电工电子技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:宁玉伟 编

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787534934391

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
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• 电工基础
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• 实践应用
• 职业教育

《电力系统运行与控制》 书籍简介 本书深入探讨了现代电力系统运行与控制的理论基础、关键技术与实际应用。电力系统作为国民经济的命脉，其稳定、可靠、高效的运行至关重要。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解电力系统各个组成部分的功能，掌握运行过程中面临的挑战，并学习先进的控制策略和技术手段。 第一部分：电力系统概述与运行基础 本部分将从宏观层面介绍电力系统的基本构成、发展历程以及当前面临的主要挑战。我们将详细阐述电力系统的主要组成部分，包括发电厂（火电、水电、核电、新能源发电等）、输电线路、变电站、配电网络以及用户侧的用电设备。重点在于理解各部分之间的相互关联和能量流动的方向，为后续章节的学习奠定基础。 电力系统基本组成与功能： 发电环节： 详细介绍不同类型发电厂的工作原理、能量转换过程、发电机的基本结构与运行特性。特别关注新能源发电（如风电、光伏）的特点，包括其间歇性和波动性对电网运行带来的影响，以及相应的接入技术和管理策略。 输电环节： 阐述高压输电线路的物理特性、输电损耗、电压等级的选择依据。介绍输电线路的绝缘、接地、防雷等安全措施。分析长距离输电中的潮流分布、电压下垂、功率传输能力等关键问题。 变电环节： 讲解变压器在电力系统中的核心作用，包括升压与降压、隔离、调压等功能。详细介绍变电站的结构组成，如主变压器、开关设备、继电保护装置、测量仪表等，以及它们的运行与维护要点。 配电环节： 分析配电网络的特点，包括电压等级、馈线布置、负荷分布等。介绍配电网的潮流计算、电压控制、损耗分析等问题。探讨配电自动化技术的发展及其在提高供电可靠性方面的作用。 负荷端： 讨论不同类型用户的用电特性，包括工业、商业、居民用户等。分析负荷的波动性、季节性、日变化等特征，以及其对电力系统运行的影响。 电力系统运行的基本原理： 有功功率与频率控制： 深入阐述有功功率平衡是维持系统频率稳定的关键。讲解发电机组的调频特性，负荷频率控制（LFC）的原理与实现方式。分析频率偏差对电力系统设备运行和用户用电的影响。 无功功率与电压控制： 阐述无功功率在维持系统电压稳定中的重要作用。介绍无功功率的产生与吸收机制，以及电压控制的常用设备，如调相机、静止无功补偿器（SVC）、动态无功补偿器（STATCOM）等。分析无功功率缺额或过剩对系统电压的影响，以及由此可能引发的电压崩溃问题。 潮流计算基础： 介绍稳态潮流计算的基本方法，包括节点电压法、支路电流法等。讲解潮流计算在系统规划、运行调度、故障分析等方面的应用。 系统稳定性的概念： 定义并区分暂态稳定性、稳态稳定性和电压稳定性。分析影响系统稳定性的因素，包括系统结构、负荷特性、发电机组特性、故障类型等。 第二部分：电力系统运行中的关键问题与挑战 本部分将聚焦于电力系统运行过程中遇到的实际问题，包括故障分析、保护与重构、暂态过程分析等，并探讨应对这些挑战的策略。 电力系统故障分析与保护： 故障类型与特点： 详细分析短路故障（三相短路、两相短路、单相接地短路等）和断线故障等常见故障的类型、发生原因及对系统运行的影响。 故障的危害： 阐述故障可能导致的严重后果，包括设备损坏、系统崩溃、大面积停电等。 继电保护基本原理： 介绍继电保护系统的基本构成（传感器、比较器、执行器）及其工作原理。重点讲解电流保护、电压保护、距离保护、差动保护等常用保护方式的特点和适用范围。 电网保护的协调与配合： 强调不同区域、不同等级保护装置之间的相互协调，确保故障的快速、准确隔离，同时避免误动和拒动。 故障录波与分析： 介绍故障录波器的作用，以及通过录波数据分析故障原因、评估保护动作性能、改进系统运行和保护配置的方法。 电力系统暂态过程分析： 暂态过程的产生： 讲解开关操作、雷击、短路等导致系统参数（电压、电流、频率）瞬时剧烈变化的暂态过程。 暂态过程的危害： 分析暂态过电压、过电流对电力设备绝缘和运行寿命的影响。 仿真分析工具： 介绍常用的电力系统暂态仿真软件，以及如何利用这些工具对系统在不同故障和扰动下的暂态响应进行模拟和评估。 抑制暂态过程的技术： 探讨采用过电压保护器、避雷器、快速开关等技术手段来减小暂态过程的危害。 电力系统故障重构： 重构的目的： 阐述在发生故障后，通过改变电网拓扑结构（开关的开合操作），以达到快速恢复供电、减小停电范围、降低运行损耗等目的。 重构的基本原则： 讲解重构过程应遵循的原则，如保持网络连通性、避免过负荷、维持电压合格等。 