智慧城市实践系列丛书智慧电网实践

第 一篇 理论篇

第　1章 智慧电网概述　3

1.1　何谓智慧电网　4

1.1.1　智慧电网的定义　4

1.1.2　智慧电网的结构　7

1.1.3　智慧电网的特征　9

1.2　智慧电网概念发展里程碑　9

1.2.1　IBM的“智慧电网”解决方案　10

1.2.2　奥巴马上任后提出的能源计划　11

1.2.3　互动电网概念的提出　11

1.3　传统电网到智慧电网的转变　12

1.3.1　电网的环节　12

1.3.2　传统电网的运营　13

1.3.3　智慧电网的运营　13

1.3.4　智慧电网与传统电网的区别　14

1.4　智慧电网的绿色化与信息化　16

1.4.1　智慧电网的绿色化　16

1.4.2　智慧电网信息化　16

1.5　智慧电网实现的技术支撑　17

1.5.1　物联网技术　17

1.5.2　云计算技术　24

1.5.3　大数据技术　27

1.5.4　“互联网 ”技术　31

1.5.5　ICT信息通信技术　37

第　2章 智慧电网发展　39

2.1　世界各国智慧电网的发展　40

2.1.1　美国智慧电网的发展　40

2.1.2　欧洲各国智慧电网发展模式　44

2.1.3　日本智慧电网发展模式　49

2.1.4　智慧电网在其他国家的发展　51

2.2　我国智慧电网发展的现状　52

2.2.1　我国智慧电网建设的阶段　52

2.2.2　智能电网各个环节的目标　53

2.3　我国智慧电网存在的问题　56

2.3.1　电力与资源配置不平衡　57

2.3.2　新能源接入与控制不足　57

2.3.3　智慧电网技术应用不够完善　58

2.3.4　缺乏与客户的智慧互动　58

2.4　我国智慧电网的发展趋势　59

2.4.1　可再生能源在智慧电网中的应用　59

2.4.2　电网的结构和运行模式将发生重大变化　60

2.4.3　新材料技术将在电网中得到广泛的应用　61

2.4.4　物理电网将与信息系统高度融合　62

第二篇　路径篇

第3章　智慧电网的顶层设计　69

3.1　国家对智慧电网的政策支持　70

3.1.1　《电力发展“十三五”规划》（2016—2020年）　70

3.1.2　《关于促进智慧电网发展的指导意见》　75

3.1.3　《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》　79

3.2　各省市对智慧电网的制度安排　80

3.2.1　《安徽省电网发展规划（2017—2021年）》　80

3.2.2　《江苏省政府办公厅关于促进智慧电网发展的实施意见》　82

3.2.3　广东省“互联网 ”行动计划　84

3.2.4　《山东省电力发展“十三五”规划》　85

3.3　坚强智慧电网　86

3.3.1　一个目标　87

3.3.2　两条主线　88

3.3.3　三个阶段　88

3.3.4　四个体系　88

3.3.5　五个内涵　89

3.3.6　六个环节　90

第4章　智慧电网的重点领域　93

4.1　智慧电网重点技术与领域研究的必要性　94

4.1.1　高压交直流输电技术　94

4.1.2　先进储能技术、电力电子等技术　94

4.1.3　可再生能源方面的技术　94

4.1.4　其他技术　95

4.2　智慧电网原始创新和集成创新分析　95

4.3　智慧电网的重点技术方向　95

4.3.1　智慧输变电技术　95

4.3.2　智慧配电技术　96

4.3.3　智慧用电技术　97

4.3.4　信息与通信技术　97

4.3.5　新能源技术　98

4.3.6　新材料应用技术　99

4.3.7　智慧调度技术　99

4.3.8　分布式能源接入技术　100

4.4　智慧电网的重点领域　100

4.4.1　先进的储能系统　100

4.4.2　参考量测设备　100

4.4.3　电力电子技术　101

4.4.4　电动汽车　102

4.4.5　智慧家居与智慧家电　102

第5章　智慧电网设备运营管理　105

5.1　智慧电网的设备　106

5.1.1　电力设备　106

5.1.2　电力设备分类　106

5.1.3　智慧电网对电力设备的要求　108

5.1.4　电力设备检修　109

5.2　智慧输变电系统　110

5.2.1　智慧变电站　110

5.2.2　智慧变电站系统的特性　112

5.2.3　智慧变电站系统功能　113

5.3　智慧开关设备　115

5.3.1　智慧高压开关设备的信息化建模　116

5.3.2　智慧高压开关设备状态检测与诊断　116

5.3.3　智慧高压开关设备寿命评估技术　118

5.4　智慧变压器　119

5.4.1　智慧变压器概念认知　119

5.4.2　智慧变压器信号检测技术要求　120

5.5　测量及监测设备　125

5.5.1　传感器　125

5.5.2　电子互感器　126

5.5.3　在线检测技术　128

5.5.4　柔性交流输电系统　128

5.6　智慧配电设备　132

5.6.1　配电一次设备　132

5.6.2　配电二次设备　132

5.7　智能用电系统　133

5.7.1　智能家居控制系统　133

5.7.2　网络化控制系统　134

5.7.3　客户终端设备　134

第6章　智慧电网物联网　137

6.1　电力物联网及其应用　138

6.1.1　什么是电力物联网　138

6.1.2　电力物联网的特征　138

