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作者簡介
目次
商品簡介
《智能電網通信――使電網智能化成為可能》全面闡述了智能電網、智能電網通信和網絡技術。全書共分三大部分：第1部分回顧了傳統電力系統及其基本法則，分析了智能電網的驅動因素和目標，介紹了發電、輸電、配電和用電等電力系統基本組成部分；第2部分介紹了通信網絡這個智能電網的主要推動者，闡述了電力系統信息理論和通信架構、需求響應和高級量測體系、分布式發電和輸電、配電自動化和智能電網通信標準；第3部分將通信技術應用到實際電網中，並展望了納米電網和機器智能等智能電網前沿技術。《智能電網通信――使電網智能化成為可能》通過電力系統、通信和網絡技術的交叉，為讀者提供了一個理解電力系統和通信網絡技術的途徑，從而為人們探索和發現電力、能源和信息之間的新型關係提供了動力。
作者簡介
史蒂芬‧F. 布什，目前在通用電氣全球研究中心擔任資深科學家。
目次
譯者序
原書前言
作者簡介
致謝
縮略語表
第一部分電力系統：主要組成部分
第1章 智能電網之前的電力系統介紹2
1.1概述2
1.2傳統的電網6
1.2.1電網中的早期通信網絡9
1.2.2電網和通信網絡兩者之間的一個類比15
1.3電力基本法則18
1.3.1電荷、電壓和接地18
1.3.2電導率19
1.3.3歐姆定律20
1.3.4電路21
1.3.5電磁場22
1.3.6電磁感應23
1.3.7電路基礎25
1.3.8磁路27
1.4案例研究：停電事故的事後分析29
1.4.1停電事故的啟示29
1.4.2一個簡單的案例研究31
1.5智能電網驅動因素36
1.6智能電網的目標37
1.6.1在數字經濟中提供滿足一系列需要的電能質量38
1.6.2容納所有發電和存儲單元38
1.6.3擁有新的產品、服務和市場38
1.6.4使用戶能積極參與38
1.6.5有彈性地運行以抵禦物理攻擊、網絡攻擊和自然災害39
1.6.6以自愈方式預期和響應系統擾動39
1.6.7優化資產利用和運行效率39
1.7標準簡括40
1.8從能量和信息到智能電網及其通信40
1.9小結41
1.10習題43
第2章 發電46
2.1引言46
2.2集中式發電48
2.2.1交流電48
2.2.2複功率和無功功率52
2.2.3電能質量55
2.2.4發電56
2.3管理和控制：SCADA系統介紹61
2.3.1效率和環境66
2.4能量存儲67
2.5小結71
2.6習題71
第3章 輸電73
3.1引言73
3.2電網基本組成部分76
3.2.1控制中心76
3.2.2變壓器77
3.2.3電容器組78
3.2.4繼電器和重合閘裝置79
3.2.5變電站79
3.2.6逆變器79
3.3經典電網分析技術81
3.3.1頻率分析81
3.3.2標么制系統82
3.3.3相量82
3.3.4潮流分析84
3.3.5故障分析88
3.3.6狀態估計89
3.3.7柔性交流輸電系統90
3.4輸電面臨的挑戰90
3.4.1集成電壓-無功功率控制91
3.4.2地磁感應電流93
3.4.3質量問題94
3.4.4大規模同步95
3.4.5輸電市場96
3.5無線電能傳輸96
3.6小結97
3.7習題97
第4章 配電99
4.1引言99
4.1.1配電系統中的變壓器103
4.1.2饋線106
4.1.3電力線106
4.1.4配電拓撲109
4.1.5配電系統設計110
4.2保護技術114
4.2.1熔斷器、斷路器、繼電器和重合閘裝置114
4.2.2距離保護117
4.2.3縱聯保護118
4.2.4保護和穩定性119
4.2.5特殊保護方案和校正措施方案119
4.2.6錄波器119
4.2.7保護協調120
4.3降壓節能120
4.4配電線載波121
4.5小結122
4.6習題122
第5章 用電124
5.1引言124
5.2負荷125
5.2.1電力市場131
5.2.2重組的含義134
5.2.3頻率136
5.2.4系統運行與管理137
5.2.5自動化：智能電網的誘因138
5.2.6人類影響因素139
5.3用電變化140
5.4用戶的觀點140
5.5可見性142
5.5.1微電網143
5.6用戶靈活性147
5.6.1用戶能量管理147
5.6.2插電式電動汽車149
5.7小結149
5.8習題150
第二部分 通信網絡：推動者
第6章 什麼是智能電網通信154
6.1引言154
6.1.1麥克斯韋方程組158
6.1.2特徵系統和圖譜159
6.2能量和信息159
6.2.1追溯信息的物理現象160
6.3系統觀點164
