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出版者:中国林业出版社

作者:孟祥忠

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2006-6

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787503843976

丛书系列:21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材

图书标签:

• 电力系统
• 自动化
• 继电保护
• 电力电子
• 智能电网
• 控制工程
• 电气工程
• 新能源
• 电力调度
• 高电压

电力系统的智能脉络：从监测到决策的智慧演进 本书并非一本探讨“电力系统自动化”这一具体技术名词的枯燥手册，而是一次深入的、多维度的思考，关于电力系统如何从一个庞大而相对静态的物理网络，演变为一个高度互联、智能响应的复杂生命体。我们旨在勾勒出电力系统在智能化浪潮中的发展脉络，聚焦于其核心的“脉络”——信息的感知、传递、分析与决策，以及这些“脉络”如何共同驱动整个系统的安全、高效与可持续运行。 第一章：信息基石——智能电网的感知网络 智能化首先建立在对系统状态的精确掌握之上。本章将深入剖析构成智能电网感知网络的关键要素。我们将追溯传感器技术的发展历程，从传统的电表、断路器状态监测，到如今广泛应用的智能电表（AMI）、分布式光纤传感、相量测量单元（PMU）等先进设备。这些设备如同遍布系统毛细血管的“触角”，实时采集电压、电流、频率、功率、温度、开关状态等海量数据。 我们将详细探讨不同类型传感器的技术原理、精度要求、部署策略及其数据传输的挑战。例如，PMU如何通过高精度时间同步，实现对电网暂态和动态过程的毫秒级监测，为电网稳定分析提供前所未有的洞察力；智能电表如何不仅是计量工具，更成为连接用户与电网的“数据节点”，为负荷预测、需求响应等应用奠定基础。 此外，本章还将审视传感器网络的可靠性、安全性与维护问题。如何保证海量传感器数据的准确性，防止数据造假或恶意干扰？如何应对传感器故障，确保信息流的连续性？这些都是支撑智能电网信息基石的关键考量。我们不仅关注技术本身，更强调其在实际应用中的可行性与落地难题。 第二章：数据洪流——信息传输与通信架构 感知到的信息需要高效、可靠地传输至分析与决策中心。本章将聚焦于支撑智能电网的海量信息传输体系。我们将解析电力系统通信网络的多样性，涵盖了从传统的专用通信线路（如光纤、微波），到现代的宽带通信技术（如LTE、5G），以及针对不同应用场景（如SCADA、DMS、EMS）的通信协议与标准。 我们将详细探讨通信网络的拓扑结构、带宽需求、时延要求以及安全性保障。例如，对于实时性要求极高的电网保护与控制信息，需要低时延、高可靠性的通信通道；而对于负荷预测、电量计量等应用，则可以采用相对带宽更大、时延容忍度更高的通信方式。 本章还将深入分析通信网络的安全挑战。电力系统作为关键基础设施，其通信网络面临着来自网络攻击、病毒侵袭、信息泄露等严峻威胁。我们将探讨加密技术、身份认证、访问控制、入侵检测等安全措施，以及如何在保证信息传输效率的同时，构建一道坚固的网络安全屏障。我们将强调，通信的智能化绝非仅仅是速度的提升，更是安全与可靠的全面保障。 第三章：智慧大脑——数据分析与决策支持 海量信息的汇聚，最终需要被转化为有价值的洞察与行动。本章将聚焦于支撑电力系统智能化的“大脑”——数据分析与决策支持系统。我们将探讨人工智能、机器学习、大数据分析等先进技术在电力系统中的应用。 从电网状态评估、故障诊断与定位，到负荷预测、新能源出力预测，再到经济调度、最优运行策略制定，本章将层层剥开这些智能应用的“幕后”技术。