6.1.3　电力物联网分层结构　139

6.1.4　电力物联网在智慧电网各个环节的应用　139

6.2　电力物联网技术体系建立　147

6.2.1　电力物联网技术体系的基本特征　147

6.2.2　总体技术路线　148

6.2.3　基本技术　148

6.2.4　电网应用研究　153

6.2.5　物联网安全防护体系　161

6.2.6　标准体系研究　162

6.2.7　物联网测试与仿真技术研究　162

第7章　智慧电网之大数据应用　165

7.1　智慧电网中的大数据　166

7.1.1　智慧电网中的大数据的特点　166

7.1.2　智慧电网中的大数据　166

7.2　智慧电网大数据关键技术　169

7.2.1　ETL关键技术　169

7.2.2　数据处理关键技术　170

7.2.3　多源数据融合技术　170

7.2.4　数据挖掘分析技术　170

7.2.5　数据展现关键技术　171

7.3　智慧电网大数据的应用领域　172

7.3.1　服务社会与政府部门类的应用领域　173

7.3.2　面向电力用户服务类的应用领域　174

7.3.3　支持电力公司运营和发展类的应用领域　175

7.4　智慧电网大数据的应用规划　178

7.4.1　应用背景　178

7.4.2　国家电网公司电力大数据应用规划　179

7.4.3　应用模式　181

7.5　智慧电网数据可视化的实现　182

7.5.1　智慧电网可视化概述　182

7.5.2　运行监测　183

7.5.3　智慧巡检　187

7.5.4　智慧建站　195

7.5.5　智慧电网可视化平台　197

第8章　智慧电网之新能源发电　205

8.1　新能源概述　206

8.1.1　新能源的定义　206

8.1.2　新能源的分类　206

8.2　新能源发电与智慧电网　213

8.2.1　新能源需适应智慧电网的发展趋势　213

8.2.2　智慧电网建设对新能源发展的促进意义　214

8.2.3　新能源发电接入对智慧电网的影响　214

第三篇　案例篇

第9章　电网云GIS平台　219

9.1　公司简介　220

9.2　技术简介　220

9.2.1　系统架构　220

9.2.2　系统具备的技术特点　221

9.3　应用场景　222

9.3.1　电网生产管理应用　222

9.3.2　电网应急管理应用　223

9.3.3　电网三维GIS应用　224

9.4　应用实例　225

第　10章 北京未来科技城智能配用电方案　231

10.1　北京未来科技城智能配用电项目背景和意义　232

10.2　北京未来科技城智能配用电项目实施关键技术　234

10.2.1　项目实施单位介绍　234

10.2.2　项目实施单位的关键技术　234

10.3　北京未来科技城智能配用电项目的建设内容和目标　239

10.3.1　智能配电系统　239

10.3.2　智能用电系统　239

10.3.3　智能配用电综合系统　240

10.3.4　优质电力园区示范系统　241

10.4　北京未来科技城智慧能量自治管理方案　241

10.4.1　信桥智慧能量自治管理系统的功能与特点　241

10.4.2　基于主动配电网的智慧能量自治管理系统的架构　242

10.4.3　北京未来科技城主动配国家级电网示范工程　243

10.5　北京未来科技城分散分布式超实时混合仿真系统方案　253

10.5.1　基于FrtScDc的实时混合仿真系统的构成　253

10.5.2　基于FrtScDc的实时混合仿真系统的特点和优势　254

10.5.3　基于FrtScDc的实时混合仿真系统的功能　254

10.5.4　基于FrtScDc的实时混合仿真系统的应用　255

第　11章 地下电网精益化管理　257

11.1　公司简介　258

11.1.1　取得资质　258

11.1.2　国内及国际领先程度　258

11.2　技术简介　259

11.2.1　系统架构　259

11.2.2　系统具备的技术特点　260

11.3　应用场景　260

11.3.1　地下管线数据采集标绘　260

11.3.2　地下管网三维GIS应用　261

11.4　应用实例　262

11.4.1　北京市综合管线及地下基础设施综合管理系统　262

11.4.2　浙江省地下管线普查　264

第　12章 电网统一地图服务　267

12.1　公司简介　268

12.2　技术简介　268

12.2.1　系统架构　268

12.2.2　系统具备的技术特点　268

12.3　应用场景　269

12.3.1　配网生产抢修GIS应用　269

12.3.2　营销GIS应用　270

12.3.3　电网防灾减灾GIS应用　270

12.4　应用实例　271

12.4.1　国家电网公司统一地图服务　271

12.4.2　宁夏电力公司电网三维GIS平台试点服务　273

第　13章 电网应急管理　275

13.1　公司简介　276

13.2　技术简介　276

13.2.1　系统架构　276

13.2.2　系统具备的技术特点　277

13.3　应用场景　277

13.3.1　无人机巡检控制系统　277

13.3.2　电网运行监测应用　278

13.4　应用实例　281

13.4.1　国家电网公司应急管理系统　281

13.4.2　福建省基于公网和防灾减灾平台的应急集群通信与

图形化指挥系统　283

参考文献　288