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出版者:第1版 (2004年1月1日)

作者:吳锡龍

出品人:

頁數:367

译者:

出版時間:2004-7

價格:35.3

裝幀:平裝

isbn號碼:9787040145298

叢書系列:

圖書標籤:

• 電路分析
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• 參考書
• 學習輔導
• 大學教材
• 電路原理

《現代電力係統分析與控製》內容提要 本書聚焦於當前電力係統運行、規劃與發展的前沿領域，深入剖析現代電力係統的復雜特性、先進分析方法以及智能控製技術。它旨在為電力係統工程師、高校師生及相關科研人員提供一套全麵、深入且具有實踐指導意義的參考資料。 --- 第一部分：現代電力係統的基本特徵與建模 本部分旨在奠定對當代電力係統全麵認識的基礎，區彆於傳統電力係統分析側重於穩態潮流和簡單的暫態過程。 1. 現代電力係統的動態演化與挑戰 本章首先迴顧瞭電力係統從集中式嚮分布式、集中控製嚮多主體協同演進的宏觀背景。重點闡述瞭以下幾個核心挑戰： 高滲透率新能源的接入影響： 詳細分析瞭風能、太陽能等隨機性、間歇性電源對係統慣量、電壓穩定性和一次調頻能力的衝擊。探討瞭如何量化評估這種不確定性對係統可靠性的影響。 直流輸電與柔性交流輸電（FACTS）的廣泛應用： 介紹瞭不同拓撲結構的特高壓直流（HVDC）係統，尤其是多端直流和電壓源換流器（VSC-HVDC）的控製機理及其對係統阻尼特性的改變。 需求側響應（DR）與用戶側資源（DERs）的集成： 分析瞭智能電錶和高級計量基礎設施（AMI）如何使得需求側成為可調控的資源，並構建瞭DR資源的聚閤模型，用於係統優化調度。 2. 係統的多域耦閤建模 現代電力係統不再是孤立的電磁係統，而是與物理、信息、經濟和環境深度耦閤的復雜巨係統。 廣域測量係統（WAMS）與同步相量測量單元（PMU）： 闡述瞭PMU采集的高精度、高時間同步數據流在狀態估計和早期預警中的關鍵作用。重點討論瞭大規模PMU數據的處理與信息安全問題。 電磁-機電耦閤建模： 深入探討瞭快速電力電子設備（如SVG、STATCOM）接入後，傳統同步電機模型需要進行的修正，以及如何在高頻段進行精確的電磁暫態仿真。 熱-電-氣（Thermo-Electro-Gas）耦閤分析： 針對跨能源係統的整閤趨勢，構建瞭天然氣網絡（用於燃氣輪機）與電力網絡相互製約的耦閤模型，用於評估極端天氣下的聯閤運行裕度。 --- 第二部分：高級分析技術與狀態評估 本部分著重於處理大規模、高維度數據流所需的先進數學工具和算法，以實現係統狀態的實時、準確把握。 3. 實時狀態估計與數據清洗 傳統的基於量測誤差最小二乘的狀態估計方法在處理稀疏量測或存在壞數據時錶現不佳。 非綫性狀態估計的魯棒性增強： 介紹瞭基於加權最小絕對偏差（WMAD）和M-估計等魯棒性估計方法，用於有效識彆和剔除PMU或RTU采集中的錯誤數據。 基於數據驅動的深度學習狀態估計： 探索瞭利用長短期記憶網絡（LSTM）和圖神經網絡（GNN）對曆史數據進行學習，以在量測丟失或延遲情況下進行快速、初步的狀態預測和估計。 拓撲重構與可見性分析： 詳細闡述瞭如何通過拓撲信息和量測覆蓋度來評估係統的可觀測性，並指導傳感器（PMU/RTU）的優化部署。 4. 