配电网自动化技术 第2版

配电网自动化技术 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

郭谋发 著
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111591672
版次:2
商品编码:12355470
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材
开本:16开
出版时间:2018-05-01
用纸:胶版纸
页数:272

具体描述

内容简介

本书系统地介绍了配电网自动化的基础概念、理论及实现的方法与技术。全书共分9章,包括概述、配电网及一次设备、配电网自动化数据通信、配电网馈线监控终端、电力用户用电信息采集终端、配电网馈线自动化、电力用户用电信息采集系统、配电网自动化系统主站、配电网高级应用软件等。

目录

前 言
第1 章 概述 1
 1. 1 配电网自动化概念 1
 1. 2 配电网自动化系统的构成及功能 3
  1. 2. 1 配电网自动化系统的构成 3
  1. 2. 2 配电网自动化系统的功能 4
 1. 3 实现配电网自动化的意义 4
 1. 4 国内外配电网自动化现状及发展 6
  1. 4. 1 国外配电网自动化发展 6
  1. 4. 2 国内配电网自动化发展 7
  1. 4. 3 配电网自动化发展趋势 8
 1. 5 配电网自动化系统建设的难点、
存在的问题及解决办法 9
  1. 5. 1 配电网自动化系统建设的难点 9
  1. 5. 2 配电网自动化系统建设存在的
问题 10
  1. 5. 3 解决办法 12
第2 章 配电网及一次设备 13
 2. 1 配电网接线 13
  2. 1. 1 放射式接线 13
  2. 1. 2 环式接线 14
 2. 2 配电网一次设备 18
  2. 2. 1 配电变压器 18
  2. 2. 2 断路器 19
  2. 2. 3 负荷开关 20
  2. 2. 4 隔离开关 21
  2. 2. 5 熔断器 22
 2. 3 开闭所 22
 2. 4 环网柜和电缆分支箱 24
  2. 4. 1 环网柜 24
  2. 4. 2 电缆分支箱 26
 2. 5 配电站和箱式变压器 28
  2. 5. 1 配电站 28
  2. 5. 2 箱式变压器 29
 2. 6 配电网的接地方式 30
第3 章 配电网自动化数据通信 33
 3. 1 数据通信系统的基本组成 33
 3. 2 通信系统的性能指标 35
  3. 2. 1 有效性指标 35
  3. 2. 2 可靠性指标 36
 3. 3 数据传输方式和工作方式 37
  3. 3. 1 数据传输方式 37
  3. 3. 2 通信线路的工作方式 39
 3. 4 数据通信的差错检测 39
  3. 4. 1 差错控制方式 39
  3. 4. 2 常用检错码 40
 3. 5 配电网自动化通信方式 44
  3. 5. 1 RS ̄232 45
  3. 5. 2 RS ̄485 46
  3. 5. 3 CAN 总线 49
  3. 5. 4 电力线载波通信 50
  3. 5. 5 光纤通信 53
  3. 5. 6 ZigBee 无线传感器网络 59
  3. 5. 7 GPRS 通信 62
  3. 5. 8 多种通信方式综合应用 64
 3. 6 配电网自动化常用的通信规约 66
  3. 6. 1 电力负荷管理系统数据传输
规约 66
  3. 6. 2 IEC 60870 ̄5 ̄104 规约 77
第4 章 配电网馈线监控终端 89
 4. 1 馈线监控终端简介 89
  4. 1. 1 馈线监控终端的功能及性能
要求 89
  4. 1. 2 馈线监控终端的构成 90
目  录Ⅴ 
  4. 1. 3 馈线终端单元的硬件 91
  4. 1. 4 馈线终端单元的软件 93
  4. 1. 5 环网柜和开闭所的馈线终端
单元 96
 4. 2 馈线监控终端数据采集原理 97
  4. 2. 1 概述 97
  4. 2. 2 模拟量采集的基本原理 99
  4. 2. 3 交流采样算法 102
  4. 2. 4 数字滤波原理 106
  4. 2. 5 开关量输入/输出 115
 4. 3 馈线监控终端实例 118
  4. 3. 1 FD ̄F2010 型馈线监控终端的
构成 118
  4. 3. 2 F2010B 型馈线终端单元的
硬件 118
  4. 3. 3 F2010B 型馈线终端单元的
软件 121
 4. 4 馈线故障指示器 123
  4. 4. 1 概述 123
  4. 4. 2 短路故障指示器 124
  4. 4. 3 故障指示器的应用和发展 127
第5 章 电力用户用电信息采集
终端 129
 5. 1 智能电能表 129
  5. 1. 1 智能电能表的功能 129
  5. 1. 2 安全认证 131
 5. 2 专变及公变采集终端 132
  5. 2. 1 专变及公变采集终端简述 132
  5. 2. 2 专变及公变采集终端的功能 133
  5. 2. 3 专变及公变采集终端的通信
协议 134
 5. 3 集中抄表采集终端 134
  5. 3. 1 集中抄表终端简述 134
  5. 3. 2 集中抄表终端的功能 136
  5. 3. 3 集中抄表终端的通信协议 137
 5. 4 专变采集终端设计 137
  5. 4. 1 概述 137
  5. 4. 2 终端硬件设计 137
  5. 4. 3 终端软件设计 139
第6 章 配电网馈线自动化 146
 6. 1 馈线自动化模式 146
 6. 2 基于重合器的馈线自动化 147
  6. 2. 1 重合器的功能 147
  6. 2. 2 分段器的分类和功能 148
  6. 2. 3 重合器与电压 ̄时间型分段器
配合 149
  6. 2. 4 重合器与过电流脉冲计数型分
段器配合 153
  6. 2. 5 基于重合器的馈线自动化系统
的不足 154
 6. 3 基于馈线监控终端的馈线自动化 154
  6. 3

