智能电网技术与装备丛书:我国智能电网领域技术发展的重要标志

国家重点研发计划由原来的“国家重点基础研究发展计划”(973计划)、“国家高技术研究发展计划”(863计划)、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项、产业技术研究与开发基金和公益性行业科研专项等整合而成,是针对事关国计民生的重大社会公益性研究的计划。国家重点研发计划事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品,为我国国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。
“智能电网技术与装备”重点专项是国家重点研发计划第一批启动的重点专项,是国家创新驱动发展战略的重要组成部分。该专项通过各项目的实施和研究,持续推动智能电网领域技术创新,支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命。该专项从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范,全链条创新设计、一体化组织实施,实现智能电网关键装备国产化。
“十三五”期间,智能电网专项重点研究大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互联、大规模用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网等关键技术,并对智能电网涉及的大规模长寿命低成本储能、高压大功率电力电子器件、先进电工材料以及能源互联网理论等基础理论与材料等开展基础研究,专项还部署了部分重大示范工程。“十三五”期间专项任务部署中基础理论研究项目占24%;共性关键技术项目占54%;应用示范任务项目占22%。
“智能电网技术与装备”重点专项实施总体进展顺利,突破了一批事关产业核心竞争力的重大共性关键技术,研发了一批具有整体自主创新能力的装备,形成了一批应用示范带动和世界领先的技术成果。预期通过专项实施,可显著提升我国智能电网技术和装备的水平。
基于加强推广专项成果的良好愿景,工业和信息化部产业发展促进中心与科学出版社联合策划出版以智能电网专项优秀科技成果为基础的“智能电网技术与装备丛书”,丛书为承担重点专项的各位专家和工作人员提供一个展示的平台。出版著作是一个非常艰苦的过程,耗人、耗时,通常是几年磨一剑,在此感谢承担“智能电网技术与装备”重点专项的所有参与人员和为丛书出版做出贡献的作者和工作人员。我们期望将这套丛书做成智能电网领域权威的出版物!
我相信这套丛书的出版,将是我国智能电网领域技术发展的重要标志,不仅能供更多的电力行业从业人员学习和借鉴,也能促使更多的读者了解我国智能电网技术的发展和成就,共同推动我国智能电网领域的进步和发展。
智能电网技术与装备丛书
01
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智能配电网运行状态估计技术
ISBN 978-7-03-068775-3
作者:严正等
北京:科学出版社,2021.05
本书介绍同步相量测量技术在配电网中的应用,重点论述配电网状态估计与运行状态评估方法。全书分为三篇:第一篇介绍配电网量测环境分析与测量装置优化配置问题;第二篇阐述混合量测环境下配电网状态估计方法,包括传统的静态状态估计与动态状态估计,以及基于人工智能技术的状态估计;第三篇阐述配电网运行状态评估方法,涉及配电网的结构脆弱性分析、运行状态不确定性分析以及孤岛检测等方面。本书力求阐明配电网运行状态估计的本质和规律,简明、清晰地介绍各种分析方法,突出新的理论和技术在配电网运行状态估计问题中的应用。
02
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智能配电系统的安全域
ISBN 978-7-03-066871-4
作者:肖峻,祖国强,屈玉清
北京:科学出版社,2021.05
安全域能刻画满足安全性要求下的系统最大运行范围,是研究一个系统最基本的问题。自2012年配电安全域概念提出后,本书首次全面地介绍配电系统安全域理论,梳理其起源和发展过程,阐明配电安全域的概念定义、数学模型、求解方法、观测手段以及性质机理等基本问题,探讨安全域在规划运行领域的应用,还结合智能电网的新特性,介绍配电安全域理论的最新发展。安全域不但能丰富现有的配电网分析理论,而且还是实现配电网安全高效的基础,具有重要的科学意义和广阔的应用前景。
03
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智能配电网多维数据集成分析与协调控制
ISBN 978-7-03-067596-5
作者:王金丽等
北京:科学出版社,2021.10
本书结合我国智能电网的持续推进建设情况,为有效应对大规模分布式能源接入配电网、电动汽车充电负荷快速增长、用户供需互动日益频繁等智能配电网新形态,满足可观测性水平提高所带来的海量数据信息集成分析与协调控制需求,系统性地介绍智能配电网多源数据特征及其分类、智能配电网信息集成融合方法、多维数据分析基础理论、多维数据关联匹配分析、智能配电网运行优化分析、孤岛运行控制与稳定分析、故障快速恢复控制技术等内容,并进行相应的典型应用案例分析。本书涉及面广,理论与实践相结合,内容深入浅出,语言通俗易懂,便于读者学习与掌握。
