能源互联网与智慧能源

本书分上下两篇。上篇主要从能源互联网的角度分析了其发展背景、定义、功能、特征和架构；详细阐述了建设能源互联网需要的关键技术，包括能源基础设施关键技术、信息通信关键技术、电力电子技术和平台技术。下篇主要研究、介绍了以信息通信技术为基础的智慧能源体系；分析了国际和国内能源产业的发展现状；然后给出了智慧能源的定义、功能、特征和体系结构；指出了智慧能源网络的特点是能源的多元化、集约化、清洁化、精益化、低碳化和智能化，其目标是推动能源生产智能化与能源消费的精益化，通过能源总量控制、能源生产和消费的智能配置，保证我国能源安全、清洁、高效。 
　　
　　序
　　
　　前言
　　
　　上篇能源互联网
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　４４架构２７
　　
　　第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
　　
　　５３.４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
　　
　　５.６.４ＩＥＣ６１８５０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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　７.３５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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　第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最新进展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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　１２.２２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最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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　第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
　　
　　第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

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