微机保护实现原理及装置 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:罗士萍

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:2001-8

价格:25.00元

装帧:平装

isbn号码:9787508306834

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统保护
• 微机保护
• 继电保护
• 电力电子技术
• 信号处理
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 保护装置
• 智能电网
• 电力系统

《电网运行与控制》 一、 概述 《电网运行与控制》一书旨在深入剖析现代电力系统运行管理的核心要素，系统阐述电网的稳定运行、安全可靠供电以及优化调度的关键技术与方法。本书聚焦于电力系统从发电、输电、变电到配电全过程的运行状态监控、故障诊断、故障排除、运行策略制定以及未来发展趋势，为电力行业从业者、研究人员及相关领域学生提供一份全面、严谨且实用的技术参考。本书内容严谨，逻辑清晰，力求将复杂的电力系统运行控制概念以最直观、最易懂的方式呈现，帮助读者建立起对电网运行机制的系统性认知，并掌握应对各种运行挑战的有效手段。 二、 章节详述 第一部分：电力系统基础与运行特性 第一章：电力系统的基本组成与运行原理 详细介绍发电厂（火力、水力、核能、新能源等）的发电原理、机组类型及运行特性。 深入讲解输电网络（高压、超高压、特高压）的结构、运行模式、潮流分布及其对电网稳定性的影响。 阐述变电站（升压、降压、串联、并联补偿）的功能、设备组成及运行中的关键参数。 分析配电网（中压、低压）的结构特点、运行方式及其末端供电的挑战。 系统梳理电力系统的负荷特性、季节性变化、日变化规律及负荷预测的重要性。 探讨电力系统运行的基本要求，包括频率、电压、潮流、可靠性等，并解释各参数之间的相互关联。 引入电力系统运行的基本概念，如运行方式、检修方式、事故方式等。 第二章：电力系统稳定运行的理论基础 详细阐述电力系统稳定性的定义，包括静态稳定性和动态稳定性。 深入分析电压稳定性的机理、影响因素及其评估方法，重点讲解负荷电压特性与机组励磁控制的作用。 系统讲解频率稳定性的原理，分析负荷频率特性、发电机调速器作用以及备用容量的重要性。 详细介绍转子动力学，讲解同步发电机的运动方程，分析暂态过程对系统稳定性的影响。 引入功角稳定性的概念，阐述功角变化与系统失步之间的关系，讲解故障临界失步比（SER）、功角裕度等关键指标。 探讨动态无功功率补偿技术（SVC、STATCOM）在维持电压稳定方面的作用。 介绍新能源发电（风电、光伏）接入对系统稳定性的影响及应对策略，如惯量响应、频率支撑等。 分析直流输电（HVDC）在稳定控制方面的独特优势，如系统间解耦、故障隔离等。 第三章：电力系统的负荷特性与预测 深入研究不同类型负荷（居民、工业、商业）的负荷特性曲线，分析其日、周、季节变化规律。 详细介绍负荷预测的层次，包括短期、中期、长期负荷预测。 系统阐述常用的负荷预测方法，如回归分析法、时间序列分析法（ARIMA模型）、神经网络法（BP网络、RBF网络）、支持向量机（SVM）等。 分析影响负荷预测精度的主要因素，如气象条件、经济活动、社会事件等。 探讨实时负荷监测与数据采集技术在负荷预测中的应用。 讲解负荷预测在电网调度、机组启停、备用容量配置中的重要作用。 介绍新能源出力预测对电网整体运行预测的挑战与对策。 第二部分：电网运行的调度与控制 第四章：电力调度系统的结构与功能 全面介绍国家、区域、省级、地市级等不同层级的电力调度机构及其职责。 