深入理解智能電網(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案
定 價：119 元
叢書名：智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用叢書
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- 作者：[德]貝恩德·Ｍ.巴克霍爾茲(Bernd M.Buchholz) 等
- 出版時間：2019/9/1
- ISBN：9787111626640
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM76
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
《深入理解智能電網(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案》是智能電網(wǎng)領(lǐng)域的重要的介紹性著作，涵蓋智能電網(wǎng)的所有相關(guān)主題。本書描述了未來電力供應(yīng)的挑戰(zhàn)、所引發(fā)的問題、未來的前景、智能電網(wǎng)的驅(qū)動因素、基本原理、概念、新出現(xiàn)的解決方案等。具體包括：智能發(fā)電的資源、種類和潛力；輸電網(wǎng)和變電站的智能電網(wǎng)新技術(shù)；智能配電網(wǎng)的設(shè)計；廣域范圍內(nèi)輸電網(wǎng)智能運(yùn)行、保護(hù)和監(jiān)測；智能配電網(wǎng)的三大支柱；智能能源市場；先進(jìn)信息和通信技術(shù)的原理和新進(jìn)展。
《深入理解智能電網(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案》關(guān)注實踐經(jīng)驗，針對采用新的智能電網(wǎng)解決方案，總結(jié)了大量的各國的工業(yè)經(jīng)驗、領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)驗。
對于電力行業(yè)的實踐工程師、研發(fā)者、管理者、政策制定者，以及高等院校電力系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)師生來說，本書都極具參考價值。
1.兩位作者分別為西門子公司高級專家和德國高校的教授，多年來一直致力于在國內(nèi)和國際項目中開發(fā)智能電網(wǎng)解決方案，并在電網(wǎng)運(yùn)行實踐中引入這些方案，具有豐富的實踐經(jīng)驗。
2.涵蓋智能電網(wǎng)的所有相關(guān)主題，描述了未來電力供應(yīng)的挑戰(zhàn)、所引發(fā)的問題、未來的前景、智能電網(wǎng)的驅(qū)動因素、基本原理、概念、新出現(xiàn)的解決方案等。
3.關(guān)注實踐經(jīng)驗，針對采用新的智能電網(wǎng)解決方案，總結(jié)了大量的各國的工業(yè)經(jīng)驗、領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)驗。
發(fā)展智能電網(wǎng)是一種全球性趨勢。世界上不同地區(qū)對智能電網(wǎng)的建設(shè)反映了該區(qū)域的資源儲備和需求。我們已看見電網(wǎng)整合了大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電設(shè)施。大型離岸風(fēng)電場即將出現(xiàn)。越來越多的國家使用了自動化和虛擬智能配電網(wǎng)。在輸電側(cè)，大量的相量測量單元（PMU）正在收集大量的信息用來監(jiān)測電力系統(tǒng)的動態(tài)。電力工業(yè)正發(fā)展和增強(qiáng)需求側(cè)響應(yīng)和其他程序以供用戶選擇。為了保證需求側(cè)響應(yīng)正常進(jìn)行和用戶服務(wù)質(zhì)量，上百萬的智能電表正采集用戶的電力消費(fèi)數(shù)據(jù)。