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

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• 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： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512311480

商品编码：29658030184

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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智能配电网通信技术：连接未来电网的脉搏 在日新月异的能源时代，传统配电网正经历着一场深刻的变革，朝着智能化、高效化、互动化的方向迈进。这场变革的核心驱动力之一，便是通信技术。它如同为这个庞大的电网系统注入了神经网络，使得信息得以流畅、实时地传输，支撑着智能配电网的各类功能得以高效运行。 本文将聚焦于智能配电网通信技术这一关键领域，深入探讨其发展历程、核心要素、面临的挑战以及未来的发展趋势。我们旨在描绘出一幅全面而细致的图景，展现通信技术如何成为构建现代化、可持续电网不可或缺的基石。 一、 智能配电网通信技术概述 智能配电网，顾名思义，是具有高度信息化、自动化、互动化特征的配电网络。其核心目标是实现对电力资源的精细化管理和优化配置，提升供电可靠性、电能质量和运行效率，同时支持分布式能源的高效接入和互动。而通信技术，则是实现这些目标的关键使能者。 智能配电网的通信系统，需要满足多样化的业务需求，例如： 遥测、遥信、遥控（三遥）： 这是传统电力通信的基本功能，用于监测电网运行状态、传输保护信号和远程控制设备。在智能配电网中，这些数据的粒度更细，频率更高，实时性要求也更严苛。 分布式能源接入与管理： 太阳能、风能等分布式能源的接入，带来了电网的双向潮流和波动性。通信系统需要支持这些能源的实时监测、预测和调度，以维持电网的稳定。 电动汽车充电管理： 随着电动汽车的普及，充电桩与电网的通信需求日益增长，包括充电状态的监控、电价信息的交互、有序充电的调度等。 配电自动化： 实现故障的快速定位、隔离和自愈，需要通信系统支持快速可靠的告警和控制信息传递。 需求侧响应： 通过与用户端的通信，引导用户在高峰时段降低用电负荷，从而缓解电网压力，提升资源利用效率。 计量自动化： 智能电表数据的远程采集和传输，为精细化电价、用电分析等提供了基础。 视频监控与安防： 为保障电网设备的安全运行，视频监控数据的传输也成为通信系统的一部分。 这些多样化的业务需求，共同构建了一个复杂而庞大的通信网络，对通信技术的性能提出了前所未有的挑战。 二、 智能配电网通信技术的核心要素 要支撑智能配电网的平稳运行，其通信技术必须具备以下几个核心要素： 1. 可靠性与稳定性： 电网运行事关国计民生，通信系统的可靠性至关重要。任何通信故障都可能导致电网运行中断，造成巨大的经济损失和社会影响。因此，通信网络必须具备高度的冗余设计、故障自愈能力和强大的抗干扰能力。 2. 实时性与低时延： 许多智能配电网的应用，例如配电自动化中的故障隔离和恢复，需要毫秒级的响应时间。通信系统的时延必须足够低，以保证控制指令能够及时送达，避免故障的扩大。 3. 高带宽与大容量： 随着物联网设备的广泛部署，以及高分辨率视频、大数据分析等应用的出现，通信系统需要具备更高的带宽和更大的容量，以承载海量的数据流量。 4. 安全性： 智能配电网是一个高度互联的系统，通信安全是重中之重。通信系统必须能够抵御网络攻击，保护数据不被窃取、篡改或破坏，确保电网的安全稳定运行。这包括身份认证、访问控制、数据加密等安全机制。 5. 互联互通与标准化： 智能配电网的通信系统往往涉及多家设备制造商和运营商，不同厂商的设备和协议需要能够相互兼容。标准化是实现互联互通的关键，能够降低集成成本，促进技术发展和产业升级。 6. 经济性与可扩展性： 建设和维护一个覆盖广阔、功能强大的通信网络需要巨大的投入。因此，通信技术的选择需要兼顾经济性，并且能够随着电网的发展和业务需求的增长而灵活扩展。 三、 智能配电网通信技术的关键技术 为了满足上述核心要素的要求，智能配电网通信技术不断推陈出新，涌现出多种关键技术： 有线通信技术： 光纤通信： 光纤通信具有传输速率高、带宽大、损耗低、抗电磁干扰能力强等优点，是智能配电网骨干网和接入网的首选技术。特别是EPON（以太网无源光网络）和GPON（吉比特无源光网络）等技术，能够为大量终端设备提供高速接入。 电力线载波通信（PLC）： 利用现有的电力线作为通信媒介，具有部署方便、成本较低的特点，尤其适用于中低压配电网的计量和部分控制业务。但其通信质量受电力线质量影响较大，速率和稳定性相对较低。 