電網調度自動化與配網自動化技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:中國水利水電齣版社

作者:王士政

出品人:

頁數:263

译者:

出版時間:2003年1月1日

價格:32.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787508414003

叢書系列:

圖書標籤:

• 電力係統
• 電網調度
• 配網自動化
• 自動化技術
• 電力自動化
• 智能電網
• 電力工程
• 電力技術
• 調度控製
• 配電係統

數字孿生技術在現代城市管理中的應用前沿 摘要 本書深入探討瞭數字孿生（Digital Twin）技術在城市管理領域的前沿應用，重點關注如何利用高保真、實時更新的虛擬模型來優化城市基礎設施的規劃、運行與維護。內容涵蓋瞭構建城市級數字孿生的關鍵技術棧，包括傳感器網絡、物聯網（IoT）、大數據分析、人工智能（AI）與空間信息技術（GIS）的深度融閤。通過一係列詳實案例，本書闡釋瞭數字孿生如何在交通流模擬、能源係統優化、公共安全響應及可持續發展戰略製定中發揮核心作用，旨在為城市規劃者、工程師、技術開發者及政策製定者提供一套全麵的理論框架與實操指南，以推動智慧城市邁嚮更高效、更具韌性的新階段。 --- 第一章：數字孿生的理論基石與城市化挑戰 1.1 數字孿生的起源與演進 本章首先追溯瞭數字孿生概念的理論發展曆程，從航空航天領域的早期映射模型，到工業製造（MIM）中的應用，再到當前嚮復雜巨係統——城市環境的拓展。我們將精確界定數字孿生的核心構成要素：物理實體、虛擬模型、連接數據流以及雙嚮反饋機製。深入分析“孿生”的層次性，從描述性孿生（Descriptive Twin）到預測性（Predictive）和規範性（Prescriptive）孿生的演進路徑，強調城市級數字孿生的復雜性在於其異構數據源和大規模互動體的集成。 1.2 現代城市麵臨的復雜性挑戰 隨著全球城市化進程的加速，城市係統展現齣前所未有的復雜性、動態性和脆弱性。本節將分析當前城市管理麵臨的主要痛點：基礎設施老化、交通擁堵的常態化、資源分配的低效性、極端天氣事件導緻的韌性不足，以及數據孤島現象嚴重阻礙瞭跨部門協同。這些挑戰凸顯瞭傳統靜態規劃和反應式管理模式的局限性，為引入數字孿生等主動乾預技術創造瞭必要性。 1.3 城市數字孿生的核心價值主張 清晰界定城市數字孿生在解決上述挑戰中的獨特價值。核心價值在於提供一個“沙盒”環境，允許在不影響真實城市運行的情況下，對復雜決策進行高風險、高成本的預先驗證和情景推演。這包括提高決策的科學性、增強運營的透明度，以及實現城市資産的全生命周期管理。 --- 第二章：構建城市數字孿生的技術棧與數據融閤 2.1 空間信息基礎設施：GIS與BIM的深度集成 城市數字孿生的空間骨架依賴於高精度地理信息係統（GIS）與建築信息模型（BIM）的有機結閤。本章詳細探討瞭如何實現“GIS-BIM”的無縫互操作性，從宏觀的城市地形地貌到微觀的單體建築結構細節，構建多尺度、多層次的空間數據模型。特彆關注傾斜攝影測量（DSM）、激光雷達（LiDAR）點雲數據在快速建模和現狀更新中的應用。 2.2 物聯網（IoT）與實時數據采集體係 實時性是孿生的生命綫。本節重點研究支撐城市孿生運行的物聯網傳感器網絡架構，包括智能路燈、環境監測站、水務管網傳感器以及移動源（車輛、行人）數據。討論關鍵技術挑戰，如海量異構數據的接入標準、邊緣計算（Edge Computing）在數據預處理中的角色，以及如何保障數據傳輸的低延遲與高可靠性。 2.3 大數據平颱與仿真引擎的驅動力 城市級數字孿生是一個數據密集型係統。本章分析瞭支撐PB級城市數據的分布式存儲與計算架構（如Hadoop/Spark集群）。隨後，深入講解如何運用多物理場耦閤仿真引擎（如流體動力學CFD、結構有限元FEM）來模擬現實世界的物理過程，並將這些仿真結果作為虛擬模型的動態反饋源。 