具体描述
本系列丛书分入门版和提高版，书中以技能训练实例为主，遵循由浅入深、由易到难、由简单到复杂循序渐进的规律，以提高读者的综合技能水平。本书是入门版，主要内容包括：常用电工工具、仪表及材料的使用方法，常用低压电器的维修和调整方法，交流三相异步电动机、单相小型变压器的维修技能，电动机、电器、室内照明线路的安装接线方法，一般电气控制装置、单相整流电路和简易直流稳压电源的制作、安装、调整，以及故障检修的基本操作要领和技能。为便于培训和考核，书还附有技能考核自测题。
本书配有大量插图，形象直观，文字叙述简明扼要、通俗易懂，可供初级技术工人培训和自学之用，也可作为技工学校、职业技术学校的生产实习教学用书。
图书简介：现代电力系统与新能源技术应用 内容概要： 本书旨在为电气工程领域的专业人士、技术人员以及高年级本科生提供一个全面而深入的学习资源，聚焦于现代电力系统的复杂性、可持续发展的前沿技术，特别是新能源的集成与智能电网的构建。我们不再局限于传统电路的维修与基础技能，而是将视野投向电力系统的整体优化、运行安全以及面向未来的能源转型挑战。 本书的核心内容围绕以下几个关键模块展开：现代电力系统分析与规划、先进电力电子技术在电网中的应用、可再生能源并网技术、智能电网架构与运行维护，以及电力系统安全与可靠性工程。 --- 第一部分：现代电力系统的深入解析与优化 本部分从宏观角度审视当代电力系统的结构、运行特性及其面临的挑战。 1.1 电力系统的动态特性与稳定性分析： 我们深入探讨了同步发电机在电网中的暂态、次暂态及稳态模型，重点分析了电力系统发生故障（如短路、断线）时的动态响应过程。内容涵盖了电力系统暂态稳定、电压稳定和频率稳定的理论基础，并详细介绍了当前主流的等面积定则扩展、滑模控制理论在电力系统稳定控制中的应用。对于大型互联电网，本书阐述了功角稳定控制器的设计原理，如静止同步补偿器（SVC）、统一潮流控制器（UPFC）等柔性交流输电系统（FACTS）设备对系统动态性能的改善机制。 1.2 电力系统潮流计算与优化调度： 本章详述了潮流计算的数值方法，从牛顿-拉夫逊法到快速潮流计算方法（如PQ分解法）的演进。重点在于有功功率和无功功率的优化调度，以最小化运行成本或功率损耗为目标函数。内容包括直流潮流（DC Load Flow）在初始规划阶段的应用、有功功率经济调度中考虑发电机爬坡速率和燃料特性的非线性规划模型。同时，对网络拓扑结构的变化对潮流分布的影响进行了深入建模与仿真分析。 1.3 高压直流输电（HVDC）技术： 作为大容量、远距离输电的主流技术，本书详尽介绍了高压直流输电的原理、换流阀（晶闸管与IGBT）的工作特性。重点区分了电压源型换流器（VSC-HVDC）与电流源型换流器（LCC-HVDC）在系统动态响应、故障穿越能力上的差异，并分析了VSC-HVDC在直流故障穿越和黑启动中的独特优势及其控制策略。 --- 第二部分：先进电力电子技术与电能质量管理 本部分聚焦于电力电子变换器在现代电力系统中的核心作用及其带来的电能质量挑战与解决方案。 2.1 高功率密度电力电子变换器设计： 本书详细介绍了三电平、五电平NPC（中点钳位）逆变器、MMC（模块化多电平换流器）等先进拓扑结构的设计原理、调制策略（如SPWM、SVPWM、空间矢量调制）。重点分析了高频开关对器件（IGBT、SiC MOSFET）热管理的要求和驱动电路的设计，旨在提高能量转换效率和功率密度。 2.2 电能质量监测与谐波控制： 深入研究了电能质量标准（如IEEE 519、IEC 61000系列）对电压暂降、瞬态过电压、谐波和闪变的要求。针对电力电子设备和非线性负载产生的谐波问题，本书系统阐述了有源电力滤波器（APF）和无源滤波器的设计与投运，并探讨了动态电压补偿器（DVR）在抑制电压不平衡和暂降方面的应用。 2.3 电力系统的电磁暂态仿真（EMT）： 强调使用PSCAD/EMTDC、EMTP-RV等专业软件进行电磁暂态仿真。