智能電網(wǎng)技術(shù)智能電網(wǎng)

我國(guó)已經(jīng)建立了系統(tǒng)的特高壓與智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，編制相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng)，特高壓交流電壓已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓。

國(guó)際電工委員會(huì)主席克勞斯·武赫雷爾表示，中國(guó)的特高壓輸電技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先水平，這種能夠減少長(zhǎng)距離輸電損耗的技術(shù)，在世界其他地區(qū)也將有廣泛的應(yīng)用前景。

智能電網(wǎng)新型配電技術(shù)的應(yīng)用

未來(lái)的配電技術(shù)必須具有如下特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)快速自愈、抗擾動(dòng)能力強(qiáng)、提供優(yōu)質(zhì)電力、與用戶互動(dòng)等。這些智能電網(wǎng)配電技術(shù)都會(huì)促進(jìn)云計(jì)算數(shù)據(jù)機(jī)房的供電系統(tǒng)更加安全可靠。

1、同步開斷技術(shù)

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心機(jī)房中，由于電力需求量大，常涉及到高壓供電。高壓開關(guān)大都是機(jī)械開關(guān)，開斷時(shí)間長(zhǎng)、分散性大。這種慢過(guò)程的機(jī)械開斷容易引起操作過(guò)電壓，加速設(shè)備老化或者直接損害設(shè)備。同步開斷，又稱智能開關(guān)，是在電壓或電流的指定相位完成電路的斷開或閉合。采用電子開關(guān)取代機(jī)械開關(guān)，在理論上應(yīng)用同步開斷技術(shù)可完全避免電力系統(tǒng)的操作過(guò)電壓。這樣，由操作過(guò)電壓決定的電力設(shè)備絕緣水平可大幅度降低，由于操作引起設(shè)備（包括斷路器本身）的損壞也可大大減少。

2、故障電流限制技術(shù)

由于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，數(shù)據(jù)中心的用電電流是很大的，短路電流也呈日益增大的趨勢(shì)，如果不采取有效的抑制短路電流的措施，一旦發(fā)生短路故障，開關(guān)及用戶設(shè)備將是無(wú)法承受的。隨著電力電子技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等的發(fā)展，限制短路電流已成為可能，這就依賴于故障電流限制器（FaultCurrentLimiter,FCL）的研制和開發(fā)。國(guó)外對(duì)超導(dǎo)FCL和電力電子FLC研究較多，這可以在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中借鑒和應(yīng)用。

3、主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)

未來(lái)“主動(dòng)配電網(wǎng)”可能采取類似英特網(wǎng)的形式，即分布式?jīng)Q策和雙向潮流。在遍布全系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)上都將有控制設(shè)備。主動(dòng)配電網(wǎng)的功能是將電源和用戶需求有效連接起來(lái)，允許雙方共同決定如何最好地實(shí)時(shí)運(yùn)行。要達(dá)到這一要求，控制水平要遠(yuǎn)高于配電網(wǎng)的水平。這包括潮流評(píng)估、有競(jìng)爭(zhēng)力的電壓控制和保護(hù)技術(shù)，以及比配電網(wǎng)擁有更多的傳感器和自動(dòng)裝置的新型通信控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的主動(dòng)預(yù)警，負(fù)載均衡和三相平衡等。

4、儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)已被視為電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)后，可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負(fù)荷，不僅可以更有效地利用電力設(shè)備，降低供電成本，也可作為提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)的一種手段。

儲(chǔ)能技術(shù)可用于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的應(yīng)急供電狀況，以及充分利用當(dāng)?shù)氐姆骞入妰r(jià)差?，F(xiàn)有的電能存儲(chǔ)方式主要可分為機(jī)械儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能等。超導(dǎo)儲(chǔ)能由于超導(dǎo)體電流大，能量密度高，存取快速，可作為理想的電磁能儲(chǔ)藏器，超導(dǎo)材料臨界溫度低一直是超導(dǎo)儲(chǔ)能應(yīng)用的限制因素，直接冷卻超導(dǎo)儲(chǔ)能（HTc-SMES）的研究受到了美日等國(guó)的高度重視，但絕大部分超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置為低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

