第1章 绪论 1
1.1电力系统的基本概念 1
1.1.1电力系统的组成 1
1.1.2各种新能源发电形式 2
1.1.3节能减排形势下的绿色低碳建筑应用 6
1.2配电管理系统 7
1.3配电网自动化系统的总体构成 9
1.3.1小型配电自动化系统的构成 9
1.3.2中型配电自动化系统的构成 10
1.3.3大型配电自动化系统的构成 11
1.3.4配电自动化系统的基本功能 12
1.4实现配电自动化的意义 12
1.5配电自动化的现状与发展情况 17
1.5.1国外配电自动化发展及现状 17
1.5.2我国配电自动化的发展现状 18
1.6配电自动化的难点 19
1.7智能电网形势下的配电网建设 21
1.7.1坚强智能电网概念的提出及规划 21
1.7.2基于配电自动化的智能配电网建设 21
1.7.3智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准 22
1.8配电自动化建设经验教训及当前研究热点 22
1.8.1配电自动化建设经验教训 22
1.8.2配电自动化建设当前研究热点和重点 23
1.9配电自动化系统的规划 24
1.9.1配电自动化系统规划的总体要求和原则 24
1.9.2配电自动化系统规划的技术导则和设计规范 24
1.9.3配电自动化系统规划的年限和内容 25
1.10要点掌握 26
思考题 26
第2章 配电网 27
2.1我国配电网的特点和历史建设情况 27
2.1.1配电网的特点 27
2.1.2我国配电网建设情况及发展战略目标 28
2.2有源配电网 28
2.2.1概述 28
2.2.2分布式电源接入配电网的好处 29
2.2.3分布式电源接入配电网后需要注意的问题 30
2.2.4分布式电源接入配电网的要求 30
2.3配配电网的中性点运行方式 31
2.3.1中性点接地方式分类及比较 31
2.3.2经消弧线圈接地系统的3种补偿方式 32
2.4配电网涉及的一次设备——开关 32
2.4.1开关设备的灭弧介质无油化历程 33
2.4.2典型开关设备介绍 33
2.5配电网涉及的一次设备——环网柜 35
2.5.1环网柜 35
2.5.2电缆分接箱 36
2.6配电网涉及的一次设备——开闭所 39
2.6.1概述 39
2.6.2开闭所设置原则 39
2.6.3开闭所的功能和作用 40
2.6.4开闭所常见主接线形式 41
2.6.5开闭所所用电源 42
2.7配电网涉及的一次设备——变压器 43
2.7.1变压器的分类 43
2.7.2新型节能变压器 44
2.8配电线路 44
2.8.1架空线路 44
2.8.2电缆线路 45
2.8.3配电线路的节能 46
2.9配电网络拓扑形式及馈线故障处理 47
2.9.1配电网络的拓扑形式及实际应用案例 47
2.9.2馈线故障的处理 52
2.10要点掌握 54
思考题 54
第3章 配电终端——FTU 55
3.1终端建设原则和终端电源的配置 55
3.1.1终端建设原则 55
3.1.2终端电源的配置 56
3.2 FTU的基本概念和功能 59
3.2.1 FTU的基本概念 59
3.2.2 FTU的功能 59
3.3 SD-2210型FTU的总体结构及特点 61
3.3.1 SD-2210型FTU的原理框图 61
3.3.2 SD-2210型FTU的总体特点 62
3.4 SD-2210型FTU的TMS320 F206DSP硬件介绍 62
3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特点 62
3.4.2 TMS320F206存储器映射 63
3.4.3 TMS320F206 DSP片上外设 65
3.4.4 TMS320F206 DSP外部中断 65
3.4.5 TMS320F206 DSP命令寄存器 66
3.4.6 TMS320F206 DSP复位 66
3.4.7 SD-2210型FFU模拟信号输入 66
3.4.8 SD-2210型FTU数字量输入输出 66
3.4.9 SD-2210型FTU异步串行通信 66
3.5直流采样和交流采样 68
3.5.1直流采样 68
3.5.2交流采样 69
3.6开关量输入电路 69
3.6.1隔离电路 69
3.6.2去抖电路 70
3.7开关量输出电路 71
3.8模拟量输入电路 72
3.8.1基于逐次逼近型A-D转换的模拟量输入电路 72
3.8.2 2×4通道14位高速A-D转换芯片MAX125及其应用 74
3.8.3电压-频率转换电路 81
3.9模拟量输出电路 83
3.10傅里叶算法 84
3.11要点掌握 85
思考题 85
第4章 其他配电终端 86
4.1 DTU 86
4.1.1 DTU的概念及功能 86
4.1.2 DTU备自投的实现 86
4.1.3开闭所DTU与馈线终端FTU的比较 87
