智慧電網實踐（簡體書）

本書分為三篇，共13章：第一篇是理論篇，包括智慧電網概述和智慧電網的發展；第二篇是路徑篇，講述了智慧電網的頂層設計、智慧電網的重點領域、智慧電網設備運營管理以及智慧電網在物聯網和大數據的應用，並展望了新能源發電；第三篇是案例篇，通過案例對智慧電網實踐進行瞭解讀。通過閱讀本書，讀者會切身體會到智慧電網建設構成的方方面面以及我國在智慧電網領域的努力方向及建設思路。
本書可供智慧電網建設企業的相關從業人員，智慧電網的研究者及方案、設備提供商的管理者閱讀和參考，也可作為高等院校相關專業師生的參考書。

第 一篇 理論篇
第 1章 智慧電網概述 3
1.1 何謂智慧電網 4
1.1.1 智慧電網的定義 4
1.1.2 智慧電網的結構 7
1.1.3 智慧電網的特徵 9
1.2 智慧電網概念發展里程碑 9
1.2.1 IBM的“智慧電網”解決方案 10
1.2.2 奧巴馬上任後提出的能源計劃 11
1.2.3 互動電網概念的提出 11
1.3 傳統電網到智慧電網的轉變 12
1.3.1 電網的環節 12
1.3.2 傳統電網的運營 13
1.3.3 智慧電網的運營 13
1.3.4 智慧電網與傳統電網的區別 14
1.4 智慧電網的綠色化與信息化 16
1.4.1 智慧電網的綠色化 16
1.4.2 智慧電網信息化 16
1.5 智慧電網實現的技術支撐 17
1.5.1 物聯網技術 17
1.5.2 雲計算技術 24
1.5.3 大數據技術 27
1.5.4 “互聯網+”技術 31
1.5.5 ICT信息通信技術 37
第 2章 智慧電網發展 39
2.1 世界各國智慧電網的發展 40
2.1.1 美國智慧電網的發展 40
2.1.2 歐洲各國智慧電網發展模式 44
2.1.3 日本智慧電網發展模式 49
2.1.4 智慧電網在其他國家的發展 51
2.2 我國智慧電網發展的現狀 52
2.2.1 我國智慧電網建設的階段 52
2.2.2 智能電網各個環節的目標 53
2.3 我國智慧電網存在的問題 56
2.3.1 電力與資源配置不平衡 57
2.3.2 新能源接入與控制不足 57
2.3.3 智慧電網技術應用不夠完善 58
2.3.4 缺乏與客戶的智慧互動 58
2.4 我國智慧電網的發展趨勢 59
2.4.1 可再生能源在智慧電網中的應用 59
2.4.2 電網的結構和運行模式將發生重大變化 60
2.4.3 新材料技術將在電網中得到廣泛的應用 61
2.4.4 物理電網將與信息系統高度融合 62
第二篇 路徑篇
第3章 智慧電網的頂層設計 69
3.1 國家對智慧電網的政策支持 70
3.1.1 《電力發展“十三五”規劃》(2016―2020年) 70
3.1.2 《關於促進智慧電網發展的指導意見》 75
3.1.3 《關於開展分布式發電市場化交易試點的通知》 79
3.2 各省市對智慧電網的制度安排 80
3.2.1 《安徽省電網發展規劃(2017―2021年)》 80
3.2.2 《江蘇省政府辦公廳關於促進智慧電網發展的實施意見》 82
3.2.3 廣東省“互聯網+”行動計劃 84
3.2.4 《山東省電力發展“十三五”規劃》 85
3.3 堅強智慧電網 86
3.3.1 一個目標 87
3.3.2 兩條主線 88
3.3.3 三個階段 88
3.3.4 四個體系 88
3.3.5 五個內涵 89
3.3.6 六個環節 90
第4章 智慧電網的重點領域 93
4.1 智慧電網重點技術與領域研究的必要性 94
4.1.1 高壓交直流輸電技術 94
4.1.2 先進儲能技術、電力電子等技術 94
4.1.3 可再生能源方面的技術 94
4.1.4 其他技術 95
4.2 智慧電網原始創新和集成創新分析 95
4.3 智慧電網的重點技術方向 95
4.3.1 智慧輸變電技術 95
4.3.2 智慧配電技術 96
4.3.3 智慧用電技術 97
4.3.4 信息與通信技術 97
4.3.5 新能源技術 98
4.3.6 新材料應用技術 99
4.3.7 智慧調度技術 99
4.3.8 分布式能源接入技術 100
4.4 智慧電網的重點領域 100
4.4.1 先進的儲能系統 100
4.4.2 參考量測設備 100
4.4.3 電力電子技術 101
4.4.4 電動汽車 102
4.4.5 智慧家居與智慧家電 102
第5章 智慧電網設備運營管理 105
5.1 智慧電網的設備 106
5.1.1 電力設備 106
5.1.2 電力設備分類 106
5.1.3 智慧電網對電力設備的要求 108
5.1.4 電力設備檢修 109
5.2 智慧輸變電系統 110
5.2.1 智慧變電站 110
5.2.2 智慧變電站系統的特性 112
5.2.3 智慧變電站系統功能 113
5.3 智慧開關設備 115
5.3.1 智慧高壓開關設備的信息化建模 116
5.3.2 智慧高壓開關設備狀態檢測與診斷 116
5.3.3 智慧高壓開關設備壽命評估技術 118
5.4 智慧變壓器 119
5.4.1 智慧變壓器概念認知 119
5.4.2 智慧變壓器信號檢測技術要求 120
5.5 測量及監測設備 125
5.5.1 傳感器 125
5.5.2 電子互感器 126
5.5.3 在線檢測技術 128
5.5.4 柔性交流輸電系統 128
5.6 智慧配電設備 132
5.6.1 配電一次設備 132
5.6.2 配電二次設備 132
5.7 智能用電系統 133
5.7.1 智能家居控制系統 133
