智能電網(wǎng)通信及組網(wǎng)技術(shù) (加)侯賽因,韓竹,(美)珀?duì)? ..
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電子通信培..
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- ISBN：9787121213250
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當(dāng)當(dāng)網(wǎng)
圖書簡(jiǎn)介
品牌：圖書詳情 商品基本信息，請(qǐng)以下列介紹為準(zhǔn) 商品名稱： 智能電網(wǎng)通信及組網(wǎng)技術(shù) 作者： (加)侯賽因,韓竹,(美)珀?duì)?/td> 譯者： 劉英挺 等 市場(chǎng)價(jià)： 59元 文軒網(wǎng)價(jià)： 46元【78折】 ISBN號(hào)： 9787121213250 出版社： 電子工業(yè)出版社 商品類型： 圖書
其他參考信息（以實(shí)物為準(zhǔn)） 裝幀：平裝 開本：16開 語(yǔ)種：中文 出版時(shí)間：2013-09-01 版次：1 頁(yè)數(shù)：366 印刷時(shí)間：2013-09-01 印次：1 字?jǐn)?shù)：688.00千字
內(nèi)容簡(jiǎn)介 本書詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)中的通信技術(shù)及組網(wǎng)技術(shù)，主要包括模型及其通信架構(gòu)，物理層數(shù)據(jù)通信、接入、檢測(cè)和估計(jì)技術(shù)，廣域網(wǎng)，傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)，以及智能電網(wǎng)通信和組網(wǎng)的安全、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和配置等內(nèi)容。本書內(nèi)容全面，覆蓋了智能電網(wǎng)中通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新理論、關(guān)鍵策略、協(xié)議、應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究，為讀者深入了解智能電網(wǎng)以及電力系統(tǒng)工程師優(yōu)化通信系統(tǒng)提供基本信息和技術(shù)參考。
目錄 第1部分 智能電網(wǎng)模型及其通信架構(gòu)
第1章 智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)：以架構(gòu)的角度來(lái)看 3
1.1 引言 3
1.2 智能電網(wǎng)的概念模型 4
1.3 智能電網(wǎng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施 5
1.3.1 家庭局域網(wǎng) 7
1.3.2 鄰域網(wǎng) 7
1.3.3 廣域網(wǎng) 7
1.3.4 企業(yè)網(wǎng) 7
1.3.5 外部網(wǎng) 8
1.4 互操作性問題 8
1.5 通信基礎(chǔ)設(shè)施在智能電網(wǎng)中的作用 10
1.5.1 用戶前端 10
1.5.2 核心通信網(wǎng) 11
1.5.3 最后一英里連接 14
1.5.4 控制中心 15
1.5.5 傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 16
1.6 智能電網(wǎng)中通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性與隱私性 17
1.6.1 組件安全 17
1.6.2 協(xié)議安全 18
1.6.3 網(wǎng)絡(luò)安全 18
1.7 開放性問題及未來(lái)研究方向 19
1.7.1 開銷可感知的通信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 19
1.7.2 服務(wù)質(zhì)量框架 19
1.7.3 最佳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 19
1.8 總結(jié) 20
參考文獻(xiàn) 20
第2章 智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化控制新模型 27
2.1 引言 27
2.2 當(dāng)前電力系統(tǒng)管理操作情況 27
2.2.1 當(dāng)前電力系統(tǒng)管理操作 28
2.2.2 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) 29
2.2.3 電力系統(tǒng)控制的基本模型 30
2.2.4 現(xiàn)有的電網(wǎng)控制技術(shù) 32
2.2.5 網(wǎng)絡(luò)化控制的固有困難 33
2.3 增強(qiáng)型智能電網(wǎng)的測(cè)量功能 34
2.3.1 狀態(tài)估計(jì) 34
2.3.2 廣域測(cè)量系統(tǒng)和GridStat 35
2.4 需求側(cè)管理和需求響應(yīng)：經(jīng)濟(jì)、綠色配電的關(guān)鍵 38
2.4.1 中央電力市場(chǎng) 39
2.4.2 實(shí)時(shí)定價(jià) 41
2.4.3 直接負(fù)載控制 43
2.4.4 網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)計(jì)的可能性和挑戰(zhàn) 44
2.5 總結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 45
第3章 智能電網(wǎng)需求側(cè)管理中的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 52
3.1 引言 52
3.2 系統(tǒng)模型 53
3.3 能耗調(diào)度模型 53
3.3.1 住宅負(fù)載調(diào)度模型 54
3.3.2 能耗調(diào)度問題闡述 54
3.3.3 能耗調(diào)度算法 56
3.3.4 性能估計(jì) 57
3.4 采用效用函數(shù)的能耗控制模型 58
3.4.1 用戶喜好和效用函數(shù) 58
