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isbn号码:9787801253750

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《智能电网通信：下一代电力系统的信息动脉》 本书深入探讨了驱动现代电力系统高效、可靠运行的关键技术——智能电网通信。随着电力系统的数字化、自动化和智能化转型，对通信基础设施的需求日益增长，它不仅是信息传递的通道，更是实现实时监控、精准调度、故障诊断以及优化能源分配的核心。 第一部分：智能电网通信基础架构 本部分将从宏观层面构建智能电网通信的整体框架。我们将详细介绍智能电网的通信架构，包括其层次划分、关键组件以及各层之间的协同关系。 通信层次模型： 借鉴ISO/OSI或TCP/IP模型，阐述智能电网通信在不同层次上的实现，例如感知层（传感器、智能电表）、网络层（有线、无线通信技术）、传输层（数据包传输）以及应用层（SCADA、DMS、EMS系统）。 通信技术选型： 深入分析适用于智能电网的各类通信技术，包括： 有线通信： 光纤通信（FTTH、DWDM）、以太网（PoE、TSN）、PLC（电力线载波通信）的最新发展及应用场景。 无线通信： 蜂窝网络（4G/5G NR、NB-IoT）、LPWAN（LoRa、Sigfox）、Wi-SUN、Zigbee等，侧重其在智能计量、分布式能源接入、移动监控方面的优势与局限。 专用通信技术： 如IEC 61850标准中定义的通信协议，以及IEC 60870-5系列在配电自动化中的应用。 网络拓扑与协议： 探讨星型、总线型、环型、网状等网络拓扑在电力通信中的适用性，以及TCP/IP、UDP、MPLS等核心网络协议在保障数据传输可靠性和效率方面的作用。 时钟同步与时间戳： 详细阐述PTP（Precision Time Protocol）等高精度时钟同步技术在电力系统状态估计、相量测量单元（PMU）数据分析中的重要性，以及时间戳在事件排序和故障定位中的关键作用。 第二部分：智能电网通信的核心协议与标准 为了实现不同设备、系统之间的互联互通，标准化通信协议至关重要。本部分将聚焦于智能电网领域最具代表性的通信标准。 IEC 61850系列标准： 这是智能电网通信领域的基石。我们将深入解析IEC 61850的核心概念，包括： 信息模型（Information Model）： SCL（Substation Configuration Language）、CID（Common Information Model）、LOD（Logical Node）、DO（Data Object）等，解释它们如何描述变电站和配电自动化设备的功能和数据。 通信服务模型（Communication Service Model）： GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）、SMV（Sampled Measured Values）、MMS（Manufacturing Message Specification）等，分析它们在快速控制信号传输、连续采样量测量、数据采集与监控中的应用。 抽象通信服务接口（ACSI）： 介绍ACSI如何隐藏底层通信协议的细节，提供统一的应用接口。 IEC 61850在互操作性中的作用。 DNP3（Distributed Network Protocol Version 3）： 重点介绍DNP3在主站与终端单元（RTU）通信中的广泛应用，包括其面向对象的数据模型、报文结构、轮询与事件报告机制，以及在配电自动化和SCADA系统中的实现。 Modbus系列： 简述Modbus RTU/TCP在简单设备互联和数据采集中的应用，以及其在某些历史遗留系统中的重要性。 