高電壓大電流數字化計量技術 胡浩亮 聶琪 9787568094566 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
1、內容體系更加完善；本書內容涵蓋了數字化計量主流設備，包含電子式互感器、合併單元或者數字化電能表等各個設備，並且從應用場景章節注重整體性的技術介紹，以增強系統性；同時本書從數字化電能計量拓展到直流數字化計量、衝擊數字化計量，還有從電力現場數字化拓展到實驗室數字化，從設備和應用場景方面都更加完善。 2、章節結構更加合理；本書從數字化計量理論、應用場景、設備生產、設備應用校準、溯源體系、數據深化應用到新型量子技術設置章節，涵蓋了從設計、生產、試驗、應用等全壽命環節，有利於技術人員全面了解該項技術。3、技術水平更加深入；本書第四章中新型集中計量裝置，第五章中基於網路的電子式互感器高效試驗方法，第六章中基於量子電壓的溯源校驗儀溯源方法、第七章中基於大數據的誤差預測演算法和實驗室區塊鏈技術，以及第八章中量子電流、量子感測技術都是目前業內*高技術水平，可以為相關技術人員拓寬研究視野提供有力幫助。4、理論梳理更加深刻；本書期望全面梳理構建數字化計量系統的支撐理論，這也是目前大部分書籍都比較薄弱的環節，希望通過基本理論和概念、包括名詞術語的定義幫助技術人員掌握更加紮實的基礎，為後續深化應用打下基礎。5、應用更加貼合實際；本書第三章中增加了一些現場實際應用場景，比較直觀展現數字化計量技術目前在電力行業的應用概況，在本書*后一章也對數字化計量後續可能的應用場景進行了展望，有助於數字化計量技術的落地推廣。

內容簡介
本書共分為九章，第一章緒論介紹數字化計量技術發展背景、*新進展及面臨的挑戰。第二章介紹數字化計量技術基本理論，包括數字化計量的誤差基本定義、數字化計量基本構成環節。第三章介紹高壓大電流數字化計量場景，包括智能變電站數字化計量系統應用、數字化計量設備在配網中的應用、衝擊電壓、電流數字化和智慧實驗室建設。第四章介紹數字化計量設備，包括交直流電子式互感器、合併單元、數字化電能表等。第五章介紹數字化計量設備的量值溯源技術，包括智能變電站現場校準技術和直流換流站現場校準技術。第六章介紹數字化計量設備的量值溯源技術，包括數字化計量設備的誤差理論、IEC61850數字報文特性量值溯源方法、交流量子技術在電子式互感器校驗儀整檢裝置的應用等。第七章介紹數字化計量系統的數據應用，包括交直流量測數據的應用、區塊鏈的智慧實驗室數據應用。第八章介紹量子計量技術，包括量子電流、量子電壓和量子感測技術應用。第九章為展望，對於數字化計量在綜合能源的應用，以及數字孿生技術做了展望。

作者簡介
中國電機工程學會高級會員，國家一級註冊計量師，中國電力科學研究院計量所高壓計量產品性能試驗研究室主任，j教授級高工，長期從事數字化計量研究工作，牽頭開展了國網公司重點工作「數字化計量體系建設研究工作」，完成了數字化計量系統頂層設計，初步建立了數字化計量標準體系及量值溯源傳體系，為公司數字化計量體系建設工作做出了開創性的貢獻。主持完成多項國網公司重大科技攻關項目，發表EI/SCI論文20餘篇，授權發明專利10餘項，獲得省部級獎勵6項，獲得2019年中國專利銀獎。牽頭負責國網公司數字化多次主持和主要參与國家重大科技項目的攻關，主持起草了電力行業標準《電子式互感器介面規範》、《電子式互感器校驗儀通用技術條件》、國網公司企業標準《計量用合併單元技術條件》，正在主持起草國家計量技術法規《電子式互感器校準規範》、《合併單元檢定規程》，《光纖電流互感器技術條件》等多項相關的技術規範。

