MATLAB电力系统设计与分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业

作者:吴天明，赵新力，刘建存　编著

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2007-2

价格:38.00元

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isbn号码:9787118049381

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《现代电力系统运行与控制》 图书简介 电力系统，作为现代社会运转的基石，其复杂性与重要性日益凸显。从宏观的电网规划、运行策略，到微观的设备监测、故障诊断，再到新兴的分布式能源接入、智能电网建设，每一个环节都对整个系统的稳定、可靠与经济运行提出了严峻的挑战。本书《现代电力系统运行与控制》正是应此而生，旨在为读者提供一个全面、深入、实用的现代电力系统运行与控制理论体系与实践指导。 本书内容聚焦于电力系统运行与控制的核心要素，并不涉及具体的软件设计工具或特定的算法实现细节。我们将重点放在原理、模型、方法与策略上，通过清晰的逻辑阐述和详实的理论分析，帮助读者构建对电力系统运行与控制的深刻理解。 第一部分：电力系统基础理论与运行模型 本部分将为读者打下坚实的理论基础，为后续深入的学习铺平道路。 电力系统基本构成与运行原理： 我们将从发电机、输电线路、变压器、负荷等基本元件出发，系统介绍电力系统的基本拓扑结构、能量流动方向以及各元件在系统中的作用。在此基础上，深入剖析电压、电流、功率（有功功率与无功功率）等基本物理量的概念及其相互关系。我们将详细阐述电力系统“一次系统”与“二次系统”的划分及其各自的功能，重点突出二次系统在运行控制中的核心地位。 稳态潮流分析： 稳态潮流是电力系统运行的基础。本章将详细介绍潮流计算的数学模型，包括节点电压法、支路电流法等经典方法。我们将深入探讨潮流方程的推导过程，以及牛顿-拉夫逊法、PQ分解法等常用潮流计算算法的原理与收敛性分析。通过对不同潮流计算方法的比较，读者将能够理解各种方法的优缺点及其适用场景。此外，还将讨论负荷流的边界条件、参数设置以及计算结果的解释，帮助读者理解电网的瞬时运行状态。 暂态分析与稳定性理论： 电力系统的稳定性是其安全运行的首要前提。本部分将系统介绍电力系统暂态过程的发生机理，包括短路故障、负荷扰动等引起的系统电压、频率、功率的动态变化。我们将详细阐述功角稳定性（暂态稳定、稳态稳定、中性稳定）的概念，并介绍李雅普诺夫稳定性理论及其在电力系统稳定性分析中的应用。通过对不同类型故障的暂态过程仿真分析，读者将能够深刻理解系统动态行为的特点，以及影响稳定性的关键因素。 电力系统模型与参数： 为了进行精确的分析与控制，需要建立可靠的电力系统模型。本章将详细介绍不同元件（发电机、励磁系统、调速器、负荷、线路等）的数学模型，包括代数模型、微分方程模型以及它们在不同分析场景下的选择。我们将重点介绍模型参数的选取与辨识方法，以及模型精度对分析结果的影响。 电力系统运行的基本准则与约束： 安全、稳定、经济是电力系统运行的永恒追求。本章将系统梳理电力系统运行必须遵循的基本准则，例如电压合格率、频率偏差限制、潮流上限、安全裕度等。我们将深入探讨这些约束条件是如何形成的，以及它们对系统运行决策的影响。 第二部分：电力系统运行控制策略与方法 本部分将深入探讨实现电力系统安全、稳定、经济运行的具体控制策略与先进方法。 电压与无功功率控制： 电压和无功功率的平衡是保证电力系统安全运行的重要环节。本章将详细介绍电压与无功功率控制的目标、机理与常用设备。我们将深入分析同步发电机励磁系统、调相机、静止无功补偿器（SVC）、动态无功补偿器（STATCOM）等设备的控制原理与应用。