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出版者:中国水利水电出版社

作者:主编：徐腊元

出品人:

页数:162

译者:

出版时间:1998-06-01

价格:16.8

装帧:平装

isbn号码:9787801245090

丛书系列:

图书标签:

• 配电网自动化
• 配电网
• 自动化设备
• 电力系统
• 智能电网
• 电气工程
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• 配电自动化
• 电力规划

智能电网中的数据驱动决策与先进传感技术 图书名称： 智能电网中的数据驱动决策与先进传感技术 图书简介： 随着全球能源结构的深刻转型和电力系统复杂性的日益增加，传统电网正加速向高度互联、自愈合的智能电网（Smart Grid）演进。本书聚焦于支撑这一转型过程中的两大核心技术支柱：数据驱动的决策优化和先进的传感与测量技术。我们旨在为电力系统工程师、研究人员以及相关领域的专业人士提供一个深入且实用的技术蓝图，阐释如何有效利用海量实时数据，结合前沿传感设备，以实现电网运行的更高可靠性、效率和灵活性。 本书的理论基础建立在现代信息物理系统（CPS）的框架之上，将电力系统的物理层、信息层、控制层紧密耦合。全书内容深度聚焦于如何将数据的采集、处理、分析转化为可执行的电网控制指令，以及如何通过部署新型传感器技术来确保数据的质量和时效性。 第一部分：智能电网中的数据基础与处理框架 本部分首先奠定了数据驱动决策的基石。我们详细探讨了智能电网环境中数据的异构性、高维度和实时性挑战。 海量数据采集与预处理： 详细介绍了部署在配电网、输电网和用户侧的智能电表（AMI）、传感器网络（WSN）所产生的数据流的特性。重点分析了数据清洗、缺失值插补、异常点检测等关键预处理技术，确保输入模型的“干净”数据。 实时数据处理架构： 深入探讨了基于流式计算（如Apache Kafka, Flink）的实时数据处理架构。对比了批处理与流处理在电网故障诊断和快速响应中的适用场景，并提出了低延迟数据传输和处理的优化策略。 数据安全与隐私保护： 鉴于电力系统对网络攻击的极端敏感性，本章详细剖析了数据传输和存储中的安全威胁模型，并介绍了同态加密、安全多方计算在保护敏感运行数据方面的应用前景。 第二部分：数据驱动的电网状态估计与优化 本部分是全书的核心，专注于如何将处理后的数据转化为实际的系统控制和优化策略。 高级状态估计（ASE）： 传统状态估计在含有大量分布式电源（DERs）和非线性负荷的现代配电网中面临挑战。本书提供了基于拓扑不完全感知和高比例测量数据的加权最小二乘（WLS）扩展，以及利用卡尔曼滤波（EKF/UKF）处理非线性动态系统的具体实施方法。 基于机器学习的负荷与可再生能源预测： 详细介绍了深度学习模型（如LSTM、Transformer）在短期负荷预测和风光出力预测中的应用。重点讨论了如何利用迁移学习和联邦学习来应对不同地理区域电网数据的差异性。 电网优化控制： 探讨了如何将预测结果和实时状态输入到优化模型中。内容涵盖机会约束优化（OCC）在含不确定性电源的无功优化中的应用，以及强化学习（RL）在电压控制和最优潮流计算中的探索性研究，旨在实现对电网运行点的自适应调整。 第三部分：先进传感技术与测量技术的革新 本部分关注如何从物理层面上获取更高质量、更丰富信息的数据，以支撑前述的数据驱动模型。 基于光纤的分布式传感系统（DAS/DTS）： 重点阐述了分布式温度和应变传感技术在输电线路状态监测（如导线温度、弧垂测量）中的原理、部署方式以及数据解读。分析了如何通过温度数据预测输电线路的承载能力裕度。 基于卫星和无人机的环境监测： 探讨了遥感技术（如LiDAR、高光谱成像）在输电线路走廊巡检、植被入侵风险评估以及灾后快速评估中的集成应用，如何将空间信息转化为电网维护的决策输入。 新型电流电压传感器技术： 深入对比了传统互感器与基于光电效应、磁光效应（如法拉第效应）的非侵入式/隔离式传感器。分析了这些新型传感设备在暂态过程记录和高频谐波监测方面的优势。 同步相量测量单元（PMU）的网络化应用： 详细介绍了PMU数据的时钟同步、广域监测系统（WAMS）的架构，以及如何利用高时间分辨率的相量数据来识别低频振荡、暂态稳定性和进行系统同步性分析。 第四部分：数据驱动的电网可靠性与韧性提升 本书的最后部分将理论和技术落地到实际的电网管理目标上。 基于数据挖掘的故障诊断与预测性维护（PdM）： 阐述了如何通过分析设备运行的历史数据、环境数据和振动数据，建立基于状态的健康指数（SoH）模型。重点介绍利用异常模式识别技术，提前预警变压器绕组老化、断路器触头磨损等潜在故障。 自愈合网络（Self-Healing Grid）中的决策算法： 讨论了在发生故障后，如何利用实时数据快速隔离故障区域，并在秒级时间内完成最优拓扑重构（最佳负荷转移）。对比了基于规则、基于优化和基于强化学习的故障恢复策略的性能。 电网韧性评估指标与实时监控： 提出了量化电网面对极端事件（如自然灾害、网络攻击）的韧性指标体系。展示了如何通过集成多源异构数据，建立动态韧性仪表板，辅助决策者进行资源调配和预案制定。 本书不仅提供了前沿技术的理论阐述，更融合了多个工业界的实际案例分析，旨在为读者提供一个全面、深入且极具操作性的智能电网数据与传感技术应用指南。通过本书的学习，读者将能够掌握设计、实施和运营下一代高效、可靠电力系统的关键技术路径。

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