具体描述
本书讲述现代供电技术的基础理论和新技术知识。全书共分12章，包括供电系统基本概念、负荷计算、短路电流计算、供电系统电气设备的选择、电力线路、供电系统继电保护原理、微机保护原理、企业用电的无功功率补偿及谐波抑制、过电压及其保护、变电站二次接线、配电自动化、特殊行业的安全供电等内容，书中每章都附有习题与思考题。
本书适合于高等院校工厂供电、企业供电和工矿企业供电等相关本科课程作教材，也可作为电气工程技术人员的参考书。
现代供电技术 概述 本书旨在全面而深入地探讨现代电力系统的核心理论、关键技术以及前沿发展趋势。它不仅涵盖了电力系统基础知识，更聚焦于当前电力行业面临的挑战与机遇，尤其是在能源转型、智能电网建设以及电力电子技术深度融合的背景下，所展现出的技术革新。全书结构严谨，内容翔实，力求为电力工程、能源科学以及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本兼具理论深度与工程实践价值的参考手册。 第一部分：电力系统基础与建模 本部分是理解现代供电技术的基础。它从经典的电力系统理论出发，结合现代仿真工具的应用，建立了系统的分析框架。 第一章：电力系统概论与发展脉络 本章首先界定现代电力系统的范畴，阐述了其从集中式发电向分布式、可再生能源并网的演进历程。详细分析了全球能源结构转型对传统电网带来的冲击与重塑需求。重点讨论了电力系统的可靠性、经济性和安全性的相互关系，引入了韧性（Resilience）作为衡量现代电网性能的关键指标。对未来电力系统的形态，如虚拟电厂（VPP）和区域能源互联的潜力进行了展望。 第二章：电力系统元件的详细建模 深入剖析同步发电机、变压器、输电线路和电缆的精确数学模型。针对高压直流（HVDC）和柔性交流输电系统（FACTS）中的关键元件，如晶闸管、IGBT等电力电子器件，建立了详细的非线性模型。特别关注了新能源发电单元（如风电机组、光伏阵列）并网时的等效模型构建，强调了动态特性对系统稳定的影响。 第三章：电力系统潮流计算与优化 详尽阐述了电力系统潮流分析的经典算法（如牛顿-拉夫逊法、快速解法）及其在大型电网中的收敛性分析。重点介绍了考虑有功功率、无功功率、电压幅值和相位的多目标潮流优化方法。探讨了在含大量分布式电源（DER）接入后的潮流计算难点，如多解现象和拓扑结构的动态变化，并介绍了基于分布式优化算法的求解策略。 第四章：电力系统暂态稳定分析 本章集中于系统在受到突发扰动（如短路、负荷突变）后恢复平衡的能力。详细介绍了暂态稳定评估的直接法和时域仿真法。对经典的二阶、多阶发电机组动态模型进行了深入推导，并扩展到包含电力电子换流器接入系统的暂态稳定性分析，如MMC-HVDC对区域电网的影响。引入了先进的同步旋转电机功角稳定指标（如切出角判据）和快速响应控制器的设计原理。 第二部分：电力系统动态控制与安全运行 本部分聚焦于维持现代电力系统高效、安全运行所需的先进控制技术和保护策略。 第五章：电力系统无功补偿与电压控制 系统阐述了电压与无功功率控制在现代电网中的核心地位。详细介绍了传统的SVC、STATCOM、SVC-STATCOM等FACTS装置的工作原理、控制策略及其在不同运行工况下的性能对比。深入探讨了包含大量分布式光伏和储能系统的电压支撑机制，强调了基于智能控制器的分散式电压调节技术。 第六章：电力系统频率控制与有功功率平衡 频率是衡量电力系统实时平衡状态的关键参数。本章详细分析了惯量响应、一次、二次和三次调频控制的机理与实现。针对同步发电机惯量下降的问题，重点介绍了基于电力电子接口的虚拟惯量（Synthetic Inertia）技术，以及储能系统在维持快速频率稳定中的作用。探讨了区域电力市场与实时功频控制的耦合机制。 