電力數(shù)字智能技術(shù)發(fā)展與展望

前言
摘要
1 發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢?001
1.1　發(fā)展現(xiàn)狀?002
1.1.1　數(shù)字智能技術(shù)引領(lǐng)社會變革?002
1.1.2　電力領(lǐng)域廣泛應(yīng)用數(shù)字智能技術(shù)?003
1.1.3　電力發(fā)展促進數(shù)字智能技術(shù)進步?003
1.2　形勢與要求?004
1.2.1　構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的要求?004
1.2.2　構(gòu)建智慧運營體系的要求?005
1.2.3　產(chǎn)業(yè)協(xié)同融合發(fā)展的要求?006
1.3　目標定位?007
1.3.1　電力系統(tǒng)智慧升級?007
1.3.2　構(gòu)建能源互聯(lián)生態(tài)?009
1.4　關(guān)鍵技術(shù)?010
1.4.1　精準感知——傳感（測量）技術(shù)?010
1.4.2　信息傳遞——通信技術(shù)?010
1.4.3　穩(wěn)定運行——控制（保護）技術(shù)?011
1.4.4　核心要素——芯片技術(shù)?011

1.4.5　數(shù)據(jù)平臺——大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈?012
1.4.6　決策支持——人工智能?012
1.5　小結(jié)?013
2 傳感（測量）技術(shù)?015
2.1　技術(shù)現(xiàn)狀?016
2.1.1　發(fā)展歷程?016
2.1.2　應(yīng)用現(xiàn)狀?017
2.2　主要應(yīng)用?025
2.2.1　核心電氣量測量?025
2.2.2　發(fā)電設(shè)備狀態(tài)感知?026
2.2.3　輸電線路狀態(tài)感知?028
2.2.4　變電設(shè)備狀態(tài)感知?032
2.2.5　配電設(shè)備狀態(tài)感知?036
2.2.6　用電設(shè)備狀態(tài)感知?038
2.3　關(guān)鍵技術(shù)?039
2.3.1　MEMS傳感器技術(shù)?040
2.3.2　光纖傳感器技術(shù)?041
2.3.3　傳感器組網(wǎng)技術(shù)?043
2.3.4　自取能技術(shù)?045
2.4　研發(fā)方向?047
2.4.1　低成本集成化?047
2.4.2　抗干擾內(nèi)置化?048
2.4.3　多節(jié)點自組網(wǎng)?048
2.4.4　自取能低能耗?049
2.5　小結(jié)?050

3 通信技術(shù)?053
3.1　技術(shù)現(xiàn)狀?054
3.1.1　發(fā)展歷程?054
3.1.2　應(yīng)用現(xiàn)狀?057
3.2　主要應(yīng)用?058
3.2.1　發(fā)電廠內(nèi)通信?058
3.2.2　電力通信網(wǎng)?060
3.2.3　用戶側(cè)通信?063
3.3　關(guān)鍵技術(shù)?066
3.3.1　載波通信?066
3.3.2　光纖通信?069
3.3.3　微波通信?073
3.3.4　衛(wèi)星通信?075
3.3.5　總線通信?076
3.4　研發(fā)方向?077
3.4.1　更大容量?077
3.4.2　更廣覆蓋?078
3.4.3　更低時延?081
3.4.4　更高安全性?082
3.5　小結(jié)?083
4 控制（保護）技術(shù)?085
4.1　技術(shù)現(xiàn)狀?086
4.1.1　經(jīng)典控制理論階段?086
4.1.2　現(xiàn)代控制理論階段?088

4.1.3　智能控制理論階段?091
4.1.4　保護技術(shù)發(fā)展歷程?092
4.2　主要應(yīng)用?093
4.2.1　發(fā)電廠控制系統(tǒng)?093
4.2.2　電網(wǎng)調(diào)度控制?096
4.2.3　變電站綜合自動化?102
4.2.4　用電需求控制?104
4.3　關(guān)鍵技術(shù)?105
4.3.1　經(jīng)典控制?106
4.3.2　線性系統(tǒng)控制?107
4.3.3　非線性系統(tǒng)控制?111
4.3.4　系統(tǒng)辨識?115
4.3.5　模糊控制?116
4.3.6　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制?117
4.3.7　專家控制?118
4.3.8　遺傳算法?119
4.3.9　廣域保護?120
4.4　研發(fā)方向?122
4.4.1　隨機控制?122
4.4.2　測—辨—控技術(shù)?123
4.4.3　廣域控制技術(shù)?124
4.4.4　保護控制協(xié)同技術(shù)?127
4.4.5　系統(tǒng)保護?128
4.5　小結(jié)?129

