智能配电网技术丛书 通信技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余南华，际云瑞 著

图书标签:

• 智能配电网
• 通信技术
• 电力通信
• 配电自动化
• 电力系统
• 物联网
• 5G
• 电力线载波
• 无线通信
• 信息安全

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512311480

商品编码：29656236809

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名：智能配电网技术丛书 通信技术

定价：32.00元

作者：余南华,际云瑞

出版社：中国电力出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787512311480

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书主要介绍了智能配电网通信技术，《智能配电网技术丛书：通信技术》共分为7章，内容包括智能电网与通信的关系、通信技术基础知识、配电网中常用的通信技术、智能配电网通信协议、综合配电自动化通信组网、分布式电源并网通信和电动汽车基础设施通信。
　　本书可供从事智能配电网通信技术研究、设计等工作的技术人员阅读参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代电力系统的神经与脉搏：智能配电网通信技术深度解析 随着全球能源格局的深刻变革与数字化浪潮的席卷，现代电力系统的架构正经历前所未有的转型。作为连接发电端与用户的桥梁，配电网的作用日益凸显，而“智能化”则是其发展的必然方向。智能配电网（Smart Distribution Network）的精髓，不仅仅在于先进的设备和精细的管理，更在于其背后支撑这一切运转的强大通信能力。它如同现代电力系统的神经系统与脉搏，确保信息能够以毫秒级的速度、可靠地在各个节点间流动，实现对电网状态的实时感知、精准分析、智能决策和高效控制。 本书旨在深入剖析支撑智能配电网高效运作的关键要素——通信技术。我们将抛开对特定书目的直接介绍，而是聚焦于智能配电网通信技术领域本身所包含的丰富内涵、技术挑战、发展趋势以及其在构建未来绿色、可靠、高效电力系统中的核心作用。这是一次对智能配电网通信领域前沿技术的全面梳理与深入探讨，旨在为广大从事电力系统规划、设计、建设、运行、维护以及相关科研的研究者、工程师和技术人员提供一份详实的技术参考。 一、 智能配电网通信技术概述：连接的本质与演进 智能配电网的通信，其核心在于构建一个能够支持海量数据交换、低延迟控制指令传递、高可靠性信息传输的复杂网络。它涵盖了从最底层的物理层接入，到中间的网络层路由，再到应用层的各种业务支撑，形成一个多层次、多维度的通信体系。 传统配电网的通信以相对简单的调度和监控为主，通信频次低，数据量小，对延迟和可靠性的要求也相对宽松。然而，随着分布式能源（如光伏、风电）的接入、电动汽车充电设施的普及、用户侧需求的日益多样化（如需求侧响应、能量管理），配电网的拓扑结构变得更加复杂，运行状态更加动态，对通信的需求也呈几何级数增长。智能配电网通信必须能够满足以下关键需求： 海量数据采集与传输： 从数以亿计的智能电表、传感器、开关设备、分布式能源控制器等终端采集海量的运行数据，包括电压、电流、功率、频率、开关状态、故障信息等。 实时监控与感知： 实现对电网运行状态的实时、全面感知，能够及时发现电网的异常或故障，并进行快速定位。 快速响应与控制： 支持秒级甚至毫秒级的控制指令下发，例如负荷调整、分布式电源出力控制、故障隔离与恢复等。 高可靠性与安全性： 确保通信链路的稳定可靠，即使在恶劣环境下或面临网络攻击时，也能保证关键信息的传输和控制指令的执行，维护电网安全稳定运行。 网络互联互通： 支持不同厂商、不同协议的设备和系统之间的互联互通，打破信息孤岛。 支持多样化业务： 能够同时支撑电网的生产、运行、营销、计量、服务等多种业务应用。 通信技术的演进是智能配电网发展的关键驱动力。从早期的专线、模拟通信，到PDH/SDH、以太网，再到如今的IP网络、移动通信、光纤通信、甚至物联网（IoT）技术，每一次技术的革新都为智能配电网带来了新的可能性。 