成果与展望分册-数字化变电站技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:郑建平 编

出品人:

页数:86

译者:

出版时间:2010-1

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787512300279

丛书系列:

图书标签:

• 数字化变电站
• 智能电网
• 电力系统自动化
• 继电保护
• 高电压技术
• 电力电子技术
• 通信网络
• 数据分析
• 未来电网
• 电力工程

数字化变电站技术丛书：理论基础、前沿技术与实践应用（不含《成果与展望分册》） 丛书总述： 本丛书旨在系统、深入地阐述数字化变电站领域的核心理论、关键技术、标准体系以及工程实践经验。面对新型电力系统对设备智能化、信息集成化和运行高效化的迫切需求，本套丛书致力于为电力行业的技术人员、工程设计人员、科研工作者以及相关领域的高校师生提供一套全面、权威、具有前瞻性的技术参考资料。丛书内容紧密围绕数字化变电站的“采集、传输、处理、控制”四大核心环节展开，深入剖析从一次设备智能化改造到全站信息集成、网络安全防护等关键技术链条。 本套丛书（除《成果与展望分册》外）主要包含以下分册，其内容详述如下： --- 第一分册：数字化变电站技术基础与标准体系 核心内容聚焦： 本分册是理解数字化变电站（Digital Substation, DS）的基石。它详尽阐述了数字化变电站的定义、发展历程、与传统变电站的本质区别，并构建了支撑其运行的技术框架。 第一章 数字化变电站概述与发展脉络： 深入解析数字化变电站的内涵，探讨其在智能电网中的战略定位。内容涵盖从 IEC 61850 标准初生到当前全站光纤化、扁平化架构的演进路径，重点分析各国（如中国、欧洲、北美）在推进数字化过程中的技术路线差异与融合趋势。 第二章 核心通信标准：IEC 61850 深度解析： 这是本分册的重中之重。详细解读 IEC 61850 系列标准的结构，包括但不限于 MMX（模型）、SCL（配置语言）、GOOSE（广域网测）和 SV（采样值）报文的报文结构、报文传输机制（基于 MMS、UCA2 协议栈）、时间同步机制（PTP/SNTP）及其在不同电压等级变电站中的应用要求。特别强调了 GOOSE 报文的可靠性设计与去耦机制。 第三章 数字化变电站的总体架构设计： 阐述“过程层、站控层、间隔层”三层式架构的逻辑关系与物理实现。重点介绍光纤网络拓扑结构的选择原则（如环网、星型、混合型），以及网络冗余设计（如单环、双环、星型冗余）对系统可靠性的影响分析。 第四章 数字化变电站的设备模型与数据字典： 系统介绍 IEC 61850 标准中的逻辑节点（LN）划分、功能分配及数据对象（DO）的定义。解析设备信息模型（SCD/CID 文件）的生成、校验与管理流程，为后续的系统集成奠定数据基础。 第五章 继电保护与自动化系统的演进： 对比传统硬接线保护与基于 61850 站控/间隔层通信的保护逻辑。分析数字式保护装置（IED）的硬件结构、软件功能模块及其与测控单元（MU）的接口规范。 --- 第二分册：智能设备与过程层关键技术 核心内容聚焦： 本分册深入挖掘实现变电站数字化的基础硬件——智能电子设备（IED）以及连接过程层与站控层的关键技术。 第一章 智能电子设备（IED）的硬件与软件设计： 探讨 IED 的高性能微处理器选型、固件开发与嵌入式操作系统选择。详细介绍 IED 的输入/输出通道设计、隔离抗扰性设计以及内部资源管理机制，确保其在强电磁环境下的稳定运行。 第二章 采样值（SV）的采集、处理与传输： 详述电流互感器（CT）和电压互感器（VT）的数字化接口——合并单元（MU）。重点分析 MU 内部的 A/D 转换精度、抗饱和能力、采样频率的选取标准，以及 SV 报文的封装与传输效率优化。 