本書對配電網(wǎng)自動化涉及的基本理論、相關(guān)硬件和合理性等進行了詳細介紹，主要內(nèi)容包括配電網(wǎng)自動化的控制系統(tǒng)和架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和運行、相關(guān)硬件設(shè)備、保護和通信、性能評價和經(jīng)濟性分析等。
本書適合配電領(lǐng)域的技術(shù)人員，特別是正在從事配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的電力工程師以及高等學(xué)校電力系統(tǒng)的教師和學(xué)生閱讀。

通過《配電系統(tǒng)的控制和自動化》，您可以著手*適合您需求的自動化解決方案。
特點：
檢查了停電管理和數(shù)據(jù)建模，以理解如何實現(xiàn)擴展控制；
通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性因數(shù)和標(biāo)準組成單元（自動化開關(guān)）的概念發(fā)展了通用網(wǎng)絡(luò)的思想，使其成為具有成本效益的自動化和控制的實現(xiàn)方式；
引入了饋線自動化的思想和解決方案，有利于控制和實施自動化；
舉例說明了成本收益、分析以及商業(yè)案例的開發(fā)。

原書前言
　　本書涵蓋了配電網(wǎng)自動化的方方面面，可以作為參考書和教程指南。配電網(wǎng)自動化廣義上涵蓋了從簡單的遠程控制，到自動化邏輯的應(yīng)用，以及基于軟件的決策工具等相關(guān)內(nèi)容。
考慮自動化的電力公司必須意識到并解決一系列關(guān)鍵問題：首先，必須要評估向現(xiàn)有開關(guān)設(shè)備添加自動化的成本和可行性，與用更
自動化就緒的設(shè)備替換現(xiàn)有設(shè)備的方案進行比較；其次，要評估控制基礎(chǔ)設(shè)施的類型和希望考慮的自動化水平（中央或分布式、系統(tǒng)或本地、或者以上這些的組合）及其對通信系統(tǒng)可用性和實用性的影響；然后，要對希望或被迫（監(jiān)管壓力）達到的目標(biāo)水平與謹慎的支出進行權(quán)衡，目標(biāo)水平受必須達到的可靠性和運營經(jīng)濟性的影響，有必要尋找那些能夠經(jīng)濟有效地提高性能卻不會降低電力公司商業(yè)表現(xiàn)的關(guān)鍵功能；最后，為了實現(xiàn)自動化解決方案，必須通過創(chuàng)建商業(yè)案例證明其合理性，不同的商業(yè)環(huán)境會產(chǎn)生非常不同的評價，如在基于性能的罰款風(fēng)險中運營的電力公司會將缺供電量看得比那些以傳統(tǒng)電量成本核算的電量重要得多。
《配電系統(tǒng)的控制和自動化》解決了以上四個問題以及許多在應(yīng)用配電網(wǎng)自動化時應(yīng)該考慮的相關(guān)問題。對控制和自動化解決方案的基本原理進行了介紹，包括控制深度、控制責(zé)任邊界、自動化階段、自動化強度水平（ＡＩＬ）、配電自動化（ＤＡ）、配電管理系統(tǒng)（ＤＭＳ）、變電站自動化（ＳＡ）、饋線自動化（ＦＡ）和自動化設(shè)備準備度等概念，所有這些都在第１章中進行了介紹。因為ＦＡ或擴展控制、一次變電站外的自動化是本書的主題，本書詳細地探討了這些概念。
第２章總結(jié)了ＳＣＡＤＡ、控制室運行管理、調(diào)度員決策支持工具等高級應(yīng)用和停電管理（ＯＭ），介紹了ＤＡ解決方案中中央控制的作用。用一小節(jié)內(nèi)容介紹了衡量實時系統(tǒng)性能的概念。配電網(wǎng)的連接性模型是所有ＤＭＳ的基礎(chǔ)元素，因此，數(shù)
據(jù)和數(shù)據(jù)建模成了ＤＭＳ實施的關(guān)鍵 潛在的實施者應(yīng)該明白它的意義。數(shù)據(jù)模型的重要性及其對構(gòu)建與ＧＩＳ等其他應(yīng)用接口的意義也一同進行了解釋，目的是通過公共信息模型（ＣＩＭ）進行標(biāo)準化。
