Power System Reliability Evaluation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:R. BILLINTON

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:1970-01-01

价格:USD 266.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780677028705

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 可靠性
• 电力系统分析
• 概率分析
• 风险评估
• 电网安全
• 电力规划
• 电力质量
• 故障分析
• 数学模型

《电力系统可靠性评估》 本书深入探讨了现代电力系统中至关重要的可靠性评估理论与实践。作为电力系统运行和规划的核心考量因素，可靠性直接关系到社会经济的稳定发展和人民生活的安全便利。本书旨在为读者提供一个全面、系统的知识框架，帮助理解和掌握评估电力系统可靠性的各种方法、模型和技术。 核心内容概览： 第一部分：电力系统可靠性基础 可靠性的概念与度量： 本部分首先界定电力系统可靠性的基本定义，阐述了其在不同层面的意义，包括设备可靠性、系统可靠性以及用户供电可靠性。我们将详细介绍多种常用的可靠性指标，如失电率（SAIFI）、平均用户停电时长（SAIDI）、平均用户停电次数（CAIDI）、系统平均可用率（ASUI）等，并解释这些指标如何量化和反映系统的性能。我们将深入分析这些指标的计算方法、优缺点及其适用场景，帮助读者理解如何根据具体需求选择合适的度量方式。 故障分析与失效模式： 详细梳理电力系统中可能发生的各种故障类型，从组件级别的瞬时性故障、永久性故障，到系统层面的连锁故障、大停电事件。深入剖析不同设备（如发电机、变压器、线路、开关设备）的典型失效模式及其影响因素，例如疲劳、腐蚀、绝缘老化、过载等。通过对失效机制的理解，为后续的可靠性建模奠定基础。 可靠性工程方法论： 介绍可靠性工程领域的核心方法论，包括可靠性增长、可靠性分配、可靠性设计原则等。重点讲解如何将这些通用原则应用于电力系统，以提高系统的固有可靠性。 第二部分：电力系统可靠性评估模型与方法 概率建模技术： 本部分是本书的核心，将系统性地介绍用于描述电力系统组件和系统状态的概率模型。 状态空间模型（State-Space Models）： 详细阐述如何构建电力系统的状态空间模型，将系统分解为不同的运行状态（如正常运行、部分故障、完全故障等），并描述状态之间的转移概率。特别会介绍马尔可夫模型（Markov Models），这是电力系统可靠性分析中最常用的建模工具之一。我们将讲解如何建立离散状态马尔可夫链，以及如何求解稳态概率和瞬态概率，从而评估系统在不同时间段的可靠性水平。 故障树分析（Fault Tree Analysis, FTA）： 深入讲解故障树的构建原理和分析方法。从顶层的不期望事件（如大停电）出发，通过“与”、“或”、“非”等逻辑门，逐层分解到基本事件（如设备故障）。详细介绍故障树的定性分析（如最小割集、最小通路集）和定量分析（利用事件发生的概率计算顶层事件发生的概率）。 事件树分析（Event Tree Analysis, ETA）： 介绍事件树如何从一个初始事件（如设备故障）开始，分析后续一系列安全功能是否成功启动，从而评估不同事故场景下的后果。 可靠性框图（Reliability Block Diagrams, RBD）： 讲解如何使用可靠性框图来表示系统的串联、并联和复杂组合结构，并应用概率论原理计算系统的可靠性。 蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）： 详细介绍蒙特卡洛方法在可靠性评估中的应用。通过大量随机抽样模拟电力系统的运行过程和故障事件，从而得到可靠性指标的统计估计。我们将讨论如何设计有效的模拟算法，以及如何处理和减少模拟方差。 特定系统的可靠性分析： 发电机组可靠性评估： 重点分析发电机组的可用性、故障率、维修率等参数，并介绍如何评估机组组合（Unit Commitment）决策对系统可靠性的影响。 输配电线路可靠性评估： 关注线路的故障概率、故障类型、故障持续时间等，以及重合闸、备用线路等恢复策略的作用。 变电站可靠性评估： 分析变电站内设备（变压器、开关、保护装置等）的可靠性，以及站内冗余配置对整体可靠性的贡献。 第三部分：可靠性评估的应用与发展 可靠性与风险评估的结合： 探讨如何将可靠性评估的结果与风险评估相结合，例如通过考虑故障频率和故障后果来评估系统的整体风险水平。 经济性可靠性分析（Cost-Benefit Analysis of Reliability）： 介绍如何量化可靠性提升带来的效益（如减少用户损失）与为此付出的成本（如增加投资）之间的关系，从而为可靠性决策提供经济依据。 在电力系统规划中的应用： 详细阐述如何将可靠性评估作为电力系统规划（如电源规划、电网规划）的关键输入参数，指导投资决策，确保在满足供电可靠性要求的同时优化资源配置。 在电力系统运行与维护中的应用： 探讨如何利用实时可靠性评估来指导运行调度、预测潜在故障、优化维护计划，以提高系统的运行效率和安全性。 新兴技术对可靠性评估的影响： 展望并分析了智能电网、分布式能源（如风电、光伏）、储能系统、电动汽车等新兴技术对电力系统可靠性评估带来的新挑战和新机遇。例如，如何评估间歇性电源的波动性对系统可靠性的影响，以及如何利用先进的控制和通信技术来提升系统韧性。 可靠性评估软件与工具： 简要介绍当前市场上常用的可靠性评估软件和分析工具，以及它们在实际工程中的应用案例。 本书力求内容严谨、逻辑清晰，并辅以丰富的理论推导和实例分析，旨在培养读者独立分析和解决电力系统可靠性问题的能力。无论是电力系统的研究人员、规划工程师、运行人员，还是对电力系统运行安全有深入了解需求的专业人士，都能从本书中获得宝贵的知识和启示。