6.4電力系統信息理論165
6.4.1複雜理論172
6.4.2網絡編碼173
6.4.3信息理論和網絡科學175
6.4.4網絡科學和路由177
6.4.5壓縮感知技術177
6.5通信架構180
6.5.1智能電網應用與通信181
6.5.2主動網絡182
6.6無線通信介紹186
6.6.1電磁輻射186
6.6.2波動方程188
6.7小結193
6.8習題194
第7章 需求響應和高級量測體系195
7.1引言195
7.2需求響應196
7.3高級量測體系199
7.4IEEE 802.15.4、6LoWPAN、ROLL 和 RPL 203
7.4.1電力線電壓和通信的關係203
7.4.2IEEE 802介紹203
7.4.3IEEE 802.15介紹204
7.4.4IEEE 802.15.4 204
7.4.5IEEE 802.15.4g智能公用網絡介紹209
7.4.66LoWPAN介紹209
7.4.7Ripple路由協議、低功率和低損耗網絡路由介紹210
7.5IEEE 802.11 212
7.6小結213
7.7習題214
第8章 分布式發電和輸電216
8.1引言216
8.2分布式發電217
8.2.1分布式控制 222
8.2.2大量小型發電機並網224
8.2.3分布式發電：未來展望226
8.2.4光伏發電227
8.3智能輸電系統230
8.3.1柔性交流輸電系統231
8.4無線電能傳輸232
8.5廣域監測235
8.6網絡控制246
8.7小結249
8.8習題250
第9章 配電自動化252
9.1引言252
9.1.1性能指標255
9.2應用配電自動化實現保護配合256
9.2.1時間-電流曲線256
9.3自愈、通信和配電自動化259
9.3.1配電拓撲結構261
9.3.2一個算法實例261
9.3.3一個簡化的配電系統保護通信模型263
9.3.4通信模型264
9.3.5配電保護通信系統概率詮釋266
9.3.6WiMAX介紹272
9.3.7WiMAX網絡模式274
9.4小結276
9.5習題276
第10章 標準概述278
10.1引言278
10.2美國國家標準技術研究所279
10.3國際電工委員會280
10.4國際大電網委員會284
10.5美國電氣電子工程師學會284
10.6美國國家標準學會288
10.7國際電信聯盟291
10.8美國電力科學研究院292
10.9其他標準化活動293
10.9.1Modbus293
10.9.2電力線載波294
10.9.3微軟電力和公用事業智能能源參考架構294
10.10小結297
10.11習題297
第三部分 終極目標：智能電網嵌入式和分布式智能
第11章 電網中的機器智能300
11.1引言300
原書前言
作者簡介
致謝
縮略語表
第一部分電力系統：主要組成部分
第1章 智能電網之前的電力系統介紹2
1.1概述2
1.2傳統的電網6
1.2.1電網中的早期通信網絡9
1.2.2電網和通信網絡兩者之間的一個類比15
1.3電力基本法則18
1.3.1電荷、電壓和接地18
1.3.2電導率19
1.3.3歐姆定律20
1.3.4電路21
1.3.5電磁場22
1.3.6電磁感應23
1.3.7電路基礎25
1.3.8磁路27
1.4案例研究：停電事故的事後分析29
1.4.1停電事故的啟示29
1.4.2一個簡單的案例研究31
1.5智能電網驅動因素36
1.6智能電網的目標37
1.6.1在數字經濟中提供滿足一系列需要的電能質量38
1.6.2容納所有發電和存儲單元38
1.6.3擁有新的產品、服務和市場38
1.6.4使用戶能積極參與38
1.6.5有彈性地運行以抵禦物理攻擊、網絡攻擊和自然災害39
1.6.6以自愈方式預期和響應系統擾動39
1.6.7優化資產利用和運行效率39
1.7標準簡括40
1.8從能量和信息到智能電網及其通信40
1.9小結41
1.10習題43
第2章 發電46
2.1引言46
2.2集中式發電48
2.2.1交流電48
2.2.2複功率和無功功率52
2.2.3電能質量55
2.2.4發電56
2.3管理和控制：SCADA系統介紹61
2.3.1效率和環境66
2.4能量存儲67
2.5小結71
2.6習題71
第3章 輸電73
3.1引言73
3.2電網基本組成部分76
3.2.1控制中心76
3.2.2變壓器77
3.2.3電容器組78
3.2.4繼電器和重合閘裝置79
3.2.5變電站79
3.2.6逆變器79
3.3經典電網分析技術81
3.3.1頻率分析81
3.3.2標么制系統82
3.3.3相量82
3.3.4潮流分析84