4.1.4环网柜DTU与开闭所DTU的比较 88
4.1.5开闭所DTU与变电站RTU的比较 88
4.2 TTU 88
4.2.1 TTU的概念及功能 88
4.2.2 TTU的无功补偿功能 89
4.3站控终端 90
4.3.1站控终端的概念及功能 90
4.3.2子站的设置 91
4.3.3站控终端与FTU、TTU、DTU的比较 91
4.4要点掌握 92
思考题 92
第5章 通信系统 93
5.1引言 93
5.1.1远动的基本概念 93
5.1.2典型数据通信系统的组成 93
5.1.3数据传输的同步 95
5.1.4通信工作方式 96
5.2调制解调 96
5.3差错控制 99
5.3.1产生差错的原因 99
5.3.2抗干扰编码 100
5.3.3差错控制的几种方式 100
5.3.4几种常用的抗干扰编码 103
5.4通信规约 107
5.4.1通信规约的概念 107
5.4.2循环式通信规约 108
5.4.3问答式通信规约 108
5.5常用通信方式 109
5.5.1概述 109
5.5.2配电线载波通信 110
5.5.3光纤通信 114
5.5.4脉动控制 117
5.5.5工频控制 117
5.5.6电话专线 118
5.5.7现场总线 118
5.5.8 RS485串行总线 119
5.5.9无线扩频 119
5.5.10甚高频通信（数传电台通信） 120
5.5.11特高频通信 120
5.5.12微波通信 121
5.5.13卫星通信 122
5.5.14调幅广播 122
5.5.15 调频辅助通信业务 123
5.6要点掌握 123
思考题 124
第6章 馈线自动化 125
6.1智能配电网的自愈与馈线自动化 125
6.1.1自愈的概念 125
6.1.2自愈控制 125
6.1.3实现自愈的条件和关键技术 126
6.1.4馈线自动化的功能与类型 126
6.2馈线自动化的发展历程 127
6.2.1第一阶段——不分段、不拉手（传统模式）阶段 127
6.2.2第二阶段——馈线分段、拉手、无自动化阶段 129
6.2.3第三阶段——自动分段、馈线自动化阶段 131
6.3重合器 133
6.3.1重合器的概念 133
6.3.2重合器的分类 133
6.3.3重合器与普通断路器的比较 134
6.3.4重合器的应用场合 135
6.3.5重合器实例 135
6.4分段器 137
6.4.1概念 137
6.4.2电压—时间型分段器原理接线 137
6.4.3电压—时间型分段器的参数 138
6.4.4电流—时间型分段器 139
6.5重合器与电压—时间型分段器配合 139
6.5.1辐射状网的故障处理 139
6.5.2环状网的故障处理 143
6.5.3分段开关和联络开关的时限整定 146
6.6重合器与过电流脉冲计数型分段器配合 148
6.6.1永久性故障的处理 148
6.6.2瞬时性故障的处理 149
6.7基于FTU的馈线自动化 150
6.7.1基于FTU的馈线自动化系统构成 150
6.7.2基于FTU的馈线自动化系统的功能 151
6.8两种馈线自动化的比较 152
6.8.1基于重合器—分段器的就地控制方案 152
6.8.2基于FIU和通信网络的远方控制方案 152
6.9要点掌握 153
思考题 154
第7章 配电网单相接地故障选线 155
7.1概述 155
7.1.1 NUGS单相接地故障选线的国外、国内研究现状 155
7.1.2利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法 156
7.1.3利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法 158
7.1.4其他方法 158
7.1.5意义 159
7.2 NUGS单相接地故障理论分析 160
7.2.1 NUGS单相接地故障的稳态基波分析 160
7.2.2 NUGS单相接地故障的稳态谐波分析 164
7.2.3 NUGS单相接地故障的暂态分析 165
7.2.4 NUGS单相接地故障选段研究 166
7.3 NUGS单相接地故障实验研究——选线方案确定 167
7.3.1动态模型的建立 167
7.3.2稳态实验记录及分析 168
7.3.3暂态实验记录及分析 171
7.3.4 NUS选线方案的确定 173
7.3.5 NES选线方案的确定 174
7.4软件设计 176
7.4.1开发语言和工具介绍 176
7.4.2 NUS系统选线下位机软件设计 181
7.4.3 NUS系统选线上位机软件设计 183
7.4.4 NES系统选线下位机软件设计 186
7.4.5 NES系统选线上位机软件设计 187
7.5 NUGS选线方案验证实验 190
7.5.1优化模型 190
7.5.2 NUS的选线验证实验 190
7.5.3 NES的选线验证实验 194
7.6要点掌握 198
