数字化变电站应用技术PDF电子书下载

第一章 变电站自动化系统概述 1

1.1变电站自动化的基本概念 1

1.2变电站自动化系统发展概述 2

1.2.1我国变电站自动化系统的发展历程 2

1.2.2集中式变电站自动化系统 2

1.2.3分布式变电站自动化系统 3

1.2.4国外变电站自动化技术发展历程 4

1.3变电站自动化系统发展的主要因素 6

1.3.1经济收益 6

1.3.2技术能力 6

1.3.3功能需要 8

1.4常规变电站自动化系统的不足 9

1.4.1信息难以共享 10

1.4.2设备之间不具备互操作性 10

1.4.3系统的可扩展性差 11

1.4.4系统可靠性受二次电缆影响 11

1.5新技术对变电站自动化系统发展的影响 12

1.5.1非常规互感器 12

1.5.2 IEC 61850标准 12

1.5.3网络通信技术 12

1.5.4智能断路器技术 13

1.6小结 13

第二章 数字化变电站主要技术特征和架构体系 14

2.1数字化变电站主要技术特征 14

2.1.1数据采集数字化 14

2.1.2系统分层分布化 15

2.1.3系统结构紧凑化 16

2.1.4系统建模标准化 17

2.1.5信息交互网络化 18

2.1.6信息应用集成化 19

2.1.7设备检修状态化 20

2.1.8设备操作智能化 21

2.2数字化变电站的架构体系 22

2.2.1基本结构 22

2.2.2变电站二次回路通信模式 24

2.2.3过程总线的组网方案 27

2.2.4变电站总线的组网方案 28

2.2.5系统的冗余性 29

2.3对变电站二次系统的影响 31

2.3.1一、二次系统实现有效的电气隔离 31

2.3.2信息交互采取对等通信模式 31

2.3.3信息同步采取网络同步机制 33

2.3.4系统的可观性、可控性提高 34

2.3.5信息的安全性问题凸现 35

2.4小结 35

第三章 非常规互感器 36

3.1传统互感器存在的问题 36

3.1.1电磁式电压互感器存在的问题 36

3.1.2电磁式电流互感器存在的问题 37

3.2非常规互感器简介 37

3.2.1有源式互感器系统 38

3.2.2无源式互感器系统 39

3.2.3非常规互感器基本特点 44

3.2.4不同原理的互感器性能比较 45

3.3国内外非常规互感器的研究和应用情况 47

3.3.1国内新型互感器应用情况 47

3.3.2国外新型互感器应用情况 52

3.4非常规互感器的数据接口标准 56

3.4.1合并单元MU 56

3.4.2扩展仪用传感器单元ITU 57

3.4.3数据接口 58

3.5非常规互感器的测试 59

3.5.1一般试验项目 59

3.5.2典型试验接线 59

3.6非常规互感器对二次系统的影响 61

3.6.1非常规互感器对IED的影响 61

3.6.2非常规互感器对二次回路的影响 62

3.6.3非常规互感器对保护实现原理的影响 63

3.6.4非常规互感器对计量系统的影响 64

3.6.5非常规互感器对网络通信的影响 65

3.7非常规互感器的应用展望 67

3.8小结 68

第四章 IEC 61850标准综述 69

4.1概述 69

4.2 IEC 61850标准的几个重要术语 70

4.3 IEC 61850标准的核心技术要素 73

4.3.1面向对象建模技术 73

4.3.2软件复用技术 73

4.3.3高速以太网技术 74

4.3.4嵌入式实时操作系统技术 75

4.3.5 XML技术 75

4.4面向通用对象的变电站事件模型（GOOSE） 76

4.4.1抽象模型 76

4.4.2 GOOSE/GSSE和UCA GOOSE的报文传输比较 78

4.5变电站配置语言SCL 79

4.6制造报文规范MMS 80

4.7 IED之间的互操作性 82

4.8 IEC 61850标准应用展望 83

4.9小结 85

第五章 数字化变电站通信网络系统 86

5.1概述 86

5.1.1网络通信模型描述 86

5.1.2基本网络通信方案 87

5.1.3分布式变电站体系结构 91

5.2网络通信技术分析 93

5.2.1通信网络的可靠性分析 94

5.2.2通信网络的实时性分析 95

5.2.3通信网络的安全性分析 97

5.3服务质量QoS 98

5.4综合服务模型 99

5.5区分服务模型 100

5.6多协议标记交换MPLS 101

5.6.1 MPLS的工作原理 102

5.6.2 MPLS的交换过程 102

5.7流量工程 103

5.8变电站信息流量控制 104

5.8.1变电站信息分类 104

5.8.2带宽分配 106

