能源互聯網與智慧能源 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：關心能源産業與互聯網+融閤的各界人員，專業領域的專業研究人員

　　想瞭解互聯網+如何深入到能源産業，想明晰中國能源産業未來如何發展轉型，本書能帶您縱覽能源互聯網全局，從宏觀到微觀掌握智慧能源的各條脈絡。

　　《能源互聯網與智慧能源》作者係國網能源研究院未來能源方麵的首席專傢，多次參與國網及國傢重大政策的製定工作。

　　《能源互聯網與智慧能源》序言為中國工程院院士、中國工程院副院長、國傢能源谘詢專傢委員會副主任杜祥琬院士所寫。眾多業內專傢也對本書給與充分肯定。

　　《能源互聯網與智慧能源》既從宏觀政策和産業角度解析能源産業與互聯網技術的深度融閤，也從微觀角度講解具體技術的發展實施成果。

內容簡介

《能源互聯網與智慧能源》分上下兩篇。上篇主要從能源互聯網的角度分析瞭其發展背景、定義、功能、特徵和架構；詳細闡述瞭建設能源互聯網需要的關鍵技術，包括能源基礎設施關鍵技術、信息通信關鍵技術、電力電子技術和平颱技術。下篇主要研究、介紹瞭以信息通信技術為基礎的智慧能源體係；分析瞭國際和國內能源産業的發展現狀；然後給齣瞭智慧能源的定義、功能、特徵和體係結構；指齣瞭智慧能源網絡的特點是能源的多元化、集約化、清潔化、精益化、低碳化和智能化，其目標是推動能源生産智能化與能源消費的精益化，通過能源總量控製、能源生産和消費的智能配置，保證我國能源安全、清潔、高效。

作者簡介

馮慶東，具有30年的電力係統從業背景，熟悉電力係統及其自動化專業，對電力係統運行、檢修、試驗、調度、信息化、自動化及能量管理（EMS）有實踐經驗及科研經曆。熟悉IEC-61850、IEC-61970技術標準。自2006年以來，主要研究智能電網、主動配電網、能源互聯網、分布式發電與微電網、基於微電子與電力電子及信息通信技術的配電網廣域測控係統、儲能技術在智能電網中的應用、分布式能量管理係統、智能信息處理、信息技術與能源基礎設施融閤、大數據及其在智能電網中的分析與決策支持應用。

內頁插圖

精彩書評

《能源互聯網與智慧能源》一書的特色之處在於沒有盲目跟風，沒有炒作概念，沒有過分渲染，而是基於理性思維，對我國能源轉型中的實際問題全麵深入研究，清晰認識，客觀研判，博采眾傢之長，從我國能源實際情況齣發，以解決我國能源實際問題為著力點，根據技術成熟度，以客觀公正，嚴謹務實的態度係統地介紹瞭國內外能源互聯網與智慧能源關鍵技術，解決方案，新進展及發展趨勢，並從具體工程實踐齣發，對國內外能源互聯網與智慧能源的試點工程及案例進行瞭分析。該書的齣版對國傢能源互聯網與智慧能源的建設具有重要意義。

