變電站自動化技術(shù)與應用/輸變電裝備關(guān)鍵技術(shù)與應用叢書
定 價：108 元
叢書名：輸變電裝備關(guān)鍵技術(shù)與應用叢書
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- 作者：鄭主平 編
- 出版時間：2020/6/1
- ISBN：9787519836689
- 出 版 社：中國電力出版社
- 中圖法分類：TM63
- 頁碼：238
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《變電站自動化技術(shù)與應用/輸變電裝備關(guān)鍵技術(shù)與應用叢書》對變電站自動化技術(shù)進行了介紹，闡述了變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，詳細說明了站控層、間隔層、過程層關(guān)鍵設備及關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)介紹了IEC 61850技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)、輔助監(jiān)控技術(shù)、信息安全技術(shù)等，并給出了具體的工程應用案例，最后對未來技術(shù)發(fā)展進行了展望。該書總結(jié)了變電站自動化專業(yè)近年來的研究成果，且參編人員均來自變電站自動化技術(shù)研究、開發(fā)、試驗及應用的第一線，有著較高的學術(shù)與專業(yè)水平。
全書共16章，包括概論、變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)、變電站測控及保護測控集成技術(shù)、合并單元及智能終端技術(shù)、時間同步技術(shù)、同步相量測量技術(shù)、IEC 61850技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、數(shù)字化計量技術(shù)、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)、輔助監(jiān)控技術(shù)、變電站運維技術(shù)、信息安全技術(shù)、二次模塊化技術(shù)、工程應用案例及未來發(fā)展展望。
《變電站自動化技術(shù)與應用/輸變電裝備關(guān)鍵技術(shù)與應用叢書》可供從事變電站自動化技術(shù)研究、設計、使用的專家、學者使用，也可供從事電力系統(tǒng)二次專業(yè)系統(tǒng)、基建、調(diào)度、運維、檢修技術(shù)人員和設備研發(fā)人員參考。
變電站自動化領(lǐng)域的新原理、新技術(shù)、新方法 ，對電網(wǎng)生產(chǎn)運行和設備檢測人員具有技術(shù)指導作用
前 言
隨著世界經(jīng)濟發(fā)展，全球能源消費總量不斷攀升，可持續(xù)發(fā)展成為各國關(guān)注的焦點。智能電網(wǎng)能夠優(yōu)化現(xiàn)有能源利用體系，大幅度提升能源利用效率，已成為電網(wǎng)技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。變電站擔負著電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務，是智能電網(wǎng)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。變電站自動化技術(shù)對確保變電站高效穩(wěn)定運行，實現(xiàn)站內(nèi)設備監(jiān)測、控制以及電網(wǎng)信息實時共享起著不可替代的作用，是保證變電站安全、經(jīng)濟運行的重要技術(shù)手段。
變電站自動化系統(tǒng)是二次系統(tǒng)的重要組成部分之一，其采用先進的計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信號處理技術(shù)及通信技術(shù)，對變電站內(nèi)二次設備進行優(yōu)化設計，進而實現(xiàn)對變電站主要設備的監(jiān)視、測量、控制、保護以及調(diào)度通信等功能。隨著現(xiàn)代社會對電能供應的安全性、可靠性、經(jīng)濟性、優(yōu)質(zhì)性等指標要求的提高，電力系統(tǒng)對變電站自動化系統(tǒng)的要求也越來越高。