2.4 人工智能在模型校準與預測中的作用 AI技術是實現孿生從“映射”到“預測”的關鍵。探討深度學習模型（如RNN、LSTM）在時間序列預測中的應用，用於交通需求預測和能源消耗負荷預測。此外，介紹強化學習（RL）在優化控製策略（如信號燈配時優化）中的部署，實現孿生模型對物理實體的主動乾預與自我學習優化。 --- 第三章：數字孿生在城市關鍵功能領域的實戰應用 3.1 智慧交通：動態建模與擁堵治理 本章聚焦於交通流的數字孿生構建。內容包括：多模態交通數據（公共交通、網約車、私傢車、行人）的實時融閤；基於Agent的交通仿真（ABM）在評估新交通政策影響中的應用；以及如何利用孿生環境測試自適應交通信號控製係統（ATCS）的魯棒性，從而實現路網通行能力的實時動態提升。 3.2 城市能源係統：需求側響應與能耗優化 探討如何構建覆蓋發電、輸電、配電到終端用戶的城市能源數字孿生。重點分析其在需求側管理（DSM）中的應用，如何通過預測極端天氣下的負荷峰值，提前調度分布式能源（如光伏、儲能），以確保電網的穩定運行。同時，分析如何利用孿生模型進行建築能效評估與節能改造方案的對比驗證。 3.3 公共安全與應急管理：災害情景推演 本節闡述數字孿生在提升城市韌性中的作用。通過模擬火災、洪水、地震等突發事件，建立多部門協同的應急響應孿生模型。內容包括：實時人員疏散路徑優化算法的測試；關鍵基礎設施（如醫院、應急避難所）的承載能力評估；以及在虛擬空間中預演不同乾預措施（如封鎖區域、資源調配）的效果，指導現場指揮。 3.4 城市基礎設施的全生命周期管理 關注地下管網（水務、燃氣、熱力）和橋梁、隧道等大型結構的數字化管理。介紹如何集成傳感器數據和曆史維護記錄，構建資産健康模型（AHM）。孿生體能夠預測結構疲勞、管網泄漏的概率，從而將傳統的“定期維護”轉變為基於狀態的“預測性維護”，大幅延長資産使用壽命並降低非計劃停運風險。 --- 第四章：治理、倫理與未來展望 4.1 數據安全、隱私保護與治理框架 城市數字孿生涉及海量的敏感數據。本章深入探討數據治理的挑戰，包括跨部門數據共享的法律障礙、數據主權問題以及確保公民隱私不被侵犯的技術手段（如差分隱私、聯邦學習）。提齣構建城市數據安全和信任框架的必要性。 4.2 標準化、互操作性與開放平颱 為避免“數據孤島”在新的技術層麵上重現，本節強調製定統一的城市數字孿生數據模型和接口標準的重要性。討論開放式平颱（Open Platform）架構的設計原則，以促進第三方開發者和不同技術供應商間的協同創新。 4.3 人機協作與城市決策的未來 展望未來，數字孿生將不再僅僅是一個分析工具，而是城市決策係統中的核心交互界麵。探討如何設計直觀的人機交互界麵，使用戶（無論是工程師還是政策製定者）能夠有效理解復雜的模擬結果，並將洞察轉化為可執行的指令。最終目標是實現一個高度自治、自我優化的城市生態係統。 --- 結論 本書的結論部分將總結數字孿生技術對城市管理範式的根本性轉變：從被動反應到主動預測，從部門孤立到跨域協同。強調數字孿生是實現可持續發展目標（SDGs）和建設人類宜居型智慧城市不可或缺的戰略工具。同時，提醒讀者必須平衡技術的強大能力與數據倫理的嚴格要求，確保技術的進步真正服務於市民的福祉。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度顯然不是針對那些隻需要應付基礎考試的學生，它更像是為已經在行業內工作瞭一段時間，渴望深化理論理解和拓寬技術視野的工程師準備的。我特彆欣賞其中關於“故障診斷與隔離”部分的詳述。作者沒有停留在簡單的描述性介紹，而是深入探討瞭當前主流的故障分析算法的優缺點，甚至引用瞭最新的研究成果來佐證其觀點。那些關於實時數據處理和預測性維護的章節，讀起來令人振奮，它描繪的未來電網是如此的智能和可靠。不過，這也帶來瞭一個挑戰，那就是對於背景知識的要求較高。在閱讀過程中，我不得不時常停下來查閱一些更基礎的控製理論知識，這雖然增加瞭閱讀的難度，但也確實迫使我進行瞭更深層次的學習和思考，可以說是“痛並快樂著”。

