电力系统计算程序及其实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787801256652

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《电力系统分析与计算方法》 本书旨在为广大电力系统工程师、研究生以及对电力系统领域感兴趣的读者提供一套系统、深入的理论框架和实践指导。电力系统的稳定运行、高效调度以及可靠供电，都离不开精确的计算和严谨的分析。本书将从基础理论出发，逐步深入到电力系统运行中各种复杂问题的计算与解决，并结合实际工程经验，阐述现代电力系统分析的最新进展。 内容概述： 本书共分为八章，内容涵盖了电力系统计算的各个关键环节。 第一章：电力系统基础理论回顾 本章将对电力系统分析所必需的基础知识进行梳理和巩固。包括： 电能传输的基本原理： 功率、电压、电流、频率等基本概念及其相互关系，三相电系统分析，对称分量法。 电力系统元件模型： 发电机、变压器、输电线路（包括架空线路和电缆）、负荷等主要元件的等值电路模型、参数计算，以及这些模型在计算中的作用。 标幺制及其应用： 标幺制的定义、优点、换算方法，以及在电力系统计算中的重要性，如何简化计算过程并便于比较不同电压等级的参数。 第二章：潮流计算 潮流计算是电力系统分析的核心内容，是进行其他各项计算的基础。本章将详细介绍： 潮流计算的基本原理： 节点电压、支路电流、功率流的定义与计算方法。 潮流计算的数学模型： 导纳矩阵、节点电压方程、潮流方程的建立。 潮流计算的常用算法： 高斯-赛德尔法（Gauss-Seidel Method）： 算法原理、迭代过程、收敛性分析、优缺点。 牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson Method）： 算法原理、雅可比矩阵的构建、迭代过程、收敛性分析、相对于高斯-赛德尔法的优势。 快速解耦潮流法（Fast Decoupled Load Flow）： 算法原理、简化假设、计算效率的提升。 潮流计算的应用： 负荷预测、系统规划、运行调度、故障分析等。 第三章：短路电流计算 短路是电力系统中最严重的故障之一，准确计算短路电流对于保护装置的配置、设备选型以及系统安全运行至关重要。本章将重点讲解： 短路故障的类型： 单相接地、两相短路、三相短路、缺相故障等。 短路电流计算的基本方法： 序分量法： 正序、负序、零序网络的概念、建立和连接，以及如何利用序分量计算各种不对称短路电流。 暂态短路电流计算： 考虑发电机和异步电动机的暂态电抗，计算冲击电流和稳态短路电流。 短路电流计算的应用： 断路器开断能力校验、母线电抗器选择、接地装置设计。 第四章：电力系统稳定分析 电力系统的稳定是保障其可靠运行的基石。本章将深入探讨： 电力系统稳定性的定义与分类： 暂态稳定性（Transient Stability）： 系统在受到大型扰动（如短路）后恢复同步的能力。 稳定运行（Steady-State Stability）： 系统在正常运行条件下保持同步的能力。 电压稳定（Voltage Stability）： 系统维持电压在可接受范围内而不发生电压崩溃的能力。 暂态稳定性分析： 功角方程： 描述发电机转子角度变化的微分方程，积分方法（欧拉法、龙格-库塔法）进行求解。 等面积准则（Equal Area Criterion）： 简单直观的判断暂态稳定性的一种方法。 影响暂态稳定性的因素： 故障类型、故障地点、故障持续时间、切除故障的方式、发电机励磁系统等。 小扰动稳定分析（线性化分析）： 分析系统在小扰动下的动态响应，判断是否存在振荡。 电压稳定分析方法： PV/QV 曲线、PQ 曲线的绘制与分析。 第五章：继电保护计算 继电保护是电力系统安全运行的最后一道屏障。本章将介绍： 继电保护的基本原理： 保护的定义、分类（按故障性质、按保护原理）、选择性、灵敏性、快速性。 保护装置的整定计算： 过电流保护整定： 正常运行时、故障时、正常启动、误动作等各情况下的电流计算与整定。 距离保护整定： 阻抗的计算、整定区间的确定。 差动保护整定： 差动原理、二次压降、二次回流的计算。 接地保护计算： 接地故障电流的计算与保护整定。 第六章：电力系统经济调度 在满足负荷需求和系统约束的前提下，实现成本最低的发电是电力系统运行的目标。本章将讲解： 经济调度的基本原理： 成本函数、互感系数、边际成本。 等边际成本准则： 在无传输限制条件下的最优调度。 有传输限制的经济调度： 线性规划方法： 将经济调度问题转化为线性规划问题进行求解。 最优化算法： 如内点法、梯度下降法等（简要介绍）。 考虑可再生能源接入的经济调度： 考虑风电、光伏等随机性电源的调度策略。 第七章：状态估计 状态估计是现代电力系统监控和控制的重要组成部分，旨在从大量带有噪声的测量数据中，估计出系统的最优状态。本章将介绍： 状态估计的原理： 最小二乘法、加权最小二乘法。 测量方程和系统方程的建立： 状态估计的算法： 非线性最小二乘法（Gauss-Newton 法）： 加权最小二乘法： 坏数据检测与处理： 如何识别和剔除错误的测量数据。 状态估计的应用： 实时数据处理、系统安全监测、最优潮流计算的输入。 第八章：现代电力系统计算的挑战与发展 随着电力系统的发展，新的技术和挑战不断涌现。本章将对以下内容进行展望： 智能电网背景下的电力系统计算： 大数据、人工智能、物联网在电力系统分析中的应用。 可再生能源大规模接入对计算的影响： 随机性、波动性对潮流、稳定、调度等方面带来的挑战。 柔性交流输电系统（FACTS）和储能系统在系统计算中的考虑。 计算方法的发展趋势： 高性能计算、分布式计算、机器学习在电力系统中的应用。 本书特色： 理论与实践相结合： 在介绍理论知识的同时，强调其在实际工程问题中的应用。 循序渐进的讲解： 从基础概念到复杂问题，逻辑清晰，易于理解。 算法详尽： 对主流的计算算法进行深入的原理剖析和步骤说明。 贴合实际： 涵盖了当前电力系统运行和规划中的核心计算内容。 通过对本书的学习，读者将能够掌握电力系统分析与计算的核心方法，为解决实际工程问题打下坚实的基础，并对未来电力系统计算的发展趋势有更深刻的认识。