國網能源研究院院長 張瑋

2015年10月

目錄

序

前言

上篇　能源互聯網

第1章　能源互聯網的定義與特徵 3

1.1　能源互聯網的定義 3

1.2　能源互聯網的特徵 5

1.3　發展目標和原則 6

1.3.1　發展目標 6

1.3.2　發展原則 7

1.4　對我國能源戰略的意義 8

1.5　對能源生産與消費模式的影響 9

第2章　國內外能源互聯網的研究與進展 12

2.1　美國：“FREEDM”係統與能源互聯網 12

2.2　美國：能源網絡集成 13

2.3　德國：能源的互聯網 14

2.4　歐洲：智能電網標準體係 14

2.5　歐洲：綜閤能源網絡 15

2.6　日本：以智能電網為核心的智慧能源共同體 16

2.7　日本：數字電網 17

2.8　我國：能源互聯網 18

第3章　能源互聯網的功能定位與技術需求 19

3.1　可再生能源與清潔能源接入 19

3.2　需求側參與能源網絡互動 19

3.3　基於分布式能源網絡的優化管理 20

3.4　能源的靈活轉換與能源綜閤利用 21

3.5　能源交易與商業服務模式 21

3.6　輸電網與配電網管理智能化 22

第4章　能源互聯網的技術框架 24

4.1　能源基礎設施 25

4.2　信息和通信技術 26

4.3　開放互動平颱 27

4.4　架構 27

第5章　能源互聯網基礎設施關鍵技術 28

5.1　固態變壓器與功率器件 28

5.1.1　固態變壓器原理及其與傳統變壓器的區彆 28

5.1.2　固態變壓器的特徵 28

5.1.3　固態變壓器現狀及未來對電力電子技術的要求 29

5.2　能量路由器 31

5.2.1　能量路由器的架構 31

5.2.2　能量路由器的概念 33

5.2.3　能量路由器的現狀和未來發展 34

5.3　分布式能源設備 34

5.3.1　分布式能源設備的概念 34

5.3.2　分布式能源設備的技術特徵和經濟性分析 35

5.3.3　分布式能源設備的應用現狀和未來發展 36

5.3.4　分布式發電並網標準 39

5.4　微網 44

5.4.1　微網的概念 44

5.4.2　微網的組成 44

5.4.3　微網的應用現狀和未來發展 50

5.5　儲能係統 55

5.5.1　儲能技術在發電側需求分析 56

5.5.2　儲能技術在輸電側需求分析 60

5.5.3　儲能技術在配電側需求分析 62

5.5.4　儲能技術在用戶側需求分析 64

5.5.5　儲能技術在微網側需求分析 65

5.5.6　儲能技術在應急電源側需求分析 65

5.5.7　儲能技術國內外發展趨勢 67

5.5.8　儲電相關技術 71

5.5.9　儲熱相關技術 73

5.5.10　儲氣相關技術 74

5.5.11　儲氫相關技術 75

5.5.12　儲能配置方法與原則 83

5.5.13　儲能産業技術路綫圖 86

5.6　主動配電網 88

5.6.1　主動配電網的概念 88

5.6.2　主動配電網的技術特徵 88

5.6.3　我國配電網的現狀及主動配電網的發展前景 89

5.6.4　IEC 61850數據建模 90

5.6.5　主動配電網分布式控製係統 94

5.6.6　基於μPMU的主動配電網廣域量測與故障診斷技術 101

第6章　能源互聯網能量及故障管理技術 116

6.1　智能能量管理技術 116

6.1.1　能量設備即插即用管理技術 118

6.1.2　分布式能量管理與協同控製技術 119

6.1.3　基於可再生能源預測的控製策略優化技術 120

6.1.4　儲能管理技術 120

6.2　智能故障管理技術 130

第7章　能源互聯網信息和通信技術 132

7.1　微電子技術 132

7.1.1　信息采集芯片對微電子技術的挑戰 132

7.1.2　通信芯片對微電子技術的挑戰 135

7.2　復雜軟件技術 136

7.2.1　能源互聯網中復雜軟件係統的定義和特點 136

7.2.2　能源互聯網對軟件技術提齣的挑戰及應對法則 137

7.2.3　應對法則對軟件技術的要求 139

7.3　信息物理係統技術 142

7.3.1　能源互聯網中信息物理係統的定義與發展 142

7.3.2　信息物理係統的架構 143

7.3.3　信息物理係統的重要特性 145

7.3.4　信息物理係統在能源互聯網中的應用 146

7.3.5　能源互聯網對信息物理係統的挑戰和未來發展 147

7.4　信息和通信技術 150

7.4.1　能源互聯網對信息和通信技術提齣的挑戰 150

7.4.2　信息和通信技術的未來發展 151

7.5　大數據和雲計算技術 153

7.5.1　大數據分類及對應的處理係統 153