電網(wǎng)的這些新的智能特性依賴于信息和通信技術(shù)（ICT），用這種技術(shù)連接智能電網(wǎng)的所有元件，這對于智能電網(wǎng)來說是至關(guān)重要的。智能電網(wǎng)中可再生能源發(fā)電與電網(wǎng)（從輸電網(wǎng)到配電網(wǎng)）和從智能電表到配電網(wǎng)的整合程度不斷加深，為未來電網(wǎng)的發(fā)展帶來新視野和新機(jī)遇。我們正在順利地邁向這些史無前例的創(chuàng)新，但是，我們也應(yīng)當(dāng)意識到智能電網(wǎng)正面臨巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)來自于科技、經(jīng)濟(jì)、社會和公共政策等不同的角度。
智能電網(wǎng)涵蓋的范圍是寬廣的，具有巨大的復(fù)雜性。研究、開發(fā)、調(diào)度和運(yùn)行經(jīng)驗等各個方面都有研究文獻(xiàn)不斷涌現(xiàn)。與此同時，我們也亟需一個知識的綜合來源，可以涵蓋智能電網(wǎng)的各個領(lǐng)域。《深入理解智能電網(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案》詳細(xì)地介紹了我們在建設(shè)最終智能電網(wǎng)的漫長過程中應(yīng)當(dāng)采取的重要步驟。本書中的大量知識、工業(yè)經(jīng)驗和領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)驗可用作智能電網(wǎng)這一激動人心的領(lǐng)域的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)資料，相信對于實踐工程師、研發(fā)者、管理者和政策制定者來說都大有裨益。
《深入理解智能電網(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案》按智能電網(wǎng)項目的邏輯順序編寫。在第1章中，構(gòu)建了未來智能電網(wǎng)的前景。在第2章中，討論了多種可再生能源和儲能設(shè)備。在第3章中，講述了輸電網(wǎng)和變電站的新技術(shù)。在第4章中，闡述了配電網(wǎng)的工程設(shè)計，包括網(wǎng)絡(luò)配置、接地、繼電保護(hù)和電能質(zhì)量的相關(guān)問題。在第5章中，討論了廣域范圍內(nèi)輸電網(wǎng)運(yùn)行、保護(hù)和控制的相關(guān)問題。在第6章中，討論了在應(yīng)用分布式和可再生能源裝置時智能配電網(wǎng)的性能，包括電壓控制、潮流控制、能量管理、饋線保護(hù)和供電恢復(fù)等。智能計量提供了用戶參與電力市場的新的可能性。在第7章中，討論了如何建立市場來激勵供電的和需求的利益相關(guān)者，還介紹了順應(yīng)智能電網(wǎng)政策的必要性。如果不討論標(biāo)準(zhǔn)、信息、網(wǎng)絡(luò)安全和協(xié)議的關(guān)鍵主題，ICT不可能成為智能電網(wǎng)的支柱技術(shù)。在第8章中，介紹了有關(guān)ICT的新進(jìn)展。最后，在第9章中，總結(jié)了全球智能電網(wǎng)的進(jìn)展，其反映了世界上各地區(qū)智能電網(wǎng)的特點和優(yōu)點。
作為一個專業(yè)的同事，我要感謝Buchhholz博士和Styczynski教授，是他們付出了巨大的努力，才使這本有趣且內(nèi)容豐富的書誕生�！渡钊肜斫庵悄茈娋W(wǎng)：基本原理、關(guān)鍵技術(shù)與解決方案》對智能電網(wǎng)的研究開發(fā)、工程建設(shè)和教育方面做出了巨大貢獻(xiàn)。
劉鎮(zhèn)欽
美國華盛頓州立大學(xué)能源系統(tǒng)創(chuàng)新中心波音杰出教授和導(dǎo)師
愛爾蘭都柏林大學(xué)電力系統(tǒng)教授