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这本书在处理大规模停电事件的风险识别与应对策略方面，展现出一种近乎于预言家的洞察力。它详尽地描述了级联故障传播的数学模型，这不是那种简单的图论算法展示，而是融合了复杂网络理论和信息物理系统（CPS）观点的深度剖析。作者对“薄弱环节”的定义非常到位，涵盖了从物理设备老化到网络安全漏洞等多个维度。我惊喜地发现，书中专门辟出章节讨论了先进的故障隔离和自愈合技术，特别是那些基于快速通信和智能控制器的应用场景。这些内容在当前追求高韧性电网的背景下，显得尤为及时和宝贵。叙事风格上，作者采用了非常严谨的逻辑链条，层层递进，让人在阅读时不断产生“原来如此”的顿悟感。比起其他侧重于传统保护的著作，这部书更像是为下一代电网工程师准备的“生存指南”，它教会我们如何预见危机，而非仅仅是事后补救。

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这部著作在介绍电力系统基础理论方面真是令人眼前一亮，作者没有像很多教材那样堆砌晦涩难懂的数学公式，而是巧妙地将复杂的物理现象转化为直观的模型。我尤其欣赏其中关于暂态稳定性的讲解，它深入浅出地剖析了不同故障情景下系统动态响应的机制，让我这个初学者也能迅速抓住核心要点。书中对发电机组特性、输电线路参数的建模方法论述得极其详尽，甚至连一些在实际工程中容易被忽略的次要因素也考虑进去了，这体现了作者深厚的实践功底。比如，对于非线性阻尼效应的处理，与其他书籍的笼统带过不同，这里提供了好几种可行的数值逼近方法，并对比了它们在计算效率和精度上的优劣。阅读过程中，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的老工程师，一步步拆解着电力系统的运行奥秘。这种详实而又充满洞察力的叙述，极大地拓宽了我对现代电网复杂性的认知边界，为后续深入学习相关高级主题打下了无比坚实的基础。

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从编辑和排版的角度来看，这部教材的专业度毋庸置疑，但更令人赞叹的是其对学习体验的细致考量。那些复杂的数学证明和推导，作者总是用一种近乎散文的笔触进行引导，避免了公式堆砌带来的阅读疲劳感。例如，在解释随机过程在故障率建模中的应用时，它穿插了历史上的几个著名停电事件的简短回顾，将冰冷的概率数字赋予了鲜活的现实意义。再者，附录中的专业术语表和符号索引设计得极其人性化，对于经常需要在不同章节间跳跃查阅的读者来说，极大地提高了效率。很多技术书籍要么过于学术化以至于脱离实际，要么过于科普化以至于深度不足，而这部作品成功地找到了那个完美的平衡点。它不仅是知识的宝库，更是一本可以被反复翻阅、常看常新的案头工具书，其内容的深度和广度，远超出了同类书籍的平均水平。

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这部关于电力系统韧性的论述，成功地将宏观的系统级分析与微观的元件级行为紧密结合起来，形成了一个强大的分析闭环。作者在探讨小扰动下的系统动态特性时，所采用的特征值分析方法清晰明了，并且特别强调了参数变化对稳定裕度的影响。令人印象深刻的是，书中对不同电压等级电网的协调控制策略进行了详细的对比研究，特别是对于特高压直流输电与传统交流电网的混合系统稳定性问题，提供了独到的见解和多尺度的解决方案建议。与其他强调“完美运行”的书籍不同，这部作品的基调是务实的——它承认不确定性是电力系统的本质属性，并着力于构建一套能够容忍并快速恢复的系统。这种关注“韧性”而非仅仅是“可靠性”的视角转变，是全书最深刻的哲学体现，也为其在当今能源转型的大背景下赋予了特殊的时代价值。

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关于系统规划与经济运行这部分内容，可以说是全书的亮点之一。作者并没有仅仅停留在理论推导，而是非常贴合工业界的实际需求，对不同可靠性指标的量化评估进行了深入探讨。特别是对于大规模可再生能源并网后对系统固有惯量和电压稳定性的影响分析，提供了非常前沿且实用的评估框架。我特别喜欢它对“失负荷成本”这一概念的阐述，它不再是一个抽象的经济数字，而是通过详细的案例分析，展示了如何将其融入到电网的长期规划决策中去，这对于理解电力市场化改革背景下的基础设施投资至关重要。书中的图表制作精良，数据翔实，即便是处理多目标优化问题，作者也选择了一种非常清晰的Pareto前沿展示方式，使得权衡取舍的过程不再模糊不清，而是清晰可见的边界条件。读完这部分，我对如何平衡“技术最优”和“经济可行”这两者之间的矛盾，有了全新的、更具操作性的理解。

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