智能配電網技術叢書 通信技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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餘南華，際雲瑞 著

圖書標籤:

• 智能配電網
• 通信技術
• 電力通信
• 配電自動化
• 電力係統
• 物聯網
• 5G
• 電力綫載波
• 無綫通信
• 信息安全

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512311480

商品編碼：29658030184

包裝：平裝

齣版時間：2012-03-01

基本信息

書名：智能配電網技術叢書 通信技術

定價：32.00元

作者：餘南華,際雲瑞

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2012-03-01

ISBN：9787512311480

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書主要介紹瞭智能配電網通信技術，《智能配電網技術叢書：通信技術》共分為7章，內容包括智能電網與通信的關係、通信技術基礎知識、配電網中常用的通信技術、智能配電網通信協議、綜閤配電自動化通信組網、分布式電源並網通信和電動汽車基礎設施通信。
　　本書可供從事智能配電網通信技術研究、設計等工作的技術人員閱讀參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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智能配電網通信技術：連接未來電網的脈搏 在日新月異的能源時代，傳統配電網正經曆著一場深刻的變革，朝著智能化、高效化、互動化的方嚮邁進。這場變革的核心驅動力之一，便是通信技術。它如同為這個龐大的電網係統注入瞭神經網絡，使得信息得以流暢、實時地傳輸，支撐著智能配電網的各類功能得以高效運行。 本文將聚焦於智能配電網通信技術這一關鍵領域，深入探討其發展曆程、核心要素、麵臨的挑戰以及未來的發展趨勢。我們旨在描繪齣一幅全麵而細緻的圖景，展現通信技術如何成為構建現代化、可持續電網不可或缺的基石。 一、 智能配電網通信技術概述 智能配電網，顧名思義，是具有高度信息化、自動化、互動化特徵的配電網絡。其核心目標是實現對電力資源的精細化管理和優化配置，提升供電可靠性、電能質量和運行效率，同時支持分布式能源的高效接入和互動。而通信技術，則是實現這些目標的關鍵使能者。 智能配電網的通信係統，需要滿足多樣化的業務需求，例如： 遙測、遙信、遙控（三遙）： 這是傳統電力通信的基本功能，用於監測電網運行狀態、傳輸保護信號和遠程控製設備。在智能配電網中，這些數據的粒度更細，頻率更高，實時性要求也更嚴苛。 分布式能源接入與管理： 太陽能、風能等分布式能源的接入，帶來瞭電網的雙嚮潮流和波動性。通信係統需要支持這些能源的實時監測、預測和調度，以維持電網的穩定。 電動汽車充電管理： 隨著電動汽車的普及，充電樁與電網的通信需求日益增長，包括充電狀態的監控、電價信息的交互、有序充電的調度等。 配電自動化： 實現故障的快速定位、隔離和自愈，需要通信係統支持快速可靠的告警和控製信息傳遞。 需求側響應： 通過與用戶端的通信，引導用戶在高峰時段降低用電負荷，從而緩解電網壓力，提升資源利用效率。 計量自動化： 智能電錶數據的遠程采集和傳輸，為精細化電價、用電分析等提供瞭基礎。 視頻監控與安防： 為保障電網設備的安全運行，視頻監控數據的傳輸也成為通信係統的一部分。 這些多樣化的業務需求，共同構建瞭一個復雜而龐大的通信網絡，對通信技術的性能提齣瞭前所未有的挑戰。 二、 智能配電網通信技術的核心要素 要支撐智能配電網的平穩運行，其通信技術必須具備以下幾個核心要素： 1. 可靠性與穩定性： 電網運行事關國計民生，通信係統的可靠性至關重要。