Disturbance Analysis for Power Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ibrahim, Mohamed A.

出品人:

页数:736

译者:

出版时间:2011-10

价格:0

装帧:

isbn号码:9780470916810

丛书系列:

图书标签:

• 电力
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• 电力系统稳定性
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电力系统扰动分析 电力系统在运行过程中，时刻面临着各种各样的扰动，这些扰动可能源于内部因素，如设备故障、负荷突增，也可能来自外部因素，如雷击、电网连接的变化。如何有效识别、预测并应对这些扰动，是保障电力系统稳定、可靠运行的关键。本书将深入探讨电力系统中常见的扰动类型、扰动产生的原因及其对系统整体性能的影响，并系统性地介绍分析和处理这些扰动的理论方法与实践技术。 扰动的分类与特征 本书将首先对电力系统扰动进行全面而细致的分类。这包括但不限于： 暂态扰动： 如短路故障、接地故障、雷击过电压、断路器操作等，这些扰动通常持续时间较短，但可能引起系统电压、频率的剧烈波动，甚至导致系统解列。我们将详细分析不同类型暂态扰动的波形特征、传播机理以及其对设备和系统的瞬态响应。 稳态扰动： 如负荷的大幅变化、发电机的接入或切除、电力线路的开关操作、励磁系统故障等，这些扰动可能导致系统运行点发生变化，引起系统频率、电压的长期偏离，影响系统的经济性和稳定性。本书将探讨稳态扰动对系统潮流、电压稳定性和频率稳定性的影响。 新能源接入引起的扰动： 随着风电、光伏等波动性电源的广泛接入，电力系统面临着更加复杂的随机性和间歇性扰动。我们将分析这些新能源特性如何影响电网的频率和电压稳定性，以及由此产生的协调控制难题。 通信与控制系统的扰动： 现代电力系统高度依赖于通信和控制系统，这些系统的故障或误动作同样会引发严重的扰动，可能导致保护装置误判、调度指令失常，进而引发大范围停电事故。本书将关注这些非物理层面的扰动及其潜在影响。 扰动分析方法 为了有效应对上述各类扰动，本书将系统介绍多种先进的扰动分析方法，涵盖理论建模、仿真计算和实际测量等多个层面： 数学建模与仿真技术： 暂态仿真： 详细介绍基于时域法的暂态仿真模型，包括发电机、励磁系统、调速器、电力线路、变压器、负荷等组件的详细模型，以及如何构建全系统模型进行短路、暂态稳定等仿真分析。 状态空间模型： 阐述如何将电力系统模型转化为状态空间方程，用于分析系统的动态响应特性，以及利用线性化方法研究系统在小扰动下的稳定性。 频率响应分析： 介绍如何利用频率响应方法分析系统对不同频率扰动的敏感性，以及如何通过滤波器设计来抑制特定频率的扰动。 概率统计方法： 针对新能源等随机扰动，介绍如何运用蒙特卡洛模拟、马尔可夫链等概率统计方法，评估扰动发生的可能性及其对系统可靠性的影响。 测量与监测技术： 高精度电量测量： 介绍同步相量测量单元（PMU）等先进测量设备的工作原理和数据处理方法，以及如何利用其高时间分辨率的测量数据进行扰动监测和分析。 数据挖掘与机器学习： 探讨如何利用大数据技术和机器学习算法，从海量的运行数据中挖掘出扰动的潜在规律，实现扰动的自动识别和故障诊断。 故障录波与事件回放： 介绍故障录波器在事故后的数据分析作用，以及如何利用事件回放技术重现扰动过程，深入理解事故成因。 扰动的影响与应对策略 本书将深入分析扰动对电力系统性能造成的具体影响，并在此基础上提出切实可行的应对策略： 系统稳定性分析： 暂态稳定性： 详细阐述扰动（特别是大型故障）对系统暂态稳定性的影响，以及如何通过分析临界转子角度、临界故障清除时间等参数来评估系统的暂态稳定性。 电压稳定性： 分析不同类型扰动（如负荷突增、线路故障）如何导致电压崩溃，并介绍维持电压稳定性的关键技术，如无功补偿、电压调节器等。 频率稳定性： 探讨扰动对系统频率的影响，以及如何通过发电机调频励磁系统、储能系统等来抑制频率偏差，维持频率稳定。 保护与控制系统的设计： 故障保护： 深入介绍各种故障保护原理（如过流保护、差动保护、距离保护），以及如何针对不同类型故障设计性能优越的保护方案，确保快速、准确地切除故障。 自适应控制： 探讨如何设计能够根据系统运行状态和扰动特性进行实时调整的自适应控制器，以提高系统的鲁棒性和抗扰能力。 智能电网技术： 介绍智能电网在扰动应对方面的应用，如分布式电源的协调控制、需求侧响应、微电网的自主运行等，以提升电网的韧性。 风险评估与预警系统： 风险评估方法： 介绍如何量化电力系统面临的各种扰动风险，如基于场景分析、故障树分析等方法。 预警系统构建： 探讨如何构建实时监测与预警系统，通过分析运行数据和预测模型，提前发出告警，为人工干预争取时间。 前沿技术与未来展望 本书还将关注电力系统扰动分析领域的最新研究进展和前沿技术，并对未来发展趋势进行展望： 人工智能在扰动分析中的应用： 深入探讨深度学习、强化学习等人工智能技术在扰动识别、故障预测、智能控制等方面的应用潜力。 大数据分析与建模： 讨论如何利用海量电力数据进行更精细化的系统建模和扰动分析。 与其他学科的交叉融合： 关注通信、信息安全、优化控制等学科与电力系统扰动分析的交叉融合，推动研究的创新。 适应能源转型背景下的新挑战： 随着电力系统向高比例可再生能源和直流输电系统发展，研究新的扰动类型和分析方法将是未来研究的重点。 本书旨在为电力系统工程师、科研人员、研究生等提供一个全面、深入的学习平台，帮助他们掌握电力系统扰动分析的核心理论和关键技术，从而为构建更加安全、稳定、可靠的未来电力系统贡献力量。

