|
|
|
《深入理解智慧電網：基本原理、關鍵技術與解決方案》是智慧電網領域的重要的介紹性著作，涵蓋智慧電網的所有相關主題。本書描述了未來電力供應的挑戰、所引發的問題、未來的前景、智慧電網的驅動因素、基本原理、概念、新出現的解決方案等。具體包括：智慧發電的資源、種類和潛力；輸電網和變電站的智能電網新技術；智慧配電網的設計；廣域範圍內輸電網智慧運行、保護和監測；智能配電網的三大支柱；智慧能源市場；先進資訊和通信技術的原理和新進展。
《深入理解智慧電網：基本原理、關鍵技術與解決方案》關注實踐經驗，針對採用新的智慧電網解決方案，總結了大量的各國的工業經驗、領導經驗。
對於電力行業的實踐工程師、研發者、管理者、政策制定者，以及高等院校電力系統等相關專業師生來說，本書都極具參考價值。
Bernd M.Buchholz博士
分別于1973年和1976在莫斯科電力工程學院/技術大學獲得碩士和博士學位。1975～1989年，他在德國德累斯頓的能源供應研究所工作。最初，他在“電網規劃”部門工作。他于1981年成為“電網自動化”部門經理，並于1987年擔任董事。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經理。2000～2005年，他曾任位於埃爾蘭根的“電網分析與諮詢”商業分支機搆的總裁，該機構在2005年將美國公司PTI整合進了位於埃爾蘭根、斯克內克塔迪 (美國)、曼徹斯特 (英國)的“電力技術國際”和全球能力中心。1995～2000年，他也是通信標準 IEC 61850第 4部分(系統管理)和7-4 (資料模型)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”歐洲諮詢委員會的執行成員。他於2006年從西門子退休，但仍積極擔任NTB技術服務的首席顧問。他是德國電力工程 (ETG/VDE) 社團的活躍成員，是“智能配電”(2008) 和“主動能源網”(2013) 的專責小組組長。自2010年以來，他擔任歐洲燈塔專案、Web2Energ專案的技術和戰略顧問。此外，他還是德國電力能源項目“RegModHarz”和“哈茨-電動汽車”的技術顧問。他是位於馬格德堡的奧托•馮•格裡克大學、位於薩爾茨堡的技術學院、VDE 的職業教育專案的客座講師。他以6種語言發表了180篇國際文獻。因其卓越的科學貢獻，CIGRE (兩次)、IEEE 和 VDE 授予其相關榮譽。
Zbigniew Styczynski博士、教授
于1977年獲得電氣工程博士學位，于1985年在弗羅茨瓦夫理工大學(波蘭)擔任教授。他在斯圖加特大學8年。自1999年以來，他一直在位於德國馬格德堡的奧托•馮•格裡克大學擔任電網和可再生能源教授。2002～2006年，他是學院院長。在 2006年，他當選為薩克森-安哈爾特可再生能源中心主席，于2008年成為奧托•馮•格裡克大學電力系統研究所執行主任。自2002年以來，他也成為這所大學理事會的成員。他是聯合弗勞恩霍夫協會(Fraunhofer)工廠運行和自動化研究所(IFF) /奧托•馮•格裡克大學電力系統和可再生能源的能力中心的共同創始人和科學協調員，也是位於馬格德堡的Steinbeis基金會轉移中心ENRE的創始人和主任。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。他協調了許多國內和國際項目 (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，並在許多國際科學會議上發表過講話。
譯者序
原書序
致謝
縮略語表
第1章 未來電網的前景和策略
1.1 智慧電網的驅動因素
1.2 未來歐洲智慧電網的核心要素
1.3 歐洲能源政策的重大變革及其對智慧電網的影響
參考文獻
第2章 智慧發電: 資源和潛力
2.1 發電的新趨勢和新要求
2.2 不穩定的可再生能源: 風能和太陽能
2.2.1 風電場
2.2.2 利用太陽能發電
2.3 可再生能源的熱電聯產
2.3.1 生物燃料發電廠
2.3.2 地熱發電廠
2.3.3 燃料電池
2.4 電能存儲系統
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“電產氣”
2.4.5 採用熱存儲的電能管理
2.5 增強可控電廠靈活性的需求
參考文獻
第3章 輸電網中的現代技術和智慧電網面臨的挑戰
3.1 變電站: 電網節點
3.1.1 輸電變電站的接線和元件
3.1.2 新的空氣絕緣開關技術
3.1.3 氣體絕緣開關
3.2 採用數位技術實現電力系統控制和自動化
3.2.1 電力系統控制和自動化的層次結構和資料處理
3.2.2 變電站的保護和控制