二、 核心通信技术解析：构建智能配电网的基石 智能配电网的通信技术是一个庞大而复杂的体系，涉及多种技术和标准。以下将深入解析其中几个关键的技术领域： 1. 接入层通信技术：连接终端的“最后一公里” 接入层通信技术负责将数量庞大、分布广泛的智能终端（智能电表、分布式电源控制器、开关设备、传感器等）连接到通信网络中。这是构建智能配电网数据采集和控制通路的基础。 电力线载波通信（PLC）： 利用现有的电力线作为通信介质，无需另外布线，具有成本低、部署方便的优点。PLC技术经历了多代演进，从低速的窄带PLC到高速的宽带PLC，能够支持智能电表数据抄收、低压配电自动化等应用。其挑战在于电力线的噪声、衰减和干扰，需要先进的调制解调和纠错技术。 无线通信技术： Zigbee/IEEE 802.15.4： 一种低功耗、低速率的无线通信技术，非常适合用于智能电表、传感器等低数据量、低功耗的设备组网，形成分布式感知网络。 Wi-Fi/IEEE 802.11： 具有较高的带宽和成熟的技术，可用于对数据量要求较高的智能终端，或作为局域网内的通信方案。 蜂窝通信（2G/3G/4G/5G）： 利用公共移动通信网络，具有覆盖范围广、部署便捷的特点，尤其适合远程抄表、移动终端接入等场景。5G技术的低延迟、高带宽、大连接特性，为未来更高级别的配电自动化和边缘计算提供了强大的支撑。 LoRa/NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术： 专门为物联网应用设计，具有功耗低、穿透力强、覆盖范围广等优点，能够有效解决海量低速率物联网设备的数据接入问题，如环境监测、智能路灯控制等。 有线通信技术： 光纤通信： 提供高带宽、高可靠性、抗干扰能力强的通信链路，是构建骨干网和关键通信链路的首选。在配电自动化主干网、变电站内部通信等场景中应用广泛。 以太网： 作为一种成熟的局域网技术，在高带宽、低延迟要求的场景下，如变电站自动化、通信机房内部连接等，应用普遍。 2. 网络层与传输层技术：构建可靠的数据通道 网络层和传输层技术负责将接入层收集到的数据进行汇聚、路由、传输，并确保数据在传输过程中的可靠性和有序性。 IP网络： 智能配电网通信网络正逐步向IP化演进，采用TCP/IP协议栈，实现不同设备和系统之间的互联互通。这带来了更高的灵活性和开放性，但同时也对网络安全和流量管理提出了更高的要求。 MPLS/MPLS-TP： 多协议标签交换（MPLS）及其在传输网中的应用MPLS-TP，能够提供高质量的IP传输服务，支持流量工程、服务质量（QoS）保障，对于构建承载关键业务的可靠通信网络至关重要。 SDN/NFV（软件定义网络/网络功能虚拟化）： SDN将网络的控制平面与数据平面分离，使得网络更加灵活、易于管理和编程。NFV则通过虚拟化技术，将传统的硬件网络功能迁移到通用服务器上运行，降低了部署成本，提高了灵活性。这两种技术为构建敏捷、可重构的智能配电网通信网络提供了新的思路。 通信协议： 智能配电网通信需要遵循一系列标准化的通信协议，以确保不同设备和系统之间的兼容性。例如： IEC 61850： 国际上广泛应用于变电站自动化和配电自动化的通信标准，定义了通信模型、服务模型和通信协议，确保了设备间的互操作性。 Modbus/DNP3： 传统的工业控制通信协议，在一些老旧系统和简单设备中仍在使用，是实现与现有系统互联互通的重要支撑。 IEC 60870-5系列： 另一套广泛应用于电力系统通信的标准，特别是在SCADA（数据采集与监视控制系统）领域。 3. 通信网络安全：保障电网运行的生命线 智能配电网的通信网络承载着关键的电力调度和控制信息，其安全性直接关系到电网的稳定运行。网络安全是智能配电网通信的重中之重。 身份认证与访问控制： 确保只有合法的用户和设备才能接入通信网络，并对其进行权限控制。 数据加密： 对传输的数据进行加密，防止敏感信息被窃听或篡改。 防火墙与入侵检测/防御系统： 部署网络安全设备，检测和阻止恶意攻击。 安全审计与监控： 对网络活动进行实时监控和记录，以便发现和应对安全事件。 安全策略与规范： 建立完善的安全管理制度和操作规程。 物理安全： 保护通信设备和机房免受物理破坏。 