變電站自動化系統(tǒng)脫胎于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。早期系統(tǒng)主要由被控站遠動設備、控制站遠動設備和遠動通道三部分組成。20 世紀80 年代微處理器芯片和大規(guī)模集成電路的發(fā)明及應用為變電站數(shù)據(jù)的采集和處理提供了有力的技術(shù)支撐，變電站遠動系統(tǒng)逐步發(fā)展為變電站綜合自動化系統(tǒng)。我國對變電站綜合自動化技術(shù)的研究始于計算機技術(shù)普及的20 世紀80 年代和90 年代。進入21 世紀，隨著計算機技術(shù)、半導體技術(shù)、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，伴隨智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，以及智能變電站的大規(guī)模推廣與應用，變電站自動化技術(shù)又有了新的突破，進一步發(fā)展為當前的智能變電站自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)功能越來越強，自動化、智能化水平越來越高，對電網(wǎng)的支撐作用也越來越大。智能變電站自動化系統(tǒng)在目標設計理念、設備硬件、通信方式以及自動化系統(tǒng)軟件方面均發(fā)生了深刻變化。尤其是IEC 61850 標準的引進與應用，其面向?qū)ο蟆⒎謱臃植嫉慕＠砟钆c全新的通信方式給自動化系統(tǒng)帶來了一場重大變革。隨著變電站自動化技術(shù)的深入發(fā)展，廣大工程技術(shù)人員迫切需要一本系統(tǒng)闡述變電站自動化技術(shù)與應用的學習參考書，為此，南瑞集團有限公司組織相關(guān)專家與技術(shù)人員編寫了《變電站自動化技術(shù)與應用》一書。
本書側(cè)重介紹智能變電站自動化技術(shù)，涵蓋面較廣。書中詳細闡述了變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及站控層、間隔層、過程層關(guān)鍵設備及關(guān)鍵技術(shù)，對IEC 61850 技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)、輔助監(jiān)控技術(shù)、信息安全技術(shù)等做了系統(tǒng)性介紹，并通過具體的工程應用案例介紹讓讀者將書中所述的內(nèi)容融會貫通。本書總結(jié)了編寫組歷年來的研究成果，參編人員都是來自變電站自動化技術(shù)研究、開發(fā)、試驗及應用的第一線，有著較高的學術(shù)與技術(shù)水平。本書可供從事變電站自動化技術(shù)研究、設計和使用的專家學者以及工程技術(shù)人員使用。全書共16 章。第1 章介紹了變電站自動化技術(shù)發(fā)展歷程、背景與現(xiàn)狀，重點介紹了變電站自動化系統(tǒng)的構(gòu)成和關(guān)鍵技術(shù)；第2 章介紹了變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)；第3 章介紹了變電站測控及保護測控集成技術(shù)；第4 章介紹了合并單元及智能終端技術(shù)；第5 章介紹了時間同步技術(shù)，重點介紹了智能變電站常見對時方式及對時原理和時間同步方法；第6 章介紹了同步相量測量技術(shù)，重點介紹了同步相量測量裝置功能、相量數(shù)據(jù)集中器功能；第7 章介紹了IEC 61850 技術(shù)，并介紹了IEC 61850第2 版的現(xiàn)狀；第8 章介紹了網(wǎng)絡通信技術(shù)，重點介紹了智能變電站網(wǎng)絡通信架構(gòu)及主要構(gòu)成；第9 章介紹了數(shù)字化計量技術(shù)；第10 章介紹了電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)；第11 章介紹了輔助監(jiān)控技術(shù)，重點介紹了輔助監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)及主要構(gòu)成；第12 章介紹了變電站運維技術(shù)，重點介紹了廣域運維技術(shù)、巡檢機器人技術(shù)和配置工具；第13 章介紹了信息安全技術(shù)；第14 章介紹了二次模塊化技術(shù)；第15 章介紹了工程應用案例；第16 章對變電站自動化技術(shù)的未來發(fā)展進行了展望，主要展望了寬頻測量技術(shù)、內(nèi)網(wǎng)安全監(jiān)測技術(shù)、集群測控技術(shù)等。
當前，變電站自動化技術(shù)正朝著智能化方向大步前進，必將有大量的新技術(shù)和新設備不斷涌現(xiàn)，需要我們密切跟蹤并進行深入研究。