详细阐述电力调度中心的硬件组成，包括监控主机、通信设备、显示终端、操作终端等。 系统讲解电力调度软件系统的主要功能模块，如SCADA（数据采集与监视控制）、EMS（能源管理系统）、DMS（配电管理系统）、AVC（自动电压控制）、AGC（自动发电控制）等。 深入分析SCADA系统在实时数据采集、监视与控制中的作用。 详细介绍EMS系统在潮流计算、状态估计、安全经济调度（ED）等方面的应用。 探讨DMS系统在配电网故障诊断、隔离、恢复、电压调整等方面的作用。 阐述AGC系统在维持系统频率和机组出力平稳方面的机制。 介绍调度自动化系统（DAS）在提高调度效率和准确性方面的优势。 第五章：安全经济调度（ED） 详细介绍安全经济调度的基本原理，即在满足系统安全运行约束条件下，实现总发电成本最低。 深入阐述经济调度的数学模型，包括目标函数（发电成本）、约束条件（机组出力限制、潮流限制、节点电压限制、机组爬坡率限制等）。 系统讲解常用的经济调度算法，如拉格朗日乘子法、增量成本法、动态规划法、粒子群优化算法（PSO）、遗传算法（GA）等。 详细分析机组的最小出力、最大出力、升降功率限制等运行约束。 探讨有功功率平衡、无功功率平衡在经济调度中的地位。 介绍考虑机组启停成本、耗油率曲线等实际运行因素的经济调度方法。 讲解实时经济调度与滚动经济调度的区别与联系。 分析新能源波动性对经济调度带来的挑战及应对策略。 第六章：自动发电控制（AGC） 详细阐述AGC系统的基本原理，即根据系统频率偏差和与调度中心的指令，自动调整发电机组的有功出力，以维持系统频率在额定值。 深入分析AGC系统的组成，包括AGC控制器、通信链路、发电机组的自动调频装置。 系统讲解AGC系统的负荷频率控制（LFC）原理，分析PID控制在AGC中的应用。 详细阐述AGC系统的控制目标，如快速响应频率变化、减少负荷偏差、最小化机组出力波动。 探讨不同类型发电机组（火电机组、水电机组）在AGC响应中的特性差异。 介绍考虑备用容量、机组深度调峰等因素的AGC优化策略。 分析多区域电力系统AGC的协调控制问题。 讲解AGC信号的生成与传输过程。 第七章：自动电压控制（AVC） 详细阐述AVC系统的基本原理，即通过自动调节发电机组的无功出力、电容器、电抗器、调相机等设备，维持电网关键节点的电压在规定范围内。 深入分析AVC系统的组成，包括电压测量装置、控制器、执行机构。 系统讲解AVC控制的策略，如基于节点电压的控制、基于潮流的控制、基于目标函数优化的控制。 详细阐述无功功率补偿设备（并联电容器、并联电抗器、串联补偿电容器、STATCOM）在AVC中的作用。 探讨发电机组励磁控制系统与AVC系统的联动与协调。 介绍配电网的低压AVC技术及其在提高供电质量方面的作用。 分析短路比、阻抗等参数对电压稳定性和AVC效果的影响。 第三部分：电力系统的安全与故障处理 第八章：电力系统的故障分析与诊断 详细介绍电力系统可能发生的各类故障，如短路故障（三相短路、单相接地短路、两相短路）、断线故障、甩负荷故障、甩机组故障等。 深入分析不同类型故障的发生机理、传播过程及对系统稳定性的影响。 系统讲解故障分析的基本方法，如对称分量法、暂态过程分析法。 详细介绍故障录波器（FDR）在故障信息采集与分析中的作用。 探讨故障诊断的常用技术，如基于特征参数的诊断、基于专家系统的诊断、基于人工智能的诊断。 分析故障继电保护的基本原理，如何通过继电器动作实现故障的快速隔离。 讲解“三道防线”（正常运行、自动装置、人工干预）在确保系统安全运行中的作用。 第九章：电力系统的事故预防与处理 系统阐述电力系统事故预防的原则，包括风险评估、隐患排查、安全规程执行、人员培训等。 详细介绍电网运行中的风险管理，如何识别、评估和控制潜在风险。 