3.2.3 控制中心技術
3.3 輸電技術
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 輸電網面臨的挑戰
3.4.1 不穩定的風能和太陽能發電產生的影響
3.4.2 發電和負荷中心的分離
3.4.3 電力電子的饋電和短路功率
參考文獻
第4章 配電網的設計及新型電網用戶的影響
4.1 配電網分類
4.2 一級和二級中壓配電網
4.3 中壓配電網和低壓配電網分類
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
4.4.6 有效選擇中性點接地方式的實踐經驗
4.5 配電網保護
4.5.1 中壓配電網
4.5.2 中壓配電網的饋電變電站
4.5.3 低壓配電網
4.6 配電網運行
4.6.1 確保電能品質
4.6.2 過程管理
4.7 配電系統的新趨勢
4.7.1 分散式發電和新型負載
4.7.2 對電能品質的影響
參考文獻
第5章 輸電網的智慧運行和監測
5.1 大面積停電的根本原因和經驗教訓
5.1.1 概述和電壓崩潰現象
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年義大利大停電
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大擾動
5.2 控制區域和系統服務
5.2.1 電力系統管理
5.2.2 頻率控制
5.2.3 電壓控制
5.2.4 供電恢復
5.2.5 發電計畫: 價值順序原則
5.2.6 分散式能源提供的系統服務
5.3 電力系統觀測和智慧化擁堵管理
5.3.1 電力系統需要更多的觀測
5.3.2 電網安全運行的預測方法
5.3.3 現代保護概念
5.3.4 相量測量的廣域監測
5.3.5 穩態評估和動態安全評估
5.3.6 天氣狀況監測和靈活的線路帶負荷
5.4 結論
參考文獻
第6章 智能配電網的三大支柱
6.1 配電系統中的智慧電網和智慧市場的關係
6.2 支柱 1: 本地配電網自動控制和遠端控制
6.2.1 電壓控制
6.2.2 潮流控制的機會
6.2.3 故障跳閘後供電恢復的自動控制和遠程控制
6.2.4 增強中壓保護概念
6.2.5 配電網中智慧電網增強的經濟性
6.3 支柱 2: 虛擬電廠的靈活性——智慧機組
6.3.1 虛擬電廠的基礎
6.3.2 需求側管理: 儲能和可控負荷的作用
6.3.3 虛擬發電廠在未來市場中的商業模式
6.4 支柱 3: 用戶的智慧計量與市場一體化
6.4.1 數位計量技術基礎
6.4.2 動態電價
6.4.3 對用戶行為的影響：需求側回應（DSR）
6.4.4 電動汽車管理
6.5 智慧配電的通信需求
參考文獻
第7章 智慧能源市場設計
7.1 未來電力供應市場：一個場景和一個案例研究
7.2 電網運營和電力市場的智慧服務
7.2.1 智慧服務概述
7.2.2 計量服務
7.2.3 資料通信和資訊管理
參考文獻
第8章 先進資訊和通信技術：智能電網的骨架
8.1 智慧電網中統一的資訊和通信技術標準的重要性
8.1.1 資訊和通信技術標準的功能
8.1.2 通信標準
8.1.3 資料管理的標準
8.1.4 資訊安全
8.2 電力系統中用於監測和控制的通信發展史
8.2.1 遠端變電站控制的設計發展
8.2.2 數位通信協定簡介
8.3 用IEC 61850系列標準進行無縫通信
8.3.1 IEC 61850的參考模型和結構
8.3.2 資料模型
8.3.3 在一條匯流排上的三個協定：通信服務結構
8.3.4 協定服務
8.3.5 獨立設計
8.3.6 一致性和接受度測試
8.3.7 智慧電網擴展的新標準部分
8.4 基於通用訊息模型IEC 61968/70 的資料管理
8.5 資料和通信安全IEC/TS 62351
8.6 統一智慧電網標準的全球性行為
8.6.1 IEC/TR 62357參考模型
8.6.2 歐州授權標準M/490
8.6.3 在電力能源/智慧電網標準化路線圖中的全球性行為的分析
參考文獻
第9章 全球智慧電網
9.1 全球最大電力系統的智慧電網
9.1.1 中國電力系統宏偉的發展戰略
9.1.2 美國互連電網的發展目標
9.1.3 俄羅斯及其鄰國的電力系統的增強
9.2 歐洲智慧電網項目概況
9.2.1 歐盟第五、第六、第七框架計畫專案
9.2.2 歐洲國家級智慧電網專案的庫存專案清單
9.3 智慧電網應用經驗
9.3.1 Web2Energy: 實踐中的智能配電三大支柱
9.3.2 RegModHarz: 用VPP實現區域供電
9.3.3 美國的DSR項目
9.3.4 南韓濟州島智能電網測試平臺
參考文獻