7.5.2　大數據分析與計算———雲計算技術 155

7.5.3　大數據及雲計算技術在能源互聯網中的應用 156

7.5.4　能源互聯網對大數據及雲計算技術提齣的挑戰 157

第8章　能源互聯網應用與服務平颱 158

8.1　能源市場交易平颱 158

8.2　能源需求側管理平颱 159

8.2.1　需求側管理平颱的結構層次 159

8.2.2　需求側管理平颱的實現策略 161

8.3　能源需求響應平颱 162

8.3.1　需求響應的措施 162

8.3.2　需求響應平颱技術 164

8.4　能效分析平颱 164

8.4.1　能效分析平颱的結構層次 165

8.4.2　能效分析平颱的功能結構 167

8.4.3　能效分析平颱的通信網絡 167

第9章　能源互聯網架構設計 169

9.1　參考架構 169

9.1.1　麵嚮服務的架構 169

9.1.2　分布式自治實時架構 170

9.1.3　軟件定義光網絡架構 171

9.2　能源互聯網架構 173

第10章　能源互聯網標準 175

10.1　能源互聯網標準化體係架構 175

10.2　國內外標準化現狀與最新進展 176

10.3　對我國能源互聯網標準化工作的建議 183

10.4　我國能源互聯網標準化路綫圖 184

第11章　能源互聯網的規劃與發展趨勢 185

11.1　重點任務 185

11.2　建設路徑 191

11.3　保障措施 194

114　發展趨勢 196

下篇　智慧能源

第12章　智慧能源的定義與特徵 201

12.1　智慧能源的定義 201

12.2　智慧能源的基本特徵和基本內涵 201

12.2.1　基本特徵 201

12.2.2　基本內涵 202

12.3　智慧能源的體係架構 203

12.4　智慧能源發展的戰略目標 203

12.5　以智能電網及能源互聯網為基礎發展智慧能源 204

12.5.1　智能電網和能源互聯網將在未來能源供消和輸配體係中發揮重大作用 204

12.5.2　能源消費方式將轉嚮基於能效最優的多元化能源綜閤利用 205

12.5.3　智能電網是實現能源轉型的重要載體 206

12.5.4　智能電網是實現智慧能源網絡的關鍵設施 206

12.5.5　智能電網體係架構已經具備成為智慧能源網絡的良好基礎 207

第13章　發展智慧能源的機遇與挑戰 208

13.1　發展智慧能源的基礎 208

13.1.1　技術基礎 208

13.1.2　實踐基礎 210

13.2　發展智慧能源麵臨的重要機遇 213

13.2.1　發展智慧能源的國際環境 213

13.2.2　當前是發展智慧能源的戰略機遇期 214

13.2.3　發展智慧能源有助於我國實現應對氣候戰略 214

13.3　發展智慧能源麵對的主要問題與挑戰 215

13.3.1　發展智慧能源麵對的主要問題 215

13.3.2　發展智慧能源麵對的主要挑戰 216

第14章　智慧能源發展的重點領域 218

14.1　加快推進智能電網建設 218

14.1.1　發展智能電網的重要意義 218

14.1.2　我國關於促進智能電網發展的重要文件 222

14.1.3　促進智能電網發展的主要工作 226

14.2　推進能源網絡智能化 228

14.2.1　煤炭行業的清潔化、智能化發展 228

14.2.2　石油行業的智能化發展 232

14.3　智能電網支撐智慧能源公共服務平颱的發展 237

14.3.1　公共服務通信信息平颱服務多網融閤 237

14.3.2　智能配電網支撐智能社區的建設 238

14.3.3　智能配電網支撐智慧城市的發展 242

第15章　智慧能源關鍵技術 246

15.1　分布式能量管理係統 246

15.1.1　分布式能量管理係統概述 246

15.1.2　分布式能量管理係統架構 247

15.1.3　分布式能量管理係統功能 247

15.2　柔性能源協調控製技術 251

15.2.1　冷熱電聯供技術 251

15.2.2　冷熱電聯供地源熱泵技術 253

15.2.3　相變儲能技術 254

15.2.4　區域能量管理優化技術 254

15.3　智慧能源標準化設計 255

15.3.1　物聯網技術在智慧能源領域的應用 255

15.3.2　標準化的智慧能源設計 256

15.4　物聯網、大數據及雲計算在智慧能源中的應用 257

15.4.1　基於ZigBee技術的企業智慧能源雲平颱 261

15.4.2　智慧能源雲平颱 265

15.4.3　基於智能用電需求響應的雲平颱 267

第16章　能源互聯網與智慧能源項目及案例分析 270

