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[美] 胡安M·赫尔斯（Juan M.Gers） 著，孟晓丽 译

图书标签:

• 配电系统
• 电力系统分析
• 电力自动化
• 智能电网
• 电力电子
• 电气工程
• 高电压
• 电力规划
• 电能质量
• 继电保护

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111533948

版次：1

商品编码：11990492

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际电气工程先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：246

编辑推荐

适读人群 ：从事配电网规划、分析、仿真以及与自动化相关的工程师、学者、学生等
　　本书素材来源于许多国际会议、电力公司的实际应用和个人研究，所涉及的主题既包括基本的概念，也包括先进、实用的技术。
　　配电系统分析基础
　　配电系统的可靠性
　　配电网络重构与供电恢复
　　电压无功控制
　　谐波理论及谐波对配电系统的影响
　　现代配电系统保护
　　智能电网通信
　　电力系统中的互操作
　　成熟度模型
　　各个章节中都包含很多实际应用考虑和用Matlab等实现的示例。

内容简介

　　在电力系统中，配电网是直接面向用户的末端环节，配电网的运行水平和供电能力直接影响供电质量和社会经济发展。本书主要介绍智能配电网概念和通信系统、配电自动化功能、配电高级分析、短路电流计算、可靠性分析、网络重构与供电恢复、电压无功控制、谐波分析、继电保护等以及智能电网的互操作和成熟度模型等内容。
　　本书可供从事配电网规划、分析与仿真以及与自动化相关的研究与开发的科研院所、公司及高校的工程师、学者、老师、学生等参考使用。

目录

译者的话
原书前言
第1章智能电网概述
1.1智能电网之于配电系统
1.2智能电网的定义
1.3智能电网对配电系统的益处
1.3.1提高可靠性
1.3.2提升系统效率
1.3.3分布式能源
1.3.4优化资产利用和高效运行
1.4质量指标
1.4.1系统平均停电持续时间（SAIDI）
1.4.2系统平均停电频率（SAIFI）
1.4.3用户平均停电持续时间（CAIDI）
1.4.4瞬时平均停电频率（MAIFI）和瞬时平均停电事件的发生频率（MAIFIE）
练习
第2章配电自动化功能
2.1电力系统自动化
2.2EMS功能范围
2.3DMS功能范围
2.4DMS功能
2.4.1稳态性能提高类功能
2.4.2动态性能提高类功能
2.5地理信息系统
2.5.1AM/FM功能
2.5.2数据库管理
2.6通信选项
2.7监控和数据采集
2.7.1SCADA功能
2.7.2系统架构
2.8同步相量测量技术及其在电力系统中的应用
2.8.1定义
2.8.2PMU应用
第3章配电系统分析基础
3.1电路定律
3.1.1欧姆定律
3.1.2基尔霍夫电压定律
3.1.3基尔霍夫电流定律
3.2电路定理
3.2.1戴维南定理
3.2.2/△变换
3.2.3叠加定理
3.3交流电路
3.4标幺化
3.5潮流计算
3.5.1潮流方程
3.5.2牛顿�怖�夫逊法
3.5.3节点类型
3.5.4牛顿�怖�夫逊法在潮流计算中的应用
3.5.5解耦法
3.6辐射状潮流概念
3.6.1理论基础
3.6.2配电网模型
3.6.3节点和支路辨识
3.6.4节点和支路辨识示例
3.6.5辐射状潮流算法
练习
第4章短路电流计算
4.1短路电流特性
4.2故障电流整定计算
4.3对称故障计算
4.4对称分量
4.4.1建立序网络的重要性
4.4.2基于对称分量法的不对称故障计算
4.4.3系统等效阻抗
4.4.4电流与电压信号在保护系统中的应用
练习
第5章配电系统的可靠性
5.1网络建模
5.2网络约简
练习
第6章配电系统网络重构与供电恢复
6.1最优拓扑结构
6.2遥控开关位置
6.2.1提高可靠性
6.2.2提高灵活性
6.3以改善运行状况为目的的馈线重构
6.4以恢复供电为目的的馈线重构
6.4.1故障定位、隔离与供电恢复（FLISR）
6.4.2人工恢复和FLISR的对比
6.4.3重构的约束条件
6.4.4FLISR集中智能控制中心
6.4.5FLISR分布式智能体
6.4.6FLISR就地智能