智能電網(wǎng)新型用電技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)的框架下，需要新型用電技術(shù)提高電力需求彈性，提升電力需求側(cè)管理的智能化水平，幫助電力用戶與智能電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心更加方便、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的管理用電。

1、先進(jìn)傳感器技術(shù)

未來(lái)的數(shù)據(jù)中心傳感器將更加智能化，功能將逐步融合。風(fēng)、火、水、電、氣、溫度、濕度、煙霧、二氧化碳等都是傳感器的采集對(duì)象。傳感器不僅可以分析和提取數(shù)據(jù)中心環(huán)境的特征數(shù)據(jù)，而且可以和特定的數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，可以對(duì)數(shù)據(jù)中心的日常數(shù)據(jù)、整體效能和環(huán)境指數(shù)提供整體分析和科學(xué)評(píng)估。

2、先進(jìn)用電監(jiān)控技術(shù)

用電監(jiān)控技術(shù)分為兩個(gè)層面：用電監(jiān)測(cè)技術(shù)和用電控制技術(shù)。新型用電監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)用戶的電力消費(fèi)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助用戶了解自身的詳細(xì)用電信息，以指導(dǎo)用戶優(yōu)化系統(tǒng)的用電行為。新型用電控制技術(shù)在信息獲取的基礎(chǔ)上，結(jié)合用戶的用電需要，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心用電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)電能更合理的分配。

智能電網(wǎng)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

目前，物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)都有應(yīng)用，協(xié)助實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的智能控制和優(yōu)化配置，提高電力規(guī)劃的管理能力。

第一：發(fā)電環(huán)節(jié)。對(duì)常規(guī)能源發(fā)電的機(jī)組的運(yùn)行情況、設(shè)備之間的互動(dòng)以及各種參數(shù)指標(biāo)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行穩(wěn)定性分析預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電環(huán)節(jié)的自動(dòng)、穩(wěn)定和高效。

第二：輸送環(huán)節(jié)。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的監(jiān)控能力，對(duì)整個(gè)輸送線路上的導(dǎo)線溫度、線路電容、絕緣子污穢以及線路風(fēng)振進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，并作出評(píng)估和診斷。由于智能電網(wǎng)具有自愈的特性，對(duì)發(fā)現(xiàn)破壞或者不正常的情況進(jìn)行自我治愈，對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電。

第三：變電環(huán)節(jié)。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到智能電網(wǎng)后，可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器對(duì)重要變電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳送到管理終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的實(shí)時(shí)檢修，對(duì)周圍的安全進(jìn)行防護(hù)，更好地提高變電環(huán)節(jié)的可靠性和智能化水平。

第四：配電環(huán)節(jié)。由于我國(guó)國(guó)土廣闊，所以配電規(guī)模和配電設(shè)備數(shù)量都十分巨大。物聯(lián)網(wǎng)可靠傳遞特性恰好可以針對(duì)這一情況實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)中的配電現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及運(yùn)行狀態(tài)信息的有效傳遞并進(jìn)行安全防護(hù)，避免大規(guī)模人力、物力的投入。

第五：用電環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與門禁系統(tǒng)、防盜防火系統(tǒng)以及有情境控制的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)。革新電力服務(wù)的傳統(tǒng)模式為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，提高了人民生活質(zhì)量。2100433B

序

前言

第一章 智能電網(wǎng)概述

第一節(jié) 電網(wǎng)的發(fā)展及面臨的挑戰(zhàn)

第二節(jié) 智能電網(wǎng)的理念和推動(dòng)力

第三節(jié) 智能電網(wǎng)研究與實(shí)踐

第四節(jié) 智能電網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)

第五節(jié) 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

第六節(jié) 智能電網(wǎng)與智能城市

第二章 智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)

第一節(jié) 傳感與量測(cè)技術(shù)

第二節(jié) 電力電子技術(shù)

第三節(jié) 超導(dǎo)技術(shù)

第四節(jié) 控制仿真決策技術(shù)

第五節(jié) 信息與通信技術(shù)

第三章 大規(guī)模新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)