3.4.2 能耗控制問題闡述 59
3.4.3 用戶之間的穩(wěn)態(tài)問題 60
3.4.4 VCG方法 63
3.4.5 電力級(jí)選擇算法的性能評(píng)估 64
3.5 總結(jié) 65
參考文獻(xiàn) 66
第4章 車輛到電網(wǎng)系統(tǒng)：輔助服務(wù)與通信 69
4.1 引言 69
4.2 V2G系統(tǒng)中的輔助服務(wù) 70
4.3 V2G系統(tǒng)架構(gòu) 72
4.3.1 聚合場(chǎng)景 74
4.3.2 充電場(chǎng)景 74
4.4 V2G系統(tǒng)通信 75
4.4.1 電力線通信與家庭插電聯(lián)盟 75
4.4.2 無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)和ZigBee 75
4.4.3 Z-Wave 76
4.4.4 蜂窩網(wǎng)絡(luò) 76
4.4.5 干擾管理與認(rèn)知無(wú)線電 76
4.5 面臨的挑戰(zhàn)與開放性研究問題 77
4.5.1 滿足通信需求 77
4.5.2 協(xié)調(diào)充電與放電 77
4.6 總結(jié) 78
參考文獻(xiàn) 78
第2部分 智能電網(wǎng)的物理層數(shù)據(jù)通信、接入、檢測(cè)和估計(jì)技術(shù)
第5章 智能電網(wǎng)的通信和接入技術(shù) 87
5.1 引言 87
5.1.1 傳統(tǒng)電網(wǎng)通信 87
5.1.2 智能電網(wǎng)的目標(biāo) 88
5.1.3 數(shù)據(jù)分類 90
5.2 通信媒質(zhì) 91
5.2.1 有線方案 92
5.2.2 無(wú)線方案 94
5.3 電力線通信標(biāo)準(zhǔn) 97
5.3.1 寬帶電力線通信 98
5.3.2 窄帶電力線通信 99
5.3.3 電力線通信技術(shù)共存 100
5.4 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn) 101
5.4.1 近距離無(wú)線方案 101
5.4.2 遠(yuǎn)距離解決方案 102
5.5 網(wǎng)絡(luò)解決方案 104
5.5.1 混合組網(wǎng)解決方案 105
5.5.2 公用還是*組網(wǎng) 105
5.5.3 互聯(lián)網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò) 105
5.5.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 106
5.5.5 機(jī)對(duì)機(jī)通信 107
5.6 總結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 109
第6章 智能電網(wǎng)中的機(jī)對(duì)機(jī)通信 113
6.1 引言 113
6.2 機(jī)對(duì)機(jī)通信技術(shù) 115
6.2.1 有線還是無(wú)線 115
6.2.2 微型機(jī)對(duì)機(jī)通信網(wǎng) 116
6.2.3 蜂窩機(jī)對(duì)機(jī)通信網(wǎng) 118
6.3 機(jī)對(duì)機(jī)通信的應(yīng)用 119
6.4 機(jī)對(duì)機(jī)通信架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)組織 120
6.4.1 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)機(jī)對(duì)機(jī)通信標(biāo)準(zhǔn) 120
6.4.2 第三代合作伙伴計(jì)劃物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 122
6.5 機(jī)對(duì)機(jī)通信在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 124
6.5.1 機(jī)對(duì)機(jī)通信標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu) 124
6.5.2 輸配電網(wǎng) 125
6.5.3 用戶終端應(yīng)用 127
6.6 總結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 129
第7章 智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)：分布式方法 133
7.1 引言 133
7.2 目前分布式狀態(tài)估計(jì)與不良數(shù)據(jù)處理的發(fā)展水平 134
7.2.1 廣域狀態(tài)估計(jì)模型 134
7.2.2 狀態(tài)估計(jì)中的不良數(shù)據(jù)處理 134
7.2.3 相關(guān)研究 135
7.3 全分布式不良數(shù)據(jù)檢測(cè) 136
7.3.1 引文 136
7.3.2 分布式不良數(shù)據(jù)的推薦算法 137
7.4 案例分析 139
7.4.1 案例一 140
7.4.2 案例二 141
7.5 總結(jié) 143
致謝 144
參考文獻(xiàn) 144
第8章 分布式狀態(tài)估計(jì)：一個(gè)基于學(xué)習(xí)的框架 146
8.1 引言 146
8.2 背景 147
8.3 狀態(tài)估計(jì)模型 147
8.4 基于學(xué)習(xí)的狀態(tài)估計(jì)方法 148
8.4.1 地理多樣性 148
8.4.2 邊信息 149
8.4.3 加權(quán)平均估計(jì) 149
8.4.4 評(píng)估性能 150
8.5 總結(jié) 151
參考文獻(xiàn) 151
第3部分 智能電網(wǎng)和廣域網(wǎng)
第9章 適用于廣域測(cè)量應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 157
9.1 引言 157
9.2 廣域測(cè)量系統(tǒng)的組成 158
9.2.1 PMU和PDC 158
9.2.2 硬件構(gòu)架 159
9.2.3 軟件設(shè)施 160
9.3 WAMS的通信網(wǎng)絡(luò) 161
9.3.1 通信需求 162
9.3.2 傳輸媒介 162
9.3.3 通信協(xié)議 163
