配电网自动化技术(第2版) / 普通高等教育电气工程与自动化类“十三五”规划教材
定价:¥42.00
作者: 郭谋发
出版时间:2018-05-03
最新印次日期:2024-12
出版社:机械工业出版社
“十三五”国家重点出版物出版规划项目
试读- 机械工业出版社
- 9787111591672
- 2-13
- 48267776-2
- 16开
- 2018-05-03
- 426
- 工学
- 电气类
- 智能电网信息工程
- 本科
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. 1 系统概述 154
6. 3. 2 馈线故障区段定位算法简介 156
6. 3. 3 基于网基结构矩阵的定位算法 157
6. 3. 4 基于网形结构矩阵的定位算法 161
6. 4 馈线自动化系统设计 165
6. 4. 1 系统结构 165
6. 4. 2 硬件设计 166
6. 4. 3 软件设计 167
第7 章 电力用户用电信息采集
系统 173
7. 1 系统方案 173
7. 1. 1 对象分类及采集要求 173
7. 1. 2 预付费方式 177
7. 1. 3 系统总体架构 178
7. 1. 4 主站设备配置 180
7. 1. 5 主站部署模式 181
7. 2 通信信道 187
7. 3 公变监测系统 188
7. 3. 1 系统结构 188
7. 3. 2 系统功能 189
7. 3. 3 通信组网 190
7. 4 集中抄表系统 191
7. 4. 1 技术展望 191
7. 4. 2 系统结构 192
7. 4. 3 采集设备通信组网 193
第8 章 配电网自动化主站系统 195
8. 1 主站系统概述 195
8. 1. 1 设计原则 195
8. 1. 2 系统架构 196
8. 2 主站系统的硬件 196
8. 2. 1 配置原则 196
8. 2. 2 功能部署 197
8. 3 主站系统的软件 198
Ⅵ 配电网自动化技术
8. 3. 1 配置原则 198
8. 3. 2 功能部署 199
8. 4 信息交互 202
8. 5 配电网地理信息系统 204
8. 5. 1 系统概述 204
8. 5. 2 构建原理 204
8. 5. 3 功能部署 205
8. 5. 4 应用实例 208
8. 6 主站系统的集成方案 212
8. 6. 1 SCADA/ DA 和GIS 一体化
方案 212
8. 6. 2 SCADA/ DA 与GIS 的集成
方案 213
8. 6. 3 两种方案的比较 214
8. 7 主站系统工程实例 214
8. 7. 1 工程实例一 214
8. 7. 2 工程实例二 218
第9 章 配电网高级应用软件 221
9. 1 配电网高级应用软件简介 221
9. 2 配电网拓扑分析 223
9. 2. 1 概述 223
9. 2. 2 配电网拓扑结构 224
9. 2. 3 配电网拓扑描述 224
9. 2. 4 配电网拓扑分析算法 228
9. 3 配电网线损计算 231
9. 3. 1 线损的基本概念 231
9. 3. 2 配电网理论线损计算方法 232
9. 3. 3 配电网线损三相潮流计算 232
第10 章 配电网自动化规划 246
10. 1 规划思路和要求 246
10. 2 馈线自动化配置 247
10. 2. 1 馈线自动化应用原则 247
10. 2. 2 故障处理模式选择 247
10. 2. 3 故障处理模式规划案例 247
10. 3 配电主站规划 248
10. 3. 1 主站规划原则 248
10. 3. 2 主站规划方案 249
10. 3. 3 主站规划案例 253
10. 4 配电终端规划 253
10. 4. 1 终端规划原则 253
10. 4. 2 终端配置数量计算 254
10. 4. 3 终端规划案例 256
10. 5 配电网通信规划 257
10. 5. 1 通信规划原则 257
10. 5. 2 组网方式 258
10. 5. 3 通信方式选择 264
10. 6 信息安全防护规划 265
10. 6. 1 安全防护规划原则 265
10. 6. 2 信息安全防护体系建设方案 266
附录 268
附录A 配电网自动化实现方式 268
附录B 线损计算原始数据 269
参考文献 272
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. 1 系统概述 154
6. 3. 2 馈线故障区段定位算法简介 156
6. 3. 3 基于网基结构矩阵的定位算法 157
6. 3. 4 基于网形结构矩阵的定位算法 161
6. 4 馈线自动化系统设计 165
6. 4. 1 系统结构 165
6. 4. 2 硬件设计 166
6. 4. 3 软件设计 167
第7 章 电力用户用电信息采集
系统 173
7. 1 系统方案 173
7. 1. 1 对象分类及采集要求 173
7. 1. 2 预付费方式 177
7. 1. 3 系统总体架构 178
7. 1. 4 主站设备配置 180
7. 1. 5 主站部署模式 181
7. 2 通信信道 187
7. 3 公变监测系统 188
7. 3. 1 系统结构 188
7. 3. 2 系统功能 189
7. 3. 3 通信组网 190
7. 4 集中抄表系统 191
7. 4. 1 技术展望 191
7. 4. 2 系统结构 192
7. 4. 3 采集设备通信组网 193
第8 章 配电网自动化主站系统 195
8. 1 主站系统概述 195
8. 1. 1 设计原则 195
8. 1. 2 系统架构 196
8. 2 主站系统的硬件 196
8. 2. 1 配置原则 196
8. 2. 2 功能部署 197
8. 3 主站系统的软件 198
Ⅵ 配电网自动化技术
8. 3. 1 配置原则 198
8. 3. 2 功能部署 199
8. 4 信息交互 202
8. 5 配电网地理信息系统 204
8. 5. 1 系统概述 204
8. 5. 2 构建原理 204
8. 5. 3 功能部署 205
8. 5. 4 应用实例 208
8. 6 主站系统的集成方案 212
8. 6. 1 SCADA/ DA 和GIS 一体化
方案 212
8. 6. 2 SCADA/ DA 与GIS 的集成
方案 213
8. 6. 3 两种方案的比较 214
8. 7 主站系统工程实例 214
8. 7. 1 工程实例一 214
8. 7. 2 工程实例二 218
第9 章 配电网高级应用软件 221
9. 1 配电网高级应用软件简介 221
9. 2 配电网拓扑分析 223
9. 2. 1 概述 223
9. 2. 2 配电网拓扑结构 224
9. 2. 3 配电网拓扑描述 224
9. 2. 4 配电网拓扑分析算法 228
9. 3 配电网线损计算 231
9. 3. 1 线损的基本概念 231
9. 3. 2 配电网理论线损计算方法 232
9. 3. 3 配电网线损三相潮流计算 232
第10 章 配电网自动化规划 246
10. 1 规划思路和要求 246
10. 2 馈线自动化配置 247
10. 2. 1 馈线自动化应用原则 247
10. 2. 2 故障处理模式选择 247
10. 2. 3 故障处理模式规划案例 247
10. 3 配电主站规划 248
10. 3. 1 主站规划原则 248
10. 3. 2 主站规划方案 249
10. 3. 3 主站规划案例 253
10. 4 配电终端规划 253
10. 4. 1 终端规划原则 253
10. 4. 2 终端配置数量计算 254
10. 4. 3 终端规划案例 256
10. 5 配电网通信规划 257
10. 5. 1 通信规划原则 257
10. 5. 2 组网方式 258
10. 5. 3 通信方式选择 264
10. 6 信息安全防护规划 265
10. 6. 1 安全防护规划原则 265
10. 6. 2 信息安全防护体系建设方案 266
附录 268
附录A 配电网自动化实现方式 268
附录B 线损计算原始数据 269
参考文献 272







