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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配电自动化建设经验教训及当前研究热点21

1.7.1配电自动化建设经验教训21

1.7.2配电自动化建设当前研究热点和重点22

1.8要点掌握22

思考题23

第2章 配电网24

2.1我国配电网的特点和历史建设情况24

2.1.1配电网的特点24

2.1.2我国配电网建设情况及发展战略目标25

2.2智能电网形势下的配电网建设25

2.2.1坚强智能电网概念的提出及规划25

2.2.2基于配电自动化的智能配电网建设26

2.2.3智能电网形势下的配电自动化建设目标和建设标准26

2.3有源配电网27

2.3.1概述27

2.3.2分布式电源接入配电网的好处27

2.3.3分布式电源接入配电网后需要注意的问题28

2.3.4分布式电源接入配电网的要求29

2.4配电网的中性点运行方式29

2.4.1中性点接地方式分类及比较29

2.4.2经消弧线圈接地系统的3种补偿方式30

2.5配电网涉及的一次设备——开关31

2.5.1开关设备的灭弧介质无油化历程31

2.5.2典型开关设备介绍31

2.6配电网涉及的一次设备——环网柜33

2.6.1概述33

2.6.2环网柜的分类34

2.6.3典型环网柜介绍34

2.7配电网涉及的一次设备——变压器35

2.7.1变压器的分类35

2.7.2新型节能变压器36

2.8配电线路36

2.8.1架空线路36

2.8.2电缆线路37

2.8.3配电线路的节能38

2.9配电网络拓扑形式及馈线故障处理39

2.9.1配电网络的拓扑形式及实际应用案例39

2.9.2馈线故障的处理44

2.10要点掌握46

思考题46

第3章 配电终端——FTU47

3.1 FTU的基本概念47

3.2 FTU的功能47

3.3 SD-2210型FTU的总体结构及特点49

3.3.1 SD-2210型FTU的原理框图49

3.3.2 SD-2210型FTU的总体特点49

3.4 SD-2210型FTU的TMS320F206DSP硬件介绍50

3.4.1 TMS320F206 DSP的主要特点50

3.4.2 TMS32OF206存储器映射50

3.4.3 TMS320F206 DSP片上外设52

3.4.4 TMS320F206 DSP外部中断53

3.4.5 TMS32OF206 DSP命令寄存器53

3.4.6 TMS320F206 DSP复位54

3.4.7 SD-2210型FTU模拟信号输入54

3.4.8 SD-2210型FTU数字量输入输出54

3.4.9 SD-2210型FFU异步串行通信54

3.5直流采样和交流采样56

3.5.1直流采样56

3.5.2交流采样56

3.6开关量输入电路57

3.6.1隔离电路57

3.6.2去抖电路58

3.7开关量输出电路59

3.8模拟量输入电路60

3.8.1基于逐次逼近型A-D转换的模拟量输入电路60

3.8.2 2×4通道14位高速A-D转换芯片MAX125及其应用62

3.9模拟量输出电路69

3.10傅里叶算法69

3.11要点掌握70

思考题71

第4章 其他配电终端72

4.1 DTU72

4.1.1 DTU的概念及功能72

4.1.2 DTU备自投的实现72

4.1.3开闭所DTU与馈线终端FTU的比较73

4.1.4环网柜DTU与开闭所DTU的比较74

4.1.5开闭所DTU与变电站RTU的比较74

4.2 TTU74

4.2.1 TTU的概念及功能74

4.2.2 TTU的无功补偿功能75

4.3站控终端76

4.3.1站控终端的概念及功能76

4.3.2子站的设置77

4.3.3站控终端与FTU、 TTU、 DTU的比较77

4.4要点掌握78

思考题78

第5章 通信系统79

5.1引言79

5.1.1远动的基本概念79

5.1.2典型数据通信系统的组成79

5.1.3数据传输的同步81

5.1.4通信工作方式82

5.2调制解调82

5.3差错控制85

5.3.1产生差错的原因85

5.3.2抗干扰编码86

