变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口(ACSI) (平装)

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出版者:中华人民共和国国家发展和改革委员会
作者:中华人民共和国国家发展和
出品人:
页数:118 页
译者:
出版时间:2005年02月
价格:32.0
装帧:平装
isbn号码:9781550838275
丛书系列:
图书标签:
  • 变电站通信
  • 通信网络
  • 电力系统
  • ACSI
  • 通信协议
  • 继电保护
  • 智能电网
  • 馈线设备
  • 自动化
  • 电力自动化
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具体描述

能源系统自动化与智能化的前沿探索:现代电力网络通信技术深度解析 本书聚焦于驱动现代电力系统迈向高度智能化和自主化运营的核心技术——变电站通信网络与系统,特别是深入剖析了支撑这些系统高效、可靠运行的底层通信架构与服务接口标准。 随着电力负荷的增长和可再生能源接入的复杂化,传统电力基础设施正经历一场深刻的数字化转型。这场转型要求变电站及其连接的馈线设备不仅要实现可靠的控制与监测,更需要构建起一个高带宽、低延迟、强安全性的信息高速公路。 本书旨在为电力系统工程师、通信工程师、自动化专家以及相关领域的研究人员提供一份全面、深入且具有实践指导意义的技术参考。它将彻底剖析当前变电站通信网络所面临的挑战,并详细阐述国际标准组织如何通过定义清晰的通信抽象模型和接口规范,来确保不同厂商、不同代际设备间的互操作性与长期兼容性。 第一部分:电力系统信息化的背景与挑战 在电力系统的核心枢纽——变电站中,采集、保护、控制和监测任务的实时性与准确性至关重要。传统的基于串行通信(如IEC 60870-5-410/5-104)的系统在处理海量数据流和支持高级应用(如智能电子设备(IED)间的快速数据交换)时已显现出局限性。 1.1 数字化变电站的演进: 本部分追溯了从传统继电保护到基于过程总线的数字化变电站(Digital Substation)的发展轨迹。重点讨论了过程总线(Process Bus)技术(如IEC 61850-9-2)如何通过光纤网络和采样值(Sampled Values, SV)的传输,极大地提高了数据采集的速度和精度,从而为更精细化的故障分析和更快速的保护动作奠定了基础。 1.2 网络可靠性与安全需求: 阐述了电力网络固有的高风险特性对通信基础设施提出的严苛要求。这包括对瞬态干扰、电磁兼容性(EMC)的抵抗能力,以及在网络层面必须具备的故障隔离、冗余切换和网络自愈能力。同时,随着网络化程度的提高,网络安全(Cybersecurity)已成为保障电网运行的生命线,本书将概述安全威胁模型及其在变电站网络设计中应考虑的关键防御措施。 1.3 互操作性的核心矛盾: 面对全球范围内供应商众多、技术路线多样的现状,如何确保来自A公司的保护装置能够无缝地与B公司的监测主机、C公司的SCADA系统进行有效通信,是实现系统集成的一大瓶颈。解决这一矛盾的根本途径,在于建立统一的通信“语言”和“契约”。 第二部分:IEC 61850标准框架下的通信结构抽象 本书的核心内容集中于对IEC 61850系列标准中关于通信体系结构的深入解读。该标准的核心价值在于它提供了一种与底层物理传输技术无关的、分层的通信抽象模型,极大地促进了电力自动化设备的标准化。 2.1 层次化模型的解构: 详细解析IEC 61850标准的四层或五层通信架构模型: 装置层(GOOSE/SV): 关注设备内部的功能单元和直接的设备间通信。 过程层/间隔层(Process/Bay Level): 涉及配电和保护信号的快速传输。 站控层(Station Level): 负责站内设备与主控系统(HMI/SCADA)的数据交换。 厂站间通信(External Communications): 连接不同变电站或与区域控制中心的通信。 2.2 抽象通信服务接口(ACSI)的定义与重要性: 本书详尽论述了ACSI在整个标准体系中的枢纽作用。 ACSI层位于应用层之下,是定义通信服务功能的对象模型(如MMS、GOOSE、SV、SCL)与实际传输协议(如TCP/IP、Ethernet)之间的桥梁。 服务原语的分类: ACSI如何通过定义一组标准化的服务原语(如“读取请求”、“写入响应”、“报告触发”)来描述所有必需的通信行为,而无需关心这些行为是通过哪种网络协议实现的。 面向对象的数据建模: 阐明了如何使用IEC 61850的数据模型(Logical Nodes, LN;Data Objects, DO)来描述电力设备的功能和数据结构,以及ACSI如何确保这些逻辑对象在不同的通信机制下(如MMS、GOOSE)能够被一致地访问和处理。 2.3 关键ACSI服务接口的实践应用: 监测和控制服务(基于MMS - Manufacturing Message Specification): 详述了站控层数据采集与控制命令传输的ACSI实现,包括查询、设置、强制操作等服务的细节,这是传统SCADA功能现代化的基础。 对等通信服务(GOOSE - Generic Object Oriented Substation Events): 重点分析GOOSE服务的ACSI定义。GOOSE如何实现基于事件的、高优先级、确定性(Deterministic)的直接设备间通信,例如用于联锁或快速跳闸命令的传输。强调其“发布/订阅”机制如何通过ACSI抽象,保证了协议的简洁性和实时性。 采样值传输服务(SV - Sampled Values): 深入探讨SV服务的ACSI模型,它是连接智能电子设备(IED)与过程数字化的关键。分析SV数据包的结构、时间同步要求(如基于PTP/IEEE 1588)以及数据在ACSI层如何映射到标准的电压和电流测量数据对象。 第三部分:馈线设备通信与先进应用集成 随着电网拓扑结构的扩展,变电站的通信需求已经延伸到配电网络和输电线路的远端设备。 3.1 馈线自动化(FA)中的通信角色: 讨论了故障定位、隔离和恢复(FLISR)系统对通信的要求。馈线设备(如配电自动化终端DTU、智能开关设备)需要实时地向中心或区域控制点报告状态,并接收远程控制指令。本书将分析如何将IEC 61850的ACSI概念扩展到更广阔的地理范围内,例如利用4G/5G或专有通信链路实现馈线设备的可靠接入。 3.2 性能优化与时间同步: 强调了在分布式系统中,精确的时间同步是实现所有高级功能(如故障暂态录波的合并、保护的协调动作)的前提。详细介绍IEEE 1588(PTP)协议在变电站内部和外部时间基准构建中的作用,以及PTP的配置和监测如何通过ACSI定义的相应管理对象实现。 3.3 网络架构与冗余设计: 结合ACSI定义的服务能力,探讨变电站网络拓扑的选择(如环网、星型、总线型)对性能的影响。重点分析冗余机制,包括MRV (Multiple Registration and Validation)和RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)在快速故障恢复中的应用,确保即使在底层网络发生故障时,关键的保护和控制信息仍能通过备用路径及时送达。 结论:面向未来的电力通信基础设施 本书最终总结了理解和应用ACSI模型的深远意义。ACSI不仅仅是一套技术规范,它代表了一种面向服务的、标准化的设计哲学。通过严格遵循ACSI定义的服务接口,行业能够构建出: 1. 高可维护性: 简化了设备的选型和替换,降低了系统集成的复杂度和成本。 2. 高扩展性: 允许新的通信技术(如基于服务的架构SBA或更高级的数据处理模型)在既有的数据抽象层之上进行迭代升级,而无需重构底层硬件。 3. 高互操作性: 为实现未来电网中不同厂商设备间的透明、高效数据交互奠定了坚实的基础。 本书是深入理解现代电力系统通信“如何工作”的必备读物,它将抽象的标准转化为可操作的工程实践指南,为构建下一代安全、智能、高效的能源基础设施提供理论支撑和技术蓝图。

