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出版者:中国水利水电出版社

作者:中华人民共和国水利部

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-6-1

价格:8

装帧:

isbn号码:9787508400648

丛书系列:

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• 小型水力发电
• 自动化
• 电力系统
• 水轮机
• 控制系统
• 电气工程
• 设计规范
• 新能源
• 可再生能源
• 水利工程

现代大型水力发电站运行与维护：理论、实践与前沿技术 导读： 本书聚焦于现代大型水力发电站的复杂运行管理、精细化维护策略以及前沿技术应用，旨在为电力行业的高级工程师、运行管理人员、设备维护专家以及相关专业的院校师生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的参考手册。不同于侧重于小型水电站的自动化控制细节，本书将视角提升至百万千瓦级及以上规模的水电站整体系统层面，探讨特大型枢纽在电网稳定、水资源综合利用和生态保护中的核心地位与挑战。 --- 第一部分：大型水力发电系统设计与规划的宏观视角 第一章：特大型水电站的系统工程定位与规划 本章深入分析了特大型水力发电项目在国家能源战略、区域经济发展和跨流域水资源调配中的战略地位。重点讨论了： 1. 复杂地质与水文条件下的工程风险评估： 探讨特高坝体、深厚冲积层基础处理、以及可能引发的地质灾害（如滑坡、诱发地震）的长期监测与预防体系，这远超小型站的工程地质范畴。 2. 多目标水库优化调度理论： 阐述如何平衡发电效益、防洪、航运、生态基流与灌溉等多重约束条件的非线性优化模型。模型复杂度与小型水电站的单纯发电优化存在本质区别。 3. 电网接入的稳定性要求： 论述大型机组切入与切出对区域电网暂态和功态稳定的冲击，以及快速无功和有功支撑技术的需求，如大型同步调相机、快速励磁系统等在高系统惯量下的应用。 第二章：大型水电机组选型与水力学特性 本章详细剖析了兆瓦级水轮发电机组（如混流式、轴流式、冲击式等）的设计理念，强调其在超大水头、超大流量条件下的水力学优化： 1. 复杂空化现象的抑制与治理： 针对大容量机组在不同负荷点可能出现的深层空化、气蚀问题，介绍先进的气体注入技术、导叶优化设计和特殊材料的抗汽蚀涂层技术。 2. 超大型导叶与调速系统设计： 探讨特大型机组导叶的受力分析、多点同步控制策略，以及高压油力伺服系统在毫秒级响应中的可靠性设计。 3. 机组振动模态分析与抑制： 针对巨型转子系统的固有频率与运行频率的耦合风险，介绍有限元分析（FEA）在预测和抑制机组特定工况下振动放大效应中的应用。 --- 第二部分：现代大型水电站运行管理与运行控制技术 第三章：高级状态监测与故障诊断系统（PHM） 本书重点阐述如何利用大数据和人工智能技术，对价值数亿的大型设备进行预测性维护，而非传统的定期检修模式： 1. 多源异构数据融合与建模： 整合振动、温度、油液分析、声学发射（AE）等海量传感器数据，建立基于深度学习的健康指数模型。 2. 关键部件的寿命预测： 专注于转轮叶片疲劳裂纹的早期识别、轴承的剩余使用寿命（RUL）预测算法，以及绕组绝缘退化的在线监测与评估。 3. 模糊故障树与贝叶斯网络诊断： 针对大型水电机组多重耦合故障的复杂性，引入先进的概率推理方法进行准确定位。 第四章：电站负荷优化与无功功率调节 大型水电站是电网调频、调峰和支撑电压的核心力量，本章深入探讨其在现代电力市场中的运行策略： 1. 分层分布式控制架构（DDC）： 介绍如何构建从中央调度层到各机组控制器（GCU）的快速、安全、冗余的控制网络。 2. 快速励磁控制与静止补偿器（SVC/STATCOM）的协调： 论述在电网发生大扰动时，如何协调水轮机调速器与快速无功补偿装置，实现毫秒级的电压和频率稳定支撑。 3. 水库经济调度与水能利用效率最大化： 介绍基于实时电价和未来水文预报的动态经济出力曲线生成算法。 --- 第三部分：关键设施的精细化维护与寿命管理 第五章：高压电气设备与主变压器的长期健康管理 大型水电站的输出电压通常高达500kV及以上，其一次电气设备的维护标准极高： 1. 主变压器绕组的局部放电（PD）监测与解析： 介绍超声波和高频电流法在检测大型电力变压器内部绝缘缺陷中的应用，以及如何区分外部噪声干扰。 2. GIS（气体绝缘开关设备）的在线气体分析与状态评估： 针对高海拔或潮湿环境下GIS设备的运行挑战，阐述SF6分解产物的在线监测阈值与预警机制。 3. 高压断路器的操作机构可靠性评估： 探讨基于操作波分析的断路器动、静触头磨损状态的评估方法。 第六章：水工建筑物与金属结构体的长期安全监测 本书强调水工结构的安全是电站运行的生命线，其监测精度和数据处理能力远超小型工程： 1. 大坝安全监测的实时反馈系统： 讨论渗流压力、变形、应力应变的分布式光纤传感技术（FBG）在混凝土坝体中的应用，以及数据与有限元模型（FEM）的实时耦合修正。 2. 引水隧洞与压力钢管的腐蚀与疲劳评估： 介绍超声波衍射飞行时间（TOFD）技术在钢管焊缝内部缺陷的无损检测，以及腐蚀速率的长期预测模型。 3. 水库泥沙运动与冲淤模型： 阐述大型水库特有的消落带管理问题，以及利用三维数值模拟技术预测关键进水口的堵塞风险。 --- 第四部分：水电站的智能化升级与未来发展趋势 第七章：智能运维与数字孪生应用 本书面向未来水电站的“无人值守”和“高度自动化”方向进行深入探讨： 1. 水力发电数字孪生平台的构建： 描述如何将物理设备的实时数据、仿真模型、历史运行日志集成到统一的虚拟环境中，实现全生命周期的模拟和操作预演。 2. 基于自主学习的运行策略优化： 探讨利用强化学习（RL）算法，使控制系统能够在不断试错和反馈中，自主优化机组启停顺序、变负荷速率，以达到能耗和设备健康度最优的平衡点。 3. 水工结构的健康监测智能化： 从传统的报警系统升级到基于物联网（IoT）的边缘计算，实现数据的本地预处理和智能决策，减少对中央控制室的依赖。 --- 结语： 本书内容完全聚焦于管理复杂性、规模效应和技术前沿性，为处理数百万千瓦级水力发电站所面临的独特工程、技术和管理挑战，提供了坚实的理论基础和可操作的实践指南。