例如，我们将分析如何利用机器学习算法，从历史运行数据中学习电网的运行规律，实现对突发故障的精准预测与快速响应；如何通过大数据分析，挖掘用户用电行为模式，为电网规划与市场运营提供决策依据。 我们还将关注决策支持系统中的“人机协同”问题。智能决策并非完全取代人工，而是通过智能工具赋能操作员，提高其决策效率与准确性。我们将探讨可视化技术、知识图谱、专家系统等如何帮助操作员理解复杂的电网状况，做出明智的决策。本章强调的是，智慧大脑的构建，是技术与经验的深度融合。 第四章：精益执行——智能化调度与控制 在精准感知、高效传输、深度分析的基础上，电力系统需要实现更精益、更智能的执行。本章将深入探讨智能化调度与控制技术，它们是电力系统“神经系统”中最核心的执行部分。 我们将关注先进的调度模式，如集中式调度与分布式协调控制的结合。从传统的基于预设指令的调度，到如今能够实时响应系统变化、动态调整运行状态的智能调度。我们将解析能量管理系统（EMS）、高级配电自动化系统（DMS）、微电网控制系统等的作用。 本章将重点探讨如何通过智能化技术，实现对新能源的平稳接入与消纳。例如，预测控制、鲁棒控制等技术如何应对风电、光伏等波动性电源的挑战，保证电网的频率和电压稳定。我们还将关注需求侧响应（DR）的智能化实现，如何通过激励机制与信息交互，引导用户调整用电行为，主动参与电网的平衡。 此外，本章还将讨论分布式控制策略，尤其是在微电网和多能源互补系统中的应用。如何通过通信与协调，实现分布式电源、储能设备、负荷之间的协同运行，提升系统的灵活性与韧性。本章的核心在于，将智能决策转化为精准、高效的物理操作，确保电力系统的稳定运行。 第五章：安全长城——网络与物理安全防护 随着系统智能化程度的提高，网络安全与物理安全的重要性日益凸显。本章将系统地探讨电力系统面临的安全威胁及其防护策略。 我们将深入分析传统物理安全与新兴网络安全之间的联动关系。例如，针对电网关键设备（如变电站、控制中心）的物理入侵，以及由此可能引发的网络攻击。反之，网络攻击也可能绕过物理防护，直接威胁到系统的控制与运行。 本章将详细介绍电力系统网络安全防护的各个层面，包括设备安全、通信安全、平台安全、数据安全等。我们将探讨防火墙、入侵防御系统（IPS）、安全信息和事件管理（SIEM）系统、数字证书、区块链技术等在电力系统安全中的应用。 同时，本章也将关注物理安全防护的升级。如何利用智能视频监控、入侵检测系统、访问控制技术等，构建全方位、多层次的物理安全防护体系。我们将强调，安全是智能化的前提与保障，而非附加项。一个不安全的智能系统，将是灾难性的。 第六章：未来展望——能源互联网的演进之路 本章将跳出当前技术的框架，放眼电力系统智能化演进的未来。我们将探讨能源互联网的构想，以及它将如何重塑我们的能源格局。 我们将分析未来电力系统可能出现的变革，例如：广泛的分布式能源接入、多能源耦合（电力、热力、燃气等）、虚拟电厂的兴起、以及更加以用户为中心的能源服务模式。 本章还将探讨未来技术发展趋势，包括边缘计算在电力系统中的应用、人工智能在能源交易与优化中的作用、以及量子计算对电力系统安全与优化的潜在影响。 我们将强调，电力系统的智能化演进，不仅是技术的迭代，更是对传统商业模式、管理理念乃至社会生活方式的深刻变革。它将引领我们走向一个更加清洁、高效、可靠、智能的能源未来。本书希望能够启发读者，从一个更广阔的视野，理解电力系统在智能化时代的无限可能。 本书并非对“电力系统自动化”某一具体技术细节的 exhaustive（详尽）论述，而是对其背后支撑体系的深入探索。它关注的是信息流动、智能决策、精准执行以及安全保障的整体逻辑，旨在为理解电力系统如何变得“聪明”而提供一个清晰的视角。它所描绘的，是一个信息驱动、智慧赋能的电力系统新时代。

