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新型配电网关键技术及发展
0.00     定价 ¥ 80.00
图书来源: 浙江图书馆(由JD配书)
此书还可采购15本,持证读者免费借回家
  • 配送范围:
    浙江省内
  • ISBN:
    9787519887131
  • 出 版 社 :
    中国电力出版社
  • 出版日期:
    2025-07-01
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作者简介

杨会轩,男,汉族,1974 年 3 月生,山东兖州人,1997 年参加工作,研究生学历,管理学硕士,正高级工程师。

现任山东华科信息技术有限公司董事长兼总经理,北京华清未来能源技术研究院有限公司董事长兼总经理,中国电工技术学会能源智慧化专业委员会联合发起人兼副主任委员、山东省电工技术学会副理事长。

长期专注能源电力行业数字化,聚焦智能配电与新能源高效利用,以数字化助推双碳目标,已授权14项发明专利,4项实用 新型,软件著作权 41 项,已申请专利 30余项,核心期刊收录论文 3 篇, 出版专著 1 部,参与各级标准制修订 9 项。

企业荣获2022 年国家级专精特新“小巨人”企业、2022 年 度山东省工业企业“一企一技术”研发中心、2022 年智能配电与分布式新能源技术研究济南市工程研究中心等荣誉称号。三年实 现专精特新三级跳,三年营收复合增长率为 106%,为山东新旧动能转换打造华科样板。

与清华大学、华北电力大学、山东大学等高校科研院所开展 多年产学研深度合作,具有丰富的实践经验。


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内容介绍

本书在细致分析新型配电网的背景、意义与发展方向的基础上,详细介绍了新型配电网新技术应用相关内容,主要包括新型配电网规划技术、自愈控制技术、调度优化技术、运行评估及优化技术、数字化技术,并对新型配电网的新技术未来发展进行展望。

配电网是面向用户电力能源供应的重要基础设施和实现规模化新能源消纳的关键环节,在电力系统中起着承上启下的重要作用。随着“双碳”目标和新型电力系统建设的持续推进,随机性强、波动性大的新兴分布式能源海量接入,使配电网由无源、单向、闭环向有源、双向、开环、拓扑可重构、数字化调控转变,新型配电网发展必将面临前所未有的挑战,需要在规划、自愈控制、调度优化、运行评估以及数字化等方面进行技术革新,从而形成源网荷储深度融合互动的新形态,推动配电网数字化、智能化转型,并进一步实现配电网与电力市场、碳市场的协同发展,做到绿色低碳、安全可控、智慧灵活、数字赋能和经济高效。

本书共6章,内容主要包括:第1章新型配电网概述,第2章新型配电网规划技术,第3章新型配电网自愈控制与调度优化技术,第4章新型配电网运行评估及优化技术,第5章新型配电网数字化技术,第6章新型配电网展望。


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精彩书评
  ★在当今信息化快速发展的时代,大数据和智能化技术在各个领域的应用日益广泛,特别是在能源系统的管理与优化中扮演着至关重要的角色。《新型配电网关键技术及发展》深刻阐述了新型配电网的技术创新,这些技术是实现能源系统智能化、提高能源利用效率的关键。
  ——俄罗斯工程院、自然科学院院士,中国科学院二级研究院 丁治明

  ★在能源行业经历前所未有的转型时期,数字化和智能化技术成为推动这一变革的关键力量。《新型配电网关键技术及发展》较为全面总结了新型配电网的技术创新和管理实践,为配电网智能化、数字化的转型,能源行业的技术进步和管理创新,提供了宝贵的参考。
  ——国际欧亚科学院院士、华北电力大学教授 牛东晓

  ★在能源行业的新时代背景下,新型配电网的发展成为推动能源革命的关键力量。《新型配电网关键技术及发展》全面总结了新型配电网的关键技术及其发展书中对于配电网智能化、数字化转型的深入分析,为能源领域的科研和工程实践提供了宝贵的指导和参考。
  ——天津大学电气与自动化工程学院教授,博士生导师 王守相

  ★在当今快速发展的全球化时代,技术创新管理已成为推动企业持续成长和提升国家竞争力的核心动力。《新型配电网关键技术及发展》不仅系统性地总结了配电网技术的最新进展更从管理的角度出发,为电力行业的技术革新和企业战略决策提供了宝贵的指导和洞见,具有重要的学术价值和实践意义。
  ——清华大学技术创新研究中心主任,清华大学教授 陈劲