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读后感

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这本书的价值,在于它能够将一个看似高深的技术领域,以一种令人惊叹的清晰度呈现给读者。尤其是关于ACSI(抽象通信服务接口)的那一部分,简直是点睛之笔。我之前对变电站通信的理解,仅限于知道“有通信”,但具体怎么通信,以及为何要这样通信,一直是个模糊的概念。这本书,通过对ACSI的深入剖析,为我构建了一个清晰的通信框架。作者没有直接堆砌技术术语,而是从“为什么需要ACSI”这个问题出发,循循善诱地解释了ACSI的核心概念:抽象性、服务导向性以及标准化。他们用了很多形象的比喻,比如将ACSI比作一种“通用语言”,使得不同设备之间能够“听懂”对方。这让我瞬间明白了ACSI在实现变电站设备互联互通方面的重要性。书中对ACSI的“基本通信结构”的描述,更是细致入微。他们详细介绍了ACSI如何定义服务、如何表示数据,以及如何处理各种通信请求。我特别欣赏作者在解释ACSI的“面向对象”特性时所采用的方法,他们将变电站中的各种设备和功能,都抽象成“对象”,并通过ACSI提供标准化的访问接口。这使得我能够从一个全新的角度,去理解变电站的通信架构。这本书的阅读体验,远超我的预期,它不仅提供了知识,更激发了我对这个领域进一步探索的兴趣。

