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第一章 电力系统运行控制及其自动化概论1

第一节 电力系统运行控制的复杂性及控制自动化1

一、电力系统运行控制的复杂性1

二、电力系统运行控制目标及其控制自动化1

第二节 电力系统调度管理的重要性及其基本工作4

一、电力系统运行调度的重要性4

二、电力系统调度的几项基本工作4

第三节 电力系统运行方式的编制6

一、对电力系统运行方式编制的要求6

二、电力系统运行方式编制的内容7

第四节 电力系统的分级控制和各级调度机构10

一、电力系统的分级控制10

二、各级调度机构的内部分工11

第五节 电网调度自动化系统与配电自动化系统12

一、电网调度自动化系统与电力系统的综合自动化12

二、电网调度自动化系统按功能的分类12

三、电网调度自动化系统的设备构成13

四、电网调度自动化系统的发展历程及今后展望14

五、配电自动化系统19

第二章 变送器21

第一节 概述21

一、直流采样和交流采样21

二、变送器的分类22

三、变送器的性能指标22

第二节 交流电流变送器23

一、简单的交流电流变送器23

二、改进的交流电流变送器24

第三节 交流电压变送器26

一、简单型交流电压变送器26

二、改进的交流电压变送器26

第四节 功率变送器26

一、单相有功功率的测量27

二、时间分割模拟乘法器的工作原理27

三、用采样乘法器测量功率30

第五节 微机电量变送器31

一、微机电量变送器的基本原理31

二、微机电量变送器的计算方法33

三、微机电量变送器的优点33

第六节 电能变送器34

一、转盘式电能变送器34

二、静止式电能变送器34

第七节 霍尔效应及其应用34

一、霍尔效应和霍尔元件34

二、霍尔模块35

三、采用霍尔模块的优点36

第三章 远方终端(RTU)37

第一节 RTU 的任务和结构37

一、RTU 的任务37

二、RTU 的结构37

第二节 模拟量输入输出通道(模块)39

一、滤波及信号处理40

二、多路开关(MUX)40

三、数/模转换器(D/A)41

四、模/数转换器(A/D)44

五、采样保持器(S/H)47

六、一种实际的遥测量(YC)输入电路48

七、高集成度的数据采集系统49

第三节 开关量数字量输入输出通道(模块)50

一、开关量输入输出通道50

二、数字量输入53

三、脉冲量输入53

第四节 数据处理53

一、单极性数据与双极性数据53

二、数据的合理性检查54

三、数字滤波55

四、标度变换56

五、BCD 码转换57

六、越限判别及越限呆滞区57

七、事故追忆58

八、遥测量越阈值传送59

第五节 故障检测及故障诊断60

一、随机存储器 RAM 的故障检测60

二、只读存储器 ROM 的故障检测61

三、CPU 的故障检测62

四、模拟量采集及 A/D 转换的故障检测62

五、程序的自恢复63

第四章 数据通信与通信规约64

第一节 数据通信概述64

一、二进制数字通信的优点64

二、并行传输与串行传输64

三、数据通信的传输速率和码误率64

四、数据通信系统的工作方式65

五、异步传输和同步传输65

第二节 数字信号的调制与解调66

一、调制的种类66

二、数字调频(FSK)的基本原理67

第三节 差错控制措施68

一、概述68

二、差错控制的几种方式68

三、几种常用的监督码69

第四节 串行通信接口75

一、RS-232C 串行接口75

二、RS-485总线接口76

三、几种常用串行通信标准接口电路的对比77

第五节 局域网及其应用77

一、局域网基本概念77

二、LAN 的拓扑结构77

三、几种常用的局域网78

第六节 现场总线(Field Bus)80

一、现场总线的特点80

二、CAN 现场总线80

第七节 循环式通信规约(CDT)81

一、循环式通信的工作特点81

二、我国电网调度自动化系统采用的循环式通信规约(CDT)82

第八节 问答式通信规约87

一、主站发送的命令报文89

二、子站发送的响应报文90

三、主站与子站之间的问答过程91

四、问答通信方式下子站数据到达主站的时间92

第九节 电网调度自动化系统的通信信道93

一、电力线载波通信93

二、光纤通信94

三、微波中继通信与卫星通信95

四、特高频(超短波)无线通信96

五、其它通信方式96

第五章 SCADA/EMS 系统97

第一节 SCADA/EMS 系统功能概述97

一、SCADA/EMS 系统的子系统划分97

二、Open-2000新一代开放型分布式 SCADA/EMS 系统98

第二节 SCADA/EMS 系统结构及软硬件配置98

一、系统结构98

二、主网各节点功能简介100

三、软件环境100

四、系统软件结构101

第三节 SCADA/EMS 的支撑系统101

一、数据库管理子系统102

二、网络管理子系统103