任何通信故障都可能導緻電網運行中斷，造成巨大的經濟損失和社會影響。因此，通信網絡必須具備高度的冗餘設計、故障自愈能力和強大的抗乾擾能力。 2. 實時性與低時延： 許多智能配電網的應用，例如配電自動化中的故障隔離和恢復，需要毫秒級的響應時間。通信係統的時延必須足夠低，以保證控製指令能夠及時送達，避免故障的擴大。 3. 高帶寬與大容量： 隨著物聯網設備的廣泛部署，以及高分辨率視頻、大數據分析等應用的齣現，通信係統需要具備更高的帶寬和更大的容量，以承載海量的數據流量。 4. 安全性： 智能配電網是一個高度互聯的係統，通信安全是重中之重。通信係統必須能夠抵禦網絡攻擊，保護數據不被竊取、篡改或破壞，確保電網的安全穩定運行。這包括身份認證、訪問控製、數據加密等安全機製。 5. 互聯互通與標準化： 智能配電網的通信係統往往涉及多傢設備製造商和運營商，不同廠商的設備和協議需要能夠相互兼容。標準化是實現互聯互通的關鍵，能夠降低集成成本，促進技術發展和産業升級。 6. 經濟性與可擴展性： 建設和維護一個覆蓋廣闊、功能強大的通信網絡需要巨大的投入。因此，通信技術的選擇需要兼顧經濟性，並且能夠隨著電網的發展和業務需求的增長而靈活擴展。 三、 智能配電網通信技術的關鍵技術 為瞭滿足上述核心要素的要求，智能配電網通信技術不斷推陳齣新，湧現齣多種關鍵技術： 有綫通信技術： 光縴通信： 光縴通信具有傳輸速率高、帶寬大、損耗低、抗電磁乾擾能力強等優點，是智能配電網骨乾網和接入網的首選技術。特彆是EPON（以太網無源光網絡）和GPON（吉比特無源光網絡）等技術，能夠為大量終端設備提供高速接入。 電力綫載波通信（PLC）： 利用現有的電力綫作為通信媒介，具有部署方便、成本較低的特點，尤其適用於中低壓配電網的計量和部分控製業務。但其通信質量受電力綫質量影響較大，速率和穩定性相對較低。 以太網： 在智能變電站和部分配電自動化場景中，標準以太網或時間敏感網絡（TSN）技術，能夠提供高可靠、低時延的通信保障。 無綫通信技術： 4G/5G移動通信： 4G和5G技術憑藉其高帶寬、低時延、廣覆蓋的特性，為智能配電網提供瞭強大的無綫通信能力，適用於遠程監測、電動汽車充電管理、移動巡檢等場景。特彆是5G的URLLC（超可靠低時延通信）特性，有望支持更高級彆的配電自動化應用。 LoRa/NB-IoT等低功耗廣域網（LPWAN）技術： 這類技術以其低功耗、長距離、低成本的特點，非常適閤海量智能電錶的連接和數據采集，以及其他低速率、對功耗要求高的物聯網應用。 Wi-Fi/Zigbee等局域無綫技術： 在智能傢居、智能樓宇等終端接入層麵，Wi-Fi和Zigbee等技術提供靈活的短距離無綫連接方案。 專用無綫通信： 例如，一些電力公司會部署專用的微波或數字集群通信係統，以滿足其特定的高可靠性通信需求。 通信網絡架構與協議： 分層架構： 智能配電網的通信網絡通常采用分層架構，包括接入層、匯聚層和核心層，各層承擔不同的通信功能和性能要求。 IP網絡： 隨著通信技術的融閤，IP網絡逐漸成為智能配電網通信的主流，能夠支持多業務承載。 IEC 61850標準： 這是智能變電站通信的國際標準，定義瞭設備建模、信息模型和通信協議，是實現變電站設備互聯互通的重要基石。在配電網領域，IEC 61850的擴展應用也在逐步推進。 MQTT/CoAP等物聯網協議： 這些輕量級的協議在低功耗、低帶寬的物聯網場景中得到廣泛應用，方便終端設備與雲平颱之間的數據交換。 四、 智能配電網通信技術麵臨的挑戰 盡管取得瞭顯著進展，智能配電網通信技術在發展過程中依然麵臨諸多挑戰： 1. 兼容性與互操作性： 遺留係統與新建係統、不同廠商設備之間的兼容性問題，以及缺乏統一的行業標準，是阻礙通信係統集成和互聯互通的重要障礙。 2. 安全性與網絡威脅： 隨著網絡攻擊手段的多樣化和智能化，保護通信網絡免受入侵和破壞成為一項艱巨的任務。一旦關鍵通信節點被攻破，可能導緻大範圍的電力中斷。 3. 數據爆炸與帶寬瓶頸： 海量傳感器、智能終端産生的數據量呈指數級增長，對通信網絡的帶寬和處理能力提齣瞭嚴峻考驗，尤其是在偏遠地區或網絡基礎設施薄弱的區域。 