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这本书的装帧和印刷质量是无可挑剔的，纸张厚实，排版工整，这对于一本需要反复查阅的专业书籍来说非常重要。但是，就其专业深度而言，它更像是一次高水平的学术汇报集，而非一本连贯的、面向广大读者的专业教程。我发现书中对于不同作者或研究团队提出的方法论的对比和评价略显不足。例如，当讨论到电压稳定性的不同判据时，如果能有一个清晰的表格对比不同方法的优缺点、计算效率以及在不同系统规模下的适用性，这本书的参考价值会大大提升。目前，它倾向于深入阐述某一种或几种特定的方法，但缺乏一个宏观的、批判性的视角来审视整个领域。对于希望快速了解当前稳定分析主流趋势的读者，可能会觉得信息点过于分散，需要自己去串联。总而言之，这是一部极具学术价值的著作，但它的用户体验可以从“纯粹的知识输出”向“引导性的学习路径”再迈进一小步。

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从内容的新颖度和覆盖范围来看，这本书的作者显然是站在了该领域的最前沿。与其他同类书籍相比，它对“分布式能源接入对惯量和阻尼的贡献与挑战”这一主题给予了前所未有的重视。作者没有回避目前电力系统转型中面临的痛点，而是直接将其纳入了核心的分析框架中。我欣赏它对“虚拟同步机”技术在维持电网惯量稳定方面的理论建模，这部分内容非常及时和具有前瞻性。书中对各种先进的监测技术，如PMU数据的利用来实时辨识系统模态，也有详尽的描述。然而，这本书的适用性可能受到其所依赖的特定仿真软件工具的限制。如果作者能够提供更通用的算法实现框架，或者至少指出哪些关键的数学运算是可以通过标准软件包（如MATLAB或Python库）直接实现的，对于希望动手实践的读者来说会更加友好。目前的呈现方式，更像是理论的陈述，而不是一套可立即部署的工具集。

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这本书的封面设计着实吸引眼球，那种深邃的蓝色调配合着复杂的电路图纹理，立刻让人联想到电力系统那精密而又充满挑战性的世界。我是在寻找一本能够深入剖析现代电网运行中那些“不稳定”因素的专业书籍时偶然发现它的。坦白讲，我对电力系统稳定性的研究一直处于一个相对基础的层面，很多前沿的分析方法对我来说还比较陌生。这本书的目录结构非常严谨，从基础的暂态稳定理论出发，逐步深入到小扰动下的线性化分析，再到高维非线性系统的仿真与控制策略。尤其让我感兴趣的是其中关于“模态分析”的那几个章节，作者似乎并没有停留在传统的频域分析，而是引入了更先进的时域分解技术，这对于理解复杂互联系统中的能量传递路径至关重要。不过，初读之下，我感觉它对读者的数学功底要求极高，大量的矩阵运算和状态空间模型推导，需要读者具备扎实的控制理论背景才能游刃有余地跟上作者的思路。我期待它能提供一些实战案例，将这些高深的理论与实际电网故障的应对措施紧密结合起来，这样理论与实践的桥梁才能真正架设起来。

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阅读体验上，这本书的文字风格偏向于教科书式的严谨，逻辑链条非常清晰，但坦白说，有些地方的阐述略显晦涩。我花了不少时间来消化其中关于“等效惯量中心”的定义及其在多机系统中的应用。作者在推导过程中，对于一些关键的物理假设和简化条件，似乎没有给予足够的篇幅去解释其背后的工程合理性，这让习惯于“为什么”而非仅仅“怎么做”的工程师感到一丝困惑。我更倾向于那些在推导公式的同时，能穿插一些历史背景或者实际电厂数据作为佐证的论述方式。例如，当讨论到HVDC系统对系统阻尼的影响时，我期待看到一些国际标准或者典型运行曲线的引用，而不是纯粹的数学模型输出。总的来说，它更像是一本为研究生甚至博士生准备的参考手册，它提供的知识密度非常大，需要反复研读和消化，而不是一本可以轻松快速浏览的入门读物。我希望在后续的章节中，能看到更多关于市场机制如何影响系统稳定性的探讨，毕竟现代电力系统已经不再是纯粹的物理现象了。

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这本书在处理电力系统中的非线性特征方面，展现出了相当的深度。很多传统教材倾向于在小扰动范围内使用线性化模型来简化问题，但这本书似乎决心要直面那些突发的大型故障和系统间的非预期耦合。我特别留意了关于“混沌行为”和“相平面分析”的应用章节。作者似乎引入了一种结合了数值积分和拓扑分析的混合方法来识别潜在的不稳定区域，这在处理大扰动下恢复过程中的振荡抑制问题时，无疑提供了新的思路。然而，我发现书中的图示部分略显不足，尤其是在解释复杂的动态响应时，如果能配上更多直观的三维动态轨迹图或者能量函数的可视化表示，将极大地帮助读者理解能量在不同模态之间的转移过程。目前的图表更多是二维的响应曲线，虽然准确，但在揭示系统内部机制的方面略显单薄。这本著作无疑是学术前沿的体现，但对于工程应用人员来说，如何将这些前沿的理论工具有效部署到实际的EMS/SCADA系统中，仍然是一个需要更多指导的环节。

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