  ★在能源革命和数字经济的浪潮中,配电网作为能源转型的重要支点,其技术创新和智能化发展尤为关键。《新型配电网关键技术及发展》全面而深入地探讨了配电网领域的最新技术和管理策略,为行业提供了宝贵的知识资源和实践指导。
  ——中国电工技术学会秘书长 韩毅
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精彩书摘
  第1章 新型配电网概述
  1.1 新型配电网发展背景与意义
  随着“双碳”政策和新型电力系统建设的持续推进,分布式光伏、风电建设全方位铺开,分体式定频空调、电动汽车和储能等柔性负荷也将大规模接入,配电网正在从无源、单向、闭环、拓扑固定、人为调控转变为有源、双向、开环、拓扑可重构、数字化调控。配电网作为面向用户电力能源供应的核心环节,具有承上启下的重要作用,也是实现电能转换和利用的重要基础设施,安全稳定运行至关重要。随着“碳”进程和新型电力系统建设的加快推进,高渗透率分布式光伏、风电的不确定性、波动性及与负荷之间的时空不平衡特性进一步加剧,新型配电网必将面临前所未有的挑战。
  一是新型配电网规划所面临的挑战。传统配电网基本采取闭环设计、开环运行的设计思路,系统中源网荷元素各自的定位十分清晰。因此,传统配电网的规划一般遵循负荷预测、空间负荷分布分析、变电站选址定容、线路网架设计、确定用户变压器容量这一典型流程来实现。但在新型配电网中,分布式电源、新能源设备及各类调控装置和手段将广泛且大规模地接入与运营。由于可再生能源波动性和间歇性等自然特性,导致电力系统中的可调整资源变少,电源侧的变化给电力系统调控带来困难。这就要求新型配电网的规划还需要考虑高比例新能源接人、微电网、交直流混联等新型配电形式,考虑灵活控制策略下与新型配电网动态运行特性相结合,考虑与智慧能源网、智能交通网等外部系统的协调发展。因此,新型配电网的规划还面临着系统中存在的众多不确定性因素,例如分布式电源相关技术与当前集中式的大电网结构契合度低、源网荷储系统运行的时序特征混杂性、涵盖设备全生命周期成本以及新能源激励政策变化、储能技术尚未成熟等诸多挑战及风险。
  二是新型配电网自愈控制与调度优化所面临的挑战。传统的配电网自愈控制技术由于未考虑高比例新能源的接入、配电网双向潮流特性、网络拓扑结构动态变化、配电线路复杂度以指数形式上升等因素,无法时刻监控、检测、识别配电网的运行情况同时在配电网发生故障后进行及时的预警,也无法对非故障失电区域进行负荷转供,以达到配电网迅速自愈的目标,导致整体配电网更加脆弱。据统计,我国与国际先进水平还存在较大差距。我国10kV用户平均供电可靠性为99.940%,平均停电时间5.22h,而新加坡在2011年时就达到99.999941%,平均停电时间0.31min。配电网调度优化是配电网运行的重要环节之一。随着分布式能源、储能、电动汽车等大量新兴能源主体接入配电网,新型配电网将转变为拥有多种可控分布式电源的主动配电网,并且大规模新能源并网常伴随着潮流倒送、接入点电压过高现象发生,且光伏、风电装置出力具有随机性和不稳定性,以上因素都增加了新型配电网的调度优化难度。传统的配电网调度优化技术由于忽略前述因素,当电价变化或者新型配电网供电安全受到影响时,无法主动改变用户用电行为也无法根据电力合约中断部分负荷得到补偿,从而导致新型配电网的调峰、调压、供电质量、运行经济性以及新能源消纳等方面面临极大挑战。