9.4 WAMS應(yīng)用 164
9.4.1 電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 164
9.4.2 電力系統(tǒng)保護(hù) 166
9.4.3 電力系統(tǒng)控制 169
9.5 WAMS建模與網(wǎng)絡(luò)仿真 171
9.5.1 軟件介紹 171
9.5.2 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建模 171
9.5.3 應(yīng)用分類 173
9.5.4 監(jiān)測(cè)仿真 173
9.5.5 保護(hù)仿真 174
9.5.6 控制仿真 175
9.5.7 混合仿真 176
9.6 總結(jié) 176
參考文獻(xiàn) 177
第10章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 179
10.1 引言 179
10.2 智能電網(wǎng)應(yīng)用需求 179
10.2.1 應(yīng)用類型 179
10.2.2 服務(wù)質(zhì)量要求 180
10.2.3 按服務(wù)質(zhì)量劃分應(yīng)用 180
10.2.4 流量要求 183
10.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 186
10.3.1 通信部件 186
10.3.2 連通性 187
10.4 配置因素 189
10.4.1 頻譜 189
10.4.2 路徑損耗 190
10.4.3 覆蓋率 190
10.4.4 容量 192
10.4.5 彈性 192
10.4.6 安全性 193
10.4.7 資源共享 193
10.5 性能度量與折中 193
10.5.1 覆蓋范圍 193
10.5.2 容量 195
10.5.3 可靠性 197
10.5.4 時(shí)延 198
10.6 總結(jié) 199
參考文獻(xiàn) 200
第4部分 智能電網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
第11章 智能電網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)： 研究挑戰(zhàn)和潛在應(yīng)用 203
11.1 引言 203
11.2 基于WSN的智能電網(wǎng)應(yīng)用 204
11.2.1 客戶端 204
11.2.2 輸配電端 206
11.2.3 發(fā)電端 207
11.3 基于WSN的智能電網(wǎng)應(yīng)用的研究挑戰(zhàn) 208
11.4 總結(jié) 210
致謝 210
參考文獻(xiàn) 210
第12章 智能電網(wǎng)的傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 215
12.1 引言 215
12.2 傳感器和傳感準(zhǔn)則 216
12.2.1 計(jì)量和電能質(zhì)量傳感器 216
12.2.2 電力系統(tǒng)狀態(tài)和健康狀況監(jiān)測(cè)傳感器 218
12.3 智能電網(wǎng)的通信協(xié)議 219
12.3.1 MAC協(xié)議 220
12.3.2 路由協(xié)議 222
12.3.3 傳輸協(xié)議 226
12.4 智能電網(wǎng)中設(shè)計(jì)WSN協(xié)議的挑戰(zhàn) 227
12.5 總結(jié) 228
參考文獻(xiàn) 228
第13章 智能電網(wǎng)中傳感器與執(zhí)行器 網(wǎng)絡(luò)的潛在實(shí)現(xiàn)方法 232
13.1 引言 232
13.2 智能電網(wǎng)中的能量與信息流 233
13.3 智能電網(wǎng)中的SANET 235
13.3.1 SANET在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 235
13.3.2 智能電網(wǎng)中SANET的組成元件 237
13.3.3 SANET在智能電網(wǎng)中遇到的挑戰(zhàn) 240
13.4 提出的機(jī)制 240
13.4.1 普遍的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò) 240
13.4.2 可以感知環(huán)境的智能控制 241
13.4.3 壓縮傳感 242
13.4.4 設(shè)備工藝 242
13.5 智能電網(wǎng)中SANET的一個(gè)研究案例――家庭能源管理系統(tǒng) 244
13.5.1 能源管理系統(tǒng) 244
13.5.2 EMS的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 244
13.6 總結(jié) 245
參考文獻(xiàn) 246
第14章 智能電網(wǎng)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其性能評(píng)估 248
14.1 引言 248
14.2 智能電網(wǎng)中的約束協(xié)議棧 249
14.2.1 IEEE 802.15.4 249
14.2.2 基于IPv6的低速無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng) 250
14.2.3 低功耗有損網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 251
14.2.4 受約束的應(yīng)用協(xié)議 252
14.2.5 W3C制定的高效XML交換格式 253
14.3 實(shí)現(xiàn) 254
14.3.1 802.15.4 254
14.3.2 6LoWPAN 254
14.3.3 RPL 256
14.3.4 CoAP 256
14.3.5 EXI 258
14.4 性能評(píng)估 258
14.4.1 采用IEEE 802.15.4協(xié)議的鏈路性能 259
14.4.2 基于6LoWPAN的網(wǎng)絡(luò)吞吐量 260
14.4.3 在多跳場(chǎng)景下基于RPL的網(wǎng)絡(luò)吞吐量 262
14.4.4 CoAP性能 263
14.4.5 CoAP的多跳性能 265
14.5 總結(jié) 266
參考文獻(xiàn) 266
第5部分 智能電網(wǎng)通信和組網(wǎng)的安全問題
