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第1章 智能电网概述1

1.1 智能电网之于配电系统1

1.2 智能电网的定义3

1.3 智能电网对配电系统的益处5

1.3.1 提高可靠性5

1.3.2 提升系统效率5

1.3.3 分布式能源5

1.3.4 优化资产利用和高效运行5

1.4 质量指标5

1.4.1 系统平均停电持续时间（SAIDI）6

1.4.2 系统平均停电频率（SAIFI）6

1.4.3 用户平均停电持续时间（CAIDI）6

1.4.4 瞬时平均停电频率（MAIFI）和瞬时平均停电事件的发生频率（MAIFIE）7

练习9

第2章 配电自动化功能10

2.1 电力系统自动化11

2.2 EMS功能范围12

2.3 DMS功能范围13

2.4 DMS功能13

2.4.1 稳态性能提高类功能13

2.4.2 动态性能提高类功能15

2.5 地理信息系统17

2.5.1 AM/FM功能18

2.5.2 数据库管理18

2.6 通信选项18

2.7 监控和数据采集18

2.7.1 SCADA功能19

2.7.2 系统架构22

2.8 同步相量测量技术及其在电力系统中的应用24

2.8.1 定义25

2.8.2 PMU应用25

第3章 配电系统分析基础30

3.1 电路定律30

3.1.1 欧姆定律30

3.1.2 基尔霍夫电压定律30

3.1.3 基尔霍夫电流定律30

3.2 电路定理30

3.2.1 戴维南定理31

3.2.2 ？／△变换31

3.2.3 叠加定理31

3.3 交流电路32

3.4 标幺化37

3.5 潮流计算39

3.5.1 潮流方程40

3.5.2 牛顿-拉夫逊法41

3.5.3 节点类型43

3.5.4 牛顿-拉夫逊法在潮流计算中的应用44

3.5.5 解耦法46

3.6 辐射状潮流概念62

3.6.1 理论基础62

3.6.2 配电网模型63

3.6.3 节点和支路辨识63

3.6.4 节点和支路辨识示例64

3.6.5 辐射状潮流算法65

练习67

第4章 短路电流计算68

4.1 短路电流特性68

4.2 故障电流整定计算74

4.3 对称故障计算76

4.4 对称分量77

4.4.1 建立序网络的重要性80

4.4.2 基于对称分量法的不对称故障计算81

4.4.3 系统等效阻抗83

4.4.4 电流与电压信号在保护系统中的应用84

练习90

第5章 配电系统的可靠性92

5.1 网络建模92

5.2 网络约简95

练习96

第6章 配电系统网络重构与供电恢复98

6.1 最优拓扑结构98

6.2 遥控开关位置103

6.2.1 提高可靠性103

6.2.2 提高灵活性106

6.3 以改善运行状况为目的的馈线重构113

6.4 以恢复供电为目的的馈线重构114

6.4.1 故障定位、隔离与供电恢复（FLISR）114

6.4.2 人工恢复和FLISR的对比118

6.4.3 重构的约束条件118

6.4.4 FLISR集中智能控制中心120

6.4.5 FLISR分布式智能体121

6.4.6 FLISR就地智能123

第7章 电压／无功控制127

7.1 电压调节的定义128

7.2 改善电压调节的方法128

7.3 电压调节器129

7.4 配电系统中的电容器应用131

7.4.1 馈线模型134

7.4.2 电容器的选址和定容135

7.4.3 利用单个电容器组降损136

7.4.4 利用双电容器组降损137

7.4.5 利用三个电容器组降损138

7.4.6 若干电容器组应用139

7.4.7 电容器选址定容软件139

7.5 含VVC装置的配电馈线建模141

7.6 考虑SCADA的电压／无功控制144

7.7 电压／无功控制的要求144

7.8 综合电压／无功控制145

练习147

第8章 谐波分析148

8.1 一般意义上的谐波150

8.2 理论背景150

8.3 谐波检测151

8.4 并联谐振152

8.5 串联谐振153

8.6 谐波值验证153

8.6.1 谐波限值153

8.6.2 电压畸变限值154

8.6.3 电流畸变限值154

8.7 谐波检测155

8.8 电容器的重估算和重定位155

8.9 模型157

8.9.1 谐波源157

8.9.2 系统模型157

8.9.3 负荷模型157

8.9.4 支路模型158

8.10 降容变压器162

第9章 现代配电系统保护165

9.1 过电流保护基础165

9.1.1 保护配合原则165

9.1.2 瞬时动作单元的整定标准166

9.1.3 延时继电器的设定167

9.1.4 通过软件设定过电流继电器169

9.2 Dy型变压器间协调169

9.3 馈线保护设备175

9.3.1 重合闸开关175

9.3.2 分段器181

9.3.3 熔断器184

9.4 整定原则188

9.4.1 熔断器间的协调188

9.4.2 重合器和熔断器间的协调189

9.4.3 重合器与分段器的协调192

9.4.4 重合器-分段器-熔断器的协调192

9.4.5 重合器和重合器的协调194

9.4.6 重合闸继电器协调配合194

9.5 考虑分布式电源的继电保护195

9.5.1 短路水平195

9.5.2 同步195

9.5.3 过电流保护195

9.5.4 自适应保护196

练习196

第10章 智能电网通信技术199

10.1 ISO OSI模型199

10.2 电力系统的通信解决方案200

10.2.1 高级量测体系中的通信解决方案200

10.2.2 配电网通信技术201

10.3 通信传输介质202

10.3.1 有线和载波通信202

10.3.2 无线通信203

10.3.3 光纤通信203

10.4 智能电网中的信息安全203

10.5 IEC 61850204

10.5.1 IEC 61850的标准文档和功能205

10.5.2 系统配置语言211

10.5.3 GOOSE消息的配置和验证213

10.5.4 系统结构215

10.5.5 系统验证测试215

10.5.6 变电站IT网216

10.5.7 过程总线217

第11章 电力系统中的互操作概念218

11.1 互操作需要的要素218

11.2 信息交换过程219

11.3 数据模型和国际标准220

11.4 电力系统信息模型的实现225

第12章 成熟度模型227

12.1 智能电网成熟度模型定义227

12.2 使用智能电网成熟度模型的好处227

12.3 SGMM的起源和构成228

12.4 SGMM的开发过程229

12.5 SGMM的级别和控制权229

12.5.1 SGMM成熟度级别230

12.5.2 SGMM领域230

12.6 使用SGMM的结果与分析232

12.7 SGMM案例232

参考文献236