04
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工业负荷建模控制及电网互动调节
ISBN 978-7-03-067972-7
作者:徐箭,廖思阳,孙元章
北京:科学出版社,2022.04
本书系统、全面地介绍高耗能工业负荷特性、建模及参与电网调控的理论、方法和一些实际应用。全书共9章,内容包括高耗能工业负荷的基本分类与地理分布、典型高耗能工业负荷特性及建模方法、高耗能工业负荷控制方法、高耗能工业负荷参与局域电网频率控制方法、电解铝负荷参与局域电网动态电压控制方法、电解铝负荷参与互联电网联络线功率波动控制方法、电解铝负荷参与互联电网低频振荡控制方法、电解铝负荷参与互联电网调频辅助服务方法、含高耗能工业负荷控制的硬件在环仿真平台搭建及工业应用。本书体系完整、内容新颖,可以帮助读者尽快跟踪高耗能工业负荷控制在电网应用的最新发展。
05
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配电网同步测量技术及应用
ISBN 978-7-03-068510-0
作者:张恒旭,石访,靳宗帅
北京:科学出版社,2022.06
本书系统论述有源配电网的信号特征,介绍宽频带多态信号的精细化分析方法,对比分析同步相量及频率测量方法,并针对部分理论、算法给出并分析实测效果。此外,本书总结有源配电网同步测量装置及系统的典型功能、结构和性能指标,综述同步测量技术在配电网中的典型应用场景,并重点介绍基于同步波形进行小电流接地故障诊断与定位、弧光高阻故障诊断时的应用方法和效果。 
06
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高比例可再生能源电力系统优化运行
ISBN 978-7-03-069132-3
作者:姚良忠等
北京:科学出版社,2022.07
本书主要介绍高比例可再生能源电力系统协同优化运行方法。全书内容大体上可以分为五部分:高比例可再生能源电力系统运行的相关问题与挑战(第1章);高比例可再生能源电力系统的场景构建、态势感知、协调控制(第2~4章);高比例可再生能源配电系统优化运行(第5、6章);高比例可再生能源输电系统优化运行(第7、8章);高比例可再生能源输电与配电系统协同优化运行(第9章)。
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可再生能源发电集群优化规划与评价
ISBN 978-7-03-064767-2
作者:郭力,刘洪
北京:科学出版社
出版时间:2022.10
高密度分布式可再生电源并网给智能配电网规划设计、运维调控、仿真测试等方面带来巨大挑战,“可再生能源发电集群”是有效的解决措施之一。本书旨在对可再生能源发电集群优化规划领域的工作进行总结,探讨分布式可再生能源发电集群划分、接入规划、分布式可再生能源发电集群和配电网协同规划、分布式储能规划等问题。本书第1章概述分布式发电集群优化规划方法现状;第2章介绍分布式可再生能源发电接入方式与技术特点;第3章介绍分布式可再生能源发电接入分析技术;第4章介绍分布式可再生能源发电接纳能力评估方法;第5章介绍分布式可再生能源发电集群;第6章介绍分布式可再生能源发电集群接入规划;第7章介绍分布式可再生能源发电集群与储能规划;第8章介绍分布式可再生能源发电集群与配电网协同规划。
08
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可再生能源发电集群实时仿真与测试
ISBN 978-7-03-064847-1
作者:顾伟等
北京:科学出版社,2022.11
高密度分布式可再生电源并网给智能配电网规划设计、运维调控、仿真测试等方面带来巨大挑战,以“可再生能源发电集群”的概念简化实现配电网的全局协调、就地自治、协同消纳等功能,是解决控制维度高、控制对象多、就地消纳难等一系列难题的有效措施之一。本书旨在对可再生能源发电集群接入的配电网实时仿真与测试相关领域的工作进行总结,探讨集群并网多时间尺度建模、动态全过程数字仿真和实时仿真测试等问题。本书第1章概述分布式发电集群的建模与仿真研究现状;第2章介绍分布式电源及集群建模方法;第3章介绍多集群复杂配电网动态全过程数字仿真技术;第4章介绍电力-信息混合实时仿真技术;第5章介绍集群并网关键设备在环测试理论与方法。
09
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柔性直流输电
ISBN 978-7-03-074598-9
作者:饶宏
北京:科学出版社,2022.12
成套设计是柔性直流输电工程自主研发、设计建设的核心技术,本书按照成套设计技术体系,系统介绍了柔性直流输电技术、主要构成和工程基本情况,共11章,主要包括绪论、柔性直流输电工作原理与主回路设计、柔性直流输电关键设备、柔性直流输电控制保护系统、柔性直流换流站电磁兼容、柔性直流输电过电压与绝缘配合、柔性直流输电接入系统稳定性、柔性直流输电实时数字仿真技术、柔性直流输电谐波及谐振特性、柔性直流输电工程系统试验、柔性直流输电工程。