此外，还将讨论无功功率的优化调度方法，以及如何通过合理的无功功率调控来改善电网的电压分布，提高系统的输电能力。 频率与有功功率控制： 频率是电力系统最基本、最重要的运行指标。本章将深入分析频率偏差的产生原因，以及对系统运行的影响。我们将详细介绍发电机调速器的工作原理，以及一次调频、二次调频、三次调频等不同层级的频率调节机制。在此基础上，还将探讨有功功率的经济调度问题，包括电厂出力分配、燃料成本优化等，以及如何实现频率和有功功率的协同控制。 电力系统故障分析与保护： 故障是电力系统不可避免的事件，有效的故障诊断与保护是保障系统安全运行的关键。本章将详细介绍电力系统常见的故障类型（短路、接地、开路等）及其对系统稳定性的影响。我们将深入分析各种继电保护的基本原理、配置原则与动作特性，包括过流保护、差动保护、距离保护等。同时，还将介绍故障录波与故障定位技术，帮助读者理解故障发生后的系统响应与处理过程。 电网的可靠性与风险评估： 电力系统的可靠性直接关系到社会经济的稳定运行。本章将介绍电力系统可靠性评估的基本理论与方法，包括概率性评估、确定性评估等。我们将探讨影响系统可靠性的关键因素，例如设备故障率、维修率、容量裕度等。此外，还将介绍电力系统风险评估的理念，包括风险识别、风险分析与风险应对策略。 电力市场与运行调度： 随着电力体制改革的深入，电力市场在运行调度中扮演着越来越重要的角色。本章将介绍不同类型的电力市场（区域市场、批发市场等）及其运行机制。我们将深入分析市场出清、电价形成机制以及运行调度在市场环境下的新特点。此外，还将探讨在市场化背景下，如何实现经济运行调度与系统可靠性的平衡。 第三部分：现代电力系统运行控制的新挑战与发展趋势 本部分将着眼于未来，探讨新兴技术对电力系统运行与控制带来的机遇与挑战。 分布式电源接入与微电网运行控制： 太阳能、风能等分布式电源的快速发展，正在深刻改变电力系统的结构。本章将详细介绍分布式电源的特点、接入方式以及对电网运行的影响。我们将深入探讨微电网的概念、构成、独立运行与并网运行的模式，以及微电网内部的能量管理与控制策略。 智能电网与高级量测体系（AMI）： 智能电网是未来电力发展的方向，AMI是其核心组成部分。本章将介绍智能电网的内涵、关键技术与发展目标。我们将详细阐述AMI的功能，包括实时数据采集、状态监测、需求侧响应等，以及AMI如何为提升电网运行效率与智能化水平提供支撑。 电力系统运行的数字化与大数据应用： 大数据分析正在为电力系统运行带来新的范式。本章将介绍电力系统运行过程中产生的大量数据及其价值。我们将探讨如何利用大数据技术，对系统运行状态进行更精准的预测、诊断与优化，例如预测性维护、负荷预测、故障预警等。 电力系统信息安全与运行风险： 随着信息技术的广泛应用，电力系统的网络安全问题日益突出。本章将强调电力系统信息安全的重要性，并介绍常见的网络攻击方式与威胁。我们将探讨如何构建 robust 的信息安全防护体系，保障电力系统运行的安全与稳定。 新能源并网的挑战与应对策略： 新能源的波动性与间歇性给电网的稳定运行带来了巨大挑战。本章将深入分析新能源并网对电网频率、电压、潮流稳定性的影响，并介绍相应的应对策略，例如储能技术、灵活调峰、智能调度等。 本书力求理论与实践相结合，通过清晰的语言和严谨的论证，帮助读者建立完整的电力系统运行与控制知识体系。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够更好地理解现代电力系统的运行规律，掌握先进的控制方法，并为应对未来电力系统发展中的挑战做好准备。 本书读者对象： 电气工程、电力系统相关专业的本科生、研究生。 电力系统设计、运行、维护、调度等领域的工程师与技术人员。 对电力系统运行与控制感兴趣的研究人员与学者。 希望了解现代电力系统发展趋势的行业从业者。