思考题 200
第8章 远方抄表与电能计费系统 201
8.1电能表的发展和现状 201
8.2抄表计费的几种方式 202
8.3预付费电能计费方式 203
8.3.1预付费电能表的种类及特点 203
8.3.2采用IC卡电能表的预付费电能计费系统 204
8.4自动抄表技术——本地自动抄表 206
8.4.1本地自动抄表的两种数据采集方式 206
8.4.2抄表机简介 207
8.4.3国内主流抄表机型实例——振中TP900系列抄表机 207
8.5自动抄表技术——远程自动抄表 208
8.5.1远程自动抄表的含义及发展 208
8.5.2远程自动抄表系统的组成 208
8.5.3远程自动抄表系统典型案例 211
8.5.4利用远程自动抄表技术实现防窃电 213
8.5.5自动抄表与预付费的比较 214
8.6要点掌握 214
思考题 215
第9章 主站系统 216
9.1主站系统的设计原则 216
9.2主站系统的硬件构成 217
9.2.1较小规模主站系统配置 217
9.2.2较大规模主站系统配置 219
9.3主站系统的软件构成 221
9.3.1操作系统软件 221
9.3.2支撑软件 222
9.3.3高级应用软件 223
9.4要点掌握 227
思考题 227
第10章 配电网SCADA系统 228
10.1配电网SCADA系统的特点 228
10.2配电网SCADA系统组织的基本方式 229
10.2.1配电网SCADA系统测控对象 229
10.2.2区域站的设置方法 229
10.2.3体系结构 230
10.3配电网SCADA系统的功能 231
10.4智能用电小区 236
10.4.1智能小区概述 236
10.4.2智能用电的发展目标 237
10.4.3系统构成 237
10.4.4智能小区应用实例 238
10.5要点掌握 239
思考题 239
第11章 配电图资地理信息系统 240
11.1概述 240
11.2 GIS的发展 240
11.3 GIS在电力行业的应用现状及难点 242
11.4 GIS的组成 243
11.5 GIS功能的实现方法 245
11.6 AM/FM/GIS的离线、在线实际应用 245
11.6.1 AM/FM/GIS在配电网中离线方面的应用 246
11.6.2 AM/FM/GIS在配电网中在线方面的应用 247
11.7 GIS的功能演示案例 247
11.8要点掌握 252
思考题 252
第12章 负荷控制和管理系统 253
12.1负荷控制和管理的概念及经济效益 253
12.2负荷特性优化的主要措施 254
12.2.1经济措施 254
12.2.2行政措施 255
12.2.3宣传措施 256
12.2.4技术措施 256
12.3负荷控制系统的基本结构和功能 258
12.3.1负荷控制终端 258
12.3.2负荷控制中心 260
12.4各种负荷控制系统原理及比较 261
12.4.1负荷控制系统的分类 261
12.4.2 GSM/GPRS公用通信电力负荷控制系统 262
12.4.3无线电电力负荷控制系统 263
12.4.4音频电力负荷控制系统 265
12.4.5配电线载波电力负荷控制系统 265
12.4.6工频电力负荷控制系统 266
12.4.7有线电话电力负荷控制系统 266
12.5要点掌握 266
思考题 266
第13章 配电自动化的实际案例 267
13.1概述 267
13.2配电自动化的主要功能 268
13.3配电自动化系统体系结构 268
13.4配电自动化SCADA系统 270
13.4.1网络安全方案 270
13.4.2系统硬件配置 270
13.4.3软件系统结构 271
13.4.4配电SCADA功能 272
13.5配电自动化通信系统 273
13.6馈线自动化解决方案 275
13.7配电地理信息管理功能 278
13.8配电自动化高级应用软件 281
第14章 实验部分 283
14.1电力系统综合实验方案一 283
14.1.1实验系统简介 283
14.1.2多台实验系统联网的实验 284
14.1.3设备清单 290
14.2电力系统综合实验方案二（供配电部分） 292
14.2.1实验系统简介 292
14.2.2实验系统外观 292
14.2.3多台实验系统联网的实验 294
14.2.4设备清单 297
14.3应用实例——TQGD-Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统 299
14.3.1概述 299
14.3.2系统组成 300
14.3.3实验模式 302
14.3.4实验项目 304
14.3.5实验系统中主要设备的技术指标 306
14.3.6设备实物图 307
测试题 309
测试题1 309
测试题1答案 310
测试题2 313
测试题2答案 314
参考文献 319