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从读者的角度来看,这本书在讲解ACSI(抽象通信服务接口)的部分,做得非常出色,甚至可以说是达到了“教科书级别”的水平。作者并没有简单地罗列技术规范,而是深入浅出地阐释了ACSI的本质及其在变电站通信体系中的核心地位。他们从“通信需求”出发,解释了ACSI为何是实现变电站设备互联互通、信息共享的关键。我特别喜欢作者将ACSI比作一种“通用语言”,让不同厂商、不同协议的设备能够“沟通无碍”。这个比喻非常贴切,瞬间就让ACSI的功能变得清晰可见。书中对于ACSI“基本通信结构”的描述,虽然技术性强,但通过作者精妙的组织和语言,却显得格外易懂。他们详细剖析了ACSI的“服务”和“操作”,以及这些如何被用来实现对变电站设备的各种控制和状态查询。我印象深刻的是,作者在讲解ACSI的“抽象”特性时,并没有回避复杂的概念,而是通过层层剥离的方式,让读者理解ACSI如何屏蔽了底层通信的细节,从而使得上层应用能够更加专注于功能实现。这对于理解ACSI在提高系统集成度和可维护性方面的重要性,至关重要。这本书不仅提供了技术信息,更传递了一种解决复杂问题的思路和方法。

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我一直对电力系统背后的通信技术感到好奇,而这本书,尤其是关于ACSI(抽象通信服务接口)的介绍,彻底满足了我的求知欲,甚至超出了我的预期。作者在解释ACSI的“基本通信结构”时,并没有直接抛出技术细节,而是从“为什么需要 ACSI”这个核心问题出发,逐步深入。他们将ACSI比作一种“通用语言”,使不同厂商、不同协议的变电站设备能够“对话”。这种恰当的比喻,让我瞬间理解了ACSI在实现互联互通方面的核心作用。我特别欣赏作者在阐述ACSI的“抽象”特性时所展现出的深刻洞察。他们详细解释了ACSI如何隐藏了底层通信的复杂性,使得开发者可以专注于上层应用的逻辑,而无需纠缠于底层的协议细节。这让我深刻体会到ACSI在提高开发效率和维护性方面的巨大优势。书中对于ACSI的“服务”和“操作”的讲解,更是生动形象。他们通过实际的例子,展示了ACSI是如何定义和实现各种通信服务的,例如如何查询断路器的状态,或者如何发送合闸指令。这种从“做什么”到“怎么做”的清晰逻辑,让我对ACSI有了非常直观的认识。这本书不仅仅是技术内容的堆砌,更是一种思维方式的引导,让我能够从更高层面去理解变电站通信系统的设计和实现。

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当我拿到这本书,说实话,我对“变电站通信网络和系统”这个主题,以及“ACSI”这样略显晦涩的术语,并没有太高的期待。我以为这会是一本充斥着专业术语和晦涩公式的冷冰冰的教科书。然而,事实证明我大错特错了。这本书的作者,仿佛是一位经验丰富的工程师,又像是一位善于教学的老师,他用一种令人耳目一新的方式,将看似复杂的变电站通信世界展现在我面前。书中对于ACSI这一抽象通信服务接口的阐述,堪称教科书级别的经典。他们并没有直接抛出技术定义,而是从“需求”出发,解释了为什么需要ACSI,它解决了变电站通信中的哪些痛点。通过详尽的案例分析,我才了解到ACSI是如何实现不同厂商、不同类型设备之间无缝通信的。作者在讲解ACSI的“服务”和“操作”时,使用的语言非常生动,仿佛真的能看到数据在设备之间流动,指令被准确执行。他们强调了ACSI的“抽象”层面的重要性,即屏蔽了底层通信的复杂性,让工程师可以专注于业务逻辑。这本书的结构安排也十分巧妙,从宏观的系统结构,到微观的ACSI接口,层层递进,让人在不知不觉中,就建立起了一个完整的知识体系。而且,书中对于ACSI与 IEC 61850 等标准的关系的阐述,也让我对整个行业标准有了更清晰的认识。总而言之,这是一本能够点燃你对技术探索热情,并且能够真正帮助你理解复杂概念的书籍。