Bernd M.Buchholz博士，分別于1973年和1976在莫斯科電力工程學(xué)院/技術(shù)大學(xué)獲得碩士和博士學(xué)位。1975～1989年，他在德國德累斯頓的能源供應(yīng)研究所工作。*初，他在“電網(wǎng)規(guī)劃”部門工作。他于1981年成為“電網(wǎng)自動化”部門經(jīng)理，并于1987年擔(dān)任董事。1990～2006年，他在西門子 AG工作，前十年作為“電力自動化”分部的副總裁和研發(fā)經(jīng)理。2000～2005年，他曾任位于埃爾蘭根的“電網(wǎng)分析與咨詢”商業(yè)分支機(jī)構(gòu)的總裁，該機(jī)構(gòu)在2005年將美國公司PTI整合進(jìn)了位于埃爾蘭根、斯克內(nèi)克塔迪 (美國)、曼徹斯特 (英國)的“電力技術(shù)國際”和全球能力中心。1995～2000年，他也是通信標(biāo)準(zhǔn) IEC 61850第 4部分(系統(tǒng)管理)和7-4 (數(shù)據(jù)模型)的主編。2002～2008年，他是 CIGRE SC C6的德國成員。2004～2009年，他是“智能電網(wǎng)”歐洲咨詢委員會的執(zhí)行成員。他于2006年從西門子退休，但仍積極擔(dān)任NTB技術(shù)服務(wù)的首席顧問。他是德國電力工程 (ETG/VDE) 社團(tuán)的活躍成員，是“智能配電”(2008) 和“主動能源網(wǎng)”(2013) 的專責(zé)小組組長。自2010年以來，他擔(dān)任歐洲燈塔項目、Web2Energ項目的技術(shù)和戰(zhàn)略顧問。此外，他還是德國電力能源項目“RegModHarz”和“哈茨-電動汽車”的技術(shù)顧問。他是位于馬格德堡的奧托•馮•格里克大學(xué)、位于薩爾茨堡的技術(shù)學(xué)院、VDE 的職業(yè)教育項目的客座講師。他以6種語言發(fā)表了180篇國際文獻(xiàn)。因其卓越的科學(xué)貢獻(xiàn)，CIGRE (兩次)、IEEE 和 VDE 授予其相關(guān)榮譽(yù)。
Zbigniew Styczynski博士、教授，于1977年獲得電氣工程博士學(xué)位，于1985年在弗羅茨瓦夫理工大學(xué)(波蘭)擔(dān)任教授。他在斯圖加特大學(xué)8年。自1999年以來，他一直在位于德國馬格德堡的奧托•馮•格里克大學(xué)擔(dān)任電網(wǎng)和可再生能源教授。2002～2006年，他是學(xué)院院長。在 2006年，他當(dāng)選為薩克森-安哈爾特可再生能源中心主席，于2008年成為奧托•馮•格里克大學(xué)電力系統(tǒng)研究所執(zhí)行主任。自2002年以來，他也成為這所大學(xué)理事會的成員。他是聯(lián)合弗勞恩霍夫協(xié)會(Fraunhofer)工廠運(yùn)行和自動化研究所(IFF) /奧托•馮•格里克大學(xué)電力系統(tǒng)和可再生能源的能力中心的共同創(chuàng)始人和科學(xué)協(xié)調(diào)員，也是位于馬格德堡的Steinbeis基金會轉(zhuǎn)移中心ENRE的創(chuàng)始人和主任。此外，他也是 ETG、CRIS、CIGRE 和 IEEE 的活躍成員，也是柏林FNN的專家。自2004年以來，他一直是康拉•阿登納基金會的研究員。自2010年以來，他成為CRIS的主席。他協(xié)調(diào)了許多國內(nèi)和國際項目 (例如：哈茨-電動汽車)。他是200多篇國際期刊論文的作者或合著者，并在許多國際科學(xué)會議上發(fā)表過講話。
譯者序
原書序
致謝
縮略語表
第1章 未來電網(wǎng)的前景和策略
1.1 智能電網(wǎng)的驅(qū)動因素
1.2 未來歐洲智能電網(wǎng)的核心要素
1.3 歐洲能源政策的重大變革及其對智能電網(wǎng)的影響
參考文獻(xiàn)
第2章 智能發(fā)電: 資源和潛力
2.1 發(fā)電的新趨勢和新要求
2.2 不穩(wěn)定的可再生能源: 風(fēng)能和太陽能
2.2.1 風(fēng)電場
2.2.2 利用太陽能發(fā)電
2.3 可再生能源的熱電聯(lián)產(chǎn)
2.3.1 生物燃料發(fā)電廠
2.3.2 地?zé)岚l(fā)電廠
2.3.3 燃料電池
2.4 電能存儲系統(tǒng)
2.4.1 電能存儲的介紹與分類
2.4.2 大量能源長期存儲工廠
2.4.3 固定式電池
2.4.4 電解以“電產(chǎn)氣”
2.4.5 采用熱存儲的電能管理
