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路俊海 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030507648

商品编码：30059905500

包装：平装

出版时间：2018-05-01

基本信息

书名：电力数据通信技术与应用

定价：86.00元

作者：路俊海 等

出版社：科学出版社

出版日期：2018-05-01

ISBN：9787030507648

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书旨在探讨在电力行业信息通信业务的发展规模逐渐扩大并日趋复杂的背景下，数据通信网络如何在具有较高资源利用率的前提下，满足电网各种信息通信业务的数据获取要求，利用先进的计算机技术，融合先进的数据通信网建网理念，探讨出一套符合电力行业发展需求的数据通信网络建网思路。本书从计算机网络发展趋势、电力企业信息通信发展趋势、电力企业数据通信网网络现状、电力数据通信网组网架构实例等方面进行讨论和研究。

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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《数据驱动的智慧电网：下一代电力系统的通信基石》 引言 随着全球能源结构的深刻变革和智能技术的飞速发展，现代电力系统正经历着一场前所未有的转型。传统的单向、集中式的电力供应模式，已逐渐被多元化、分布式、智能化的新型电力生态所取代。在这个过程中，数据的获取、传输、处理和应用成为推动这场变革的核心驱动力。从发电端的优化调度，到输配电环节的实时监控和故障诊断，再到用户侧的精细化用能管理，每一个环节都高度依赖于高效、可靠、安全的通信网络。 本书——《数据驱动的智慧电网：下一代电力系统的通信基石》——旨在深入探讨支撑这一转型的信息通信技术（ICT）在现代电力系统中的关键作用。我们将超越传统对电力系统“设备”和“线路”的关注，而将视角聚焦于驱动其运行、优化其效能、实现其智能化的“数据流”。本书将详细阐述构成智慧电网通信基础设施的各项关键技术、面临的挑战以及未来发展趋势，为理解和构建下一代电力系统提供坚实的理论基础和前瞻性的技术洞见。 第一章：智慧电网的通信需求与挑战 1.1 智慧电网的定义与发展愿景 从传统电网到智能电网： 梳理电力系统演进的历史脉络，强调自动化、信息化、互动化的发展目标。 智慧电网的核心特征： 安全性与可靠性： 确保电力供应不间断，抵御各种干扰和攻击。 高效性与经济性： 优化能源利用，降低运营成本。 灵活性与适应性： 快速响应市场变化和能源结构调整。 可再生能源整合： 无缝接入和高效管理分布式、波动性强的可再生能源。 用户互动与参与： 赋能用户，实现需求侧响应和能源管理。 智慧电网的应用场景： 高级计量基础设施（AMI）： 智能电表、数据采集与远程控制。 配电自动化（DA）： 故障检测、隔离和恢复，电压/无功功率优化。 输电网监控与控制： 广域测量系统（WAMS）、相量测量单元（PMU）。 分布式能源管理： 微电网、储能系统集成。 电动汽车充电基础设施： 智能充电、V2G（Vehicle-to-Grid）技术。 电力市场交易： 实时数据支持的电力撮合与结算。 1.2 智慧电网通信面临的挑战 海量数据的高速传输： 传感器、执行器、智能终端产生的 PB 级别数据，对网络带宽和传输效率提出极高要求。 实时性与低时延要求： 故障诊断、保护控制、频率稳定等关键应用需要毫秒级的响应速度。 网络安全与隐私保护： 关键基础设施的通信网络极易成为攻击目标，数据泄露和恶意篡改后果严重。 互联互通与标准化： 不同厂商、不同系统的设备和协议需要实现无缝对接，缺乏统一标准是重大障碍。 