4. 低壓配電網通信的復雜性： 低壓配電網環境復雜，綫路分散，且電力綫質量參差不齊，PLC等技術的部署和穩定性麵臨較大挑戰。無綫通信信號在城市復雜環境下也可能受到遮擋和乾擾。 5. 成本與投資迴報： 建設和升級一個覆蓋全麵的智能配電網通信係統需要巨額投資，如何在保證性能和可靠性的同時，實現成本的最小化並獲得可觀的投資迴報，是運營商需要重點考慮的問題。 6. 運維管理復雜性： 智能配電網通信網絡的規模龐大，技術多樣，給運維管理帶來瞭巨大的挑戰，包括網絡故障的快速定位、性能優化、安全監控等。 7. 技術更新換代速度： 通信技術發展迅速，如何在現有網絡基礎上進行平滑升級，同時又能快速引入和應用新技術，是保持係統先進性的關鍵。 五、 智能配電網通信技術的未來發展趨勢 麵對挑戰，智能配電網通信技術正朝著更加智能化、高效化、安全化的方嚮發展： 5G與下一代通信技術的深度融閤： 5G的URLLC、mMTC（海量機器類通信）等特性將更加充分地應用於配電自動化、分布式能源協調、電動汽車車網互動等場景。未來，6G等更先進的通信技術也將逐步為智能電網提供支持。 邊緣計算與智能分析： 將計算能力部署在網絡邊緣，可以實現數據的本地化處理和分析，降低對核心網絡的依賴，提高響應速度，並減輕數據傳輸壓力。 人工智能（AI）與機器學習的應用： AI將廣泛應用於通信網絡的智能診斷、預測性維護、故障自愈、網絡安全防護、流量優化等方麵，顯著提升網絡的智能化水平和管理效率。 網絡切片與虛擬化： 通過網絡切片技術，可以為不同的業務應用劃分齣獨立的、具有不同性能保障的網絡資源，實現資源的按需分配和高效利用。NFV（網絡功能虛擬化）也將使通信網絡更加靈活和易於部署。 強化網絡安全保障體係： 更加注重主動防禦和零信任安全模型，利用區塊鏈、密碼學等技術，構建端到端的安全通信體係。 統一通信標準與開放平颱： 行業將繼續推動通信標準的統一和開放平颱的建設，促進不同廠商設備和係統之間的互聯互通，降低集成難度。 低功耗、高可靠的物聯網通信技術的發展： 針對海量終端接入需求，LPWAN等低功耗廣域網技術將持續演進，並與其他通信技術協同，構建更高效的通信網絡。 光縴通信的進一步普及與優化： 光縴作為高速、可靠的通信介質，將在智能配電網中得到更廣泛的應用，並隨著技術進步不斷優化其性能和成本。 結論 智能配電網通信技術是構建未來能源係統的“神經係統”和“信息高速公路”。它的發展水平直接決定瞭智能配電網能否實現其智能化、高效化、安全化的目標。雖然麵臨諸多挑戰，但隨著技術的不斷進步和創新，我們有理由相信，智能配電網通信技術必將更加成熟和完善，為能源革命的深入推進提供堅實的技術支撐，連接起更加綠色、可靠、智能的未來電網。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是一個剛畢業的碩士研究生，正在準備考取相關的專業資格證書，對新領域的知識保持著強烈的求知欲。這套叢書的裝幀和排版確實很專業，看起來就很有分量感。我嘗試著從這本書中尋找關於“網絡切片”在配電網中如何保障不同業務（如保護跳閘、SCADA遙測、用戶側柔性互動）的QoS差異化服務支持的細節。讀完相關章節後，我發現書中對通信層麵的描述，多數還是停留在對傳統麵嚮對象或麵嚮服務的架構（SOA）的介紹，對於軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）這些支撐未來靈活調度的核心技術，隻是蜻蜓點水般帶過。例如，如何用SDN的集中控製平麵來動態調整通信路徑以規避瞬時乾擾源，這種實操層麵的算法和實現邏輯，書中幾乎沒有涉及。我花瞭大量時間去理解那些關於配電拓撲重構的數學模型，但這些模型最終要通過通信網絡高效執行，而關於這個“執行介質”的深入剖析，卻是我感覺最空泛的部分。這本書更像是一本麵嚮資深電力專傢、對通信技術有基本瞭解的讀者的“上層設計說明書”，對於像我這樣需要從底層技術棧開始構建知識體係的新人來說，某些關鍵環節的深度不足，需要我再去查閱大量的網絡工程領域的專業書籍來填補空白。

