具體描述
《現代電力係統分析與控製》 作者： 張偉, 李明 著 齣版社： 機械工業齣版社 齣版時間： 2023年10月 ISBN： 978-7-111-78901-2 --- 書籍簡介 本書係統地闡述瞭現代電力係統從穩態運行到暫態、次暫態過程的分析方法，並深入探討瞭當前電力係統麵臨的挑戰，如新能源並網、柔性直流輸電、以及電力係統安全穩定控製的前沿技術。全書內容聚焦於理論的嚴謹性與工程實踐的結閤，旨在為電力係統規劃、設計、運行和研究人員提供一本全麵且深入的技術參考書。 第一部分：電力係統基礎理論與建模 (約400字) 本部分首先迴顧瞭電力係統的基本組成、運行原理和常用的分析工具。重點在於建立精確的數學模型。內容涵蓋瞭經典的兩機係統分析，並迅速過渡到大規模互聯係統的分析基礎。 電力係統元件的參數化建模： 詳細介紹瞭同步發電機、變壓器、輸電綫路的等效電路模型，特彆關注瞭考慮頻率依賴性和非綫性特性的高精度建模方法。對於輸電綫路，不僅講解瞭經典的π型和T型模型，還引入瞭長短綫路的精確模型，以及在不同氣象條件下參數變化的討論。 潮流計算方法： 詳述瞭牛頓-拉夫遜法（Newton-Raphson）、快速解耦法（Fast Decoupled Load Flow）以及應用於大規模、高滲透率新能源電網的先進迭代算法，如基於修正的快速潮流法。書中提供瞭每種方法的詳細推導過程、收斂性分析，並對比瞭它們在計算速度和魯棒性方麵的優劣。 無功功率與電壓控製： 深入分析瞭無功功率在維持係統電壓穩定中的核心作用。討論瞭傳統的補償設備（如SVC、STATCOM）的工作原理，並結閤現代優化算法，闡述瞭如何進行最優無功功率和電壓控製調度，以最小化傳輸損耗並提高係統裕度。 第二部分：電力係統暫態穩定分析與控製 (約450字) 暫態穩定是電力係統安全運行的生命綫。本部分著重於對係統發生大擾動後（如短路、機組跳閘）的動態行為進行精確描述和有效控製。 係統暫態過程的機理與仿真： 從同步發電機的功角、功頻動態方程齣發，結閤電磁暫態過程，構建瞭完整的暫態仿真模型。詳細介紹瞭電磁暫態仿真（如EMTP/ATP軟件原理）的核心算法，如模態分析法在確定係統振蕩模式中的應用。 功角穩定性的評估指標與判據： 不僅限於經典的能量函數法，更深入講解瞭等麵積準則的局限性，並重點介紹瞭李雅普諾夫穩定性理論在電力係統中的應用，包括直接法和間接法的實施細節。 增強型穩定控製技術（PSS/PDC）： 詳細闡述瞭對發電機勵磁係統（AVR）和原動率調節器（Governor）的改進，特彆是電力係統穩定器（PSS）的設計原理，包括如何通過極點配置和最優控製理論來有效抑製低頻和高頻振蕩。書中提供瞭多種PSS的參數整定實例。 故障穿越能力： 探討瞭現代電力係統如何設計保護與控製策略，以確保係統在承受標準故障後能迅速恢復同步運行，包括快速切除故障和自動重閤閘的協同配閤。 第三部分：電力係統安全穩定運行與控製 (約400字) 本部分聚焦於係統在正常運行或輕微擾動下的長期安全性和經濟性調度，這是現代電網管理的核心內容。 最優潮流（Optimal Power Flow, OPF）： 從經濟調度（最小化發電成本）齣發，引入瞭多目標優化框架，考慮瞭電壓越限、綫路容量限製、爬坡速率限製等約束條件。詳細對比瞭綫性規劃、二次規劃以及啓發式算法在求解大規模OPF問題中的效率與精度。 安全約束下的經濟調度（SCUC/SDP）： 針對日前和實時調度需求，係統性地介紹瞭如何將安全約束（如N-1安全準則）融入到經濟調度模型中。特彆關注瞭如何高效處理組閤爆炸式的安全校驗問題。 廣域測量係統（WAMS）與狀態估計： 闡述瞭PMU（相量測量單元）在提供高精度、同步化實時測量數據方麵的革命性作用。詳細介紹瞭基於WAMS數據的實時狀態估計方法，以及如何利用精確的係統狀態數據進行超前安全預警和控製。 第四部分：新能源並網與柔性直流輸電 (約250字) 麵對能源轉型，本部分聚焦於高比例新能源接入和電力電子技術帶來的新挑戰與新機遇。 新能源並網特性與接入影響： 分析瞭風電、光伏等分布式電源的間歇性和波動性對係統慣量、電壓和頻率穩定性的衝擊。討論瞭現代電力電子接口（如SVG、HVDC-VSC）提供的“電網支撐”能力，以及如何通過先進的控製策略（如虛擬同步機控製VSC-SM）來增強電網的剛性。 柔性直流輸電（HVDC）技術： 深入講解瞭多端直流（MTDC）和高壓直流電網（HVDC Grid）的拓撲結構、控製模式和係統級穩定性問題。探討瞭直流係統與交流係統之間的相互作用，以及如何利用HVDC係統實現大電網之間的功率靈活交換和解耦控製。 總結與展望 本書結構嚴謹，理論與工程兼顧，包含瞭大量的數學推導、仿真案例和實際工程數據分析。它不僅僅是一本教科書，更是電力係統工程師在麵對復雜電網運行挑戰時，一本不可或缺的工具書。全書貫徹“從原理到應用”的思路，力求幫助讀者建立起對現代電力係統深層次的理解和解決實際問題的能力。 --- 目標讀者群： 電力係統、電氣工程及相關專業的本科高年級學生和研究生。 電力係統規劃設計院、電網運行維護部門、電力設備製造企業的工程師和技術人員。 從事電力係統仿真、電力市場分析和智能電網技術研究的科研人員。
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