第15章 網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)智能電網(wǎng)影響的分析 271
15.1 引言 271
15.2 背景 272
15.2.1 風(fēng)險(xiǎn)管理 272
15.2.2 當(dāng)前的發(fā)展水平 273
15.3 網(wǎng)絡(luò)攻擊影響分析的框架 273
15.3.1 圖和動(dòng)力系統(tǒng) 273
15.3.2 基于圖的動(dòng)力系統(tǒng)模型合成 274
15.4 研究案例 275
15.4.1 13節(jié)點(diǎn)配電測(cè)試系統(tǒng) 275
15.4.2 模型合成 278
15.4.3 攻擊場(chǎng)景一 278
15.4.4 攻擊場(chǎng)景二 280
15.4.5 攻擊場(chǎng)景三 282
15.5 總結(jié) 283
參考文獻(xiàn) 284
第16章 在智能電網(wǎng)中干擾操控電力交易市場(chǎng) 287
16.1 引言 287
16.2 電力交易市場(chǎng)模型 288
16.3 攻擊體制 290
16.3.1 攻擊機(jī)制 290
16.3.2 損耗分析 291
16.4 防御對(duì)策 294
16.5 總結(jié) 296
參考文獻(xiàn) 296
第17章 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的安全性：攻擊和保護(hù)方案 299
17.1 引言 299
17.2 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)和隱秘攻擊 300
17.2.1 電網(wǎng)和測(cè)量模型 300
17.2.2 狀態(tài)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)檢測(cè) 302
17.2.3 BDD和隱秘攻擊 302
17.3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)SCADA網(wǎng)絡(luò)中的隱秘攻擊 303
17.3.1 最小代價(jià)隱秘攻擊：?jiǎn)栴}公式化 303
17.3.2 最小代價(jià)隱秘攻擊的精確計(jì)算 304
17.3.3 最小代價(jià)的上界 305
17.3.4 數(shù)值結(jié)果 307
17.4 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)SCADA網(wǎng)絡(luò)中對(duì)攻擊的防護(hù) 308
17.4.1 完美保護(hù) 308
17.4.2 不完美的保護(hù) 309
17.4.3 數(shù)值結(jié)果 309
17.5 對(duì)SCADA網(wǎng)絡(luò)路由的隱秘攻擊 310
17.5.1 測(cè)量攻擊代價(jià) 311
17.5.2 變電站攻擊的影響 312
17.5.3 數(shù)值結(jié)果 313
17.6 對(duì)SCADA網(wǎng)絡(luò)路由上隱秘攻擊的防護(hù) 313
17.6.1 單路徑和多路徑路由 314
17.6.2 數(shù)據(jù)認(rèn)證和保護(hù) 316
17.7 總結(jié) 316
參考文獻(xiàn) 317
第18章 智能電網(wǎng)中的分層安全架構(gòu) 319
18.1 引言 319
18.2 分層架構(gòu) 320
18.2.1 物理層 322
18.2.2 控制層 323
18.2.3 通信層 323
18.2.4 網(wǎng)絡(luò)層 323
18.2.5 監(jiān)督層 323
18.2.6 管理層 323
18.3 魯棒彈性控制 324
18.4 安全的網(wǎng)絡(luò)路由 327
18.4.1 分層路由 328
18.4.2 集中式與分布式的架構(gòu) 329
18.5 信息安全管理 330
18.5.1 漏洞管理 330
18.5.2 用戶打補(bǔ)丁 331
18.6 總結(jié) 333
參考文獻(xiàn) 334
第19章 應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的安全智能電網(wǎng)設(shè)計(jì) 338
19.1 引言 338
19.2 對(duì)先進(jìn)儀表設(shè)施的入侵檢測(cè) 340
19.2.1 智能電表和安全問題 340
19.2.2 環(huán)境感知和監(jiān)控方案的架構(gòu) 341
19.2.3 基于規(guī)范的IDS強(qiáng)制執(zhí)行策略 342
19.3 SCADA系統(tǒng)的融合網(wǎng)絡(luò) 344
19.3.1 對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合的需求和挑戰(zhàn) 344
19.3.2 具有時(shí)效性限制的架構(gòu) 345
19.4 鑒權(quán)的設(shè)計(jì)原則 347
19.4.1 為智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)安全鑒權(quán)協(xié)議的要求和挑戰(zhàn) 347
19.4.2 認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 348
19.4.3 使用案例：DNP3的安全認(rèn)證補(bǔ)充 349
19.5 總結(jié) 350
致謝 351
參考文獻(xiàn) 351
第6部分 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和配置
第20章 案例研究和最新智能電網(wǎng) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 357
20.1 引言 357
20.2 智能電網(wǎng) 357
20.2.1 濟(jì)州島智能電網(wǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目 357
20.2.2 Hydro one的高級(jí)分布式系統(tǒng)項(xiàng)目 358
20.2.3 智能家庭項(xiàng)目 361
20.3 智能電力系統(tǒng) 361
20.4 智能用戶 362
20.4.1 PEPCO 363
20.4.2 聯(lián)邦愛迪生 363
20.4.3 康涅狄格光電 364
