I域的科學問題和關鍵技術
5.2 智能輸變電領域的科學問題和關鍵技術
5.3 智能調度和運行控制領域的科學問題和關鍵技術
5.4 智能配電與用電領域的科學問題和關鍵技術
5.5 智能電網信息與通信領域的科學問題和關鍵技術
第三部分 電網接納大規??稍偕茉搓P鍵技術與裝備
1 概述
1.1 可再生能源的概念、特征
1.2 電網接納大規??稍偕茉吹南嚓P技術構成及發展趨勢
1.2.1 風力發電技術
1.2.2 太陽能光伏發電技術
1.2.3 風力發電并網控制技術
1.2.4 風電場的設計技術
1.2.5 風機和風電場的建模仿真技術
1.2.6 可再生能源的預測預報技術
1.2.7 儲能技術
1.3 國外電網接納大規??稍偕茉囱芯堪l展現狀
2 我國可再生能源的需求分析
2.1 我國發展大規??稍偕茉创嬖诘膯栴}
2.2 我國發展大規??稍偕枰攸c解決的問題
3 電網接納大規??稍偕茉吹年P鍵技術和科學問題
3.1 電網、電源與可再生能源的統籌規劃
3.1.1 風資源評估技術
3.1.2 調峰調頻電源的規劃
3.1.3 靈活發電資源和傳統儲能設施的協調發展技術
3.1.4 對電網進行加強和擴建技術
3.1.5 大區域內風電場群的波動特性研究技術
3.2 電網接納大規??稍偕茉吹陌踩煽啃约夹g
3.3 電網接納大規??稍偕茉吹慕洕\行技術
3.4 電網接納大規??稍偕茉吹难芯科脚_技術
3.4.1 風光儲能互補的研究平臺
3.4.2 風電場機組性能及接入電網性能驗證平臺
4 可再生能源裝備與產業
4.1 風電
4.2 太陽能發電
5 建議
參考文獻
第四部分 智能電網輸變電關鍵技術
1 概述
2 智能輸變電技術
2.1 我國輸變電系統面臨的挑戰
2.2 我國輸變電智能化的發展目標
2.3 我國智能輸變電的主要技術領域
2.3.1 智能電網規劃設計技術
2.3.2 輸變電系統的建模和仿真技術
2.3.3 先進的輸電技術
2.3.4 智能變電站技術
2.3.5 輸變電在線安全運行控制技術
2.3.6 一體化智能電網調度與控制技術
2.3.7 高壓設備智能化技術
3 國內外現狀及趨勢
3.1 智能電網規劃設計技術
3.1.1 國內外現狀
3.1.2 智能電網發展目標下電力系統規劃方法面臨的挑戰
3.2 輸變電系統的建模和仿真技術
3.2.1 電網模型的現狀與趨勢
3.2.2 仿真技術的現狀與趨勢
3.3 先進的輸電技術
3.3.1 靈活交流輸電技術
3.3.2 柔性直流輸電技術
3.3.3 超導輸電技術
3.4 智能變電站技術
3.4.1 國外變電站智能化目標、特征、技術條件
3.4.2 國內變電站智能化水平和發展趨勢
3.5 輸變電在線安全運行控制技術
3.5.1 輸變電設備在線安全監測、評估診斷與輔助決策技術
3.5.2 適應新能源接入的輸變電系統無功電壓控制技術
3.5.3 交直流系統協調控制技術
3.6 一體化智能電網調度與控制技術
3.6.1 國外現狀
3.6.2 國內現狀
3.7 高壓設備智能化技術
4 關鍵技術和科學問題
4.1 智能電網的規劃設計技術
4.1.1 智能電網規劃管理機制研究
4.1.2 大規模間歇式能源接入電網規劃理論
4.1.3 智能電網規劃方法和技術
4.2 輸變電系統的建模和仿真技術
4.2.1 新型輸電技術的建模技術
4.2.2 電磁暫態和機電暫態混合仿真技術
4.2.3 實時仿真分析技術
4.2.4 分布式仿真問題
4.3 先進的輸電技術
4.3.1 可控并聯電抗器
4.3.2 故障電流限制器
4.3.3 靜止同步串聯補償器(SSSC)