第３章介紹了配電設(shè)計、規(guī)劃、本地控制、網(wǎng)絡(luò)類型的比較以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以協(xié)助選擇一次設(shè)備和相關(guān)的控制。后者引出了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性因數(shù)的概念，本書后面的內(nèi)容將會用到相關(guān)的關(guān)系式。
第４章介紹了配電一次設(shè)備、斷路器、重合閘、分段器和不同類型傳感器的基本知識，這些將成為ＤＡ方案的一部分，本書后面的章節(jié)將在此基礎(chǔ)上提出饋線自動化組成單元的概念。
第５章擴展了前面章節(jié)的基礎(chǔ)工作，這些工作對開發(fā)ＦＡ組成單元而言很重要：對配電網(wǎng)基本的保護要求以及不同接地方式下需要考慮的相關(guān)內(nèi)容進行了解釋；詳細介紹了故障指示器（ＦＰＩ）及其應(yīng)用；描述了適合一次設(shè)備自動化的各類智能電子設(shè)備（ＩＥＤ）及其可能的用途；最后，對自動開關(guān)電源、電池及其工作周期進行了解釋。本章最后一節(jié)選擇并收集了本章及之前章節(jié)中介紹的相關(guān)設(shè)備，提
出了ＦＡ組成單元的概念，并特別關(guān)注了不同組件之間接口，這些接口必須經(jīng)過設(shè)計和測試才能用來創(chuàng)建一個自動化就緒設(shè)備。
第６章討論了如何計算配電網(wǎng)的性能，以及選擇的自動化策略和不同ＦＡ組成單元如何提高性能。本章總結(jié)了性能指標(biāo)的計算、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性因數(shù)（ＮＣＦ）和性能之間的關(guān)系以及不同的自動化策略。
通信系統(tǒng)是ＤＡ實施的關(guān)鍵部分，第７章深入介紹了該主題，以便ＤＡ實施者能夠理解通信系統(tǒng)的復(fù)雜性。總結(jié)了不同的通信媒介后，對無線通信進行了介紹，內(nèi)容涵蓋了天線的結(jié)構(gòu)管理到增益計算；無線通信之后，對配電線載波進行了全面介紹；總結(jié)了可能適合ＤＡ的通信類型及其優(yōu)缺點；解釋了協(xié)議的結(jié)構(gòu)，最后介紹了對通信系統(tǒng)規(guī)格的要求。
第８章開發(fā)了證明ＤＡ合理性所必需的方法。一開始介紹了直接和間接收益的概念，二者可能是硬性或軟性收益；解釋了一般性收益、收益機會矩陣和收益流程圖的思想；分析了ＤＡ功能對硬件的依賴性以及對共享收益進行重復(fù)計算的可能性；給出了計算由資本推遲、缺供電量、工時節(jié)省和人員出行時間節(jié)�。茫裕樱ㄍㄟ^Ｗｉｌｓｏｎｓ曲線）產(chǎn)生收益的方法；最后一節(jié)分析了對電量相關(guān)的收益進行量化時為其分配正確經(jīng)濟價值的重要性。本章結(jié)束時又回到收益的硬性和軟性分類，將其總結(jié)為一種表示商業(yè)案例量化結(jié)果的方法。
第９章通過兩個案例研究對本書進行了總結(jié)，這兩個案例利用前面章節(jié)中的思想對不同的情況進行了說明，其中配電自動化正面的商業(yè)案例是成功的。
電力公司一直在通過改進配電網(wǎng)資產(chǎn)的管理來爭取更好的經(jīng)濟性，而ＤＡ是他們可以利用的工具之一。本書的內(nèi)容將為決策制定者在制定方案和論證其合理性的時候，提供一種針對所有需要進行研究和決策的問題的有用指導(dǎo)。