前言/序言

配电网自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段. 也是实现智能电网的重要基础之一. 我国从20 世纪90 年代中期开始开展配电网自动化的试点建设. 现在已由探索和试点阶段走向实用阶段. 随着配电网改造和配电网自动化系统建设工作的大规模开展. 需要培养大量高级专门人才. 要求尽快出版一本系统介绍配电网自动化技术的高校教材.本书共10 章. 在简要介绍配电网自动化的概念、构成、功能及发展等的基础上. 首先对配电网及一次设备、配电网数据通信、配电网馈线监控终端、电力用户用电信息采集终端等做了系统阐述. 接着介绍了配电网馈线自动化、电力用户用电信息采集等系统. 最后介绍了配电网自动化主站系统、配电网高级应用软件及配电网自动化规划. 本书撰写按照理论与实践相结合的思路. 列举了大量的工程实例. 旨在让读者在学习配电网自动化理论的基础上. 掌握实用的配电网自动化技术并应用到实际生产和工程中.本书第2 章由福州大学高伟编写. 第8 章及第10 章分别由福建省电力科学研究院陈彬和黄建业编写. 其余7 章由福州大学郭谋发编写. 并由郭谋发进行全书的修改和定稿. 初稿完成后. 承蒙南京国网电瑞电力科技有限公司杨钧高级工程师、福州大学杨耿杰教授等的仔细审阅. 提出了不少宝贵意见. 在此表示衷心的感谢. 福州大学电气工程与自动化学院硕士研究生黄世远、梁佳昌、林妙玉、贾景俊、高源、丁国兴、高琴等同学承担了书稿的插图绘制和文字编校工作. 他们付出的劳动加快了书稿的完成. 在此深表谢意. 作者还对书中所列参考文献的作者表示感谢.限于作者水平. 书中不妥和错误之处在所难免. 诚望读者批评指正.作者于福州大学旗山校区
《智能电网的基石:现代配电网运行与控制》 本书旨在深入剖析现代配电网的核心技术与发展脉络,为电力系统工程师、研究人员及相关专业学生提供一套系统、前沿的理论与实践指导。在能源转型加速、新能源接入日益增长的宏大背景下,配电网作为连接发电端与用户端的关键枢纽,其智能化、自动化水平的提升已成为保障电力系统安全稳定运行、提升供电可靠性与效率的必然要求。 本书内容围绕配电网的智能化升级展开,重点关注以下几个方面: 第一部分:配电网基础理论与现代化演进 本部分将首先回顾传统配电网的运行特点与面临的挑战,为理解其现代化改造的必要性奠定基础。随后,系统阐述配电网自动化的基本概念、发展历程以及其在提升电网性能方面的关键作用。重点介绍智能电网的核心组成部分,以及配电网在智能电网体系中所扮演的关键角色。我们将探讨分布式能源(如太阳能、风能)接入对配电网运行带来的影响,包括潮流的双向性、电压波动、频率扰动等,并介绍应对这些挑战的技术思路。 第二部分:配电网运行监测与状态估计 高质量的运行监测是实现配电网自动化的前提。