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第1章 智能电网概述 1

1.1 智能电网之于配电系统 1

1.2 智能电网的定义 3

1.3 智能电网对配电系统的益处 5

1.3.1 提高可靠性 5

1.3.2 提升系统效率 5

1.3.3 分布式能源 5

1.3.4 优化资产利用和高效运行 5

1.4 质量指标 5

1.4.1 系统平均停电持续时间（SAIDI） 6

1.4.2 系统平均停电频率（SAIFI） 6

1.4.3 用户平均停电持续时间（CAIDI） 6

1.4.4 瞬时平均停电频率（MAIFI）和瞬时平均停电事件的发生频率（MAIFIE） 7

练习 9

第2章 配电自动化功能 10

2.1 电力系统自动化 11

2.2 EMS功能范围 12

2.3 DMS功能范围 13

2.4 DMS功能 13

2.4.1 稳态性能提高类功能 13

2.4.2 动态性能提高类功能 15

2.5 地理信息系统 17

2.5.1 AM/FM功能 18

2.5.2 数据库管理 18

2.6 通信选项 18

2.7 监控和数据采集 18

2.7.1 SCADA功能 19

2.7.2 系统架构 22

2.8 同步相量测量技术及其在电力系统中的应用 24

2.8.1 定义 25

2.8.2 PMU应用 25

第3章 配电系统分析基础 30

3.1 电路定律 30

3.1.1 欧姆定律 30

3.1.2 基尔霍夫电压定律 30

3.1.3 基尔霍夫电流定律 30

3.2 电路定理 30

3.2.1 戴维南定理 31

3.2.2 ？／△变换 31

3.2.3 叠加定理 31

3.3 交流电路 32

3.4 标幺化 37

3.5 潮流计算 39

3.5.1 潮流方程 40

3.5.2 牛顿-拉夫逊法 41

3.5.3 节点类型 43

3.5.4 牛顿-拉夫逊法在潮流计算中的应用 44

3.5.5 解耦法 46

3.6 辐射状潮流概念 62

3.6.1 理论基础 62

3.6.2 配电网模型 63

3.6.3 节点和支路辨识 63

3.6.4 节点和支路辨识示例 64

3.6.5 辐射状潮流算法 65

练习 67

第4章 短路电流计算 68

4.1 短路电流特性 68

4.2 故障电流整定计算 74

4.3 对称故障计算 76

4.4 对称分量 77

4.4.1 建立序网络的重要性 80

4.4.2 基于对称分量法的不对称故障计算 81

4.4.3 系统等效阻抗 83

4.4.4 电流与电压信号在保护系统中的应用 84

练习 90

第5章 配电系统的可靠性 92

5.1 网络建模 92

5.2 网络约简 95

练习 96

第6章 配电系统网络重构与供电恢复 98

6.1 最优拓扑结构 98

6.2 遥控开关位置 103

6.2.1 提高可靠性 103

6.2.2 提高灵活性 106

6.3 以改善运行状况为目的的馈线重构 113

6.4 以恢复供电为目的的馈线重构 114

6.4.1 故障定位、隔离与供电恢复（FLISR） 114

6.4.2 人工恢复和FLISR的对比 118

6.4.3 重构的约束条件 118

6.4.4 FLISR集中智能控制中心 120

6.4.5 FLISR分布式智能体 121

6.4.6 FLISR就地智能 123

第7章 电压／无功控制 127

7.1 电压调节的定义 128

7.2 改善电压调节的方法 128

7.3 电压调节器 129

7.4 配电系统中的电容器应用 131

7.4.1 馈线模型 134

7.4.2 电容器的选址和定容 135

7.4.3 利用单个电容器组降损 136

7.4.4 利用双电容器组降损 137

7.4.5 利用三个电容器组降损 138

7.4.6 若干电容器组应用 139

7.4.7 电容器选址定容软件 139

7.5 含VVC装置的配电馈线建模 141

7.6 考虑SCADA的电压／无功控制 144

7.7 电压／无功控制的要求 144

7.8 综合电压／无功控制 145

练习 147

第8章 谐波分析 148

8.1 一般意义上的谐波 150

8.2 理论背景 150

8.3 谐波检测 151

8.4 并联谐振 152

8.5 串联谐振 153

8.6 谐波值验证 153

8.6.1 谐波限值 153

8.6.2 电压畸变限值 154

8.6.3 电流畸变限值 154

8.7 谐波检测 155

8.8 电容器的重估算和重定位 155

8.9 模型 157

8.9.1 谐波源 157

8.9.2 系统模型 157

8.9.3 负荷模型 157

8.9.4 支路模型 158

8.10 降容变压器 162

第9章 现代配电系统保护 165

9.1 过电流保护基础 165

9.1.1 保护配合原则 165

9.1.2 瞬时动作单元的整定标准 166

9.1.3 延时继电器的设定 167

9.1.4 通过软件设定过电流继电器 169

9.2 Dy型变压器间协调 169

9.3 馈线保护设备 175

9.3.1 重合闸开关 175

9.3.2 分段器 181

9.3.3 熔断器 184

9.4 整定原则 188

9.4.1 熔断器间的协调 188

9.4.2 重合器和熔断器间的协调 189

9.4.3 重合器与分段器的协调 192

9.4.4 重合器-分段器-熔断器的协调 192

9.4.5 重合器和重合器的协调 194

9.4.6 重合闸继电器协调配合 194

9.5 考虑分布式电源的继电保护 195

9.5.1 短路水平 195

9.5.2 同步 195

9.5.3 过电流保护 195

9.5.4 自适应保护 196

练习 196

第10章 智能电网通信技术 199

10.1 ISO OSI模型 199

10.2 电力系统的通信解决方案 200

10.2.1 高级量测体系中的通信解决方案 200

10.2.2 配电网通信技术 201

10.3 通信传输介质 202

10.3.1 有线和载波通信 202

10.3.2 无线通信 203

10.3.3 光纤通信 203

10.4 智能电网中的信息安全 203

10.5 IEC 61850 204

10.5.1 IEC 61850的标准文档和功能 205

10.5.2 系统配置语言 211

10.5.3 GOOSE消息的配置和验证 213

10.5.4 系统结构 215

10.5.5 系统验证测试 215

10.5.6 变电站IT网 216

10.5.7 过程总线 217

第11章 电力系统中的互操作概念 218

11.1 互操作需要的要素 218

11.2 信息交换过程 219

11.3 数据模型和国际标准 220

11.4 电力系统信息模型的实现 225

第12章 成熟度模型 227

12.1 智能电网成熟度模型定义 227

12.2 使用智能电网成熟度模型的好处 227

12.3 SGMM的起源和构成 228

12.4 SGMM的开发过程 229

12.5 SGMM的级别和控制权 229

12.5.1 SGMM成熟度级别 230

12.5.2 SGMM领域 230

12.6 使用SGMM的结果与分析 232

12.7 SGMM案例 232

参考文献 236