发电厂变电所及电力系统的无功功率

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出版者:中国电力出版社
作者:陆安定
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2003-02-25
价格:29.0
装帧:平装
isbn号码:9787508314297
丛书系列:
图书标签:
  • 电力系统
  • 无功功率
  • 发电厂
  • 变电所
  • 电力技术
  • 电网
  • 电力工程
  • 电力优化
  • 电能质量
  • 高电压
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具体描述

变电站自动化与智能电网技术综述 第一部分:变电站自动化系统的演进与核心技术 本书旨在全面梳理和深入剖析现代电力系统中变电站自动化技术的发展脉络、关键理论基础及其前沿应用。随着电力系统容量的不断增长和对运行可靠性、经济性要求的日益提高,变电站作为电网的核心枢纽,其自动化、智能化水平已成为衡量电网先进程度的重要标志。 本卷从变电站自动化系统的基本架构入手,详细阐述了从传统的集中式控制系统向基于数字信息交换的集成化、智能化的转变过程。首先,将系统地介绍IEC 61850标准在变电站自动化中的核心地位。该标准作为实现不同设备间互操作性的基石,其报文结构、网络配置(SCL文件)、时间同步机制(SNTP/PTP)以及数据模型(GOOSE/SV)的内在逻辑将被深度剖析。读者将清晰地理解如何利用GOOSE实现快速、可靠的非控制量(如保护跳闸信号)的站内通信,以及如何通过SV(采样值)取代传统的模拟量通道,实现高精度、高带宽的暂态量采集。 在硬件层面,本书将详述智能电子设备(IEDs)的功能定位与选型原则。重点讨论微处理器技术在保护、测量和控制设备中的应用,包括新型继电保护算法的实现,如基于相量测量的先进保护技术(MPM),以及如何应对高阻抗接地、次暂态暂态录波等复杂故障场景。同时,对先进的断路器状态监测、在线诊断技术进行专题论述,强调状态监测数据如何融入上层资产管理系统,实现预测性维护。 控制层面的革新是本书的另一重点。传统的电液控制系统正被先进的数字控制单元(DCU)所取代。我们将详细探讨基于站控层和过程层的两层架构,分析如何通过冗余的以太网交换机构建高可靠性的过程总线,确保控制指令的实时性和确定性。此外,先进的监测与控制功能,如电压合格性控制、故障录波分析、以及与调度自动化系统的接口协议(如DNP3、IEC 60870-5-104)的应用,都将进行详尽的案例分析和技术解读。 第二部分:变电站的数字化、可视化与安全防护 数字化是当前变电站升级的主旋律。本书将深入探讨如何构建一个全数字化的变电站环境。这不仅包括模拟量的数字化,更关键的是对状态信息的深度挖掘和利用。 2.1 过程可视化与人机交互: 传统的控制室界面正被高度集成的HMI(人机界面)系统取代。我们将探讨如何利用先进的数据可视化技术,如三维建模、热力图和实时趋势分析,将海量的监测数据转化为操作人员易于理解的直观信息。高级诊断工具的应用,例如故障的根因分析(RCA)模块,如何集成到HMI中,以大幅缩短故障隔离和恢复时间,也将是本书探讨的重点。 2.2 网络安全在变电站中的战略地位: 随着变电站接入企业信息网络和广域网,网络安全防护已上升到电网运行安全的核心地位。本书将遵循NIST网络安全框架和相关行业标准,构建面向工业控制系统的多层次防御体系。内容涵盖: 物理隔离与逻辑分段: 探讨如何通过防火墙、DMZ(非军事区)架构,严格划分控制区、监测区和管理区,实现关键过程网络的物理与逻辑隔离。 认证与授权机制: 讨论802.1X接入控制、PKI(公钥基础设施)在设备身份认证中的应用,以及基于角色的访问控制(RBAC)在变电站系统中的实施细则。 入侵检测与威胁响应: 介绍针对IEC 61850流量的深度包检测(DPI)技术,实时监测异常的GOOSE或SV报文,并建立快速响应和取证流程。 第三部分:智能电网背景下的变电站升级与先进功能集成 变电站不再仅仅是电压变换和电流保护的节点,而是智能电网中数据采集、分析和灵活调控的重要单元。 3.1 柔性直流与柔性交流系统中的变电站技术: 随着大功率电力电子设备在输电和配电系统中的渗透,传统变电站的技术面临新的挑战。本书将分析柔性直流(HVDC)换流站的并网控制技术,特别是其对系统阻尼和暂态稳定性的影响。针对柔性交流系统(如TCSC、STATCOM),我们将探讨其快速、精确的无功调节能力对变电站保护、电压控制策略带来的变革,以及如何集成这些新型设备的同步测量和快速控制回路。 3.2 高级量测体系(WAMS)与暂态稳定分析: WAMS(Wide Area Monitoring System)以PMU(相量测量单元)为核心,提供覆盖全网的高频同步测量数据。本书将阐述PMU在变电站中的部署策略,以及这些数据如何用于支撑电网的动态安全监测(DSM)和暂态稳定分析。重点讨论如何利用高频数据识别潜在的系统振荡模式,并优化发电机和柔性无功装置的控制参数,以增强电网的固有稳定性。 3.3 运行优化与资产性能管理(APM): 最后的章节聚焦于如何利用变电站采集的丰富数据,实现电网运行的经济性和可靠性的平衡。我们将介绍基于数据的资产健康指数(AHI)模型,利用机器学习算法对绕组温度、局部放电、SF6气体压力等关键健康指标进行预测性评估,从而优化检修计划,延长设备寿命,并降低运行维护成本。同时,结合负荷预测和新能源出力波动,探讨变电站层面如何执行更精细化的电压和无功优化调度策略,以适应未来分布式能源接入对电网灵活性的新要求。 通过对上述前沿技术和集成应用的系统阐述,本书旨在为电力系统设计、运行、维护以及科研人员提供一本全面、深入且具有实践指导意义的专业参考书。

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