本書涵蓋了一系列主題，如果沒有我們同事的巨大付出，本書不可能完成。作者特別感謝以下專家對第７章做出的貢獻：原來在ＡＢＢ、現(xiàn)在Ｃｉｐｕｎｅｔ的ＪｏｓｅｆＬｅｈｍａｎｎｎ，英國鐵路行業(yè)的通信專家ＪｏｈｎＧａｒｄｅｎｅｒ，瑞典Ｒａｄｉｕｓ通信的ＡｎｄｅｒｓＧｒａｈｎ和ＨａｎｓＯｔｔｔｏｓｓｓｏｎ。ＧｕｎｎｎａｒＢｊｏｒｋｍａｎｎｎ和Ｃａｒｌ－ＧｕｓｔａｖＬｕｎｄｑｖｉｓｔ給出的建議和貢獻極大地改進了第２章中ＳＣＡＤＡ、性能測量和數(shù)據(jù)建模部分。我們還要感謝ＲｅｉｎｈａｒｄＫｕｅｓ
ｓｓｅｌ和ＵｌｒｉｃｈＫａｉｚｅｒ博士為第２章高級應(yīng)用部分提供了寶貴的材料。本書的構(gòu)思受ＡｎｄｒｅｗＥｒｉｋｓｓｓｏｎ領(lǐng)導(dǎo)的ＡＢＢ高級管理者的戰(zhàn)略性思想的啟發(fā)，ＡｎｄｒｅｗＥｒｉｋｓｓｓｏｎ明確了重新審視饋線自動化的需求，而這種需求導(dǎo)致了對一項ＤＡ研究項目的資助。感謝已故的英國電力行業(yè)高級會員和作者ＴｅｄＨｏｌｍｅｓ，感謝他的建議和審閱。
作者還要感謝為該項目指派的ＡＢＢ成員ＤａｖｉｄＨａｒｔ博士、ＰｅｔｅｒＤｏｎｄｉ博士、ＡｒｎｉｅＳｖｅｎｎｎｅ、ＭａｔｔｔｉＨｅｉｎｏｎｅｎ、ＴａｐａｎｉＴｉｉｉｔｏｌａ、ＥｒｋｋｋｉＡｎｔｉｌａ、ＪａｎｅＳｏｄｅｒｂｌｏｍ、ＤｕｎｃａｎＢｏｔｔｉｎｇ、ＧｒａｅｍｅＭｃＣｌｕｒｅ和ＫａｒｌＬａＰｌａｃｅ，感謝他們在ＦＡ各方面所做的原創(chuàng)性工作，這些工作已經(jīng)包含在本書中。ＡＢＢ電網(wǎng)管理部門一直允許引用重要的文獻和技術(shù)專題，這種支持是無價的。我們還想感謝ＪａｙＭａｒｇｏｌｉｓ和Ｔａｙｌｏｒ＆Ｆｒａｎｃｉｓ其他員工的參與和工作。最后同樣重要的是，我們要謝謝我們多年的同事和搭檔ＬｅｅｅＷｉｌｌｌｉｓ鼓勵和督促我們寫下我們所經(jīng)歷和了解的內(nèi)容。

James Northcote-Green，是ABB電網(wǎng)管理部門的高級專家，從事配電管理系統(tǒng)、配電自動化和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究。他成為電力方面的IEE會士長達40多年，期間擔(dān)任了多個重要的職位。在20世紀90年代，他在ABB配電業(yè)務(wù)地區(qū)管理組中擔(dān)任業(yè)務(wù)開發(fā)（解決方案）的副主席和技術(shù)主管。80年代在美國，他作為配電技術(shù)和高級系統(tǒng)技術(shù)的主管，擔(dān)任配電網(wǎng)規(guī)劃軟件（CADPAD）研發(fā)組的負責(zé)人，該項開創(chuàng)性的技術(shù)被全世界200多家電力公司所采用。他提出并領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)了故障投訴和控制室管理系統(tǒng)（CADOPS）。他是美國CIRED組織委員會籌委會成員和會議報告人以及歐洲配電技術(shù)委員會成員。
Robert Wilson，是Abasis國際咨詢公司的首席顧問，在英國鐵路行業(yè)工作，負責(zé)資產(chǎn)管理策略。他有著30多年的電力行業(yè)經(jīng)驗，已經(jīng)成為IEE會士很多年。他在Vasteras擔(dān)任ABB配電系統(tǒng)的首席專家長達8年，主要負責(zé)亞洲和歐洲地區(qū)。在20世紀90年代早期，他作為英國一家大型電力公司的首席工程師，負責(zé)技術(shù)規(guī)范和采購，并調(diào)試了所有的發(fā)電廠。在80年代，他作為高級工程師，負責(zé)英國網(wǎng)絡(luò)可靠性數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)自動化的研發(fā)。

譯者序
原書前言
第1章輸配電系統(tǒng)控制和
自動化1
1��1引言1
1��2為什么需要配電自動化1
1��2��1漸進式實施3
1��2��2電力行業(yè)對配電自動化
的接受程度4
1��3輸配電系統(tǒng)6
1��4控制層級 7
1��5什么是配電自動化9
1��6配電自動化系統(tǒng)10
1��6��1自動化決策樹11
1��6��2自動化階段12
