智能電網(wǎng)通信 使電網(wǎng)智能化成為可能

譯者序
原書(shū)前言
作者簡(jiǎn)介
致謝
縮略語(yǔ)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(luò)9
1.2.2電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)兩者之間的一個(gè)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(dǎo)率19
1.3.3歐姆定律20
1.3.4電路21
1.3.5電磁場(chǎng)22
1.3.6電磁感應(yīng)23
1.3.7電路基礎(chǔ)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(gè)簡(jiǎn)單的案例研究31
1.5智能電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)因素36
1.6智能電網(wǎng)的目標(biāo)37
1.6.1在數(shù)字經(jīng)濟(jì)中提供滿足一系列需要的電能質(zhì)量38
1.6.2容納所有發(fā)電和存儲(chǔ)單元38
1.6.3擁有新的產(chǎn)品、服務(wù)和市場(chǎng)38
1.6.4使用戶能積極參與38
1.6.5有彈性地運(yùn)行以抵御物理攻擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊和自然災(zāi)害39
1.6.6以自愈方式預(yù)期和響應(yīng)系統(tǒng)擾動(dòng)39
1.6.7優(yōu)化資產(chǎn)利用和運(yùn)行效率39
1.7標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)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(jié)41
1.10習(xí)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(fù)功率和無(wú)功功率52
2.2.3電能質(zhì)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(chǔ)67
2.5小結(jié)71
2.6習(xí)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(jīng)典電網(wǎng)分析技術(shù)81
3.3.1頻率分析81
3.3.2標(biāo)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(jì)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(wú)功功率控制91
3.4.2地磁感應(yīng)電流93
3.4.3質(zhì)量問(wèn)題94
3.4.4大規(guī)模同步95
3.4.5輸電市場(chǎng)96
3.5無(wú)線電能傳輸96
3.6小結(jié)97
3.7習(xí)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?fù)?09
4.1.5配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)110
4.2保護(hù)技術(shù)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(hù)117
4.2.3縱聯(lián)保護(hù)118
4.2.4保護(hù)和穩(wěn)定性119
4.2.5特殊保護(hù)方案和校正措施方案119
4.2.6錄波器119
4.2.7保護(hù)協(xié)調(diào)120
4.3降壓節(jié)能120
4.4配電線載波121
4.5小結(jié)122
4.6習(xí)題122

第5章 用電124
5.1引言124
5.2負(fù)荷125
5.2.1電力市場(chǎng)131
5.2.2重組的含義134
5.2.3頻率136
5.2.4系統(tǒng)運(yùn)行與管理137
5.2.5自動(dòng)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(diǎn)140
5.5可見(jiàn)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(dòng)汽車149
5.7小結(jié)149
5.8習(xí)題150

第二部分 通信網(wǎng)絡(luò)：推動(dòng)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(diǎn)164
6.4電力系統(tǒng)信息理論165
6.4.1復(fù)雜理論172
6.4.2網(wǎng)絡(luò)編碼173
6.4.3信息理論和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)175
6.4.4網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和路由177
6.4.5壓縮感知技術(shù)177
6.5通信架構(gòu)180
6.5.1智能電網(wǎng)應(yīng)用與通信181
6.5.2主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)182
6.6無(wú)線通信介紹186
6.6.1電磁輻射186
6.6.2波動(dòng)方程188
6.7小結(jié)193
6.8習(xí)題194

第7章 需求響應(yīng)和高級(jí)量測(cè)體系195
7.1引言195
7.2需求響應(yīng)196
7.3高級(jí)量測(cè)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(guān)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(luò)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(luò)路由介紹210
7.5IEEE 802.11 212
7.6小結(jié)213
7.7習(xí)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(jī)并網(wǎng)224
8.2.3分布式發(fā)電：未來(lái)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(wú)線電能傳輸232
8.5廣域監(jiān)測(cè)235
8.6網(wǎng)絡(luò)控制246
8.7小結(jié)249
8.8習(xí)題250

第9章 配電自動(dòng)化252
9.1引言252
9.1.1性能指標(biāo)255
9.2應(yīng)用配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)保護(hù)配合256
9.2.1時(shí)間-電流曲線256
9.3自愈、通信和配電自動(dòng)化259
9.3.1配電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)261
9.3.2一個(gè)算法實(shí)例261
9.3.3一個(gè)簡(jiǎn)化的配電系統(tǒng)保護(hù)通信模型263
9.3.4通信模型264
9.3.5配電保護(hù)通信系統(tǒng)概率詮釋266
9.3.6WiMAX介紹272
9.3.7WiMAX網(wǎng)絡(luò)模式274
9.4小結(jié)276
9.5習(xí)題276

第10章 標(biāo)準(zhǔn)概述278
10.1引言278
10.2美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所279
10.3國(guó)際電工委員會(huì)280
10.4國(guó)際大電網(wǎng)委員會(huì)284
10.5美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)284
10.6美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)288
10.7國(guó)際電信聯(lián)盟291
10.8美國(guó)電力科學(xué)研究院292
10.9其他標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)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(gòu)294
10.10小結(jié)297
10.11習(xí)題297

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