智能电网通信:使电网智能化成为可能

1.连接电力系统工程与计算机通信领域之间的桥梁；2.涵盖从发电到用电的智能电网，既包括当前智能电网的计划，又包括智能电网未来如何发展；3.从传统的电力系统和通信的角度来探索智能电网；4.讨论所有智能电网涉及的电力系统、通信和机器学习；5.介绍了电力系统信息理论这一新领域；6.配套网站http://wwww.wiley.com/go/bush_smart提供了章后习题答案。

《智能电网通信——使电网智能化成为可能》全面阐述了智能电网、智能电网通信和网络技术。全书共分三大部分：第1部分回顾了传统电力系统及其基本法则，分析了智能电网的驱动因素和目标，介绍了发电、输电、配电和用电等电力系统基本组成部分；第2部分介绍了通信网络这个智能电网的主要推动者，阐述了电力系统信息理论和通信架构、需求响应和高级量测体系、分布式发电和输电、配电自动化和智能电网通信标准；第3部分将通信技术应用到实际电网中，并展望了纳米电网和机器智能等智能电网前沿技术。《智能电网通信——使电网智能化成为可能》通过电力系统、通信和网络技术的交叉，为读者提供了一个理解电力系统和通信网络技术的途径，从而为人们探索和发现电力、能源和信息之间的新型关系提供了动力。

史蒂芬•F.布什毕业于卡内基梅隆大学，并在通用电气公司信息服务部门工作。在这儿，当他作为一名研究人员在堪萨斯大学信息与通信技术中心工作时获得了博士学位。 布什博士目前在通用电气公司全球研发中心担任杰出科学家，在那里他发表了许多会议论文和期刊论文，出版了一些专著，并指导了有关新型通信和网络主题的国际会议专题报告。布什博士曾获得美国国防部高级研究计划局（DARPA）颁发的金杯，表彰他在主动网络研究领域的研究工作。布什博士一直是DARPA和洛克希德马丁公司赞助的许多研究项目的主要研究者，包括：主动式网络(DARPA/ITO)、信息保障和生存能力工程工具(DARPA/ISO)、容错式网络(DARPA/ATO) 和无连接网络(DARPA/ATO)，涉及能源感知传感器网络。 布什博士是IEEE通信协会标准化项目开发委员会的负责人，也是IEEE智能电网通信新兴技术分委员会的成员，是为纳米和分子通信框架标准工作组做推荐工作的IEEEP1906.1的主席。他还担任了IEEE智能电网通信技术方面的杰出讲师。