目錄

目錄
第1章緒論(1)
第2章數字化計量基本理論(2)
2 1數字化的概念(2)
2 2數字化的特點(3)
2 3數字化系統的基本結構(4)
2 3 1高壓變電站典型架構(5)
2 3 2配電網典型架構(6)
2 4數字化計量名詞術語(8)
2 5小結(8)
第3章高電壓大電流數字化計量場景(9)
3 1智慧變電站(9)
3 2直流配電網(11)
3 3充電樁(12)
3 4雙回合環運行用戶電能計量(13)
3 5大電流用戶電能計量(15)
3 6直流計量系統(16)
3 7衝擊電壓、電流數字化技術(19)
3 8智慧實驗室典型架構(21)
3 9小結(23)
第4章高電壓大電流數字化計量設備(25)
4 1交流電子式互感器(25)
4 1 1有源電子式互感器的整體結構(25)
4 1 2有源電子式互感器的感測部分(34)
4 1 3有源電子式互感器的一次轉換器(38)
4 1 4高精度測量技術(42)
4 2直流互感器(46)
4 2 1直流互感器感測原理(46)
4 2 2直流互感器測量技術(51)
4 3合併單元(53)
4 3 1合併單元的作用(53)
4 3 2合併單元的基本結構(53)
4 3 3自校準合併單元(55)
4 4數字化電能表(56)
4 4 1數字化電能表的概況(56)
4 4 2數字化電能表的整體設計方案(57)
4 5集中計量裝置(60)
4 5 1集中計量裝置的作用(60)
4 5 2集中計量裝置的主要功能(60)
4 6計量監測裝置(64)
4 6 1計量監測裝置的作用(64)
4 6 2計量監測裝置的系統架構(64)
4 6 3組屏方式及主要技術參數(66)
4 7小結(67)
第5章高電壓大電流數字化計量設備量值傳遞技術(68)
5 1數字化測量設備量值傳遞技術研究現狀(68)
5 1 1離線校準方法(70)
5 1 2基於誤差比較的在線校準方法(71)
5 1 3基於數據驅動的在線校準方法(74)
5 2智能變電站數字化計量系統離線校準技術(75)
5 2 1電子式互感器校準方法(75)
5 2 2基於網路報文的電子式互感器現場高效測試方法(81)
5 2 3基於分散式的互感器與合併單元組合校準方法(88)
5 3直流換流站現場離線校準技術(97)
5 3 1無線校準方法(97)
5 3 2二次測量系統校準方法(101)
5 4基於誤差比較的電壓/電流測量誤差評估方法(104)
5 5基於數據驅動的電子式互感器誤差狀態相關性分析方法(107)
5 6小結(134)
第6章高電壓大電流數字化計量設備溯源體系(135)
6 1數字化測量設備誤差模型研究(135)
6 1 1溯源問題的引出(135)
6 1 2傳統電流互感器校準系統誤差模型(135)
6 1 3電子式電流互感器校準系統誤差模型(137)
6 1 4溯源問題對比(139)
6 2電子式互感器校驗儀溯源技術(140)
6 2 1電子式互感器校驗儀溯源方案基本思路(140)
6 2 2基於A/D直接採樣的電子式互感器校驗儀溯源技術(141)
6 2 3基於同步脈衝源的電子式互感器校驗儀溯源技術(143)
6 2 4兩種電子式互感器校驗儀溯源技術比較(146)
6 3合併單元校驗儀溯源技術(147)
6 3 1合併單元校驗儀溯源現狀(147)
6 3 2裝置方案設計原理(148)
6 4直流互感器暫態校驗儀溯源技術(152)
6 4 1直流互感器暫態校驗儀工作原理(152)
6 4 2直流互感器暫態校驗儀溯源方案(154)
6 5數字化計量系統的時鐘誤差遠程溯源技術(157)
6 5 1總體技術方案(158)
6 5 2數字化計量系統的時鐘誤差自校準技術原理研究(160)
6 5 3數字化計量系統的報文離散度自校準技術原理研究(161)
6 5 4數字化計量系統的遠程校準系統原理研究(163)
6 6衝擊軟體溯源技術(164)
6 7小結(165)
第7章高電壓大電流數字化計量系統數據應用(166)
7 1交流數字化測量系統數據應用(166)
7 1 1電網複雜運行方式下穿越功率計量(166)
7 1 2採樣值傳輸質量評價方法(170)
7 1 3電量平衡及損耗計算(174)
7 2直流換流站能效分析(175)
7 2 1柔性直流輸電系統能效計量點設置(175)
7 2 2能效計量器具的選擇(180)
7 3衝擊軟體數據的應用(183)
7 3 1測量雷電全波的方法分析(183)
7 3 2雷電全波計算流程(184)
7 3 3軟體的驗證(186)
7 4基於區塊鏈的智慧實驗室數據應用(190)
7 4 1區塊鏈技術概述(190)
7 4 2基於區塊鏈技術的電能計量可信平台(191)
7 4 3高電壓大電流數字化測量系統數據的可信化和共享(202)
7 5小結(205)
第8章高電壓大電流量子計量技術(206)
8 1量子技術概述(206)
8 2量子電流計量技術(207)
8 2 1傳統電流基準研究(207)
8 2 2量子電流基準研究(207)
8 2 3基於電子加速器的電流量子化基準基礎研究(209)
8 3量子電壓計量技術(216)
8 4量子電能標準技術研究(218)
8 5高壓大電流量子感測技術(219)
8 5 1量子磁場感測技術(221)
8 5 2量子電場感測技術(224)
8 5 3電力量子傳感器(228)
8 6小結(229)
第9章展望(231)
9 1數字化計量在綜合能源計量中的應用(231)
9 1 1配電物聯網(231)
9 1 2數字化計量支撐展望(232)
9 2數字孿生技術(233)
9 3小結(236)
參考文獻(237)