1��6��3自動化強度水平13
1��7配電自動化的基本架構(gòu)和
實施策略14
1��7��1基本架構(gòu)14
1��7��2創(chuàng)建配電自動化解決
方案15
1��7��3配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)17
1��8自動化設(shè)備準備度的
定義17
1��9總結(jié)19
參考文獻19
第2章中央控制和管理20
2��1引言20
2��1��1為什么要控制電力
系統(tǒng)20
2��2電力系統(tǒng)運行20
2��3配電網(wǎng)運行環(huán)境22
2��4配電管理系統(tǒng)的演變22
2��5配電管理系統(tǒng)的基本
功能25
2��6實時控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)28
2��6��1數(shù)據(jù)采集29
2��6��2監(jiān)測和事件處理30
2��6��3控制功能32
2��6��4數(shù)據(jù)存儲、歸檔和
分析32
2��6��5硬件系統(tǒng)配置33
2��6��6SCADA系統(tǒng)原理34
2��6��7輪詢原理35
2��7停電管理37
2��7��1基于故障投訴的停電
管理38
2��7��2基于高級應(yīng)用的停電
管理42
2��7��3以GIS為中心和以
SCADA為中心44
2��8決策支持應(yīng)用44
2��8��1調(diào)度員潮流45
2��8��2故障計算47
2��8��3損耗最小化48
2��8��4VAR控制48
2��8��5電壓控制49
2��8��6數(shù)據(jù)依賴性49
2��9子系統(tǒng)52
2��9��1變電站自動化52
2��9��2變電站就地自動化53
2��10擴展控制饋線自動化57
2��11性能測量和響應(yīng)時間57
2��11��1場景定義57
2��11��2DA響應(yīng)時間的
計算60
2��11��3響應(yīng)時間62
2��12數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和接口63
2��12��1網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型表示63
2��12��2SCADA數(shù)據(jù)模型64
2��12��3DMS數(shù)據(jù)需求、來源
和接口65
2��12��4數(shù)據(jù)模型標(biāo)準68
2��12��5數(shù)據(jù)接口標(biāo)準74
2��13總結(jié)74
附錄2A綜合CIM結(jié)構(gòu)樣本75
參考文獻75
配電系統(tǒng)的控制和自動化目錄第3章配電系統(tǒng)和中壓網(wǎng)絡(luò)的
設(shè)計、建造和運行77
3��1引言77
3��2配電網(wǎng)的設(shè)計79
3��2��1電壓選擇80
3��2��2架空和地下網(wǎng)絡(luò)80
3��2��3配電變電站的容量81
3��2��4接入中壓網(wǎng)絡(luò)（上游
結(jié)構(gòu)）83
3��2��5配電網(wǎng)所需的性能86
3��2��6網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性因數(shù)87
3��2��7電壓控制89
3��2��8電流負荷95
3��2��9負荷增長96
3��2��10接地98
3��2��11損失的電量99
3��2��12英國和美國配電網(wǎng)的
比較102
3��2��13所選設(shè)計的安裝
成本105
3��2��14電網(wǎng)建成后的擁有
成本106
3��3低壓配電網(wǎng)106
3��3��1地下低壓配電網(wǎng)106
