Power System Dynamics and Stability pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall; 1st edition

作者:Peter W. Sauer

出品人:

页数:357 pages

译者:

出版时间:July 30, 1997

价格:$59.90

装帧:Hardcover

isbn号码:9780136788300

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统动力学
• 电力系统稳定性
• 电力系统分析
• 电力系统建模
• 动态稳定性
• 暂态稳定性
• 小扰动稳定性
• 电压稳定性
• 电力电子
• 电力系统保护

动态电力系统中的先进控制与优化技术 作者： 某资深电力系统专家及团队 出版社： 行业权威学术出版社 书籍定位： 本书旨在为电力系统工程师、研究人员和高年级学生提供一套全面、深入且面向实践的现代控制理论在电力系统稳定性和优化中的应用指南。它聚焦于当前电网面临的挑战，特别是新能源接入、分布式能源渗透率提升以及对系统灵活性的更高要求背景下，传统方法难以应对的新型动态问题。 内容提要： 本书系统性地梳理了电力系统动态行为的复杂性，并深入探讨了一系列先进的控制和优化方法如何有效地提升电力系统的运行可靠性、经济性和鲁棒性。全书结构严谨，理论与工程实践紧密结合，涵盖了从基础理论到前沿应用的广阔范围。 第一部分：现代电力系统动态基础与挑战 本部分首先回顾了经典电力系统稳定性理论（如暂态稳定、小扰动稳定），但重点迅速转移到当前复杂系统所面临的挑战。 第一章：面向智能电网的动态建模升级 详细阐述了在大量电力电子设备（如HVDC、STATCOM、风力发电机组、储能系统）接入背景下，传统同步发电机模型已不足以描述系统动态的局限性。重点讨论了： 1. 多时间尺度动态的耦合： 如何有效处理毫秒级的电力电子换流器动态与秒级、分钟级的机械同步发电机组动态之间的相互作用。 2. 高维系统的建模挑战： 引入基于状态空间方法的系统辨识技术，用于获取高阶、非线性的实际系统模型。 3. 网络化效应与延迟： 分析通信网络延迟和拓扑变化对系统动态的影响，特别是网络稳定性的分析框架。 第二章：非线性与不确定性分析 电力系统的非线性特征日益显著。本章专注于现代非线性分析工具的应用： 1. 局部分析与全局分析： 利用李雅普诺夫函数法、小林函数法等工具，评估系统的局部稳定性边界和全局吸引子的特性。 2. 不确定性量化： 介绍蒙特卡洛模拟、区间分析等方法，量化模型参数和外部扰动引起的不确定性对系统动态性能的影响。 第二部分：先进控制理论在动态补偿中的应用 本部分是全书的核心，详细介绍了多种先进控制策略，用以增强系统对暂态和次暂态扰动的抵抗能力。 第三章：基于观测器的状态估计与反馈 由于系统内部状态（如磁链、转子角速度的精确幅值）难以直接测量，状态观测器设计至关重要。 1. 卡尔曼滤波族： 详细介绍扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在非线性电力系统状态估计中的应用，着重分析其在数据饱和或强非线性条件下的性能差异。 2. 鲁棒观测器设计： 针对传感器噪声和模型误差，设计$mathcal{H}_{infty}$观测器，确保估计误差在可接受范围内。 第四章：鲁棒控制策略 本章重点解决模型不确定性下的稳定裕度问题。 1. $mathcal{H}_{infty}$控制： 建立系统的扰动-输出传递函数模型，通过求解LMI（线性矩阵不等式）设计出能够抑制特定频率扰动和模型失配的最优控制器。 2. 滑模控制（SMC）： 针对强非线性和外部冲击，设计具有高鲁棒性的滑模控制器，详细讨论了“抖振”现象的缓解技术，如利用高阶滑模或自适应切换增益。 第五章：自适应与智能控制方法 面对系统拓扑和运行点不断变化的复杂性，自适应控制提供了在线调整控制参数的能力。 1. 基于模型的自适应控制： 介绍MRAS（模型参考自适应系统）和可调参数自适应控制，用于实时跟踪变化的系统等效参数。 2. 模糊逻辑与神经网络控制： 探讨如何利用模糊推理系统（FIS）处理难以量化的专家经验，以及如何使用神经网络进行在线系统辨识和控制律的优化，特别是应用于复杂电力电子变换器的电流和电压环路控制。 第三部分：面向系统层面的优化与协调 本部分将控制理论提升到系统级调度和最优运行层面，关注如何通过优化技术实现整体经济效益和安全运行的平衡。 第六章：优化方法在暂态过程中的应用 传统优化多集中在稳态潮流或经济调度，本章关注快速过程中的优化。 1. 最优励磁控制与功率系统稳定器（PSS）的协同优化： 建立综合目标函数，结合控制器的设计约束（如执行器饱和），利用混合整数二次规划（MIQP）方法确定最优的控制器增益。 2. 基于模型的预测控制（MPC）的引入： 阐述MPC如何通过滚动时域优化，在满足系统约束的前提下，提前预测并优化短期内的动态响应，尤其适用于储能系统的快速充放电管理。 第七章：分布式优化与协同控制 随着大量分布式能源（DERs）的接入，集中式控制面临通信瓶颈和单点故障风险。 1. 多智能体系统（MAS）理论： 介绍如何将电网中的各个单元（发电机、负荷、储能）视为自治智能体，通过局部信息交换实现全局最优控制目标，如频率和电压的协同控制。 2. 去中心化优化算法： 重点介绍基于对偶分解和ADMM（交替方向乘子法）的算法，用于在不依赖中心协调器的前提下，解决区域间潮流和功率平衡问题。 第四部分：仿真、测试与前沿展望 第八章：高保真仿真环境与实时测试 强调理论验证的严谨性，需要高保真的仿真工具。 1. 混合仿真（HIL/SIL）： 详细介绍如何构建包含真实控制器硬件（HIL）和软件模型（SIL）的测试平台，以验证先进控制算法在实时环境下的性能和时序约束。 2. 大数据与数字孪生： 探讨利用历史运行数据构建高精度数字孪生模型，用于预先验证控制策略的鲁棒性，并预测潜在的动态风险。 总结与展望： 本书最后总结了当前动态控制领域的前沿趋势，包括量子计算在电力系统优化中的潜在应用、AI驱动的异常检测与快速故障隔离技术。全书的深度和广度确保了读者能够掌握驾驭未来复杂、高渗透率电力系统的必备工具和思维框架。 读者对象： 电力系统规划与运行工程师、电力电子与自动控制专业的研究生、从事电网安全稳定分析的技术人员。

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