恶劣环境下的可靠运行： 变电站、线路等电力设施多处于户外或复杂环境中，通信设备需具备高可靠性、耐高低温、防潮、抗电磁干扰等特性。 网络管理与运维复杂性： 分布式、异构化的网络结构，给统一监控、故障定位和维护带来巨大挑战。 成本效益与可扩展性： 智慧电网通信网络需要覆盖广阔区域，大规模部署的成本控制和未来的扩展性至关重要。 第二章：下一代电力通信网络架构 2.1 分层通信模型 设备层： 智能电表、传感器、控制器、通信模块等直接采集数据或执行指令。 接入层： 连接设备层终端，将数据汇聚到区域汇聚点。 汇聚层： 对来自接入层的数据进行初步处理和路由，向核心网络传输。 核心层： 提供高速、低时延、高可靠性的骨干通信能力，连接数据中心、控制中心。 应用层： 运行各种电力业务应用，如 SCADA、DMS、EMS、AMI 等。 2.2 网络类型与技术选择 局域网 (LAN) 技术： Ethernet/IP： 在变电站内部和部分配电区域的应用。 Token Ring / Token Bus (已逐渐淘汰)： 历史上的应用。 广域网 (WAN) 技术： MPLS (Multiprotocol Label Switching)： 提供高可靠性、 QoS（Quality of Service）保障的专线服务。 SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Networking)： 传统通信骨干网技术，仍部分用于关键传输。 IP/MPLSWAN： 融合 IP 和 MPLS 的下一代骨干网。 无线通信技术： 蜂窝网络 (2G/3G/4G/5G)： 2G/3G： 适用于低带宽、低成本的 AMI 抄表和简单监控。 4G LTE： 满足中等带宽和时延要求，如部分配电自动化和视频监控。 5G： 关键技术，提供超高带宽、超低时延（URLLC）、海量连接（mMTC），适用于实时控制、高频量测、复杂设备监控等。 专用无线网络： WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)： 曾被视为智慧电网的备选技术。 LoRa/NB-IoT (Narrowband IoT)： 低功耗广域网技术，适用于海量、低数据率的 AMI 终端和传感器连接。 Wi-SUN (Wireless Smart Utility Network)： 专为智能电表和分布式能源通信设计的低功耗、高可靠性无线技术。 Zigbee/Z-Wave： 主要应用于家庭和楼宇自动化，也可用于部分低压配电区域。 短距离无线技术： Wi-Fi： 在用户侧和部分设备区域的应用。 Bluetooth： 设备近距离通信。 电力线通信 (PLC - Power Line Communication)： 窄带 PLC： 传统的 AMI 抄表技术，用于低速率数据传输。 宽带 PLC： 满足更高带宽需求，但受电力线质量影响较大。 2.3 核心网络技术选型考量 带宽与吞吐量： 满足日益增长的数据量需求。 时延与抖动： 保证实时控制和快速响应。 可靠性与可用性： 采用冗余设计、自愈合机制。 安全性： 部署端到端加密、身份认证、访问控制。 QoS 支持： 区分不同业务的优先级，确保关键业务的性能。 可扩展性与灵活性： 适应未来技术和业务的演进。 运维管理能力： 易于监控、配置和故障排除。 第三章：关键通信技术在智慧电网中的应用 3.1 宽带通信与 IP 网络 IP 网络基础： TCP/IP 协议栈在电力通信中的应用，实现不同设备和系统的互联互通。 MPLS/MPLS-TP： 为电力通信提供高可靠的传输通道，支持 VLAN、VPN 等隔离机制。 SDN (Software Defined Networking) 与 NFV (Network Functions Virtualization)： SDN： 实现网络控制平面与数据平面的分离，提高网络的可编程性、灵活性和自动化管理能力。 