Computer Methods in Power System Analysis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9780070606586

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• 电力系统分析
• 计算方法
• 电力系统
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• 电网分析
• 计算机应用
• 电力工程
• 系统分析
• 电力系统建模

好的，这是一份针对一本假设名为《电力系统分析中的计算机方法》的图书的详细内容简介，但内容将严格围绕不包含该主题下的核心内容来构建，而是侧重于电力系统分析领域中其他重要但不同的方面。 --- 《现代电力系统规划与运行的理论基础与实践》 图书简介 本书旨在深入探讨现代电力系统从宏观规划到微观实时运行中不可或缺的理论框架、关键技术范式以及面向实际工程挑战的解决方案。本书内容横跨电力系统工程学的多个核心分支，重点关注那些虽然与“计算机方法在分析中的应用”紧密相关，但本质上是系统级设计、经济调度、韧性构建和新型能源集成的理论深度与实践广度。 全书分为五大部分，共计十五章，力求为电力系统工程师、高级规划人员以及相关领域的研究人员提供一个全面且深入的参考，强调对电力系统复杂动态行为的理解和有效控制。 第一部分：电力系统稳态基础与规划理论（第1-3章） 本部分奠定电力系统长期规划的理论基础，聚焦于系统拓扑结构、潮流分析的传统建模与误差分析，以及容量规划的经济学约束。 第一章：电力系统拓扑结构与网络建模的精确化 本章不侧重于数值算法的实现细节，而是深入探讨网络拓扑结构对系统稳定性的深远影响。内容涵盖：图论在电网结构优化中的基础应用，如何从物理布局推导出具有特定抗故障特性的网络模型；以及在考虑元件老化、环境因素时，如何对导线参数、变压器特性进行非线性时间依赖性的修正，而非仅仅停留在理想状态下的参数设定。重点分析了网络连通性指标（如网络可靠性指数、关键节点识别）的拓扑意义。 第二章：大规模互联系统的潮流计算——误差源的精细辨识 本章着重于潮流计算结果的工程可信度。在讨论潮流计算的迭代过程时，我们将侧重于分析各种工程假设（如电压相角的设定、无功源的边界条件）如何引入系统性偏差。详细阐述了测量误差、模型失真（例如对高阶非线性元件的线性近似）如何影响潮流解的稳定性与准确性，并引入了基于不确定性理论的潮流区间分析方法，而非仅关注快速迭代收敛的算法本身。 第三章：面向全寿命周期的电力系统容量规划与选址优化 本章聚焦于长期规划的经济学和资源约束。内容包括：电力市场结构对新建机组容量配置的影响机制，考虑社会福利最大化的投资决策模型，以及环境法规变化（如碳排放限制）对发电机组退役路径的驱动作用。核心在于随机规划在需求预测和燃料成本波动下的应用，以及如何通过跨区域互联来平衡区域间资源禀赋差异的宏观策略，而非侧重于具体优化求解器的构建。 第二部分：暂态稳定与同步发电机动态（第4-6章） 本部分深入探讨系统在受到扰动后恢复平衡的能力，重点分析传统同步发电机组的控制机制和暂态响应特性。 第四章：同步发电机的电磁与机械暂态过程分析 本章详述同步电机内部的磁场建立与衰减过程，以及转子机械运动方程的建立。内容包括：励磁系统（AVR）和调速器（GOV）的详细结构，以及它们如何通过反馈机制影响系统的同步转矩。特别关注次暂态、暂态和永磁暂态三个时间尺度的区分及其对故障穿越能力的影响。 第五章：电力系统暂态稳定性评估的能量函数方法 本章深入探讨系统在失稳临界点上的能量平衡原理。内容侧重于等面积准则的物理意义扩展，以及如何利用李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论来构建能量函数，以评估系统在多机组、多故障情况下的稳定裕度。此处不涉及构建复杂的ODE求解器，而是聚焦于能量函数的数学构造和其在工程判据中的应用。 