以太网： 在智能变电站和部分配电自动化场景中，标准以太网或时间敏感网络（TSN）技术，能够提供高可靠、低时延的通信保障。 无线通信技术： 4G/5G移动通信： 4G和5G技术凭借其高带宽、低时延、广覆盖的特性，为智能配电网提供了强大的无线通信能力，适用于远程监测、电动汽车充电管理、移动巡检等场景。特别是5G的URLLC（超可靠低时延通信）特性，有望支持更高级别的配电自动化应用。 LoRa/NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术： 这类技术以其低功耗、长距离、低成本的特点，非常适合海量智能电表的连接和数据采集，以及其他低速率、对功耗要求高的物联网应用。 Wi-Fi/Zigbee等局域无线技术： 在智能家居、智能楼宇等终端接入层面，Wi-Fi和Zigbee等技术提供灵活的短距离无线连接方案。 专用无线通信： 例如，一些电力公司会部署专用的微波或数字集群通信系统，以满足其特定的高可靠性通信需求。 通信网络架构与协议： 分层架构： 智能配电网的通信网络通常采用分层架构，包括接入层、汇聚层和核心层，各层承担不同的通信功能和性能要求。 IP网络： 随着通信技术的融合，IP网络逐渐成为智能配电网通信的主流，能够支持多业务承载。 IEC 61850标准： 这是智能变电站通信的国际标准，定义了设备建模、信息模型和通信协议，是实现变电站设备互联互通的重要基石。在配电网领域，IEC 61850的扩展应用也在逐步推进。 MQTT/CoAP等物联网协议： 这些轻量级的协议在低功耗、低带宽的物联网场景中得到广泛应用，方便终端设备与云平台之间的数据交换。 四、 智能配电网通信技术面临的挑战 尽管取得了显著进展，智能配电网通信技术在发展过程中依然面临诸多挑战： 1. 兼容性与互操作性： 遗留系统与新建系统、不同厂商设备之间的兼容性问题，以及缺乏统一的行业标准，是阻碍通信系统集成和互联互通的重要障碍。 2. 安全性与网络威胁： 随着网络攻击手段的多样化和智能化，保护通信网络免受入侵和破坏成为一项艰巨的任务。一旦关键通信节点被攻破，可能导致大范围的电力中断。 3. 数据爆炸与带宽瓶颈： 海量传感器、智能终端产生的数据量呈指数级增长，对通信网络的带宽和处理能力提出了严峻考验，尤其是在偏远地区或网络基础设施薄弱的区域。 4. 低压配电网通信的复杂性： 低压配电网环境复杂，线路分散，且电力线质量参差不齐，PLC等技术的部署和稳定性面临较大挑战。无线通信信号在城市复杂环境下也可能受到遮挡和干扰。 5. 成本与投资回报： 建设和升级一个覆盖全面的智能配电网通信系统需要巨额投资，如何在保证性能和可靠性的同时，实现成本的最小化并获得可观的投资回报，是运营商需要重点考虑的问题。 6. 运维管理复杂性： 智能配电网通信网络的规模庞大，技术多样，给运维管理带来了巨大的挑战，包括网络故障的快速定位、性能优化、安全监控等。 7. 技术更新换代速度： 通信技术发展迅速，如何在现有网络基础上进行平滑升级，同时又能快速引入和应用新技术，是保持系统先进性的关键。 五、 智能配电网通信技术的未来发展趋势 面对挑战，智能配电网通信技术正朝着更加智能化、高效化、安全化的方向发展： 5G与下一代通信技术的深度融合： 5G的URLLC、mMTC（海量机器类通信）等特性将更加充分地应用于配电自动化、分布式能源协调、电动汽车车网互动等场景。未来，6G等更先进的通信技术也将逐步为智能电网提供支持。 边缘计算与智能分析： 将计算能力部署在网络边缘，可以实现数据的本地化处理和分析，降低对核心网络的依赖，提高响应速度，并减轻数据传输压力。 人工智能（AI）与机器学习的应用： AI将广泛应用于通信网络的智能诊断、预测性维护、故障自愈、网络安全防护、流量优化等方面，显著提升网络的智能化水平和管理效率。 网络切片与虚拟化： 通过网络切片技术，可以为不同的业务应用划分出独立的、具有不同性能保障的网络资源，实现资源的按需分配和高效利用。NFV（网络功能虚拟化）也将使通信网络更加灵活和易于部署。 强化网络安全保障体系： 更加注重主动防御和零信任安全模型，利用区块链、密码学等技术，构建端到端的安全通信体系。 统一通信标准与开放平台： 行业将继续推动通信标准的统一和开放平台的建设，促进不同厂商设备和系统之间的互联互通，降低集成难度。 低功耗、高可靠的物联网通信技术的发展： 针对海量终端接入需求，LPWAN等低功耗广域网技术将持续演进，并与其他通信技术协同，构建更高效的通信网络。 光纤通信的进一步普及与优化： 光纤作为高速、可靠的通信介质，将在智能配电网中得到更广泛的应用，并随着技术进步不断优化其性能和成本。 结论 智能配电网通信技术是构建未来能源系统的“神经系统”和“信息高速公路”。它的发展水平直接决定了智能配电网能否实现其智能化、高效化、安全化的目标。虽然面临诸多挑战，但随着技术的不断进步和创新，我们有理由相信，智能配电网通信技术必将更加成熟和完善，为能源革命的深入推进提供坚实的技术支撑，连接起更加绿色、可靠、智能的未来电网。