NFV： 将传统的硬件网络功能虚拟化为软件，部署在通用计算平台上，降低成本、加速部署。 在电力中的应用： 动态调度网络资源、实现按需分配带宽、快速部署新业务。 3.2 无线通信技术赋能智能电网 5G 关键应用： URLLC（Ultra-Reliable Low-Latency Communications）： 用于高精度同步、实时保护控制、快速故障定位。 mMTC（Massive Machine-Type Communications）： 连接海量智能电表、传感器、分布式能源设备。 eMBB（Enhanced Mobile Broadband）： 支持高清视频监控、数据回传等大带宽应用。 网络切片： 为不同电力业务（如 AMI、配电自动化）提供独立的、定制化的网络资源和 QoS 保障。 LPWAN (Low-Power Wide-Area Networks)： NB-IoT/LoRa： 适用于 AMI 抄表、电网设备状态监测等低功耗、低数据率场景，实现大规模连接。 Wi-SUN： 在智慧家庭、智能楼宇和部分配电末端实现安全、可靠的互联。 3.3 物联网 (IoT) 与通信技术融合 海量终端接入： 通过 MQTT、CoAP 等轻量级协议，实现大量智能设备的高效接入。 边缘计算： 在靠近数据源的设备端或网络边缘进行数据预处理、分析和决策，减轻核心网络的压力，提高响应速度。 大数据平台： 收集、存储、处理和分析来自海量终端的海量数据，为电网的优化运行提供决策支持。 3.4 光纤通信在电力骨干网的应用 高带宽与低损耗： 满足未来海量数据传输需求，构建稳定可靠的通信骨干。 光纤到站 (FTTS) / 光纤到设备 (FTTD)： 提升变电站内部通信速率和可靠性。 OTN (Optical Transport Network)： 提供更灵活、更高效的光层传输解决方案。 第四章：电力通信网络安全 4.1 智慧电网面临的网络安全威胁 数据篡改与窃取： 影响电网调度、计量和计费的准确性。 拒绝服务攻击 (DoS/DDoS)： 导致通信中断，影响电网正常运行。 恶意代码与病毒： 感染控制系统，导致设备失灵。 物理安全威胁： 破坏通信基础设施。 供应链攻击： 软件或硬件中的隐藏后门。 4.2 安全防护的关键技术与策略 纵深防御体系： 从网络边界到终端，构建多层次的安全防护。 加密与认证： TLS/SSL： 保证数据传输的机密性和完整性。 IPsec： 提供 IP 层面的安全保障。 数字证书与 PKI (Public Key Infrastructure)： 实现设备身份的可靠认证。 访问控制与权限管理： 最小权限原则，严格控制用户和设备访问权限。 入侵检测与防御 (IDS/IPS)： 实时监控网络流量，发现并阻止恶意行为。 安全审计与日志管理： 记录所有操作，便于事后追溯和分析。 网络隔离与分段： 将关键业务网络与通用网络隔离，限制攻击的传播范围。 漏洞管理与安全更新： 定期扫描漏洞，及时更新补丁。 安全策略与应急响应： 制定详细的安全策略，并建立有效的应急响应机制。 第五章：标准化与互操作性 5.1 电力通信标准的重要性 促进技术创新与市场竞争： 标准化的产品和服务更容易获得广泛采用。 降低集成成本与复杂性： 不同厂商的产品能够兼容互联。 保障系统的长期稳定运行： 避免因标准不兼容导致的技术孤岛。 5.2 关键标准化组织与协议 国际标准化组织： IEC (International Electrotechnical Commission)、IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)、ITU (International Telecommunication Union)。 国内标准化组织： 相关的国家电网、南方电网技术标准。 行业标准与协议： IEC 61850 (智能电网通信和网络)、DL/T (电力行业标准) 等。 