智能配电网技术丛书 通信技术 9787512311480 中国电力出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余南华，际云瑞 著

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• 电力行业

店铺： 北京文博宏图图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512311480

商品编码：29232416817

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名：智能配电网技术丛书 通信技术

定价：32.00元

作者：余南华,际云瑞

出版社：中国电力出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787512311480

字数：174000

页码：152

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书主要介绍了智能配电网通信技术，《智能配电网技术丛书：通信技术》共分为7章，内容包括智能电网与通信的关系、通信技术基础知识、配电网中常用的通信技术、智能配电网通信协议、综合配电自动化通信组网、分布式电源并网通信和电动汽车基础设施通信。
　　本书可供从事智能配电网通信技术研究、设计等工作的技术人员阅读参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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智能配电网通信技术：连接未来电网的脉搏 引言 随着全球能源结构的转型和电力需求的持续增长，传统的配电网正面临着前所未有的挑战。风能、太阳能等分布式新能源的接入，电动汽车的普及，以及用户侧日益增长的互动需求，都对配电网的运行效率、可靠性和智能化水平提出了更高的要求。而这一切变革的背后，都离不开一个核心要素——通信技术。智能配电网的建设，本质上就是构建一个集感知、通信、控制、决策于一体的智慧化电力系统。其中，通信技术扮演着连接电网各环节、传递信息、支撑智能应用的关键角色，如同人体的神经系统，维系着整个电网的“生命”和“思考”。 本书将深入探讨智能配电网领域的核心通信技术，旨在为电力工程师、研究人员、高校师生以及对智能电网感兴趣的读者，提供一个全面、系统、深入的知识体系。我们将从智能配电网的体系架构出发，剖析不同层次、不同应用场景下的通信需求，并详细介绍支撑这些需求的各类通信技术及其在智能配电网中的具体应用。 第一章 智能配电网的体系架构与通信需求 在深入探讨通信技术之前，理解智能配电网的整体架构至关重要。智能配电网并非单一的技术集合，而是由多个层级、多个子系统协同工作的复杂有机体。其典型架构通常可以划分为以下几个层次： 数据采集层（感知层）： 这是智能配电网的“感官”，负责收集来自电网各个节点（如变电站、开关站、杆塔、用户侧智能电表、分布式新能源设备、电动汽车充电桩等）的运行数据。这包括电压、电流、功率、频率、开关状态、设备故障信息、新能源发电量、负荷数据等。此层对通信的实时性、可靠性要求极高，需要能够快速、准确地将海量数据传输到上一层。 通信传输层（网络层）： 这是智能配电网的“神经网络”，负责将数据采集层收集到的数据安全、高效地传输到数据处理和控制中心，并将控制指令、调度信息等回传至执行设备。此层是实现整个智能配电网信息流动的关键，需要具备高带宽、低延迟、高可靠性、广覆盖以及良好的安全性。 数据处理与控制层： 这是智能配电网的“大脑”，负责对采集到的数据进行实时监测、分析、评估，并根据分析结果做出决策。这包括负荷预测、故障诊断、潮流计算、无功补偿优化、分布式能源调度、需求侧响应管理等。此层对数据处理能力和算法有很高要求，同时需要与通信层紧密配合，确保指令的及时下发。 