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出版者:

作者:羅士萍

出品人:

頁數:191

译者:

出版時間:2001-8

價格:25.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787508306834

叢書系列:

圖書標籤:

• 電力係統保護
• 微機保護
• 繼電保護
• 電力電子技術
• 信號處理
• 數字電路
• 嵌入式係統
• 保護裝置
• 智能電網
• 電力係統

《電網運行與控製》 一、 概述 《電網運行與控製》一書旨在深入剖析現代電力係統運行管理的核心要素，係統闡述電網的穩定運行、安全可靠供電以及優化調度的關鍵技術與方法。本書聚焦於電力係統從發電、輸電、變電到配電全過程的運行狀態監控、故障診斷、故障排除、運行策略製定以及未來發展趨勢，為電力行業從業者、研究人員及相關領域學生提供一份全麵、嚴謹且實用的技術參考。本書內容嚴謹，邏輯清晰，力求將復雜的電力係統運行控製概念以最直觀、最易懂的方式呈現，幫助讀者建立起對電網運行機製的係統性認知，並掌握應對各種運行挑戰的有效手段。 二、 章節詳述 第一部分：電力係統基礎與運行特性 第一章：電力係統的基本組成與運行原理 詳細介紹發電廠（火力、水力、核能、新能源等）的發電原理、機組類型及運行特性。 深入講解輸電網絡（高壓、超高壓、特高壓）的結構、運行模式、潮流分布及其對電網穩定性的影響。 闡述變電站（升壓、降壓、串聯、並聯補償）的功能、設備組成及運行中的關鍵參數。 分析配電網（中壓、低壓）的結構特點、運行方式及其末端供電的挑戰。 係統梳理電力係統的負荷特性、季節性變化、日變化規律及負荷預測的重要性。 探討電力係統運行的基本要求，包括頻率、電壓、潮流、可靠性等，並解釋各參數之間的相互關聯。 引入電力係統運行的基本概念，如運行方式、檢修方式、事故方式等。 第二章：電力係統穩定運行的理論基礎 詳細闡述電力係統穩定性的定義，包括靜態穩定性和動態穩定性。 深入分析電壓穩定性的機理、影響因素及其評估方法，重點講解負荷電壓特性與機組勵磁控製的作用。 係統講解頻率穩定性的原理，分析負荷頻率特性、發電機調速器作用以及備用容量的重要性。 詳細介紹轉子動力學，講解同步發電機的運動方程，分析暫態過程對係統穩定性的影響。 引入功角穩定性的概念，闡述功角變化與係統失步之間的關係，講解故障臨界失步比（SER）、功角裕度等關鍵指標。 探討動態無功功率補償技術（SVC、STATCOM）在維持電壓穩定方麵的作用。 介紹新能源發電（風電、光伏）接入對係統穩定性的影響及應對策略，如慣量響應、頻率支撐等。 分析直流輸電（HVDC）在穩定控製方麵的獨特優勢，如係統間解耦、故障隔離等。 第三章：電力係統的負荷特性與預測 深入研究不同類型負荷（居民、工業、商業）的負荷特性麯綫，分析其日、周、季節變化規律。 詳細介紹負荷預測的層次，包括短期、中期、長期負荷預測。 係統闡述常用的負荷預測方法，如迴歸分析法、時間序列分析法（ARIMA模型）、神經網絡法（BP網絡、RBF網絡）、支持嚮量機（SVM）等。 分析影響負荷預測精度的主要因素，如氣象條件、經濟活動、社會事件等。 探討實時負荷監測與數據采集技術在負荷預測中的應用。 講解負荷預測在電網調度、機組啓停、備用容量配置中的重要作用。 介紹新能源齣力預測對電網整體運行預測的挑戰與對策。 第二部分：電網運行的調度與控製 第四章：電力調度係統的結構與功能 全麵介紹國傢、區域、省級、地市級等不同層級的電力調度機構及其職責。 詳細闡述電力調度中心的硬件組成，包括監控主機、通信設備、顯示終端、操作終端等。 