評分☆☆☆☆☆

我是一名參與過數個國傢級智能電網示範項目的技術顧問。閱讀任何關於智能電網的書籍，我的第一關注點永遠是“信息流的安全性與實時性是否能夠得到跨越式提升”。這本書在討論安全機製時，重點放在瞭傳統的身份認證和訪問控製（AAA），以及物理層麵的抗乾擾措施上。這固然重要，但放在當前的威脅環境下，遠遠不夠。我更關注的是針對高級持續性威脅（APT）和針對通信協議棧的側信道攻擊（Side-Channel Attacks）的防禦策略。書中對於“數據可信度驗證”（Data Provenance）的討論非常薄弱，配電網的許多決策越來越依賴於大量分散采集的數據，如何確保數據在傳輸過程中不被惡意篡改，且其來源是絕對可信的，是比簡單加密更深層次的問題。例如，基於區塊鏈或分布式賬本技術（DLT）在配電網通信中的應用潛力，這本書隻字未提，這在當前全球範圍內都是一個熱門研究方嚮。因此，就通信安全和數據可信性這一關鍵點而言，這本書顯得有些“滯後於時代”，它更多地固守在已有的成熟通信安全框架內，未能充分預見和探討未來更復雜的網絡環境對信息完整性提齣的嚴峻挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這套書的選題實在太前沿瞭，我一直關注著能源互聯網和智能電網的發展，但市麵上大多書籍都停留在基礎理論或者硬件實現層麵，對於“通信”這個神經係統層麵的深入探討，尤其是在配電網這種復雜、多變環境下的應用，缺乏係統性的論述。我原本期待能看到關於新型物聯網協議（比如5G-NR、TSN）如何適應配電網的毫秒級實時性要求，以及如何構建一個既安全又高效的通信架構。讀完後發現，這本書似乎更側重於電力係統本身的建模和控製邏輯，對支撐這些智能控製背後的那套復雜通信網絡機製，比如端到端的時延分析、跨域數據融閤的挑戰與解決方案，這些我真正關心的“黑科技”，著墨不多。特彆是對於如何在大規模分布式能源接入的情況下，利用先進的通信技術實現快速故障隔離和自愈閤，書中的案例和技術細節顯得有些理論化，缺少實操層麵的指導性。如果能增加一些基於實際運行數據的通信性能評估和優化案例，比如某個城市試點項目的通信鏈路可靠性分析，那將是極大的補充。當前的內容，感覺更像是在描述一個“理想中的”智能配電係統需要哪些通信能力，而不是“我們現在如何用現有的通信技術去實現”這個目標。整體來看，它為理解智能配電網的框架奠定瞭基礎，但在“通信技術”這個核心支柱上，挖掘的深度略顯不足，更像是一本綜閤性的概覽，而非專項技術手冊。

評分☆☆☆☆☆

我是一個資深的電力係統架構師，長期負責電網改造項目，對技術細節的刨根問底是我的職業習慣。拿到這本《智能配電網技術叢書》中關於通信的部分時，我心裏是抱著極高的期望的，畢竟通信是實現高級自愈、精準負荷控製的命脈。然而，閱讀體驗卻讓我有些“意難平”。書中對一些基礎的通信協議如IEC 61850的描述是詳盡的，這一點毋庸置疑，但那已經是十多年前的成熟技術瞭。我真正想深入瞭解的是，在海量傳感器和海量控製指令湧入配電網絡的今天，如何應對網絡擁塞、數據完整性和網絡安全邊界的重構。比如，書中對量子加密在配電網中的應用前景提瞭一筆，但並未深入探討其在資源受限的終端設備上的部署可行性、協議棧的適配性，以及在現有通信基礎設施上的迭代方案。此外，對於邊緣計算（Edge Computing）在配電網數據預處理中的具體部署架構，例如數據清洗、狀態估計的計算下沉點位、以及與中央控製中心的聯動機製，描述得非常模糊，更像是一種概念上的堆砌，缺乏工程實踐中的權衡取捨（Trade-offs）。這本書更像是一本“理論教材”，而不是“工程實踐指南”。對於我們這種需要直接麵對項目落地、解決實際網絡瓶頸的工程師來說，它提供的洞見相對有限，隻能作為快速迴顧概念的參考。

評分☆☆☆☆☆

從一個非電力背景、但對工業互聯網技術有深入研究的IT專傢角度來看，我總試圖將智能配電網視為一個超大型的分布式控製係統來解讀。我希望看到的是，配電網的通信係統如何藉鑒成熟的工業互聯網架構，特彆是時間敏感網絡（TSN）技術在園區和工廠自動化中的成功經驗，如何被移植並針對電力領域的特定需求進行優化。這本書在介紹通信技術時，采用的術語和概念體係，仍然深深植根於傳統的電力通信標準和範式中。例如，它對高帶寬、低抖動的要求，更多是通過描述傳統專網或優化光縴鏈路來實現，而沒有充分展示如何通過軟件定義和虛擬化技術，在共享基礎設施上實現靈活的資源調度。我期待看到更多關於“協議棧優化”的內容，比如如何裁剪TCP/IP協議棧以適應極低功耗傳感器節點，或者如何利用事件驅動的消息隊列（如MQTT-SN）來高效處理海量、低頻的狀態信息上傳。這本書的敘事結構和技術選型，仍然帶著很強的“電力專屬”色彩，未能充分吸收和整閤現代IT和通信領域最前沿、最通用的優化思想，導緻其在“通信技術”這一領域的參考價值，對於跨界學習者而言，深度和廣度都不夠理想。