配电网综合自动化技术

书籍目录

第2版前言

第1版前言

第1章绪论

1.1电力系统的基本概念

1.1.1电力系统的组成

1.1.2各种新能源发电形式

1.1.3节能减排形势下的绿色低碳建筑应用

1.2配电管理系统

1.3配电网自动化系统的总体构成

1.3.1小型配电自动化系统的构成

1.3.2中型配电自动化系统的构成

1.3.3大型配电自动化系统的构成

1.3.4配电自动化系统的基本功能

1.4实现配电自动化的意义

1.5配电自动化的现状与发展情况

1.5.1国外配电自动化发展及现状

1.5.2我国配电自动化的发展现状

1.6配电自动化的难点

1.7配电自动化建设经验教训及当前研究热点

1.7.1配电自动化建设经验教训

1.7.2配电自动化建设当前研究热点和重点

1.8要点掌握

思考题

第2章配电网

2.1我国配电网的特点和历史建设情况

2.1.1配电网的特点

2.1.2我国配电网建设情况及发展战略目标

2.2智能电网形势下的配电网建设

2.2.1坚强智能电网概念的提出及规划

2.2.2基于配电自动化的智能配电网建设

2.2.3智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准

2.3有源配电网

2.3.1概述

2.3.2分布式电源接入配电网的好处

2.3.3分布式电源接入配电网后需要注意的问题

2.3.4分布式电源接入配电网的要求

2.4配电网的中性点运行方式

2.4.1中性点接地方式分类及比较

2.4.2经消弧线圈接地系统的3种补偿方式

2.5配电网涉及的一次设备——开关

2.5.1开关设备的灭弧介质无油化历程

2.5.2典型开关设备介绍

2.6配电网涉及的一次设备——环网柜

2.6.1概述

2.6.2环网柜的分类

2.6.3典型环网柜介绍

2.7配电网涉及的一次设备——变压器

2.7.1变压器的分类

2.7.2新型节能变压器

2.8配电线路

2.8.1架空线路

2.8.2电缆线路

2.8.3配电线路的节能

2.9配电网络拓扑形式及馈线故障处理

2.9.1配电网络的拓扑形式及实际应用案例

2.9.2馈线故障的处理

2.10要点掌握

思考题

第3章配电终端——FTU

3.1FTU的基本概念

3.2FTU的功能

3.3SD2210型FTU的总体结构及特点

3.3.1SD2210型FTU的原理框图

3.3.2SD2210型FTU的总体特点

3.4SD2210型FTU的TMS320F206DSP硬件介绍

3.4.1TMS320F206 DSP的主要特点

3.4.2TMS320F206存储器映射

3.4.3TMS320F206 DSP片上外设

3.4.4TMS320F206 DSP外部中断

3.4.5TMS320F206 DSP命令寄存器

3.4.6TMS320F206 DSP复位

3.4.7SD2210型FTU模拟信号输入

3.4.8SD2210型FTU数字量输入输出

3.4.9SD2210型FTU异步串行通信

3.5直流采样和交流采样

3.5.1直流采样

3.5.2交流采样

3.6开关量输入电路

3.6.1隔离电路

3.6.2去抖电路

3.7开关量输出电路

3.8模拟量输入电路

3.8.1基于逐次逼近型AD转换的模拟量输入电路

3.8.22×4通道14位高速AD转换芯片MAX125及其应用

3.9模拟量输出电路

3.10傅里叶算法

3.11要点掌握

思考题

第4章其他配电终端

4.1DTU

4.1.1DTU的概念及功能

4.1.2DTU备自投的实现

4.1.3开闭所DTU与馈线终端FTU的比较

4.1.4环网柜DTU与开闭所DTU的比较

4.1.5开闭所DTU与变电站RTU的比较

4.2TTU

4.2.1TTU的概念及功能

4.2.2TTU的无功补偿功能

4.3站控终端

4.3.1站控终端的概念及功能

4.3.2子站的设置

4.3.3站控终端与FTU、TTU、DTU的比较

4.4要点掌握

思考题

第5章通信系统

5.1引言

5.1.1远动的基本概念