5.8.3流量控制 107

5.9基于OPNET的通信网络仿真研究 113

5.9.1 OPNET网络仿真软件介绍 113

5.9.2 OPNET仿真软件系统建模和仿真 113

5.9.3 OPNET仿真结果分析 116

5.10小结 119

第六章 智能断路器系统 120

6.1概述 120

6.2断路器的基本特点 121

6.2.1断路器的操作特点 121

6.2.2智能断路器的特点 122

6.3组合电器系统的应用模式 123

6.3.1基于ECT/EVT的组合电器系统 124

6.3.2基于OCT/OVT的组合电器系统 124

6.4断路器与二次系统的联结 125

6.5断路器智能控制装置 127

6.5.1断路器监视技术 127

6.5.2程序控制操作技术 129

6.5.3智能断路器技术应用前景 130

6.6小结 131

第七章 数字化变电站信息应用 132

7.1信息属性 132

7.1.1基本概念 132

7.1.2信息的应用分类 132

7.2信息流 134

7.3信息同步 134

7.3.1概述 134

7.3.2 GPS同步技术 136

7.3.3信息同步的实现方式 138

7.4信息建模 142

7.4.1四层元模型体系结构 142

7.4.2电力系统元模型结构 143

7.4.3 IEC 61850标准存在的问题 145

7.4.4 IEC 61850标准的UML模型 146

7.5信息集成 150

7.5.1信息应用概况 150

7.5.2信息集成基本技术 152

7.5.3信息集成应用模式 157

7.5.4信息应用的网络管理 160

7.6多智能体技术 160

7.6.1基本概念 161

7.6.2智能体的工作模式 163

7.6.3组件结构 165

7.6.4信息管理 166

7.6.5在线中断 167

7.6.6基于智能体的变电站自动化系统体系结构 168

7.7信息安全机制 169

7.7.1二次系统安全防护基本要求 169

7.7.2信息安全防护基本策略 170

7.7.3信息安全防护主要技术 173

7.7.4 IEC 62351标准的基本特征 178

7.7.5对等通信模式下的信息安全防护 182

7.8分布式装置的应用 184

7.8.1变电站内基于IEC 61850标准的对等通信 184

7.8.2变电站功能化的层次结构 184

7.8.3分布式变电站自动化系统的应用 185

7.9小结 188

第八章 数字化变电站的实现基础 189

8.1数据采集的稳定性 189

8.2二次系统的冗余性 191

8.2.1合并单元配置方案的冗余性 191

8.2.2以太网的冗余性 194

8.2.3装置及控制系统的冗余性 198

8.3设备的互操作性 199

8.3.1互操作试验的几种基本模式 199

8.3.2一致性测试的基本要求 201

8.3.3国内外互操作试验情况 205

8.4交换技术的适用性 206

8.4.1交换机基本工作原理 206

8.4.2数字化变电站数据交换特征 208

8.4.3数字化变电站对于交换机的基本要求 209

8.5网络通信的安全性 210

8.5.1信息安全的主要威胁 210

8.5.2可信计算平台 212

8.5.3信息安全基本方案 215

8.6各种试验方案的针对性 218

8.6.1基本试验项目差异 218

8.6.2常规变电站IED和数字化变电站IED比较 219

8.6.3基于IEC 61850标准的IED功能性测试 222

8.6.4 IED设备的验证性测试 224

8.7建设目标的阶段性 225

8.8技术管理的适应性 229

8.9小结 231

第九章 数字化变电站应用分析 232

9.1常规系统的兼容模式 232

9.1.1过程层常规设备接入方案 234

9.1.2间隔层常规IED接入方案 234

9.2变电站总线不同模式 235

9.2.1点对点连接方式 235

9.2.2过程总线方式 236

9.2.3过程总线和站总线合并方式 237

9.3典型工程应用 237

9.3.1南桥监控系统工程 237

9.3.2 NGC公司Traws400kV变电站工程实施介绍 240

9.3.3 EDF公司VielmouIin400kV变电站试验情况 243

9.3.4云南曲靖翠峰11OkV数字化变电站工程实施介绍 245

9.4技术分析 251

9.4.1可靠性（Reliability）分析 252

9.4.2可用率（Availability）分析 257

9.4.3安全性（Security）分析 266

9.5经济分析 272

9.6小结 276

缩略语 277

相关标准 281

参考文献 282