配電系統(tǒng)分析與自動(dòng)化

目錄

譯者的話

原書(shū)前言

第1章智能電網(wǎng)概述

1.1智能電網(wǎng)之于配電系統(tǒng)

1.2智能電網(wǎng)的定義

1.3智能電網(wǎng)對(duì)配電系統(tǒng)的益處

1.3.1提高可靠性

1.3.2提升系統(tǒng)效率

1.3.3分布式能源

1.3.4優(yōu)化資產(chǎn)利用和高效運(yùn)行

1.4質(zhì)量指標(biāo)

1.4.1系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間（SAIDI）

1.4.2系統(tǒng)平均停電頻率（SAIFI）

1.4.3用戶(hù)平均停電持續(xù)時(shí)間（CAIDI）

1.4.4瞬時(shí)平均停電頻率（MAIFI）和瞬時(shí)平均停電事件的發(fā)生頻率（MAIFIE）

練習(xí)

第2章配電自動(dòng)化功能

2.1電力系統(tǒng)自動(dòng)化

2.2EMS功能范圍

2.3DMS功能范圍

2.4DMS功能

2.4.1穩(wěn)態(tài)性能提高類(lèi)功能

2.4.2動(dòng)態(tài)性能提高類(lèi)功能

2.5地理信息系統(tǒng)

2.5.1AM/FM功能

2.5.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理

2.6通信選項(xiàng)

2.7監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集

2.7.1SCADA功能

2.7.2系統(tǒng)架構(gòu)

2.8同步相量測(cè)量技術(shù)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.8.1定義

2.8.2PMU應(yīng)用

第3章配電系統(tǒng)分析基礎(chǔ)

3.1電路定律

3.1.1歐姆定律

3.1.2基爾霍夫電壓定律

3.1.3基爾霍夫電流定律

3.2電路定理

3.2.1戴維南定理

3.2.2/△變換

3.2.3疊加定理

3.3交流電路

3.4標(biāo)幺化

3.5潮流計(jì)算

3.5.1潮流方程

3.5.2牛頓拉夫遜法

3.5.3節(jié)點(diǎn)類(lèi)型

3.5.4牛頓拉夫遜法在潮流計(jì)算中的應(yīng)用

3.5.5解耦法

3.6輻射狀潮流概念

3.6.1理論基礎(chǔ)

3.6.2配電網(wǎng)模型

3.6.3節(jié)點(diǎn)和支路辨識(shí)

3.6.4節(jié)點(diǎn)和支路辨識(shí)示例

3.6.5輻射狀潮流算法

練習(xí)

第4章短路電流計(jì)算

4.1短路電流特性

4.2故障電流整定計(jì)算

4.3對(duì)稱(chēng)故障計(jì)算

4.4對(duì)稱(chēng)分量

4.4.1建立序網(wǎng)絡(luò)的重要性

4.4.2基于對(duì)稱(chēng)分量法的不對(duì)稱(chēng)故障計(jì)算

4.4.3系統(tǒng)等效阻抗

4.4.4電流與電壓信號(hào)在保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

練習(xí)

第5章配電系統(tǒng)的可靠性

5.1網(wǎng)絡(luò)建模

5.2網(wǎng)絡(luò)約簡(jiǎn)

練習(xí)

第6章配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與供電恢復(fù)

6.1最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

6.2遙控開(kāi)關(guān)位置

6.2.1提高可靠性

6.2.2提高靈活性

6.3以改善運(yùn)行狀況為目的的饋線重構(gòu)

6.4以恢復(fù)供電為目的的饋線重構(gòu)