  三是新型配电网运行评估及优化面!临的挑战。配电网运行评估及优化通过研判配电网的运行状态与各类设备的可靠性,开展电能质量评估工作,基于评估结果找到配电网存在的问题,并提出针对性的配电网优化建设方案,保障配电网的安全稳定运行。然而,面向高比例新能源接入的新型配电网,可再生能源发电具有强随机性和间歇性,传统的配电网运行评估与优化技术仍然采用面向常规能源的供电可靠性指标体系,并且统计范围仅计及中高压用户,无法对新能源出力的不确定性引起新型配电网线路潮流分布和节点电压波动、线路潮流流向改变、功率倒送等情况进行准确评估及优化,一些电力系统保护设备因此会受到很大的冲击,这些影响直接关系到电力用户的用电效率和用电质量,情况严重时甚至会导致大面积停电事故发生。另外,对于新型配电网来说,负荷不仅密集而且类型多样,系统每个节点上负荷功率的波动形式不尽相同,无法采用统一的概率分布描述不同负荷类型的波动,这也就进一步增加了整个系统的不确定性,为新型配电网运行评估及优化增添了更大的复杂性。
  四是新型配电网数字化转型面临的挑战。大数据、物联网、区块链、人工智能和数字孪生等先进数字化技术的突飞猛进为新型配电网提供了新的发展契机。然而,如何将这些前沿科技与新型配电网发展需求完美结合,仍是亟待探索的问题。例如:新型配电网电力物联安全认证接入与数据传输技术方面,现有配电网统一通过中心服务器对电力终端设备进行身份认证以保障配电网的有效运行时,往往会遇到海量的电力终端设备带来的身份认证申请或数据传输使中心服务器算力过载,导致配电终端在申请身份认证时往往无法高效完成;电力物联终端辨识方面,当前配电网电力物联终端智能管控只能覆盖至边缘设备而终端感知辨识能力薄弱,新型配电网如何利用数字化技术在边缘侧实现对电力物联终端静态信息与动态信息的高效辨识,提高电力物联终端智能辨识的准确性,支撑终端设备的精细化管控,使数字经济与实体经济深度融合,也是亟须解决的一大问题。与此同时,新型配电网系统的庞大规模、多元构成要素和复杂技术集成等特征为配电网的数字化转型带来了长期挑战。特别是在以新能源为主体的新型电力系统建设背景下,系统的波动性将急剧增大,惯量明显降低,分布式特征更加明显,设备数量剧增,多元化主体需求差异增大,电网利益格局更加复杂。
  因此,为了解决上述挑战,新型配电网应该以绿色低碳、安全可控、智慧灵活、开放互动、数字赋能、经济高效为发展的基本特征,结构上实现更强的新能源消纳能力,形态上实现源网荷储深度融合互动,技术上实现各环节数字化智能化,经济上实现新型配电网和碳市场协同发展。依托电力电子技术及新一代信息通信技术,建设适应高渗透率分布式电源的智能柔性新型配电网,以加快新型电力系统建设,响应国家“双碳”目标。
  1.2 新型配电网发展方向
  作为新型电力系统建设的主战场,传统配电网正在加速向新型配电网演进。随着海量分布式电源、储能、电动汽车等新型广义负荷的广泛接入,用户供需互动日益频繁,使得新型配电网出现双向化、智能化、电力电子化等新特征,新型配电网的源网荷具有更强的时空不确定性,呈现出常态化的随机波动和间歇性,给新型配电网安全可靠运行带来更大挑战。为此,本书将从新型配电网规划技术、新型配电网自愈控制与调度优化技术、新型配电网运行评估及优化技术和新型配电网数字化技术四个方面详细阐述新型配电网发展方向,以助力“双碳”目标下适应新型电力系统的新型配电网快速构建。
  ……
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目录