第7章电压/无功控制
7.1电压调节的定义
7.2改善电压调节的方法
7.3电压调节器
7.4配电系统中的电容器应用
7.4.1馈线模型
7.4.2电容器的选址和定容
7.4.3利用单个电容器组降损
7.4.4利用双电容器组降损
7.4.5利用三个电容器组降损
7.4.6若干电容器组应用
7.4.7电容器选址定容软件
7.5含VVC装置的配电馈线建模
7.6考虑SCADA的电压/无功控制
7.7电压/无功控制的要求
7.8综合电压/无功控制
练习
第8章谐波分析
8.1一般意义上的谐波
8.2理论背景
8.3谐波检测
8.4并联谐振
8.5串联谐振
8.6谐波值验证
8.6.1谐波限值
8.6.2电压畸变限值
8.6.3电流畸变限值
8.7谐波检测
8.8电容器的重估算和重定位
8.9模型
8.9.1谐波源
8.9.2系统模型
8.9.3负荷模型
8.9.4支路模型
8.10降容变压器

第9章现代配电系统保护
9.1过电流保护基础
9.1.1保护配合原则
9.1.2瞬时动作单元的整定标准
9.1.3延时继电器的设定
9.1.4通过软件设定过电流继电器
9.2Dy型变压器间协调
9.3馈线保护设备
9.3.1重合闸开关
9.3.2分段器
9.3.3熔断器
9.4整定原则
9.4.1熔断器间的协调
9.4.2重合器和熔断器间的协调
9.4.3重合器与分段器的协调
9.4.4重合器�卜侄纹鳘踩鄱掀鞯男�调
9.4.5重合器和重合器的协调
9.4.6重合闸继电器协调配合
9.5考虑分布式电源的继电保护
9.5.1短路水平
9.5.2同步
9.5.3过电流保护
9.5.4自适应保护
练习
第10 章智能电网通信技术
10.1ISO OSI模型
10.2电力系统的通信解决方案
10.2.1高级量测体系中的通信解决方案
10.2.2配电网通信技术
10.3通信传输介质
10.3.1有线和载波通信
10.3.2无线通信
10.3.3光纤通信
10.4智能电网中的信息安全
10.5IEC 61850
10.5.1IEC 61850的标准文档和功能
10.5.2系统配置语言
10.5.3GOOSE消息的配置和验证
10.5.4系统结构
10.5.5系统验证测试
10.5.6变电站IT网
10.5.7过程总线

第11章电力系统中的互操作概念
11.1互操作需要的要素
11.2信息交换过程
11.3数据模型和国际标准
11.4电力系统信息模型的实现
第12章成熟度模型
12.1智能电网成熟度模型定义
12.2使用智能电网成熟度模型的好处
12.3SGMM的起源和构成
12.4SGMM的开发过程
12.5SGMM的级别和控制权
12.5.1SGMM成熟度级别
12.5.2SGMM领域
12.6使用SGMM的结果与分析
12.7SGMM案例
参考文献