评分☆☆☆☆☆

從裝幀和排版來看，齣版方顯然也下瞭不少功夫。紙張的質感很好，不易反光，這對需要長時間閱讀技術書籍的人來說至關重要。更值得稱贊的是圖錶的清晰度。在討論復雜的網絡拓撲結構或時序控製流程時，那些流程圖和接綫圖都標注得極為詳盡，關鍵節點和信號流嚮一目瞭然，避免瞭因為圖示模糊而對理解産生誤判。不過，如果能在部分算法的僞代碼部分，能夠提供一些主流編程語言（比如Python或MATLAB）的實現參考，那就更完美瞭。現在這些僞代碼雖然邏輯清晰，但對於動手能力強的讀者來說，總感覺“隻差臨門一腳”，期待未來再版時能補充這一部分，讓理論到實踐的轉化更加順暢。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計頗具匠心，那種深沉的藍色調配上清晰的綫條勾勒齣的電路圖，立刻給人一種專業、嚴謹的感覺。初次翻開時，我本以為這是一本晦澀難懂的教科書，然而作者的敘述方式卻齣乎意料地平易近人。他並沒有一開始就拋齣復雜的數學模型或晦澀的專業術語，而是從電力係統的基本運行原理講起，用生動的比喻和貼近生活的例子，為我們這些電力行業的“門外漢”搭建起瞭一個初步的認知框架。尤其是在講解變電站的運行邏輯時，那種層層遞進的講解方式，讓我仿佛置身於一個數字化控製室，親眼見證著電能如何被精準地分配和管理。盡管我對自動化控製的瞭解僅限於皮毛，但讀完前幾章後，我已經能對現代電網的復雜性及其背後的技術邏輯有瞭一個大緻的把握，這無疑是這本書成功的第一步。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感受是，它像一位經驗豐富、知識淵博的導師，在引導我探索電力係統自動化的廣闊天地。它沒有故作高深，也沒有敷衍塞責，而是用一種近乎對話的方式，將復雜的工程智慧傳遞給我們。我特彆欣賞作者在討論“網絡安全”和“韌性”問題時展現齣的前瞻性。在萬物互聯的今天，電力係統的安全已不再是簡單的物理隔離，而是涉及復雜的網絡防禦體係。書中對針對關鍵基礎設施的攻擊模型分析以及相應的防護策略，讓我對當前和未來電力係統的安全態勢有瞭更深刻的警惕和理解。這本書不僅是技術手冊，更是一部關於未來電力基礎設施建設的思考錄，值得所有關注能源技術發展的人仔細研讀。

评分☆☆☆☆☆

我嚮來對那些隻停留在概念層麵、缺乏實際應用案例的專業書籍感到厭倦，而這本書則完全避免瞭這種通病。它在講解每一個核心技術點時，都緊密結閤瞭實際工程案例。例如，書中對“分布式能源接入對配電網穩定性的影響”的分析，不僅有理論推導，更有具體的仿真結果和現場數據對比。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的寫作手法，極大地增強瞭內容的實用性和可信度。特彆是關於高級量測體係（AMS）在配網自動化中的部署策略，書中提供的多套方案對比，非常具有參考價值，這比單純聽講座或者看標準文檔要直觀得多，讓我對如何在新舊係統兼容中找到最佳路徑有瞭更清晰的認識。

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