第六章：故障穿越与系统安全运行的继电保护逻辑 本章阐述保护系统作为最后一道防线的运作机理。内容包括：距离保护、相间短路保护等经典保护算法的逻辑原理，以及如何应对高阻接地、直流偏磁等非理想故障情况。重点分析了保护动作的选择性、速动性与灵敏性之间的权衡，以及在电网拓扑快速变化时保护定值的整定原则。 第三部分：电力系统动态控制与无功补偿（第7-9章） 本部分关注于维持系统电压稳定性和快速动态响应所需的控制技术和设备。 第七章：电压控制与无功功率的地域性分配 本章侧重于电压的物理控制机制。讨论了发电机无功输出能力、各种无功补偿设备（SVC、STATCOM、SVC）的动态特性差异及其对系统阻抗的影响。重点分析了如何通过最优潮流控制来确定不同区域所需的无功支撑容量，以确保所有母线电压在允许范围内波动，强调的是“控制目标”而非“控制算法的数值实现”。 第八章：低频振荡的机理、特征与抑制技术 本书将低频振荡视为系统动态特性不匹配的产物。内容涵盖：如何通过特征值分析（不涉及具体的数值迭代，而是侧重于特征值的位置与阻尼因子）来识别系统弱耦合区域。重点讨论阻尼振荡稳定器（PSS）的设计理念，即通过反馈信号的相位补偿来增加系统阻尼，以有效抑制2Hz以下的机电暂态振荡。 第九章：先进发电机励磁与调速器的高级控制策略 本章聚焦于提升单机稳定性的高级控制器设计。内容包括：励磁系统对电压控制的超前/滞后补偿设计，以及如何通过先进的调速器结构来改善机组在负荷切除或暂态故障后的快速功率恢复能力，强调控制器的结构和参数对暂态响应的物理影响。 第四部分：电力经济调度与市场运营（第10-12章） 本部分转向电力系统的经济运行层面，关注如何在满足安全约束的前提下，以最低成本分配发电出力。 第十章：基于经典优化理论的机组组合（UC）与经济调度（ED） 本章详述在固定发电机组组合下的最优发电出力分配问题。内容包括：单位爬坡率、启停成本等经济参数的建模，以及如何利用拉格朗日乘子法（KKT条件）来求解具有等式和不等式约束下的最优潮流-经济分配问题，而非聚焦于求解器的构建。 第十一章：随机优化在短期负荷预测与机组组合中的应用 本章关注不确定性对调度的影响。内容包括：建立基于场景生成方法的负荷预测不确定性模型，以及如何使用两阶段随机规划模型来制定预调度计划，以最小化因预测误差导致的机会成本和备用运行成本。 第十二章：电力市场中的输电阻塞管理与拥堵费用计算 本章探讨输电网络容量限制如何转化为经济成本。内容包括：输电阻塞的定义，以及如何利用直流潮流模型（DC Power Flow）的对偶变量（影子价格）来量化阻塞对节点电价的影响，从而计算区域间的输电拥堵费用。 第五部分：电力系统的韧性、安全态势感知与未来展望（第13-15章） 最后一部分关注如何构建能够抵御大规模故障和网络攻击的现代电力系统。 第十三章：系统韧性与级联故障的传播机制 本章侧重于系统面对极端事件（如自然灾害、大面积故障）的抵抗能力。内容包括：级联故障的拓扑传播模型（基于网络科学理论），以及如何通过关键元件的冗余配置和隔离区划设计来限制故障的影响范围，提升系统的快速自愈能力。 第十四章：电力系统态势感知与故障诊断的实时信息流 本章探讨如何通过实时数据流来理解系统状态，而非聚焦于数据处理算法。重点分析PMU（相量测量单元）提供的高精度时间同步数据在状态估计中的独特价值，以及如何利用这些数据快速定位故障源、识别异常运行模式，从而指导恢复操作。 第十五章：面向高比例新能源接入的系统稳定性重构 本章展望未来，讨论风能和光伏的随机接入对系统惯量和电压支撑带来的根本性挑战。内容包括：如何通过虚拟同步机（VSM）等新技术来模拟惯量响应，以及如何规划大规模储能系统以平抑新能源的波动性，确保并网系统的频率和电压稳定边界。 --- 本书的整体目标是提供一套深厚的系统工程思维框架，侧重于对电力系统各子系统间相互作用的理解，以及在工程决策中对复杂物理和经济约束的权衡艺术。它提供了构建和运行一个安全、经济、高效电网所需的理论基石、规划准则与控制哲学。

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