本部分将深入讲解配电网实时监测系统的构建,包括各类传感器(如智能电表、开关状态监测器、电压/电流互感器等)的选型、布设原则与数据采集技术。重点介绍配电网状态估计的理论与方法,包括基于量测信息的系统状态变量(如电压幅值、相角)的估算,以及针对不同数据质量和系统配置的估算算法(如加权最小二乘法、稳健估计算法)。同时,还将讨论状态估计在配电网故障诊断、潮流计算、经济调度等方面的基础性应用。 第三部分:配电网故障诊断与隔离 配电网的故障处理能力直接关系到用户侧的供电可靠性。本部分将系统介绍配电网故障的类型、特点及成因。重点阐述先进的故障诊断技术,包括基于暂态信号分析、保护信息关联、人工智能与机器学习等方法的故障定位与类型识别。在故障诊断的基础上,深入研究配电网的故障隔离与恢复策略,包括重合闸技术、自愈式配电网的原理与实现,以及分布式电源在故障隔离与恢复过程中的协同控制。 第四部分:配电网电压与无功功率控制 维持稳定的电压水平是配电网运行的基本要求。本部分将详细介绍配电网电压与无功功率控制的原理与技术。我们将探讨传统的无功补偿设备(如电容器、电抗器)的运行特性与控制策略,并着重介绍新型的、智能化的电压无功控制技术,如分布式电源的协调控制、柔性交流输电系统(FACTS)在配电网中的应用、以及基于模型预测控制(MPC)等先进控制方法的电压稳定控制。 第五部分:配电网调度与优化 随着配电网中新能源和负荷的复杂性增加,高效的调度与优化技术变得至关重要。本部分将介绍配电网的日前、日内和实时调度流程。重点探讨配电网的潮流优化、电压经济性优化、以及负荷峰谷预测与削峰填谷技术。还将深入研究分布式能源的优化调度,包括其出力预测、接入容量优化以及与传统发电机组的协同调度,以最大化新能源利用率并降低运行成本。 第六部分:配电网的通信与信息安全 配电网的智能化离不开可靠的通信基础设施和严格的信息安全保障。本部分将介绍配电网通信网络架构,包括主干通信、接入通信以及不同通信技术(如光纤、无线通信、电力线载波等)的特点与应用。同时,将重点强调配电网信息安全的重要性,介绍网络攻击的潜在威胁,以及相应的安全防护措施,包括数据加密、身份认证、访问控制、入侵检测等。 第七部分:面向未来的配电网技术发展趋势 本部分将展望配电网未来的发展方向。我们将探讨微电网的技术集成与运行模式,包括微电网的构建、控制策略以及与大电网的互联互通。还将关注配电网在电动汽车充电设施接入、储能系统集成、需求侧响应与虚拟电厂等新兴领域的应用与发展。最后,对人工智能、大数据、物联网等前沿技术在配电网领域的深度融合及其带来的潜在变革进行展望。 本书力求在理论深度与工程实践之间取得平衡,通过大量的算例分析和图表展示,帮助读者清晰理解复杂的概念。每章节均包含相关的参考文献,便于读者进一步深入研究。我们相信,本书将为读者提供一个全面、深入、前沿的配电网技术学习平台,助力电力行业迎接智能电网时代的挑战与机遇。