5.3.3差错控制的几种方式86

5.3.4几种常用的抗干扰编码89

5.4通信规约93

5.4.1通信规约的概念93

5.4.2循环式通信规约94

5.4.3问答式通信规约94

5.5常用通信方式95

5.5.1概述95

5.5.2配电线载波通信96

5.5.3光纤通信100

5.5.4脉动控制103

5.5.5工频控制103

5.5.6电话专线104

5.5.7现场总线104

5.5.8 RS485串行总线105

5.5.9无线扩频105

5.5.10甚高频通信（数传电台通信）106

5.5.11特高频通信106

5.5.12微波通信107

5.5.13卫星通信108

5.5.14调幅广播108

5.5.15 调频辅助通信业务109

5.6要点掌握109

思考题110

第6章 馈线自动化111

6.1智能配电网的自愈与馈线自动化111

6.1.1自愈的概念111

6.1.2自愈控制111

6.1.3实现自愈的条件和关键技术112

6.1.4馈线自动化的功能与类型112

6.2馈线自动化的发展历程113

6.2.1第一阶段——不分段、不拉手（传统模式）阶段113

6.2.2第二阶段——馈线分段、拉手、无自动化阶段115

6.2.3第三阶段——自动分段、馈线自动化阶段117

6.3重合器119

6.3.1重合器的概念119

6.3.2重合器的分类119

6.3.3重合器与普通断路器的比较120

6.3.4重合器的应用场合121

6.3.5重合器实例121

6.4分段器123

6.4.1概念123

6.4.2电压一时间型分段器原理接线123

6.4.3电压一时间型分段器的参数124

6.4.4电流一时间型分段器125

6.5重合器与电压一时间型分段器配合125

6.5.1辐射状网的故障处理125

6.5.2环状网的故障处理129

6.5.3分段开关和联络开关的时限整定132

6.6重合器与过电流脉冲计数型分段器配合134

6.6.1永久性故障的处理134

6.6.2瞬时性故障的处理135

6.7基于FTU的馈线自动化136

6.7.1基于FTU的馈线自动化系统构成136

6.7.2基于FTU的馈线自动化系统的功能137

6.8两种馈线自动化的比较138

6.8.1基于重合器一分段器的就地控制方案138

6.8.2基于FTU和通信网络的远方控制方案138

6.9要点掌握139

思考题140

第7章 配电网单相接地故障选线141

7.1概述141

7.1.1 NUGS单相接地故障选线的国外、国内研究现状141

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142

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144

7.1.4其他方法144

7.1.5意义145

7.2 NUGS单相接地故障理论分析146

7.2.1 NUGS单相接地故障的稳态基波分析146

7.2.2 NUGS单相接地故障的稳态谐波分析150

7.2.3 NUGS单相接地故障的暂态分析151

7.2.4 NUGS单相接地故障选段研究152

7.3 NUGS单相接地故障实验研究——选线方案确定153

7.3.1动态模型的建立153

7.3.2稳态实验记录及分析154

7.3.3暂态实验记录及分析157

7.3.4 NUS选线方案的确定159

7.3.5 NES选线方案的确定160

7.4软件设计162

7.4.1开发语言和工具介绍162

7.4.2 NUS系统选线下位机软件设计167

7.4.3 NUS系统选线上位机软件设计169

7.4.4 NES系统选线下位机软件设计172

7.4.5 NES系统选线上位机软件设计173

7.5 NUGS选线方案验证实验176

7.5.1优化模型176

7.5.2 NUS的选线验证实验176

7.5.3 NES的选线验证实验180

7.6要点掌握184

思考题186

第8章 远方抄表与电能计费系统187

8.1电能表的发展和现状187

8.2抄表计费的几种方式188

8.3预付费电能计费方式189

8.3.1预付费电能表的种类及特点189

8.3.2采用IC卡电能表的预付费电能计费系统190