16.1　麵嚮園區的試點項目與案例分析 270

16.1.1　項目概述 270

16.1.2　項目特點 270

16.1.3　用電負荷估算與需求分析 271

16.1.4　項目實施方案 272

16.1.5　案例分析 275

16.2　麵嚮工商業的試點項目與案例分析 276

16.2.1　項目概況 276

16.2.2　設計依據 277

16.2.3　設計目標 277

16.2.4　智能用電設計方案 278

16.2.5　需求響應技術方案 280

16.2.6　智慧能源管理方案 282

16.2.7　智慧能源管理係統與微網聯動設計方案 289

16.2.8　容量配置及模擬仿真 297

16.3　園區微能源網係統與智慧能源雲平颱項目及案例分析 303

16.3.1　項目概要 303

16.3.2　係統組成及功能介紹 305

16.3.3　光伏係統 306

16.34　燃氣內燃機冷熱電聯供係統 307

16.3.5　水儲能空調係統 308

16.3.6　磁懸浮立軸風力發電機組 308

16.3.7　燃氣燃料電池 309

16.3.8　微能源網能量管理係統及智慧能源雲平颱 309

16.3.9　案例分析 312

16.4　能源互聯網環境下數據中心能耗優化管理案例分析 313

16.4.1　專用數據中心能耗組成和優化管理方案 313

16.4.2　案例分析 323

16.5　德國E-Energy項目及案例分析 324

16.5.1　庫剋斯港eTelligence示範項目及案例分析 324

16.5.2　曼海姆示範城市項目及案例分析 326

16.5.3　萊茵魯爾區示範項目及案例分析 327

16.5.4　哈爾茨地區100％可再生能源發電項目及案例分析 328

16.6　日本綜閤能量管理係統項目及案例分析 331

16.6.1　綜閤能源與社會網絡項目及案例分析 331

16.6.2　孤島微網係統項目及案例分析 340

參考文獻 347

前言/序言

我們正處在能源轉型的大背景下，將帶來以下變化：太陽能與風能大量接入將改變電力係統結構；電源側基荷火電廠將逐步減少，可再生能源發電比例將逐步提高；電網側將實現靈活擴容、靈活接綫、靈活的拓撲結構，支撐區域能源優化與分布式能源的協調控製；負荷側將提升用能優化及需求響應水平，實施能源總量控製，發展柔性負荷與主動負荷。　　

目前，我國的能源利用效率還低於國際平均水平，能源發展要從實際齣發，因地製宜，走“開源與節流”並重的方針，開源的主要任務是盡可能多地接納與使用可再生能源，節流的主要任務是節能與提高能源利用效率。　　

能源互聯網與智慧能源將成為未來的發展趨勢。期望通過能源互聯網與智慧能源建設，能夠為盡可能多地接納可再生能源、提高能源利用效率推動能源生産與能源費的實現根本性改變提供可行的解決方案。　　

能源互聯網是以電力係統為基礎，以智能電網為基礎，以接入可再生能源為主，采用先進信息及通信技術及電力電子技術，通過分布式動態能量管理係統對分布式能源設備實施廣域優化協調控製，實現冷、熱、氣、水、電等多種能源互補，提高用能效率的智慧能源管控係統。從係統科學的角度來說，能源互聯網是智能電網的擴展和延伸，本質上也屬於復雜交互工網絡與係統的範疇。　　

能源互聯網是智能電網的豐富和發展，能源互聯網與智能電網研究的內容高度交叉重疊。從係統科學的角度來說，能源互聯網與智能電網，都是要通過能源互聯、信息互聯、能量信息融閤、能量高效轉換、集成能量及信息架構（Integrated Energy and Communication Systems Architecture，IECSA），來建設復雜交互式網絡與係統（Complex Interactive Networks/Systems Initiative，CIN/SI）。　　

我國的智慧能源體係建設要從我國實際齣發，因地製宜、循序漸進，按照技術成熟度，以分布式能源、微網、需求側管理、需求響應、儲能、節能及提高能效為切入點，首先在終端用能層麵實現全監測、全計量、全互動、選擇性控製及數據可視化，然後采用先進信息和通信技術(Information Communication Techno Iogy，ICT)遵循開放性體係架構，融閤模型、技術標準、通信協議，將電力網、熱力網、天然氣管網、交通網等互聯，形成“智慧能源網”，實現智能協同控製，開展能量管理及能量交易。　　

本書的編寫目的主要是為國傢能源互聯網與智慧能源建設提供參考與服務。　　

本書分上下兩篇。上篇主要從能源互聯網的角度分析瞭其發展背景、定義、功能、特徵和技術架構；詳細闡述瞭能源互聯網需要的關鍵技

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