2.5 增強(qiáng)可控電廠靈活性的需求
參考文獻(xiàn)
第3章 輸電網(wǎng)中的現(xiàn)代技術(shù)和智能電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
3.1 變電站: 電網(wǎng)節(jié)點
3.1.1 輸電變電站的接線和元件
3.1.2 新的空氣絕緣開關(guān)技術(shù)
3.1.3 氣體絕緣開關(guān)
3.2 采用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)控制和自動化
3.2.1 電力系統(tǒng)控制和自動化的層次結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理
3.2.2 變電站的保護(hù)和控制
3.2.3 控制中心技術(shù)
3.3 輸電技術(shù)
3.3.1 概述
3.3.2 交流輸電
3.3.3 直流輸電
3.3.4 使用有功功率控制和無功功率控制的柔性交流輸電
3.4 輸電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
3.4.1 不穩(wěn)定的風(fēng)能和太陽能發(fā)電產(chǎn)生的影響
3.4.2 發(fā)電和負(fù)荷中心的分離
3.4.3 電力電子的饋電和短路功率
參考文獻(xiàn)
第4章 配電網(wǎng)的設(shè)計及新型電網(wǎng)用戶的影響
4.1 配電網(wǎng)分類
4.2 一級和二級中壓配電網(wǎng)
4.3 中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)分類
4.4 中性點接地概念
4.4.1諧振接地
4.4.2 中性點不接地
4.4.3 中性點經(jīng)固定阻抗和低阻抗(限流)接地
4.4.4 組合方式
4.4.5 接地方式總結(jié)
4.4.6 有效選擇中性點接地方式的實踐經(jīng)驗
4.5 配電網(wǎng)保護(hù)
4.5.1 中壓配電網(wǎng)
4.5.2 中壓配電網(wǎng)的饋電變電站
4.5.3 低壓配電網(wǎng)
4.6 配電網(wǎng)運(yùn)行
4.6.1 確保電能質(zhì)量
4.6.2 過程管理
4.7 配電系統(tǒng)的新趨勢
4.7.1 分布式發(fā)電和新型負(fù)載
4.7.2 對電能質(zhì)量的影響
參考文獻(xiàn)
第5章 輸電網(wǎng)的智能運(yùn)行和監(jiān)測
5.1 大面積停電的根本原因和經(jīng)驗教訓(xùn)
5.1.1 概述和電壓崩潰現(xiàn)象
5.1.2 2003年美國東北/加拿大大停電
5.1.3 2003年倫敦大停電
5.1.4 2003年瑞典和丹麥大停電
5.1.5 2003年意大利大停電
5.1.6 2004年雅典大停電
5.1.7 2005年莫斯科南部大擾動
5.1.8 2006年德國和歐洲大陸的系統(tǒng)大擾動
5.2 控制區(qū)域和系統(tǒng)服務(wù)
5.2.1 電力系統(tǒng)管理
5.2.2 頻率控制
5.2.3 電壓控制
5.2.4 供電恢復(fù)
5.2.5 發(fā)電計劃: 價值順序原則
5.2.6 分布式能源提供的系統(tǒng)服務(wù)
5.3 電力系統(tǒng)觀測和智能化擁堵管理
5.3.1 電力系統(tǒng)需要更多的觀測
5.3.2 電網(wǎng)安全運(yùn)行的預(yù)測方法
5.3.3 現(xiàn)代保護(hù)概念
5.3.4 相量測量的廣域監(jiān)測
5.3.5 穩(wěn)態(tài)評估和動態(tài)安全評估
5.3.6 天氣狀況監(jiān)測和靈活的線路帶負(fù)荷
5.4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第6章 智能配電網(wǎng)的三大支柱
6.1 配電系統(tǒng)中的智能電網(wǎng)和智能市場的關(guān)系
6.2 支柱 1: 本地配電網(wǎng)自動控制和遠(yuǎn)程控制
6.2.1 電壓控制
6.2.2 潮流控制的機(jī)會
6.2.3 故障跳閘后供電恢復(fù)的自動控制和遠(yuǎn)程控制
