智能电网是建设新型电力系统和新型能源体系的枢纽平台，涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节。本书从通俗易懂的角度系统介绍智能电网及智能用电技术，本书共7 章，内容包括坚强智能电网、特高压输电、智能配电网及微电网、智能变电站、智能调度、智能用电技术以及智能电网研究仿真基础。本书介绍了自2009 年以来我国坚强智能电网建设取得的技术突破和重大成果。 本书既适合智能电网信息工程专业、电气工程及其自动化专业本科生以及跨专业相关课程教学使用，也适合作为大学生创新创业训练项目、本科毕业设计以及电气工程专业研究生的参考用书，同时也可供关注智能电网产业发展的行业人士参考阅读。

李升，教授，工学博士，硕士生导师，南京工程学院电力工程学院。主要研究方向为新型电力系统稳定及控制、智能电网技术等，近年来发表相关SCI/EI期刊论文10余篇，授权相关发明专利10项。曾获江苏省高等教育教学成果二等奖、南京市自然科学优秀学术论文奖等奖项和荣誉。指导学生在高校电气电子工程创新大赛、全国青年绿色科技创新大赛、中国研究生电子设计竞赛等创新创业大赛中多次获奖。

目 录 第1 章 坚强智能电网 ................................... 1 1.1 发展智能电网的动因 ............................... 4 1.2 智能电网的发展、内涵和特征 ............... 5 1.3 中国坚强智能电网建设 ........................... 9 1.4 新型电力系统与坚强智能电网 .............. 11 习题 ...................................................................13 第2 章 特高压输电 .......................................15 2.1 特高压交流输电技术 ..............................18 2.1.1 特高压交流输电技术的发展 ..............................................18 2.1.2 特高压交流输电技术效益分析 ......................................18 2.2 特高压交流输电工程 ..............................21 2.2.1 我国特高压交流输电工程建设现状 ......................................21 2.2.2 晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流试验示范工程 ...........22 2.2.3 苏通GIL 综合管廊工程 ..............25 2.3 特高压交流变电站电气设备 ..................26 2.4 高压直流输电与特高压直流输电技术 .................................................31 2.4.1 高压直流输电和特高压直流输电技术发展史 ..................31 2.4.2 高压直流输电和特高压直流输电系统的基本原理 ...........33 2.4.3 高压直流输电技术和特高压直流输电技术的特点 ..................35 2.5 特高压直流输电工程 ..............................36 2.5.1 我国特高压直流输电工程建设现状 ..........................36 2.5.2 特高压直流输电示范工程 ...........37 2.5.3 昆柳龙多端柔性直流工程 .......... 38 2.6 特高压换流站电气设备 .......................... 39 习题 .................................................................. 43 第3 章 智能配电网及微电网 .................... 45 3.1 智能配电网概述 ...................................... 48 3.1.1 配电网基本知识 .......................... 48 3.1.2 智能配电网的概念 ...................... 49 3.1.3 智能配电网的特征 ...................... 50 3.2 高级配电自动化 ...................................... 51 3.2.1 高级配电自动化的概念 .............. 51 3.2.2 高级配电运行自动化（ADOA） ....................... 52 3.2.3 高级配电管理自动化（ADMA） ...................... 53 3.3 智能配电网自愈控制 .............................. 55 3.3.1 供电质量与自愈控制 .................. 55 3.3.2 智能配电网自愈控制能力评价指标 ...................................... 55 3.3.3 智能配电网自愈控制关键技术和实现条件 .......................... 56 3.3.4 智能配电网自愈控制架构 .......... 57 3.4 微电网概述 .............................................. 58 3.4.1 微电网的基本概念 ...................... 58 3.4.2 微电网组成和基本结构 .............. 59 3.4.3 微电网分类 .................................. 61 3.5 微电网控制系统 ...................................... 63 3.5.1 微电网控制系统架构 .................. 63 3.5.2 微电网控制策略 .......................... 64 3.6 智能微电网工程案例 .............................. 66 习题 .................................................................. 