4.3.4 統一潮流控制器(UPFC)
4.4 智能變電站技術
4.4.1 信息與通信支撐技術
4.4.2 智能高壓設備的應用
4.4.3 信息綜合應用技術
4.5 輸變電設備在線安全運行和控制技術
4.5.1 輸變電設備在線安全監測和評估診斷技術
4.5.2 適應新能源接入的輸變電系統無功電壓控制技術
4.5.3 交直流系統協調控制技術
4.6 一體化智能電網調度與控制技術
4.6.1 基于MAS的分布協調/自適應控制
4.6.2 快速仿真決策技術
4.6.3 基于知識的綜合決策支持
4.6.4 需求響應資源整合
4.6.5 節能發電調度技術
4.6.6 大規??稍偕茉醇胺植际侥茉唇尤肟刂萍夹g
4.6.7 海量信息處理技術
4.6.8 智能可視化技術
4.6.9 極端外部災害下的調度防御技術
4.7 高壓設備智能化技術
4.7.1 傳感器技術
4.7.2 智能高壓設備體系結構
4.7.3 狀態分析技術
4.7.4 功能一體化
4.7.5 信息互動化
5 裝備與產業
5.1 智能電網仿真系統
5.2 輸電線路狀態監測關鍵裝備
5.2.1 輸電線路狀態監測裝置
5.2.2 輸電線路狀態監測系統
5.3 柔性直流輸電關鍵裝備
5.4 靈活交流輸電關鍵裝備
5.5 智能變電站關鍵設備
5.6 高壓設備
6 建議
6.1 國家政策和管理機制
6.2 國家應組織開展的研究工作
6.3 電力行業應組織開展的重點研究工作
參考文獻
第五部分 智能調度和廠網協調技術與裝備
1 概述
2 國內外研究和應用現狀綜述
2.1 大電網廣域量測系統構建支撐平臺
2.2 大電網廣域保護與智能控制技術
2.2.1 廣域保護技術研究
2.2.2 自適應繼電保護研究
2.2.3 智能控制技術研究
2.3 大電網智能分析及預警技術
2.3.1 大電網智能分析、預警及決策
2.3.2 極端自然災害下大電網廣域監測、安全預警及防御技術
2.3.3 數據整合與開放式建模仿真技術
2.4 大電網智能調度技術
2.5 廠網協調技術
3 關鍵技術和科學問題
3.1 大電網廣域量測系統構建支撐平臺
3.1.1 廣域測量技術
3.1.2 廣域監測信息的接入、管理和利用技術
3.1.3 支撐平臺的構建及模型數據管理
3.1.4 高級應用功能關鍵技術
3.1.5 數據通信支撐技術
3.1.6 系統安全防護體系
3.2 大電網廣域保護與智能控制技術
3.2.1 廣域保護技術研究
3.2.2 自適應繼電保護和控制技術的研究
3.2.3 智能控制技術
3.3 大電網智能分析及預警技術
3.3.1 大電網智能分析、預警及決策
3.3.2 極端自然災害下大電網廣域監測、安全預警及防御技術
3.3.3 數據整合與開放式建模仿真技術
3.4 大電網智能調度技術
3.4.1 大電網安全防御體系
3.4.2 智能調度一體化平臺技術
3.4.3 大電網安全校核技術
3.4.4 節能環保智能優化調度技術
3.4.5 大電網動態多維可視化技術
3.5 廠網協調技術
3.5.1 電源和電網統一協調規劃
3.5.2 常規電源廠網協調運行和控制
3.5.3 清潔能源發電的并網和運行控制技術研究
3.5.4 風能、太陽能等清潔能源電廠并網技術標準制訂和應用
3.5.5 堅持統一調度管理,創建和完善廠網協調優化調度
4 裝備和產業
4.1 大電網廣域量測系統構建支撐平臺
4.2 大電網廣域保護與智能控制技術
4.2.1 廣域保護技術
4.2.2 自適應繼電保護和控制技術
4.2.3 智能控制技術
4.3 大電網智能分析及預警技術
4.3.1 大電網智能分析、預警及決策