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这本书,尤其是关于ACSI(抽象通信服务接口)的章节,简直是为我量身定做的。我长期以来都在试图理解变电站通信的内部运作机制,而这本书,以一种令人惊叹的清晰度和深度,揭示了ACSI的核心价值。作者在描述ACSI的“基本通信结构”时,并没有使用生硬的技术术语,而是采取了一种更加人性化的方式,从“通信的本质需求”出发,逐步引导读者理解ACSI的必要性和重要性。他们将ACSI比作一种“通用接口”,就好比汽车上的标准接口,可以连接各种不同的配件,而无需担心兼容性问题。这个比喻非常形象,让我瞬间领会了ACSI在解决变电站设备互联互通方面的关键作用。书中对于ACSI“抽象”概念的阐述,更是让我茅塞顿开。作者详细解释了ACSI如何通过定义一套标准化的服务和操作,来屏蔽底层通信协议的复杂性,从而让变电站的自动化系统能够更加专注于业务逻辑的实现。我特别喜欢他们用“服务”和“操作”来描述ACSI的功能,这使得整个通信过程变得更加直观和易于理解。例如,书中通过图示和文字,清晰地展示了ACSI如何处理查询设备状态、发送控制命令等典型的通信场景。这本书的写作风格,既有技术上的严谨,又不失通俗易懂的魅力,让我能够深入地理解ACSI在现代变电站通信系统中的核心地位。

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阅读这本书的过程,就像是进行了一次深入的“技术旅行”,而ACSI部分,无疑是这次旅行中最具启发性的目的地。我以前总是觉得变电站通信就像一个黑箱子,里面的信息传输过程神秘莫测。但这本书,特别是关于ACSI的章节,就像一把钥匙,打开了那个黑箱子,让我看到了里面的运作机制。作者在介绍ACSI的“基本通信结构”时,没有简单地列举协议和接口,而是从“通信的需求”出发,循序渐进地解释了ACSI的出现和意义。我特别喜欢他们将ACSI比作一种“通用接口协议”,就像我们日常生活中使用的USB接口一样,它允许不同厂商、不同类型的设备进行统一的通信。书中对于ACSI的“抽象”理念的阐述,更是让我眼前一亮。作者花了大量篇幅解释了ACSI如何隐藏底层通信的细节,使得上层应用能够更加专注于数据和服务本身。这种“封装”的思想,在其他领域也屡见不鲜,但在这里,作者将其应用得淋漓尽致,让我深刻理解了ACSI在变电站自动化中的核心作用。而且,书中对ACSI的“服务”和“操作”的详细描述,让我能够清晰地了解到,变电站内的设备是如何通过ACSI进行信息交换和指令控制的。例如,一个断路器的“合闸”操作,在ACSI层面是如何被定义和实现的,书中都有详尽的解答。这本书绝对不是一本泛泛而谈的书,它用严谨的技术语言,结合生动的比喻和实例,让我对ACSI有了前所未有的深入理解。

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我必须承认,在阅读这本书之前,我对“变电站通信网络和系统”以及“ACSI”这样的术语,感到有些畏惧。我以为这会是一本非常专业,且晦涩难懂的书籍。然而,这本书彻底颠覆了我的看法。作者在讲解ACSI(抽象通信服务接口)这一部分内容时,展现出了非凡的功力。他们并没有直接陷入技术细节,而是从“解决问题的角度”出发,解释了ACSI的出现是为了满足变电站通信的标准化和互操作性需求。他们将ACSI比作一种“通用的服务平台”,让不同的设备能够在这个平台上提供和获取信息,就像我们在互联网上使用各种APP一样。这个类比,让我立刻就能抓住ACSI的核心理念。书中对ACSI“基本通信结构”的阐述,更是细致而全面,但又不会让人感到 overwhelming。他们详细介绍了ACSI如何定义各种“服务”和“操作”,以及这些服务和操作如何被用于实现变电站设备之间的信息交换。我特别欣赏作者在解释ACSI“抽象”特性时所采用的方法。他们强调了ACSI如何隐藏底层通信协议的复杂性,让上层应用开发者能够专注于业务逻辑,而无需关心底层的通信细节。这让我深刻理解了ACSI在提高开发效率和系统可维护性方面的巨大价值。这本书的阅读体验,远超我的预期,它不仅传授了知识,更点燃了我对这个领域的兴趣。