20.4.4 加利福尼亞州定價(jià)試點(diǎn) 365
20.5 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 365
20.6 總結(jié) 365
參考文獻(xiàn) 366
目錄
品牌：圖書
| 商品基本信息，請(qǐng)以下列介紹為準(zhǔn) | |
| 商品名稱： | 智能電網(wǎng)通信及組網(wǎng)技術(shù) |
| 作者： | (加)侯賽因,韓竹,(美)珀?duì)?/td> |
| 譯者： | 劉英挺 等 |
| 市場(chǎng)價(jià)： | 59元 |
| 文軒網(wǎng)價(jià)： | 46元【78折】 |
| ISBN號(hào)： | 9787121213250 |
| 出版社： | 電子工業(yè)出版社 |
| 商品類型： | 圖書 |
| 其他參考信息（以實(shí)物為準(zhǔn)） | ||
| 裝幀：平裝 | 開本：16開 | 語(yǔ)種：中文 |
| 出版時(shí)間：2013-09-01 | 版次：1 | 頁(yè)數(shù)：366 |
| 印刷時(shí)間：2013-09-01 | 印次：1 | 字?jǐn)?shù)：688.00千字 |
| 內(nèi)容簡(jiǎn)介 | |
| 本書詳細(xì)介紹了智能電網(wǎng)中的通信技術(shù)及組網(wǎng)技術(shù)，主要包括模型及其通信架構(gòu)，物理層數(shù)據(jù)通信、接入、檢測(cè)和估計(jì)技術(shù)，廣域網(wǎng)，傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)，以及智能電網(wǎng)通信和組網(wǎng)的安全、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和配置等內(nèi)容。本書內(nèi)容全面，覆蓋了智能電網(wǎng)中通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新理論、關(guān)鍵策略、協(xié)議、應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究，為讀者深入了解智能電網(wǎng)以及電力系統(tǒng)工程師優(yōu)化通信系統(tǒng)提供基本信息和技術(shù)參考。 |
| 目錄 | |
| 第1部分 智能電網(wǎng)模型及其通信架構(gòu) 第1章 智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)：以架構(gòu)的角度來(lái)看 3 1.1 引言 3 1.2 智能電網(wǎng)的概念模型 4 1.3 智能電網(wǎng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施 5 1.3.1 家庭局域網(wǎng) 7 1.3.2 鄰域網(wǎng) 7 1.3.3 廣域網(wǎng) 7 1.3.4 企業(yè)網(wǎng) 7 1.3.5 外部網(wǎng) 8 1.4 互操作性問題 8 1.5 通信基礎(chǔ)設(shè)施在智能電網(wǎng)中的作用 10 1.5.1 用戶前端 10 1.5.2 核心通信網(wǎng) 11 1.5.3 最后一英里連接 14 1.5.4 控制中心 15 1.5.5 傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 16 1.6 智能電網(wǎng)中通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性與隱私性 17 1.6.1 組件安全 17 1.6.2 協(xié)議安全 18 1.6.3 網(wǎng)絡(luò)安全 18 1.7 開放性問題及未來(lái)研究方向 19 1.7.1 開銷可感知的通信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 19 1.7.2 服務(wù)質(zhì)量框架 19 1.7.3 最佳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 19 1.8 總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 20 第2章 智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化控制新模型 27 2.1 引言 27 2.2 當(dāng)前電力系統(tǒng)管理操作情況 27 2.2.1 當(dāng)前電力系統(tǒng)管理操作 28 2.2.2 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) 29 2.2.3 電力系統(tǒng)控制的基本模型 30 2.2.4 現(xiàn)有的電網(wǎng)控制技術(shù) 32 2.2.5 網(wǎng)絡(luò)化控制的固有困難 33 2.3 增強(qiáng)型智能電網(wǎng)的測(cè)量功能 34 2.3.1 狀態(tài)估計(jì) 34 2.3.2 廣域測(cè)量系統(tǒng)和GridStat 35 2.4 需求側(cè)管理和需求響應(yīng)：經(jīng)濟(jì)、綠色配電的關(guān)鍵 38 2.4.1 中央電力市場(chǎng) 39 2.4.2 實(shí)時(shí)定價(jià) 41 2.4.3 直接負(fù)載控制 43 2.4.4 網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)計(jì)的可能性和挑戰(zhàn) 44 2.5 總結(jié) 45 參考文獻(xiàn) 45 第3章 智能電網(wǎng)需求側(cè)管理中的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 52 3.1 引言 52 3.2 系統(tǒng)模型 53 3.3 能耗調(diào)度模型 53 3.3.1 住宅負(fù)載調(diào)度模型 54 3.3.2 能耗調(diào)度問題闡述 54 3.3.3 能耗調(diào)度算法 56 3.3.4 性能估計(jì) 57 3.4 采用效用函數(shù)的能耗控制模型 58 3.4.1 用戶喜好和效用函數(shù) 58 3.4.2 能耗控制問題闡述 59 3.4.3 用戶之間的穩(wěn)態(tài)問題 60 3.4.4 VCG方法 63 3.4.5 