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从教材使用的角度来看，这本书的习题设计是一个值得商榷的地方。理论知识的巩固往往离不开高质量的练习，这本书提供了大量的课后习题，覆盖了各个章节的核心概念。但是，这些习题的难度分布似乎过于集中在基础概念的记忆和公式的套用上，很少出现那种需要综合运用多个章节知识点，或者需要读者自行构建复杂模型来解决一个特定工程问题的综合性大题。例如，缺少那种要求读者先建立一个包含风电场和光伏电站的简化系统模型，然后分析在某一特定气候条件下，系统如何应对突变的无功功率需求变化并给出优化调度方案的复杂情景题。这种练习的缺失，导致读者在合上书本，真正面对真实的工程挑战时，可能会因为缺乏那种“举一反三”的综合训练而感到无所适从，需要花费额外的时间去重新组织知识体系。

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初次接触这本书时，我最期待的是它在电力系统建模与仿真方面的实践指导。毕竟，理论知识固然重要，但在实际工程中，如何准确地将物理模型转化为可执行的代码，并处理好计算收敛性等实际难题，才是决定项目成败的关键。这本书在这方面提供了一些基础的算法介绍，比如牛顿拉夫逊法在潮流计算中的应用步骤，描述得比较清晰易懂。不过，在涉及更高级的求解器优化，例如如何处理大规模稀疏矩阵的存储和运算效率，或者在非线性系统求解过程中如何有效地进行参数预估以加速收敛，这些“行话”级别的技巧和经验分享却显得有些不足。我希望能看到一些作者在多年项目实践中总结出的“陷阱”和“窍门”，比如某个特定类型网络拓扑下容易出现的数值不稳定情况，以及对应的快速排错指南。现在的讲解方式更像是教科书式的推导，缺乏那种从实战中淬炼出来的锐利感和针对性。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，它采用了一种深沉的蓝色调，搭配着精细的电路图纹理，给人一种专业且可靠的感觉。翻开内页后，那种油墨的质量和纸张的触感也都很不错，不是那种廉价的印刷品，能感受到出版方在细节上的用心。然而，仅仅是外在的包装并不能完全决定一本技术书籍的价值。我原本期望它能更深入地探讨现代电力系统在新能源接入背景下的动态稳定性和暂态控制策略，特别是针对柔性直流输电（HVDC）与传统交流电网混合系统中的复杂耦合问题。书中对这些前沿课题的论述相对简略，更多地停留在基础理论的阐述，这使得对于有一定经验的工程师来说，可能会觉得深度稍有欠缺。如果能增加一些关于如何利用最新的计算工具，比如Python或MATLAB在云端进行大规模电力系统优化调度的案例分析，那对提升其实用价值将大有裨益。目前的内容虽然是扎实的基石，但对于追求技术前沿的读者而言，可能需要寻找其他更专业的补充材料来填补这块空白。

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这本书的语言风格偏向于严谨和学术化，这一点对于初学者来说，可能需要一定的适应期。每一个公式的推导都力求详尽，参考文献的引用也做得比较规范。但我发现，在某些关键概念的引入环节，作者似乎默认读者已经具备了非常扎实的数学基础和电路理论背景，比如对某些偏微分方程的求解过程，直接给出了结论而没有提供足够的背景铺垫。这使得那些从相关但非核心专业背景转入电力系统学习的读者，在理解这些复杂数学工具如何映射到实际电磁物理现象时，会感到吃力。如果能在章节的起始部分，用更通俗易懂的类比或实际工程故障的描述来引出所需的数学工具，或许能更好地架设起理论与实践之间的桥梁，让知识的吸收过程更加平滑自然。

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作为一名从事电力规划工作的专业人员，我对书中关于不同运行场景下的稳态分析方法给予了高度关注。潮流计算是电力系统分析的基石，这本书在这部分内容的覆盖面广，从有功无功平衡到电压控制，逻辑结构安排得井井有条。然而，令我感到一丝遗憾的是，它似乎过于侧重于传统的、基于稳态假设的分析框架。在当前电力系统日益趋向于分散化和高度依赖可再生能源的背景下，系统的惯量支撑能力和惯性响应速度正成为新的焦点。我希望能看到更多关于基于惯量控制、虚拟同步机（VSM）模型以及如何将储能系统动态特性融入到短期乃至超短期负荷预测和电压稳定评估中的深入探讨。目前的章节更多地是在处理一个“既定”系统的平衡点，而对于系统在受到扰动后，如何快速有效地恢复到新平衡点这一动态过程的探讨，力度显得不够，这在实际的电网调度和安全校核中至关重要。

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