第三章 过程层网络技术与网络设备： 聚焦于过程层（间隔层）中专用的工业以太网交换机。分析其对时间同步（PTP 精度要求）、带宽、隔离性、抗电磁干扰（EMI/EMC）的特殊要求。介绍专用的过程层网络设备选型指南。 第四章 智能传感器与非侵入式监测技术： 介绍电流/电压光纤传感器、局部温度传感器等新型一次设备感知技术。探讨这些新型传感器如何与 IED 无缝对接，实现对设备状态的实时、精确监测，并分析其在提高安全性方面的优势。 第五章 站控层与间隔层的互操作性测试： 阐述设备在实际部署前必须通过的互操作性测试流程。详细介绍基于 UCA 2.0 或国家电网/南方电网测试规程的测试用例设计、测试工具使用方法及结果判定标准，确保不同厂家设备间的兼容性。 --- 第三分册：站控层信息集成与网络安全防护 核心内容聚焦： 本分册关注如何将分散在各间隔层的海量数据高效汇聚至站控层，并构建坚实可靠的网络安全体系。 第一章 站控层信息集成与监控系统（SCADA/HMI）： 解析站控层服务器的配置要求、操作系统的选择与优化。重点介绍人机界面（HMI）的设计原则，如何利用可视化技术将复杂的系统状态清晰地展示给操作人员，包括三维建模与实时数据叠加。 第二章 变电站信息平台（Substation Information Platform, SIP）的设计与实现： 介绍 SIP 作为数据汇聚、存储、分析的中枢。详细阐述其数据模型构建、历史数据管理（Historian 数据库选型与优化）、数据服务的接口定义，以及与上级调度自动化系统（ADMS/EMS）的数据交互机制。 第三章 站控层网络架构与冗余设计： 深入探讨站控层网络的冗余策略（如热备、负载分担）。分析不同网络协议（如TCP/IP、UDP）在数据传输中的适用场景，并侧重于站控层设备（如核心交换机）的性能指标要求。 第四章 数字化变电站网络安全体系构建（Cybersecurity）： 鉴于数字化变电站对信息安全的高度依赖，本章进行了详尽阐述。内容涵盖基于 IEC 62351 标准的安全策略制定，包括身份验证、访问控制、数据加密（如对 SV/GOOSE 传输的加密需求探讨）。 第五章 物理隔离与网络安全边界防护： 介绍如何通过防火墙、入侵检测系统（IDS）、堡垒机等设备，在站控层与过程层之间建立有效的物理和逻辑隔离带（DMZ）。分析在变电站环境下部署安全设备的实践经验和抗干扰措施。 --- 第四分册：数字化变电站的运行维护与仿真实践 核心内容聚焦： 本分册从工程应用和实际运维角度出发，提供系统调试、故障诊断和未来趋势的仿真验证方法。 第一章 数字化变电站的系统调试与投运： 详细指导从一次设备带电前的 SCL 文件校验、IED 参数配置、到 GOOSE 报文联调、SV 数据流测试的全过程调试流程。重点介绍在线调试中常见问题的排查思路与步骤。 第二章 故障诊断与信息追溯技术： 阐述如何利用站控层存储的 SV/GOOSE 报文记录（或特定抓包工具）对保护动作、跳闸事件进行精确的故障信息追溯。分析利用时间戳信息重建故障瞬时波形的技术细节。 第三章 数字化变电站的运行与维护策略： 探讨基于状态监测（Condition Monitoring）的预防性维护模式。介绍对 IED 运行状态、通信链路健康度、PTP 时间同步偏差的日常巡检与监控指标。 第四章 数字化变电站的仿真建模与验证： 介绍利用专业的电力系统仿真平台（如 PSCAD/MATLAB/OPAL-RT 等）对新的保护逻辑、通信配置进行离线验证的方法。重点讨论如何构建高保真度的过程层模型，以模拟 SV/GOOSE 报文的实时注入与响应。 第五章 数字化变电站的升级改造路径与案例分析： 分享从传统变电站向数字化变电站平滑过渡的技术方案（如分批替换、混合模式运行）。通过具体的高压/超高压项目案例，剖析升级过程中遇到的工程难题及其解决方案。 --- 读者对象： 电力系统规划、设计、建设、运行及维护人员；高等院校电力、自动化、通信工程专业师生及相关领域的研究人员。