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这本书的内容非常细致，几乎涵盖了小型水电站自动化设计的方方面面，但又不会显得过于杂乱。作者的叙述风格非常朴实，没有华丽的辞藻，但每一句话都饱含着深厚的专业功底。我印象最深刻的是关于设备巡检和故障预警的自动化设计部分。书中详细介绍了如何利用物联网技术和大数据分析，实现设备的智能巡检和预测性维护，这对于降低运维成本、提高设备稼动率有着巨大的经济效益。书中还给出了不少关于数据采集、存储和分析的实用建议，以及在实际项目中遇到的常见问题和解决方法。我感觉这本书的作者是一位非常具有实践经验的工程师，他能够将复杂的理论知识转化为易于理解和操作的实践指南。对于想要系统学习小型水电站自动化设计的读者来说，这本书绝对是入门的首选。

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这本《小型水力发电站自动化设计规定》是一本令人耳目一新的技术专著。它不仅仅是对现有标准的简单罗列，而是对这些标准背后的设计理念和技术原理进行了深入的解读。书中对电网接入的标准化要求、通信接口的设计、以及与调度中心的协同工作机制的论述，都非常到位。我特别注意到关于电能质量监测和保护的设计部分，作者详细分析了谐波、电压波动等问题，并提出了相应的解决方案，这对于保证电网的稳定运行至关重要。此外，书中还提及了物联网技术在水电站自动化中的应用前景，例如智能传感器、无线通信等，为未来的技术发展提供了方向。总而言之，这本书的理论性和实践性都很强，内容全面，逻辑清晰，是小型水电站自动化设计领域不可或缺的参考资料。

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这本书简直是为那些在电力行业摸爬滚打多年的工程师量身定做的，内容详实，逻辑严谨。它深入浅出地剖析了小型水力发电站自动化设计的各个环节，从最基础的电气原理到复杂的控制系统集成，都做到了面面俱到。我特别欣赏其中关于模糊控制和神经网络在水轮机调速器中的应用章节，讲解得非常透彻，给出了不少实用的算法和参数设置建议，这对于提升发电效率、保证电网稳定运行有着至关重要的意义。书中还花了大量篇幅讨论了通信协议的选择与实现，例如IEC 61850标准的解读和应用，这在当前智能电网建设的大背景下，显得尤为及时和重要。阅读过程中，我感觉作者不仅是知识的传授者，更是经验的分享者，那些在实际工程中遇到的疑难杂症，书中都给出了一些巧妙的解决方案。这本书的排版也相当不错，图文并茂，公式清晰，阅读体验极佳，绝对是小型水电站自动化设计领域的权威参考书。

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这本书的问世，可以说是填补了国内小型水电站自动化设计领域的一项空白。以往相关的技术资料往往分散且零散，而这本书则将所有关键的技术点都系统地整合在一起，形成了一套完整的知识体系。我特别赞赏其对安全可靠性设计的关注。书中详细阐述了冗余设计、故障诊断、应急处理等方面的技术要求，以及相应的实现方法。例如，在介绍主备用控制系统切换逻辑时，给出了多种方案的优劣分析，并给出了具体的程序伪代码，这对于我们工程师来说，无疑是极大的帮助。此外，书中还提及了信息化建设和远程监控的理念，为未来智能化电站的发展指明了方向。我个人认为，这本书不仅适合初学者，对于有一定经验的设计师来说，也能从中获得新的启发和灵感，它能够帮助我们站在更高的角度审视设计方案，做出更优化的决策。

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老实说，拿到这本书的时候，我抱着试试看的心态，但很快就被它的深度和广度所折服。它不仅仅是介绍理论，更侧重于实际应用。书中详细介绍了如何从零开始构建一个小型水电站的自动化控制系统，包括传感器选型、执行机构匹配、PLC编程、SCADA系统的搭建等等。我尤其对其中关于防洪、防汛以及水库调度自动化部分的论述印象深刻。作者结合了大量实际案例，分析了不同工况下的风险点，并提出了相应的自动化应对策略，这对于保证电站的安全运行，减少人为失误非常有帮助。书中的一些流程图和系统架构图，清晰明了，让人一目了然。我感觉这本书的价值远超其价格，对于想要进入自动化设计领域或者正在进行相关项目的设计人员来说，这绝对是一本不可多得的宝典。它帮助我理清了思路，掌握了核心技术，并在实际工作中得到了有效的应用。

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