精彩書摘
一個國家的計量水平在一定程度上反映了國家科學技術和經濟發展水平，計量屬於基礎學科領域和國家公益事業範疇。在電力系統中，高電壓大電流計量技術廣泛用於電力繼電保護、貿易結算、測量測控、節能降耗、試驗檢測等方面，是電網安全、穩定、經濟運行的重要保障，其重要性不言而喻。經歷幾代計量人的持續潛心研究，我國攻克了一批高電壓大電流計量領域關鍵核心技術，電壓/電流的測量範圍和準確度均達到了國際領先水平，並建立了具有完全自主知識產權的新一代計量標準體系。這些技術和成果在青藏聯網、張北柔直、巴西美麗山等國內外特高壓輸電工程中大量應用，為特高壓電網建設和穩定運行提供了技術保障。近年來，德國、澳大利亞和土耳其等國家的*高計量技術機構引進了我國研發的高電壓計量標準裝置。叢書作者總結多年研究經驗與成果，並邀請中國科學院陳維江院士、中國科學院程時傑院士等專家作為顧問，歷經三年完成叢書的編寫。叢書分五冊，對工頻、直流、衝擊電壓和電流計量中經典的、先進的和*新的技術和方法進行了系統的介紹，所涉及的量值自校準溯源方法、標準裝置設計技術、測量不確定度分析理論等內容均是我國高電壓大電流計量標準裝置不斷升級換代中產生的創新性成果。叢書在介紹理論、方法的同時，給出了大量具有實際應用意義的設計方案與具體參數，能夠對本領域的研究、設計和測試起到很好的指導作用，從而更好地促進行業的技術發展及人才培養，以形成具有我國特色的技術創新路線。隨著國家實施綠色、低碳、環保的能源轉型戰略，高電壓大電流計量技術將在電力、交通、*、航天等行業得到更為廣泛的應用。叢書的出版對促進我國高電壓大電流計量技術的進一步研究和發展，充分發揮計量技術在經濟社會發展中的基礎支撐作用，具有重要的學術價值和實踐價值，對促進我國實現碳達峰和碳中和目標、實施能源綠色低碳轉型戰略具有重要的社會意義和經濟意義。

前言/序言
發展數字經濟是把握新一輪科技革命和產業變革新機遇的戰略選擇。隨著數字經濟的蓬勃發展，數字技術成為新的發展引擎，以數字化驅動計量事業發展，既是現實迫切的需求，也是產業發展的方向。電力計量貫穿電力生產、銷售及電網安全運行全環節。隨著新型電力系統構建加快，電力系統「雙高」「雙峰」特徵日益凸顯，源網荷儲協同互動、電熱氣冷多能互補使能源供需優化平衡日益複雜，對計量全息感知、動態採樣和高效處理的要求越來越高。因此，加快電力計量數字化轉型，推動先進信息通信技術與計量技術深度融合，促使電力計量向數字化、智能化、自動化方向發展是現實迫切的需求。當前，國家電網有限公司在智能變電站、智慧變電站中推廣應用數字化計量系統，並且在高電壓大電流感測、數據採樣、信號傳輸、量值傳遞、設備溯源以及業務應用等全面實現數字化。2021年，國務院印發了《計量發展規劃(2021—2035年)》，將計量數字化轉型研究作為計量基礎研究的重點任務，推動跨行業、跨領域計量數據的融合、共享與應用發展，服務數字化建設。與傳統計量系統不同，數字化計量系統採用了大量電子技術、光學技術、人工智慧技術、大