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第一篇 理論篇 第1章 智慧電網概述3 1.1何謂智慧電網4 1.1.1智慧電網的定義4 1.1.2智慧電網的結構7 1.1.3智慧電網的特徵9 1.2智慧電網概念發展里程碑9 1.2.1IBM的“智慧電網”解決方案10 1.2.2奧巴馬上任後提出的能源計畫11 1.2.3互動電網概念的提出11 1.3傳統電網到智慧電網的轉變12 1.3.1電網的環節12 1.3.2傳統電網的運營13 1.3.3智慧電網的運營13 1.3.4智慧電網與傳統電網的區別14 1.4智慧電網的綠色化與資訊化16 1.4.1智慧電網的綠色化16 1.4.2智慧電網資訊化16 1.5智慧電網實現的技術支撐17 1.5.1物聯網技術17 1.5.2雲計算技術24 1.5.3大資料技術27 1.5.4“互聯網+”技術31 1.5.5ICT資訊通信技術37 第2章 智慧電網發展39 2.1世界各國智慧電網的發展40 2.1.1美國智慧電網的發展40 2.1.2歐洲各國智慧電網發展模式44 2.1.3日本智慧電網發展模式49 2.1.4智慧電網在其他國家的發展51 2.2中國智慧電網發展的現狀52 2.2.1中國智慧電網建設的階段52 2.2.2智慧電網各個環節的目標53 2.3中國智慧電網存在的問題56 2.3.1電力與資源配置不平衡57 2.3.2新能源接入與控制不足57 2.3.3智慧電網技術應用不夠完善58 2.3.4缺乏與客戶的智慧互動58 2.4中國智慧電網的發展趨勢59 2.4.1可再生能源在智慧電網中的應用59 2.4.2電網的結構和運行模式將發生重大變化60 2.4.3新材料技術將在電網中得到廣泛的應用61 2.4.4物理電網將與資訊系統高度融合62 第二篇 路徑篇 第3章 智慧電網的頂層設計69 3.1國家對智慧電網的政策支持70 3.1.1《電力發展“十三五”規劃》（2016—2020年）70 3.1.2《關於促進智慧電網發展的指導意見》75 3.1.3《關於開展分散式發電市場化交易試點的通知》79 3.2各省市對智慧電網的制度安排80 3.2.1《安徽省電網發展規劃（2017—2021年）》80 3.2.2《江蘇省政府辦公廳關於促進智慧電網發展的實施意見》82 3.2.3廣東省“互聯網+”行動計畫84 3.2.4《山東省電力發展“十三五”規劃》85 3.3堅強智慧電網86 3.3.1一個目標87 3.3.2兩條主線88 3.3.3三個階段88 3.3.4四個體系88 3.3.5五個內涵89 3.3.6六個環節90 第4章 智慧電網的重點領域93 4.1智慧電網重點技術與領域研究的必要性94 4.1.1高壓交直流輸電技術94 4.1.2先進儲能技術、電力電子等技術94 4.1.3可再生能源方面的技術94 4.1.4其他技術95 4.2智慧電網原始創新和集成創新分析95 4.3智慧電網的重點技術方向95 4.3.1智慧輸變電技術95 4.3.2智慧配電技術96 4.3.3智慧用電技術97 4.3.4資訊與通信技術97 4.3.5新能源技術98 4.3.6新材料應用技術99 4.3.7智慧調度技術99 4.3.8分散式能源接入技術100 4.4智慧電網的重點領域100 4.4.1先進的儲能系統100 4.4.2參考量測設備100 4.4.3電力電子技術101 4.4.4電動汽車102 4.4.5智慧家居與智慧家電102 第5章 智慧電網設備運營管理105 5.1智慧電網的設備106 5.1.1電力設備106 5.1.2電力設備分類106 5.1.3智慧電網對電力設備的要求108 5.1.4電力設備檢修109 5.2智慧輸變電系統110 5.2.1智慧變電站110 5.2.2智慧變電站系統的特性112 5.2.3智慧變電站系統功能113 5.3智慧開關設備115 5.3.1智慧高壓開關設備的資訊化建模116 5.3.2智慧高壓開關設備狀態檢測與診斷116 5.3.3智慧高壓開關設備壽命評估技術118 5.4智慧變壓器119 5.4.1智慧變壓器概念認知119 5.4.2智慧變壓器信號檢測技術要求120 5.5測量及監測設備125 5.5.1感測器125 5.5.2電子互感器126 5.5.3線上檢測技術128 5.5.4柔性交流輸電系統128 5.6智慧配電設備132 5.6.1配電一次設備132 5.6.2配電二次設備132 5.7智慧用電系統133 5.7.1智慧家居控制系統133 5.7.2網路化控制系統134 5.7.3客戶終端設備134 第6章 智慧電網物聯網137 6.1電力物聯網及其應用138 6.1.1什麼是電力物聯網138 6.1.2電力物聯網的特徵138 6.1.3電力物聯網分層結構139 6.1.4電力物聯網在智慧電網各個環節的應用139 