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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Abur, Ali/ Exposito, Antonio Gomez/ Gomez-exposito, Antonio

出品人:

页数:327

译者:

出版时间:2004-3

价格:$ 118.59

装帧:HRD

isbn号码:9780824755706

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 状态估计
• 电力系统分析
• 电力系统优化
• 电网
• 电力电子
• 优化算法
• 智能电网
• 电力系统控制
• 数据分析

电力系统运行与控制：从理论基础到智能应用 本书旨在为电力系统领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面而深入的指南，聚焦于电力系统的稳定运行、高效控制以及前沿的智能化技术应用。 本书内容涵盖了电力系统运行分析的核心理论、现代控制策略的实践应用，以及面向未来电网发展的关键技术挑战与解决方案。 --- 第一部分：电力系统基础与运行分析 本部分深入剖析了构成现代电力系统的基本要素及其运行机理，为后续的控制与优化打下坚实的理论基础。 第一章：电力系统稳态分析的基石 本章详细阐述了电力系统的基本拓扑结构，包括发电机、变压器、输电线路和负荷模型的精确描述。重点讨论了交流（AC）和直流（DC）潮流的计算方法。内容不仅包括经典的牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson Method）及其在大型系统中的收敛性分析，还引入了基于解析方法（如快速解耦法）的计算效率优化技巧。此外，本章探讨了在电力市场背景下，潮流计算如何服务于最优潮流（Optimal Power Flow, OPF）的初步设定，强调了潮流计算在日常调度操作中的不可替代性。 第二章：电力系统动态特性与暂态建模 本章聚焦于电力系统在受到扰动时如何响应和恢复平衡的过程。详细介绍了同步发电机的暂态模型（包括功角、电压暂态），以及不同类型的负荷模型（静态、动态和复合模型）对系统动态响应的影响。特别关注了次暂态和暂态过程的精确建模，这对于评估系统稳定性至关重要。本章还涵盖了小扰动下的线性化分析技术，如特征值分析，用以识别系统的固有振荡模式及其阻尼特性。 第三章：电力系统稳定性理论与评估 稳定性是电力系统安全运行的生命线。本章系统地介绍了功角稳定性、电压稳定性和频率稳定性的理论框架。在功角稳定性方面，详细讨论了暂态稳定、中长期稳定和电压稳定之间的相互作用。引入了能量函数法、时域仿真以及更先进的奇异平面分析法等评估工具。针对电压稳定，本书阐述了 PV 曲线和 QV 曲线的构建及其应用，并分析了无功电源（如SVC、STATCOM）对电压稳定裕度的提升作用。 --- 第二部分：现代电力系统控制技术 本部分将理论分析转向实际的控制策略设计与实施，重点介绍如何利用现代技术手段确保系统在各种运行条件下的稳定性和最优性能。 第四章：一次和二次调频与调压控制 本章深入探讨了电力系统的频率和电压的自动控制系统。详细分析了同步发电机原动机的调速器结构及其对频率控制的影响。内容包括一次调频（Governor Free Operation）的原理、负荷频率控制（LFC）的经典设计（如PID控制）及其在多区域互联系统中的协调策略。在电压控制方面，聚焦于自动电压调节器（AVR）的设计、励磁系统建模，以及如何利用有载调压变压器（OLTC）实现区域电压的精确控制。 第五章：高级电力系统稳定控制器（PSS/ FACTS 协调） 随着系统复杂度的增加，传统的控制方法已不足以应对挑战。本章重点介绍了电力系统稳定器（PSS）的设计原理，特别是如何利用发电机机电振荡信号来设计最优的阻尼信号。此外，本章将 FACTS（柔性交流输电系统）设备视为关键的控制执行器。详细分析了 STATCOM、TCSC 和 UPFC 等设备对系统稳定性和传输能力提升的机理，并探讨了 PSS 与 FACTS 之间进行协同控制（Coordinated Control）的先进方法，以实现系统宽频带的动态补偿。 第六章：现代最优潮流（OPF）与经济调度 本章侧重于如何在满足所有运行约束（潮流、电压、线路限值）的前提下，以最低的成本运行电力系统。内容从经典的基于线性规划（LP）或二次规划（QP）的经济调度模型出发，详细推导了包含发电机爬坡速率约束、最小运行容量约束的非线性 OPF 模型。本章还将讨论如何将可再生能源（如风电和光伏）的间歇性融入到短期和中期经济调度模型中，以实现成本与可靠性的平衡。 --- 第三部分：面向未来的电网技术与挑战 本部分着眼于技术前沿和未来电网的发展趋势，探讨了分布式能源接入、电力电子化对系统稳定性的影响，以及智能电网中的先进控制范式。 第七章：高比例可再生能源接入下的系统运行 随着风能和太阳能渗透率的提高，传统同步发电机的惯量支撑作用逐渐减弱，对系统动态安全构成严峻挑战。本章详细分析了并网逆变器（Grid-Forming Inverters）与并网跟随逆变器（Grid-Following Inverters）在系统中的差异。重点研究了虚拟同步机（VSM）技术，探讨如何通过先进的电力电子控制策略来模拟惯量和阻尼，以维持系统暂态稳定。此外，还讨论了黑启动和孤岛运行场景下的控制恢复策略。 第八章：直流输电系统（HVDC）与柔性直流技术 本章专门探讨了高压直流输电在现代电力系统中的关键作用。详细介绍了电压源换流器（VSC）-HVDC 的工作原理，并将其与传统的基于晶闸管的 LCC-HVDC 进行对比。VSC-HVDC 由于其快速的无功调节能力和对系统功率流的精确控制，已成为增强系统稳定性的重要工具。本章将分析多端直流电网的潮流控制和故障穿越能力，以及其在连接不同频率区域和异步交流系统中的应用。 第九章：面向自愈合的先进故障诊断与恢复 本章引入了现代信息技术在电力系统可靠性中的应用。探讨了电力系统中的常见故障模式（如短路、接地、设备跳闸）及其对系统带来的连锁反应。重点介绍了基于模式识别和机器学习的快速故障定位技术。随后，详细阐述了自愈合（Self-Healing）网络的控制逻辑，包括故障隔离、网络重构（Network Reconfiguration）的优化算法，以及如何利用这些算法在最短时间内恢复受影响区域的供电，从而最大程度地减少停电时间。 --- 本书特色： 本书在理论深度和工程实践之间找到了完美的平衡。它不仅严谨地推导了每一个控制算法和分析模型的数学基础，还提供了大量实际案例和仿真验证结果，旨在培养读者将理论知识转化为解决实际复杂电力系统问题的能力。通过对 FACTS、HVDC 和分布式能源接入等前沿议题的深入探讨，本书为读者描绘了一幅未来安全、高效、智能化电网的蓝图。

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As one of the most famous experts in the field, Prof. Abur did a great job in exhaustively introducing topics in power system state estimation. But the book is not comprehensive at all. They expect any readers to be professionals. Most importantly, most examples in the book do not help readers understand, but instead, they confuses readers badly.

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