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出版者:中國水利水電齣版社

作者:主編：徐臘元

出品人:

頁數:162

译者:

出版時間:1998-06-01

價格:16.8

裝幀:平裝

isbn號碼:9787801245090

叢書系列:

圖書標籤:

• 配電網自動化
• 配電網
• 自動化設備
• 電力係統
• 智能電網
• 電氣工程
• 電力技術
• 設備選型
• 配電自動化
• 電力規劃

智能電網中的數據驅動決策與先進傳感技術 圖書名稱： 智能電網中的數據驅動決策與先進傳感技術 圖書簡介： 隨著全球能源結構的深刻轉型和電力係統復雜性的日益增加，傳統電網正加速嚮高度互聯、自愈閤的智能電網（Smart Grid）演進。本書聚焦於支撐這一轉型過程中的兩大核心技術支柱：數據驅動的決策優化和先進的傳感與測量技術。我們旨在為電力係統工程師、研究人員以及相關領域的專業人士提供一個深入且實用的技術藍圖，闡釋如何有效利用海量實時數據，結閤前沿傳感設備，以實現電網運行的更高可靠性、效率和靈活性。 本書的理論基礎建立在現代信息物理係統（CPS）的框架之上，將電力係統的物理層、信息層、控製層緊密耦閤。全書內容深度聚焦於如何將數據的采集、處理、分析轉化為可執行的電網控製指令，以及如何通過部署新型傳感器技術來確保數據的質量和時效性。 第一部分：智能電網中的數據基礎與處理框架 本部分首先奠定瞭數據驅動決策的基石。我們詳細探討瞭智能電網環境中數據的異構性、高維度和實時性挑戰。 海量數據采集與預處理： 詳細介紹瞭部署在配電網、輸電網和用戶側的智能電錶（AMI）、傳感器網絡（WSN）所産生的數據流的特性。重點分析瞭數據清洗、缺失值插補、異常點檢測等關鍵預處理技術，確保輸入模型的“乾淨”數據。 實時數據處理架構： 深入探討瞭基於流式計算（如Apache Kafka, Flink）的實時數據處理架構。對比瞭批處理與流處理在電網故障診斷和快速響應中的適用場景，並提齣瞭低延遲數據傳輸和處理的優化策略。 數據安全與隱私保護： 鑒於電力係統對網絡攻擊的極端敏感性，本章詳細剖析瞭數據傳輸和存儲中的安全威脅模型，並介紹瞭同態加密、安全多方計算在保護敏感運行數據方麵的應用前景。 第二部分：數據驅動的電網狀態估計與優化 本部分是全書的核心，專注於如何將處理後的數據轉化為實際的係統控製和優化策略。 高級狀態估計（ASE）： 傳統狀態估計在含有大量分布式電源（DERs）和非綫性負荷的現代配電網中麵臨挑戰。本書提供瞭基於拓撲不完全感知和高比例測量數據的加權最小二乘（WLS）擴展，以及利用卡爾曼濾波（EKF/UKF）處理非綫性動態係統的具體實施方法。 基於機器學習的負荷與可再生能源預測： 詳細介紹瞭深度學習模型（如LSTM、Transformer）在短期負荷預測和風光齣力預測中的應用。重點討論瞭如何利用遷移學習和聯邦學習來應對不同地理區域電網數據的差異性。 電網優化控製： 探討瞭如何將預測結果和實時狀態輸入到優化模型中。內容涵蓋機會約束優化（OCC）在含不確定性電源的無功優化中的應用，以及強化學習（RL）在電壓控製和最優潮流計算中的探索性研究，旨在實現對電網運行點的自適應調整。 第三部分：先進傳感技術與測量技術的革新 本部分關注如何從物理層麵上獲取更高質量、更豐富信息的數據，以支撐前述的數據驅動模型。 基於光縴的分布式傳感係統（DAS/DTS）： 重點闡述瞭分布式溫度和應變傳感技術在輸電綫路狀態監測（如導綫溫度、弧垂測量）中的原理、部署方式以及數據解讀。分析瞭如何通過溫度數據預測輸電綫路的承載能力裕度。 基於衛星和無人機的環境監測： 探討瞭遙感技術（如LiDAR、高光譜成像）在輸電綫路走廊巡檢、植被入侵風險評估以及災後快速評估中的集成應用，如何將空間信息轉化為電網維護的決策輸入。 新型電流電壓傳感器技術： 深入對比瞭傳統互感器與基於光電效應、磁光效應（如法拉第效應）的非侵入式/隔離式傳感器。分析瞭這些新型傳感設備在暫態過程記錄和高頻諧波監測方麵的優勢。 同步相量測量單元（PMU）的網絡化應用： 詳細介紹瞭PMU數據的時鍾同步、廣域監測係統（WAMS）的架構，以及如何利用高時間分辨率的相量數據來識彆低頻振蕩、暫態穩定性和進行係統同步性分析。 第四部分：數據驅動的電網可靠性與韌性提升 本書的最後部分將理論和技術落地到實際的電網管理目標上。 基於數據挖掘的故障診斷與預測性維護（PdM）： 闡述瞭如何通過分析設備運行的曆史數據、環境數據和振動數據，建立基於狀態的健康指數（SoH）模型。重點介紹利用異常模式識彆技術，提前預警變壓器繞組老化、斷路器觸頭磨損等潛在故障。 自愈閤網絡（Self-Healing Grid）中的決策算法： 討論瞭在發生故障後，如何利用實時數據快速隔離故障區域，並在秒級時間內完成最優拓撲重構（最佳負荷轉移）。對比瞭基於規則、基於優化和基於強化學習的故障恢復策略的性能。 電網韌性評估指標與實時監控： 提齣瞭量化電網麵對極端事件（如自然災害、網絡攻擊）的韌性指標體係。展示瞭如何通過集成多源異構數據，建立動態韌性儀錶闆，輔助決策者進行資源調配和預案製定。 本書不僅提供瞭前沿技術的理論闡述，更融閤瞭多個工業界的實際案例分析，旨在為讀者提供一個全麵、深入且極具操作性的智能電網數據與傳感技術應用指南。通過本書的學習，讀者將能夠掌握設計、實施和運營下一代高效、可靠電力係統的關鍵技術路徑。

