能源是維系人類生存、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步及建設(shè)現(xiàn)代文明的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，安全可靠的能源供應(yīng)體系和高效、清潔、經(jīng)濟的能源利用，是支撐人類文明和社會持續(xù)發(fā)展的基本保障。在雙碳目標(biāo)背景下，我國將推動能源轉(zhuǎn)型和提質(zhì)增效，以數(shù)字化、智能化和綠色低碳發(fā)展作為能源體系建設(shè)的主旋律，保障國家能源戰(zhàn)略安全，實現(xiàn)能源強國。
在全球氣候變暖、清潔能源大規(guī)模開發(fā)及信息技術(shù)全面發(fā)展的背景下，人類即將迎來新一輪的能源革命，必將涵蓋對能源行業(yè)的全面數(shù)字化和信息化升級，同時構(gòu)建全球范圍的能源互聯(lián)網(wǎng)，以顯著提高能源的利用效率，實現(xiàn)能源行業(yè)的綠色低碳發(fā)展。
智慧能源管理的總目標(biāo)是實現(xiàn)能源綜合效益的最大化，其本質(zhì)是能源和信息的互聯(lián)，以高水平的能源供需動態(tài)管理推動經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。智慧能源管理基于管理學(xué)、運籌學(xué)、信息學(xué)和經(jīng)濟學(xué)等基礎(chǔ)理論，構(gòu)建數(shù)智化和可視化的能源管理系統(tǒng)，通過信息化平臺對能源的開發(fā)、加工轉(zhuǎn)換、傳輸和消費等各環(huán)節(jié)進行全方位管理。其技術(shù)基礎(chǔ)主要依托于各類信息化技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能算法、區(qū)塊鏈、云計算與邊緣計算等。新一代信息技術(shù)的發(fā)展為智慧能源管理帶來了前所未有的機遇，人類即將進入能源智能化時代。
本書基于雙碳目標(biāo)下我國能源的數(shù)智化轉(zhuǎn)型研究，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用案例，全面論證了智慧能源管理體系的理論依據(jù)、應(yīng)用方式和未來發(fā)展趨勢。理論篇包括4個章節(jié)，主要從智慧能源管理的理論體系、智慧能源管理的技術(shù)依據(jù)和智慧能源管理的技術(shù)體系三個方面展開能源理論和技術(shù)體系的全面闡述，并從能源供給側(cè)和需求側(cè)分別探求智慧管理的創(chuàng)新機制； 應(yīng)用篇從重點行業(yè)智慧能源應(yīng)用、社會系統(tǒng)智慧能源應(yīng)用、重要資源智慧能源應(yīng)用和未來智慧能源四個方面總結(jié)應(yīng)用實例，覆蓋了交通、建筑、農(nóng)業(yè)、城市、社區(qū)、家庭智慧能源應(yīng)用以及智慧電力、智慧水資源、智慧燃?xì)獾阮I(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，同時總結(jié)了發(fā)展智慧能源面臨的主要問題與挑戰(zhàn)，展望了能源行業(yè)未來的發(fā)展趨勢和方向。本書理論與實踐兼?zhèn)�，既具有理論高度又具有較強的實踐指導(dǎo)意義。因此，本書可作為各類高等院校管理科學(xué)與工程、能源類、環(huán)境類等相關(guān)專業(yè)本科生或研究生的教學(xué)用書，同時也可供從事智慧能源技術(shù)開發(fā)、能源管理等相關(guān)崗位的研發(fā)工程師和管理人員學(xué)習(xí)和參考。
全書由陳曉紅院士擔(dān)任主編，參與編寫人員有： 白愛娟（第1章），郭佳茵、陳浩云（第2章），李歡、于秋野（第3章），帥毅、趙春虎（第4章），劉經(jīng)（第5章），李曉銳（第6章），李元龍（第7章），顧升波（第8章），全書由陸杉、李歡、白愛娟統(tǒng)稿，陳曉紅院士審核。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請讀者予以批評、指正。
編者
2024年1月
理論篇
第1章能源與智慧能源
1.1能源與智慧能源概述
1.1.1能源概述
1.1.2智慧能源的內(nèi)涵與特征
1.1.3智慧能源的體系構(gòu)架
1.2世界能源發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1能源生產(chǎn)情況
1.2.2能源消費情況
1.2.3能源貿(mào)易情況
1.3能源危機
1.3.1能源危機的產(chǎn)生
1.3.2我國能源面臨的挑戰(zhàn)
1.4我國新能源產(chǎn)業(yè)智慧化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.4.1太陽能光伏產(chǎn)業(yè)
1.4.2太陽能光熱產(chǎn)業(yè)
1.4.3風(fēng)電產(chǎn)業(yè)
1.4.4核能產(chǎn)業(yè)
1.4.5生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)
1.4.6新能源汽車產(chǎn)業(yè)
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第2章能源技術(shù)基礎(chǔ)
2.1傳統(tǒng)能源技術(shù)
2.1.1清潔燃煤
2.1.2石油煉制與加工
2.1.3可燃冰
2.1.4電能轉(zhuǎn)化與存儲技術(shù)
2.2新能源技術(shù)
2.2.1太陽能技術(shù)
2.2.2風(fēng)能技術(shù)
2.2.3磁流體發(fā)電技術(shù)
2.2.4氫能技術(shù)
2.2.5海洋能技術(shù)
2.2.6核能技術(shù)
2.2.7生物質(zhì)能技術(shù)
2.3雙碳背景下節(jié)能減排技術(shù)
2.3.1工業(yè)節(jié)能技術(shù)
2.3.2建筑及民用節(jié)能技術(shù)
2.3.3交通節(jié)能技術(shù)
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第3章智慧能源管理技術(shù)原理