68 智能电网及智能用电技术 第4 章 智能变电站 .......................................70 4.1 智能变电站概述 ......................................73 4.1.1 智能变电站的概念 ......................73 4.1.2 智能变电站的体系结构 ..............74 4.1.3 智能变电站的关键设备 ..............75 4.2 IEC 61850 通信规约 ................................80 4.2.1 IEC 61850 通信规约概述 ............80 4.2.2 IEC 61850 通信规约的特点 ..............................................80 4.2.3 IEC 61850 通信规约的主要内容 ......................................82 4.3 GOOSE、SV 和虚端子 ...........................85 4.3.1 面向通用对象的变电站事件模型（GOOSE） .................85 4.3.2 采样值（SV） .............................86 4.3.3 直采、直跳、网采、网跳 ...........86 4.3.4 虚端子 ..........................................87 4.4 智能变电站一体化监控系统 ..................87 4.4.1 智能变电站一体化监控系统的概念和技术原则 ..............87 4.4.2 智能变电站一体化监控系统的物理结构和设备 ..............88 4.4.3 智能变电站一体化监控系统的应用功能 ..........................91 习题 ...................................................................91 第5 章 智能调度 ...........................................93 5.1 电力调度控制技术概述 ..........................95 5.1.1 电力调度控制技术的发展历程 ......................................95 5.1.2 电网调控机构的分层控制结构 ..............................................96 5.1.3 智能调度的发展目标 ..................97 5.2 智能电网调度控制系统 ..........................97 5.2.1 智能电网调度控制系统的特点 ..............................................97 5.2.2 智能电网调度控制系统的架构 .............................................. 98 5.2.3 基础平台 .................................... 100 5.2.4 四大类应用 ................................ 101 5.3 D5000 智能电网调度控制系统 ............ 103 5.3.1 D5000 系统的架构 .................... 103 5.3.2 D5000 系统的硬件结构 ............ 104 5.3.3 D5000 系统的软件结构 ............ 104 5.3.4 D5000 系统的功能 .................... 105 习题 ................................................................ 105 第6 章 智能用电技术 ................................ 107 6.1 智能用电技术概述 ................................ 110 6.2 高级量测体系 ........................................ 111 6.3 用电信息采集系统 ................................ 113 6.4 智能楼宇/小区与智能家居 ................... 115 6.4.1 智能楼宇 .................................... 115 6.4.2 智能小区 .................................... 116 6.4.3 智能家居 .................................... 117 6.5 电动汽车充放电技术 ............................ 118 6.5.1 电动汽车的分类 ........................ 119 6.5.2 电动汽车充电方式及充换电站 ................................ 119 6.5.3 动力电池 .................................... 121 6.5.4 电动汽车充放电模式 ................ 122 6.5.5 电动汽车大规模接入对电网的影响 ............................ 123 6.6 需求响应 ................................................ 124 6.6.1 需求响应的概念 ........................ 124 6.6.2 需求响应与双向互动 ................ 126 习题 ................................................................ 126 第7 章 智能电网研究仿真基础 ............. 129 7.1 PS-5G 电力系统数字仿真平台设计 ............................................... 132 7.1.1 PS-5G 综合试验系统 ................. 132 7.1.2 基于PSAT 的PS-5G系统建模 .................................... 135 7.1.3 基于PowerWorld 的PS-5G系统建模 .................................... 141 7.2 风电场并网系统数字仿真建模 ............ 143 7.2.1 WSCC 3 机9 节点系统 ............. 143 7.2.2 风电场接入WSCC 3 机9节点系统仿真建模 ................. 144 7.2.3 风电场并网系统研究专题 ......... 146 7.3 光伏并网系统数字仿真建模 ................ 147 7.3.1 光伏电站接入IEEE 14 节点系统仿真建模 ............................ 147 7.3.2 光伏并网系统电压稳定性 研究专题 .................................... 150 习题 ................................................................ 151 参考文献 ............................................................ 153