6.2.4 增強(qiáng)中壓保護(hù)概念
6.2.5 配電網(wǎng)中智能電網(wǎng)增強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性
6.3 支柱 2: 虛擬電廠的靈活性——智能機(jī)組
6.3.1 虛擬電廠的基礎(chǔ)
6.3.2 需求側(cè)管理: 儲能和可控負(fù)荷的作用
6.3.3 虛擬發(fā)電廠在未來市場中的商業(yè)模式
6.4 支柱 3: 用戶的智能計量與市場一體化
6.4.1 數(shù)字計量技術(shù)基礎(chǔ)
6.4.2 動態(tài)電價
6.4.3 對用戶行為的影響：需求側(cè)響應(yīng)（DSR）
6.4.4 電動汽車管理
6.5 智能配電的通信需求
參考文獻(xiàn)
第7章 智能能源市場設(shè)計
7.1 未來電力供應(yīng)市場：一個場景和一個案例研究
7.2 電網(wǎng)運(yùn)營和電力市場的智能服務(wù)
7.2.1 智能服務(wù)概述
7.2.2 計量服務(wù)
7.2.3 數(shù)據(jù)通信和信息管理
參考文獻(xiàn)
第8章 先進(jìn)信息和通信技術(shù)：智能電網(wǎng)的骨架
8.1 智能電網(wǎng)中統(tǒng)一的信息和通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性
8.1.1 信息和通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的功能
8.1.2 通信標(biāo)準(zhǔn)
8.1.3 數(shù)據(jù)管理的標(biāo)準(zhǔn)
8.1.4 信息安全
8.2 電力系統(tǒng)中用于監(jiān)測和控制的通信發(fā)展史
8.2.1 遠(yuǎn)程變電站控制的設(shè)計發(fā)展
8.2.2 數(shù)字通信協(xié)議簡介
8.3 用IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行無縫通信
8.3.1 IEC 61850的參考模型和結(jié)構(gòu)
8.3.2 數(shù)據(jù)模型
8.3.3 在一條總線上的三個協(xié)議：通信服務(wù)結(jié)構(gòu)
8.3.4 協(xié)議服務(wù)
8.3.5 獨(dú)立設(shè)計
8.3.6 一致性和驗收測試
8.3.7 智能電網(wǎng)擴(kuò)展的新標(biāo)準(zhǔn)部分
8.4 基于通用信息模型IEC 61968/70 的數(shù)據(jù)管理
8.5 數(shù)據(jù)和通信安全I(xiàn)EC/TS 62351
8.6 統(tǒng)一智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的全球性行為
8.6.1 IEC/TR 62357參考模型
8.6.2 歐州授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)M/490
8.6.3 在電力能源/智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化路線圖中的全球性行為的分析
參考文獻(xiàn)
第9章 全球智能電網(wǎng)
9.1 全球最大電力系統(tǒng)的智能電網(wǎng)
9.1.1 中國電力系統(tǒng)宏偉的發(fā)展戰(zhàn)略
9.1.2 美國互連電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)
9.1.3 俄羅斯及其鄰國的電力系統(tǒng)的增強(qiáng)
9.2 歐洲智能電網(wǎng)項目概況
9.2.1 歐盟第五、第六、第七框架計劃項目
9.2.2 歐洲國家級智能電網(wǎng)項目的庫存項目清單
9.3 智能電網(wǎng)應(yīng)用經(jīng)驗
9.3.1 Web2Energy: 實踐中的智能配電三大支柱
9.3
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