第七章：电力系统继电保护与故障诊断 现代电网的故障特征日益复杂，对保护系统的灵敏度、速动性和选择性提出了更高要求。本章详细介绍了基于微机保护的主流技术，包括距离保护、过流保护、差动保护的先进算法。特别关注了柔性直流系统和含有大量串联补偿设备线路的保护难题，引入了基于信号处理技术（如小波分析）的故障特征提取方法。对系统故障诊断与自恢复（Self-Healing）的架构进行了阐述。 第三部分：新能源接入与智能电网技术 本部分是全书的核心和前沿阵地，详细探讨了可再生能源大规模并网所带来的技术变革和智能电网的构建路径。 第八章：可再生能源并网技术与控制 详细分析了风能和太阳能发电的随机性、间歇性对电网稳定性的影响。深入研究了最大功率点跟踪（MPPT）技术，以及并网逆变器的电网支撑能力（如暂态下提供无功和短路电流的能力）。重点介绍了高级电网代码（Grid Code）的要求，以及如何通过控制策略提升风光资源的消纳能力和系统惯量支撑。 第九章：电力储能系统及其应用 系统梳理了各类储能技术（如锂离子电池、飞轮、抽水蓄能、压缩空气储能）的物理特性、经济性分析和寿命周期评估。重点阐述了储能系统在电力系统中的多元化应用，包括调峰、备用、调频、电压支撑和阻塞管理（Congestion Management）。探讨了储能系统与电力电子接口的集成控制策略。 第十至十二章：智能电网架构与关键技术 这三章聚焦于构建信息物理融合的智能电网。 第十章：智能电网体系结构与通信技术 阐述了智能电网的层次结构（测量层、通信层、决策层），并详细介绍了用于数据采集和传输的先进通信技术（如PLC、光纤通信、5G在电力场景的应用）。强调了信息安全在智能电网中的基础地位。 第十一章：高级量测体系（AMI）与数据处理 深入探讨了智能电表（Smart Meter）的功能、数据采集的同步性要求以及海量数据的存储和处理技术。介绍了状态估计（State Estimation）在实时、高密度数据环境下的改进算法，以及利用同步相量测量单元（PMU）进行广域测量与控制（WAMS）的应用。 第十二章：分布式能源管理与微电网技术 系统介绍了微电网（Microgrid）的拓扑结构、并/离网切换控制技术。重点阐述了在孤岛运行模式下，如何实现无惯量电源的功率和频率精确控制。介绍了分布式能源管理系统（DERMS）的核心功能，包括负荷预测、优化调度以及与主电网的交互策略。 第四部分：现代输电与配电系统升级 本部分关注于电网基础设施的现代化改造，以适应高载荷、双向潮流和复杂拓扑结构的需求。 第十三章：特高压与柔性输电技术 详尽分析了特高压（UHV）直流和交流输电在远距离、大容量输电中的优势与挑战。对多端直流（MTDC）系统的控制与保护进行了深入研究。详细阐述了FACTS装置在优化现有线路容量、抑制振荡和提高输电效率方面的应用，特别是与串联补偿和并联补偿装置的协同控制。 第十四章：配电网的智能化与双向潮流管理 现代配电网正从传统的单向辐射型向主动、互动式的配电系统演进。本章分析了分布式电源接入引起的潮流反向、电压波动和保护协作问题。介绍了基于配电自动化（DA）、配电管理系统（DMS）的主动配电网控制策略，包括自动重构和故障隔离技术。 第十五章：电力系统可靠性评估与韧性提升 本章将可靠性分析提升到现代系统视角。使用概率论方法评估系统在随机故障下的供电能力（如LOLP, EENS）。重点探讨了如何通过增加储能、部署FACTS、优化拓扑结构等措施，来量化和提升电网在自然灾害或网络攻击下的韧性指标。 结论与展望 全书最后总结了现代供电技术领域当前的核心技术瓶颈，并对未来发展方向进行了展望，包括深度学习在电力系统优化调度中的应用、边缘计算在配电网中的部署，以及实现电-气-热多能耦合系统的集成优化等。
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