用户评价

评分

在实际的配电网运维工作中,故障诊断与处理一直是极其棘手且耗费精力的环节。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我期望它能在这一方面提供更先进、更高效的解决方案。我特别关注书中对于故障监测、定位、隔离和恢复(FLISR)技术的详尽阐述。传统的故障处理往往依赖于人工巡检和经验判断,效率低下且存在安全隐患。而自动化技术,特别是智能电子设备(IEDs)和通信网络的协同工作,能够实现对故障的实时监测和快速响应。我希望书中能够详细介绍不同类型的故障(如接地故障、短路故障、暂态故障)的识别原理,以及自动化系统如何通过分析故障特征(如电流、电压波形、继电器保护动作信息)来精确地定位故障位置。此外,书中对于故障隔离和自动恢复的策略,例如如何通过通信联动,快速切除故障区段,同时将负荷转移至其他健康区段,以最大限度地减少停电范围和时间,我非常期待能够有深入的讲解。我尤其关注书中是否会讨论一些先进的故障诊断方法,比如基于机器学习的故障模式识别,或者利用大数据分析来预测潜在的故障风险。这些技术如果能够集成到配电网自动化系统中,将极大地提升电网的可靠性和运行效率。对于我们一线运维人员来说,一本能够提供具体操作指导、解决实际故障难题的书籍,其重要性不言而喻。

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随着新能源的大规模接入,配电网的运行特性发生了根本性变化,如何在这种复杂环境下保证电网的稳定性和可靠性,是当前配电网领域面临的重大挑战。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我特别希望它能够深入探讨自动化技术在应对新能源接入方面的作用。我关注书中对于分布式电源(DG)接入对配电网潮流、电压稳定性等方面影响的分析,以及自动化系统如何通过智能控制手段来缓解这些影响。例如,我希望能看到书中关于储能系统(ESS)在配电网中的应用,以及自动化系统如何协调储能系统的充放电,以平抑新能源的波动性,并提供调频、调压等辅助服务。此外,书中对于电动汽车(EV)充电对配电网负荷的影响,以及如何通过智能充电管理系统(Smart Charging)和V2G(Vehicle-to-Grid)技术,将电动汽车的电池作为分布式储能资源,参与电网的运行,我也非常期待能够有详细的介绍。我希望书中不仅能阐述理论,更能提供实际案例,展示如何在不同类型的新能源接入场景下,通过配电网自动化技术实现电网的优化运行和韧性提升。例如,书中是否会讨论如何利用自动化系统实现配电网对光伏发电功率的预测和调度,如何通过智能开关和传感器实现对电压波动的实时监测和补偿,这些都是我工作中经常遇到的问题。

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作为一名专注于配电网规划与建设的工程师,我密切关注着自动化技术如何影响配电网的未来形态。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我希望能从中窥见配电网智能化的发展趋势,以及自动化技术在其中扮演的关键角色。我特别关注书中对于配电网数据融合与智能分析的论述。随着智能电表、传感器等设备的普及,配电网产生的数据量呈爆炸式增长。如何有效地对这些海量数据进行采集、存储、清洗、融合,并从中提取有价值的信息,是实现配电网智能化的前提。我期望书中能够详细介绍大数据技术、人工智能(AI)、机器学习(ML)等在配电网自动化中的应用,例如,如何利用AI算法进行负荷预测、故障预警、设备状态评估,甚至优化电网运行参数。此外,书中对于配电网规划的智能化改造是否会有详细的阐述,例如,如何利用自动化技术实现配电网容量的动态评估和优化配置,如何在新兴能源(如光伏、风电)接入的情况下,通过自动化手段提升配电网的接纳能力和运行灵活性,这些都是我非常感兴趣的内容。我还希望书中能够探讨配电网自动化与电网安全稳定运行之间的关系,自动化系统在抵御网络攻击、保障信息安全方面的措施是否会有提及。对我而言,一本能够指引配电网未来发展方向,并提供切实可行技术方案的书籍,其价值是无法估量的。