暫態穩定分析的擴展視角 超越傳統的功角穩定分析（P-δ），本章關注次暫態和中暫態過程的復雜性。 小擾動穩定分析（SSSA）與特徵值分析： 采用綫性化模型，運用李雅普諾夫指數和特徵值軌跡跟蹤技術，評估係統對低頻振蕩（如0.1-3Hz）的阻尼特性，並分析FACTS控製器參數對阻尼的影響。 高頻暫態分析與電力電子設備的穿越效應： 針對VSC換流器和柔性直流，研究其在係統故障切除或並網瞬間産生的高頻諧波和電壓暫降影響，並提齣相應的濾波和控製策略。 係統極限的計算與評估： 介紹瞭動態安全約束下的優化（DSC-OPF）方法，用於實時計算係統在不同運行場景下的暫態穩定極限和電壓穩定極限。 --- 第三部分：智能調度與優化控製策略 本部分聚焦於如何利用先進的計算智能和優化理論，實現電力係統在復雜約束下的經濟、安全、高效運行。 5. 基於模型的優化調度 傳統最優潮流（OPF）在處理大規模隨機性時效率低下。本章介紹適應現代電網特性的新一代優化方法。 隨機最優潮流（S-OPF）與機會約束規劃： 闡述瞭如何將風電和光伏齣力作為隨機變量，通過場景生成和概率約束來確保調度決策在不確定性下的可行性與最優性。 混閤整數綫性規劃（MILP）在機組組閤中的應用： 詳細分析瞭如何精確建模發電機組的爬坡速率、啓停成本、最小運行時間等非綫性約束，通過鬆弛與分解技術求解大規模混閤整數問題。 分層與分區協調優化： 針對區域間和不同時間尺度的調度需求，提齣瞭基於ADMM（交替方嚮乘子法）的分區協同優化框架，以實現區域間電力交換的均衡與協調。 6. 廣域協同控製與防禦 本章探討如何利用廣域信息，實現對係統異常的快速響應和主動防禦。 基於PMU的間歇性振蕩抑製控製（PODC）： 設計和實現瞭基於局部或區域PMU反饋信號的輔助控製器，用於抑製低頻（區域間）和高頻（局部）的電力係統振蕩。 暫態穩定控製器的設計（如PSS/E-Based Damping Control）： 深入講解瞭如何設計和調試傳統的電力係統穩定器（PSS）以及更先進的FACTS輔助阻尼控製器，並強調瞭控製器整定過程中的相互乾擾避免。 網絡安全與抗毀性分析： 將網絡安全威脅（如數據篡改、攻擊性數據注入）納入係統穩定性評估。探討瞭在遭受惡意攻擊時，係統應如何利用冗餘量測和自愈算法，維持關鍵基礎設施的運行。 --- 第四部分：分布式能源與微電網的並網技術 本部分專門針對未來能源係統的基石——微電網和主動配電網，討論其並網運行、控製和保護的特殊要求。 7. 微電網的運行模式與能量管理 孤島與並網模式的無縫切換： 詳細分析瞭不同類型（AC、DC、混閤）微電網在並網點故障時的暫態行為，並提齣瞭基於虛擬同步發電機（VSG）控製的軟切換技術，以消除切換過程中的衝擊電流。 多微電網集群的協調： 探討瞭如何通過上級自治代理，實現多個微電網之間的能量共享和功率平衡，避免冗餘的功率交換和黑啓動失敗。 8. 配電網的保護與重構 分布式電源接入下的保護定值重整： 隨著單嚮功率流嚮雙嚮流動的轉變，傳統基於電網末端的保護定值失效。本書提齣基於預設拓撲的動態保護定值計算方法。 主動配電網的拓撲重構： 運用圖論和優化算法，實現配電網在故障或負荷劇增時的自動隔離與網絡重構，以最小化供電中斷時間和損失。 --- 總結： 本書的編寫風格嚴謹，內容強調理論的數學深度與工程實踐的緊密結閤，特彆是對電力電子、新能源和信息技術交叉融閤的分析更為詳盡，完全避開瞭基礎電路理論的冗餘介紹，直指現代電力係統分析的核心挑戰與前沿解決方案。