3.1系統(tǒng)論與協(xié)同論
3.2信息化傳輸技術(shù)
3.2.1從信息到數(shù)據(jù)
3.2.2信息化傳輸技術(shù)的廣泛應(yīng)用
3.2.3前沿應(yīng)用： 全面加速賦能
3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
3.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概要
3.3.2短距離自組網(wǎng)絡(luò)： ZigBee協(xié)議
3.3.3廣覆蓋低功耗組網(wǎng)： LoRa技術(shù)
3.3.4窄帶蜂窩互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)： NBIoT技術(shù)
3.4大數(shù)據(jù)與人工智能
3.5區(qū)塊鏈
3.6云計算與邊緣計算
3.6.1云計算賦能調(diào)度優(yōu)化
3.6.2邊緣計算應(yīng)對需求響應(yīng)
3.6.3機器學(xué)習(xí)提升數(shù)據(jù)效用
3.6.4元宇宙融合數(shù)據(jù)與現(xiàn)實
3.7微服務(wù)組件封裝
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第4章智慧能源管理
4.1智慧能源管理概述
4.1.1智慧能源管理的基本概念
4.1.2智慧能源管理的基本原理
4.1.3智慧能源管理的主要方法
4.1.4智慧能源管理系統(tǒng)
4.2能源管理機制
4.2.1能源供給側(cè)管理機制
4.2.2能源需求側(cè)管理機制
4.2.3清潔發(fā)展機制
4.2.4節(jié)能機制
4.3能源數(shù)智管理
4.3.1共識機制
4.3.2能源環(huán)境關(guān)聯(lián)演化
4.3.3電力供應(yīng)過程中的智能調(diào)度技術(shù)
4.3.4數(shù)智管理平臺關(guān)鍵技術(shù)
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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應(yīng)用篇
第5章重點行業(yè)智慧能源應(yīng)用
5.1交通行業(yè)智慧能源
5.1.1交通智慧能源的信息技術(shù)
5.1.2交通智慧能源的一體化體系構(gòu)建
5.1.3交通智慧能源的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
5.1.4案例分析
5.1.5總結(jié)
5.2建筑行業(yè)智慧能源
5.2.1建筑行業(yè)智慧能源概述
5.2.2基于AI的建筑節(jié)能
5.2.3建筑智慧能源應(yīng)用情況
5.2.4挑戰(zhàn)
5.2.5總結(jié)
5.3農(nóng)業(yè)智慧能源
5.3.1農(nóng)業(yè)智能能源
5.3.2智能農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)
5.3.35G網(wǎng)絡(luò)智慧農(nóng)業(yè)
5.3.4農(nóng)業(yè)智能傳感器
5.3.5智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用案例
5.3.6農(nóng)業(yè)智慧能源平臺
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第6章社會系統(tǒng)智慧能源應(yīng)用
6.1城市智慧能源
6.1.1智慧城市與能源
6.1.2智能電網(wǎng)與智慧城市綜合能源服務(wù)
6.1.3案例分析
6.2社區(qū)智慧能源
6.2.1智慧社區(qū)
6.2.2城市低碳社區(qū)(未來社區(qū)低碳能源場景設(shè)想)
6.2.3案例分析
6.3家庭智慧能源
6.3.1家庭智慧能源概述
6.3.2居民智慧用能服務(wù)
6.3.3案例分析
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第7章重要資源智慧能源應(yīng)用
7.1智慧電力
7.1.1智能電網(wǎng)概述和特征
7.1.2智能電網(wǎng)的基本組成
7.1.3微電網(wǎng)和能源存儲系統(tǒng)
7.1.4智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用
7.2智慧水資源
7.2.1智能水系統(tǒng)概述
7.2.2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能水系統(tǒng)
7.2.3智能水網(wǎng)與海綿城市
7.3智慧燃?xì)?/p>
7.3.1智能燃?xì)飧艣r與特征
7.3.2智能燃?xì)獗?/p>
7.3.3智能燃?xì)怅P(guān)鍵技術(shù)
7.3.4智能燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
7.3.5智能燃?xì)獾膽?yīng)用案例
7.3.6未來清潔能源氫能
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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第8章未來智慧能源
8.1發(fā)展智慧能源面臨的重要機遇
8.1.1發(fā)展智慧能源的國際環(huán)境
8.1.2當(dāng)前是發(fā)展智慧能源的戰(zhàn)略機遇期
8.1.3發(fā)展智慧能源有助于我國應(yīng)對氣候戰(zhàn)略
8.2發(fā)展智慧能源面對的主要問題與挑戰(zhàn)
8.2.1發(fā)展智慧能源面對的主要問題
8.2.2發(fā)展智慧能源面對的主要挑戰(zhàn)
8.3未來智慧能源
8.3.1技術(shù)發(fā)展
8.3.2系統(tǒng)演進
8.3.3市場變革
8.3.4模式創(chuàng)新
本章小結(jié)
參考文獻
習(xí)題與思考
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