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这本书给我的感觉，与其说是一本教科书，不如说是一份为高级工程师准备的“作战手册”。它对MATLAB脚本语言的运用已经达到了炉火纯青的地步，很多复杂的计算流程都被精简成了几行高效的代码块。我特别注意到作者在处理大规模矩阵运算和并行计算方面的技巧，这对于处理数千个节点的实际电网模型来说，是决定仿真效率的关键。书中关于状态估计和数据滤波的章节，讲解得非常透彻，它清晰地阐述了卡尔曼滤波在去除测量噪声和实时状态追踪中的作用。这对我目前正在进行的电网状态监测项目非常有启发性。不过，有一点让我略感遗憾，那就是对于“分布式电源接入”这一当前热点，书中的探讨相对保守，主要还是集中在传统同步发电机组的建模上。鉴于目前新能源渗透率的快速提升，如果能增加关于逆变器控制和微电网并网行为建模的详细实例，这本书的实用价值将得到质的飞跃。

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这本《MATLAB电力系统设计与分析》的深度确实令人印象深刻，它不仅仅停留在基础理论的层面，更是将复杂的电力系统概念与实际的MATLAB编程工具完美结合。书中对暂态稳定性和电压稳定性分析的章节，简直是为电力系统研究人员量身定制的宝典。我尤其欣赏作者在讲解李雅普诺夫稳定性判据时，不仅给出了严谨的数学推导，还提供了可以直接运行的Simulink模型示例。这使得原本晦涩难懂的理论知识，通过可视化的方式变得触手可及。特别是针对大扰动下的系统动态响应分析，书中构建的仿真场景非常贴近实际电网运行中的故障情景，让读者在操作中深刻理解了系统在极端条件下的行为模式。如果说有什么遗憾，那就是在最优潮流（OPF）的求解方法上，如果能再深入探讨一下现代启发式算法（如粒子群优化或遗传算法）在处理大规模电网约束优化问题时的实际应用效果，那就更好了。但总体来说，对于希望从理论走向实践，利用强大的MATLAB工具箱解决实际电力系统问题的工程师和研究生来说，这本书无疑是一份极具价值的参考资料。

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这套书的文字风格沉稳而富有洞察力，读起来给人一种信赖感。作者在描述电力系统控制系统的设计逻辑时，那种层层递进、步步为营的论述方式，让人很容易理解控制参数设定的背后逻辑。例如，在讨论励磁系统和调速器整定时，书中不仅给出了PID控制器的参数整定公式，更结合了Smith预估器等先进控制策略的原理分析，展示了如何平衡系统的快速响应和阻尼特性。书中对仿真结果的解释细致入微，不仅仅是展示波形，更会深入剖析波形变化背后的物理意义，这一点对于培养学生的“工程直觉”至关重要。唯一美中不足的是，对于最新的电力系统信息安全和网络化控制方面的讨论略显不足，这在当前电力系统数字化转型的背景下，是一个日益突出的领域。但撇开这一点不谈，仅就电力系统基本运行理论、稳定性和潮流分析的深度和MATLAB的结合程度而言，这本书绝对称得上是该领域内一本不可多得的优秀专著，值得电力专业人士人手一册。

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这本书的排版和内容组织逻辑，体现出一种严谨而又不失灵活性的编辑理念。不同于市面上很多教材按照“元件介绍—基础理论—应用案例”的传统线性结构，本书更倾向于以“系统问题导向”来展开内容。比如，在讨论电力系统安全稳定分析时，它并没有孤立地讲解某个元件，而是将发电机、输电线路、负荷模型以及保护装置全部整合进一个动态仿真框架中去考察相互影响。这种全局观的培养对于理解现代电力系统的复杂性至关重要。我个人对其中关于电力市场仿真模块的介绍特别感兴趣，虽然篇幅不算长，但其引入的实时竞价和波动性负荷模型，为我们理解未来智能电网的运行机制提供了很好的切入点。不过，如果能增加一些关于电力电子设备（如HVDC或FACTS装置）在系统稳定控制中的最新应用案例，将会使这本书的“现代性”更上一层楼。目前来看，它更偏重于经典电力系统的分析框架，但其基础的坚实度足以支撑任何前沿研究的展开。

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翻开这本书，我立刻被它那种务实、直击痛点的叙事风格所吸引。它完全没有那种学术著作的架子，更像是一位经验丰富的电力系统专家在手把手地教你“干活”。对于我们这些初入电力设计领域的新人来说，最头疼的就是“如何把课本上的公式变成电脑里的仿真结果”。这本书在这方面做得极其出色，它没有花大量篇幅去重复那些已经被讲烂的基础电路原理，而是直接聚焦于如何利用MATLAB的强大功能构建高效、准确的仿真模型。我特别喜欢其中关于潮流计算的章节，它不是简单地罗列牛顿拉夫逊法或快速解耦法的步骤，而是详细展示了如何在M文件中封装这些算法，并进行参数调优以提高收敛速度。书中的代码清晰、注释详尽，我甚至可以从中提取出核心模块，应用于我自己的项目开发中，极大地缩短了我的学习和摸索时间。这本书的价值，在于它提供的不仅仅是知识，更是一种解决问题的思维路径和实战工具包。

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这书废话多

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