3��3��2架空低壓配電網(wǎng)107
3��4低壓網(wǎng)絡(luò)和配電變電站的
開關(guān)設(shè)備108
3��5低壓網(wǎng)絡(luò)和配電變電站的
擴展控制110
3��6總結(jié)111
參考文獻111
第4章配電系統(tǒng)的硬件112
4��1開關(guān)設(shè)備簡介112
4��2一次開關(guān)設(shè)備116
4��2��1變電站斷路器116
4��2��2變電站隔離開關(guān)119
4��3落地式變電站120
4��3��1環(huán)網(wǎng)柜120
4��3��2基座式開關(guān)設(shè)備123
4��4更大的配電/緊湊型
變電站124
4��5封閉式柱上開關(guān)126
4��6柱上重合器128
4��6��1單罐式設(shè)計128
4��6��2單支柱式設(shè)計129
4��7柱上隔離開關(guān)與負荷隔離
開關(guān)130
4��8操作和執(zhí)行機構(gòu)131
4��8��1電動執(zhí)行機構(gòu)131
4��8��2磁力執(zhí)行機構(gòu)132
4��9電流和電壓測量裝置133
4��9��1電磁式電流互感器135
4��9��2電磁式VT137
4��10儀用互感器的擴展
控制137
4��11電流和電壓傳感器138
4��11��1電流傳感器138
4��11��2電阻分壓器139
4��11��3組合傳感器和傳感器
封裝139
參考文獻140
第5章保護和控制141
5��1引言141
5��2采用繼電器的保護141
5��2��1基于時間的判別142
5��2��2基于電流的判別142
5��2��3基于時間和電流的
判別143
5��3靈敏接地故障和瞬時保護
方案144
5��4采用熔斷器的保護145
5��5直接接地/經(jīng)電阻接地網(wǎng)絡(luò)
的接地故障和過電流
保護148
5��6補償網(wǎng)絡(luò)中的接地故障149
5��7不接地網(wǎng)絡(luò)中的接地
故障152
5��8一種用于補償網(wǎng)絡(luò)和不接地
網(wǎng)絡(luò)的接地故障繼電器153
5��9故障指示器156
5��9��1手動控制的配電網(wǎng)對
故障指示器的需求156
5��9��2什么是故障指示器157
5��9��3采用擴展控制或自動化
的配電網(wǎng)對故障指示器
的需求159
5��9��4閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)中使用的故障
指示器159
5��9��5方向性故障指示器的其
他應(yīng)用161
5��10故障指示器與配電網(wǎng)導(dǎo)線
的連接161
5��10��1采用電流互感器的連接
方式161
5��10��2地下網(wǎng)絡(luò)中采用CT
的連接方式161
5��10��3架空網(wǎng)絡(luò)中采用CT
的連接方式162
5��10��4架空網(wǎng)絡(luò)中無CT的
連接方式（臨近）163
5��11配電系統(tǒng)接地及故障
指示165
5��11��1穩(wěn)態(tài)故障情況下的
檢測166
5��11��2暫態(tài)故障情況下的
檢測166
5��11��3靈敏型接地故障
指示167
5��12自動重合閘與故障
指示器167
5��13相間故障和接地故障之間
的指示選擇167
5��14故障指示器的重置168
5��15故障指示器的配合168
5��16選擇故障指示器169
5��17智能電子設(shè)備169
5��17��1遠程終端單元170
5��17��2保護智能電子
設(shè)備172
5��18擴展控制的電源173
5��19自動化就緒開關(guān)設(shè)備
FA組成單元176
5��19��1開關(guān)的選擇178
5��19��2驅(qū)動（執(zhí)行機構(gòu)）的
選擇178