電力級(jí)選擇算法的性能評(píng)估 64 3.5 總結(jié) 65 參考文獻(xiàn) 66 第4章 車輛到電網(wǎng)系統(tǒng)：輔助服務(wù)與通信 69 4.1 引言 69 4.2 V2G系統(tǒng)中的輔助服務(wù) 70 4.3 V2G系統(tǒng)架構(gòu) 72 4.3.1 聚合場(chǎng)景 74 4.3.2 充電場(chǎng)景 74 4.4 V2G系統(tǒng)通信 75 4.4.1 電力線通信與家庭插電聯(lián)盟 75 4.4.2 無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)和ZigBee 75 4.4.3 Z-Wave 76 4.4.4 蜂窩網(wǎng)絡(luò) 76 4.4.5 干擾管理與認(rèn)知無(wú)線電 76 4.5 面臨的挑戰(zhàn)與開放性研究問題 77 4.5.1 滿足通信需求 77 4.5.2 協(xié)調(diào)充電與放電 77 4.6 總結(jié) 78 參考文獻(xiàn) 78 第2部分 智能電網(wǎng)的物理層數(shù)據(jù)通信、接入、檢測(cè)和估計(jì)技術(shù) 第5章 智能電網(wǎng)的通信和接入技術(shù) 87 5.1 引言 87 5.1.1 傳統(tǒng)電網(wǎng)通信 87 5.1.2 智能電網(wǎng)的目標(biāo) 88 5.1.3 數(shù)據(jù)分類 90 5.2 通信媒質(zhì) 91 5.2.1 有線方案 92 5.2.2 無(wú)線方案 94 5.3 電力線通信標(biāo)準(zhǔn) 97 5.3.1 寬帶電力線通信 98 5.3.2 窄帶電力線通信 99 5.3.3 電力線通信技術(shù)共存 100 5.4 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn) 101 5.4.1 近距離無(wú)線方案 101 5.4.2 遠(yuǎn)距離解決方案 102 5.5 網(wǎng)絡(luò)解決方案 104 5.5.1 混合組網(wǎng)解決方案 105 5.5.2 公用還是*組網(wǎng) 105 5.5.3 互聯(lián)網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò) 105 5.5.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 106 5.5.5 機(jī)對(duì)機(jī)通信 107 5.6 總結(jié) 109 參考文獻(xiàn) 109 第6章 智能電網(wǎng)中的機(jī)對(duì)機(jī)通信 113 6.1 引言 113 6.2 機(jī)對(duì)機(jī)通信技術(shù) 115 6.2.1 有線還是無(wú)線 115 6.2.2 微型機(jī)對(duì)機(jī)通信網(wǎng) 116 6.2.3 蜂窩機(jī)對(duì)機(jī)通信網(wǎng) 118 6.3 機(jī)對(duì)機(jī)通信的應(yīng)用 119 6.4 機(jī)對(duì)機(jī)通信架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)組織 120 6.4.1 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)機(jī)對(duì)機(jī)通信標(biāo)準(zhǔn) 120 6.4.2 第三代合作伙伴計(jì)劃物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 122 6.5 機(jī)對(duì)機(jī)通信在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 124 6.5.1 機(jī)對(duì)機(jī)通信標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu) 124 6.5.2 輸配電網(wǎng) 125 6.5.3 用戶終端應(yīng)用 127 6.6 總結(jié) 129 參考文獻(xiàn) 129 第7章 智能電網(wǎng)中不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)：分布式方法 133 7.1 引言 133 7.2 目前分布式狀態(tài)估計(jì)與不良數(shù)據(jù)處理的發(fā)展水平 134 7.2.1 廣域狀態(tài)估計(jì)模型 134 7.2.2 狀態(tài)估計(jì)中的不良數(shù)據(jù)處理 134 7.2.3 相關(guān)研究 135 7.3 全分布式不良數(shù)據(jù)檢測(cè) 136 7.3.1 引文 136 7.3.2 分布式不良數(shù)據(jù)的推薦算法 137 7.4 案例分析 139 7.4.1 案例一 140 7.4.2 案例二 141 7.5 總結(jié) 143 致謝 144 參考文獻(xiàn) 144 第8章 分布式狀態(tài)估計(jì)：一個(gè)基于學(xué)習(xí)的框架 146 8.1 引言 146 8.2 背景 147 8.3 狀態(tài)估計(jì)模型 147 8.4 基于學(xué)習(xí)的狀態(tài)估計(jì)方法 148 8.4.1 地理多樣性 148 8.4.2 邊信息 149 8.4.3 加權(quán)平均估計(jì) 149 8.4.4 評(píng)估性能 150 8.5 總結(jié) 151 參考文獻(xiàn) 151 第3部分 智能電網(wǎng)和廣域網(wǎng) 第9章 適用于廣域測(cè)量應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 157 9.1 引言 157 9.2 廣域測(cè)量系統(tǒng)的組成 158 9.2.1 PMU和PDC 158 9.2.2 硬件構(gòu)架 159 9.2.3 軟件設(shè)施 160 9.3 WAMS的通信網(wǎng)絡(luò) 161 9.3.1 通信需求 162 9.3.2 傳輸媒介 162 9.3.3 通信協(xié)議 163 9.4 WAMS應(yīng)用 164 9.4.1 電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 164 9.4.2 電力系統(tǒng)保護(hù) 166 9.4.3 電力系統(tǒng)控制 169 