深入分析电网事故应急预案的制定与演练的重要性。 系统讲解事故处理的基本流程，包括事故报告、故障定位、隔离、抢修、恢复等。 详细介绍事故处理中的关键决策，如拉路、倒闸、启动备用机组、请求外部支援等。 探讨大停电（Blackout）的发生原因、影响及预防措施。 分析事故后的原因分析、经验总结与改进措施。 介绍电力系统可靠性评估方法及其在事故预防中的应用。 第十章：电力系统运行的可靠性与韧性 详细介绍电力系统可靠性的概念，包括供电可靠性、设备可靠性、运行可靠性。 深入分析可靠性指标，如年平均停电时间和用户平均停电时间（SAIDI）、年平均供电可靠率（ASAI）、年平均非计划停电次数（CAIDI）等。 系统讲解可靠性评估的方法，如故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）。 探讨提高电力系统可靠性的技术措施，如设备冗余、检修策略优化、故障诊断与隔离能力提升。 引入电力系统韧性（Resilience）的概念，及其在应对极端事件（如自然灾害、网络攻击）方面的意义。 详细分析提升电力系统韧性的策略，如多源供电、微电网、分布式能源管理、网络安全防护。 探讨电网在极端天气、大范围停电事件中的快速恢复能力。 第四部分：电网运行的智能化与未来发展 第十一章：智能电网技术与电网运行 全面介绍智能电网（Smart Grid）的概念、关键技术及发展目标。 深入分析智能电网在信息通信技术（ICT）、自动化、可再生能源集成、储能技术等方面的应用。 系统讲解智能电表（AMI）、传感器网络、数据分析平台在提升电网运行效率和可靠性方面的作用。 详细介绍分布式能源管理系统（DERMS）、需求侧响应（DR）等技术在优化电网负荷和提升灵活度方面的应用。 探讨大数据、人工智能、机器学习等技术在电网运行中的应用，如预测性维护、故障预测、智能调度。 分析智能电网对电网运行模式、调度方式带来的变革。 介绍智能电网在提高能源利用效率、降低碳排放方面的潜力。 第十二章：新能源接入对电网运行的影响与挑战 详细分析风电、光伏等间歇性、波动性新能源接入对电网频率、电压、潮流稳定性的影响。 深入探讨新能源出力不确定性对电网调度的挑战，如备用容量配置、机组启停优化。 系统讲解新能源接入对电网潮流分布的影响，可能导致的潮流反送、电压越限等问题。 详细分析配电网分布式新能源接入带来的“双向潮流”问题及其管理。 介绍应对新能源挑战的关键技术，如储能系统（电池储能、抽水蓄能）、灵活负荷、虚拟电厂（VPP）。 探讨风电场、光伏电站的并网技术要求和运行特性。 分析新能源并网对现有电网保护、调度策略的适应性改造需求。 第十三章：电网运行的未来展望 展望未来电力系统向更加清洁、低碳、高效、智能、韧性化的方向发展。 深入探讨能源互联网（Energy Internet）的概念及其对电网运行的深远影响。 系统分析大规模储能技术在平抑新能源波动、提升电网灵活度方面的关键作用。 详细介绍直流电网、微电网等新型电网结构的发展趋势。 探讨虚拟电厂、聚合商等新兴市场主体在未来电力系统运行中的角色。 分析物联网、区块链等新兴技术在电网运行管理、电力交易等领域的应用前景。 展望电网运行在数字化转型、智能化升级方面的持续演进。 强调电网安全运行在应对未来复杂挑战中的重要性，尤其是在网络安全防护方面。 三、 总结 《电网运行与控制》一书通过系统性的梳理和深入的阐述，旨在为读者提供一个全面、准确、前沿的电力系统运行控制知识体系。本书不仅覆盖了电力系统运行的基础理论与核心技术，更紧密结合当前电网发展的最新动态，特别是新能源大规模接入和智能化转型带来的机遇与挑战。本书期望能成为电力行业从业者提升专业技能、研究人员拓展研究思路、学生学习专业知识的宝贵参考，共同推动电力事业的安全、稳定、高效和可持续发展。