译者序原书前言作者简介致谢缩略语表第一部分电力系统：主要组成部分第1章 智能电网之前的电力系统介绍21.1概述21.2传统的电网61.2.1电网中的早期通信网络91.2.2电网和通信网络两者之间的一个类比151.3电力基本法则181.3.1电荷、电压和接地181.3.2电导率191.3.3欧姆定律201.3.4电路211.3.5电磁场221.3.6电磁感应231.3.7电路基础251.3.8磁路271.4案例研究：停电事故的事后分析291.4.1停电事故的启示291.4.2一个简单的案例研究311.5智能电网驱动因素361.6智能电网的目标371.6.1在数字经济中提供满足一系列需要的电能质量381.6.2容纳所有发电和存储单元381.6.3拥有新的产品、服务和市场381.6.4使用户能积极参与381.6.5有弹性地运行以抵御物理攻击、网络攻击和自然灾害391.6.6以自愈方式预期和响应系统扰动391.6.7优化资产利用和运行效率391.7标准简括401.8从能量和信息到智能电网及其通信401.9小结411.10习题43第2章 发电462.1引言462.2集中式发电482.2.1交流电482.2.2复功率和无功功率522.2.3电能质量552.2.4发电562.3管理和控制：SCADA系统介绍612.3.1效率和环境662.4能量存储672.5小结712.6习题71第3章 输电733.1引言733.2电网基本组成部分763.2.1控制中心763.2.2变压器773.2.3电容器组783.2.4继电器和重合闸装置793.2.5变电站793.2.6逆变器793.3经典电网分析技术813.3.1频率分析813.3.2标幺制系统823.3.3相量823.3.4潮流分析843.3.5故障分析883.3.6状态估计893.3.7柔性交流输电系统903.4输电面临的挑战903.4.1集成电压-无功功率控制913.4.2地磁感应电流933.4.3质量问题943.4.4大规模同步953.4.5输电市场963.5无线电能传输963.6小结973.7习题97第4章 配电994.1引言994.1.1配电系统中的变压器1034.1.2馈线1064.1.3电力线1064.1.4配电拓扑1094.1.5配电系统设计1104.2保护技术1144.2.1熔断器、断路器、继电器和重合闸装置1144.2.2距离保护1174.2.3纵联保护1184.2.4保护和稳定性1194.2.5特殊保护方案和校正措施方案1194.2.6录波器1194.2.7保护协调1204.3降压节能1204.4配电线载波1214.5小结1224.6习题122第5章 用电1245.1引言1245.2负荷1255.2.1电力市场1315.2.2重组的含义1345.2.3频率1365.2.4系统运行与管理1375.2.5自动化：智能电网的诱因1385.2.6人类影响因素1395.3用电变化1405.4用户的观点1405.5可见性1425.5.1微电网1435.6用户灵活性1475.6.1用户能量管理1475.6.2插电式电动汽车1495.7小结1495.8习题150第二部分 通信网络：推动者第6章 什么是智能电网通信1546.1引言1546.1.1麦克斯韦方程组1586.1.2特征系统和图谱1596.2能量和信息1596.2.1追溯信息的物理现象1606.3系统观点1646.4电力系统信息理论1656.4.1复杂理论1726.4.2网络编码1736.4.3信息理论和网络科学1756.4.4网络科学和路由1776.4.5压缩感知技术1776.5通信架构1806.5.1智能电网应用与通信1816.5.2主动网络1826.6无线通信介绍1866.6.1电磁辐射1866.6.2波动方程1886.7小结1936.8习题194第7章 需求响应和高级量测体系1957.1引言1957.2需求响应1967.3高级量测体系1997.4IEEE 802.15.4、6LoWPAN、ROLL 和 RPL 2037.4.1电力线电压和通信的关系2037.4.2IEEE 802介绍2037.4.3IEEE 802.15介绍2047.4.4IEEE 802.15.4 2047.4.5IEEE 802.15.4g智能公用网络介绍2097.4.66LoWPAN介绍2097.4.7Ripple路由协议、低功率和低损耗网络路由介绍2107.5IEEE 802.11 2127.6小结2137.7习题214第8章 分布式发电和输电2168.1引言2168.2分布式发电2178.2.1分布式控制 2228.2.2大量小型发电机并网2248.2.3分布式发电：未来展望2268.2.4光伏发电2278.3智能输电系统2308.3.1柔性交流输电系统2318.4无线电能传输2328.5广域监测2358.6网络控制2468.7小结2498.8习题250第9章 配电自动化2529.1引言2529.1.1性能指标2559.2应用配电自动化实现保护配合2569.2.1时间-电流曲线2569.3自愈、通信和配电自动化2599.3.1配电拓扑结构2619.3.2一个算法实例2619.3.3一个简化的配电系统保护通信模型2639.3.4通信模型2649.3.5配电保护通信系统概率诠释2669.3.6WiMAX介绍2729.3.7WiMAX网络模式2749.4小结2769.5习题276第10章 标准概述27810.1引言27810.2美国国家标准技术研究所27910.3国际电工委员会28010.4国际大电网委员会28410.5美国电气电子工程师学会28410.6美国国家标准学会28810.7国际电信联盟29110.8美国电力科学研究院29210.9其他标准化活动29310.9.1Modbus29310.9.2电力线载波29410.9.3微软电力和公用事业智能能源参考架构29410.10小结29710.11习题297第三部分 终极目标：智能电网嵌入式和分布式智能第11章 电网中的机器智能30011.1引言30011