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第1章 绪论1

1.1 能源转型面临的挑战1

1.1.1 能源结构亟待转型1

1.1.2 新能源消纳面临瓶颈3

1.1.3 能源利用效率亟待提升4

1.1.4 能源系统独立运行的局限性问题5

1.2 能源技术取得的突破7

1.2.1 新能源成本的快速降低7

1.2.2 能源领域新材料取得的新突破9

1.2.3 互联网技术在能源领域的应用优势10

1.3 智能电网与能源网融合的优越性11

1.3.1 推动能源供给革命，提高新能源消纳能力11

1.3.2 推动能源消费革命，提高能源综合利用效率12

1.3.3 推动能源体制革命，提供市场化所需技术支撑13

1.4 本章小结13

参考文献14

第2章 智能电网与能源网的融合模式15

2.1 国内外发展现状15

2.2 融合模式的三种形态19

2.2.1 视角A：智能电网2.020

2.2.2 视角B：互联能源网22

2.2.3 视角C：“互联网＋”能源网25

2.2.4 融合模式的异同27

2.3 融合模式的支撑技术28

2.3.1 材料装备技术29

2.3.2 信息通信技术32

2.4 融合模式的典型场景32

2.4.1 广域互联能源网33

2.4.2 区域与用户级智能能源网33

2.4.3 “互联网＋”智慧能源34

2.5 本章小结34

参考文献35

第3章 新材料新装备支撑技术38

3.1 提升电能传输效率的新型材料与装备38

3.1.1 超导材料与装备38

3.1.2 新型导电材料43

3.1.3 特高压设备绝缘防护47

3.2 促进可再生能源消纳的新型储能材料与装备48

3.2.1 储能技术的基本类型48

3.2.2 储能材料与装置的技术发展方向48

3.3 未来先进电工装备的新型电工磁性材料51

3.3.1 电工磁性材料的基本类型51

3.3.2 电工磁性材料的技术发展方向55

3.4 未来电力电子化能源系统的新型半导体材料和器件57

3.4.1 宽禁带半导体材料的基本类型57

3.4.2 宽禁带半导体材料与器件的技术发展方向65

3.5 推进能源系统发展的智能（功能）材料67

3.5.1 非线性绝缘材料68

3.5.2 自愈合绝缘材料69

3.6 本章小结71

参考文献71

第4章 信息通信支撑技术74

4.1 促进透明电网的信息感知技术74

4.1.1 芯片级传感技术74

4.1.2 芯片化保护控制技术76

4.1.3 光纤传感网络技术78

4.1.4 泛在网络技术78

4.1.5 感知信息技术的发展方向81

4.2 适应分布式处理的信息处理技术83

4.2.1 云计算技术83

4.2.2 大数据应用技术86

4.2.3 高性能计算技术89

4.2.4 信息处理技术的发展方向90

4.3 面向智能决策的信息交互技术91

4.3.1 人工智能技术91

4.3.2 虚拟现实技术（VR）93

4.3.3 物联网技术96

4.3.4 移动互联网技术100

4.3.5 信息交互技术的发展方向102

4.4 保障能源系统可靠性的信息安全技术103

4.4.1 云计算信息安全技术103

4.4.2 物联网信息安全技术104

4.4.3 能源工业控制系统安全技术106

4.4.4 信息安全技术的发展方向109

4.5 本章小结110

参考文献110

第5章 广域互联能源网113

5.1 电力发展趋势113

5.1.1 电力需求预测113

5.1.2 电力供应预测115

5.1.3 可再生能源发电预测117

5.1.4 电力流和输电需求预测118

5.2 广域互联能源网的形态特征120

5.3 广域互联能源网的技术需求121

5.3.1 远距离输电能力提升的技术需求122

5.3.2 大电网安全稳定运行的技术需求122

5.3.3 大规模可再生能源集中消纳的技术需求123

5.4 远距离输电能力提升的技术发展方向124

5.4.1 特高压交流输电技术124

5.4.2 特高压直流输电技术126

5.5 大电网安全稳定运行的技术发展方向127

5.5.1 基于运行轨迹的电力系统稳定分析与控制127

5.5.2 新一代特高压交直流仿真平台129

5.5.3 交直流大电网系统保护技术133

5.5.4 气象及能源大数据综合利用136

5.6 大规模可再生能源集中消纳的技术发展方向138

5.6.1 柔性直流输电技术138

5.6.2 大容量储能技术139

5.6.3 适应大规模可再生能源接入的大电网调度技术140

5.7 本章小结146

参考文献146

第6章 区域与用户级智能能源网147

6.1 现状及发展趋势147

6.2 智能能源网的形态特征148

6.3 区域与用户级智能能源网的技术需求151

6.3.1 多能流耦合的关键支撑技术与设备151

6.3.2 多能流耦合的规划设计技术157

6.3.3 高比例可再生能源就地消纳的技术需求159

6.3.4 终端能源利用效率提升的技术需求159

6.4 多能流耦合的技术发展方向160

6.4.1 电-气耦合技术160

6.4.2 电-热耦合技术161

6.4.3 电-氢耦合技术163

6.4.4 互联信息保障技术164

6.5 多能流耦合规划设计技术的发展方向164

6.6 高比例可再生能源就地消纳的技术发展方向165

6.6.1 可再生能源发电功率预测技术165

6.6.2 主动配电网（能量管理）技术166

6.6.3 直流配电网与直流微网技术168

6.6.4 分布式储能技术169

6.7 终端能源利用效率提升的技术发展方向170

6.7.1 需求侧综合管理技术170

6.7.2 智能能源网运行优化技术171

6.8 本章小结172

参考文献173

第7章 “互联网＋”智慧能源175

7.1 现状及发展趋势175

7.2 “互联网＋”智慧能源的形态特征177

7.3 “互联网＋”智慧能源的技术需求178

7.3.1 能源生产智慧化的技术需求178

7.3.2 能源网络智慧化的技术需求179

7.3.3 能源消费智慧化的技术需求179

7.4 能源生产智慧化的技术发展方向180

7.4.1 基于互联网的能源生产信息公共服务网络180

7.4.2 基于大数据的生产调度智能化180

7.4.3 支持可再生能源消纳和分布式能源接入能源网络181

7.4.4 多能流生产协同的分析控制技术181

7.4.5 虚拟发电厂技术181

7.5 能源网络智慧化的技术发展方向181

7.5.1 透明电网/能源网181

7.5.2 泛在信息能源网183

7.5.3 基于互联网的能量管理技术184

7.6 能源消费智慧化的技术发展方向186

7.6.1 基于互联网的能源交易186

7.6.2 基于互联网的用能设施的推广188

7.6.3 基于互联网的能源领域商业新模式190

7.7 本章小结193

参考文献193

第8章 我国智能电网与能源网融合的技术路线194

8.1 我国能源体系分析194

8.2 能源利用体系的演变195

8.3 智能电网、能源网融合定位及形态的演变197

8.4 智能电网与能源网融合的关键技术198

8.5 智能电网与能源网融合的形态演变及技术路线199

8.6 本章小结199

参考文献202