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这本书简直太令人惊艳了!虽然我不是通信行业的专业人士,但这本书以一种非常易于理解的方式,深入浅出地讲解了变电站通信网络和系统,特别是7-2部分关于ACSI的内容。作者在描述基本通信结构时,运用了大量的类比和图示,这对于我这样非技术背景的读者来说,简直是福音。他们花了大量的篇幅来解释ACSI的抽象性和通用性,以及它如何作为变电站设备之间进行信息交换的“通用语言”。我特别喜欢作者在解释“服务”和“操作”时所使用的比喻,感觉就像是在看一个精心设计的交互流程,而不是枯燥的技术文档。而且,书中对各种通信协议的介绍也相当到位,虽然没有深入到每一个细节,但对于理解整体框架和不同协议之间的关系,已经足够了。最让我印象深刻的是,作者并没有回避复杂的概念,而是通过拆解、分层的方式,让这些复杂的技术变得触手可及。例如,在讲解ACSI的面向对象特性时,他们就将其比作现实世界中的各种实体,如“开关”或“传感器”,并且解释了如何通过ACSI来“查询”或“控制”这些实体。这让我对变电站通信的理解,从一个模糊的概念,变成了一个清晰的系统图。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本入门指南,让我能够初步窥探到现代电力系统背后那些至关重要的通信技术。我强烈推荐给所有对电力通信感兴趣,或者正在这个领域摸索的读者,即使是那些和我一样,只是想稍微了解一下“幕后英雄”的普通读者,也能从中获益匪浅。

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这本书给我带来的最大惊喜,莫过于其对“变电站通信网络和系统”这一复杂主题的解读,特别是对于ACSI(抽象通信服务接口)部分的阐述,简直是如同拨云见日。我原本以为会是一本充斥着枯燥协议和晦涩定义的书,但作者却以一种极其人性化且逻辑严谨的方式,将ACSI这个看似抽象的概念,变得生动而易于理解。他们花费了相当大的篇幅,从“为什么需要ACSI”这个根本性的问题入手,深入浅出地解释了ACSI作为一种“抽象通信服务接口”的出现,是为了解决变电站设备之间信息交换的标准化和互操作性问题。作者巧妙地运用了各种类比,比如将ACSI比作一种“通用的沟通平台”或者“标准化的服务菜单”,这让我立刻就能抓住ACSI的核心价值——屏蔽底层硬件和通信协议的差异,提供统一的服务接口。书中对ACSI“基本通信结构”的描述,非常细致,但又不会让人感到 overwhelming。他们将ACSI定义的服务和操作,分解成一个个清晰的模块,并配以详细的解释,让我能够理解设备是如何通过ACSI来发送命令、接收状态、以及交换数据的。我特别喜欢作者在解释ACSI如何实现“面向对象”通信时所做的类比,他们将变电站中的各种设备和服务,都抽象为“对象”,并通过ACSI来定义对这些对象的“访问”和“操作”。这种方式,极大地降低了理解难度,让我能够更深入地领会ACSI在现代变电站自动化中的重要性。

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当我翻开这本书,尤其是看到“抽象通信服务接口(ACSI)”这个标题时,我曾预想这是一本将充斥着晦涩难懂的技术术语和繁琐的协议细节的书籍。然而,令我惊喜的是,这本书以一种极其精妙的方式,将ACSI这样核心且重要的概念,以一种易于理解且引人入胜的方式呈现出来。作者在阐述ACSI的“基本通信结构”时,并没有直接进入技术细节,而是首先解释了ACSI出现的背景和目的——为了解决变电站通信中存在的互操作性难题。他们将ACSI比作一种“通用语言”,让不同制造商、不同类型的设备能够进行顺畅的交流。这种类比非常恰当,让我立刻对ACSI在整个变电站通信系统中的作用有了清晰的认识。书中对ACSI“抽象”层面的讲解尤为出色。作者深入地阐述了ACSI如何隐藏了底层通信协议的复杂性,让上层应用开发者可以专注于实现具体的业务功能,而无需关心底层的通信细节。这对于理解ACSI的价值至关重要。此外,书中对ACSI的“服务”和“操作”的详细描述,通过生动的实例,让我能够直观地理解变电站设备是如何通过ACSI进行信息交互的。例如,如何查询设备状态、如何发送控制指令等,书中都给出了清晰的说明。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它不仅讲解了ACSI的技术细节,更传递了ACSI背后的设计理念。

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