前言/序言

　　20世纪末期，由于软硬件技术和通信技术的进步，以及电容器、开关、继电保护等馈线装置的技术发展，配电系统开始受到显著的关注。21世纪初，配电自动化被归并到了涵盖发、输、配电领域的智能电网的大旗下。
　　本书素材来源于许多国际会议、电力公司的实际应用和个人研究，所涉及的主题既包括基本的概念，也包括最先进、实用的技术。
　　本书共12章。第1章为智能电网概览；第2章介绍配电自动化，其中有些内容在其他章节有详细阐述；第3章和第4章回顾了配电系统分析的基本概念，其中包括电力基本原理、网络及辐射状潮流计算、短路电流计算等。
　　第5章介绍可靠性概念；第6章是配电网络重构与供电恢复，这部分是配电自动化最核心的内容之一；第7章是利用电压调节装置和无功控制技术来实现电压调控，以保证全网节点电压合格。
　　谐波理论及谐波对配电系统的影响在第8章进行分析；第9章介绍现代配电系统保护；第10章与通信有关，其中包括了IEC61850中的相关内容；第11章介绍互操作；第12章为成熟度模型。
　　各个章节中都包含很多实际应用考虑和用Matlab等实现的示例。
　　我本人当然期望本书能够给学生和从事配电自动化及智能电网领域工作的工程师们提供帮助，也可以作为他们研究的参考用书。
　　本书成稿过程中得到了几位同事的帮助，他们提出了一些非常有价值的建议。首先要感谢英国斯特拉思克莱德大学（StrathclydeUniversity）的K.L.Lo教授将我引入配电自动化领域，并悉心指导了我在该领域的第一年的工作。感谢JoseMunoz，LuisAragon和JmaesAriza在通信那章的贡献，以及AndresPerez在同步相量技术方面的帮助。尤其要感谢CarloViggiano帮助我组织了本书的素材，并在本书的立项过程给予了极大支持。我还要感谢IET的出版团队对本书的编辑。最后，感谢我的妻子与孩子们的耐心与理解，使得我能够从家务事中节省出时间来完成此书。
　　JuanM.GersWeston，2013年10月

穿越千年：丝绸之路上的文化交融与物质传承 本书并非探讨现代电力系统的运作原理，也非聚焦于自动化技术的应用。相反，它将带您踏上一段跨越时空的旅程，深入探寻那条连接东西方文明的古老动脉——丝绸之路。我们将从历史、文化、经济、地理等多个维度，细致地剖析这条千年古道如何在人迹罕至的荒漠、巍峨的山脉和繁华的绿洲之间，编织出人类历史上最壮丽的交流网络。 第一章：丝绸之路的黎明——孕育与萌芽 本章将追溯丝绸之路的起源，探讨在遥远的古代，是什么样的地理环境、社会需求和技术进步，促使早期人类开始跨越地域的限制，进行物物交换和文化交流。我们将重点关注： 地理的召唤： 广袤的地理格局如何成为人类探索与连接的天然舞台。亚洲大陆的中央地带，从东方的农耕文明到西方的早期城邦，是否存在着天然的联系渠道？绿洲的分布、山脉的阻隔、河流的流向，这些自然条件如何塑造了早期人类迁徙和贸易的走向？ 需求的驱动： 早期文明对稀缺资源的渴望。东方精美的丝绸、瓷器，西方珍贵的宝石、香料、玻璃制品，这些物品的出现并非偶然，而是特定地域自然禀赋与技术水平的产物。它们如何成为早期贸易的“敲门砖”，驱动着人们迈出探索的步伐？ 技术的助力： 轮子、马匹、骆驼等交通工具的出现，以及早期航海技术的进步，如何为远距离贸易提供了可能。冶炼技术、纺织技术的发展，又如何催生出可以远销的特色商品？ 第二章：黄金时代：东西方的脉搏跳动 本章将聚焦于丝绸之路的鼎盛时期，详细描绘其作为全球性贸易网络和文化交流走廊的关键作用。我们将深入探讨： 贸易的繁荣： 丝绸、茶叶、香料、珠宝、金属器皿……这些商品如何在不同的文明之间流转，填补了彼此的物质空缺，丰富了人们的生活。我们将追踪这些商品的具体路线，分析不同商品的贸易价值和影响。 文化的熔炉： 丝绸之路不仅仅是商品的通道，更是思想、宗教、艺术、科技的传播带。佛教东传、伊斯兰教西进、基督教传播……这些宗教如何在沿途扎根，并与当地文化融合。希腊化艺术风格如何影响东方雕塑？中国的水墨画、造纸术又如何传播到西方？ 文明的碰撞与借鉴： 不同文明在相遇中产生的火花。波斯帝国的建筑风格、印度数学的成就、中亚的音乐舞蹈，这些都如何在丝绸之路上被吸收和传播，最终融入到不同文明的血液之中。 第三章：古道回响：物质与精神的传承 本章将转向丝绸之路沿线留下的物质遗迹和非物质文化遗产，探讨它们如何印证着这条古道的辉煌，并对后世产生深远影响。 遗迹的诉说： 从敦煌莫高窟的壁画，到撒马尔罕的古老清真寺；从西安的古城墙，到罗马的斗兽场，这些遍布各地的历史遗迹，无不低语着丝绸之路的过往。我们将选取代表性的遗迹，深入解读它们蕴含的历史信息和艺术价值。 非遗的脉动： 丝绸的织造技艺、茶叶的冲泡之道、香料的运用智慧、传统的音乐舞蹈……这些源自丝绸之路的非物质文化遗产，至今仍在沿途的社区中传承。我们将探访一些仍在延续传统的工匠和艺人，感受古老技艺的生命力。 语言的交融： 语言是文化的载体。丝绸之路沿途的语言如何相互影响，产生新的词汇和表达方式？我们将分析一些具有代表性的语言现象，展现语言交融的魅力。 美食的流传： 那些通过丝绸之路传播到世界各地的美食，例如葡萄、核桃、小麦、胡萝卜等，如何在不同的土地上落地生根，并演变成今天我们熟悉的风味。 第四章：丝路新章：连接的现代思考 尽管曾经辉煌的驼铃声已远去，但丝绸之路的精神并未消失。本章将探讨丝绸之路在现代社会中的意义，以及其对全球化进程的启示。 地理的再连接： 现代交通和通讯技术的发展，正在重塑着全球的连接方式。新的“丝绸之路”概念，例如“一带一路”倡议，如何在新的时代背景下，重新激活古老的经济文化联系？ 文化的再理解： 在日益多元化的世界中，如何从丝绸之路的经验中学习，促进不同文明之间的理解与包容？如何应对文化冲突，实现和谐共生？ 经济的再发展： 丝绸之路的贸易模式和经济辐射效应，对当今全球经济发展有哪些借鉴意义？如何在互惠互利的基础上，构建更加公平和可持续的全球经济秩序？ 历史的镜鉴： 回望丝绸之路，我们能从中汲取哪些关于人类合作、文化交流、文明进步的宝贵经验，以应对当今世界面临的挑战？ 本书并非一本技术手册，而是一次穿越时空的深度人文探索。它试图通过对丝绸之路的细致描绘，展现人类历史上一次规模宏大、影响深远的文明互动，并从中提炼出宝贵的历史智慧，以启迪我们当下和未来的思考。