三、图形子系统104

四、报表管理子系统105

五、系统安全管理子系统106

第四节 SCADA/EMS 的前置机系统106

一、综述106

二、前置系统的硬件结构106

三、前置系统的软件模块107

四、遥测与遥信的参数设置108

第五节 画面调用及浏览器功能108

一、画面调用功能108

二、SCADA 的应用图形操作110

三、历史告警浏览112

四、历史数据浏览112

五、图形浏览器112

第六节 数据采集和监控系统(SCADA)功能114

一、数据采集功能114

二、数据处理功能115

三、计算功能116

四、电网控制功能117

五、人机界面功能117

六、制表打印功能118

七、告警功能118

八、多种网络互连功能119

第七节 Open-2000系统的主要技术指标119

一、系统规模及处理容量119

二、系统技术指标120

第六章 能量管理系统(EMS)的高级应用软件(PAS)122

第一节 网络拓扑122

一、网络拓扑的定义及基本功能122

二、网络拓扑的基本术语123

三、网络拓扑分析基本算法125

第二节 电力系统状态估计127

一、状态估计的必要性127

二、状态估计的功能128

三、状态估计的基本原理128

四、状态估计的程序框图135

五、状态估计的矩阵算法137

六、遥测测点、测项的合理数量与合理分布138

第三节 电力系统的负荷预测141

一、概述141

二、负荷预测的数学方法142

三、日负荷预测方法举例144

四、负荷预测中的经验修正147

五、人工预测与计算机预测的比较147

第四节 潮流分析及调度员潮流147

一、概述147

二、潮流计算的数学模型149

三、潮流分析算法151

四、调度员潮流152

五、潮流计算算例153

第五节 自动发电控制与经济调度(AGC/EDC)154

一、概述154

二、自动调频方法155

三、实现 AGC 的不同控制方式157

四、经济调度(EDC)159

五、与 AGC 相关的发电机组运行方式161

六、AGC 系统性能评价指标162

第六节 安全分析与安全控制165

一、概述165

二、电力系统的运行状态165

三、静态安全分析166

四、动态安全分析168

五、正常运行状态(包括警戒状态)的安全控制170

六、紧急状态时的安全控制171

七、恢复状态时的安全控制176

第七节 调度员培训仿真系统(DTS)177

一、概述177

二、DTS 的功能177

三、DTS 的基本构成178

四、DTS 的系统配置方式179

第八节 电力市场及其技术支持系统(PMOS)179

一、电力工业经营体制的变迁180

二、我国省级电力市场运营模式181

三、省级电网商业化运营技术支持系统182

四、电力市场化运营对 EMS 系统软件的影响185

第七章 配电自动化技术189

第一节 配电管理系统(DMS)概述189

一、概述189

二、配电管理系统的特点190

三、配电管理系统的功能191

四、国外配电自动化的发展196

五、我国配电自动化的发展情况197

第二节 配电管理系统的通信方式197

一、概述197

二、配电线载波通信(DLC)199

三、光纤通信202

四、无线扩频通信203

五、租用电话线203

六、无线电通信204

七、混合通信系统206

第三节 馈线自动化技术(FA)206

一、概述206

二、自动重合器206

三、分段器215

四、馈线 FTU217

五、区域工作站220

六、就地控制的馈线自动化220

七、远方控制的馈线自动化224

八、就地与远方并存控制的馈线自动化224

第四节 变电站无人化与综合自动化225

一、概述225

二、传统的变电站监控系统225

三、变电站综合自动化的效益226

四、变电站无人值班227

五、变电站综合自动化系统227

第五节 负荷控制技术及需方用电管理(DSM)234

一、电力负荷控制的必要性及其经济效益234

二、电力负荷控制种类235

三、负荷控制系统的基本层次和功能236

四、无线电负荷控制系统236

五、音频负荷控制系统238

六、工频负荷控制系统241

七、电力线载波负荷控制系统243

八、负荷管理(LM)与需方用电管理244

第六节 配电图资地理信息系统(AM/FM/GIS)245

一、概述245

二、地理信息系统(GIS)基本概念与功能246

三、AM/FM/GIS 系统的特点247

四、GIS 系统中的数据信息及其优点248

五、AM/FM/GIS 系统在配电网中的实际应用248

第七节 远程自动抄表计费系统250

一、电子式电能表250

二、远程自动抄表计费系统的发展251

三、远程自动抄表计费系统的构成252

四、远程自动抄表系统的通信方式253

五、远程自动抄表系统的典型方案254

附录257

附录一 对地区调度所自动化功能的要求257

附录二 缩写术语便览258

附录三 常用词汇260

参考文献263