发电厂与变电站自动化技术及其应用

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出版者:中国电力出版社
作者:唐涛
出品人:
页数:776
译者:
出版时间:2005-1
价格:80.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787508326238
丛书系列:
图书标签:
  • 科技
  • 电力行业
  • 发电厂自动化
  • 变电站自动化
  • 电力系统自动化
  • 继电保护
  • SCADA
  • DCS
  • 智能电网
  • 电力电子技术
  • 自动化技术
  • 电力工程
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具体描述

本书在大量收集整理国内外素材的基础上,结合研究与应用成果以及大量工程实践,总结了我国由微机监控(运动技术)和继电保护组成的发电厂及变电站自动化技术。

  全书分三篇,共二十六章。第一篇微机监控系统,共9章;第二篇微机继电保护装置,共12章,第三篇发电厂与变电站自动化系统的应用,共5章。正文之后列出了若干附录,作为正文的补充 。

  本书可供工作在各电力公司、发电厂以及诸如石化,采矿,冶金,交通运输,城市供水,环保,管线等大型工矿企业的供配电专业领域的工程技术人员参考。也可作为高等学校相关专业本科生和研究生的学习参考书。

现代工业控制系统及其在流程制造中的集成应用 本书简介 本书聚焦于现代工业生产环境中的核心——工业控制系统(ICS),特别是其在流程制造领域(如化工、冶金、石油天然气、制药等)的深度应用、设计、实施与优化。本书旨在为工程师、技术人员、研究人员及相关专业学生提供一个全面且深入的视角,理解如何构建、维护和升级支撑现代高精度、高效率生产流程的自动化架构。 第一部分:工业控制系统的基础架构与演进 本部分首先梳理了工业控制系统的发展历程,从早期的继电器逻辑控制、可编程逻辑控制器(PLC)的诞生,到分布式控制系统(DCS)的成熟,以及当前以过程工业控制为主的先进集成架构。 1.1 工业控制系统的基本构成要素: 详细阐述了传感器/执行器层(I/O)、现场总线技术(如HART、Profibus、Foundation Fieldbus)、控制器层(PLC、PAC)和监控层(SCADA/HMI)的功能与相互关系。特别分析了冗余设计在关键流程环节中的重要性。 1.2 过程控制理论与算法: 深入探讨了PID控制的原理及其在实际工业过程中的调校方法(如Ziegler-Nichols法、基于模型的辨识方法)。更进一步,介绍了先进过程控制(APC)技术,包括模型预测控制(MPC)、基于模糊逻辑的控制以及自适应控制策略,这些是实现复杂、多变量耦合过程优化的关键。 1.3 监控与操作界面(SCADA/HMI): 详述了人机界面设计的基本原则,强调了操作员体验(Operator Experience, OPEX)对安全和效率的影响。内容覆盖图形化标准(ISA-101高性能HMI)、报警管理系统(ISA-18.2标准)的设计与实施,确保操作员能够在突发状况下迅速、准确地做出决策。 第二部分:关键流程自动化技术的深度解析 本部分将焦点转向具体的流程行业,分析不同行业对控制系统提出的特殊要求以及相应的技术解决方案。 2.1 复杂反应器与批次控制(Batch Control): 针对制药、精细化工等对产品质量一致性要求极高的行业,本书详细介绍了ISA-88标准在批次过程中的应用。内容包括批次配方管理、设备控制模块(Equipment Modules)和过程控制模块(Procedural Models)的设计,以及如何实现灵活且可追溯的批次生产。 2.2 连续流程的优化与集成: 针对如石油炼化、基础化工等大规模连续生产系统,重点分析了稳态优化与动态控制的集成策略。探讨了能耗管理、原材料配比优化等经济性控制目标如何融入到实时控制回路中,实现“实时优化控制”(RTO/APC)。 2.3 过程安全管理(PSM)与集成: 过程安全是流程工业的生命线。本章详述了安全仪表系统(SIS/ESD)的设计、验证与生命周期管理,重点解析了IEC 61511标准在功能安全生命周期中的应用。讨论了如何将SIS与基础过程控制系统(BPCS)在架构、物理隔离和软件开发上进行有效区分和集成,以确保安全完整性等级(SIL)的实现。 第三部分:工业网络、数据管理与数字化转型 随着工业物联网(IIoT)和工业4.0的推进,控制系统的连接性、数据处理能力和网络安全防护能力成为衡量系统先进性的重要指标。 3.1 工业网络与通信协议: 深入剖析了现代控制网络架构,从传统的串行通信过渡到工业以太网(如Profinet, EtherNet/IP, OPC UA)。重点阐述了OPC UA作为跨平台、安全的数据交换标准,如何在DCS、MES和ERP系统间实现信息的无缝集成。 3.2 过程数据采集与分析(Historian & Analytics): 描述了工业历史数据库(Historian)的设计原则及其在海量时间序列数据存储、检索和可视化中的作用。引入了基于历史数据的过程性能管理(PPM)和预测性维护(PdM)技术,展示了如何从运行数据中挖掘出提高设备效率和可靠性的洞察。 3.3 工业控制系统的网络安全(Cybersecurity): 鉴于ICS日益增长的网络攻击风险,本部分集中讨论了基于IEC 62443标准的网络安全框架。内容包括风险评估、网络分段(Zone and Conduit模型)、端点安全加固以及安全监控与应急响应策略,确保控制系统的机密性、完整性和可用性(CIA)。 第四部分:系统集成、工程实施与生命周期管理 本部分关注控制系统的实际落地和长期维护,强调系统工程方法论在大型自动化项目中的应用。 4.1 自动化项目实施方法论: 遵循规范化的项目流程,涵盖需求规格说明书(URS/FRS)的制定、控制系统架构设计、软硬件选型、集成测试(FAT/SAT)以及最终的投运与性能验收。强调跨学科团队协作的重要性。 4.2 现代控制系统的维护与升级: 面对遗留系统(Legacy Systems)的挑战,本书提供了系统性地评估、现代化改造(Migration)和生命周期管理策略,包括如何安全地进行软件补丁、硬件更换以及如何平滑过渡到更高版本的控制平台,以保障生产的连续性。 4.3 数字化孪生在流程控制中的潜力: 探讨了如何利用高保真度的动态仿真模型(数字孪生)进行控制策略的离线验证、操作员培训,以及在生产环境受限时辅助故障诊断和过程优化,是未来流程控制领域的重要发展方向。 本书内容广博,逻辑严密,旨在为读者构建一个完整、实用的现代流程控制系统技术知识体系,助力于提升流程工业的自动化水平、安全性和经济效益。