5.3 实现互操作性的挑战与对策 遗留系统的兼容性： 如何将现有系统平滑过渡到新标准。 不同厂商的实现差异： 即使采用同一标准，具体实现也可能存在差异。 快速的技术演进： 标准更新的速度可能滞后于技术发展。 解决方案： 积极参与标准制定，采用开放的通信协议，加强接口测试和验证。 第六章：未来趋势与展望 6.1 5G、AI 与电力通信的深度融合 5G 赋能的实时智能控制： AI 算法在 5G 网络中实时运行，实现更精细的电网调度和故障处理。 AI 驱动的网络优化与自愈： 利用 AI 分析网络流量和设备状态，预测故障，自动调整网络配置。 基于 AI 的网络安全防护： 智能识别异常行为，预测和防御新型网络攻击。 6.2 边缘计算在电力通信中的潜力 分布式决策能力： 将数据分析和控制决策推向更靠近数据源的边缘，提高响应速度和效率。 降低网络传输压力： 减少需要上传到云端的数据量。 增强数据隐私和安全性： 数据在本地处理，减少敏感数据泄露的风险。 6.3 量子通信在电力安全领域的应用前景 抗量子计算攻击： 应对未来量子计算机破解现有加密算法的挑战。 量子密钥分发 (QKD)： 提供理论上不可破解的安全通信。 6.4 绿色通信与可持续发展 低功耗通信技术： 减少通信设备的能源消耗。 智能化网络管理： 动态调整网络资源，实现节能运行。 结论 《数据驱动的智慧电网：下一代电力系统的通信基石》深入剖析了现代电力系统在数字化、智能化转型过程中，通信技术所扮演的“基石”角色。本书详细阐述了智慧电网通信的需求、挑战，从多角度探讨了支撑其运行的各类通信网络架构、关键技术及其在实际应用中的融合。同时，本书高度重视网络安全的重要性，并提供了应对威胁的策略。此外，对标准化与互操作性的讨论，为构建开放、兼容的电力通信生态提供了指导。最后，本书展望了 5G、AI、边缘计算等前沿技术在未来电力通信领域的应用前景，指明了智慧电网通信技术发展的方向。 本书旨在为电力行业的技术人员、研究学者、政策制定者以及对智慧电网感兴趣的读者，提供一个全面、深入的认知框架。通过理解这些通信技术的演进与融合，我们能够更好地构建一个安全、可靠、高效、绿色、可持续的下一代电力系统，为人类社会的可持续发展提供强有力的能源保障。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，总的来说，并没有触及我最感兴趣的部分。我购买《电力数据通信技术与应用》这本书，主要目的是想了解电力数据通信在新能源接入、储能系统管理以及电动汽车充电网络等新兴领域的应用。我尤其关注的是如何利用先进的数据通信技术，来解决这些领域面临的诸多挑战，例如新能源发电的随机性、储能系统的协同控制以及电动汽车充电桩的规模化部署和通信管理。然而，书中对于这些方面的论述，显得有些泛泛而谈，缺乏深入的分析。例如，在新能源接入方面，书中提到了需要实时采集风电、光伏等分布式电源的运行数据，但并没有详细阐述如何通过高效的数据通信网络来解决数据时延、丢包等问题，以及如何实现对这些分布式电源的精准预测和调度。在储能系统管理方面，书中提到需要进行能量管理和状态监测，但没有深入探讨如何利用低延迟、高可靠的数据通信，来实现储能系统与电网之间的协同优化，以及如何应对海量储能单元的统一管理和数据交互。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我留下的印象是，它似乎更侧重于宏观的概述，而非微观的技术细节。我拿到《电力数据通信技术与应用》这本书，是希望能够了解当下电力行业数据通信领域的最新发展动态，以及未来可能的发展趋势。我特别关注的是在5G、NB-IoT等新型通信技术如何赋能电力系统，例如在智能抄表、分布式电源接入、配电自动化等方面的具体应用。然而，书中对于这些新兴技术的介绍，更多的是停留在概念层面，比如简单提及了5G的低时延、高带宽特性，却没有深入探讨如何在实际的电力通信场景中，如何克服其在可靠性、安全性以及覆盖范围等方面的挑战。