变电站自动化技术与应用

目录
总序
序言
前言
第1 章 概论 1
1.1 变电站自动化技术发展历程 1
1.2 智能变电站自动化发展背景与现状 3
1.3 变电站自动化系统构成 5
第2 章 变电站监控系统技术 8
2.1 概述 8
2.2 监控系统体系架构及其构成 9
2.2.1 系统硬件配置 10
2.2.2 系统软件环境 12
2.2.3 系统软件架构 12
2.3 关键技术 14
2.3.1 基于SOA 的平台软件架构 14
2.3.2 主子站交互技术 18
2.3.3 数据存储与管理技术 21
2.3.4 数据远传技术 24
2.3.5 人机界面接口技术 24
2.3.6 顺序控制技术 26
2.3.7 源端维护技术 29
2.3.8 智能告警技术 31
2.3.9 故障信息综合分析决策技术 33
2.3.10 经济运行与优化控制技术 34
2.3.11 数据校验技术 37
2.3.12 二次设备状态诊断技术 39
2.3.13 智能远动机技术 40
第3 章 变电站测控及保护测控集成技术 42
3.1 概述 42
3.2 测控原理及实现 43
3.2.1 硬件设计 44
3.2.2 多种量测的综合采集 46
3.2.3 开关量时标标注方法 48
3.2.4 数字化采样的同期检测 50
3.2.5 智能变电站防误闭锁 51
3.2.6 多功能统一建模 52
3.3 保护测控集成装置构成及实现 53
3.4 关键技术 57
3.4.1 交流量采集技术 57
3.4.2 状态量采集技术 59
3.4.3 控制输出技术 60
第4 章 合并单元及智能终端技术 63
4.1 概述 63
4.2 过程层设备构成及实现 64
4.2.1 互感器 64
4.2.2 合并单元装置构成及实现 65
4.2.3 智能终端装置构成及实现 67
4.3 关键技术 69
4.3.1 合并单元技术 69
4.3.2 智能终端技术 73
第5 章 时间同步技术 76
5.1 概述 76
5.2 时间同步技术在电力系统中的作用 77
5.3 电力系统授时技术和时间同步系统 77
5.4 智能变电站常见对时方式及对时原理 78
5.4.1 直流IRIG ? B 码对时 78
5.4.2 IEEE 1588 对时 80
5.4.3 SNTP 对时 82
5.5 时间同步方法 82
5.6 关键技术 83
5.6.1 多时间源信号选择技术 83
5.6.2 异常时钟输入信息的防误及守时技术 86
5.6.3 时钟同步状态在线监测技术 86
第6 章 同步相量测量技术 87
6.1 概述 87
6.2 广域相量测量系统子站 87
6.3 同步相量测量装置功能 88
6.3.1 交流量数据采集 88
6.3.2 发电机功角采集 89
6.3.3 直流量采集 89
6.3.4 开关量采集 89
6.3.5 告警开出 90
6.3.6 低频振荡监测 90
6.3.7 次同步振荡监测 90
6.3.8 通信功能 90
6.3.9 历史数据存储 90
6.4 相量数据集中器功能 90
6.4.1 主要功能 90
6.4.2 冗余通信架构 91
6.5 同步相量测量技术 92
6.5.1 同步相量测量算法 92
6.5.2 发电机功角测量算法 93
第7 章 IEC 61850 技术 95
7.1 概述 95
7.2 标准体系框架与概貌 95
7.3 关键技术 96
7.3.1 服务和通信映射技术 97
7.3.2 模型和自描述技术 102
7.3.3 MMS 通信技术 105
7.3.4 GOOSE 通信技术 107
7.3.5 采样值通信技术 109
7.3.6 一致性测试技术 110
7.4 IEC 61850（第2 版） 114
第8 章 网络通信技术 116
8.1 概述 116
8.2 智能变电站网络通信架构及主要构成 116
8.2.1 智能变电站网络结构 116
8.2.2 智能变电站网络构成 116
8.3 关键技术 117
8.3.1 站控层网络通信技术 117
8.3.2 过程层网络通信技术 118
8.3.3 以太网交换机关键技术 122
8.3.4 网络通信报文记录分析技术 128
第9 章 数字化计量技术 131
9.1 概述 131
9.2 数字化计量系统主要构成 131
9.2.1 计量合并单元 132
9.2.2 数字化电能表 133
9.2.3 电能量采集终端 136
9.3 关键技术 138
9.3.1 数字化电能表技术 138
9.3.2 电能量采集终端技术 139
第10 章 电能质量监测技术 141