9.5 WAMS建模與網(wǎng)絡(luò)仿真 171 9.5.1 軟件介紹 171 9.5.2 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建模 171 9.5.3 應(yīng)用分類 173 9.5.4 監(jiān)測(cè)仿真 173 9.5.5 保護(hù)仿真 174 9.5.6 控制仿真 175 9.5.7 混合仿真 176 9.6 總結(jié) 176 參考文獻(xiàn) 177 第10章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 179 10.1 引言 179 10.2 智能電網(wǎng)應(yīng)用需求 179 10.2.1 應(yīng)用類型 179 10.2.2 服務(wù)質(zhì)量要求 180 10.2.3 按服務(wù)質(zhì)量劃分應(yīng)用 180 10.2.4 流量要求 183 10.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 186 10.3.1 通信部件 186 10.3.2 連通性 187 10.4 配置因素 189 10.4.1 頻譜 189 10.4.2 路徑損耗 190 10.4.3 覆蓋率 190 10.4.4 容量 192 10.4.5 彈性 192 10.4.6 安全性 193 10.4.7 資源共享 193 10.5 性能度量與折中 193 10.5.1 覆蓋范圍 193 10.5.2 容量 195 10.5.3 可靠性 197 10.5.4 時(shí)延 198 10.6 總結(jié) 199 參考文獻(xiàn) 200 第4部分 智能電網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 第11章 智能電網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)： 研究挑戰(zhàn)和潛在應(yīng)用 203 11.1 引言 203 11.2 基于WSN的智能電網(wǎng)應(yīng)用 204 11.2.1 客戶端 204 11.2.2 輸配電端 206 11.2.3 發(fā)電端 207 11.3 基于WSN的智能電網(wǎng)應(yīng)用的研究挑戰(zhàn) 208 11.4 總結(jié) 210 致謝 210 參考文獻(xiàn) 210 第12章 智能電網(wǎng)的傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 215 12.1 引言 215 12.2 傳感器和傳感準(zhǔn)則 216 12.2.1 計(jì)量和電能質(zhì)量傳感器 216 12.2.2 電力系統(tǒng)狀態(tài)和健康狀況監(jiān)測(cè)傳感器 218 12.3 智能電網(wǎng)的通信協(xié)議 219 12.3.1 MAC協(xié)議 220 12.3.2 路由協(xié)議 222 12.3.3 傳輸協(xié)議 226 12.4 智能電網(wǎng)中設(shè)計(jì)WSN協(xié)議的挑戰(zhàn) 227 12.5 總結(jié) 228 參考文獻(xiàn) 228 第13章 智能電網(wǎng)中傳感器與執(zhí)行器 網(wǎng)絡(luò)的潛在實(shí)現(xiàn)方法 232 13.1 引言 232 13.2 智能電網(wǎng)中的能量與信息流 233 13.3 智能電網(wǎng)中的SANET 235 13.3.1 SANET在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用 235 13.3.2 智能電網(wǎng)中SANET的組成元件 237 13.3.3 SANET在智能電網(wǎng)中遇到的挑戰(zhàn) 240 13.4 提出的機(jī)制 240 13.4.1 普遍的面向服務(wù)的網(wǎng)絡(luò) 240 13.4.2 可以感知環(huán)境的智能控制 241 13.4.3 壓縮傳感 242 13.4.4 設(shè)備工藝 242 13.5 智能電網(wǎng)中SANET的一個(gè)研究案例――家庭能源管理系統(tǒng) 244 13.5.1 能源管理系統(tǒng) 244 13.5.2 EMS的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 244 13.6 總結(jié) 245 參考文獻(xiàn) 246 第14章 智能電網(wǎng)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其性能評(píng)估 248 14.1 引言 248 14.2 智能電網(wǎng)中的約束協(xié)議棧 249 14.2.1 IEEE 802.15.4 249 14.2.2 基于IPv6的低速無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng) 250 14.2.3 低功耗有損網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 251 14.2.4 受約束的應(yīng)用協(xié)議 252 14.2.5 W3C制定的高效XML交換格式 253 14.3 實(shí)現(xiàn) 254 14.3.1 802.15.4 254 14.3.2 6LoWPAN 254 14.3.3 RPL 256 14.3.4 CoAP 256 14.3.5 EXI 258 14.4 性能評(píng)估 258 14.4.1 采用IEEE 802.15.4協(xié)議的鏈路性能 259 14.4.2 基于6LoWPAN的網(wǎng)絡(luò)吞吐量 260 14.4.3 在多跳場(chǎng)景下基于RPL的網(wǎng)絡(luò)吞吐量 262 14.4.4 CoAP性能 263 14.4.5 CoAP的多跳性能 265 14.5 總結(jié) 266 參考文獻(xiàn) 266 第5部分 智能電網(wǎng)通信和組網(wǎng)的安全問題 第15章 網(wǎng)絡(luò)攻擊對(duì)智能電網(wǎng)影響的分析 271 15.1 引言 271 15.2 背景 272 15.2.1 風(fēng)險(xiǎn)管理 272 15.2.2 當(dāng)前的發(fā)展水平 273 15.3 網(wǎng)絡(luò)攻擊影響分析的框架 273 15.3.1 圖和動(dòng)力系統(tǒng) 