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目录信息

读后感

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用户评价

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我当时买这本书,其实是受到了身边一些做电力行业的同事的影响。他们都说这本书是他们工作中的“宝典”,很多疑难杂症都能从中找到答案。所以,我满怀期待地把它抱回了家。然而,当我真正开始阅读时,我发现这本书的“应用”二字,确实是名副其实,但“应用”的门槛也着实不低。书中不仅仅是理论知识的堆砌,更多的是将这些理论如何在实际的发电厂和变电站中落地应用的具体阐述。比如,在关于变电站的智能改造方面,书中详细介绍了如何将传统的模拟设备逐步替换为数字化的智能设备,如何构建统一的通信平台,如何实现数据的互联互通等等。这些内容对于那些正在进行设备升级换代的单位来说,无疑具有极高的参考价值。而且,书中还涉及到一些关于网络安全、系统可靠性等方面的讨论,这些都是现代电力系统运行中不可忽视的重要环节。我记得有几章专门讨论了如何应对电磁干扰、如何保证通信的实时性和稳定性,以及如何设计冗余备份系统来提高整体的可靠性。这些内容虽然听起来有点“高大上”,但实际上却是保障电力系统安全稳定运行的基石。这本书的优点在于,它能够将抽象的技术概念转化为具体的工程实践,让读者看到技术是如何服务于实际生产的。当然,对于我这样的非专业人士,阅读这些内容就像是在“听天书”,很多细节上的考量和权衡,我可能很难完全体会。但即便如此,我依然能够从中感受到作者的严谨和专业,以及这本书在行业内的重要地位。