评分☆☆☆☆☆

从一个非电力背景、但对工业互联网技术有深入研究的IT专家角度来看，我总试图将智能配电网视为一个超大型的分布式控制系统来解读。我希望看到的是，配电网的通信系统如何借鉴成熟的工业互联网架构，特别是时间敏感网络（TSN）技术在园区和工厂自动化中的成功经验，如何被移植并针对电力领域的特定需求进行优化。这本书在介绍通信技术时，采用的术语和概念体系，仍然深深植根于传统的电力通信标准和范式中。例如，它对高带宽、低抖动的要求，更多是通过描述传统专网或优化光纤链路来实现，而没有充分展示如何通过软件定义和虚拟化技术，在共享基础设施上实现灵活的资源调度。我期待看到更多关于“协议栈优化”的内容，比如如何裁剪TCP/IP协议栈以适应极低功耗传感器节点，或者如何利用事件驱动的消息队列（如MQTT-SN）来高效处理海量、低频的状态信息上传。这本书的叙事结构和技术选型，仍然带着很强的“电力专属”色彩，未能充分吸收和整合现代IT和通信领域最前沿、最通用的优化思想，导致其在“通信技术”这一领域的参考价值，对于跨界学习者而言，深度和广度都不够理想。

评分☆☆☆☆☆

这套书的选题实在太前沿了，我一直关注着能源互联网和智能电网的发展，但市面上大多书籍都停留在基础理论或者硬件实现层面，对于“通信”这个神经系统层面的深入探讨，尤其是在配电网这种复杂、多变环境下的应用，缺乏系统性的论述。我原本期待能看到关于新型物联网协议（比如5G-NR、TSN）如何适应配电网的毫秒级实时性要求，以及如何构建一个既安全又高效的通信架构。读完后发现，这本书似乎更侧重于电力系统本身的建模和控制逻辑，对支撑这些智能控制背后的那套复杂通信网络机制，比如端到端的时延分析、跨域数据融合的挑战与解决方案，这些我真正关心的“黑科技”，着墨不多。特别是对于如何在大规模分布式能源接入的情况下，利用先进的通信技术实现快速故障隔离和自愈合，书中的案例和技术细节显得有些理论化，缺少实操层面的指导性。如果能增加一些基于实际运行数据的通信性能评估和优化案例，比如某个城市试点项目的通信链路可靠性分析，那将是极大的补充。当前的内容，感觉更像是在描述一个“理想中的”智能配电系统需要哪些通信能力，而不是“我们现在如何用现有的通信技术去实现”这个目标。整体来看，它为理解智能配电网的框架奠定了基础，但在“通信技术”这个核心支柱上，挖掘的深度略显不足，更像是一本综合性的概览，而非专项技术手册。