内容包括建立精确的线路、变压器、保护装置模型，并进行雷击过电压、操作过电压、及高频暂态过程的仿真分析，为系统安全裕度评估提供技术支撑。 --- 第三部分：可再生能源并网与集成技术 本部分全面覆盖了风能、太阳能等间歇性电源接入电网所需解决的关键技术难题。 3.1 分布式电源接入与逆变器控制： 详细讲解了光伏（PV）和风力发电机组所采用的并网逆变器的主电路拓扑及控制策略。重点剖析了锁相环（PLL）在同步并网中的重要性、各种PLL的抗干扰性能比较，以及虚拟同步机（VSM）控制技术在增强电网惯量支撑方面的应用。 3.2 储能系统的关键技术与并网管理： 本书将储能技术视为电网柔性调度的核心。内容包括锂离子电池、液流电池等主流储能技术的工作原理、寿命评估和热失控风险分析。在控制层面，详细介绍了电池管理系统（BMS）的关键算法，以及储能系统参与电网调频、调峰、备用服务的功能控制策略。 3.3 间歇性电源对电网的影响与平滑接入： 分析了大规模风电、光伏接入对电网电压稳定性和潮流分布的冲击。提出了功率预测、柔性直流系统支撑、以及区域微电网（Microgrid）的解耦控制策略，以确保高比例新能源接入下的系统稳定性。 --- 第四部分：智能电网架构、信息通信与保护 本书超越了传统电能传输的范畴，深入到信息流、控制流与电能流三流合一的智能电网领域。 4.1 智能电网的分层架构与关键技术： 系统阐述了智能电网从发电端到用户端的“量测-通信-计算-控制”闭环体系。重点介绍了先进量测体系（AMS/PMU）的原理、数据同步与网络部署，以及海量量测数据在状态估计算法中的处理流程。 4.2 现代电力系统保护与继电保护的升级： 传统保护面临新能源带来的短路电流下降、故障识别困难等问题。本书重点介绍了基于傅里叶变换和小波分析的故障识别算法，以及基于同步相量（PMU数据）的广域保护（WAMS）系统，如基于差动保护和阻抗保护的升级版算法，用于快速隔离故障，防止大面积停电。 4.3 网络安全与数据可信性： 鉴于智能电网对信息技术的依赖，本章专门探讨了电力系统网络安全（Cybersecurity）面临的威胁（如DDoS攻击、恶意代码注入）。内容包括通信信道的加密技术、信息隔离、以及基于区块链技术在电能交易和数据可信度验证中的前瞻性应用。 --- 第五部分：电力系统可靠性与现代维护工程 本部分关注系统生命周期内的安全运行和前瞻性维护策略。 5.1 可靠性理论在电力系统中的应用： 引入马尔可夫链模型、状态空间法等概率论工具，对输电线路、变电站关键设备（如断路器、变压器）的故障率、修复率进行建模，计算系统的可用度（Availability）和期望停电时间（EENS），指导运维资源的合理分配。 5.2 设备状态检修与健康管理（PHM）： 探讨了从传统的定期检修向基于状态的预测性维护（PdM）的转变。详细介绍利用振动分析、油中溶解气体分析（DGA）等在线监测技术，结合机器学习算法对变压器绕组绝缘老化、局部放电等早期故障的精准预测，实现设备寿命最大化与维护成本的优化。 5.3 极端环境下的运行与恢复： 针对自然灾害（如冰雪、强风暴）对电力基础设施的破坏，本书提供了电网韧性（Resilience）的概念框架，并详细阐述了电网黑启动（Black Start）的优化流程、分布式电源在灾后快速恢复中的作用，以及构建快速应急响应机制的工程实践。 总结： 《现代电力系统与新能源技术应用》是一部面向未来电力行业发展的综合性技术专著，它强调理论与工程实践的紧密结合，为读者提供了掌握电力系统从规划设计、稳定控制到智能运维所需的前沿知识体系。全书以严谨的数学模型和丰富的工程案例为支撑，旨在培养具备解决复杂电力系统集成、新能源消纳和电网智能化升级能力的复合型人才。
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