5 芯片技術(shù)?131
5.1　技術(shù)現(xiàn)狀?132
5.1.1　發(fā)展歷程?132
5.1.2　應(yīng)用現(xiàn)狀?136
5.2　主要應(yīng)用?141
5.2.1　智能電能表?142
5.2.2　電力通信?144
5.2.3　用電安全?145
5.2.4　資產(chǎn)管理?146
5.2.5　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測?147
5.3　關(guān)鍵技術(shù)?148
5.3.1　低功耗?148
5.3.2　可靠性設(shè)計?152
5.3.3　電磁防護?155
5.3.4　可測性設(shè)計?157
5.3.5　熱仿真?160
5.4　研發(fā)方向?163
5.4.1　傳感芯片?163
5.4.2　通信芯片?165
5.4.3　主控芯片?166
5.4.4　安全芯片?166
5.4.5　射頻識別芯片?166
5.5　小結(jié)?168
6 大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈技術(shù)?169
6.1　技術(shù)現(xiàn)狀?170

6.1.1　發(fā)展歷程?170
6.1.2　應(yīng)用現(xiàn)狀?173
6.2　主要應(yīng)用?176
6.2.1　系統(tǒng)運行?176
6.2.2　企業(yè)管理?178
6.2.3　市場分析?179
6.2.4　預(yù)測研究?181
6.2.5　市場交易?182
6.3　關(guān)鍵技術(shù)?183
6.3.1　多源數(shù)據(jù)整合?183
6.3.2　分析挖掘?184
6.3.3　分布式存儲?185
6.3.4　并行計算?186
6.3.5　可視化?187
6.3.6　共識算法?188
6.3.7　非對稱加密算法?189
6.3.8　點對點網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?190
6.3.9　智能合約?190
6.3.10　其他數(shù)據(jù)處理技術(shù)?191
6.4　研發(fā)方向?193
6.4.1　大數(shù)據(jù)采集和存儲技術(shù)?193
6.4.2　大數(shù)據(jù)分析和挖掘技術(shù)?194
6.4.3　大數(shù)據(jù)安全和隱私保護?195
6.4.4　區(qū)塊鏈核心技術(shù)提升?196
6.5　小結(jié)?198

7 人工智能技術(shù)?201
7.1　技術(shù)現(xiàn)狀?202
7.1.1　發(fā)展歷程?202
7.1.2　應(yīng)用現(xiàn)狀?206
7.2　主要應(yīng)用?207
7.2.1　源荷預(yù)測?207
7.2.2　電網(wǎng)調(diào)度?209
7.2.3　設(shè)備運維?211
7.2.4　用電營銷?213
7.2.5　規(guī)劃設(shè)計?215
7.3　關(guān)鍵技術(shù)?215
7.3.1　機器學(xué)習(xí)?215
7.3.2　語音處理?219
7.3.3　計算機視覺?222
7.3.4　智能機器人?224
7.3.5　生物特征識別?226
7.3.6　專家系統(tǒng)?228
7.4　發(fā)展方向?229
7.4.1　群體智能?229
7.4.2　混合增強智能?230
7.4.3　認知智能?231
7.4.4　無人智能?232
7.5　小結(jié)?233
8 發(fā)展展望?235
8.1　技術(shù)發(fā)展趨勢?236

8.2　發(fā)展情景展望?238
8.2.1　數(shù)字智能電力系統(tǒng)?238
8.2.2　智能企業(yè)管理?243
8.2.3 “能源 信息 ”產(chǎn)業(yè)?244
8.2.4　電力大數(shù)據(jù)賦能?249
附錄 縮寫/定義?253