应用服务层： 这是智能配电网的“执行器”和“用户交互界面”，将上层处理和决策的结果转化为具体的运行指令，并在不同应用场景下提供服务。例如，自动重合闸操作、配电自动化、分布式电源并网控制、用户侧能源管理、电动汽车充电调度、电网状态可视化展示等。 基于上述架构，智能配电网的通信需求呈现出多样化、立体化的特点： 实时性与低延迟： 许多配电自动化和保护功能（如故障定位、快速切除、故障隔离、负荷转移）要求毫秒级的通信延迟，以保障电网的稳定运行和用户供电可靠性。 高可靠性与可用性： 通信系统的稳定性直接关系到电网的运行安全，尤其是在紧急情况下，通信必须保证畅通无阻，不能出现中断。 高带宽与大容量： 随着海量智能设备的接入，例如智能电表、传感器、智能终端等，数据量将呈爆炸式增长，需要通信系统具备足够大的带宽来承载这些数据。 广覆盖与接入灵活性： 配电网覆盖范围广，地理环境复杂，需要通信技术能够适应不同的接入环境，并能够灵活地扩展网络覆盖。 安全性与保密性： 电力通信承载着关键的运行信息和控制指令，必须具备强大的安全防护能力，防止网络攻击、数据窃听和非法篡改。 互联互通与标准化： 不同厂商、不同区域的设备和系统需要能够相互通信和协同工作，因此标准化是实现互联互通的基础。 低成本与易部署： 智能配电网的建设是一个大规模、长期的过程，通信技术的部署成本和维护成本是需要重点考虑的因素。 第二章 智能配电网通信的关键技术 为了满足智能配电网日益增长的通信需求，业界不断涌现和发展出多种通信技术。这些技术在不同的应用场景下发挥着各自的作用，共同构成了智能配电网强大的信息传输能力。 2.1 骨干网通信技术 骨干网承担着连接区域中心、电网调度中心以及重要变电站等核心节点的任务，对带宽、可靠性和稳定性要求最高。 光纤通信： 作为目前最主流的骨干网通信技术，光纤通信以其超高的带宽、极低的损耗、抗电磁干扰的能力强等优势，成为智能配电网骨干网的首选。PON（无源光网络）、EPON（以太网无源光网络）、GPON（吉比特无源光网络）等技术在变电站内部和区域通信中得到广泛应用，能够满足数据中心、数据采集系统（SCADA）等对高带宽的需求。 SDH/MSTP（同步数字体系/多业务传输平台）： 尽管光纤通信技术日新月异，但SDH/MSTP作为一种成熟可靠的传输技术，在一些现有网络中仍然发挥着重要作用，尤其是在对2M/155M等电路有稳定需求的场景。 MPLS（多协议标签交换）： MPLS技术能够提供高效的流量工程和QoS（服务质量）保障，在构建智能配电网的IP骨干网中，能够实现对不同业务（如实时控制、数据传输、视频监控）的差异化服务，确保关键业务的优先级。 2.2 接入网通信技术 接入网连接着骨干网与末端设备，是实现数据从采集到传输的“最后一公里”的关键。其技术选择需要兼顾覆盖范围、部署成本、接入速率以及对恶劣环境的适应能力。 工业以太网： 在变电站内部、厂区等相对集中的区域，工业以太网凭借其高带宽、低延迟和易于扩展的特点，成为连接各种智能电子设备（IED）和监控系统的首选。工业以太网交换机通常具备更高的防护等级和更强的抗干扰能力。 电力线载波通信（PLC）： PLC技术利用现有的电力线作为通信信道，无需重新敷设通信线路，具有成本低、部署灵活的优点，尤其适用于用户侧（如智能电表抄表）和一些难以敷设通信线路的区域。根据应用场景，PLC又可分为窄带PLC（NB-PLC）和宽带PLC（-PLC）。NB-PLC主要用于数据传输，而宽带PLC则能够支持更高的数据速率，用于视频监控等应用。 无线通信技术： 4G/5G通信： 4G和5G技术凭借其高带宽、低延迟、海量连接的特性，为智能配电网带来了革命性的变化。5G的URLLC（超可靠低延迟通信）特性尤其适用于配电自动化、分布式能源的实时控制等对时延要求极高的场景。5G的eMBB（增强移动宽带）特性则能够满足高清视频监控、大规模数据传输的需求。4G作为现有成熟技术，在一些对时延要求不那么苛刻的场景下，仍然是性价比很高的选择。 LoRa/NB-IoT（低功耗广域网）： LoRa和NB-IoT等LPWAN技术，以其超低的功耗、广覆盖的特性，非常适合部署大规模、低数据速率的传感器网络，例如用于监测环境参数、设备状态、电网损耗等。