6.4.1故障定位、隔離與供電恢復(fù)（FLISR）

6.4.2人工恢復(fù)和FLISR的對(duì)比

6.4.3重構(gòu)的約束條件

6.4.4FLISR集中智能控制中心

6.4.5FLISR分布式智能體

6.4.6FLISR就地智能

第7章電壓/無(wú)功控制

7.1電壓調(diào)節(jié)的定義

7.2改善電壓調(diào)節(jié)的方法

7.3電壓調(diào)節(jié)器

7.4配電系統(tǒng)中的電容器應(yīng)用

7.4.1饋線模型

7.4.2電容器的選址和定容

7.4.3利用單個(gè)電容器組降損

7.4.4利用雙電容器組降損

7.4.5利用三個(gè)電容器組降損

7.4.6若干電容器組應(yīng)用

7.4.7電容器選址定容軟件

7.5含VVC裝置的配電饋線建模

7.6考慮SCADA的電壓/無(wú)功控制

7.7電壓/無(wú)功控制的要求

7.8綜合電壓/無(wú)功控制

練習(xí)

第8章諧波分析

8.1一般意義上的諧波

8.2理論背景

8.3諧波檢測(cè)

8.4并聯(lián)諧振

8.5串聯(lián)諧振

8.6諧波值驗(yàn)證

8.6.1諧波限值

8.6.2電壓畸變限值

8.6.3電流畸變限值

8.7諧波檢測(cè)

8.8電容器的重估算和重定位

8.9模型

8.9.1諧波源

8.9.2系統(tǒng)模型

8.9.3負(fù)荷模型

8.9.4支路模型

8.10降容變壓器

第9章現(xiàn)代配電系統(tǒng)保護(hù)

9.1過(guò)電流保護(hù)基礎(chǔ)

9.1.1保護(hù)配合原則

9.1.2瞬時(shí)動(dòng)作單元的整定標(biāo)準(zhǔn)

9.1.3延時(shí)繼電器的設(shè)定

9.1.4通過(guò)軟件設(shè)定過(guò)電流繼電器

9.2Dy型變壓器間協(xié)調(diào)

9.3饋線保護(hù)設(shè)備

9.3.1重合閘開(kāi)關(guān)

9.3.2分段器

9.3.3熔斷器

9.4整定原則

9.4.1熔斷器間的協(xié)調(diào)

9.4.2重合器和熔斷器間的協(xié)調(diào)

9.4.3重合器與分段器的協(xié)調(diào)

9.4.4重合器分段器熔斷器的協(xié)調(diào)

9.4.5重合器和重合器的協(xié)調(diào)

9.4.6重合閘繼電器協(xié)調(diào)配合

9.5考慮分布式電源的繼電保護(hù)

9.5.1短路水平

9.5.2同步

9.5.3過(guò)電流保護(hù)

9.5.4自適應(yīng)保護(hù)

練習(xí)

第10 章智能電網(wǎng)通信技術(shù)

10.1ISO OSI模型

10.2電力系統(tǒng)的通信解決方案

10.2.1高級(jí)量測(cè)體系中的通信解決方案

10.2.2配電網(wǎng)通信技術(shù)

10.3通信傳輸介質(zhì)

10.3.1有線和載波通信

10.3.2無(wú)線通信

10.3.3光纖通信

10.4智能電網(wǎng)中的信息安全

10.5IEC 61850

10.5.1IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)文檔和功能

10.5.2系統(tǒng)配置語(yǔ)言

10.5.3GOOSE消息的配置和驗(yàn)證

10.5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

10.5.5系統(tǒng)驗(yàn)證測(cè)試

10.5.6變電站IT網(wǎng)

10.5.7過(guò)程總線

第11章電力系統(tǒng)中的互操作概念

11.1互操作需要的要素

11.2信息交換過(guò)程

11.3數(shù)據(jù)模型和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

11.4電力系統(tǒng)信息模型的實(shí)現(xiàn)

第12章成熟度模型

12.1智能電網(wǎng)成熟度模型定義

12.2使用智能電網(wǎng)成熟度模型的好處

12.3SGMM的起源和構(gòu)成

12.4SGMM的開(kāi)發(fā)過(guò)程

12.5SGMM的級(jí)別和控制權(quán)

12.5.1SGMM成熟度級(jí)別

12.5.2SGMM領(lǐng)域

12.6使用SGMM的結(jié)果與分析

12.7SGMM案例

參考文獻(xiàn)2100433B

在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)是直接面向用戶(hù)的末端環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的運(yùn)行水平和供電能力直接影響供電質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本書(shū)主要介紹智能配電網(wǎng)概念和通信系統(tǒng)、配電自動(dòng)化功能、配電高級(jí)分析、短路電流計(jì)算、可靠性分析、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與供電恢復(fù)、電壓無(wú)功控制、諧波分析、繼電保護(hù)等以及智能電網(wǎng)的互操作和成熟度模型等內(nèi)容。

