具体描述
本书论述了有关电力系统无功与电压稳定性问题。全书分十一章加以阐述。分别为:电力系统无功功率；电力系统电压调整；电力系统无功潮流；电力系统电压稳定性的基本概念；电力系统潮流多解格式；电力系统静态电压稳定的分析方法；电力系统电压稳定的其他分析方法；电力系统动态电压稳定(1)、(2)；电力系统电压稳定的实时监控软件；防止电压稳定破坏的控制措施。
《现代电网运行与控制技术前沿探索》 本书聚焦于当代电力系统面临的复杂运行挑战与前沿控制技术，旨在为电力系统工程师、研究人员及相关领域专业人士提供一套系统、深入且实用的参考资料。我们深知，随着新能源接入、负荷结构变化以及对电网可靠性要求日益提高，传统的电力系统运行模式正经历深刻变革。本书将紧密围绕这些变革，探讨如何利用先进的理论模型、优化算法和智能控制策略，实现电网的高效、安全与柔性运行。 第一篇：现代电力系统运行的复杂性与挑战 本篇首先建立对现代电力系统运行环境的整体认知。不同于过去以大型同步发电机为主体的集中式系统，当今电网的特征是高度分布式、多时间尺度耦合以及运行边界的模糊化。 第一章：分布式能源接入对系统动态特性的影响 随着光伏、风电等间歇性、随机性电源的大规模并网，电力系统的惯量和阻尼特性发生了显著变化。本章详细分析了逆变器主导型电源（Inverter-Based Resources, IBRs）对系统同步稳定性的冲击，特别是短路比（SCR）较低区域的暂态过程。我们将深入探讨虚拟同步机（VSM）技术、先进的阻尼控制方法，以及如何通过提高暂态电压和频率控制的响应速度，来弥补传统惯量源的缺失。此外，还将剖析高渗透率新能源对线路阻尼、次暂态过程的影响，并提出相应的系统建模与仿真验证方法。 第二章：电力系统信息物理融合（Cyber-Physical Systems, CPS）的安全运行 电力系统的运行越来越依赖于高效的信息通信基础设施。本章侧重于 CPS 视角下的电网安全。我们将讨论智能传感器、广域测量系统（WAMS）数据的实时获取、处理与融合技术。重点分析了由于通信延迟、数据丢失或恶意攻击可能导致的控制失稳风险，即网络安全与电网稳定性之间的相互作用。内容涵盖了基于事件的（Event-Based）控制策略、去中心化控制架构，以及如何设计更具鲁棒性的安全域扩展（SER）评估方法。 第三章：多时间尺度下的系统协调控制 现代电网的运行涉及到从毫秒级的保护动作到小时级的经济调度等多个时间尺度。本章探讨了跨时间尺度协调的必要性与难度。我们将研究如何将次暂态/暂态稳定控制（如PDC控制、SSR）与中长期电压和频率控制（如AGC、AVC）进行有效耦合。具体案例将涉及快速频率响应（FFR）和暂态电压支持能力的资源分配问题，确保在不同时间尺度下，系统都能维持在安全运行区间。 第二篇：先进控制理论在电网稳定中的应用 本篇转向技术层面，详细阐述了应用于解决复杂非线性、不确定性电力系统问题的先进控制理论。 第四章：非线性控制与鲁棒性设计 电力系统本质上是一个高度非线性的复杂系统。本章回顾了滑模控制、输入-输出线性化技术在系统暂态稳定控制中的应用。随后，重点介绍基于李雅普诺夫稳定性理论的直接设计方法，用于构建能够有效抑制暂态振荡的控制器。我们还将引入鲁棒控制（H∞、$mu$-合成）框架，用以处理参数不确定性和外部扰动对控制性能的影响，目标是设计出对系统模型误差不敏感的稳定控制器。 第五章：智能优化与机器学习在运行优化中的集成 随着计算能力的提升，优化算法已成为电网运行调度的核心工具。本章涵盖了混合整数线性规划（MILP）在最优潮流（OPF）中的应用，特别关注如何将潮流约束、电压约束与发输电的运行约束精确耦合。更进一步，我们将探讨基于强化学习（RL）的自适应控制策略。RL代理如何通过与仿真环境的交互，学习最优的控制动作序列，以应对突发故障或负荷的剧烈变化，实现对系统动态特性的主动管理。 第六章：广域协同控制与区域间互联 在大型互联系统中，区域间的功率交换和故障传播是重要的稳定挑战。本章深入研究了区域间最优功率传输限制（OTL）的动态评估与基于WAMS的区域协同控制。内容包括区域间低频振荡的抑制技术，如采用区域间联络线功率的阻尼控制（Inter-Area Damping Control）。此外，还将讨论在区域发生严重故障时，如何利用区域间协调的解列策略，以最小化故障影响范围，并快速恢复系统平衡。 第三篇：电网韧性与主动防御策略 本篇展望未来，关注电力系统如何从被动恢复转向主动防御，以增强面对极端事件的韧性。 第七章：电网韧性指标构建与评估 “韧性”（Resilience）是衡量电网在承受扰动后快速恢复能力的关键指标。本章定义了系统的恢复能力、适应能力和快速性等关键维度。我们将介绍如何构建多目标指标体系，并利用蒙特卡洛模拟或场景分析法，对现有电网架构在极端天气、大规模设备故障等场景下的韧性水平进行量化评估。 第八章：基于主动防御的系统重构与自愈 未来的电网必须具备“自愈”（Self-Healing）能力。本章详细介绍了故障隔离与系统重构的快速决策流程。内容涵盖了故障检测、定位算法（如基于阻抗法和基于保护动作链分析），以及在确定故障区域后，如何利用先进的开关设备（如FCL、SMES等）快速改变拓扑结构，将健康区域隔离出来，并重新进行最优潮流计算，实现快速的负荷供电恢复。重点讨论了主动限流设备在预防级联故障中的作用。 第九章：面向未来电网的仿真与测试平台 理论和算法的有效性最终依赖于严格的测试。本章介绍了高保真度的实时仿真平台（如RTDS、OPAL-RT）在先进控制策略验证中的关键作用。我们将探讨如何搭建与实际电网模型一致的测试环境，特别是针对电磁暂态和次暂态过程的精确建模需求。内容包括数字孪生技术在电网运行状态预测和控制策略预演中的应用，为研究人员提供一套从理论到实践的验证闭环。 全书力求理论深度与工程实用性并重，结构清晰，图文并茂，是电力系统领域科研人员和高级工程师不可或缺的参考手册。
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