评分☆☆☆☆☆

我是一名参与过数个国家级智能电网示范项目的技术顾问。阅读任何关于智能电网的书籍，我的第一关注点永远是“信息流的安全性与实时性是否能够得到跨越式提升”。这本书在讨论安全机制时，重点放在了传统的身份认证和访问控制（AAA），以及物理层面的抗干扰措施上。这固然重要，但放在当前的威胁环境下，远远不够。我更关注的是针对高级持续性威胁（APT）和针对通信协议栈的侧信道攻击（Side-Channel Attacks）的防御策略。书中对于“数据可信度验证”（Data Provenance）的讨论非常薄弱，配电网的许多决策越来越依赖于大量分散采集的数据，如何确保数据在传输过程中不被恶意篡改，且其来源是绝对可信的，是比简单加密更深层次的问题。例如，基于区块链或分布式账本技术（DLT）在配电网通信中的应用潜力，这本书只字未提，这在当前全球范围内都是一个热门研究方向。因此，就通信安全和数据可信性这一关键点而言，这本书显得有些“滞后于时代”，它更多地固守在已有的成熟通信安全框架内，未能充分预见和探讨未来更复杂的网络环境对信息完整性提出的严峻挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一个资深的电力系统架构师，长期负责电网改造项目，对技术细节的刨根问底是我的职业习惯。拿到这本《智能配电网技术丛书》中关于通信的部分时，我心里是抱着极高的期望的，毕竟通信是实现高级自愈、精准负荷控制的命脉。然而，阅读体验却让我有些“意难平”。书中对一些基础的通信协议如IEC 61850的描述是详尽的，这一点毋庸置疑，但那已经是十多年前的成熟技术了。我真正想深入了解的是，在海量传感器和海量控制指令涌入配电网络的今天，如何应对网络拥塞、数据完整性和网络安全边界的重构。比如，书中对量子加密在配电网中的应用前景提了一笔，但并未深入探讨其在资源受限的终端设备上的部署可行性、协议栈的适配性，以及在现有通信基础设施上的迭代方案。此外，对于边缘计算（Edge Computing）在配电网数据预处理中的具体部署架构，例如数据清洗、状态估计的计算下沉点位、以及与中央控制中心的联动机制，描述得非常模糊，更像是一种概念上的堆砌，缺乏工程实践中的权衡取舍（Trade-offs）。这本书更像是一本“理论教材”，而不是“工程实践指南”。对于我们这种需要直接面对项目落地、解决实际网络瓶颈的工程师来说，它提供的洞见相对有限，只能作为快速回顾概念的参考。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个刚毕业的硕士研究生，正在准备考取相关的专业资格证书，对新领域的知识保持着强烈的求知欲。这套丛书的装帧和排版确实很专业，看起来就很有分量感。我尝试着从这本书中寻找关于“网络切片”在配电网中如何保障不同业务（如保护跳闸、SCADA遥测、用户侧柔性互动）的QoS差异化服务支持的细节。读完相关章节后，我发现书中对通信层面的描述，多数还是停留在对传统面向对象或面向服务的架构（SOA）的介绍，对于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）这些支撑未来灵活调度的核心技术，只是蜻蜓点水般带过。例如，如何用SDN的集中控制平面来动态调整通信路径以规避瞬时干扰源，这种实操层面的算法和实现逻辑，书中几乎没有涉及。我花了大量时间去理解那些关于配电拓扑重构的数学模型，但这些模型最终要通过通信网络高效执行，而关于这个“执行介质”的深入剖析，却是我感觉最空泛的部分。这本书更像是一本面向资深电力专家、对通信技术有基本了解的读者的“上层设计说明书”，对于像我这样需要从底层技术栈开始构建知识体系的新人来说，某些关键环节的深度不足，需要我再去查阅大量的网络工程领域的专业书籍来填补空白。