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这本书的装帧设计真是太吸引人了，封面那种深沉的蓝色调配上现代感的字体，一下子就给人一种专业、前沿的感觉。我拿到手的时候，光是翻阅目录就觉得内容体系非常庞大和严谨。尤其是看到“数字化变电站”这几个字，立刻联想到这几年电力系统改革的趋势，心里就对这本书寄予了很高的期望。我一直关注着智能电网的发展，尤其是变电站在实现高度自动化和信息化的过程中，技术路线的选择和实施细节是最让人头疼的。这本书如果能深入剖析这些底层逻辑和工程实践中的难点，那绝对是行业内的宝典。我特别期待它在系统集成和数据处理方面能给出一些独到的见解，毕竟现在很多项目卡在了不同子系统间的兼容性和实时性上。这本书如果能提供一些经过验证的解决方案或案例分析，那就太棒了，绝对值得反复研读。从排版来看，图表的使用频率似乎很高，这对于理解复杂的系统架构非常有帮助，希望它的配图清晰、注释详尽，能让人一目了然地掌握设计思路。

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我最近在研究电力系统的安全可靠性问题，特别是面对日益复杂的网络攻击和自然灾害时，传统变电站的脆弱性愈发凸显。因此，我对那些专注于提升系统韧性和冗余设计的新技术特别感兴趣。这本书如果能涵盖变电站的故障诊断、快速恢复机制，以及如何在数字化框架下构建更具弹性的运行模式，对我来说价值无可估量。我希望看到它不仅仅是介绍新技术本身，更能深入探讨这些技术在实际运行中如何平衡效率与安全这两个核心矛盾。例如，在数据链路上，如何保证关键控制信息的低延迟和高可靠性，同时避免单点故障导致的连锁反应。如果书中能对“展望”部分给出一些基于前沿研究的预测，比如引入人工智能进行自主决策的场景设想，那这本书的格局就打开了，不再是简单的技术手册，而是一部引领未来的战略参考。阅读体验上，我希望作者能用一种既不过于晦涩的学术语言，又足够严谨的工程术语来阐述观点，这样才能兼顾不同背景的读者。

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我个人对技术标准和规范的演变过程很感兴趣。数字化变电站的建设是一个全球性的趋势，但不同国家和地区在标准制定上必然存在差异和融合。这本书如果能站在更高的视角，对比分析国际上主要的数字化变电站标准框架（比如IEEE、IEC的相关标准），并探讨国内技术路线是如何吸收、消化并形成自己特色的，那无疑能极大地拓宽读者的视野。这不仅关乎技术细节，更关乎产业竞争力和国际话语权。我期待看到作者对未来标准化的趋势进行大胆预测，比如在信息物理系统（CPS）深度融合的背景下，哪些现有标准可能会被颠覆，哪些新的互操作性要求将成为主流。这种对宏观发展脉络的把握，往往比单纯的技术参数更有启发性，它能帮助我们理解技术选择背后的深层逻辑和战略意图。

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作为一名长期从事电力设备维护的工程师，我更看重的是技术的可落地性和可维护性。很多前沿理论听起来很美，但在实际的现场操作中，往往因为复杂、维护成本高昂或者培训难度大而被束之高阁。我最希望这本书能在“技术丛书”的定位下，提供更多贴近现场的实用信息。比如，新的传感器、控制器或通信协议在安装、调试和日常巡检时，需要哪些特定的工具和技能？如果能提供一些关于操作规程、维护流程标准化的建议，那对我们一线人员来说，简直是福音。此外，成本效益分析也是很关键的一环。数字化升级是一笔巨大的投资，如果书中能客观地分析不同技术路线的投入产出比，帮助决策者做出更明智的选择，那就更具说服力了。我希望看到的是能够指导我们如何“高效且经济地”实现技术跨越的智慧，而不是单纯的技术罗列。

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我对技术文档的叙事风格有着比较高的要求，一本好的技术书籍应该像一位经验丰富的导师在循循善诱，而不是冷冰冰的说明书。我希望这本书在阐述复杂概念时，能穿插一些历史背景或者研发过程中的“顿悟”时刻。比如，某个关键算法的提出是如何解决长期存在的瓶颈的？某个设备选型决策背后的权衡艺术是什么？这种人性的叙事元素，能让技术内容变得更加生动和易于记忆。如果能在章节末尾设置一些针对性的思考题或者扩展阅读建议，引导读者进行更深层次的探索和批判性思考，那就更完美了。最终，我希望读完这本书后，我不仅掌握了“是什么”和“怎么做”，更明白了“为什么”要这么做，并且能对未来的技术发展方向形成自己的判断和见解。

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