具体描述
《电力系统谐波:基本原理分析方法和滤波器设计》适合从事电力系统谐波实际工作的工程师以及学习此专业的大学本科生和研究生阅读。
好的，这是一本关于电力系统谐波的书籍简介，不包含您提到的书名，内容详细且力求自然流畅： --- 《现代电力系统中的电能质量问题与治理：从理论基础到工程实践》 书籍简介 在当今高度依赖电气设备的时代，电力系统的稳定性和电能质量已成为衡量一个国家工业化水平和能源效率的关键指标。本书深入剖析了现代电力系统中日益凸显的电能质量问题，旨在为电力系统工程师、研究人员以及相关领域的专业人士提供一套全面、系统且极具实践指导意义的知识体系。 本书摒弃了传统的、过于侧重某一特定领域的论述方式，而是以一个宏观的视角审视电能质量的各个方面，从基础物理原理出发，逐步深入到复杂的工程应用与前沿治理技术。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在构建读者对电能质量问题的完整认知框架。 第一部分：电能质量的基础理论与评估体系 本部分奠定了理解和量化电能质量问题的理论基石。我们首先回顾了理想交流电的特性，并详细阐述了偏离理想状态的各种瞬态和稳态扰动。 电能质量的定义与标准： 深入解析了国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）以及各国（如IEEE、GB标准）对电压偏差、频率偏差、电压暂降/暂升、瞬态过电压和稳态波动等不同电能质量指标的界定和限值要求。强调了在不同电压等级和用户类型下，标准适用的具体差异。 傅里叶分析的深化应用： 虽然许多书籍提及傅里叶分析，但本书更加侧重于其实际应用中的局限性与修正方法，特别是在分析非周期性或准周期性扰动时的精确性处理。讨论了快速傅里叶变换（FFT）算法在实时监测中的效率与精度权衡。 波形失真与频谱分析： 详细阐述了电压和电流波形失真（非正弦性）的产生机理，重点分析了由电力电子设备、大功率整流器和非线性负载引入的畸变成分。通过大量的实例图谱，直观展示了总谐波失真（THD）、均方根（RMS）值计算的严谨性，以及高次分量的物理影响。 第二部分：主要的电能质量扰动源与影响 本部分聚焦于系统内部和外部的常见扰动源，并量化它们对关键设备和用户的影响。 非线性负载的建模与分析： 详细研究了现代工业驱动系统（如变频器、感应加热设备）和办公设备（如开关电源）的电流吸收特性。构建了更精细的非线性负载等效电路模型，用以准确预测其对电网的谐波注入量。 暂态过程的分析： 深入探讨了系统故障（如雷击、短路）、大容量电机启动、以及电力电子开关操作等引起的瞬态过电压和冲击电流。运用时域仿真技术（如ATP-EMTP）分析了这些过程的衰减特性和共振风险。 电压波动与闪变： 阐述了电弧炉、轧机等周期性大功率变化的负载如何导致系统电压出现周期性波动，进而引发照明设备出现令人不适的闪变现象。建立了闪变严重度指数（Pst, Plt）与负载变化频率之间的定量关系。 系统耦合效应： 探讨了不同电压等级网络之间的电能质量相互影响，尤其是配电网中分布式电源（DERs）接入后对上级电网注入扰动的新挑战。 第三部分：电能质量的监测、诊断与评估技术 有效的治理必须建立在准确的测量和诊断之上。本部分详细介绍了现代电能质量监测系统（PQMS）的构建和数据分析方法。 先进测量技术： 介绍了高精度电流互感器、电压互感器的误差控制，以及数字采样技术在捕获瞬变事件中的关键作用。讨论了同步化测量（PMU技术在电能质量分析中的潜力）。 数据处理与事件分类： 重点讲解了海量电能质量数据的时间序列分析方法，包括事件的自动识别、分类（如根据IEC 61000-4系列标准）和报告生成。强调了数据挖掘在挖掘隐藏电能质量趋势中的应用。 故障定位与根源分析： 提供了一套系统的诊断流程，帮助工程师快速确定电能质量问题的具体来源——是发生在用户侧设备故障、还是电网侧的拓扑结构或补偿设备不当引起的。 第四部分：先进的电能质量治理技术与设备选型 这是本书的实践核心部分，系统介绍了当前最前沿、最有效的电能质量改善技术。 无功功率与电压支持技术： 详尽对比了传统电容器组、静止无功发生器（SVC）以及当前主流的统一无功补偿器（SVG）的工作原理、动态响应速度和适用场景。重点分析了SVG在快速抑制电压波动中的优势。 动态电压修复： 详细介绍了动态电压修复器（DVR）在保护关键负载免受电压暂降影响方面的应用，包括其拓扑结构、控制策略（如基于电压源逆变器的脉冲宽度调制技术）。 有源滤波器（APF）的深度解析： 作为谐波治理的核心，本书对并联有源滤波器进行了深入探讨。内容涵盖了： 检测算法： 详细对比了实时采样的瞬时无功理论（p-q理论）、同步旋转参考系法（dq0法）以及基于小波变换的谐波电流检测算法的优劣。 控制与实现： 阐述了基于DSP/FPGA的高速电流控制回路设计，以及如何通过优化PWM策略提高滤波效率和降低自身损耗。 系统集成： 讨论了混合型滤波器（并联+串联的组合）在处理复杂电能质量问题时的集成优势。 滤波技术的发展： 除了传统的无源滤波器设计和选型，本书还引入了晶闸管控制的无功补偿装置（TCR）以及新型低损耗滤波器技术。 第五部分：工程案例与未来展望 最后，本书通过多个真实世界的工程案例，展示了理论知识在大型工业园区、数据中心、轨道交通等复杂环境下的实际应用。案例涵盖了从初始系统分析、方案制定、设备选型、安装调试到长期运行效果评估的全过程。 展望未来，本书对柔性直流输电（HVDC）对电网带来的新电能质量挑战，以及利用人工智能和大数据技术实现电能质量的预测性维护与自适应控制进行了前瞻性探讨。 目标读者： 本书适合于电力系统规划、设计、运行与维护的工程师；从事电气工程及相关专业的硕士和博士研究生；以及对提升工业用电可靠性和能效有浓厚兴趣的企业技术人员。通过阅读本书，读者将能够精准识别电能质量的“病灶”，并掌握应用现代技术解决复杂电能质量挑战的“良方”。 ---
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