智能電網(wǎng)通信 使電網(wǎng)智能化成為可能

譯者序
原書前言
作者簡介
致謝
縮略語表
第一部分電力系統(tǒng)：主要組成部分
第1章 智能電網(wǎng)之前的電力系統(tǒng)介紹2
1.1概述2
1.2傳統(tǒng)的電網(wǎng)6
1.2.1電網(wǎng)中的早期通信網(wǎng)絡9
1.2.2電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡兩者之間的一個類比15
1.3電力基本法則18
1.3.1電荷、電壓和接地18
1.3.2電導率19
1.3.3歐姆定律20
1.3.4電路21
1.3.5電磁場22
1.3.6電磁感應23
1.3.7電路基礎25
1.3.8磁路27
1.4案例研究：停電事故的事后分析29
1.4.1停電事故的啟示29
1.4.2一個簡單的案例研究31
1.5智能電網(wǎng)驅動因素36
1.6智能電網(wǎng)的目標37
1.6.1在數(shù)字經濟中提供滿足一系列需要的電能質量38
1.6.2容納所有發(fā)電和存儲單元38
1.6.3擁有新的產品、服務和市場38
1.6.4使用戶能積極參與38
1.6.5有彈性地運行以抵御物理攻擊、網(wǎng)絡攻擊和自然災害39
1.6.6以自愈方式預期和響應系統(tǒng)擾動39
1.6.7優(yōu)化資產利用和運行效率39
1.7標準簡括40
1.8從能量和信息到智能電網(wǎng)及其通信40
1.9小結41
1.10習題43

第2章 發(fā)電46
2.1引言46
2.2集中式發(fā)電48
2.2.1交流電48
2.2.2復功率和無功功率52
2.2.3電能質量55
2.2.4發(fā)電56
2.3管理和控制：SCADA系統(tǒng)介紹61
2.3.1效率和環(huán)境66
2.4能量存儲67
2.5小結71
2.6習題71

第3章 輸電73
3.1引言73
3.2電網(wǎng)基本組成部分76
3.2.1控制中心76
3.2.2變壓器77
3.2.3電容器組78
3.2.4繼電器和重合閘裝置79
3.2.5變電站79
3.2.6逆變器79
3.3經典電網(wǎng)分析技術81
3.3.1頻率分析81
3.3.2標幺制系統(tǒng)82
3.3.3相量82
3.3.4潮流分析84
3.3.5故障分析88
3.3.6狀態(tài)估計89
3.3.7柔性交流輸電系統(tǒng)90
3.4輸電面臨的挑戰(zhàn)90
3.4.1集成電壓-無功功率控制91
3.4.2地磁感應電流93
3.4.3質量問題94
3.4.4大規(guī)模同步95
3.4.5輸電市場96
3.5無線電能傳輸96
3.6小結97
3.7習題97

第4章 配電99
4.1引言99
4.1.1配電系統(tǒng)中的變壓器103
4.1.2饋線106
4.1.3電力線106
4.1.4配電拓撲109
4.1.5配電系統(tǒng)設計110
4.2保護技術114
4.2.1熔斷器、斷路器、繼電器和重合閘裝置114
4.2.2距離保護117
4.2.3縱聯(lián)保護118
4.2.4保護和穩(wěn)定性119
4.2.5特殊保護方案和校正措施方案119
4.2.6錄波器119
4.2.7保護協(xié)調120
4.3降壓節(jié)能120
4.4配電線載波121
4.5小結122
4.6習題122

第5章 用電124
5.1引言124
5.2負荷125
5.2.1電力市場131
5.2.2重組的含義134
5.2.3頻率136
5.2.4系統(tǒng)運行與管理137
5.2.5自動化：智能電網(wǎng)的誘因138
5.2.6人類影響因素139
5.3用電變化140
5.4用戶的觀點140
5.5可見性142
5.5.1微電網(wǎng)143
5.6用戶靈活性147
5.6.1用戶能量管理147
5.6.2插電式電動汽車149
5.7小結149
5.8習題150

第二部分 通信網(wǎng)絡：推動者
第6章 什么是智能電網(wǎng)通信154
6.1引言154
6.1.1麥克斯韋方程組158
6.1.2特征系統(tǒng)和圖譜159
6.2能量和信息159
6.2.1追溯信息的物理現(xiàn)象160
6.3系統(tǒng)觀點164
6.4電力系統(tǒng)信息理論165
6.4.1復雜理論172
6.4.2網(wǎng)絡編碼173
6.4.3信息理論和網(wǎng)絡科學175
6.4.4網(wǎng)絡科學和路由177
6.4.5壓縮感知技術177
6.5通信架構180
6.5.1智能電網(wǎng)應用與通信181
6.5.2主動網(wǎng)絡182
6.6無線通信介紹186
6.6.1電磁輻射186
6.6.2波動方程188
6.7小結193
6.8習題194

第7章 需求響應和高級量測體系195
7.1引言195
7.2需求響應196
7.3高級量測體系199
7.4IEEE 802.15.4、6LoWPAN、ROLL 和 RPL 203
7.4.1電力線電壓和通信的關系203
7.4.2IEEE 802介紹203
7.4.3IEEE 802.15介紹204
7.4.4IEEE 802.15.4 204
7.4.5IEEE 802.15.4g智能公用網(wǎng)絡介紹209
7.4.66LoWPAN介紹209
7.4.7Ripple路由協(xié)議、低功率和低損耗網(wǎng)絡路由介紹210
7.5IEEE 802.11 212
7.6小結213
7.7習題214

第8章 分布式發(fā)電和輸電216
8.1引言216
8.2分布式發(fā)電217
8.2.1分布式控制 222
8.2.2大量小型發(fā)電機并網(wǎng)224
8.2.3分布式發(fā)電：未來展望226
8.2.4光伏發(fā)電227
8.3智能輸電系統(tǒng)230
8.3.1柔性交流輸電系統(tǒng)231
8.4無線電能傳輸232
8.5廣域監(jiān)測235
8.6網(wǎng)絡控制246
8.7小結249
8.8習題250

第9章 配電自動化252
9.1引言252
9.1.1性能指標255
9.2應用配電自動化實現(xiàn)保護配合256
9.2.1時間-電流曲線256
9.3自愈、通信和配電自動化259
9.3.1配電拓撲結構261
9.3.2一個算法實例261
9.3.3一個簡化的配電系統(tǒng)保護通信模型263
9.3.4通信模型264
9.3.5配電保護通信系統(tǒng)概率詮釋266
9.3.6WiMAX介紹272
9.3.7WiMAX網(wǎng)絡模式274
9.4小結276
9.5習題276

第10章 標準概述278
10.1引言278
10.2美國國家標準技術研究所279
10.3國際電工委員會280
10.4國際大電網(wǎng)委員會284
10.5美國電氣電子工程師學會284
10.6美國國家標準學會288
10.7國際電信聯(lián)盟291
10.8美國電力科學研究院292
10.9其他標準化活動293
10.9.1Modbus293
10.9.2電力線載波294
10.9.3微軟電力和公用事業(yè)智能能源參考架構294
10.10小結297
10.11習題297

第三部分 終極目標：智能電網(wǎng)嵌入式和分布式智能
第11章 電網(wǎng)中的機器智能300
11.1引言300
11