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出版者:

作者:刘化弟 编

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2004-1

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787508316581

丛书系列:

图书标签:

• 电能表
• 计量
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• 电力技术

智能电网与能源管理：面向未来的电力系统优化与应用 图书简介 本教材以智能电网的宏大架构为背景，深入探讨了现代电力系统在信息技术与新能源深度融合背景下的演进方向、核心技术及其应用实践。全书旨在为电力行业从业人员、能源工程专业学生以及相关技术研发人员提供一个全面、系统且兼具前瞻性的知识框架，助力读者掌握在新一轮电力革命中的关键能力。 本书并非聚焦于传统电能表的检定与维修，而是将视角提升至整个能源生态系统的优化与管理层面。内容涵盖了从电能的产生、传输、分配到最终消费环节中，如何利用数字化、网络化和智能化手段实现效率提升、安全可靠和绿色低碳的目标。 第一部分：智能电网的理论基础与体系架构 本部分首先界定了智能电网（Smart Grid）与传统电网的本质区别，强调了信息物理系统（CPS）在电力系统中的核心地位。 1. 现代电力系统的演进与挑战： 分析了电力系统面临的几大核心挑战，包括大规模间歇性可再生能源并网带来的波动性、分布式能源的接入引发的潮流双向流动问题，以及网络安全威胁的加剧。详细阐述了对电网进行“智能化”升级的必要性和驱动力，主要集中在提高运行的可见性、可控性和自愈能力。 2. 智能电网的层次化架构： 借鉴国际先进标准（如IEEE P2030系列），构建了智能电网的五大层次结构：发输变电基础层、信息感知与通信层、高级计量基础设施（AMI）层、系统运营与控制层，以及用户互动与应用层。重点剖析了每一层级的关键技术和功能定位，特别是物理层与信息层之间的信息交互机制。 3. 通信技术在电力系统中的应用： 详细介绍了支撑智能电网运行的通信技术体系。内容涵盖了电力线载波通信（PLC）在配电自动化中的应用，高速光纤通信在骨干网中的部署，以及面向物联网（IoT）的低功耗广域网（LPWAN）技术在海量终端接入中的潜力。讨论了通信网络的可靠性、实时性和安全性标准，这些是确保高级控制指令能够准确下达的基础。 第二部分：高级计量基础设施（AMI）与数据智能 本部分着重于智能电能表在更宏观的计量体系中所扮演的角色，强调其作为数据采集终端的价值，而非单一的计量设备。 1. 计量体系的数字化转型： 探讨了传统电能计量向高级计量基础设施（AMI）的跨越。重点讲解了智能电表的数据采集周期、数据质量要求以及与中心管理系统（MDMS）的集成标准。这部分内容旨在说明如何通过海量、高频的用电数据，实现对负荷侧的精细化管理。 2. 负荷侧管理与需求响应（DR）： 详细阐述了如何利用AMI采集的精细化数据进行负荷预测和需求侧资源挖掘。深入解析了需求响应（Demand Response）的运作机制，包括基于价格的响应和基于激励的直接负荷控制（DLC）。教材提供了一套评估和验证DR潜力的方法论，帮助企业有效参与电力辅助服务市场。 3. 海量数据的存储、处理与应用： 鉴于智能电网产生的数据量呈指数级增长，本部分专门介绍了大数据技术在电力领域的应用。内容包括分布式文件系统（如Hadoop/HDFS）在历史数据存储中的实践，以及流式处理技术（如Spark Streaming）在实时故障诊断和越限告警中的应用。强调了数据清洗、标准化和价值挖掘的方法论。 第三部分：高级控制与电网优化 本部分聚焦于利用先进的控制理论和计算技术，实现电网运行的优化与稳定。 1. 分布式能源接入与并网控制： 针对风能、太阳能等间歇性电源的特点，系统介绍了现代并网标准和控制策略。重点讨论了虚拟同步发电机（VSG）技术，该技术使得储能和大型逆变器能够模拟传统同步发电机的惯量和阻尼特性，从而增强电网对频率波动的抵抗能力。 2. 配电网自动化（DA）与自愈功能： 详细阐述了配电自动化系统（DAS）的核心组成部分，包括故障定位、隔离与恢复（FLISR）的逻辑流程。通过案例分析，展示了如何利用先进的开关设备和通信网络，实现故障的快速隔离和非故障区域的自动复电，极大地缩短了停电时间。 3. 电力系统安全稳定评估： 介绍了现代电力系统状态估计（SE）技术，解释了如何通过冗余的量测数据，实时、准确地计算出系统运行的当前状态。在此基础上，进一步讲解了暂态稳定分析和电压稳定裕度评估的计算方法和工具应用。 第四部分：能源互联网与未来展望 本部分将视野拓展至能源互联网（Energy Internet）的概念，探讨电力系统与其他能源系统（如热力、燃气）的集成与协同发展。 1. 能源集成与耦合技术： 探讨了电-热、电-气、电-冷等多种能源形式的耦合方式和优化调度策略。特别关注了大规模储能技术（如压缩空气储能、抽水蓄能、电化学储能）在平衡多能流中的关键作用，以及储能系统的优化调度模型。 2. 能源互联网的商业模式与市场机制： 分析了在能源互联网背景下，电力市场如何向更精细化、双向化的方向发展。讨论了微电网和区域能源系统的运营模式，以及虚拟电厂（VPP）如何聚合分布式资源参与市场竞争。 3. 网络安全防护体系： 鉴于智能电网的高度信息化特征，网络安全被视为“生命线”。本章系统介绍了电力系统特有的安全威胁（如对SCADA系统的攻击），以及纵深防御体系的构建，包括加密技术、入侵检测系统在电力控制网络中的部署和安全合规性标准。 总结： 本书内容紧密围绕“智能化”和“优化”两大主题，致力于培养读者对现代电力系统的全局认知能力和解决复杂工程问题的能力。全书理论与实践紧密结合，深入分析了前沿技术在提升电网韧性、促进清洁能源消纳和保障电力可靠供应中的关键作用。通过对这些核心内容的学习，读者将能够胜任智能电网建设、运营、维护及能源管理规划等领域的高端技术岗位。

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