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随着技术的发展,配电网的智能化水平不断提升,这必然会对运维人员的技能提出新的要求。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我期望它能为我提供学习和提升的宝贵资源。我希望书中能够提供详实的技术案例,涵盖配电网自动化在不同场景下的实际应用,例如,在城市配电网、农村配电网、工业园区配电网等不同环境下的具体实施方案和技术特点。通过分析这些案例,我希望能更好地理解自动化技术如何解决实际工程问题,并从中学习到宝贵的实践经验。此外,我希望书中能够提供一些关于自动化系统调试、运行维护方面的指导。例如,如何对智能终端进行配置和校准,如何进行通信网络的故障排查,如何应对自动化系统在运行过程中出现的各种异常情况,这些都是我日常工作中非常需要掌握的技能。我尤其关注书中是否会介绍一些实用的工具和软件,能够帮助我进行配电网的建模、仿真和分析,从而更好地理解和掌握自动化技术。

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我对于《配电网自动化技术 第2版》这本书的另一大期待,集中在其对于“自动化”这一核心概念的深入解读。自动化技术在配电网中的应用,绝非简单的设备升级换代,而是涉及信息采集、传输、处理、决策和执行等一系列复杂环节的系统工程。我特别希望书中能够详细阐述配电网自动化在不同层面的应用,例如,在现场层面的智能终端(如智能电表、开关、传感器)如何实现数据的精确采集和实时上传;在通信层面的网络架构、通信协议(如IEC61850)如何保证数据的可靠传输和高效交换;在站控层面的监控系统(SCADA)如何实现对配电网的集中监控和调度;以及在主站层面的能量管理系统(EMS)或配电自动化系统(DAS)如何进行综合分析、故障诊断、自愈控制等高级功能。我非常希望书中能够提供具体的技术细节,比如不同的通信技术(光纤、无线)在配电网自动化中的优劣势分析,以及如何根据实际场景进行选择。此外,对于各种自动化保护、控制策略,如重合闸控制、负荷转移控制、电压调整控制等,书中是否能够给出详尽的原理说明和实际应用场景的对比分析,这将极大地帮助我理解这些技术是如何协同工作,共同保障配电网的平稳运行。我尤其关心书中对于先进的故障定位、隔离和恢复(FLISR)技术,以及主动配电网(ADN)和微电网(MG)中的自动化控制策略的介绍。这些都是当前配电网发展的前沿方向,如果书中能够提供前瞻性的视野和实用的技术指南,那将是极具价值的。

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作为一名在配电网领域深耕多年的工程师,我一直都在寻找能够深化理解、拓展视野的专业书籍。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我抱持着极大的期待,希望能从中汲取新的知识和实践经验。首先,我特别关注的是书中对于配电网运行机理的阐述。配电网作为电力系统末端,其复杂性和动态性是众所周知的。自动化技术的引入,更是为这个体系注入了前所未有的智能化和高效性。书中是否能够深入剖析配电网在各种运行工况下的行为模式,比如负荷波动、故障发生时的响应机制,以及自动化系统如何介入并优化这些过程,这对我来说至关重要。我期望作者能够通过详实的理论推导和案例分析,清晰地展示自动化技术在提升配电网可靠性、经济性和灵活性方面的具体作用。例如,对于分布式电源接入带来的双向潮流问题,自动化系统是如何通过智能测控、信息通信等手段来应对,并保证电网的稳定运行,我非常想在书中找到答案。同时,书中对于配电网潮流计算、短路计算等基础理论的讲解是否能够结合自动化技术的发展进行更新,是否能体现新的计算方法和模型,也是我关注的重点。在实际工作中,我时常会遇到各种意想不到的电网运行问题,而这些问题的根源往往与配电网的深层机理紧密相关。因此,一本能够帮助我透彻理解配电网本质的书,无疑将成为我宝贵的知识财富。这本书能否在理论深度和实践应用之间找到一个绝佳的平衡点,是我衡量其价值的重要标准。

