[正版]能源互联网与智慧能源 冯庆东 著 机械工业出版社9787111515715互联网+新能源的未来深度融合书籍

序

前言

 

上篇 能源互联网

 

1章 能源互联网的定义与特征 3

1.1 能源互联网的定义 3

1.2 能源互联网的特征 5

1.3 发展目标和原则 6

1.3.1 发展目标 6

1.3.2 发展原则 7

1.4 对我国能源战略的意义 8

1.5 对能源生产与消费模式的影响 9

 

2章 国内外能源互联网的研究与进展 12

2.1 美国：“FREEDM”系统与能源互联网 12

2.2 美国：能源网络集成 13

2.3 德国：能源的互联网 14

2.4 欧洲：智能电网标准体系 14

2.5 欧洲：综合能源网络 15

2.6 日本：以智能电网为核心的智慧能源共同体 16

2.7 日本：数字电网 17

2.8 我国：能源互联网 18

 

3章 能源互联网的功能定位与技术需求 19

3.1 可再生能源与清洁能源接入 19

3.2 需求侧参与能源网络互动 19

3.3 基于分布式能源网络的优化管理 20

3.4 能源的灵活转换与能源综合利用 21

3.5 能源交易与商业服务模式 21

3.6 输电网与配电网管理智能化 22

 

4章 能源互联网的技术框架 24

4.1 能源基础设施 25

4.2 信息和通信技术 26

4.3 开放互动平台 27

4.4 架构 27

 

5章 能源互联网基础设施关键技术 28

5.1 固态变压器与功率器件 28

5.1.1 固态变压器原理及其与传统变压器的区别 28

5.1.2 固态变压器的特征 28

5.1.3 固态变压器现状及未来对电力电子技术的要求 29

5.2 能量路由器 31

5.2.1 能量路由器的架构 31

5.2.2 能量路由器的概念 33

5.2.3 能量路由器的现状和未来发展 34

5.3 分布式能源设备 34

5.3.1 分布式能源设备的概念 34

5.3.2 分布式能源设备的技术特征和经济性分析 35

5.3.3 分布式能源设备的应用现状和未来发展 36

5.3.4 分布式发电并网标准 39

5.4 微网 44

5.4.1 微网的概念 44

5.4.2 微网的组成 44

5.4.3 微网的应用现状和未来发展 50

5.5 储能系统 55

5.5.1 储能技术在发电侧需求分析 56

5.5.2 储能技术在输电侧需求分析 60

5.5.3 储能技术在配电侧需求分析 62

5.5.4 储能技术在用户侧需求分析 64

5.5.5 储能技术在微网侧需求分析 65

5.5.6 储能技术在应急电源侧需求分析 65

5.5.7 储能技术国内外发展趋势 67

5.5.8 储电相关技术 71

5.5.9 储热相关技术 73

5.5.10 储气相关技术 74

5.5.11 储氢相关技术 75

5.5.12 储能配置方法与原则 83

5.5.13 储能产业技术路线图 86

5.6 主动配电网 88

5.6.1 主动配电网的概念 88

5.6.2 主动配电网的技术特征 88

5.6.3 我国配电网的现状及主动配电网的发展前景 89

5.6.4 IEC 61850数据建模 90

5.6.5 主动配电网分布式控制系统 94

5.6.6 基于μPMU的主动配电网广域量测与故障诊断技术 101

 

6章 能源互联网能量及故障管理技术 116

6.1 智能能量管理技术 116

6.1.1 能量设备即插即用管理技术 118

6.1.2 分布式能量管理与协同控制技术 119

6.1.3 基于可再生能源预测的控制策略优化技术 120

6.1.4 储能管理技术 120

6.2 智能故障管理技术 130

 

7章 能源互联网信息和通信技术 132

7.1 微电子技术 132

7.1.1 信息采集芯片对微电子技术的挑战 132

7.1.2 通信芯片对微电子技术的挑战 135

7.2 复杂软件技术 136

7.2.1 能源互联网中复杂软件系统的定义和特点 136

7.2.2 能源互联网对软件技术提出的挑战及应对法则 137

7.2.3 应对法则对软件技术的要求 139

7.3 信息物理系统技术 142

7.3.1 能源互联网中信息物理系统的定义与发展 142

7.3.2 信息物理系统的架构 143

7.3.3 信息物理系统的重要特性 145

7.3.4 信息物理系统在能源互联网中的应用 146

7.3.5 能源互联网对信息物理系统的挑战和未来发展 147

7.4 信息和通信技术 150

7.4.1 能源互联网对信息和通信技术提出的挑战 150

7.4.2 信息和通信技术的未来发展 151

7.5 大数据和云计算技术 153

7.5.1 大数据分类及对应的处理系统 153

7.5.2 大数据分析与计算———云计算技术 155

7.5.3 大数据及云计算技术在能源互联网中的应用 156

7.5.4 能源互联网对大数据及云计算技术提出的挑战 157

 

8章 能源互联网应用与服务平台 158

8.1 能源市场交易平台 158

8.2 能源需求侧管理平台 159

8.2.1 需求侧管理平台的结构层次 159

8.2.2 需求侧管理平台的实现策略 161

8.3 能源需求响应平台 162

8.3.1 需求响应的措施 162

8.3.2 需求响应平台技术 164

8.4 能效分析平台 164

8.4.1 能效分析平台的结构层次 165

8.4.2 能效分析平台的功能结构 167

8.4.3 能效分析平台的通信网络 167

 