5.1.2典型数据通信系统的组成

5.1.3数据传输的同步

5.1.4通信工作方式

5.2调制解调

5.3差错控制

5.3.1产生差错的原因

5.3.2抗干扰编码

5.3.3差错控制的几种方式

5.3.4几种常用的抗干扰编码

5.4通信规约

5.4.1通信规约的概念

5.4.2循环式通信规约

5.4.3问答式通信规约

5.5常用通信方式

5.5.1概述

5.5.2配电线载波通信

5.5.3光纤通信

5.5.4脉动控制

5.5.5工频控制

5.5.6电话专线

5.5.7现场总线

5.5.8RS485串行总线

5.5.9无线扩频

5.5.10甚高频通信（数传电台通信）

5.5.11特高频通信

5.5.12微波通信

5.5.13卫星通信

5.5.14调幅广播

5.5.15调频辅助通信业务

5.6要点掌握

思考题

第6章馈线自动化

6.1智能配电网的自愈与馈线自动化

6.1.1自愈的概念

6.1.2自愈控制

6.1.3实现自愈的条件和关键技术

6.1.4馈线自动化的功能与类型

6.2馈线自动化的发展历程

6.2.1第一阶段——不分段、不拉手（传统模式）阶段

6.2.2第二阶段——馈线分段、拉手、无自动化阶段

6.2.3第三阶段——自动分段、馈线自动化阶段

6.3重合器

6.3.1重合器的概念

6.3.2重合器的分类

6.3.3重合器与普通断路器的比较

6.3.4重合器的应用场合

6.3.5重合器实例

6.4分段器

6.4.1概念

6.4.2电压—时间型分段器原理接线

6.4.3电压—时间型分段器的参数

6.4.4电流—时间型分段器

6.5重合器与电压—时间型分段器配合

6.5.1辐射状网的故障处理

6.5.2环状网的故障处理

6.5.3分段开关和联络开关的时限整定

6.6重合器与过电流脉冲计数型分段器配合

6.6.1永久性故障的处理

6.6.2瞬时性故障的处理

6.7基于FTU的馈线自动化

6.7.1基于FTU的馈线自动化系统构成

6.7.2基于FTU的馈线自动化系统的功能

6.8两种馈线自动化的比较

6.8.1基于重合器—分段器的就地控制方案

6.8.2基于FTU和通信网络的远方控制方案

6.9要点掌握

思考题

第7章配电网单相接地故障选线

7.1概述

7.1.1NUGS单相接地故障选线的国外、国内研究现状

7.1.2利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法

7.1.3利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法

7.1.4其他方法

7.1.5意义

7.2NUGS单相接地故障理论分析

7.2.1NUGS单相接地故障的稳态基波分析

7.2.2NUGS单相接地故障的稳态谐波分析

7.2.3NUGS单相接地故障的暂态分析

7.2.4NUGS单相接地故障选段研究

7.3NUGS单相接地故障实验研究——选线方案确定

7.3.1动态模型的建立

7.3.2稳态实验记录及分析

7.3.3暂态实验记录及分析

7.3.4NUS选线方案的确定

7.3.5NES选线方案的确定

7.4软件设计

7.4.1开发语言和工具介绍

7.4.2NUS系统选线下位机软件设计

7.4.3NUS系统选线上位机软件设计

7.4.4NES系统选线下位机软件设计

7.4.5NES系统选线上位机软件设计

7.5NUGS选线方案验证实验

7.5.1优化模型

7.5.2NUS的选线验证实验

7.5.3NES的选线验证实验

7.6要点掌握

思考题

第8章远方抄表与电能计费系统

8.1电能表的发展和现状

8.2抄表计费的几种方式

8.3预付费电能计费方式

8.3.1预付费电能表的种类及特点

8.3.2采用IC卡电能表的预付费电能计费系统

8.4自动抄表技术——本地自动抄表

8.4.1本地自动抄表的两种数据采集方式

8.4.2抄表机简介

8.4.3国内主流抄表机型实例——振中TP900系列抄表机

8.5自动抄表技术——远程自动抄表