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我是一个刚接触这个领域不久的研究生，手头上的参考书已经不下五六本，但真正能让我产生“醍醐灌顶”感觉的，这本书算得上是翘楚。它的叙述逻辑简直是一绝，不同于那种把所有知识点堆砌在一起的传统教材，这本书的章节安排仿佛是精心设计的迷宫探险，每走一步都有新的发现，但每一步又都稳扎稳打，不会迷失方向。比如，它在阐述广域测量系统（WAMS）的应用时，并没有将重点放在硬件指标上，而是深入挖掘了数据融合和状态估计背后的数学原理，用非常优雅的语言解释了为什么某些滤波方法在这种动态系统中表现更优。更让我惊喜的是，作者在探讨系统安全稳定控制（SSCC）时，引入了最新的机器学习技术来辅助决策，这在其他同类书籍中是极其少见的，显示了作者紧跟时代前沿的敏锐度。阅读过程中，我常常需要停下来，拿出草稿本反复推敲某些关键论述，因为它的深度足以激发你更深层次的思考，而不是被动地接受信息。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是解释了“为什么是这样”，甚至预示了“未来会怎样”。

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这本书的封面设计极具现代感，深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，立刻给人一种专业、严谨的印象。拿到手中，能感受到纸张的质地相当不错，拿在手里沉甸甸的，透着一股“有料”的气质。我本来还担心内容会不会过于晦涩难懂，但翻开第一章后，这种担忧就烟消云散了。作者显然在内容编排上花了不少心思，知识点之间的过渡非常自然，就像一位经验丰富的老教授在耐心地为你梳理复杂的脉络。比如，在介绍某些核心算法时，他并没有直接抛出公式，而是先用一个非常贴近实际生产的场景来引入，让人很容易抓住问题的本质，而不是被数学符号绕晕。我尤其欣赏它在理论和实践之间的平衡把握，很多章节后面都附带有案例分析，这些案例并非是凭空捏造的，而是基于真实电网运行中遇到的痛点进行剖析，这对于我们这些期望将理论应用于实际工作的人来说，简直是如虎添翼。它不只是一本教科书，更像是一本深入一线的工程师工具箱的入门指南，让人读完后，立刻就有想去实际操作一番的冲动。

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我是一位资深的电力行业项目经理，常年需要评估新技术的可行性和集成难度。坦率地说，市面上很多关于新兴自动化的书籍，要么过于侧重学术理论，导致工程实现困难；要么过于偏重产品介绍，缺乏底层逻辑支撑。这本书却奇迹般地找到了一个完美的黄金分割点。它在阐述分布式能源（DER）接入电网的控制策略时，不仅详细分析了功率潮流的动态变化，更进一步探讨了在不同通信延迟和网络带宽限制下的控制算法鲁棒性问题。这对于我们做项目落地的人来说至关重要，因为实际现场环境永远比实验室模型复杂得多。此外，书中对“信息物理系统”（CPS）在电网中的集成架构进行了非常深入且系统性的梳理，从数据采集层的同步性要求，到控制层的协同机制，都有详尽的阐述。我特别赞赏其中关于网络安全与控制隔离的讨论，这部分内容极具前瞻性，为我们规划下一代智能变电站的安全架构提供了坚实的理论基础和可操作的参考框架。这本书的实用价值，远超其定价。

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这本书的排版和装帧无疑是顶级的，但真正让我爱不释手的是其对“遗留系统兼容性”问题的处理态度。在电力系统领域，我们总是在新旧技术交替的灰色地带操作，如何平稳过渡、如何确保老旧设备在新自动化框架下的有效协同，是实际工作中最大的挑战之一。这本书在这方面展现了非同一般的深度和细致。它用专门的章节，剖析了多种标准协议（如IEC 60870-5-104, DNP3等）在不同时间尺度下的数据一致性维护方法，并且给出了详细的协议栈交互模型图。这种对“工程现实”的尊重，让这本书的价值瞬间提升了好几个量级。我过去在解决一个跨代设备数据同步问题时耗费了数月精力，现在回看书中的一个图表，瞬间就明白了症结所在，原来是我对某些底层时间戳处理机制的理解不够透彻。这本书的知识密度极高，但作者的叙述技巧又保证了信息不会淤塞，每一次阅读都有新的收获，像是一块经过精心打磨的多面体晶体，从任何一个角度去观察，都能折射出不同的精彩光芒。

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说实话，我对很多技术书籍的阅读体验都持保留态度，很多书读起来就像在啃干巴巴的理论骨架，缺乏人情味和实际指导意义。但这本《电力系统自动化》完全颠覆了我的这种固有印象。它的行文风格非常具有感染力，作者的文字中透露出一种对所研究领域的深厚热爱和近乎偏执的精确追求。比如，在讨论暂态稳定分析时，书中引用了一些历史上著名的电力系统故障案例，通过这些“血淋淋”的教训来烘托无功功率补偿的重要性，这种叙事手法远比干巴巴地给出公式要震撼得多。而且，它在图示的运用上达到了一个很高的水准。那些流程图和结构示意图，不仅清晰标注了各个环节的输入输出关系，还巧妙地用不同颜色和线条粗细来区分关键节点和辅助路径，使得复杂的控制结构一目了然。我发现自己不再是“读”这本书，而更像是在和一位经验丰富的现场总工进行一对一的深度交流，他会耐心地为你指点迷津，告诉你哪些地方是经典陷阱，哪些技术点是真正的突破口。

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