5.7.2 網絡化控制系統 134
5.7.3 客戶終端設備 134
第6章 智慧電網物聯網 137
6.1 電力物聯網及其應用 138
6.1.1 什麼是電力物聯網 138
6.1.2 電力物聯網的特徵 138
6.1.3 電力物聯網分層結構 139
6.1.4 電力物聯網在智慧電網各個環節的應用 139
6.2 電力物聯網技術體系建立 147
6.2.1 電力物聯網技術體系的基本特徵 147
6.2.2 總體技術路線 148
6.2.3 基本技術 148
6.2.4 電網應用研究 153
6.2.5 物聯網安全防護體系 161
6.2.6 標準體系研究 162
6.2.7 物聯網測試與仿真技術研究 162
第7章 智慧電網之大數據應用 165
7.1 智慧電網中的大數據 166
7.1.1 智慧電網中的大數據的特點 166
7.1.2 智慧電網中的大數據 166
7.2 智慧電網大數據關鍵技術 169
7.2.1 ETL關鍵技術 169
7.2.2 數據處理關鍵技術 170
7.2.3 多源數據融合技術 170
7.2.4 數據挖掘分析技術 170
7.2.5 數據展現關鍵技術 171
7.3 智慧電網大數據的應用領域 172
7.3.1 服務社會與政府部門類的應用領域 173
7.3.2 面向電力用戶服務類的應用領域 174
7.3.3 支持電力公司運營和發展類的應用領域 175
7.4 智慧電網大數據的應用規劃 178
7.4.1 應用背景 178
7.4.2 國家電網公司電力大數據應用規劃 179
7.4.3 應用模式 181
7.5 智慧電網數據可視化的實現 182
7.5.1 智慧電網可視化概述 182
7.5.2 運行監測 183
7.5.3 智慧巡檢 187
7.5.4 智慧建站 195
7.5.5 智慧電網可視化平臺 197
第8章 智慧電網之新能源發電 205
8.1 新能源概述 206
8.1.1 新能源的定義 206
8.1.2 新能源的分類 206
8.2 新能源發電與智慧電網 213
8.2.1 新能源需適應智慧電網的發展趨勢 213
8.2.2 智慧電網建設對新能源發展的促進意義 214
8.2.3 新能源發電接入對智慧電網的影響 214
第三篇 案例篇
第9章 電網雲GIS平臺 219
9.1 公司簡介 220
9.2 技術簡介 220
9.2.1 系統架構 220
9.2.2 系統具備的技術特點 221
9.3 應用場景 222
9.3.1 電網生產管理應用 222
9.3.2 電網應急管理應用 223
9.3.3 電網三維GIS應用 224
9.4 應用實例 225
第 10章 北京未來科技城智能配用電方案 231
10.1 北京未來科技城智能配用電項目背景和意義 232
10.2 北京未來科技城智能配用電項目實施關鍵技術 234
10.2.1 項目實施單位介紹 234
10.2.2 項目實施單位的關鍵技術 234
10.3 北京未來科技城智能配用電項目的建設內容和目標 239
10.3.1 智能配電系統 239
10.3.2 智能用電系統 239
10.3.3 智能配用電綜合系統 240
10.3.4 優質電力園區示範系統 241
10.4 北京未來科技城智慧能量自治管理方案 241
10.4.1 信橋智慧能量自治管理系統的功能與特點 241
10.4.2 基於主動配電網的智慧能量自治管理系統的架構 242
10.4.3 北京未來科技城主動配國家級電網示範工程 243
10.5 北京未來科技城分散分布式超實時混合仿真系統方案 253
10.5.1 基於FrtScDc的實時混合仿真系統的構成 253
10.5.2 基於FrtScDc的實時混合仿真系統的特點和優勢 254
10.5.3 基於FrtScDc的實時混合仿真系統的功能 254
10.5.4 基於FrtScDc的實時混合仿真系統的應用 255
第 11章 地下電網精益化管理 257
11.1 公司簡介 258
11.1.1 取得資質 258
11.1.2 國內及國際領先程度 258
11.2 技術簡介 259
11.2.1 系統架構 259
11.2.2 系統具備的技術特點 260
11.3 應用場景 260
11.3.1 地下管線數據采集標繪 260
11.3.2 地下管網三維GIS應用 261
11.4 應用實例 262
11.4.1 北京市綜合管線及地下基礎設施綜合管理系統 262
11.4.2 浙江省地下管線普查 264
第 12章 電網統一地圖服務 267
12.1 公司簡介 268
12.2 技術簡介 268
12.2.1 系統架構 268
12.2.2 系統具備的技術特點 268
12.3 應用場景 269
12.3.1 配網生產搶修GIS應用 269
12.3.2 營銷GIS應用 270
12.3.3 電網防災減災GIS應用 270
12.4 應用實例 271
12.4.1 國家電網公司統一地圖服務 271
12.4.2 寧夏電力公司電網三維GIS平臺試點服務 273
第 13章 電網應急管理 275
13.1 公司簡介 276
13.2 技術簡介 276
13.2.1 系統架構 276
13.2.2 系統具備的技術特點 277
13.3 應用場景 277
13.3.1 無人機巡檢控制系統 277
13.3.2 電網運行監測應用 278
13.4 應用實例 281
13.4.1 國家電網公司應急管理系統 281
13.4.2 福建省基於公網和防災減災平臺的應急集群通信與
圖形化指揮系統 283
參考文獻 288