係統講解電力調度軟件係統的主要功能模塊，如SCADA（數據采集與監視控製）、EMS（能源管理係統）、DMS（配電管理係統）、AVC（自動電壓控製）、AGC（自動發電控製）等。 深入分析SCADA係統在實時數據采集、監視與控製中的作用。 詳細介紹EMS係統在潮流計算、狀態估計、安全經濟調度（ED）等方麵的應用。 探討DMS係統在配電網故障診斷、隔離、恢復、電壓調整等方麵的作用。 闡述AGC係統在維持係統頻率和機組齣力平穩方麵的機製。 介紹調度自動化係統（DAS）在提高調度效率和準確性方麵的優勢。 第五章：安全經濟調度（ED） 詳細介紹安全經濟調度的基本原理，即在滿足係統安全運行約束條件下，實現總發電成本最低。 深入闡述經濟調度的數學模型，包括目標函數（發電成本）、約束條件（機組齣力限製、潮流限製、節點電壓限製、機組爬坡率限製等）。 係統講解常用的經濟調度算法，如拉格朗日乘子法、增量成本法、動態規劃法、粒子群優化算法（PSO）、遺傳算法（GA）等。 詳細分析機組的最小齣力、最大齣力、升降功率限製等運行約束。 探討有功功率平衡、無功功率平衡在經濟調度中的地位。 介紹考慮機組啓停成本、耗油率麯綫等實際運行因素的經濟調度方法。 講解實時經濟調度與滾動經濟調度的區彆與聯係。 分析新能源波動性對經濟調度帶來的挑戰及應對策略。 第六章：自動發電控製（AGC） 詳細闡述AGC係統的基本原理，即根據係統頻率偏差和與調度中心的指令，自動調整發電機組的有功齣力，以維持係統頻率在額定值。 深入分析AGC係統的組成，包括AGC控製器、通信鏈路、發電機組的自動調頻裝置。 係統講解AGC係統的負荷頻率控製（LFC）原理，分析PID控製在AGC中的應用。 詳細闡述AGC係統的控製目標，如快速響應頻率變化、減少負荷偏差、最小化機組齣力波動。 探討不同類型發電機組（火電機組、水電機組）在AGC響應中的特性差異。 介紹考慮備用容量、機組深度調峰等因素的AGC優化策略。 分析多區域電力係統AGC的協調控製問題。 講解AGC信號的生成與傳輸過程。 第七章：自動電壓控製（AVC） 詳細闡述AVC係統的基本原理，即通過自動調節發電機組的無功齣力、電容器、電抗器、調相機等設備，維持電網關鍵節點的電壓在規定範圍內。 深入分析AVC係統的組成，包括電壓測量裝置、控製器、執行機構。 係統講解AVC控製的策略，如基於節點電壓的控製、基於潮流的控製、基於目標函數優化的控製。 詳細闡述無功功率補償設備（並聯電容器、並聯電抗器、串聯補償電容器、STATCOM）在AVC中的作用。 探討發電機組勵磁控製係統與AVC係統的聯動與協調。 介紹配電網的低壓AVC技術及其在提高供電質量方麵的作用。 分析短路比、阻抗等參數對電壓穩定性和AVC效果的影響。 第三部分：電力係統的安全與故障處理 第八章：電力係統的故障分析與診斷 詳細介紹電力係統可能發生的各類故障，如短路故障（三相短路、單相接地短路、兩相短路）、斷綫故障、甩負荷故障、甩機組故障等。 深入分析不同類型故障的發生機理、傳播過程及對係統穩定性的影響。 係統講解故障分析的基本方法，如對稱分量法、暫態過程分析法。 詳細介紹故障錄波器（FDR）在故障信息采集與分析中的作用。 探討故障診斷的常用技術，如基於特徵參數的診斷、基於專傢係統的診斷、基於人工智能的診斷。 分析故障繼電保護的基本原理，如何通過繼電器動作實現故障的快速隔離。 講解“三道防綫”（正常運行、自動裝置、人工乾預）在確保係統安全運行中的作用。 第九章：電力係統的事故預防與處理 係統闡述電力係統事故預防的原則，包括風險評估、隱患排查、安全規程執行、人員培訓等。 詳細介紹電網運行中的風險管理，如何識彆、評估和控製潛在風險。 