4.3.2 極端自然災害下大電網廣域監測、安全預警及防御技術
4.3.3 數據整合與開放式建模仿真技術
4.4 大電網智能調度技術
4.4.1 新一代調度技術支持系統的開發
4.4.2 調度四大應用開發
4.4.3 需求側響應系統的實施
4.4.4 混合動力機車等交互式供電接口設備及技術
4.4.5 智能分散能量控制系統的研制
4.4.6 電動汽車和充電站
4.4.7 新能源發電裝備產業
4.4.8 先進的傳感與計量技術
4.5 廠網協調技術
4.5.1 常規發電關鍵設備
4.5.2 大規模清潔能源關鍵設備
4.5.3 智能電網調度領域中的廠網協調
5 組織實施方案和保障措施
5.1 大電網廣域量測系統構建支撐平臺
5.2 大電網廣域保護與智能控制技術
5.2.1 智能電網廣域保護技術研究
5.2.2 智能電網自適應繼電保護和控制技術研究
5.2.3 智能控制技術
5.3 大電網智能分析及預警技術
5.3.1 大電網智能分析、預警及決策
5.3.2 極端自然災害下大電網廣域監測、安全預警及防御技術
5.3.3 數據整合與開放式建模仿真技術
5.4 大電網智能調度技術
5.5 廠網協調技術
參考文獻
第六部分 智能配電與用電關鍵技術與裝備
1 概述
1.1 智能配電網的概念、特征
1.2 智能配電與用電系統相關技術構成及發展趨勢
1.2.1 智能配電網的優化規劃和自愈結構設計
1.2.2 智能配用電的量測和通信技術
1.2.3 智能配電信息系統
1.2.4 智能配電網的高級配電自動化技術
1.2.5 配電新技術與新裝備
1.2.6 用電新技術
1.3 國外智能配電與用電系統研究發展現狀
2 我國智能配用電發展的需求分析
2.1 我國配電系統與用電系統存在的問題
2.2 我國發展智能配電與用電系統需要重點解決的問題
2.2.1 分布式可再生能源發電并網關鍵技術
2.2.2 可靠、高效、優質智能配電技術
2.2.3 配電與用電智能互動集成技術
2.2.4 智能配電網的量測、通信技術
3 智能配用電關鍵技術和科學問題
3.1 分布式可再生能源發電并網技術
3.2 可靠、高效、優質智能配電技術
3.2.1 高級配電自動化技術
3.2.2 智能配電網信息集成技術
3.2.3 配電網智能分析與智能調度技術
3.2.4 高級資產管理技術
3.2.5 柔性配電/定制電力技術
3.2.6 故障電流限制技術
3.3 配電與用電智能互動集成技術
3.3.1 智能讀表與用戶互動技術
3.3.2 智能量測體系及技術
3.3.3 智能需求側管理
3.3.4 電動車充放電技術
3.4 智能電網的量測、通信技術
3.4.1 智能電網傳感與量測技術
3.4.2 智能配電網通信技術
4 智能配用電裝備與產業
4.1 分布式能源發電設備及儲能設備產業
4.2 電動汽車產業
4.3 智能配電設備產業
4.4 配電信息系統產業
4.5 配電自動化產業
4.6 新型檢測計量技術產業
4.7 智能用電設備及技術產業
4.8 智能配電與用電通信產業
5 建議
參考文獻
第七部分 用戶側智能用電管理與節能技術
1 概述
1.1 配電網電氣節能的必要性及意義
1.2 配電網電氣節能技術的構成及發展趨勢
1.2.1 無功功率補償與諧波抑制技術
1.2.2 變頻節能技術
1.2.3 綠色照明節能技術
1.2.4 企業配電網管理節能技術
1.2.5 可再生能源技術在企業配電網節能中的應用
1.3 電氣節能技術對建設智能電網的重要影響
2 我國配電網電氣節能技術的需求分析
2.1 我國實施配電網電氣節能存在的問題
2.2 我國實施配電網電氣節能需要重點解決的問題