6.2電力物聯網技術體系建立147 6.2.1電力物聯網技術體系的基本特徵147 6.2.2總體技術路線148 6.2.3基本技術148 6.2.4電網應用研究153 6.2.5物聯網安全防護體系161 6.2.6標準體系研究162 6.2.7物聯網測試與模擬技術研究162 第7章 智慧電網之大資料應用165 7.1智慧電網中的大資料166 7.1.1智慧電網中的大資料的特點166 7.1.2智慧電網中的大資料166 7.2智慧電網大資料關鍵技術169 7.2.1ETL關鍵技術169 7.2.2資料處理關鍵技術170 7.2.3多來源資料融合技術170 7.2.4資料採擷分析技術170 7.2.5資料展現關鍵技術171 7.3智慧電網大資料的應用領域172 7.3.1服務社會與政府部門類的應用領域173 7.3.2面向電力使用者服務類的應用領域174 7.3.3支持電力公司運營和發展類的應用領域175 7.4智慧電網大資料的應用規劃178 7.4.1應用背景178 7.4.2國家電網公司電力大資料應用規劃179 7.4.3應用模式181 7.5智慧電網資料視覺化的實現182 7.5.1智慧電網視覺化概述182 7.5.2運行監測183 7.5.3智慧巡檢187 7.5.4智慧建站195 7.5.5智慧電網視覺化平臺197 第8章 智慧電網之新能源發電205 8.1新能源概述206 8.1.1新能源的定義206 8.1.2新能源的分類206 8.2新能源發電與智慧電網213 8.2.1新能源需適應智慧電網的發展趨勢213 8.2.2智慧電網建設對新能源發展的促進意義214 8.2.3新能源發電接入對智慧電網的影響214 第三篇 案例篇 第9章 電網雲GIS平臺219 9.1公司簡介220 9.2技術簡介220 9.2.1系統架構220 9.2.2系統具備的技術特點221 9.3應用場景222 9.3.1電網生產管理應用222 9.3.2電網應急管理應用223 9.3.3電網三維GIS應用224 9.4應用實例225 第10章 北京未來科技城智慧配用電方案231 10.1北京未來科技城智慧配用電專案背景和意義232 10.2北京未來科技城智慧配用電專案實施關鍵技術234 10.2.1專案實施單位介紹234 10.2.2專案實施單位的關鍵技術234 10.3北京未來科技城智慧配用電專案的建設內容和目標239 10.3.1智慧配電系統239 10.3.2智慧用電系統239 10.3.3智慧配用電綜合系統240 10.3.4優質電力園區示範系統241 10.4北京未來科技城智慧能量自治管理方案241 10.4.1信橋智慧能量自治管理系統的功能與特點241 10.4.2基於主動配電網的智慧能量自治管理系統的架構242 10.4.3北京未來科技城主動配國家級電網示範工程243 10.5北京未來科技城分散分散式超即時混合模擬系統方案253 10.5.1基於FrtScDc的即時混合模擬系統的構成253 10.5.2基於FrtScDc的即時混合模擬系統的特點和優勢254 10.5.3基於FrtScDc的即時混合模擬系統的功能254 10.5.4基於FrtScDc的即時混合模擬系統的應用255 第11章 地下電網精益化管理257 11.1公司簡介258 11.1.1取得資質258 11.1.2國內及國際領先程度258 11.2技術簡介259 11.2.1系統架構259 11.2.2系統具備的技術特點260 11.3應用場景260 11.3.1地下管線資料獲取標繪260 11.3.2地下管網三維GIS應用261 11.4應用實例262 11.4.1北京市綜合管線及地下基礎設施綜合管理系統262 11.4.2浙江省地下管線普查264 第12章 電網統一地圖服務267 12.1公司簡介268 12.2技術簡介268 12.2.1系統架構268 12.2.2系統具備的技術特點268 12.3應用場景269 12.3.1配網生產搶修GIS應用269 12.3.2行銷GIS應用270 12.3.3電網防災減災GIS應用270 12.4應用實例271 12.4.1國家電網公司統一地圖服務271 12.4.2寧夏電力公司電網三維GIS平臺試點服務273 第13章 電網應急管理275 13.1公司簡介276 13.2技術簡介276 13.2.1系統架構276 13.2.2系統具備的技術特點277 13.3應用場景277 13.3.1無人機巡檢控制系統277 13.3.2電網運行監測應用278 13.4應用實例281 13.4.1國家電網公司應急管理系統281 13.4.2福建省基於公網和防災減災平臺的應急集群通信與圖形化指揮系統283 參考文獻288
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