它们能够有效降低部署和运维成本，但数据传输速率较低，不适用于实时性要求高的场景。 Wi-Fi/Zigbee： 在用户侧，Wi-Fi和Zigbee等短距离无线技术被广泛应用于智能家居、智能楼宇等场景，实现智能电器的互联互通和能源管理。 微波通信： 在一些通信线路难以到达的偏远地区，微波通信仍然是重要的骨干网或接入网补充，能够提供远距离的无线传输。 甚高频/超高频（VHF/UHF）： 在一些特定场景，如移动通信（如车载通信）、紧急通信等，VHF/UHF也可能作为辅助通信手段。 2.3 通信协议与标准 为了实现不同设备、不同系统之间的互联互通，一系列通信协议和标准在智能配电网中扮演着至关重要的角色。 IEC 61850系列标准： 这是智能变电站通信领域的国际标准，定义了变电站内以及变电站之间通信的通用模型、信息模型和通信服务模型。它支持对象模型，使不同厂商的设备能够相互理解和交换数据，极大地提高了变电站的自动化水平和互操作性。 DL/T 645系列标准： 这是中国国家电网制定的智能电表通信规约，规定了电能表与主站系统之间的通信方式、数据格式和指令集，确保了电表数据的准确采集和传输。 Modbus/DNP3： Modbus和DNP3是两种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，在智能配电网的 SCADA 系统、RTU（远程终端单元）与主站之间通信中仍有应用。 TCP/IP协议栈： 作为互联网的基础协议，TCP/IP协议栈在智能配电网的 IP 化改造中发挥着核心作用，为各种应用提供了通用的通信平台。 MQTT/CoAP： 随着物联网技术的发展，MQTT（消息队列遥测传输）和CoAP（受约束的应用协议）等轻量级物联网通信协议，因其高效、低开销的特性，在智能配电网的设备端通信中越来越受到青睐。 第三章 智能配电网通信的应用场景 智能配电网通信技术并非孤立存在，而是服务于一系列具体的智能应用，这些应用共同推动着配电网的现代化进程。 配电自动化（DA）： 这是智能配电网的核心功能之一，旨在提高配电网的供电可靠性和故障处理能力。通信技术是实现配电自动化的基础，包括： 故障监测与定位： 通过传感器和通信网络，实时监测各线路的运行状态，一旦发生故障，能够快速、准确地定位故障点，为故障隔离和快速复电提供依据。 故障隔离与恢复： 在检测到故障后，通信系统将指令发送给断路器、隔离开关等执行设备，将故障区域隔离，并进行重合闸操作，尽快恢复非故障区域的供电。 负荷转移与自愈： 在大范围停电或极端情况下，通信系统能够根据电网的拓扑结构和负荷情况，智能地调整开关状态，实现负荷的重新分配，最大程度地减少停电范围和时间。 分布式能源接入与管理： 随着分布式光伏、风电等新能源的大量接入，配电网的潮流方向变得复杂多变，对电网的稳定运行带来了挑战。通信技术在此扮演着关键角色： 新能源发电数据监测： 实时采集分布式能源的发电量、电压、电流等数据，并传输至调度中心，以便进行整体的电网规划和运行分析。 并网协调与控制： 通过通信网络，实现分布式能源与电网的有效协调，控制其出力，避免对电网造成冲击，保障电网的稳定运行。 储能系统调度： 智能通信系统可以根据电网的实时负荷和电价信息，对分布式储能系统进行充放电调度，平抑新能源的波动性，提高电网的经济性和可靠性。 需求侧响应（DR）： 需求侧响应是指在电网负荷高峰期，通过引导用户（如工业企业、商业用户、居民用户）适度降低用电负荷，来缓解电网压力。通信技术是实现需求侧响应的重要支撑： 用户用能数据监测： 通过智能电表和通信网络，实时监测用户的用电行为，为需求侧响应的实施提供依据。 激励信号与指令下发： 通过通信系统，向用户发送价格信号、负荷控制指令等，引导用户参与需求侧响应。 用户反馈与激励结算： 接收用户的响应反馈，并完成相应的电费结算和激励发放。 电动汽车充电管理： 电动汽车的普及给配电网带来了新的负荷挑战，也为能源管理提供了新的机遇。通信技术在电动汽车充电管理中发挥着重要作用： 充电桩状态监测与管理： 实时监测充电桩的运行状态、可用性、充电功率等信息。 