Computational Techniques for Voltage Stability Assessment and Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Ajjarapu, Venkataramana

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2006-12

价格:$ 224.87

装帧:HRD

isbn号码:9780387260808

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 电压稳定性
• 计算方法
• 电力系统分析
• 控制策略
• 数值计算
• 电力电子
• 优化算法
• 电力系统安全
• 智能电网

好的，这是一份关于一本名为《Computational Techniques for Voltage Stability Assessment and Control》的图书的详细内容简介，其中不包含该书本身的主题或内容： --- 《现代电力系统分析：优化与可靠性评估》 图书简介 本书聚焦于电力系统运行与规划中的关键领域：优化算法的应用、系统可靠性的量化评估，以及在面对动态运行条件和不确定性时的应对策略。全书旨在为电力系统工程师、研究人员以及高级学生提供一套全面且实用的工具箱，用以理解和解决复杂电网中的挑战性问题。我们深入探讨了如何利用先进的数学建模和计算方法，提高电网的效率、弹性和经济性。 本书结构严谨，内容涵盖从基础理论到前沿实践的多个层面，强调理论与实际工程应用相结合。 第一部分：电力系统优化基础与应用 本部分奠定了电力系统优化的理论基础，并将其应用于电网规划与运行的核心问题。 第一章：电力系统优化问题的数学建模 本章首先回顾了电力系统分析的基本方程组，包括潮流方程和节点电压约束。重点在于如何将实际工程问题转化为可求解的数学模型。内容涉及： 目标函数构建： 如何定义最小化运行成本、最小化功率损耗或最大化系统裕度等目标函数。 约束条件的精确表述： 详细阐述了发电机有功/无功出力限制、线路传输容量、电压限值以及安全运行区域的数学表示。 线性与非线性规划基础： 介绍凸优化理论在特定电力系统问题（如直流潮流优化）中的应用，并区分非凸优化问题的挑战性。 第二章：基于经典方法的优化求解 本章深入研究了求解电力系统优化问题的经典算法，这些算法是现代复杂求解器的基础。 牛顿法及其变体在优化中的应用： 重点讨论了牛顿法在求解最优潮流（Optimal Power Flow, OPF）中的收敛特性、敏感性分析以及如何处理奇异性。 二次规划（QP）与线性规划（LP）： 详细讲解了如何通过线性松弛或近似方法将复杂的非线性问题转化为可高效求解的线性或二次规划问题，这在实时调度中至关重要。 内点法（Interior-Point Methods）在大型系统中的性能分析： 探讨了内点法相对于单纯形法的优势和劣势，特别是在处理大规模稀疏矩阵时的计算效率。 第三章：启发式与宏观经济调度 本部分将优化理论应用于实际的系统调度与经济运行。 基于成本的发电计划（Economic Dispatch）： 详细分析了考虑传输损耗和机组爬坡速率限制下的经济负荷分配问题。介绍了如何利用拉格朗日乘子法确定边际成本。 机组组合（Unit Commitment）： 这是一个典型的混合整数非线性规划（MINLP）问题。本章着重介绍如何通过松弛技术、分支定界（Branch and Bound）以及启发式方法（如排序启发式）来近似求解启动/停机决策，以最小化总运行成本。 日前与实时调度集成： 讨论了如何构建一个多时间尺度优化框架，连接日前市场出清结果与实时系统约束。 第二部分：电力系统可靠性与风险评估 本部分侧重于量化电力系统的脆弱性，并开发工具以评估和提升系统的韧性。 第四章：电力系统可靠性理论与指标 本章建立起量化系统可靠性的数学框架。 频率域与时间域的可靠性指标： 区别并详细解释了频率指标（如EENS, LOLE）和时间指标在不同场景下的适用性。 元件状态建模： 如何对发电机、输电线路和变压器的故障率、修复时间和运行状态进行概率建模。 状态空间法与蒙特卡洛模拟： 介绍了如何利用蒙特卡洛方法模拟大量可能的系统状态，以评估罕见事件的发生概率和影响。 第五章：设备故障与系统安全裕度分析 本章侧重于从设备层面评估对整个系统稳定性的潜在威胁。 关键元件的N-1安全度量： 详细说明了如何系统地进行单元件故障（N-1）模拟，并量化系统对这些故障的抵抗能力，包括潮流裕度与电压裕度的计算。 传输阻塞分析： 探讨了如何识别网络中最易受传输瓶颈影响的区域，并评估由于设备退役或容量限制导致的系统脆弱性。 概率性风险评估（PRA）方法： 将元件的概率特性与系统拓扑结构相结合，计算系统整体发生大规模停电（Cascading Failure）的风险概率。 第六章：不确定性下的决策与鲁棒性评估 现代电网面临可再生能源波动和负荷需求不确定性。本章提供了处理这些不确定性的计算方法。 随机优化方法： 介绍两阶段或多阶段随机规划模型，用于在不确定性已知分布的情况下做出最优决策。 鲁棒优化（Robust Optimization）： 侧重于在不确定性区间内寻找一组能保证可行性和性能的“最坏情况”解决方案，确保系统在任何可能发生的情景下都能安全运行。 场景生成与降维： 讨论了如何通过聚类算法或主成分分析（PCA）来有效管理和简化高维度的不确定性场景集，以提高计算的可行性。 第三部分：高级计算技术在电网管理中的应用 本部分探索了利用新兴的计算范式来解决传统方法难以处理的复杂动态问题。 第七章：大规模非线性问题的数值求解 并行化策略： 探讨了如何将大型潮流计算和优化问题分解到多核处理器或分布式系统上，以实现快速求解，特别是对于实时应用。 矩阵求逆与稀疏性管理： 详细分析了在大型网络中，如何高效地处理雅可比矩阵的稀疏结构，例如采用谢尔补（Schur Complement）或特定稀疏矩阵求解器。 第八章：数据驱动的系统状态估计与预测 本章转向利用大数据和机器学习技术增强电网的态势感知能力。 高级状态估计（State Estimation）： 介绍了加权最小二乘（WLS）法的改进，以及在存在恶意数据注入（Bad Data Detection）情况下的健壮状态估计算法。 时间序列预测模型： 探讨了使用循环神经网络（RNN）或长短期记忆网络（LSTM）对负荷、风能和太阳能出力进行高精度短期预测，并将这些预测结果集成到短期优化调度模型中。 第九章：动态安全约束与时序仿真 本章关注系统在穿越扰动过程中的瞬态稳定性和时间依赖性问题。 暂态稳定分析（Transient Stability Analysis）： 简要介绍了利用积分求解器（如欧拉法、龙格-库塔法）进行详细的时域仿真，用于评估大扰动后的系统同步能力。 动态安全约束（DSC）： 讨论如何将暂态稳定限制作为附加约束集成到优化求解框架中，确保系统在恢复到稳态的过程中不会发生失稳。 --- 本书的特点在于其对计算效率的关注，强调在处理实际的、大规模电力系统时，理论模型的选择必须服从于工程可行性。通过本书的学习，读者将能掌握一套先进的、可操作的数学和计算工具，以应对未来电网在复杂性、不确定性以及集成大量分布式资源所带来的挑战。

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