IEC 60870-5系列： 关注IEC 60870-5-101（异步传输）、IEC 60870-5-104（TCP/IP传输）在变电站自动化和远动通信中的应用，分析其报文类型、地址体系和功能码。 OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）： 探讨OPC UA作为一种现代化的、跨平台的信息集成技术，在实现多供应商设备和应用之间无缝互联互通方面的潜力，特别是在工业物联网（IIoT）和智能电网融合中的角色。 第三部分：智能电网通信的安全性与可靠性保障 电力通信网络的安全性直接关系到电网的稳定运行，因此本部分将重点讨论如何构建安全可靠的通信基础设施。 网络安全威胁与防护： 威胁分析： 识别针对电力通信网络的潜在威胁，如拒绝服务攻击（DoS/DDoS）、数据篡改、信息窃听、非法访问、恶意软件感染等。 安全协议： 深入研究TLS/SSL、IPsec等用于保障数据传输机密性和完整性的安全协议，以及SSH在安全远程访问中的应用。 身份认证与访问控制： 探讨基于证书的身份认证、多因素认证、基于角色的访问控制（RBAC）等机制，确保只有授权用户和设备能够访问网络资源。 防火墙与入侵检测/防御系统（IDS/IPS）： 分析防火墙在网络边界防护中的作用，以及IDS/IPS在监测和阻止恶意活动中的关键技术。 安全审计与日志管理： 强调对网络活动进行记录和审计的重要性，以便追溯事件和进行安全分析。 物理安全： 讨论通信设备机房的物理安全措施。 通信可靠性保障： 冗余设计： 介绍各种冗余技术，如链路冗余（环网保护协议如STP/RSTP/MSTP、ERPS）、设备冗余（双机热备）、协议冗余（VRRP/HSRP）等，确保网络在部分节点或链路故障时仍能正常工作。 差错控制与纠错： 探讨数据链路层和传输层的差错检测（CRC）和纠错编码技术。 流量控制与拥塞管理： 分析QoS（Quality of Service）机制，如优先级队列、带宽控制、流量整形等，保障关键业务（如保护信号）的及时传输。 网络监控与故障管理： 介绍SNMP（Simple Network Management Protocol）等管理协议在网络设备状态监控、性能管理和故障诊断中的应用。 第四部分：智能电网通信的应用实践与发展趋势 本部分将结合实际应用案例，展望智能电网通信的未来发展方向。 变电站自动化通信： 详细介绍IEC 61850在变电站内的应用，包括间隔层、过程层和中心层的通信方式，以及GOOSE和SMV在快速保护和测量数据采集中的应用。 配电自动化通信： 探讨DNP3、IEC 60870-5-104在配电自动化主站与馈线终端单元（FTU）、重合器、分界开关等设备通信中的应用，以及无线通信技术在无通信线路区域的部署。 智能计量通信（AMI）： 分析不同通信技术（如PLC、RF-Mesh、蜂窝网络）在智能电表数据采集、远程抄表、负荷控制方面的特点和优势。 分布式能源接入通信： 讨论SVG（Station Voltage Grid）、PV inverter等分布式能源接入点所需的通信协议和网络结构，以及其对电网稳定性的影响。 大数据与人工智能在电力通信中的融合： 展望利用大数据分析和人工智能技术，实现通信网络的智能预测性维护、异常流量检测、网络资源优化调度等。 边缘计算在电力通信中的应用： 探讨边缘计算如何降低延迟，提高数据处理效率，支持更快的响应速度，例如在分布式发电控制和新能源预测中的应用。 下一代通信技术： 关注5G/6G、Wi-Fi 6/7等新技术在智能电网通信中的潜力，以及它们如何满足日益增长的带宽和低延迟需求。 工业物联网（IIoT）与智能电网的融合： 分析通用IIoT通信协议和平台如何赋能更广泛的电力系统应用。 通过对以上内容的系统阐述，《智能电网通信：下一代电力系统的信息动脉》将为读者提供一个全面、深入的视角，理解和掌握现代电力系统通信的关键技术、标准和未来发展方向。本书旨在为电力系统工程师、通信技术专家、研究人员以及相关领域的学生提供一本极具价值的参考资料。

