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本书主要讲解由MicroCode公司开发的电路设计及仿真软件——CiruitMaker，它的人性化操作界面，使设计者可以轻松地绘制电路图及仿真分析电路。此外还组合一套PCB(Printed Ciruit Board，印刷电路板)自动布线软件——TraxMaker，可将CircuitMaker所绘制的电路图直接转换成印刷电路板或者手工绘制电路板。本书主要介绍了软件及操作界面；电路分析形式；模拟电路操
《现代电力系统分析与控制》 本书简介 本书旨在为电力系统工程领域的研究人员、工程师和高级学生提供一套全面、深入的现代电力系统分析与控制理论框架和实用技术。面对全球能源结构转型、可再生能源大规模并网以及智能电网的快速发展，传统的电力系统分析方法面临巨大挑战。本书立足于最新的行业标准和前沿研究成果，系统地梳理了电力系统在稳态、暂态、动态稳定等多个维度下的运行机理、数学模型和先进的控制策略。 第一部分：电力系统基础与建模 本部分首先回顾了电力系统分析的基本概念，包括电力系统的基本结构、潮流计算的理论基础及其在牛顿-拉夫逊法、快速解耦法等算法中的具体实现。重点关注了等值电路的构建，尤其是如何精确地对大规模互联系统进行区域划分和等值化处理，以提高仿真效率和精度。 随后，本书深入探讨了同步发电机和励磁系统的详细模型。这部分内容超越了简单的暂态模型，详细介绍了基于有限元分析和磁路模型的同步电机参数辨识方法，以及新型永磁同步电机（PMSM）在电网接入场景下的动态特性。对于负荷建模，我们引入了基于终端特性的功率阶跃响应模型（ZIP模型）的局限性，转而详细阐述了基于物理过程的动态负荷模型，如马达、电子驱动设备对电压和频率变化的敏感性。 第二部分：电力系统稳定分析 电力系统稳定是确保电网可靠运行的核心。本书将稳定分析划分为三个层次进行深入剖析： 1. 电压稳定分析 (Voltage Stability Analysis)： 详细阐述了电压稳定极限的定义，包括功率传输极限（P-V曲线分析）和无功功率支撑能力。重点介绍了奇异值分解（SVD）在电压稳定态势评估中的应用，以及如何利用最优潮流（Optimal Power Flow, OPF）来提前规避潜在的电压崩溃风险。此外，对新型柔性交流输电系统（FACTS）如SVC、STATCOM等设备在电压稳定控制中的作用进行了详尽的机理分析和参数整定方法讨论。 2. 暂态稳定分析 (Transient Stability Analysis)： 本部分着重于电力系统发生大扰动（如短路、跳闸）后的非线性动态响应。除了经典的等面积准则在经典两机系统中的应用外，本书的核心在于多机系统的数值积分方法。我们详细比较了欧拉法、龙格-库塔法（RK4）在处理发电机功角微分方程组时的效率和精度差异，并引入了更适合电力系统特性的隐式时间积分方法，用以提高对快速动态过程的捕捉能力。同时，对状态估计理论在暂态稳定边界跟踪中的应用进行了探讨。 3. 小扰动稳定分析 (Small Signal Stability Analysis)： 这是现代电力系统控制设计的基础。本书详细介绍了特征值分析法在评估系统阻尼特性中的作用。我们构建了详细的线性化状态空间模型，涵盖了发电机、励磁、调速器以及新型并网逆变器（如风电、光伏逆变器）的控制环路。重点分析了低频振荡（0.1Hz - 2.0Hz）的来源及其抑制方法，包括如何设计或整定电力系统稳定器（PSS）以提供足够的阻尼比。 第三部分：电力系统经济调度与最优潮流 本部分聚焦于如何在满足所有运行约束（安全、电压、潮流限制）的前提下，实现系统运行成本的最小化或效益最大化。 经济调度 (Economic Dispatch)： 详细解析了基于拉格朗日乘子法的等成本线法，并引入了考虑爬坡速率、机组启停成本等复杂约束的非线性经济调度模型。重点讲解了如何利用增量阻抗法来分析输电线路拥塞对机组出力分配的影响。 最优潮流 (Optimal Power Flow, OPF)： 作为现代电网调度的核心工具，本书对OPF的数学模型进行了详尽的构建。除了传统的基于牛顿法的二次规划求解器外，还介绍了内点法在处理大规模稀疏约束系统时的优势。此外，本书特别探讨了在高比例可再生能源接入背景下，如何将不确定性纳入OPF模型，例如采用随机优化（Stochastic Optimization）或鲁棒优化（Robust Optimization）方法来应对风电和光伏出力波动。 第四部分：智能电网与新能源并网控制 随着分布式能源和柔性直流输电（HVDC）技术的普及，电网的惯量和电压支撑能力正在减弱。本书专门设置章节讨论如何应对这些挑战： 柔性直流输电系统 (HVDC)： 详细分析了电压源换流器（VSC-HVDC）的控制结构，重点阐述了其在有功/无功快速解耦控制中的应用，以及在直流电网故障穿越和系统间能量支撑方面的独特优势。 并网逆变器控制： 深入剖析了光伏和风力发电系统并网逆变器的锁相环（PLL）技术，以及如何设计下垂控制（Droop Control）来模拟传统同步发电机的惯量和无功支撑特性，以提高系统的整体动态响应能力。我们探讨了在弱电网连接点（PCC）处，如何通过先进的电流/电压控制器来抑制谐波、穿越故障（Fault Ride Through, FRT）并维持电能质量。 第五部分：先进的计算方法与工具应用 本书强调理论与实践相结合，在各章节中穿插了多种先进的计算工具和算法应用。例如，在潮流计算中介绍了基于云计算的分布式潮流求解架构；在稳定分析中，介绍了时间序列分析和深度学习在故障分类与预警中的应用潜力。本书旨在培养读者利用现代计算工具解决复杂电力系统问题的能力。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，既涵盖了电力系统分析的经典理论基石，又紧密跟踪了智能电网和新能源并网的前沿技术发展，是电力系统领域不可或缺的专业参考书。
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