充电调度与负荷均衡： 通过通信网络，智能调度电动汽车的充电时间，避开电网高峰负荷时段，实现负荷的均衡分配。 V2G（Vehicle-to-Grid）应用： 未来，电动汽车将可能具备向电网反向输送电力的能力，通信技术将是实现V2G功能的重要保障。 电网状态监测与可视化： 通过部署各类传感器和通信终端，智能配电网能够实时采集电网的运行数据，并通过可视化平台向运行人员展示，提高电网运行的可视性和可控性。 智能计量与电费结算： 智能电表通过通信网络实现数据的自动采集和传输，大大提高了抄表效率，减少了人工误差，并为更灵活的电价策略（如分时电价、实时电价）提供了可能。 第四章 智能配电网通信技术的挑战与未来展望 尽管智能配电网通信技术发展迅速，但仍面临一些挑战： 网络安全： 随着通信网络的互联互通，网络攻击的风险日益增加，如何构建安全可靠的通信体系是重中之重。 数据安全与隐私保护： 海量数据的采集和传输，涉及到用户隐私和企业敏感信息，如何确保数据安全和隐私不被泄露是一个重要议题。 技术兼容与互操作性： 不同厂商、不同年代的设备和系统之间存在技术差异，实现无缝的互操作性仍需努力。 成本效益： 智能配电网的建设是一个巨大的投资，如何平衡技术先进性和成本效益，找到最优的解决方案是关键。 网络规划与优化： 随着配电网规模的不断扩大和应用场景的日益丰富，如何进行科学的网络规划和优化，以满足未来的发展需求，是一个长期而艰巨的任务。 展望未来，智能配电网通信技术将朝着以下几个方向发展： 5G/6G在配电网的深度融合： 5G的低延迟、高可靠性将进一步赋能配电自动化和分布式能源的精细化管理，而6G的出现将带来更强大的能力，为未来的智能电网提供更广阔的可能性。 边缘计算与云协同： 将部分数据处理和决策能力下沉到网络边缘，可以降低对中心服务器的依赖，提高响应速度，同时与云端协同，实现更强大的数据分析和应用。 人工智能与通信的融合： 将AI技术应用于通信网络的管理和优化，例如智能路由、故障预测、流量调度等，将进一步提升网络的智能化水平。 物联网技术在配电网的广泛应用： 传感器网络、低功耗广域网等物联网技术将进一步延伸智能配电网的感知触角，实现对电网末端设备和环境的精细化监测。 更强大的网络安全防护： 采用更先进的加密技术、身份认证机制、入侵检测系统等，构建纵深防御体系，保障电网通信的安全。 标准化与开放性： 推动通信协议和接口的标准化，鼓励开放创新，促进不同厂商设备和系统的互联互通。 结语 智能配电网的建设是一个系统工程，而通信技术是贯穿始终的生命线。本书旨在为读者提供一个关于智能配电网通信技术的全面视角，从理论到实践，从技术到应用，层层深入。我们相信，随着技术的不断进步和应用的深入拓展，智能配电网必将为我们构建一个更加清洁、高效、可靠、智能的能源未来。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书，实在让我喜出望外！作为一名在配电领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找一本能够系统性梳理通信技术在智能配电网中应用的书籍。市面上很多资料要么过于零散，要么侧重于某个细分技术，难以形成全局观。而这本《通信技术》恰好填补了这一空白。从最基础的通信原理，到各种传输介质（光纤、无线、电力线载波等）的优缺点及适用场景，再到不同通信协议（如IEC 61850、Modbus等）的解析，这本书都进行了深入浅出的讲解。尤其让我印象深刻的是，它没有仅仅停留在理论层面，而是结合了大量的实际案例，比如智能电表的远程抄表、配电自动化系统的实时通信、分布式电源的接入与控制等等，让我能够清晰地看到这些技术是如何落地并发挥作用的。书中对于网络安全、可靠性保障的章节也写得相当到位，这在当下越来越复杂的电网环境中尤为重要。读完之后，我感觉自己对整个智能配电网的通信架构有了更清晰的认识，也对未来技术的发展方向有了更深的理解。这本书无疑是每个致力于智能配电网技术发展的工程师必备的案头读物，强烈推荐！