评分☆☆☆☆☆

第八段 拿到《配电系统分析与自动化》这本书，我第一感觉就是内容非常全面。书中关于配电网规划和设计的部分，让我对如何构建一个高效、可靠的配电系统有了更清晰的认识。我被作者在配电网规划中引入的各种优化方法所吸引。书中详细介绍了如何根据负荷增长预测、技术经济性分析等因素，来选择最优的网架结构、设备选型和线路布置。我尤其喜欢他对配电网故障后重构和恢复策略的讨论，这对于在突发事件发生后，快速恢复供电至关重要。在设计方面，书中对变电站的设计、线路的敷设、设备的选型等方面都进行了详细的介绍，并给出了相应的规范和标准。我尤其欣赏作者在分析不同设计方案的优劣时，所采用的系统性评价方法，这让我能够从整体上把握配电网设计的关键点。这本书不仅让我掌握了配电网规划和设计的理论知识，更让我具备了进行实际工程设计的初步能力。

评分☆☆☆☆☆

第七段 我发现，这本书就像一个百科全书，里面包含了关于配电系统的方方面面。《配电系统分析与自动化》在新能源并网分析的部分，简直是为我量身定做的。我被作者对分布式电源（如光伏、风电）接入配电网所带来的影响的深入分析所震撼。书中详细探讨了分布式电源接入对配电网潮流、电压、潮流方向、保护配置等方面的影响，并给出了相应的应对策略。我尤其喜欢他对新能源发电的波动性和间歇性对配电网稳定性影响的分析，以及如何通过储能系统、电动汽车等手段来平抑这些影响。此外，书中还对智能变电站、微电网等新兴技术在新能源并网中的应用进行了介绍，这让我对未来的配电网发展充满了期待。这本书不仅让我对新能源并网的技术挑战有了深刻的认识，更让我掌握了分析和解决新能源并网相关问题的实用方法。