10.1 概述 141
10.1.1 测量方法的分类 141
10.1.2 测量的电气量和电能质量参数 142
10.1.3 测量数据的统计分析 142
10.2 电能质量监测原理 142
10.2.1 频率偏差 142
10.2.2 电压偏差 143
10.2.3 三相不平衡 144
10.2.4 谐波 144
10.2.5 电压波动与闪变 145
10.3 电能质量监测系统主要构成 145
10.3.1 监测终端 145
10.3.2 数据中心 147
10.3.3 后台主站 147
10.4 关键技术 151
10.4.1 频率测量技术 151
10.4.2 谐波测量技术 151
10.4.3 波动闪变测量技术 151
10.4.4 暂升暂降事件检测技术 151
第11 章 辅助监控技术 152
11.1 概述 152
11.2 辅助监控系统架构及主要构成 152
11.2.1 辅助监控系统架构 152
11.2.2 辅助监控系统功能 154
11.3 关键技术 156
11.3.1 视频图像监控技术 156
11.3.2 安全防护与门禁技术 157
11.3.3 消防火灾监控告警技术 159
11.3.4 交直流电源一体化技术 159
11.3.5 环境监测技术 162
11.3.6 智能照明技术 163
11.3.7 系统联动技术 163
第12 章 变电站运维技术 165
12.1 广域运维技术 165
12.1.1 概述 165
12.1.2 系统结构 165
12.1.3 服务管理中心 167
12.1.4 运维中心功能 168
12.1.5 变电站功能 169
12.2 巡检机器人技术 171
12.3 配置工具 175
12.3.1 概述 175
12.3.2 总体要求 176
12.3.3 软件功能 177
第13 章 信息安全技术 181
13.1 概述 181
13.2 信息安全原理 181
13.3 关键技术 182
13.3.1 IEC 62351 通信安全技术标准 182
13.3.2 安全分区 183
13.3.3 纵向加密技术 183
13.3.4 单向隔离技术 185
第14 章 二次模块化技术 187
14.1 概述 187
14.1.1 概念及定义 187
14.1.2 特点与意义 187
14.2 常见方案 188
14.2.1 模块划分原则 188
14.2.2 预制舱式二次组合设备 189
14.2.3 模块化二次设备 189
14.2.4 预制式户外智能控制柜 190
14.3 关键技术 190
14.3.1 即插即用技术 190
14.3.2 预制光缆 190
14.3.3 预制电缆 194
14.4 二次舱及设备 196
14.4.1 预制舱舱体尺寸 196
14.4.2 预制舱外形 197
14.4.3 预制舱的主体及内部结构 198
14.4.4 预制舱墙体及其装饰 200
14.4.5 预制舱舱内电气设备 200
14.4.6 二次设备布置方案 201
14.4.7 预制舱结构技术 202
14.4.8 预制舱使用维护 203
14.4.9 预制舱运输及吊装 204
14.4.10 预制舱智能辅助系统 204
第15 章 工程应用案例 206
15.1 智能变电站自动化系统案例 206
15.1.1 站控层应用 206
15.1.2 间隔层应用 207
15.1.3 过程层应用 207
15.1.4 PMU 应用 207
15.1.5 网络应用 208
15.2 BSJ2000 自动化系统改造案例 209
15.2.1 更新站控层监控主机、操作员站等设备 210
15.2.2 更新远动机等设备 210
15.2.3 更新保护公用信息管理机设备 211
15.3 NS2000 自动化系统改造案例 214
15.4 NSD26X 自动化系统差异化改造案例 216
15.5 智能变电站二次模块化技术案例 217
15.6 数字化计量技术应用案例 221
第16 章 未来发展展望 223
16.1 宽频测量技术 223
16.1.1 宽频测量装置结构 223
16.1.2 宽频测量原理及算法 224
16.1.3 宽频测量数据传输 225
16.2 内网安全监测技术 227
16.2.1 概述 227
16.2.2 现状分析 228
16.2.3 内网安全监视与管理体系 229
16.3 集群测控技术 230
16.3.1 集群测控装置结构 230
16.3.2 集群测控装置运行模式 230
16.3.3 集群测控装置关键技术 231
参考文献 233
索引 237