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能源互联网下清洁能源电力市场体系构建
ISBN 978-7-03-074597-2
作者:别朝红等
北京:科学出版社,2022.12
本书全面介绍了能源互联网下的清洁能源电力市场体系。全书共分5章,第1章介绍清洁能源基本情况和发展形势;第2章介绍能源互联网市场体系构建的基本定义、基本特性和发展目标;第3章介绍灵活调节容量市场构建;第4章介绍新能源电量库交易机制;第5章介绍能源互联网典型案例,包括青海电网全清洁能源供电、新疆电力援疆外送创新实践、清洁供暖市场化交易机制等12个典型案例。
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新能源大功率高压直流并网变换器
ISBN 978-7-03-074222-3
作者:陈武等
北京:科学出版社,2022.12
本书重点阐述了非隔离型与隔离型大功率高压直流变换器的电路拓扑与相应的控制技术。首先,针对非隔离型方案,提出谐振开关电容升压和LC并联谐振升压两种结构,分别实现开关管的零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)。其次,针对隔离型方案,提出一种支干分流思想,实现主开关管的ZCS,显著降低了变换器的开关损耗。基于支干分流思想,提出一系列ZCS直流升压变换器。再次,针对定脉宽变频调制LC串联谐振变换器,分析其高频变压器磁芯磁密变化情况,并提出一种非对称定脉宽变频调制策略,彻底消除了高磁密工作模式,避免了变压器饱和问题。最后,研制了模块化IPOS型、高频谐振型和中频型三套±35kV/500kW光伏直流并网变换器,并在中国电力科学研究院有限公司张北新能源基地成功示范应用。
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电力系统高比例可再生能源发展路径
ISBN 978-7-03-074164-6
作者:鲁宗相,伍声宇,黎静华
北京:科学出版社,2022.12
本书聚焦于未来高比例可再生能源场景下电力系统的发展路径及其关键技术,内容包括高比例可再生能源驱动的电网形态演变、含高比例分布式电源的配电网优化控制、高比例可再生能源电力预测理论与方法等内容,全面介绍了未来电力系统发展路径中的关键技术问题。
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中低压直流配电系统运行与控制
ISBN 978-7-03-074625-2
作者:朱淼,马建军
北京:科学出版社,2022.12
中低压直流配电系统的研究与实践,可有效支撑以新能源为主体的新型电力系统构建,对于高质量电能供给、新能源高效消纳与互联电网灵活运行具有重要意义。本书聚焦直流配电的前沿理论,从直流变换器、区域直流配电系统以及互联直流配电系统三个维度,对若干新型直流电力电子拓扑与直流系统运行控制方法展开系统性介绍。本书同时总结了近年来国内外直流配电领域的工程实践与标准化工作进展,为今后的直流配电研究提供参考。
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风电并网电力系统暂态分析
ISBN 978-7-03-074626-9
作者:胡家兵等
北京:科学出版社,2022.12
本书主要介绍了现代变速恒频风电机组及其规模化并网电力系统的故障分析与暂态稳定问题、数学建模与分析方法。全书分为三个部分,共9章。绪论为第1和第2章,介绍电网故障扰动下风电机组控制保护结构、风电并网电力系统的特殊性;上篇为第3~第5章,分析电网对称、不对称短路故障期间风电机组的故障电流特征;下篇为第6~第9章,分析机电时间尺度、电磁时间尺度下风电并网电力系统的暂态稳定问题。
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电力系统全电磁暂态仿真
ISBN 978-7-03-069393-8
作者:汤涌,刘文焯
北京:科学出版社,2022.12
本书全面阐述了电力系统全电磁暂态仿真的模型和算法,以及软件开发技术,共分为八章。第1章概述电力系统仿真的基本原理,第2~4章详细介绍电力系统常规设备数学模型、新能源发电设备模型、常规直流及柔性直流数学模型,第5~7章重点介绍电磁暂态仿真算法、电磁暂态并行仿真技术和电磁暂态仿真的初始化技术,第8章介绍全电磁暂态仿真程序在实际电网中的应用。
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区域能源互联网智能调控技术
ISBN 978-7-03-074873-7
作者:艾芊等
北京:科学出版社,2023.01
本书全面分析综合能源系统各环节涉及的理论及技术。全书共8章,包括综合能源系统架构、成员与功能,综合能源系统动态建模理论、态势感知技术、多主体互动模式、优化调度方法、控制方法与策略,以及人工智能在智能调控中的应用、能源互联网未来发展趋势。
 本文为“智能电网技术与装备丛书”序,标题为编者所加。
(本文编辑:刘四旦)
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