物联网与能源互联网
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前言

能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。能源互联网将通信、信息、传感、控制等技术与能源发展进行深度融合,实现各种能源,尤其是清洁能源的合理应用。

电力物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统,基于先进的传感器、控制和软件应用程序,充分利用大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,将能源生产端、能源传输端、能源消费端数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成了能源互联网的物联基础。

本书是《物联网与智能电网》的姐妹篇,6年前很多老师和朋友就建议我再编写一本有关能源互联网的书籍,尽管我很早就开始策划了,可是迟迟没有下定决心编写。在这里要感谢张琪司长,2018年年初,她给我打电话,要我下定决心尽快组织编写。经过大家的努力,2019年年底我们完成了初稿,之后我对全书进行了检查和修改,最终完稿。当把书稿提交给出版社时,我才感觉到这项艰苦的“工程”终于完成了。

本书结合物联网与能源互联网相关领域的理论研究和实践,从关键技术到典型应用,全方位阐述了物联网与能源互联网的发展现状和关键技术,本书共12章。

第1章论述了能源互联网的提出背景、概念、研究现状和发展趋势,然后介绍了电力物联网的典型应用架构。主要编写人员有刘建明、甄岩、白晖峰和霍超等。

第2章重点介绍了能源互联网常用的几种感知技术、与此相关的边缘计算与虚拟现实技术和时空位置服务等内容。主要编写人员有陈文康、刘畅、刘建明、闫龙川和张港红等。

第3章论述了能源互联网中无线通信网络的业务需求,分别对电力无线专网技术、近距离微功率无线通信技术和无线公网通信技术进行了具体论述。主要编写人员有陶雄强、闫淑辉、冯世英、陈平、孙蓉和侯莹莹等。

第4章重点介绍了在能源互联网中如何使用区块链技术提升数据在信息流中的验证与交互效率。主要编写人员有颜拥、于卓、郭少勇和朱少敏等。

第5章介绍了智能用电中的关键技术、系统和平台、用户侧能源互联网。主要编写人员有刘宣、刘岩和李祥珍等。

第6章介绍了能量收集技术的背景和现状、能量来源,并针对太阳能电池、基于电磁感应的发电机、基于摩擦电效应的机械能电能转换、热能发电机和电力传感器供电五个关键技术方向的能量收集技术进行了具体介绍。主要编写人员有丁文伯、陆诚越、李嘉荣和苑佳楠等。

第7章介绍了输电线路状态监测系统的整体架构,包括导线振动、导线覆冰、导线舞动、导线风偏、导线温度、电缆本体及通道状态监测等技术及应用。主要编写人员有杨景刚、赵恒、谭笑和肖小龙等。

第8章主要阐述了基于物联网技术的智能变电站智能感知、智能变电站综合在线监测、变电站智能辅助监测、故障智能识别和变电站物联网汇聚及安全接入等关键技术。主要编写人员有杨景刚、李玉杰、贾骏和肖小龙等。

第9章主要围绕智能传感技术在配电网中的应用、图像智能化分析技术在配电网中的应用、基于物联网技术的配网分支线路故障诊断、基于物联网的配电网智能化分析平台四个场景全面介绍了物联网技术在配电网中的典型应用。主要编写人员有沈海平、殷志华和鲁方林等。

第10章主要介绍了能源互联网中几种常用的传感芯片,如电流、温度、振动、力等传感芯片,重点介绍了它们的基本技术原理、电路及其应用。主要编写人员有王峥、马日红、尉中杰和杨文等。

第11章介绍了基于物联网的变电、配电、输电机器人,可穿戴巡检设备,以及巡检数据智能诊断的相关技术及应用。主要编写人员有杨景刚、孙蓉、刘子全和刘媛等。

第12章重点介绍了物联网技术在能源互联网中的典型应用,包括家庭能源管理、智慧路灯管理、储能技术、综合能源服务与管理、源网荷的协调等。主要编写人员有刘建明、林弘宇、姚国风、郑耀东、雷博、李琳、陈振宇、马琎劼、罗凯明、许苑、陈文康、刘畅、陈健和索智鑫等。

在这里,我要感谢所有参加编写的作者,感谢参加合稿的各位编辑!

感谢华北电力大学李成榕教授、清华大学许海旺教授、北京邮电大学张琳教授对本书的评审,他们仔细阅读了初稿,提出了很多中肯的意见。

感谢提供素材和负责校对的黄文涛、王威、李建、江林、张瑞兵、卫琳、马圳江、代美玲、魏欣、高明等朋友。

感谢电子工业出版社在本书出版过程中给予的大力支持,感谢徐蔷薇、李敏编辑的帮助。

希望本书能够对关心物联网技术和产业发展的各级领导、高校师生及产业链相关领域的工作人员等有所裨益,能够为我国能源互联网产业发展添砖加瓦。

由于笔者水平有限,书中难免有局限和不足之处,欢迎广大专家和读者不吝指正。

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2020年8月