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翻开这本书，最直观的感受就是它的信息密度非常高，几乎没有一句是废话。作者的写作风格可以说是那种非常“工程师”式的，直接、精确，直击要害。如果你期望看到大量优美的文学描述或者空泛的宏大叙事，那你可能会失望，但如果你是冲着解决实际工程问题去的，那这本书绝对是你的宝藏。它似乎是为那些已经有一定电力系统基础，但苦于找不到将理论转化为可运行代码或硬件实现的桥梁的读者准备的。我特别欣赏其中对故障识别、暂态过程分析和各种复杂工况下算法鲁棒性处理的探讨。这些内容在很多理论书籍中往往被轻描淡写地带过，但在实际工程中却是决定保护装置可靠性的关键。书中对不同微处理器选型和软件架构的讨论，也体现了作者对整个产业链的深刻理解，而非仅仅停留在算法层面。

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这是一本需要静下心来，配合示波器、仿真软件甚至真实设备进行对照阅读的书。它的内容层次分明，但深度足以挑战那些自认为对微机保护有一定了解的读者。我发现它在讲解一些偏底层的实现细节时，会不自觉地让人联想到硬件选型和嵌入式系统的限制。比如，关于采样率的选择如何影响保护动作的精度，以及如何在有限的计算资源下优化代码执行效率，这些都是在设计实际保护装置时必须面对的“痛点”。作者并没有回避这些工程上的妥协和权衡，反而将其作为重要的教学点。这种将抽象的数学模型落地到具体的硅片和代码行之间的过程，是这本书最宝贵的地方。它教会的不仅仅是“怎么算”，更是“如何在实际工况下稳定地算出”。

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阅读体验上，这本书的逻辑推进是非常线性的，几乎没有跳跃感，这保证了即便是初次接触该领域的读者，也能逐步建立起知识体系。它成功的关键在于，作者没有将微机保护仅仅视为一个“算法执行器”，而是将其看作一个需要与电力系统动态环境进行复杂交互的智能系统。从电磁暂态的采样到数字信号的处理，再到最终的逻辑判断和跳闸回路的闭合，书中的每一个环节都处理得井井有条。特别是对故障录波数据的分析和不同保护装置间时钟同步的讨论，体现了作者对系统级可靠性工程的深刻洞察。总而言之，这是一部理论深度与工程实践紧密结合的典范之作，对于志在成为高水平微机保护系统设计师的专业人士，具有不可替代的参考价值。

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这本关于微机保护的著作，从头到尾都散发着一种扎实、严谨的气息，让人感觉作者是真的沉浸在这个领域多年，积累了深厚的理论基础和丰富的实践经验。它不像市面上很多为了追求新潮而堆砌概念的书籍，而是专注于将“原理”和“实现”这两个核心紧密结合起来。书中的章节安排非常有逻辑性，从基础的电力系统继电保护原理入手，逐步深入到微处理器在保护装置中的具体应用，最后过渡到实际装置的硬件和软件设计细节。尤其是在讲解某些经典算法，比如距离保护的实现时，作者会细致到数据采集、模数转换、数字滤波再到核心算法的每一步，几乎是手把手地带着读者去构建一个完整的保护系统。对于我这种既想理解底层原理，又想知道如何动手做出现实产品的人来说，这种深度和广度兼备的叙述方式，简直是教科书级别的范本。读完后，我对传统继电保护的逻辑和现代微机技术的结合点有了全新的认识，感觉视野开阔了许多。

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与其他我读过的相关书籍相比，这本书在“装置”层面的探讨显得尤为突出，它不仅仅是关于“保护算法的数学公式”，更像是提供了一份详尽的“产品设计手册”的理论基础版本。它深入到了继电器内部逻辑的构建，包括如何设计用户界面（尽管可能没有详细画出GUI，但在设计思路上有体现）、如何处理装置自检和通信规约等实际问题。对于那些刚从学校毕业，准备进入继电保护设备制造行业的工程师来说，这本书提供了一个绝佳的参照框架，帮助他们快速理解一个商用保护设备是如何从概念一步步演变而来的。它强调了软件设计的模块化和可维护性，这些在长期运行和版本迭代中至关重要的因素，在书中得到了足够的重视。

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