三、 智能配电网通信技术面临的挑战与未来发展 尽管智能配电网通信技术取得了长足的进步，但在实际应用中仍面临诸多挑战： 海量数据处理与分析： 如何有效地存储、处理和分析来自海量终端的实时数据，从中提取有价值的信息，是巨大的挑战。 网络兼容性与互操作性： 不同厂商、不同年代的设备和通信协议之间的兼容性问题，以及如何实现无缝互联互通，是推广智能配电网的关键。 通信可靠性与鲁棒性： 在复杂多变的电网环境下，如何保证通信链路的稳定可靠，特别是在电力中断、设备故障或自然灾害等极端情况下，依然能够正常工作。 网络安全威胁： 随着网络化程度的提高，电网面临的网络攻击风险也日益增加，需要不断升级安全防护能力。 成本效益： 智能配电网通信网络的建设和维护成本巨大，如何在保证性能的同时，实现成本效益的最大化，是实际部署需要考虑的重要因素。 标准化与监管： 缺乏统一的国际标准和有效的监管体系，可能会阻碍技术的推广和应用。 展望未来，智能配电网通信技术将朝着以下几个方向发展： 5G及未来通信技术在电力行业的深度融合： 5G的低延迟、高可靠性、大连接特性将为配电自动化、分布式能源管理、电动汽车充电网络优化等提供前所未有的支持。 边缘计算的广泛应用： 将计算和数据处理能力下沉到网络边缘，减少数据传输量，提高响应速度，实现更实时的智能决策。 人工智能（AI）与机器学习在通信网络中的应用： 利用AI技术进行网络优化、故障预测、安全威胁检测、流量管理等，提升通信网络的智能化水平。 下一代物联网（IoT）技术的集成： 进一步整合和优化物联网技术，实现更广泛、更高效的设备连接和数据采集。 区块链技术在通信安全与数据可信度方面的探索： 利用区块链的去中心化、不可篡改特性，提升通信数据的安全性和可信度。 通信网络与电力物理层的深度协同： 探索通信网络与电力物理层之间的信息共享与协同控制，实现更高效、更安全的电网运行。 结语 智能配电网通信技术是支撑现代电力系统向智能化、数字化、绿色化转型不可或缺的基石。它不仅是连接电网各个部分的“血脉”，更是实现电网智慧运行的“大脑”。深入理解和掌握这些通信技术，将有助于我们更好地构建和优化未来的电力系统，应对能源转型带来的挑战，最终实现一个更清洁、更可靠、更高效的能源未来。本论述旨在为读者勾勒出智能配电网通信技术的全景图，激发更深入的研究与探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排得非常有条理，从基础理论到应用场景的过渡非常自然，这一点我必须肯定。但是，让我感到困惑的是，它在某些章节的深度上出现了明显的偏科现象。例如，在介绍光纤通信在骨干网中的应用时，它详细对比了不同类型光缆的敷设成本和带宽优势，这部分写得非常详实，几乎可以作为一份采购参考指南。然而，当我翻到关于低功耗广域网（LPWAN）技术——比如NB-IoT或LoRa——在末端设备接入时的能耗模型分析时，内容突然变得非常单薄，仅仅是几句话概括了其低功耗的特点，却完全没有提供任何实际的功耗测试数据或电池寿命预测模型。这种“厚此薄彼”的处理方式，让整本书的阅读体验变得有些不平衡。如果说它是为了服务于所有技术栈的读者，那么它在关键的、决定末端设备可行性的技术点上却未能给予足够的关注，使得某些章节的实用价值大打折扣，仿佛是匆忙加上去的填充内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺吸引人的，特别是那个蓝灰色的主色调，让人感觉很专业、很沉稳。我本来以为它会深入探讨一些具体的通信协议在配电网中的应用细节，比如各种物联网（IoT）传感器如何与主控系统进行数据交换，那种偏向于工程实现层面的内容。但读完之后，我发现它更侧重于宏观的系统架构和一些概念性的描述。比如，它花了相当大的篇幅去介绍未来智能电网的愿景，描绘了一个高度自动化、自愈合的网络图景。对于我们这些希望了解“未来电网到底长什么样”的人来说，这提供了一个很好的鸟瞰视角。然而，如果你是那种想钻进代码里、想知道如何配置特定供应商的RTU（远程终端单元）的工程师，这本书可能就不太够用了。它更像是一本科普读物，告诉你这个领域的大方向和挑战，而不是手把手的操作手册。它没有深入到如何解决实际部署中遇到的各种复杂的电磁干扰问题，也没有提供具体的案例研究来说明哪种无线通信技术在噪声环境下表现最优。这种宏观的叙事方式，虽然开阔了视野，但在实操层面留下了不少空白，让我有点意犹未尽的感觉，希望能在其他地方找到更具体的实践指南。