评分☆☆☆☆☆

第三段 翻开《配电系统分析与自动化》，我感觉自己仿佛置身于一个庞大而精密的实验室。书中关于配电网故障分析和保护的章节，简直是一部完整的故障排除指南。我被作者对不同类型故障的分析方法所震撼。从故障的产生原因、发展过程，到对系统运行的影响，每一个环节都进行了细致入微的剖析。尤其让我印象深刻的是，书中详细阐述了各种保护装置（如过电流保护、距离保护、差动保护等）的工作原理、整定计算方法以及在不同配电网结构下的应用策略。作者通过大量的仿真算例和实际工程案例，将理论知识转化为直观的理解。我尤其喜欢他对故障录波数据分析的介绍，这让我明白如何从故障录波器捕捉到的波形信息中，诊断出故障的类型、位置和原因。此外，书中还对重合闸技术、自动重合闸的配合等方面进行了深入的探讨，这对于提高配电网的供电可靠性具有重要的意义。这本书不仅教授了我故障分析的技巧，更培养了我一种解决复杂工程问题的系统性思维。

评分☆☆☆☆☆

第六段 读完《配电系统分析与自动化》这本书，我感觉自己对配电系统的理解提升了好几个档次。书中关于配电网经济运行和可靠性分析的章节，让我受益匪浅。我被作者在经济运行分析中引入的优化理论和方法所吸引。书中详细阐述了如何通过优化潮流计算、线损最小化、无功电压优化等手段，来降低配电系统的运行成本，提高经济效益。我尤其喜欢他对经济调度和负荷管理的详细介绍，这让我认识到，在保证供电可靠性的前提下，如何实现配电系统的经济效益最大化。在可靠性分析方面，书中引入了概率论和统计学的方法，对配电系统的可靠性指标（如 SAIDI、SAIFI 等）进行了深入的阐述，并给出了相应的计算方法和评价标准。我尤其欣赏作者在分析不同故障模式对系统可靠性的影响时，所采用的严谨的数学模型和仿真分析。这本书不仅让我掌握了配电系统经济运行和可靠性分析的理论知识，更让我具备了评估和提升配电系统整体性能的能力。

评分☆☆☆☆☆

第一段 拿到这本《配电系统分析与自动化》后，我立刻被它厚重的体量和扎实的排版吸引住了。封面设计简洁大气，没有过多花哨的图案，直接点明了主题，让人一眼就能感受到这是一本专注于技术探讨的学术著作。迫不及待地翻开第一章，就被其严谨的逻辑和深入浅出的讲解所折服。作者在绪论部分，不仅梳理了配电系统发展的历史脉络，更着重强调了在当前能源转型和技术革新浪潮下，配电系统所面临的机遇与挑战。无论是对配电网的结构组成、运行特点的细致描绘，还是对智能电网概念的精准阐释，都为我后续的阅读打下了坚实的基础。尤其让我印象深刻的是，作者在介绍配电系统基本理论时，并没有仅仅停留在概念的堆砌，而是通过大量详实的数据和经典的案例分析，将抽象的理论与实际的工程应用紧密地联系起来。我尤其喜欢他对于负荷预测模型选择的讨论，不同的预测方法在准确性、计算复杂度以及适应性方面的权衡，都给出了独到的见解。此外，书中对于配电系统运行方式的分类以及各种运行方式下的数学模型构建，也都显得非常清晰和系统，为理解复杂的系统行为提供了强大的理论工具。总而言之，这本书的内容之丰富，分析之透彻，让我对配电系统的认识上升到了一个新的高度，也激发了我进一步深入研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

第五段 我原本以为《配电系统分析与自动化》会是一本比较枯燥的技术类书籍，但当我深入阅读后，才发现它充满了智慧和洞察力。书中关于配电系统自动化技术的发展和应用，是我最为关注的部分。我被作者对“自动化”这个概念的全面解读所折服。书中详细介绍了配电自动化系统的发展历程，从最初的集中监控到如今的分布式智能控制，每一个阶段的技术演进和关键突破都得到了清晰的阐述。我尤其喜欢他对 SCADA 系统、DMS/EMS 系统、AMI 系统等关键自动化系统的功能、架构和通信协议的深入讲解。这些内容让我对现代配电网的智能化水平有了全新的认识。此外，书中还对配电自动化中的一些核心技术，如故障定位、隔离、恢复（FLISR）等进行了详尽的介绍，这些技术对于提高配电网的供电可靠性和故障自愈能力至关重要。这本书不仅让我了解了配电自动化的现状，更让我对未来的发展趋势有了清晰的把握。

