配电系统分析与自动化

本书素材来源于许多国际会议、电力公司的实际应用和个人研究，所涉及的主题既包括基本的概念，也包括先进、实用的技术。•配电系统分析基础•配电系统的可靠性•配电网络重构与供电恢复•电压无功控制•谐波理论及谐波对配电系统的影响•现代配电系统保护•智能电网通信•电力系统中的互操作•成熟度模型各个章节中都包含很多实际应用考虑和用Matlab等实现的示例。 

在电力系统中，配电网是直接面向用户的末端环节，配电网的运行水平和供电能力直接影响供电质量和社会经济发展。本书主要介绍智能配电网概念和通信系统、配电自动化功能、配电高级分析、短路电流计算、可靠性分析、网络重构与供电恢复、电压无功控制、谐波分析、继电保护等以及智能电网的互操作和成熟度模型等内容。本书可供从事配电网规划、分析与仿真以及与自动化相关的研究与开发的科研院所、公司及高校的工程师、学者、老师、学生等参考使用。

目录译者的话原书前言第1章智能电网概述11智能电网之于配电系统12智能电网的定义13智能电网对配电系统的益处131提高可靠性132提升系统效率133分布式能源134优化资产利用和高效运行14质量指标141系统平均停电持续时间（SAIDI）142系统平均停电频率（SAIFI）143用户平均停电持续时间（CAIDI）144瞬时平均停电频率（MAIFI）和瞬时平均停电事件的发生频率（MAIFIE）练习第2章配电自动化功能21电力系统自动化22EMS功能范围23DMS功能范围24DMS功能241稳态性能提高类功能242动态性能提高类功能25地理信息系统251AM/FM功能252数据库管理26通信选项27监控和数据采集271SCADA功能272系统架构28同步相量测量技术及其在电力系统中的应用281定义282PMU应用第3章配电系统分析基础31电路定律311欧姆定律312基尔霍夫电压定律313基尔霍夫电流定律32电路定理321戴维南定理322/△变换323叠加定理33交流电路34标幺化35潮流计算351潮流方程352牛顿拉夫逊法353节点类型354牛顿拉夫逊法在潮流计算中的应用355解耦法36辐射状潮流概念361理论基础362配电网模型363节点和支路辨识364节点和支路辨识示例365辐射状潮流算法练习第4章短路电流计算41短路电流特性42故障电流整定计算43对称故障计算44对称分量441建立序网络的重要性442基于对称分量法的不对称故障计算443系统等效阻抗444电流与电压信号在保护系统中的应用练习第5章配电系统的可靠性51网络建模52网络约简练习第6章配电系统网络重构与供电恢复61拓扑结构62遥控开关位置621提高可靠性622提高灵活性63以改善运行状况为目的的馈线重构64以恢复供电为目的的馈线重构641故障定位、隔离与供电恢复（FLISR）642人工恢复和FLISR的对比643重构的约束条件644FLISR集中智能控制中心645FLISR分布式智能体646FLISR就地智能第7章电压/无功控制71电压调节的定义72改善电压调节的方法73电压调节器74配电系统中的电容器应用741馈线模型742电容器的选址和定容743利用单个电容器组降损744利用双电容器组降损745利用三个电容器组降损746若干电容器组应用747电容器选址定容软件75含VVC装置的配电馈线建模76考虑SCADA的电压/无功控制77电压/无功控制的要求78综合电压/无功控制练习第8章谐波分析81一般意义上的谐波82理论背景83谐波检测84并联谐振85串联谐振86谐波值验证861谐波限值862电压畸变限值863电流畸变限值87谐波检测88电容器的重估算和重定位89模型891谐波源892系统模型893负荷模型894支路模型810降容变压器第9章现代配电系统保护91过电流保护基础911保护配合原则912瞬时动作单元的整定标准913延时继电器的设定914通过软件设定过电流继电器92Dy型变压器间协调93馈线保护设备931重合闸开关932分段器933熔断器94整定原则941熔断器间的协调942重合器和熔断器间的协调943重合器与分段器的协调944重合器分段器熔断器的协调945重合器和重合器的协调946重合闸继电器协调配合95考虑分布式电源的继电保护951短路水平952同步953过电流保护954自适应保护练习第10 章智能电网通信技术101ISO OSI模型102电力系统的通信解决方案1021高级量测体系中的通信解决方案1022配电网通信技术103通信传输介质1031有线和载波通信1032无线通信1033光纤通信104智能电网中的信息安全105IEC 618501051IEC 61850的标准文档和功能1052系统配置语言1053GOOSE消息的配置和验证1054系统结构1055系统验证测试1056变电站IT网1057过程总线第11章电力系统中的互操作概念111互操作需要的要素112信息交换过程113数据模型和国际标准114电力系统信息模型的实现第12章成熟度模型121智能电网成熟度模型定义122使用智能电网成熟度模型的好处123SGMM的起源和构成124SGMM的开发过程125SGMM的级别和控制权1251SGMM成熟度级别1252SGMM领域126使用SGMM的结果与分析127SGMM案例参考文献

原 书 前 言20世纪末期，由于软硬件技术和通信技术的进步，以及电容器、开关、继电保护等馈线装置的技术发展，配电系统开始受到显著的关注。21世纪初，配电自动化被归并到了涵盖发、输、配电领域的智能电网的大旗下。 本书素材来源于许多国际会议、电力公司的实际应用和个人研究，所涉及的主题既包括基本的概念，也包括、实用的技术。 本书共12章。第1章为智能电网概览；第2章介绍配电自动化，其中有些内容在其他章节有详细阐述；第3章和第4章回顾了配电系统分析的基本概念，其中包括电力基本原理、网络及辐射状潮流计算、短路电流计算等。 第5章介绍可靠性概念；第6章是配电网络重构与供电恢复，这部分是配电自动化核心的内容之一；第7章是利用电压调节装置和无功控制技术来实现电压调控，以保证全网节点电压合格。 谐波理论及谐波对配电系统的影响在第8章进行分析；第9章介绍现代配电系统保护；第10章与通信有关，其中包括了IEC 61850中的相关内容；第11章介绍互操作；第12章为成熟度模型。 各个章节中都包含很多实际应用考虑和用Matlab等实现的示例。 我本人当然期望本书能够给学生和从事配电自动化及智能电网领域工作的工程师们提供帮助，也可以作为他们研究的参考用书。 本书成稿过程中得到了几位同事的帮助，他们提出了一些非常有价值的建议。首先要感谢英国斯特拉思克莱德大学（Strathclyde University）的KLLo教授将我引入配电自动化领域，并悉心指导了我在该领域的年的工作。感谢Jose Munoz，Luis Aragon和Jmaes Ariza在通信那章的贡献，以及Andres Perez在同步相量技术方面的帮助。尤其要感谢Carlo Viggiano帮助我组织了本书的素材，并在本书的立项过程给予了极大支持。我还要感谢IET的出版团队对本书的编辑。后，感谢我的妻子与孩子们的耐心与理解，使得我能够从家务事中节省出时间来完成此书。 Juan MGersWeston，2013年10月