评分

在配电网安全运行的保障方面,继电保护和二次系统是至关重要的环节。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我希望它能在这两个方面提供更全面、更深入的讲解。我特别关注书中对于新型继电保护原理的介绍,以及这些保护如何与自动化系统协同工作。例如,我希望看到书中关于差动保护、距离保护、过流保护等传统保护在配电网中的具体应用,以及如何通过智能化算法,实现对故障的快速、准确判断。同时,书中对于微机保护、智能终端(IEDs)的详细介绍,以及它们如何实现自我诊断、信息上传、远程配置等功能,也是我非常期待的。此外,我希望书中能深入阐述配电网二次系统(包括通信、监控、测量、控制等)的整体架构和运行机制。例如,如何构建稳定可靠的通信网络,如何实现对海量数据的实时采集和传输,如何保证监控系统的稳定运行和信息的安全,这些都是配电网安全运行的基础。我尤其关心书中是否会涉及网络安全方面的内容,如何保障配电网自动化系统的安全,防范网络攻击,这是一个日益重要的问题。

评分

在电力系统向更清洁、更低碳的方向发展的大背景下,配电网作为终端用户接入的关键环节,其自动化技术的进步显得尤为重要。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我希望它能为我提供关于配电网与能源互联网融合的视角。我特别关注书中对于配电网与电动汽车、智能家居、分布式能源等新型业务的集成。例如,如何通过配电网自动化系统,实现对电动汽车充电桩的智能调度,如何与智能家居系统进行信息交互,实现能源的优化利用。我还希望书中能够探讨配电网在未来能源互联网中的角色,以及自动化技术如何支撑配电网向柔性、互动、智能化的方向发展。例如,书中是否会讨论如何利用自动化技术,实现配电网与用户侧资源的协同互动,形成虚拟电厂(Virtual Power Plant),从而提升电网的整体效益和灵活性。我尤其关注书中对于未来配电网的规划和发展趋势的展望,以及自动化技术如何在其中扮演更加关键的角色。

评分

我一直对配电网的运行优化和节能降损充满兴趣,希望《配电网自动化技术 第2版》这本书能在这方面提供新的思路和方法。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我希望能从中找到关于如何通过自动化技术,提升配电网运行效率、降低线损的先进理念。我特别关注书中对于无功功率优化和电压调整控制的深入探讨。在配电网中,不合理的电压和无功功率分布会导致大量的能量损耗。自动化系统如果能够实现对分布式无功补偿装置(如静止无功补偿器、可控电容器)的智能调度,以及对变压器分接头、线路补偿装置的优化控制,将显著提高电网的功率因数,降低线路损耗。我期望书中能够提供具体的算法和模型,例如如何利用实时监测数据,通过优化算法计算出最佳的补偿容量和投切时机。此外,书中对于配电网负荷管理和需求侧响应(DR)的阐述,我也非常感兴趣。如何通过自动化手段,引导用户在用电高峰时段减少负荷,或者在电价较低时段增加用电,从而削峰填谷,平抑负荷波动,实现电网的经济运行,这也是我非常关注的内容。我希望书中能够给出一些实际可行的方案,比如如何通过智能电表和通信网络,实现对用户负荷的精细化管理和控制。

评分

一本好的技术书籍,不仅在于其内容的深度和广度,还在于其是否能够激发读者的思考,并引导其进行更深入的探索。《配电网自动化技术 第2版》这本书,我期望它能成为我学习和研究的起点。我希望书中能够包含一些前沿的研究方向和未解决的技术难题,从而激发我进行进一步的学术探讨和技术创新。例如,书中是否会提及关于配电网的人工智能应用、区块链在能源交易中的应用,或者量子计算在配电网优化中的潜力。我希望作者能够提供一些相关的参考文献和研究资料,方便我查阅和学习。此外,我希望书中能够引导读者思考自动化技术在提升配电网运行经济性、可靠性、安全性等方面的深层价值,并鼓励读者将所学知识应用于实际工作中,为配电网的智能化发展贡献力量。对于我来说,一本能够点燃我求知欲,并指引我职业发展方向的书籍,其意义非凡。

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