3.3.5故障分析88
3.3.6狀態估計89
3.3.7柔性交流輸電系統90
3.4輸電面臨的挑戰90
3.4.1集成電壓-無功功率控制91
3.4.2地磁感應電流93
3.4.3質量問題94
3.4.4大規模同步95
3.4.5輸電市場96
3.5無線電能傳輸96
3.6小結97
3.7習題97
第4章 配電99
4.1引言99
4.1.1配電系統中的變壓器103
4.1.2饋線106
4.1.3電力線106
4.1.4配電拓撲109
4.1.5配電系統設計110
4.2保護技術114
4.2.1熔斷器、斷路器、繼電器和重合閘裝置114
4.2.2距離保護117
4.2.3縱聯保護118
4.2.4保護和穩定性119
4.2.5特殊保護方案和校正措施方案119
4.2.6錄波器119
4.2.7保護協調120
4.3降壓節能120
4.4配電線載波121
4.5小結122
4.6習題122
第5章 用電124
5.1引言124
5.2負荷125
5.2.1電力市場131
5.2.2重組的含義134
5.2.3頻率136
5.2.4系統運行與管理137
5.2.5自動化：智能電網的誘因138
5.2.6人類影響因素139
5.3用電變化140
5.4用戶的觀點140
5.5可見性142
5.5.1微電網143
5.6用戶靈活性147
5.6.1用戶能量管理147
5.6.2插電式電動汽車149
5.7小結149
5.8習題150
第二部分 通信網絡：推動者
第6章 什麼是智能電網通信154
6.1引言154
6.1.1麥克斯韋方程組158
6.1.2特徵系統和圖譜159
6.2能量和信息159
6.2.1追溯信息的物理現象160
6.3系統觀點164
6.4電力系統信息理論165
6.4.1複雜理論172
6.4.2網絡編碼173
6.4.3信息理論和網絡科學175
6.4.4網絡科學和路由177
6.4.5壓縮感知技術177
6.5通信架構180
6.5.1智能電網應用與通信181
6.5.2主動網絡182
6.6無線通信介紹186
6.6.1電磁輻射186
6.6.2波動方程188
6.7小結193
6.8習題194
第7章 需求響應和高級量測體系195
7.1引言195
7.2需求響應196
7.3高級量測體系199
7.4IEEE 802.15.4、6LoWPAN、ROLL 和 RPL 203
7.4.1電力線電壓和通信的關係203
7.4.2IEEE 802介紹203
7.4.3IEEE 802.15介紹204
7.4.4IEEE 802.15.4 204
7.4.5IEEE 802.15.4g智能公用網絡介紹209
7.4.66LoWPAN介紹209
7.4.7Ripple路由協議、低功率和低損耗網絡路由介紹210
7.5IEEE 802.11 212
7.6小結213
7.7習題214
第8章 分布式發電和輸電216
8.1引言216
8.2分布式發電217
8.2.1分布式控制 222
8.2.2大量小型發電機並網224
8.2.3分布式發電：未來展望226
8.2.4光伏發電227
8.3智能輸電系統230
8.3.1柔性交流輸電系統231
8.4無線電能傳輸232
8.5廣域監測235
8.6網絡控制246
8.7小結249
8.8習題250
第9章 配電自動化252
9.1引言252
9.1.1性能指標255
9.2應用配電自動化實現保護配合256
9.2.1時間-電流曲線256
9.3自愈、通信和配電自動化259
9.3.1配電拓撲結構261
9.3.2一個算法實例261
9.3.3一個簡化的配電系統保護通信模型263
9.3.4通信模型264
9.3.5配電保護通信系統概率詮釋266
9.3.6WiMAX介紹272
9.3.7WiMAX網絡模式274
9.4小結276
9.5習題276
第10章 標準概述278
10.1引言278
10.2美國國家標準技術研究所279
10.3國際電工委員會280
10.4國際大電網委員會284
10.5美國電氣電子工程師學會284
10.6美國國家標準學會288
10.7國際電信聯盟291
10.8美國電力科學研究院292
10.9其他標準化活動293
10.9.1Modbus293
10.9.2電力線載波294
10.9.3微軟電力和公用事業智能能源參考架構294
10.10小結297
10.11習題297
第三部分 終極目標：智能電網嵌入式和分布式智能
第11章 電網中的機器智能300
11.1引言300
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