由于本書編寫工作量大、時間倉促，難免存在不足之處，希望廣大專家和讀者批評指正。
編者
2020 年4 月
鄭玉平，南瑞集團總工程師，教授高工程師、博士生導師。先后被授予“新世紀百千萬人才工程國家人選”、享受國務院“政府特殊津貼”專Z家、江蘇省“333”工程中青年首席科學家、國家電網(wǎng)公司科技領(lǐng)軍人才等稱號，獲得全國五一勞動獎章、中國青年科技獎、江蘇省勞動模范、江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才獎、國家電網(wǎng)公司“十一五”科技工作先進個人、國家電網(wǎng)特高壓交流試驗示范工程先進個人等多項榮譽。先后獲得省部及以上科技獎勵12項，其中國家科技進步獎一等獎1項（個人排名第2）、國家科技進步二等獎1項（個人排名第1）。作為主要發(fā)明人，申請發(fā)明專利24項并獲授權(quán)18項，其中中國專利優(yōu)秀獎2項、江蘇省優(yōu)秀專利金獎1項。近5年來在核心期刊先后發(fā)表了10余篇具有高學術(shù)價值的論文。
目錄
總序
序言
前言
第1 章 概論 1
1.1 變電站自動化技術(shù)發(fā)展歷程 1
1.2 智能變電站自動化發(fā)展背景與現(xiàn)狀 3
1.3 變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)成 5
第2 章 變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù) 8
2.1 概述 8
2.2 監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)及其構(gòu)成 9
2.2.1 系統(tǒng)硬件配置 10
2.2.2 系統(tǒng)軟件環(huán)境 12
2.2.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu) 12
2.3 關(guān)鍵技術(shù) 14
2.3.1 基于SOA 的平臺軟件架構(gòu) 14
2.3.2 主子站交互技術(shù) 18
2.3.3 數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù) 21
2.3.4 數(shù)據(jù)遠傳技術(shù) 24
2.3.5 人機界面接口技術(shù) 24
2.3.6 順序控制技術(shù) 26
2.3.7 源端維護技術(shù) 29
2.3.8 智能告警技術(shù) 31
2.3.9 故障信息綜合分析決策技術(shù) 33
2.3.10 經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制技術(shù) 34
2.3.11 數(shù)據(jù)校驗技術(shù) 37
2.3.12 二次設備狀態(tài)診斷技術(shù) 39
2.3.13 智能遠動機技術(shù) 40
第3 章 變電站測控及保護測控集成技術(shù) 42
3.1 概述 42
3.2 測控原理及實現(xiàn) 43
3.2.1 硬件設計 44
3.2.2 多種量測的綜合采集 46
3.2.3 開關(guān)量時標標注方法 48
3.2.4 數(shù)字化采樣的同期檢測 50
3.2.5 智能變電站防誤閉鎖 51
3.2.6 多功能統(tǒng)一建模 52
3.3 保護測控集成裝置構(gòu)成及實現(xiàn) 53
3.4 關(guān)鍵技術(shù) 57
3.4.1 交流量采集技術(shù) 57
3.4.2 狀態(tài)量采集技術(shù) 59
3.4.3 控制輸出技術(shù) 60
第4 章 合并單元及智能終端技術(shù) 63
4.1 概述 63
4.2 過程層設備構(gòu)成及實現(xiàn) 64
4.2.1 互感器 64
4.2.2 合并單元裝置構(gòu)成及實現(xiàn) 65
4.2.3 智能終端裝置構(gòu)成及實現(xiàn) 67
4.3 關(guān)鍵技術(shù) 69
4.3.1 合并單元技術(shù) 69
4.3.2 智能終端技術(shù) 73
第5 章 時間同步技術(shù) 76
5.1 概述 76
5.2 時間同步技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用 77
5.3 電力系統(tǒng)授時技術(shù)和時間同步系統(tǒng) 77
5.4 智能變電站常見對時方式及對時原理 78
5.4.1 直流IRIG ?? B 碼對時 78
5.4.2 IEEE 1588 對時 80
