智能電網：讓電力系統(tǒng)適應新的挑戰(zhàn)

目錄
第1章 引言 1
1.1 電力網絡 2
1.2 智能電網 2
1.3 利益相關者 4
1.4 挑戰(zhàn) 6
1.5 解決方案 8
第2章 挑戰(zhàn) 10
2.1 可再生能源發(fā)電 11
2.1.1 接入配電網絡 11
2.1.2 接入輸電網絡 12
2.1.3 更換傳統(tǒng)發(fā)電機 14
2.1.4 預測 15
2.2 能源效率 17
2.2.1 用電量的減少 18
2.2.2 電網損耗 19
2.2.3 不斷增加的電力應用 20
2.2.4 熱電聯(lián)產 21
2.3 電力市場 22
2.4 供電連續(xù)性和電壓質量 23
2.4.1 對更高性能的需要 23
2.4.2 新的發(fā)電和用電 25
2.4.3 可靠性指標 25
2.4.4 電壓質量指標 26
2.5 傳輸容量 27
2.5.1 配電 27
2.5.2 次級輸電網和輸電網 28
2.5.3 發(fā)電 29
2.5.4 傳輸容量不足 29
2.6 性能指標 30
第3章 電網中的解決方案 32
3.1 常用解決方案 33
3.2 傳輸容量 34
3.2.1 高壓直流輸電 36
3.2.2 柔性交流輸電 38
3.2.3 動態(tài)傳輸容量 39
3.2.4 基于風險的運行方法 40
3.3 大型輸電網絡 43
3.4 能量儲存 44
3.5 有源配電網絡 47
3.5.1 配電系統(tǒng)保護 47
3.5.2 電壓控制 49
3.5.3 微電網 51
3.5.4 自動恢復供電 52
3.6 監(jiān)控 54
第4章 電網用戶的參與 56
4.1 發(fā)電單元設置要求 57
4.2 限電：現(xiàn)有的應用 60
4.3 聯(lián)動跳閘 62
4.3.1 工業(yè)設施 62
4.3.2 風力發(fā)電站 64
4.3.3 網格狀電網 65
4.3.4 過載引起連接斷開 66
4.4 限電的更多應用 67
4.4.1 防止過載 67
4.4.2 放射狀電網中的熱過載 69
4.4.3 網格狀電網中的熱過載 71
4.4.4 輻射狀電網中的過電壓和欠電壓 71
4.4.5 配電網中的能量儲備 73
4.4.6 電壓和電流質量 75
4.4.7 功角穩(wěn)定性 76
4.4.8 頻率穩(wěn)定性 77
4.4.9 電壓穩(wěn)定性 78
4.5 限電示例 79
4.5.1 示例1：太陽能發(fā)電引起的過載 79
4.5.2 示例2：風力發(fā)電引起的變壓器過載 80
4.5.3 示例3：風力發(fā)電引起的過電壓 81
第5章 市場激勵 85
5.1 批發(fā)和零售市場 86
5.2 日前市場 87
5.2.1 現(xiàn)貨市場 87
5.2.2 當地電價及市場分割 89
5.3 需求響應 92
5.3.1 分時定價 92
5.3.2 改進型分時定價方法 93
5.3.3 小時定價 94
5.3.4 峰值電價 95
5.3.5 峰值電價折扣 96
5.3.6 階梯電價 97
5.3.7 由于需求響應導致的用電峰值減少 98
5.3.8 系統(tǒng)層面的需求響應 99
5.3.9 關停用電示例 99
5.3.10 用電量轉移示例 102
5.3.11 基于二氧化碳排放的需求響應 103
5.3.12 恢復峰值 104
5.4 現(xiàn)貨市場以外的市場 104
5.4.1 不同市場的概述 104
5.4.2 價格變化示例 105
5.4.3 需求響應平衡 108
5.4.4 需求響應對平衡的影響 109
5.5 市場和網絡 110
5.6 輔助服務市場 113
5.6.1 備用容量 114
5.6.2 頻率控制 114
5.6.3 無功功率及電壓控制 115
5.6.4 短路容量 116
5.6.5 電壓質量 117
5.6.6 黑啟動 117
5.6.7 電網的孤島運行 118
5.6.8 慣性 118
5.6.9 穩(wěn)定性 119
5.6.10 概述 119
5.7 電網用戶 120
5.7.1 一般電網用戶 120
5.7.2 小型消費者 122
5.7.3 小型和大型發(fā)電 125
5.7.4 儲能 126
5.7.5 中型和大型用戶 127
5.7.6 電動汽車 127
5.7.7 微電網及虛擬發(fā)電站 128
5.7.8 智能電表及其他通信 129
第6章 討論 131
6.1 網絡運營經濟學 132
6.1.1 資費監(jiān)管 132
6.1.2 性能指標 133
6.2 保留方案 134
6.3 初步趨勢 137
6.3.1 配電網絡 137
6.3.2 次級輸電網絡 138
6.3.3 輸電網絡及其系統(tǒng) 139
6.3.4 電網用戶 140
第7章 結論 141
參考文獻 142
索引 147