9章 能源互联网架构设计 169

9.1 参考架构 169

9.1.1 面向服务的架构 169

9.1.2 分布式自治实时架构 170

9.1.3 软件定义光网络架构 171

9.2 能源互联网架构 173

 

10章 能源互联网标准 175

10.1 能源互联网标准化体系架构 175

10.2 国内外标准化现状与新进展 176

10.3 对我国能源互联网标准化工作的建议 183

10.4 我国能源互联网标准化路线图 184

 

11章 能源互联网的规划与发展趋势 185

11.1 重点任务 185

11.2 建设路径 191

11.3 保障措施 194

114 发展趋势 196

 

下篇 智慧能源

 

12章 智慧能源的定义与特征 201

12.1 智慧能源的定义 201

12.2 智慧能源的基本特征和基本内涵 201

12.2.1 基本特征 201

12.2.2 基本内涵 202

12.3 智慧能源的体系架构 203

12.4 智慧能源发展的战略目标 203

12.5 以智能电网及能源互联网为基础发展智慧能源 204

12.5.1 智能电网和能源互联网将在未来能源供消和输配体系中发挥重大作用 204

12.5.2 能源消费方式将转向基于能效优的多元化能源综合利用 205

12.5.3 智能电网是实现能源转型的重要载体 206

12.5.4 智能电网是实现智慧能源网络的关键设施 206

12.5.5 智能电网体系架构已经具备成为智慧能源网络的良好基础 207

 

13章 发展智慧能源的机遇与挑战 208

13.1 发展智慧能源的基础 208

13.1.1 技术基础 208

13.1.2 实践基础 210

13.2 发展智慧能源面临的重要机遇 213

13.2.1 发展智慧能源的国际环境 213

13.2.2 当前是发展智慧能源的战略机遇期 214

13.2.3 发展智慧能源有助于我国实现应对气候战略 214

13.3 发展智慧能源面对的主要问题与挑战 215

13.3.1 发展智慧能源面对的主要问题 215

13.3.2 发展智慧能源面对的主要挑战 216

 

14章 智慧能源发展的重点领域 218

14.1 加快推进智能电网建设 218

14.1.1 发展智能电网的重要意义 218

14.1.2 我国关于促进智能电网发展的重要文件 222

14.1.3 促进智能电网发展的主要工作 226

14.2 推进能源网络智能化 228

14.2.1 煤炭行业的清洁化、智能化发展 228

14.2.2 石油行业的智能化发展 232

14.3 智能电网支撑智慧能源公共服务平台的发展 237

14.3.1 公共服务通信信息平台服务多网融合 237

14.3.2 智能配电网支撑智能社区的建设 238

14.3.3 智能配电网支撑智慧城市的发展 242

 

15章 智慧能源关键技术 246

15.1 分布式能量管理系统 246

15.1.1 分布式能量管理系统概述 246

15.1.2 分布式能量管理系统架构 247

15.1.3 分布式能量管理系统功能 247

15.2 柔性能源协调控制技术 251

15.2.1 冷热电联供技术 251

15.2.2 冷热电联供地源热泵技术 253

15.2.3 相变储能技术 254

15.2.4 区域能量管理优化技术 254

15.3 智慧能源标准化设计 255

15.3.1 物联网技术在智慧能源领域的应用 255

15.3.2 标准化的智慧能源设计 256

15.4 物联网、大数据及云计算在智慧能源中的应用 257

15.4.1 基于ZigBee技术的企业智慧能源云平台 261

15.4.2 智慧能源云平台 265

15.4.3 基于智能用电需求响应的云平台 267

 

16章 能源互联网与智慧能源项目及案例分析 270

16.1 面向园区的试点项目与案例分析 270

16.1.1 项目概述 270

16.1.2 项目特点 270

16.1.3 用电负荷估算与需求分析 271

16.1.4 项目实施方案 272

16.1.5 案例分析 275

16.2 面向工商业的试点项目与案例分析 276

16.2.1 项目概况 276

16.2.2 设计依据 277

16.2.3 设计目标 277

16.2.4 智能用电设计方案 278

16.2.5 需求响应技术方案 280

16.2.6 智慧能源管理方案 282

16.2.7 智慧能源管理系统与微网联动设计方案 289

16.2.8 容量配置及模拟仿真 297

16.3 园区微能源网系统与智慧能源云平台项目及案例分析 303

16.3.1 项目概要 303

16.3.2 系统组成及功能介绍 305

16.3.3 光伏系统 306

16.34 燃气内燃机冷热电联供系统 307

16.3.5 水储能空调系统 308

16.3.6 磁悬浮立轴风力发电机组 308

16.3.7 燃气燃料电池 309

16.3.8 微能源网能量管理系统及智慧能源云平台 309

16.3.9 案例分析 312

16.4 能源互联网环境下数据中心能耗优化管理案例分析 313

16.4.1 专用数据中心能耗组成和优化管理方案 313

16.4.2 案例分析 323

16.5 德国E-Energy项目及案例分析 324

16.5.1 库克斯港eTelligence示范项目及案例分析 324

16.5.2 曼海姆示范城市项目及案例分析 326

16.5.3 莱茵鲁尔区示范项目及案例分析 327

16.5.4 哈尔茨地区100％可再生能源发电项目及案例分析 328

16.6 日本综合能量管理系统项目及案例分析 331

16.6.1 综合能源与社会网络项目及案例分析 331

16.6.2 孤岛微网系统项目及案例分析 340

 

参考文献 347