深入分析電網事故應急預案的製定與演練的重要性。 係統講解事故處理的基本流程，包括事故報告、故障定位、隔離、搶修、恢復等。 詳細介紹事故處理中的關鍵決策，如拉路、倒閘、啓動備用機組、請求外部支援等。 探討大停電（Blackout）的發生原因、影響及預防措施。 分析事故後的原因分析、經驗總結與改進措施。 介紹電力係統可靠性評估方法及其在事故預防中的應用。 第十章：電力係統運行的可靠性與韌性 詳細介紹電力係統可靠性的概念，包括供電可靠性、設備可靠性、運行可靠性。 深入分析可靠性指標，如年平均停電時間和用戶平均停電時間（SAIDI）、年平均供電可靠率（ASAI）、年平均非計劃停電次數（CAIDI）等。 係統講解可靠性評估的方法，如故障樹分析（FTA）、事件樹分析（ETA）。 探討提高電力係統可靠性的技術措施，如設備冗餘、檢修策略優化、故障診斷與隔離能力提升。 引入電力係統韌性（Resilience）的概念，及其在應對極端事件（如自然災害、網絡攻擊）方麵的意義。 詳細分析提升電力係統韌性的策略，如多源供電、微電網、分布式能源管理、網絡安全防護。 探討電網在極端天氣、大範圍停電事件中的快速恢復能力。 第四部分：電網運行的智能化與未來發展 第十一章：智能電網技術與電網運行 全麵介紹智能電網（Smart Grid）的概念、關鍵技術及發展目標。 深入分析智能電網在信息通信技術（ICT）、自動化、可再生能源集成、儲能技術等方麵的應用。 係統講解智能電錶（AMI）、傳感器網絡、數據分析平颱在提升電網運行效率和可靠性方麵的作用。 詳細介紹分布式能源管理係統（DERMS）、需求側響應（DR）等技術在優化電網負荷和提升靈活度方麵的應用。 探討大數據、人工智能、機器學習等技術在電網運行中的應用，如預測性維護、故障預測、智能調度。 分析智能電網對電網運行模式、調度方式帶來的變革。 介紹智能電網在提高能源利用效率、降低碳排放方麵的潛力。 第十二章：新能源接入對電網運行的影響與挑戰 詳細分析風電、光伏等間歇性、波動性新能源接入對電網頻率、電壓、潮流穩定性的影響。 深入探討新能源齣力不確定性對電網調度的挑戰，如備用容量配置、機組啓停優化。 係統講解新能源接入對電網潮流分布的影響，可能導緻的潮流反送、電壓越限等問題。 詳細分析配電網分布式新能源接入帶來的“雙嚮潮流”問題及其管理。 介紹應對新能源挑戰的關鍵技術，如儲能係統（電池儲能、抽水蓄能）、靈活負荷、虛擬電廠（VPP）。 探討風電場、光伏電站的並網技術要求和運行特性。 分析新能源並網對現有電網保護、調度策略的適應性改造需求。 第十三章：電網運行的未來展望 展望未來電力係統嚮更加清潔、低碳、高效、智能、韌性化的方嚮發展。 深入探討能源互聯網（Energy Internet）的概念及其對電網運行的深遠影響。 係統分析大規模儲能技術在平抑新能源波動、提升電網靈活度方麵的關鍵作用。 詳細介紹直流電網、微電網等新型電網結構的發展趨勢。 探討虛擬電廠、聚閤商等新興市場主體在未來電力係統運行中的角色。 分析物聯網、區塊鏈等新興技術在電網運行管理、電力交易等領域的應用前景。 展望電網運行在數字化轉型、智能化升級方麵的持續演進。 強調電網安全運行在應對未來復雜挑戰中的重要性，尤其是在網絡安全防護方麵。 三、 總結 《電網運行與控製》一書通過係統性的梳理和深入的闡述，旨在為讀者提供一個全麵、準確、前沿的電力係統運行控製知識體係。本書不僅覆蓋瞭電力係統運行的基礎理論與核心技術，更緊密結閤當前電網發展的最新動態，特彆是新能源大規模接入和智能化轉型帶來的機遇與挑戰。本書期望能成為電力行業從業者提升專業技能、研究人員拓展研究思路、學生學習專業知識的寶貴參考，共同推動電力事業的安全、穩定、高效和可持續發展。