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這本書，說實話，我完全是衝著那個封麵設計的簡潔大氣去的，帶著一種對技術規範的好奇心翻開瞭它。我原本以為這會是一本充滿晦澀術語和復雜公式的硬核手冊，畢竟“配電網自動化設備優選”聽起來就挺專業的。然而，進入閱讀後，我發現它更像是一本高屋建瓴的行業觀察錄，而非純粹的教科書。書中對當前配電網升級換代背景下，不同類型自動化設備的市場現狀、技術路綫的演變趨勢進行瞭深入的剖析。比如，它詳細對比瞭傳統繼電保護與基於新型通信架構的智能電子設備在實時性、自愈性方麵的差異，分析瞭不同供應商在軟件算法上的核心競爭力，這一點對於我們做項目選型決策時，提供瞭一個非常清晰的橫嚮比較框架。作者並沒有簡單羅列參數，而是從投資迴報率、運維復雜度、未來擴展性等多個維度，構建瞭一套完整的“優選模型”，這對於預算緊張但又追求長期穩定性的項目經理來說，簡直就是雪中送炭。讀完這部分內容，我感覺自己對“優選”二字有瞭更深層次的理解，它不再是簡單的價格對比，而是一場涉及多方利益的戰略博弈。

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從整體閱讀感受來看，這本書給我帶來瞭一種“被賦能”的感覺，尤其是在應對未來技術路綫的不確定性方麵。它並未將焦點僅僅鎖定在當前主流的解決方案上，而是花瞭相當的篇幅去探討物聯網（IoT）、邊緣計算在配電自動化中的潛在應用邊界，以及這些前沿技術可能對現有設備選型邏輯帶來的顛覆。例如，它討論瞭利用邊緣智能對海量傳感器數據進行實時預處理的可能性，從而減輕中心平颱的數據壓力，這對於我們設計未來五年規劃的電網係統具有重要的指導意義。這本書的觀點是動態發展的，它不是一個靜態的指南，而更像是一個關於“如何思考設備選型問題”的思維框架。它鼓勵讀者跳齣已有的技術範式，去預見變革，這種啓發性的力量，遠超齣瞭其作為一本技術工具書的範疇，讓人讀完後，對整個行業的未來充滿瞭期待和清晰的思考方嚮。

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這本書的排版和圖錶製作水平，給我的印象非常深刻，堪稱行業內的典範。在處理復雜係統架構圖時，作者采用瞭多層級的、分層解耦的展示方式，配閤精妙的色彩區分，使得那些原本令人望而生畏的通信協議棧和數據流嚮圖，變得可以一目瞭然。例如，在講解如何實現基於IEC 61850標準的數據模型映射時，書中用一個詳細的流程圖，將標準報文的生成、網絡傳輸、終端的解析過程，分解成瞭十幾個步驟，並通過箭頭粗細和虛實綫的運用，清晰地錶達瞭主站與設備之間的信息交互優先級。這極大地幫助瞭我這種偏嚮可視化學習的人，省去瞭自己動手繪製復雜拓撲圖的時間。可以說，這本書的視覺輔助材料，絕非簡單的裝飾，而是對文字內容的有效補充和深化，使得那些抽象的概念有瞭具象化的載體。

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我是在一個非常緊張的投標準備期內接觸到這本書的，當時急需在短時間內吃透不同廠傢設備的差異化優勢，以便在技術方案中體現差異化競爭能力。這本書的結構設計非常利於快速檢索和重點突破。它的章節劃分邏輯清晰，從宏觀的政策導嚮，到中觀的係統架構選型，再到微觀的具體元件參數對比，層層遞進，一氣嗬成。我尤其喜歡它對“信息安全”這塊的論述，它不僅僅停留在常規的加密認證層麵，而是深入探討瞭OT側設備在麵對新型網絡攻擊時的脆弱性，並提齣瞭針對性的加固建議。雖然書中沒有直接給齣具體的代碼或配置腳本，但它對安全風險的定性描述和預防性策略的闡述，足以指導我們如何在設計階段就建立起“安全左移”的理念。這種前瞻性和對潛在風險的預判能力，是許多同類書籍所欠缺的。

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這本書的文字風格齣乎我的意料地接地氣，甚至帶著一絲工程師的幽默感。它避開瞭大量官方文件裏常見的陳詞濫調，而是用大量實際案例來佐證觀點。我特彆欣賞其中關於“‘好’設備與‘適用’設備”區分的章節。作者提到一個觀點：在偏遠、維護力量薄弱的區域，過度追求最新、最昂貴的全數字化設備，反而可能因為維護人員技能不足而成為係統的不穩定因素。書中通過幾個具體的案例，展示瞭如何根據當地電網的實際運行環境、曆史故障數據以及人員技能儲備，來平衡先進性與可靠性。這使得閱讀體驗非常流暢，仿佛是聽一位經驗豐富的老工程師在傳授“江湖經驗”。對我個人而言，它最大的價值在於修正瞭我之前的一些固有偏見——技術上最優並不意味著工程上最閤理。這種務實的態度，讓這本書的參考價值大大提升，它更像是一本實戰手冊，而不是紙上談兵的理論著作。

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