273 15.3.2 基于圖的動(dòng)力系統(tǒng)模型合成 274 15.4 研究案例 275 15.4.1 13節(jié)點(diǎn)配電測(cè)試系統(tǒng) 275 15.4.2 模型合成 278 15.4.3 攻擊場(chǎng)景一 278 15.4.4 攻擊場(chǎng)景二 280 15.4.5 攻擊場(chǎng)景三 282 15.5 總結(jié) 283 參考文獻(xiàn) 284 第16章 在智能電網(wǎng)中干擾操控電力交易市場(chǎng) 287 16.1 引言 287 16.2 電力交易市場(chǎng)模型 288 16.3 攻擊體制 290 16.3.1 攻擊機(jī)制 290 16.3.2 損耗分析 291 16.4 防御對(duì)策 294 16.5 總結(jié) 296 參考文獻(xiàn) 296 第17章 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的安全性：攻擊和保護(hù)方案 299 17.1 引言 299 17.2 電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)和隱秘攻擊 300 17.2.1 電網(wǎng)和測(cè)量模型 300 17.2.2 狀態(tài)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)檢測(cè) 302 17.2.3 BDD和隱秘攻擊 302 17.3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)SCADA網(wǎng)絡(luò)中的隱秘攻擊 303 17.3.1 最小代價(jià)隱秘攻擊：?jiǎn)栴}公式化 303 17.3.2 最小代價(jià)隱秘攻擊的精確計(jì)算 304 17.3.3 最小代價(jià)的上界 305 17.3.4 數(shù)值結(jié)果 307 17.4 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)SCADA網(wǎng)絡(luò)中對(duì)攻擊的防護(hù) 308 17.4.1 完美保護(hù) 308 17.4.2 不完美的保護(hù) 309 17.4.3 數(shù)值結(jié)果 309 17.5 對(duì)SCADA網(wǎng)絡(luò)路由的隱秘攻擊 310 17.5.1 測(cè)量攻擊代價(jià) 311 17.5.2 變電站攻擊的影響 312 17.5.3 數(shù)值結(jié)果 313 17.6 對(duì)SCADA網(wǎng)絡(luò)路由上隱秘攻擊的防護(hù) 313 17.6.1 單路徑和多路徑路由 314 17.6.2 數(shù)據(jù)認(rèn)證和保護(hù) 316 17.7 總結(jié) 316 參考文獻(xiàn) 317 第18章 智能電網(wǎng)中的分層安全架構(gòu) 319 18.1 引言 319 18.2 分層架構(gòu) 320 18.2.1 物理層 322 18.2.2 控制層 323 18.2.3 通信層 323 18.2.4 網(wǎng)絡(luò)層 323 18.2.5 監(jiān)督層 323 18.2.6 管理層 323 18.3 魯棒彈性控制 324 18.4 安全的網(wǎng)絡(luò)路由 327 18.4.1 分層路由 328 18.4.2 集中式與分布式的架構(gòu) 329 18.5 信息安全管理 330 18.5.1 漏洞管理 330 18.5.2 用戶打補(bǔ)丁 331 18.6 總結(jié) 333 參考文獻(xiàn) 334 第19章 應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的安全智能電網(wǎng)設(shè)計(jì) 338 19.1 引言 338 19.2 對(duì)先進(jìn)儀表設(shè)施的入侵檢測(cè) 340 19.2.1 智能電表和安全問題 340 19.2.2 環(huán)境感知和監(jiān)控方案的架構(gòu) 341 19.2.3 基于規(guī)范的IDS強(qiáng)制執(zhí)行策略 342 19.3 SCADA系統(tǒng)的融合網(wǎng)絡(luò) 344 19.3.1 對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合的需求和挑戰(zhàn) 344 19.3.2 具有時(shí)效性限制的架構(gòu) 345 19.4 鑒權(quán)的設(shè)計(jì)原則 347 19.4.1 為智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)安全鑒權(quán)協(xié)議的要求和挑戰(zhàn) 347 19.4.2 認(rèn)證協(xié)議的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 348 19.4.3 使用案例：DNP3的安全認(rèn)證補(bǔ)充 349 19.5 總結(jié) 350 致謝 351 參考文獻(xiàn) 351 第6部分 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和配置 第20章 案例研究和最新智能電網(wǎng) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 357 20.1 引言 357 20.2 智能電網(wǎng) 357 20.2.1 濟(jì)州島智能電網(wǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目 357 20.2.2 Hydro one的高級(jí)分布式系統(tǒng)項(xiàng)目 358 20.2.3 智能家庭項(xiàng)目 361 20.3 智能電力系統(tǒng) 361 20.4 智能用戶 362 20.4.1 PEPCO 363 20.4.2 聯(lián)邦愛迪生 363 20.4.3 康涅狄格光電 364 20.4.4 加利福尼亞州定價(jià)試點(diǎn) 365 20.5 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 365 20.6 總結(jié) 365 參考文獻(xiàn) 366 |
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