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我拿到这本书的时候,脑子里闪过的第一个念头就是“这得是什么样的工程技术才能支撑起我们日常的电力供应啊”。这本书的内容,让我第一次如此近距离地接触到发电厂和变电站这个“幕后英雄”的运作细节。书中对于“继电保护”这一块的阐述,尤其让我印象深刻。它详细介绍了各种保护原理,比如过流保护、差动保护、过电压保护等等,以及这些保护是如何协同工作的,以确保电力系统的安全。我甚至能想象到,当电网中出现异常时,这些“自动化卫士”会如何迅速响应,切断故障线路,保护其他设备不受损坏。书中还谈到了“设备故障诊断”和“状态评估”,这让我明白,电力系统并非一成不变,而是需要不断地进行监测和维护,以保证其稳定运行。我记得书中提到了很多关于“智能传感器”和“数据采集系统”的内容,这些技术是实现自动化监测和诊断的基础。这本书的特点在于,它能够将抽象的理论知识,转化为具体的工程实践,让读者看到技术是如何在实际生产中发挥作用的。虽然我无法完全理解其中的每一个技术细节,但通过阅读,我能够感受到自动化技术在保障电力供应安全、可靠、高效方面所扮演的至关重要的角色。

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这本书的专业性,真的可以用“硬核”来形容。我原本以为,只是简单介绍一下发电厂和变电站里有哪些自动化设备,但实际上,它深入到了自动化技术在电力系统中的各个应用层面。我印象特别深刻的是关于“电网调度自动化”的部分,书中详细阐述了电网的实时监测、潮流计算、故障分析以及运行决策等各个环节。这让我了解到,我们能够稳定用电,离不开背后复杂的自动化控制系统在默默工作。书中还提到了关于“设备状态监测”和“故障预警”的技术,这让我明白了,电力系统并非一成不变,而是需要通过先进的技术来保障其健康运行。我记得书中还介绍了一些关于“电网安全稳定控制”的章节,详细解释了如何通过自动化系统来维持电网的稳定运行,如何应对各种突发情况。这些内容对于保障社会民生至关重要。虽然我无法完全理解其中的每一个技术细节,但我能够感受到作者在专业领域的深厚积累,以及这本书在行业内的重要地位。它提供了一个深入了解发电厂和变电站自动化技术及其应用的窗口,对于有志于从事相关领域工作的人来说,无疑是一本极具价值的参考书。

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不得不说,这本书的内容深度简直令人发指!我本来以为会是那种介绍性、科普性的读物,但实际翻开后才发现,它简直是一本“武林秘籍”,充满了各种精深的理论和复杂的工程实践。就拿自动化系统这一块来说吧,书中涉及的不仅仅是简单的操作指令,而是深入到各个子系统的设计、集成、调试和运行维护。我记得里面有详细介绍过 SCADA 系统,包括它的架构、数据采集、远程控制以及可视化监控等各个方面。光是看那些关于数据流、网络拓扑的描述,就感觉像是在解码一幅极其复杂的作战地图。更别提那些关于保护、测量、故障诊断等等的章节了,每个章节都像是一个独立的知识模块,需要花费大量时间和精力去理解和消化。而且,书中还穿插了大量的案例分析,这些案例往往不是那种简单的问题解决,而是涉及到多个环节、多种技术的协同配合。阅读这些案例,我感觉自己仿佛置身于一个真实的发电厂或变电站的运行现场,亲身经历着那些复杂而关键的操作。书里面的一些配图和流程图,虽然直观,但要完全理解其背后的逻辑,也需要反复推敲。有时候,一个简单的图表背后可能就隐藏着上百行代码的实现逻辑,或者是一套精密的控制算法。这本书的特点就是,它不会把“看起来很简单”的东西说得“非常简单”,而是会深入到底,让你看到事情的本质。对于那些想要深入了解发电厂和变电站自动化技术的人来说,这本书无疑提供了一个非常坚实的基础,但同时,也对读者的学习能力和耐心提出了很高的要求。