评分☆☆☆☆☆

作为一名技术爱好者，我一直对现代电网的发展趋势非常关注，特别是“智能化”这个词，但具体是怎么实现的，尤其是背后的通信技术，我一直感到有些模糊。拿到这本书后，我迫不及待地翻阅起来，发现它真的给了我很多惊喜。它用非常易懂的语言，将原本可能枯燥的技术原理讲得生动有趣。从最基本的“信号”是什么，到如何“传递”信号，再到如何在复杂的电网环境中“保证”信号的准确和安全，这本书都给出了清晰的解答。我特别喜欢它在讲解不同通信技术时，都会配上形象的比喻和生动的插图，这让我一个非专业人士也能轻松理解。书中关于物联网（IoT）在智能配电网中的应用，以及边缘计算如何助力通信效率提升的内容，让我眼前一亮。它不仅仅是在介绍技术，更是在描绘未来电网的蓝图。读完之后，我不仅对智能配电网的通信技术有了更深入的了解，还对未来的能源发展产生了更浓厚的兴趣。这本书是一扇窗，让我得以窥见科技如何改变我们的生活，如何让能源的使用变得更加高效和可靠。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在一片信息海洋中找到了一座灯塔，指引着我在复杂的技术洪流中前行。我一直对智能配电网中的通信技术感到好奇，但总觉得知之甚少，特别是那些听起来很高深莫测的术语和协议。这本书就像一位循循善诱的老师，从零开始，层层递进地剖析了通信技术在智能配电网中的重要性。它不仅介绍了各种通信方式，还详细阐述了它们在实际应用中的优势和劣势，这一点非常关键，因为在实际工程中，并没有放之四海而皆准的解决方案。书中对于数据采集、状态监测、故障诊断等核心功能的通信需求分析，让我对这些技术的必要性有了更深刻的认识。我尤其欣赏书中对通信网络冗余设计和容错机制的探讨，这对于保障电网的稳定运行至关重要。它教会我如何从系统层面去思考通信方案的设计，而不是仅仅关注某个单一的技术点。对于初学者来说，这本书提供了一个非常好的入门平台，而对于有一定基础的从业者，它也能带来很多启发和思考。这本书的价值，在于它能够帮助我们构建起一个完整的知识体系，理解通信技术如何在智能配电网这个庞大的系统中扮演不可或缺的角色。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对配电网的智能化进程都抱有极大的兴趣，尤其是那些支撑起这一切的通信技术，总觉得像是一层神秘的面纱。这本书的出现，无疑是揭开了这层面纱的一角，并且让我看到了整个画面的全貌。作者在技术讲解上，可以说是做到了深入浅出，并且逻辑清晰。他从基础的通信概念出发，循序渐进地讲解了光纤通信、无线通信、电力线载波通信等多种技术在智能配电网中的应用。让我印象深刻的是，书中对于不同通信技术在成本、带宽、延迟、可靠性等方面的对比分析，以及它们在特定场景下的最佳选择，这对于实际工程设计具有极高的参考价值。此外，书中对IEC 61850等行业标准的深入剖析，也为我们理解和应用这些标准提供了坚实的理论基础。它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，能够指导我们如何在高压、复杂、干扰源众多的环境中，设计出稳定、高效、安全的通信网络。这本书的价值，在于它能够帮助我们从技术细节上升到系统层面，理解通信技术如何赋能智能配电网的全面发展。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电力行业工作的技术人员，我一直深切关注着智能配电网的发展。而通信技术，作为智能配电网的“神经网络”，其重要性不言而喻。收到这本《通信技术》，我感到非常惊喜，它恰恰契合了我对这一领域深入学习的需求。这本书的结构安排非常合理，从基础的通信原理，到各种通信方式的原理、优缺点，再到在智能配电网中的具体应用，都有详尽的阐述。我特别欣赏书中对通信网络安全和可靠性保障的篇幅，这在保障电网稳定运行方面至关重要。例如，书中关于加密技术、身份认证、入侵检测等内容的介绍，让我对如何构建安全的通信系统有了更清晰的认识。此外，对于分布式电源接入、储能系统管理、电动汽车充电等新兴应用场景下的通信需求分析，也为我提供了宝贵的参考。这本书的语言通俗易懂，即使是初学者也能快速掌握核心概念，而对于有一定基础的从业者，也能从中获得更深入的理解和启发。这本书不仅是一本技术工具书，更是一本能够帮助我们构建起对智能配电网通信技术完整认知体系的指导书，非常有价值。