具体描述
本书是为高职高专院校电子技术类专业编写的综合类教材。主要内容包括常用低压电器的构造与应用、交直流电机的原理和控制方法、控制电机的特性和应用、晶闸管相控整流电源及调速控制、实用电气控制电路原理和故障分析。本书可作为高职高专电子专业，电子技术应用专业，楼宇自动化专业和信息电子类专业以及相关的电子类专业的教材使用。
现代电力系统分析与优化 本书导读： 本著作深入探讨了当代电力系统运行、规划与控制所面临的复杂挑战与前沿解决方案。随着全球能源结构的深刻转型，特别是可再生能源的大规模并网，传统电力系统的稳定性、可靠性及经济性受到了前所未有的考验。本书旨在为高等院校电力工程、能源科学及相关专业的师生、电力行业专业技术人员提供一本既具理论深度又富含工程实践价值的参考资料。 第一章 现代电力系统的基础架构与演进 本章首先勾勒出现代电力系统的宏观蓝图，从发、输、变、配、用五个核心环节入手，详细解析电力系统的构成要素和运行机理。重点阐述了电力系统从传统的集中式电源结构向分散式、多电源耦合的复杂网络演变的过程。内容涵盖了电力系统的基本拓扑结构、潮流计算的基础理论（如牛顿-拉夫森法、快速功率流法），以及对系统动态特性影响显著的元件模型（如同步发电机、输电线路、变压器）。此外，本章还引入了对现代电力系统运行环境的分析，包括电网互联互通带来的安全边界扩展问题和对快速响应能力的要求。 第二章 可再生能源并网的挑战与技术应对 可再生能源，特别是风能和太阳能的间歇性、随机性和波动性，是当前电力系统稳定性的主要挑战。本章系统性地分析了这些新能源接入电网后对电压稳定、频率稳定和暂态稳定的具体影响机理。 在技术应对方面，本书详细介绍了： 柔性交直流输电（FACTS/HVDC）技术： 深入探讨了STATCOM、SVC、TCSC等无功补偿装置和高压直流输电在提升电网输送能力、抑制振荡和快速电压控制中的应用原理及工程实例。 储能系统的集成： 分析了电化学储能（如锂离子电池）、飞轮储能、抽水蓄能等不同储能技术的工作特性、容量配置原则及其在调频、备用和峰值削峰中的优化调度策略。 电网惯量支撑的替代方案： 针对新能源穿透率提高导致系统惯量下降的问题，探讨了虚拟同步机（VSM）技术在构建“下垂控制”和提供快速一次调频能力方面的关键技术。 第三章 电力系统暂态稳定与故障穿越分析 暂态稳定是电力系统安全运行的基石。本章聚焦于系统在遭受严重扰动（如短路、大负荷切除、发电机跳闸）后恢复同步的能力。 内容覆盖： 等面积定则（EAC）的扩展应用： 不仅讲解了经典一机模型，更深入探讨了多机系统中的能量函数法（Lyapunov方法）在评估复杂网络暂态稳定性极限中的应用。 发电机励磁与系统稳定器的设计： 详细阐述了先进励磁系统（如具有高增益和快速响应特性的PPC/AVR）的设计原理，以及功率系统稳定器（PSS）在抑制低频振荡、提高暂态裕度方面的作用。 故障穿越能力（FRT）标准： 结合国际标准和国内规范，分析了风电场和光伏电站满足故障穿越要求所需的内部控制策略（如低电压穿越、电流注入能力）。 第四章 电力系统动态稳定性与振荡抑制 动态稳定性关注系统在受到较小扰动后，经过一段时间的振荡过程能否最终达到新的或原有的稳定状态。本章是本书的重点之一。 系统的振荡模式识别： 介绍了模态分析技术，包括特征值分析法和齐次解法，用于识别系统的固有频率和阻尼特性。 次暂态与暂态过程的建模： 采用更精确的机电暂态模型（如Park模型）对同步发电机进行描述，并结合电力电子变换器（如SVG、MMC-HVDC）的动态模型，构建高保真度的系统仿真环境。 适度最优控制与鲁棒控制： 探讨了如何设计具有全局稳定效果的系统稳定控制策略，平衡系统不同区域间的相互作用，确保在模型不确定性下的鲁棒性。 第五章 现代电网的优化调度与运行 随着智能电网的推进，运行优化已从传统基于最小化发电成本扩展到多目标优化，需兼顾经济性、安全裕度和环境效益。 经济调度的改进： 分析了考虑网络约束（潮流限制）、爬坡速率限制和机组启停约束的非线性机组组合（Economic Dispatch）的求解算法。 电压和无功优化（VAR Optimization）： 详细介绍了基于灵敏度分析的电压控制方法，包括最优潮流（OPF）在保持电压合格限度内的无功优化应用。 SCADA/EMS系统中的实时应用： 介绍了状态估计（State Estimation）技术如何利用量测数据提高系统状态的准确性，为安全约束经济调度（SCUC）提供可靠的输入，并探讨了系统的安全限值监测体系。 第六章 智能电网中的广域监测与控制 广域监测与控制（WAMS）是实现电网高可靠性运行的颠覆性技术。 PMU技术的应用： 详细介绍相量测量单元（PMU）的工作原理、数据同步机制（PTP/IEEE 1588）及其在提供毫秒级高精度同步相量数据方面的优势。 慢速与快速振荡监测： 利用PMU数据，构建广域同步监测系统（WAMS），实现对系统低频和次同步振荡的早期预警与准确定位。 广域最优控制（WAC）： 探讨如何利用高带宽的PMU数据和通信网络，实现比传统局部控制更快速、更全局的协调控制，以增强电网的韧性。 第七章 考虑网络拓扑变化的潮流分析与可靠性评估 现代电网频繁的拓扑变化（如配电网重构、柔性互联设备的动作）对潮流计算和可靠性评估提出了新要求。 拓扑变化下的潮流追踪： 引入快速潮流算法和增量潮流概念，以适应电网快速的拓扑重构。 系统可靠性指标： 深入分析了用于评估系统供电能力和安全裕度的关键指标，如LOLP（失电概率）、SAIFI（系统平均停电频率）和SAIDI（系统平均停电持续时间），并结合蒙特卡洛模拟方法进行概率性评估。 结语：面向未来的电力系统 本书最终展望了未来电力系统可能的发展方向，包括数字孪生技术在电网运维中的应用、高级量化风险管理（QRM）工具的引入，以及在多主体博弈环境下的能源交易与调度机制的演化，为读者提供了理解和参与下一代电力系统建设的知识基础。 --- 适用对象： 高等院校电气工程及其自动化、能源与动力工程、智能电网技术等专业的本科高年级学生及研究生。 电力系统规划院、电网调度中心、发电企业及电力设备制造商的工程师和技术人员。 对电力系统稳定运行、可再生能源并网技术有深入学习需求的专业人士。
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