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翻开这本书,我脑海里首先浮现的画面就是那些高耸的输电塔和复杂的变电站建筑。这本书的内容,让我对这些“庞然大物”背后的自动化控制系统有了更深入的认识。我记得书中有一章节专门讨论了“变电站的自动化集成”问题。它详细介绍了如何将各种不同的二次设备,如保护装置、测量仪表、控制单元等,通过统一的通信协议连接起来,形成一个协调工作的整体。这就像是在给一个大型机器安装一个“大脑”和“神经系统”,让它能够感知、思考、并作出反应。书中还涉及了“数据通信网络”的构建,包括如何保证通信的实时性、可靠性和安全性,这些都是保障自动化系统正常运行的基础。我还在书中看到了关于“人机接口”的讨论,也就是如何设计用户界面,让操作人员能够方便地与自动化系统进行交互,监控设备状态,并发出操作指令。这本书的优点在于,它能够将复杂的系统工程概念,以一种比较系统化的方式进行阐述,让读者能够理解自动化系统是如何从无到有,一步步构建起来的。虽然我无法深入到每一个技术细节,但这本书无疑拓宽了我对电力自动化领域的认知。

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这本书的厚度和内容密度,一度让我产生过“畏难情绪”。我原本期待的是一本能够快速了解发电厂和变电站自动化概貌的入门读物,但事实证明,我想得太简单了。书中涉及的知识点非常密集,而且相互之间关联性很强,一个概念的理解往往需要建立在对前一个概念的掌握之上。我印象特别深刻的是关于“智能电网”的部分,书中详细阐述了智能电网的建设理念、技术架构以及关键技术。它不仅仅是简单地将传统电网进行数字化改造,而是涉及到信息通信技术、控制技术、传感技术等多个领域的深度融合。书中还提到了关于“分布式能源接入”、“需求侧响应”等概念,这些都是当前智能电网发展的重要方向。阅读这些章节,我感觉自己像是被拉进了一个庞大的技术生态系统,需要去理解不同组成部分如何协同工作,如何共同构建一个更加高效、可靠、绿色的电力网络。书中还穿插了一些关于不同国家或地区在智能电网建设方面的实践案例,这些案例的对比分析,让我对全球智能电网的发展趋势有了更直观的认识。这本书的写作风格非常务实,大量的篇幅都用于解释技术原理和实际应用,很少有泛泛而谈的内容。对我而言,这本书更像是一本“工具书”,需要我带着问题去阅读,去查找信息,去寻求答案。

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这本书的整体风格,给我一种“厚重感”。它不是那种轻松愉快的读物,而是一本需要沉下心来,认真研读的“学术专著”。书中涉及到大量的工程实践和技术细节,这让我感觉自己仿佛置身于一个大型的工程项目中,需要去理解各种设备的选型、系统的集成、以及运行维护的流程。我记得书中有一部分内容是关于“变电站的二次设备集成”的,详细介绍了各种继电器、测量仪表、操作机构等如何进行互联互通,如何协同工作。这些内容虽然听起来非常具体,但却是保证变电站正常运行的关键。书中还讨论了关于“故障录波”和“事件记录”的功能,这些功能对于故障的分析和原因追溯至关重要。通过阅读这些章节,我才了解到,在每一次电力事故发生后,工程师们是如何通过这些“历史记录”来查找问题的根源,并从中吸取教训。这本书的语言风格非常严谨,几乎没有使用任何感性的词汇,一切都以客观、准确地传达技术信息为目的。这对于我这样的读者来说,可能需要花费更多的时间和精力去理解,但同时也能够感受到作者在专业领域的深厚积累。