重构的常用方法： 介绍基于图论、优化算法等不同重构方法的原理和流程。 配电自动化系统与重构： 讨论配电自动化系统在实现快速、智能故障重构方面的作用。 第三部分：电力系统运行控制与优化 本部分将深入探讨实现电力系统安全稳定运行的各种控制策略和优化技术，包括系统调度、机组经济调度、无功电压协调控制、以及面向未来智能电网的先进控制方法。 电力系统调度： 调度机构与职责： 介绍国家电网、区域电网、省级电网等不同层级的调度中心及其在电力系统运行中的核心职责，包括计划调度、实时调度、事故调度等。 电力市场运行机制（如果适用）： 结合电力市场化改革，介绍发电权交易、电量交易、辅助服务市场等运行机制，以及调度在这些市场中的作用。 负荷预测： 阐述负荷预测在电力系统调度中的重要性，介绍短期、中期、长期负荷预测的方法与技术。 机组组合与发电计划： 讲解根据负荷预测、机组出力能力、燃料成本等因素，制定发电计划的原则和方法。 机组经济调度： 经济调度的基本目标： 阐述在满足系统供电需求、保持系统稳定的前提下，以最低的运行成本提供电力的目标。 机组出力特性： 分析不同类型发电机组的出力特性曲线（效率曲线、成本函数），以及这些特性对经济调度的影响。 目标规划与约束条件： 建立机组经济调度的数学模型，明确目标函数（总运行成本最小）和约束条件（功率平衡、机组出力范围、爬坡速率限制等）。 经典解法与现代算法： 介绍拉格朗日乘子法、搜索法等经典解法，以及启发式算法、智能算法（如遗传算法、粒子群优化）等现代优化算法在解决复杂经济调度问题中的应用。 无功电压协调控制： 系统电压运行的上下限： 讲解电力系统电压的合格范围，以及电压偏差过大带来的危害。 无功功率的调控手段： 详细介绍各种用于调控无功功率的设备，如调相机、同步调相机、静止同步补偿器（STATCOM）、柔性交流输电系统（FACTS）装置等，并分析其工作原理和控制策略。 电压控制策略： 探讨集中式、分散式、分层式等不同电压控制策略，以及在不同运行工况下如何优化电压。 无功电压协调优化： 阐述如何通过优化调度无功补偿装置，实现系统电压的稳定和无功功率的经济分配。 面向智能电网的先进运行控制技术： 状态估计： 介绍电力系统状态估计的基本原理，以及如何利用测量数据实时估算系统的电压、电流、功率等运行状态，为系统调度和控制提供依据。 动态安全监控（DMS）： 阐述动态安全监控系统的功能，包括实时监测系统运行状态，预测潜在的危及系统安全的事件，并提出相应的预警和干预措施。 故障预测与诊断： 探讨利用大数据、人工智能等技术，实现对潜在故障的提前预测和快速诊断，从而提升系统的可靠性。 分布式能源接入与控制： 面对新能源、储能等分布式能源的大量接入，分析其对系统运行带来的挑战，并介绍相应的分布式控制策略和协调机制。 需求侧响应（DSR）： 介绍需求侧响应的概念，以及如何通过激励用户调整用电行为，实现削峰填谷、缓解系统压力等目标。 第四部分：电力系统运行中的安全与可靠性 本部分将重点关注电力系统运行中的安全性和可靠性评估，以及提升系统抵御干扰和故障的能力。 电力系统可靠性评价： 可靠性的定义与指标： 阐述电力系统可靠性的概念，介绍常用的可靠性评价指标，如用户停电频率（SAIFI）、用户平均停电时长（SAIDI）、平均每户年供电可靠率等。 可靠性评估方法： 介绍基于概率的可靠性评估方法，包括故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）、马尔可夫链模型等。 影响可靠性的因素： 分析设备故障率、维修率、电网结构、运行方式、自然灾害等对系统可靠性的影响。 电网安全运行管理： 运行风险评估： 介绍如何对电网运行过程中存在的潜在风险进行评估，识别薄弱环节。 运行规程与制度： 强调严格执行运行规程、操作票制度、工作票制度等，是保障电网安全运行的基础。 应急管理与事故处理： 讨论电力系统在发生事故时，如何启动应急预案，组织抢修，尽快恢复供电。 信息安全与网络安全： 随着智能化水平的提高，强调电力系统在信息传输和控制过程中的网络安全防护的重要性。 提升系统鲁棒性与韧性： 鲁棒性： 阐述系统在参数微小变化或外部扰动下，仍能保持稳定运行的能力。 韧性（Resilience）： 强调系统在遭受重大干扰（如自然灾害、网络攻击）后，能够快速恢复正常功能的能力。 提升措施： 探讨通过加强电网结构、优化控制策略、引入先进的故障诊断与恢复技术、建立多级备份系统等方式，全面提升电网的鲁棒性和韧性。 结论 《电力系统运行与控制》一书，旨在为从事电力系统运行、调度、设计、研究的工程师、技术人员和相关专业的学生，提供一个扎实而系统的理论框架和丰富的实践指导。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解电力系统运行的复杂性，掌握应对各种运行挑战的先进技术，并为建设更安全、可靠、高效、经济的未来电力系统贡献力量。本书内容涵盖了从基础原理到前沿技术的广泛领域，既有理论深度，也注重实际应用，力求帮助读者全面提升在电力系统运行与控制方面的专业素养。

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