评分☆☆☆☆☆

第四段 这本书的出现，可以说是为我解决配电系统中的一些实际难题打开了一扇新的大门。我尤其被它关于配电系统电压稳定性和质量分析的章节所吸引。作者在分析电压稳定性的章节中，从理论层面深入浅出地讲解了导致电压不稳定的各种因素，比如负荷变化、无功功率缺额、线路参数不匹配等等。我被书中对静态电压稳定性和动态电压稳定性的区分以及相应的分析方法所折服。书中通过大量的图表和计算示例，将复杂的电压稳定性理论变得清晰易懂。更让我惊喜的是，作者在讨论电压质量问题时，并没有停留在理论层面，而是结合了实际工程中常见的电压波动、电压闪变、谐波等问题，并给出了相应的检测、分析和治理措施。我尤其喜欢他关于谐波分析和抑制方法的介绍，这对于保障电力设备的安全运行和提高电能质量具有直接的指导意义。这本书不仅让我对配电系统的电压特性有了更深刻的认识，更让我掌握了分析和解决电压相关问题的实用技术。

评分☆☆☆☆☆

第二段 这本书就像一位经验丰富的老工程师，用一种循循善诱的方式，带着我一步步走进配电系统的核心世界。我被它对配电系统潮流计算的详尽讲解深深吸引。书中不仅仅罗列了几种常用的计算方法，更重要的是，它深入剖析了每种方法的原理、优缺点以及适用场景。我花了很多时间去理解节点电压法和导纳矩阵法，书中通过清晰的图示和详细的推导过程，让原本有些枯燥的数学公式变得生动起来。让我尤其受益的是，作者在讲解这些方法时，并没有忽略实际应用中的一些关键细节，比如如何处理潮流计算中的收敛性问题，以及如何通过优化算法来提高计算效率。当我读到关于配电系统短路电流计算的部分时，更是感到豁然开朗。书中对不同故障类型（如单相接地、两相短路等）的计算公式进行了详尽的推导，并结合实际工程中的保护配置需求，给出了非常有价值的指导。我尤其欣赏作者在分析短路电流对设备影响时，所采用的严谨的工程化视角，这让我对配电网的安全运行有了更深刻的认识。总的来说，这本书在理论深度和工程实用性之间取得了极佳的平衡，是我在配电系统领域学习道路上的一本宝藏。

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第九段 这本书就像一个经验丰富的向导，带领我深入了解配电系统中的各种复杂问题。《配电系统分析与自动化》在配电网信息物理融合（Cyber-Physical System, CPS）的研究方面，给我带来了很多启发。我被作者对配电网中通信、计算、控制和物理系统的相互作用的深入剖析所吸引。书中详细阐述了信息技术在配电网中的应用，如智能传感器、通信网络、数据分析平台等，以及它们如何与物理设备协同工作，实现配电网的智能化和高效化。我尤其喜欢他对配电网数据挖掘和大数据分析在故障预测、负荷预测、设备状态监测等方面的应用的介绍。这本书不仅让我认识到信息物理融合在现代配电网中的重要性，更让我看到了利用信息技术提升配电网运行效率和可靠性的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

第十段 拿到《配电系统分析与自动化》这本书，我感觉自己开启了一个新的学习篇章。书中关于配电网的仿真技术和软件应用的部分，让我觉得非常实用。我被作者对配电网仿真在潮流计算、短路计算、故障分析、暂态稳定性分析等方面的广泛应用所吸引。书中详细介绍了各种配电网仿真软件的功能、特点以及在实际工程中的应用案例。我尤其喜欢他对如何利用仿真技术来验证设计方案、优化运行策略、评估新技术效果的详细讲解。这本书不仅让我了解了配电网仿真技术的强大能力，更让我掌握了利用仿真工具来解决实际工程问题的技巧，为我今后的学习和工作提供了有力的支持。