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说实话，这本书的知识密度非常高，我第一次通读下来感觉像是进行了一次高强度的脑力训练。它没有故作轻松地去迎合初学者，而是以一种严肃认真的态度对待每一个技术细节。例如，在讨论电力系统中的电磁兼容性（EMC）对通信信号的影响时，作者引用了大量的实际测试数据和案例分析，而不是停留在理论层面说“要做好屏蔽”。这种详实到近乎苛刻的描述，让我在理解信号衰减和干扰抑制机制时，获得了前所未有的深度体验。我认为这本书更适合那些已经有一定基础，希望将知识体系从“知道”提升到“精通”的专业人士。它提供的不仅是“是什么”，更是“为什么是这样”和“如何才能做得更好”。阅读过程中，我频繁地停下来，对照我手头正在维护的系统文档，常常会发现自己之前忽略了一些关键的参数设定或潜在的性能瓶颈，这本书简直就像一面技术体检镜，能照出系统内部的“亚健康”状态。

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这本书的排版和结构设计，体现了作者极高的专业素养和清晰的逻辑思维。它不是那种一上来就抛出大量抽象概念让你去啃的“硬骨头”，而是采用了循序渐进的方式。开篇部分稳扎稳打，从电力系统对通信的基本需求（可靠性、实时性、安全性）出发，逐步引入通信网的基本原理，然后才深入到具体的信号处理和协议栈。我特别欣赏它在讲解复杂概念时所使用的类比和图示。很多时候，复杂的信号调制解调过程，通过书中的几个精巧的流程图，立马就能变得直观易懂。这对于非通信专业背景的电力工程师来说，极大地降低了入门门槛。而且，书中对“系统接口技术”的强调，也体现了作者对“联接”这一核心环节的重视。它没有把通信系统视为孤立存在，而是始终将其置于整个电力控制环境的背景下考察，确保了读者理解通信技术是为了更好地服务于电力运行这个最终目标。

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老实讲，这本书的深度和广度，完全超出了我预期的“一本教科书”的范畴。我记得我以前看过的几本相关书籍，大多集中在某一细分领域，比如只讲Modbus协议的优化，或者只谈光纤组网的物理层。但《电力系统通信网信号系统和接口技术》的厉害之处在于，它构建了一个宏观的视角，将通信技术如何嵌入到电力调控、保护和测量的全流程中，做了一个全景式的描绘。尤其让我印象深刻的是其中关于“接口”部分的论述。接口，这个词在工程中往往意味着兼容性挑战和潜在的故障点，而作者对各种标准接口（无论是老式的RS系列还是现代的以太网/IEC 61850）的演进过程、技术细节以及实际部署中的“陷阱”分析得入木三分。它不是简单地罗列标准号，而是告诉你“为什么”要采用这个接口，“在什么情况下”它会出问题，以及“如何”去规避这些问题。这种带着实践经验的解读，对于正在进行系统集成或升级的老工程师来说，简直是醍醐灌顶，能有效避免走很多弯路。

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这本《电力系统通信网信号系统和接口技术》的书，说实话，刚拿到手的时候，我还有点犹豫。毕竟现在市面上的技术书籍汗牛充栋，很多都是蜻蜓点水，看着花哨但干货不多。然而，当我翻开这本书，尤其是看到它对现代电力系统通信网络的构建逻辑的梳理时，我立刻被吸引住了。作者似乎非常懂得工程师在实际工作中遇到的痛点，这本书并没有一味地堆砌晦涩的理论公式，而是将信号处理、网络架构、以及那些至关重要的接口规范，结合实际的电力调度和运行场景进行了深入浅出的讲解。比如，它对不同通信介质（光纤、微波、载波等）在不同场景下的优劣势分析，以及如何根据实时数据流的优先级来设计冗余和备份方案，这一点做得极其到位。读完相关章节，我感觉自己对“电力系统通信”这个看似庞大而复杂的领域，有了一种清晰的拓扑认知，不再是零散知识点的堆砌，而是形成了一个相互关联的知识网络。尤其是关于时间同步和数据一致性的讨论，这是任何一个稳定电力系统都离不开的基石，书里给出的解决方案既有理论支撑，又兼顾了工程实施的可行性。

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我不得不提一下这本书在前沿技术追踪方面的表现，这让它在同类书籍中脱颖而出。它没有固步自封于传统的有线通信技术，而是花费了相当的篇幅探讨了面向未来智能电网的无线通信技术的应用前景和挑战，比如5G在配电自动化中的潜力分析，以及基于物联网（IoT）架构的传感器数据采集网络设计。这些内容往往是传统教材所缺失的“时间窗口”。作者并没有把这些新技术写得像科幻小说一样遥远，而是非常务实地分析了当前标准的成熟度、部署成本以及安全风险。这种对技术发展脉络的把握和前瞻性分析，使得这本书不仅是一本优秀的参考工具书，更是一本能够引导技术人员进行职业规划和技术选型的指南。总的来说，这是一部立足当下、面向未来的高质量专业著作，对于任何想在电力通信领域深耕的人来说，都是一本不可多得的宝藏。

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