5.4.3 SNTP 對時 82
5.5 時間同步方法 82
5.6 關(guān)鍵技術(shù) 83
5.6.1 多時間源信號選擇技術(shù) 83
5.6.2 異常時鐘輸入信息的防誤及守時技術(shù) 86
5.6.3 時鐘同步狀態(tài)在線監(jiān)測技術(shù) 86
第6 章 同步相量測量技術(shù) 87
6.1 概述 87
6.2 廣域相量測量系統(tǒng)子站 87
6.3 同步相量測量裝置功能 88
6.3.1 交流量數(shù)據(jù)采集 88
6.3.2 發(fā)電機功角采集 89
6.3.3 直流量采集 89
6.3.4 開關(guān)量采集 89
6.3.5 告警開出 90
6.3.6 低頻振蕩監(jiān)測 90
6.3.7 次同步振蕩監(jiān)測 90
6.3.8 通信功能 90
6.3.9 歷史數(shù)據(jù)存儲 90
6.4 相量數(shù)據(jù)集中器功能 90
6.4.1 主要功能 90
6.4.2 冗余通信架構(gòu) 91
6.5 同步相量測量技術(shù) 92
6.5.1 同步相量測量算法 92
6.5.2 發(fā)電機功角測量算法 93
第7 章 IEC 61850 技術(shù) 95
7.1 概述 95
7.2 標準體系框架與概貌 95
7.3 關(guān)鍵技術(shù) 96
7.3.1 服務和通信映射技術(shù) 97
7.3.2 模型和自描述技術(shù) 102
7.3.3 MMS 通信技術(shù) 105
7.3.4 GOOSE 通信技術(shù) 107
7.3.5 采樣值通信技術(shù) 109
7.3.6 一致性測試技術(shù) 110
7.4 IEC 61850（第2 版） 114
第8 章 網(wǎng)絡通信技術(shù) 116
8.1 概述 116
8.2 智能變電站網(wǎng)絡通信架構(gòu)及主要構(gòu)成 116
8.2.1 智能變電站網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 116
8.2.2 智能變電站網(wǎng)絡構(gòu)成 116
8.3 關(guān)鍵技術(shù) 117
8.3.1 站控層網(wǎng)絡通信技術(shù) 117
8.3.2 過程層網(wǎng)絡通信技術(shù) 118
8.3.3 以太網(wǎng)交換機關(guān)鍵技術(shù) 122
8.3.4 網(wǎng)絡通信報文記錄分析技術(shù) 128
第9 章 數(shù)字化計量技術(shù) 131
9.1 概述 131
9.2 數(shù)字化計量系統(tǒng)主要構(gòu)成 131
9.2.1 計量合并單元 132
9.2.2 數(shù)字化電能表 133
9.2.3 電能量采集終端 136
9.3 關(guān)鍵技術(shù) 138
9.3.1 數(shù)字化電能表技術(shù) 138
9.3.2 電能量采集終端技術(shù) 139
第10 章 電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù) 141
10.1 概述 141
10.1.1 測量方法的分類 141
10.1.2 測量的電氣量和電能質(zhì)量參數(shù) 142
10.1.3 測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 142
10.2 電能質(zhì)量監(jiān)測原理 142
10.2.1 頻率偏差 142
10.2.2 電壓偏差 143
10.2.3 三相不平衡 144
10.2.4 諧波 144
10.2.5 電壓波動與閃變 145
10.3 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)主要構(gòu)成 145
10.3.1 監(jiān)測終端 145
10.3.2 數(shù)據(jù)中心 147
10.3.3 后臺主站 147
10.4 關(guān)鍵技術(shù) 151
10.4.1 頻率測量技術(shù) 151
10.4.2 諧波測量技術(shù) 151
10.4.3 波動閃變測量技術(shù) 151
10.4.4 暫升暫降事件檢測技術(shù) 151
第11 章 輔助監(jiān)控技術(shù) 152
11.1 概述 152
11.2 輔助監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)及主要構(gòu)成 152
11.2.1 輔助監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu) 152