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作為一名多年從事電路設計工作的工程師，我一直在尋找一本能夠幫助我梳理和深化對電路分析理論理解的參考書。《電路分析》教學指導書的齣現，可以說正好滿足瞭我的需求。它不是一本簡單的教科書，而是一本真正站在實踐者角度思考的書。書中的很多分析方法，比如節點電壓法和網孔電流法的詳細推導過程，都比我當年學習時看到的更加透徹和直觀。它還特彆強調瞭不同分析方法的適用性和優缺點，這對於工程師在實際問題中選擇最閤適的工具至關重要。我發現，書中對一些工程問題的處理思路非常值得藉鑒，例如如何簡化復雜的電路模型，如何快速判斷電路的穩定性和響應特性。我特彆喜歡它在講解一些高級概念時，會適當地引入一些現代化的分析工具和軟件的應用思路，雖然它本身不是軟件說明書，但它能引導我思考如何將理論與現代技術相結閤。這本書讓我重新審視瞭一些曾經被我忽略的細節，也讓我對電路分析的深度和廣度有瞭更深的體會。

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我是一個在校的學生，目前正在學習電路分析這門課程，平時總覺得一些概念很難理解，老師講的也很快，課後復習的時候常常無從下手。偶然的機會，我接觸到瞭這本《電路分析》教學指導書。說實話，這本書真的太給力瞭！它就像是我的私人輔導老師，把那些原本枯燥晦澀的理論知識，用一種非常生動有趣的方式講齣來。比如，在講解串並聯電路的時候，它會用生活中的一些類比，讓我一下子就明白它們之間的關係。還有那些復雜的計算題，它給齣的解題步驟清晰明瞭，而且每一步都解釋瞭為什麼這麼做，讓我不再是死記硬背公式。書中的插圖和圖示也非常多，而且都很清晰，比純文字的解釋要直觀得多。我尤其喜歡它在每章後麵附帶的“易錯點提醒”，這些點都是我平時容易犯錯的地方，有瞭這個提醒，我就可以有針對性地去復習，大大提高瞭學習效率。現在，我每次上完課都會翻翻這本書，感覺自己對知識的掌握更加牢固瞭。

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作為一名長期在教育一綫工作的教師，《電路分析》教學指導書給我的教學帶來瞭很大的啓發。我一直在思考如何將理論知識與學生的實際認知水平相結閤，讓他們在理解的基礎上學習。這本書在這方麵做得非常齣色。它對一些基礎概念的闡釋，非常注重邏輯的嚴謹性，同時又避免瞭過於深奧的錶述。我特彆欣賞它對不同電路現象的解釋，比如瞬態響應和穩態響應，它能通過不同角度的分析，讓學生深刻理解它們産生的機製。書中還包含瞭一些非常有價值的教學設計思路，例如如何設計不同難度的習題來層層遞進地考察學生的能力，以及如何引導學生進行批判性思考。我發現在教學過程中，可以藉鑒這本書的講解方式，將一些抽象的公式轉化為具體的物理意義，讓學生看到知識的生命力。這本書的齣現，不僅能幫助學生更好地學習，也能為我們一綫教師提供寶貴的教學參考和靈感。

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這本書的齣現，真像是我在電路學習道路上遇見的一盞明燈。一直以來，對於那些抽象的電路概念，我總是感覺抓不住重點，解題時也常常感到力不從心。這本書的語言風格非常親切，就像一位經驗豐富的老師在旁邊耐心講解一樣。它不僅僅是羅列公式和定理，更注重的是對這些知識點背後的原理進行深入的剖析。比如，在講戴維寜定理的時候，它會花很大篇幅去解釋為什麼這個定理如此強大，以及它在實際工程中能帶來哪些便利。我特彆喜歡它提供的那些貼近實際應用的例子，比如模擬一些常見的電子設備的工作原理，讓我能更直觀地理解理論知識是如何轉化為實際應用的。書中對電路分析的係統性也非常強，從基礎的歐姆定律、基爾霍夫定律開始，一步步深入到更復雜的網絡分析方法，邏輯清晰，層層遞進，完全不會讓人感到突兀。而且，每講解完一個章節，都會有精心設計的習題，這些習題的難度梯度也很閤理，既能鞏固剛學到的知識，又能挑戰我的思維，讓我不斷突破自己。讀這本書，感覺自己不再是被動接受知識，而是真正地參與到電路分析的學習過程中。

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老實說，我一開始對《電路分析》這類教材並沒有抱太大的期望，因為很多同類書籍都過於理論化，讀起來枯燥乏味，而且很多習題也脫離實際。然而，這本《電路分析》教學指導書完全顛覆瞭我的看法。它的結構設計非常人性化，每一章都像是在跟我進行一次深入的對話。開頭部分總是能準確地抓住我可能遇到的睏惑，然後用一種非常易於理解的方式來解釋。我尤其欣賞它對一些經典電路問題的分析，比如交流電路的相量法，它不僅給齣瞭嚴謹的數學推導，還用瞭很多形象的比喻來幫助我理解相位的概念，這對我來說簡直是福音。書中還穿插瞭一些曆史故事和工程案例，讓我對電路理論的發展曆程和在現實世界中的重要作用有瞭更深的認識。這不僅僅是一本教材，更像是一本關於電路智慧的集錦。它的排版設計也很舒適，字體大小、行距都恰到好處，長時間閱讀也不會感到疲勞。最重要的是，它激發瞭我對電路分析的興趣，讓我願意花更多的時間去探索和研究，而不是僅僅為瞭應付考試而學習。

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