3 企業配電網電氣節能的關鍵技術和科學問題
3.1 配電網電能質量治理技術
3.1.1 無功補償與諧波抑制技術
3.1.2 不平衡補償技術
3.1.3 動態電壓恢復技術
3.1.4 配電網電力電子裝置協調控制技術
3.2 配電網電能質量檢測、規劃及電氣節能管理系統
3.2.1 配電網電能質量檢測與評估技術
3.2.2 配電網電氣節能管理系統
3.2.3 配電網電氣節能設計和規劃
3.3 變頻節能技術
3.4 含可再生能源高效企業配電網構建技術
4 配電網電氣節能裝備及產業
4.1 動態無功功率補償與諧波抑制技術
4.2 變頻節能技術
4.3 綠色照明節能技術
4.4 管理優化節能技術
5 建議
參考文獻
第八部分 智能電網信息與通信技術
1 概述
2 國內外現狀與趨勢
2.1 國外電網信息與通信技術發展現狀
2.2 國內電網信息與通信技術發展現狀
2.3 智能電網信息與通信技術發展趨勢
3 關鍵技術和科學問題
3.1 智能電網信息通信技術
3.1.1 光纖通信技術
3.1.2 電力特種光纜技術
3.1.3 電力線載波通信技術
3.1.4 無線通信技術
3.1.5 網絡通信業務平臺技術
3.1.6 下一代網絡與物聯網技術
3.2 智能電網信息化應用技術
3.2.1 一體化智能信息集成平臺
3.2.2 移動作業支持技術
3.2.3 地理信息與空間服務平臺
3.2.4 電網柔性智能化支撐技術
3.2.5 智能電網對外增值服務
3.3 智能電網數據挖掘技術
3.3.1 數據挖掘方法的研究
3.3.2 數據挖掘和信息處理技術的應用
3.4 智能電網信息安全技術
3.4.1 智能電網通信及數據網絡的信息安全監視和脆弱性分析
3.4.2 智能電網應用的多級安全管理、接入和互聯技術
3.4.3 智能電網信息安全體系架構的研究
4 裝備與產業
4.1 智能電網通信網絡關鍵裝備與相關產業
4.1.1 骨干傳輸網關鍵裝備與產業
4.1.2 配電和用電環節關鍵裝備與產業
4.2 智能電網信息化與高級應用關鍵裝備與相關產業
4.2.1 一體化智能信息應用集成平臺
4.2.2 智能移動作業支持平臺
4.2.3 復雜事件處理引擎
4.2.4 實時數據庫管理系統及套件
4.2.5 通用挖掘工具和面向特定領域的挖掘工具
4.3 智能電網信息安全關鍵裝備和相關產業
4.3.1 信息安全監視及脆弱性分析平臺
4.3.2 信息安全管理、接入和互聯平臺
4.3.3 支撐智能電網信息安全體系架構的專用安全設備
5 建議
參考文獻
第九部分 關于構建我國智能電網相關問題的建議
1 指導思想、總體目標和總體思路
2 關于相關政策、措施的建議
2.1 加強組織管理架構建設,科學統籌協調智能電網發展
2.2 加強技術標準體系建設,建立適應智能電網發展規律的標準體系
2.3 加強創新型人才培養,加快交叉學科人才梯隊建設
2.4 加大政策保障力度,構建智能電網發展良好的外部環境
3 關于技術保障措施的建議
3.1 中國智能電網技術趨勢總結分析
3.2 需要發展的核心技術
4 關于產業帶動的相關建議
4.1 新能源裝備與產業
4.1.1 裝備及產業現狀
4.1.2 發展建議
4.2 電動汽車產業
4.2.1 裝備及產業現狀
4.2.2 發展建議
4.3 智能配用電裝備與產業
4.3.1 裝備及產業現狀
4.3.2 發展建議
4.4 智能電網信息產業
4.4.1 裝備及產業現狀
4.4.2 發展建議
附件:
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