11.2.2 輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能 154
11.3 關(guān)鍵技術(shù) 156
11.3.1 視頻圖像監(jiān)控技術(shù) 156
11.3.2 安全防護與門禁技術(shù) 157
11.3.3 消防火災監(jiān)控告警技術(shù) 159
11.3.4 交直流電源一體化技術(shù) 159
11.3.5 環(huán)境監(jiān)測技術(shù) 162
11.3.6 智能照明技術(shù) 163
11.3.7 系統(tǒng)聯(lián)動技術(shù) 163
第12 章 變電站運維技術(shù) 165
12.1 廣域運維技術(shù) 165
12.1.1 概述 165
12.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 165
12.1.3 服務管理中心 167
12.1.4 運維中心功能 168
12.1.5 變電站功能 169
12.2 巡檢機器人技術(shù) 171
12.3 配置工具 175
12.3.1 概述 175
12.3.2 總體要求 176
12.3.3 軟件功能 177
第13 章 信息安全技術(shù) 181
13.1 概述 181
13.2 信息安全原理 181
13.3 關(guān)鍵技術(shù) 182
13.3.1 IEC 62351 通信安全技術(shù)標準 182
13.3.2 安全分區(qū) 183
13.3.3 縱向加密技術(shù) 183
13.3.4 單向隔離技術(shù) 185
第14 章 二次模塊化技術(shù) 187
14.1 概述 187
14.1.1 概念及定義 187
14.1.2 特點與意義 187
14.2 常見方案 188
14.2.1 模塊劃分原則 188
14.2.2 預制艙式二次組合設備 189
14.2.3 模塊化二次設備 189
14.2.4 預制式戶外智能控制柜 190
14.3 關(guān)鍵技術(shù) 190
14.3.1 即插即用技術(shù) 190
14.3.2 預制光纜 190
14.3.3 預制電纜 194
14.4 二次艙及設備 196
14.4.1 預制艙艙體尺寸 196
14.4.2 預制艙外形 197
14.4.3 預制艙的主體及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 198
14.4.4 預制艙墻體及其裝飾 200
14.4.5 預制艙艙內(nèi)電氣設備 200
14.4.6 二次設備布置方案 201
14.4.7 預制艙結(jié)構(gòu)技術(shù) 202
14.4.8 預制艙使用維護 203
14.4.9 預制艙運輸及吊裝 204
14.4.10 預制艙智能輔助系統(tǒng) 204
第15 章 工程應用案例 206
15.1 智能變電站自動化系統(tǒng)案例 206
15.1.1 站控層應用 206
15.1.2 間隔層應用 207
15.1.3 過程層應用 207
15.1.4 PMU 應用 207
15.1.5 網(wǎng)絡應用 208
15.2 BSJ2000 自動化系統(tǒng)改造案例 209
15.2.1 更新站控層監(jiān)控主機、操作員站等設備 210
15.2.2 更新遠動機等設備 210
15.2.3 更新保護公用信息管理機設備 211
15.3 NS2000 自動化系統(tǒng)改造案例 214
15.4 NSD26X 自動化系統(tǒng)差異化改造案例 216
15.5 智能變電站二次模塊化技術(shù)案例 217
15.6 數(shù)字化計量技術(shù)應用案例 221
第16 章 未來發(fā)展展望 223
16.1 寬頻測量技術(shù) 223
16.1.1 寬頻測量裝置結(jié)構(gòu) 223
16.1.2 寬頻測量原理及算法 224
16.1.3 寬頻測量數(shù)據(jù)傳輸 225
16.2 內(nèi)網(wǎng)安全監(jiān)測技術(shù) 227
16.2.1 概述 227
16.2.2 現(xiàn)狀分析 228
16.2.3 內(nèi)網(wǎng)安全監(jiān)視與管理體系 229
16.3 集群測控技術(shù) 230
16.3.1 集群測控裝置結(jié)構(gòu) 230
16.3.2 集群測控裝置運行模式 230
16.3.3 集群測控裝置關(guān)鍵技術(shù) 231
參考文獻 233
索引 237
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