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翻開這本書，最直觀的感受就是它的信息密度非常高，幾乎沒有一句是廢話。作者的寫作風格可以說是那種非常“工程師”式的，直接、精確，直擊要害。如果你期望看到大量優美的文學描述或者空泛的宏大敘事，那你可能會失望，但如果你是衝著解決實際工程問題去的，那這本書絕對是你的寶藏。它似乎是為那些已經有一定電力係統基礎，但苦於找不到將理論轉化為可運行代碼或硬件實現的橋梁的讀者準備的。我特彆欣賞其中對故障識彆、暫態過程分析和各種復雜工況下算法魯棒性處理的探討。這些內容在很多理論書籍中往往被輕描淡寫地帶過，但在實際工程中卻是決定保護裝置可靠性的關鍵。書中對不同微處理器選型和軟件架構的討論，也體現瞭作者對整個産業鏈的深刻理解，而非僅僅停留在算法層麵。

评分☆☆☆☆☆

這是一本需要靜下心來，配閤示波器、仿真軟件甚至真實設備進行對照閱讀的書。它的內容層次分明，但深度足以挑戰那些自認為對微機保護有一定瞭解的讀者。我發現它在講解一些偏底層的實現細節時，會不自覺地讓人聯想到硬件選型和嵌入式係統的限製。比如，關於采樣率的選擇如何影響保護動作的精度，以及如何在有限的計算資源下優化代碼執行效率，這些都是在設計實際保護裝置時必須麵對的“痛點”。作者並沒有迴避這些工程上的妥協和權衡，反而將其作為重要的教學點。這種將抽象的數學模型落地到具體的矽片和代碼行之間的過程，是這本書最寶貴的地方。它教會的不僅僅是“怎麼算”，更是“如何在實際工況下穩定地算齣”。

评分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的邏輯推進是非常綫性的，幾乎沒有跳躍感，這保證瞭即便是初次接觸該領域的讀者，也能逐步建立起知識體係。它成功的關鍵在於，作者沒有將微機保護僅僅視為一個“算法執行器”，而是將其看作一個需要與電力係統動態環境進行復雜交互的智能係統。從電磁暫態的采樣到數字信號的處理，再到最終的邏輯判斷和跳閘迴路的閉閤，書中的每一個環節都處理得井井有條。特彆是對故障錄波數據的分析和不同保護裝置間時鍾同步的討論，體現瞭作者對係統級可靠性工程的深刻洞察。總而言之，這是一部理論深度與工程實踐緊密結閤的典範之作，對於誌在成為高水平微機保護係統設計師的專業人士，具有不可替代的參考價值。

评分☆☆☆☆☆

這本關於微機保護的著作，從頭到尾都散發著一種紮實、嚴謹的氣息，讓人感覺作者是真的沉浸在這個領域多年，積纍瞭深厚的理論基礎和豐富的實踐經驗。它不像市麵上很多為瞭追求新潮而堆砌概念的書籍，而是專注於將“原理”和“實現”這兩個核心緊密結閤起來。書中的章節安排非常有邏輯性，從基礎的電力係統繼電保護原理入手，逐步深入到微處理器在保護裝置中的具體應用，最後過渡到實際裝置的硬件和軟件設計細節。尤其是在講解某些經典算法，比如距離保護的實現時，作者會細緻到數據采集、模數轉換、數字濾波再到核心算法的每一步，幾乎是手把手地帶著讀者去構建一個完整的保護係統。對於我這種既想理解底層原理，又想知道如何動手做齣現實産品的人來說，這種深度和廣度兼備的敘述方式，簡直是教科書級彆的範本。讀完後，我對傳統繼電保護的邏輯和現代微機技術的結閤點有瞭全新的認識，感覺視野開闊瞭許多。

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與其他我讀過的相關書籍相比，這本書在“裝置”層麵的探討顯得尤為突齣，它不僅僅是關於“保護算法的數學公式”，更像是提供瞭一份詳盡的“産品設計手冊”的理論基礎版本。它深入到瞭繼電器內部邏輯的構建，包括如何設計用戶界麵（盡管可能沒有詳細畫齣GUI，但在設計思路上有體現）、如何處理裝置自檢和通信規約等實際問題。對於那些剛從學校畢業，準備進入繼電保護設備製造行業的工程師來說，這本書提供瞭一個絕佳的參照框架，幫助他們快速理解一個商用保護設備是如何從概念一步步演變而來的。它強調瞭軟件設計的模塊化和可維護性，這些在長期運行和版本迭代中至關重要的因素，在書中得到瞭足夠的重視。

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