8.5.1远程自动抄表的含义及发展

8.5.2远程自动抄表系统的组成

8.5.3远程自动抄表系统典型案例

8.5.4利用远程自动抄表技术实现防窃电

8.5.5自动抄表与预付费的比较

8.6要点掌握

思考题

第9章主站系统

9.1主站系统的设计原则

9.2主站系统的硬件构成

9.2.1较小规模主站系统配置

9.2.2较大规模主站系统配置

9.3主站系统的软件构成

9.3.1操作系统软件

9.3.2支撑软件

9.3.3高级应用软件

9.4要点掌握

思考题

第10章配电网SCADA系统

10.1配电网SCADA系统的特点

10.2配电网SCADA系统组织的基本方式

10.2.1配电网SCADA系统测控对象

10.2.2区域站的设置方法

10.2.3体系结构

10.3配电网SCADA系统的功能

10.4智能用电小区

10.4.1智能小区概述

10.4.2智能用电的发展目标

10.4.3系统构成

10.4.4智能小区应用实例

10.5要点掌握

思考题

第11章配电图资地理信息系统

11.1概述

11.2GIS的发展

11.3GIS在电力行业的应用现状及难点

11.4GIS的组成

11.5GIS功能的实现方法

11.6AM/FM/GIS的离线、在线实际应用

11.6.1AM/FM/GIS在配电网中离线方面的应用

11.6.2AM/FM/GIS在配电网中在线方面的应用

11.7GIS的功能演示案例

11.8要点掌握

思考题

第12章负荷控制和管理系统

12.1负荷控制和管理的概念及经济效益

12.2负荷特性优化的主要措施

12.2.1经济措施

12.2.2行政措施

12.2.3宣传措施

12.2.4技术措施

12.3负荷控制系统的基本结构和功能

12.3.1负荷控制终端

12.3.2负荷控制中心

12.4各种负荷控制系统原理及比较

12.4.1负荷控制系统的分类

12.4.2GSM/GPRS公用通信电力负荷控制系统

12.4.3无线电电力负荷控制系统

12.4.4音频电力负荷控制系统

12.4.5配电线载波电力负荷控制系统

12.4.6工频电力负荷控制系统

12.4.7有线电话电力负荷控制系统

12.5要点掌握

思考题

第13章配电自动化的实际案例

13.1概述

13.2配电自动化的主要功能

13.3配电自动化系统体系结构

13.4配电自动化SCADA系统

13.4.1网络安全方案

13.4.2系统硬件配置

13.4.3软件系统结构

13.4.4配电SCADA功能

13.5配电自动化通信系统

13.6馈线自动化解决方案

13.7配电地理信息管理功能

13.8配电自动化高级应用软件

第14章实验部分

14.1电力系统综合实验方案一

14.1.1实验系统简介

14.1.2多台实验系统联网的实验

14.1.3设备清单

14.2电力系统综合实验方案二（供配电部分）

14.2.1实验系统简介

14.2.2实验系统外观

14.2.3多台实验系统联网的实验

14.2.4设备清单

14.3应用实例——TQGDⅡ工厂供电及配电自动化实验培训系统

14.3.1概述

14.3.2系统组成

14.3.3实验模式

14.3.4实验项目

14.3.5实验系统中主要设备的技术指标

14.3.6设备实物图

参考文献

作者简介

本书是按照配电自动化系统的构成从底层往上层来编写的。在介绍配电自动化的一些基本概念的基础上，首先介绍了配电终端FTU、TTU、DTU、RTU等，然后介绍通信系统，最后介绍配电自动化主站系统。在章节安排上同时穿插馈线自动化、配电网的故障选线、SCADA系统、电能计费、AM/FM/GIS、LM、工程实例等内容。

本书理论结合实际，同时融入一些相关专业基础知识，使内容前后贯通，并辅以思考题和自测题，使读者易于掌握，因为技术新，配套实验的开设正处于积极探索阶段，本书首次给出了配套实验。

本书可作为本科电气工程类专业的教材，同时也可作为配电领域工程技术人员的参考书。

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