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。
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
——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