本書(shū)可供從事配電網(wǎng)規(guī)劃、分析與仿真以及與自動(dòng)化相關(guān)的研究與開(kāi)發(fā)的科研院所、公司及高校的工程師、學(xué)者、老師、學(xué)生等參考使用。

配電系統(tǒng)分析是電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)科一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分。配電系統(tǒng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、支路參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等許多方面都具有不同于高壓輸電系統(tǒng)的典型特征，這決定了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析方法并不完全適用于城鄉(xiāng)配電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)分析擁有自己的一套分析方法和理論體系。

配電系統(tǒng)分析是配電管理系統(tǒng)（Distribution Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)DMS，對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制分析和管理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)）的重要功能。其主要內(nèi)容包括針對(duì)配電系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)、拓?fù)浞治?、潮流?jì)算、可靠性計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化或網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、電壓調(diào)整和無(wú)功優(yōu)化、故障定位隔離與恢復(fù)等。

配電系統(tǒng)分析的目的是為配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員以及運(yùn)行調(diào)度人員對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究、控制和管理提供有效的方法，了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并采取相應(yīng)措施提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

該書(shū)較全面地介紹了現(xiàn)代配電系統(tǒng)分析所涉及的內(nèi)容，闡述了相關(guān)的理論、模型和算法，并介紹了該領(lǐng)域的一些新進(jìn)展，主要是分布式發(fā)電對(duì)配電系統(tǒng)的影響和分析方法。

全書(shū)共分十一章。第1章概述了配電系統(tǒng)的特點(diǎn)和組成以及高級(jí)配電系統(tǒng)分析所包含的主要內(nèi)容。第2章建立了配電系統(tǒng)各主要元件、網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷的模型，給出了配電系統(tǒng)的基本方程。第3章介紹了配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅牧鞒毯退惴ㄒ约案鞣N結(jié)點(diǎn)編號(hào)方案的比較與選擇。第4章介紹了配電系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的理論和方法。第5章闡述了配電系統(tǒng)確定性潮流計(jì)算的理論和方法，并對(duì)各種方法進(jìn)行了分類(lèi)和比較，同時(shí)給出計(jì)及分布式發(fā)電的潮流算法。第6章介紹了配電系統(tǒng)不確定性潮流計(jì)算的理論和方法。第7章是有關(guān)配電系統(tǒng)短路故障分析的內(nèi)容，給出了針對(duì)輻射狀或弱環(huán)網(wǎng)和含分布式電源的配電系統(tǒng)的短路故障分析方法。第8章介紹配電系統(tǒng)可靠性分析的理論和方法，并討論了分布式發(fā)電對(duì)配電系統(tǒng)可靠性的影響。第9章是對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問(wèn)題的描述和算法介紹。第10章是關(guān)于配電系統(tǒng)故障定位、隔離與供電恢復(fù)的方法與策略的闡述。第11章討論了配電系統(tǒng)電壓控制和無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題。附錄給出了配電系統(tǒng)分析的幾個(gè)典型算例系統(tǒng)及計(jì)算結(jié)果。

該書(shū)可作為高等院校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)研究生及電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生教材，并可供從事配電系統(tǒng)運(yùn)行、管理和研究的人員參考。

本書(shū)較全面地介紹了現(xiàn)代室內(nèi)配電系統(tǒng)分析所涉及的內(nèi)容，闡述了相關(guān)的理論、模型和算法，并介紹了該領(lǐng)域的一些新進(jìn)展。內(nèi)容包括室內(nèi)配電系統(tǒng)建模、室內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、室?nèi)配電系統(tǒng)確定性潮流計(jì)算、計(jì)及不確定性的室內(nèi)配電系統(tǒng)潮流計(jì)算、室內(nèi)配電系統(tǒng)可靠性分析等。