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当我拿到这本书的时候,我心里其实是有点忐忑的。因为“发电厂”和“变电站”这些词汇,总给我一种非常宏大、遥远、甚至有点冰冷的感觉。我担心自己作为一个普通读者,是否能够理解其中复杂的专业内容。然而,在阅读过程中,我发现这本书的作者非常注重内容的条理性和逻辑性。即使是关于一些非常专业的技术,作者也会尽量将其拆解成更小的模块,然后层层深入地进行阐述。我记得书中关于“电网调度自动化”的部分,详细介绍了电网的实时监控、潮流计算、故障分析以及运行决策等各个环节。这些内容听起来非常关键,但作者通过大量的图表和流程图,以及清晰的文字说明,让这些复杂的概念变得相对易于理解。书中还涉及了一些关于“安全稳定控制”的章节,详细解释了如何通过自动化系统来维持电网的稳定运行,如何应对各种突发情况。这些内容对于保障社会民生至关重要。虽然我不可能完全掌握书中的所有技术细节,但通过阅读,我能够深刻地感受到自动化技术在现代电力系统中的核心地位,以及它为保障电力供应所做出的巨大贡献。这本书的优点在于,它能够将看似高深莫测的专业技术,以一种相对清晰、易懂的方式呈现给读者,尽管理解的深度取决于读者的背景。

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坦白说,这本书的专业程度,真的远超我的想象。我原本以为它会是那种介绍自动化概念和基本原理的书籍,但实际内容却更加聚焦于发电厂和变电站的特定应用场景。我记得书中有一大部分篇幅都在讲关于“设备状态监测”和“故障预警”的技术。比如,它会详细分析发电机、变压器等关键设备可能出现的各种故障类型,然后介绍如何通过传感器采集数据,利用算法进行分析,从而提前预测故障的发生。这些技术听起来就像是给设备安装了“电子医生”,能够实时监测设备的健康状况。书中还讨论了如何利用大数据分析技术来优化设备的运行参数,提高发电效率,降低能耗。这些内容对于那些追求精细化管理的电力企业来说,具有很强的指导意义。我还在书中看到了关于“数字化孪生”概念的初步探讨,虽然书中并没有非常深入地展开,但已经能让我窥见未来电力系统的发展方向。想象一下,一个与实体发电厂一模一样的数字化模型,可以用来进行模拟运行、故障演练、甚至设备检修的规划,这听起来就充满了科幻感。这本书的文字风格偏向于严谨的技术报告,很少有花哨的修饰,一切都以清晰、准确地传达技术信息为目的。对于那些想要深入研究自动化技术在电力行业具体应用的人来说,这本书绝对是一本不可多得的参考资料。

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这本书,说实话,我当时买它纯粹是抱着一种“万一有用呢”的心态。毕竟,涉及到“发电厂”和“变电站”这些字眼,给我的第一印象就是离我日常生活很遥远,专业性极强,普通人可能根本看不懂。拿到手翻开第一页,扑面而来的是密密麻麻的专业术语和复杂的图表,瞬间就感觉一股技术洪流向我涌来,差点把我拍在沙滩上。我记得里面有讲到一些关于继电保护的原理,什么“距离保护”、“方向保护”等等,当时看得我头晕眼花,感觉自己像是回到了大学高数课一样,脑袋里充斥着各种公式和符号,完全找不着北。而且,书里面还用了不少缩写,比如什么“RTU”、“IED”之类的,初次见到真的摸不着头脑,还得时不时地翻到书前面去找缩写对照表,这过程也挺耗费精力的。还有那些关于通信协议的部分,什么IEC 61850标准,看得我眼花缭乱,感觉这已经上升到了一种“宇宙语言”的层面了,我这种普通读者估计只能望洋兴叹。总的来说,这本书给我的第一印象就是,它不是一本轻松读物,也不是一本能够让你在闲暇之余随意翻阅的书籍。它更像是一本需要你静下心来,带着一定的专业基础,甚至可能还需要辅助其他资料才能啃得动的“硬菜”。当然,也正是因为它的专业性,如果真的能理解其中的内容,我想对于从事相关行业的人来说,它一定是一本非常有价值的参考书。只是,对于像我这样的门外汉,它带来的更多的是一种“敬畏感”和“挑战感”。

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