8.4自动抄表技术——本地自动抄表192

8.4.1本地自动抄表的两种数据采集方式192

8.4.2抄表机简介193

8.4.3国内主流抄表机型实例——振中TP900系列抄表机193

8.5自动抄表技术——远程自动抄表194

8.5.1远程自动抄表的含义及发展194

8.5.2远程自动抄表系统的组成194

8.5.3远程自动抄表系统典型案例197

8.5.4利用远程自动抄表技术实现防窃电199

8.5.5自动抄表与预付费的比较200

8.6要点掌握200

思考题201

第9章 主站系统202

9.1主站系统的设计原则202

9.2主站系统的硬件构成203

9.2.1较小规模主站系统配置203

9.2.2较大规模主站系统配置205

9.3主站系统的软件构成207

9.3.1操作系统软件207

9.3.2支撑软件208

9.3.3高级应用软件209

9.4要点掌握213

思考题213

第10章 配电网SCADA系统214

10.1配电网SCADA系统的特点214

10.2配电网SCADA系统组织的基本方式215

10.2.1配电网SCADA系统测控对象215

10.2.2区域站的设置方法215

10.2.3体系结构216

10.3配电网SCADA系统的功能217

10.4智能用电小区222

10.4.1智能小区概述222

10.4.2智能用电的发展目标223

10.4.3系统构成223

10.4.4智能小区应用实例224

10.5要点掌握225

思考题225

第11章 配电图资地理信息系统226

11.1概述226

11.2 GIS的发展226

11.3 GIS在电力行业的应用现状及难点228

11.4 GIS的组成229

11.5 GIS功能的实现方法231

11.6 AM/FM/GIS的离线、在线实际应用231

11.6.1 AM/FM/GIS在配电网中离线方面的应用232

11.6.2 AM/FM/GIS在配电网中在线方面的应用233

11.7 GIS的功能演示案例233

11.8要点掌握238

思考题238

第12章负荷控制和管理系统239

12.1负荷控制和管理的概念及经济效益239

12.2负荷特性优化的主要措施240

12.2.1经济措施240

12.2.2行政措施241

12.2.3宣传措施242

12.2.4技术措施242

12.3负荷控制系统的基本结构和功能244

12.3.1负荷控制终端244

12.3.2负荷控制中心246

12.4各种负荷控制系统原理及比较247

12.4.1负荷控制系统的分类247

12.4.2 GSM/GPRS公用通信电力负荷控制系统248

12.4.3无线电电力负荷控制系统249

12.4.4音频电力负荷控制系统251

12.4.5配电线载波电力负荷控制系统251

12.4.6工频电力负荷控制系统252

12.4.7有线电话电力负荷控制系统252

12.5要点掌握252

思考题252

第13章 配电自动化的实际案例253

13.1概述253

13.2配电自动化的主要功能254

13.3配电自动化系统体系结构254

13.4配电自动化SCADA系统256

13.4.1网络安全方案256

13.4.2系统硬件配置256

13.4.3软件系统结构257

13.4.4配电SCADA功能258

13.5配电自动化通信系统259

13.6馈线自动化解决方案261

13.7配电地理信息管理功能264

13.8配电自动化高级应用软件267

第14章 实验部分269

14.1电力系统综合实验方案一269

14.1.1实验系统简介269

14.1.2多台实验系统联网的实验270

14.1.3设备清单276

14.2电力系统综合实验方案二（供配电部分）278

14.2.1实验系统简介278

14.2.2实验系统外观278

14.2.3多台实验系统联网的实验280

14.2.4设备清单283

14.3应用实例——TQGD-Ⅱ工厂供电及配电自动化实验培训系统285

14.3.1概述285

14.3.2系统组成286

14.3.3实验模式288

14.3.4实验项目290

14.3.5实验系统中主要设备的技术指标292

14.3.6设备实物图293

参考文献295