前言

第1章 新型配电网概述
1.1 新型配电网发展背景与意义 1
1.2 新型配电网发展方向 3

第2章 新型配电网规划技术 5
2.1 新型配电网规划原则和内容 5
2.2 不同电压等级配电网规划技术及未来演进路线 8
2.2.1 高压配电网规划 8
2.2.2 中压配电网规划 15
2.2.3 低压配电网规划 24
2.2.4 电源接入规划技术 29
2.2.5 电力用户接入规划技术 35
2.2.6 配电网规划未来演进路线 40
2.3 面向区域能源互联的新型配电网规划技术 43
2.3.1 面向区域能源互联的新型配电网架构 44
2.3.2 区域多能源互联耦合 46
2.3.3 多能源互补共济的新型配电网源、荷协同规划 47
2.4 包含高比例分布式能源的新型配电网网格化规划技术 52
2.4.1 新型配电网分布式电源模型 52
2.4.2 新型配电网网格规划 54
2.4.3 包含高比例新能源的新型配电网网格化规划评估体系 58

第3章 新型配电网自愈控制与调度优化技术 62
3.1 新型配电网自愈控制技术 62
3.1.1 新型配电网自愈控制概念及要求 62
3.1.2 配电网自愈控制框架体系 63
3.1.3 基于博弈的新型配电网自愈控制 67
3.1.4 基于人工智能的新型配电网自愈控制 70
3.2 新型配电网调度优化技术 74
3.2.1 分布式源、荷、储资源多尺度聚合调控优化技术 74
3.2.2 包含虚拟电厂的配电网分层调度优化技术 83
3.2.3 支撑新型配电网资源区域自治的边缘控制优化技术 89

第4章 新型配电网运行评估及优化技术 95
4.1 新型配电网电能质量评估技术 95
4.1.1 现有电能质量评估指标体系及流程 95
4.1.2 电动汽车充电站接入新型配电网的电能质量评估 98
4.1.3 双高行业节能降耗及电能质量治理优化技术 104
4.2 新型配电网供电可靠性评估技术 108
4.2.1 供电可靠性评估指标及计算方法 108
4.2.2 高比例分布式新能源接入下新型配电网供电可靠性评估技术 111
4.2.3 新型配电网供电可靠性提升技术 115
4.3 新型配电网设备可靠性评估技术 120
4.3.1 基于配电网大数据分析的设备画像可靠性评估及故障预警技术 120
4.3.2 新型配电网主设备分布式状态传感装置可靠性评估技术 128
4.4 新型配电网运行风险评估技术 134
4.4.1 配电网运行风险评估指标体系 134
4.4.2 高比例分布式光伏接入新型配电网的电压风险评估 138

第5章 新型配电网数字化技术 142
5.1 新型配电网电力物联安全认证接入与数据传输技术 142
5.1.1 基于区块链的新型配电网安全认证设备 142
5.1.2 基于区块链的新型配电网数据传输方法 145
5.2 新型配电网电力物联终端辨识技术 146
5.2.1 面向电力物联终端辨识的工业互联网标识关键技术 146
5.2.2 融合工业互联网标识的电力物联终端边缘智能辨识技术 157
5.3 新型配电网多模态通信架构及异构融合组网技术 166
5.3.1 支撑新型配电网园区低碳运行的多模态通信架构 166
5.3.2 支撑新型配电网园区低碳运行的多模态异构融合组网关键技术 172
5.4 新型配电网云边端协同技术 178
5.4 基于分层规划的新型配电网云边端通信计算存储配置方法 178
5.4.2 基于端侧数据存储感知的配电网云边卸载方法 182
5.4.3 面向配电网多业务异质资源即时调度的边边协同方法 185
5.5 新型配电网数据深度融合与共享技术 188
5.5.1 覆盖多业务的配电网数据资源统一服务框架 188
5.5.2 新型配电网多源异构数据资源集成融合技术 191
5.5.3 新型配电网数据资源安全共享与服务技术 192
5.6 新型配电网大数据分析及可视化技术 194
5.6.1 新型配电网大数据分析平台及可视化系统 194
5.6.2 新型配电网全景数字地图模型构建及功能实现方法 201
5.6.3 基于全景态势感知的电网辅助决策 204
5.7 新型配电网孪生建模与交互技术 207
5.7.1 新型配电网数字孪生系统方案概述 207
5.7.2 新型配电网数字孪生建模与交互技术实现机理 209
5.7.3 新型配电网数字孪生应用场景 212
5.8 新型配电网图数据建模及智能分析技术 214
5.8.1 新型配电网图数据建模方法 214
5.8.2 新型配电网图数据智能存储管理方法 219
5.8.3 基于知识图谱的新型配电网图数据可视化及智能搜索方法 221

第6章 新型配电网新技术展望 226
6.1 面向低碳化发展的新型配电网规划技术展望 226
6.1.1 概述和关键技术 226
6.1.2 未来展望 226
6.2 面向多形态发展的新型配电网能量调度技术展望 227
6.2.1 概述和关键技术 227
6.2.2 未来展望 227
6.3 新型配电网运行评估技术及承载力提升方法展望 227
6.3.1 概述和关键技术 227
6.3.2 未来展望 228
6.4 新型配电网信息流确定性控制技术展望 228
6.4.1 概述和关键技术 228
6.4.2 未来展望 228
6.5 新型配电网数字化技术展望 229
6.5.1 概述和关键技术 229
6.5.2 未来展望 229
6.6 新型配电网直流配用电技术展望 230
6.6.1 概述和关键技术 230
6.6.2 未来展望 230

参考文献 231

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