评分☆☆☆☆☆

我特别关注这本书是否对电力系统特有的实时性要求和高可靠性标准进行了深入的剖析，毕竟，电力通信可不是普通的互联网通信，毫秒级的延迟都可能导致灾难性的后果。这本书确实多次强调了“实时性”和“冗余设计”，并提到了冗余链路和快速倒换机制。然而，这些讨论大多停留在概念层面，没有提供任何量化的指标和对比分析。比如，在讨论一个关键馈线保护信号的传输时，书中没有给出不同通信介质（比如微波、载波、光纤）在实际故障场景下，从检测到确认再到执行动作的总端到端延迟的典型范围。我希望看到的是对IEEE 1815（DNP3）或IEC 61850等协议中时间戳准确性要求的实际系统实现案例，以及如何通过优化网络拓扑或调度算法来确保这些严格的时序要求得以满足的工程实践。这些缺失的量化数据，使得这本书在专业性上少了一份令人信服的“硬核”支撑，更像是一份标准的行业白皮书，而非深入研究报告。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格整体上是严谨而学术的，这一点符合我对技术书籍的期待。但在引用最新的研究成果和行业标准方面，我发现它似乎慢了一步。例如，在讨论云计算与边缘计算的融合时，书中引用的主要文献和标准都停留在三到五年前的水平。当前，许多电力公司正在积极部署基于容器化和微服务架构的软件定义配电网（SDDN）平台，这对于提升运维灵活性至关重要。然而，这本书对这些新兴的软件架构范式几乎没有涉及，更没有探讨如何将这些现代化的IT技术栈安全、可靠地集成到传统的工控网络中。它似乎更倾向于描述一个基于成熟硬件和协议的“优化版旧系统”，而不是一个完全拥抱DevOps和云原生思想的“新一代配电网”。对于期望获得未来技术路线图指导的读者而言，这本书提供的知识体系略显滞后，让人感觉像是读了一本两年前出版的教材，错失了捕捉行业最新脉搏的最佳时机。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本书的期望值有点高，我以为它能提供一些前沿的、尚未完全商业化的技术前瞻，比如量子加密在配电网安全中的潜力，或者基于边缘计算的分布式决策算法的最新进展。结果，书中的内容很大一部分还是围绕着当前已经相对成熟的技术展开，像是SCADA系统的升级换代、基本的遥测遥信机制，以及对现行通信标准的概述。这些内容对于刚入门这个领域的新手来说，或许是扎实的基石，但对于我这种已经在这个行业摸爬滚打了几年的人来说，感觉像是在重温老知识，缺少那种“醍醐灌顶”的惊喜感。特别是关于网络安全的部分，虽然提到了威胁和防护策略，但深度停留在“要加密，要认证”的层面，对于如何设计一个抗量子攻击的、韧性极强的通信架构，讨论得过于简略了。我期待看到一些更具思辨性的内容，比如在5G和下一代无线技术融合的背景下，传统电力通信的边界在哪里模糊和重塑，但这本书似乎避开了这些尖锐的、需要深入研究才能得出结论的话题，选择了一条更为稳妥和平稳的叙述路线。