第一節(jié) 大規(guī)模新能源發(fā)電

第二節(jié) 大規(guī)模儲(chǔ)能

第三節(jié) 大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)

第四章 智能輸電電網(wǎng)技術(shù)

第一節(jié) 先進(jìn)輸電技術(shù)

第二節(jié) 智能變電站

第三節(jié) 智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)

第四節(jié) 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

第五章 智能配電網(wǎng)技術(shù)

第一節(jié) 智能型配電自動(dòng)化技術(shù)

第二節(jié) 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與自愈

第三節(jié) 智能配電網(wǎng)停電管理

第四節(jié) 智能配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)特征

第五節(jié) 分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)

第六節(jié) 電動(dòng)汽車充放電技術(shù)

第六章 智能用電技術(shù)

第一節(jié) 智能用電技術(shù)概述

第二節(jié) 高級(jí)計(jì)量體系

第三節(jié) 用電信息采集技術(shù)

第四節(jié) 智能家居及智能用電小區(qū)/樓宇

第五節(jié) 需求響應(yīng)

第六節(jié) 雙向互動(dòng)服務(wù)門戶技術(shù)

第七節(jié) 技術(shù)展望

第七章 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)實(shí)戰(zhàn)

第一節(jié) 特高壓交直流示范工程

第二節(jié) 上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程

第三節(jié) 電力用戶用電信息采集系統(tǒng)工程

第四節(jié) 其他試點(diǎn)工程

第八章 智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

第一節(jié) 國(guó)外智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

第二節(jié) 國(guó)家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

附錄一 智能電網(wǎng)國(guó)際組織與研究機(jī)構(gòu)

附錄二 專業(yè)名詞中英文對(duì)照表

參考文獻(xiàn)

智能電網(wǎng)是當(dāng)前全球電力工業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，引領(lǐng)了電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展方向，涉及從發(fā)電到用戶的整個(gè)能源轉(zhuǎn)換和輸送鏈?！吨悄茈娋W(wǎng)技術(shù)》在借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合正在開展的研究實(shí)踐工作，對(duì)智能電網(wǎng)的概念、主要領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及工程實(shí)踐進(jìn)行了較為系統(tǒng)、全面的介紹。本書主要面向電力系統(tǒng)廣大工程技術(shù)人員，也可作為政府部門、科研機(jī)構(gòu)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、電力用戶、設(shè)備供應(yīng)商、工程技術(shù)人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考用書。

本書對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面系統(tǒng)的介紹，按照智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的問(wèn)題分為10章，分別為標(biāo)準(zhǔn)化基本知識(shí)、智能電網(wǎng)概述、智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀、智能電網(wǎng)概念模型與參考架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)工程方法、智能電網(wǎng)的主要標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)與管理工具、智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試和應(yīng)用、相關(guān)政策法規(guī)、展望。

《區(qū)域智能電網(wǎng)技術(shù)》緊隨靠前發(fā)展動(dòng)向，反映了當(dāng)今在工程研制中的很新研究成果，圖文數(shù)據(jù)、技術(shù)方法經(jīng)得起推敲和檢驗(yàn)，對(duì)智能電網(wǎng)一線科研和工程人員具有直接指導(dǎo)作用，能積極推進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及與靠前接軌，具有很高的學(xué)術(shù)及應(yīng)用價(jià)值。能為智能電網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而對(duì)全社會(huì)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。

馮垛生和王飛等編著的《智能電網(wǎng)技術(shù)知識(shí)解讀》內(nèi)容分為2篇：第1篇(第1~5章)為基礎(chǔ)篇，重點(diǎn)講述智能電表、EMS和智能電網(wǎng)的技術(shù)支撐；第2篇(第6~11章)講述世界各國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展動(dòng)向(以歐洲、美國(guó)、日本、中國(guó)為主，兼介紹非洲和南美洲)和未來(lái)前景。第11章向讀者展現(xiàn)了一個(gè)智能電網(wǎng)全面實(shí)現(xiàn)后，人們生活情景的想象空間，并預(yù)測(cè)未來(lái)將產(chǎn)生一場(chǎng)智能技術(shù)(縮寫為ST)革命。

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