例如，在讨论配电自动化时，书中描述了需要快速响应和决策，但并没有详细阐述如何通过具体的数据通信技术来实现亚毫秒级的响应时间，以及在复杂电网拓扑下如何保证通信的实时性和一致性。此外，在网络安全方面，虽然提到了加密、认证等基本安全措施，但对于当前电力数据通信面临的日益严峻的网络攻击，如DDoS攻击、APT攻击等，以及如何构建纵深防御体系，如何进行威胁情报共享，如何应对量子计算带来的安全挑战等，书中都没有给出有针对性的、深入的探讨。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，让我觉得有些跳跃，未能形成一个清晰、连贯的学习脉络。我拿到《电力数据通信技术与应用》这本书，主要是想学习如何构建和优化电力系统中的数据通信网络。我一直对如何将传统的通信方式与现代的IP网络、光纤通信等技术相结合，以提高数据传输效率和可靠性感到好奇。书中虽然提到了光纤通信在电力骨干网中的应用，以及一些关于SDN（软件定义网络）在电力通信中的概念，但我并没有找到关于如何设计、部署和运维一个大规模、高可靠的电力数据通信网络的具体指导。例如，在网络规划方面，书中没有提供关于如何根据电力系统的业务需求（如数据量、实时性要求、安全性等级）来选择合适的通信技术、拓扑结构以及传输介质的详细方法论。在故障诊断与恢复方面，虽然提到了冗余备份和快速切换，但缺乏实际操作的步骤和案例，例如如何利用网络监控工具来定位故障，如何设计自动化的故障恢复机制，以及如何进行网络性能的优化和容量规划。总的来说，这本书更像是一本知识的罗列，而非实践的指南，让我难以将书中的零散知识点串联起来，形成解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我阅读《电力数据通信技术与应用》这本书的初衷，是希望能够深入理解电力数据通信的安全保障体系。我深知电力系统作为关键基础设施，其通信安全至关重要，任何一点疏忽都可能导致灾难性的后果。因此，我期待书中能够详细介绍当前电力数据通信所面临的各种安全威胁，包括但不限于网络攻击、物理入侵、内部威胁等，并能提供切实有效的防护措施和解决方案。书中虽然提及了数据加密、访问控制等安全概念，但这些内容似乎过于基础，未能深入到电力行业特有的安全场景。例如，对于电力通信网络中的特种设备，如RTU、IED等，如何进行安全的部署和管理，如何防范针对这些设备的攻击；如何建立完善的应急响应机制，以便在安全事件发生时能够迅速有效地处置；如何利用区块链、人工智能等新技术来增强电力数据通信的安全性。这些我非常关心的问题，在书中并没有得到充分的解答，使得我在安全方面的知识补充上，仍感到意犹未尽。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本新书，书名是《电力数据通信技术与应用》，但说实话，这本书的内容并没有完全满足我的期望，虽然封面设计和排版都还不错，让人在翻阅时有种专业的感觉。我原本是抱着学习电力系统在新技术驱动下如何实现更高效、更可靠通信的期待来阅读的，尤其是对智能电网、物联网在电力行业的具体落地应用，以及相关的通信协议和安全措施有着浓厚的兴趣。然而，在阅读过程中，我发现书中对这些前沿话题的探讨相对浅显，更多的是对一些基础概念的梳理和罗列，缺乏深入的案例分析和技术细节的剖析。比如，在物联网应用部分，书中提到了传感器、网关等概念，但对于如何在高压、复杂电磁环境下的电力系统实现稳定可靠的物联通信，如何解决海量数据的实时采集与传输难题，以及如何构建高效的边缘计算架构来应对电力数据的爆炸式增长，这些关键性的技术挑战并没有得到充分的阐述。我期待的是能看到一些具体的解决方案、成功的实施案例，甚至是尚未解决的难题以及未来的研究方向，但书中这方面的内容略显不足。当然，对于初学者来说，这本书或许能提供一个入门级的视角，但对于有一定电力通信基础或者希望深入研究的读者来说，可能还需要搭配其他更专业的书籍来补充。