Power Systems Analysis (2nd Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Arthur R. Bergen

出品人:

页数:619

译者:

出版时间:1999-08-16

价格:USD 167.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780136919902

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一本名为《电力系统分析（第二版）》的图书简介，内容严格围绕该书可能涵盖的主题展开，力求详尽和专业，避免任何人工痕迹和空泛的描述。 --- 《电力系统分析（第二版）》图书简介 前言 电力系统是现代社会赖以运行的基石，其稳定、可靠和经济的运行对国民经济至关重要。随着可再生能源并网规模的持续扩大、直流输电技术（HVDC）的广泛应用以及智能电网概念的逐步落地，现代电力系统的复杂性和动态性达到了前所未有的高度。《电力系统分析（第二版）》旨在为电力系统工程师、研究人员及高年级本科生提供一套全面、深入且与时俱进的分析工具和理论基础。本版在前一版坚实理论框架的基础上，充分吸收了近十年来电力系统领域最新的技术发展和标准更新，尤其侧重于系统稳定性和控制的现代方法论。 本书的结构设计遵循逻辑递进的原则，从基础的潮流计算和稳态分析入手，逐步过渡到暂态稳定、功角稳定、电压稳定等核心动态分析领域，并对现代电力系统中的新兴问题如电力电子设备对系统的影响进行了详细探讨。 --- 第一部分：电力系统基础与稳态分析 第一章：电力系统元件与模型 本章首先回顾了电力系统的主接线图和基本组成，重点介绍当前广泛使用的标准元件模型。包括变压器（考虑有载调压CTAP）、输电线路（精确的π型和T型模型，考虑集肤效应和趋肤深度）、旋转电机（同步机和异步机）的等效电路表示。特别详细阐述了发电机模型在不同分析场景下的简化与精确化处理，例如在潮流分析中使用一阶或二阶模型，在暂态分析中使用d-q坐标系下的暂态电抗。同时，引入了电力电子变流器（如STATCOM, SVC, VSC-HVDC）在稳态分析中的等效模型构建方法，为后续的动态仿真奠定基础。 第二章：电力系统潮流计算 (Power Flow Analysis) 潮流计算是电力系统分析的基石，用于确定系统在给定运行条件下的电压幅值、相角以及有功/无功功率的分布。本章系统地介绍了牛顿-拉夫逊（Newton-Raphson, N-R）法、快速帕斯卡（Fast Decoupled Load Flow, FDLF）法及其改进算法。对于N-R法，详细推导了雅可比矩阵的结构和敏感度，并讨论了如何处理具有不同刚性的系统。此外，重点分析了有载调压变压器、多重接地系统以及包含大量潮流受限元件时的求解策略。本章还引入了最优潮流（Optimal Power Flow, OPF）的基本概念，利用凸优化方法初步探讨了如何在满足运行约束的前提下最小化运行成本或损耗。 第三章：系统对称分量法与故障分析 本章系统地阐述了非对称系统故障分析的核心数学工具——对称分量法。从相量表示到三相分量到正序、负序、零序分量之间的变换矩阵推导，确保读者对转换过程有深刻理解。重点覆盖了单相接地、两相接地、相间短路以及三相短路四种基本故障类型，并详细推导了在不同接地条件下的网络序阻抗连接图和故障电流计算公式。对于输电线路的零序阻抗计算，考虑了塔架结构、接地网和接地电阻的影响。本章的难点在于对变压器中性点接地情况的处理及其对零序网络的影响。 --- 第二部分：动态分析与稳定性理论 第四章：电力系统暂态分析与同步电机动态模型 暂态分析是研究系统在突发扰动（如短路、跳闸）后快速行为的关键。本章的核心是建立精确的同步电机暂态模型。详细介绍了Park (d-q) 坐标系下的机电暂态方程组，并着重讲解了电磁暂态（Electro-magnetic Transient）分析所需的次暂态电抗和次暂态时间常数。运用阶跃分析法和状态空间表示法，分析了短路故障后发电机功角、电压和频率的快速变化过程。本章还引入了使用数值积分方法（如欧拉法、龙格-库塔法）求解非线性微分方程组的实用技巧。 第五章：功角稳定性的深入研究 功角稳定性是电力系统运行的首要安全指标。本章从理论上系统地剖析了功角稳定性。首先，采用等面积定律（Equal Area Criterion, EAC）对单机无穷大系统（SMI）进行了深入分析，并拓展到多机系统中的简化模型应用。随后，引入了更严谨的李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论在电力系统中的应用，特别是直接法。重点讲解了奇异摄动理论（Singular Perturbation Theory）在分解快/慢动态变量中的应用，以简化大规模系统的稳定性评估。此外，详细分析了自动电压调节器（AVR）和励磁系统对系统阻尼和稳定裕度的影响。 第六章：电压稳定与无功功率控制 电压稳定是中长期动态响应的核心。本章着重于电压崩溃（Voltage Collapse）的机理分析。通过P-V曲线和Q-V曲线的构建，解释了系统在无功功率不足时电压下降的非线性过程。系统分析了静态同步补偿器（SVC）和统一潮流控制器（UPFC）等先进无功补偿装置（ FACTS）对电压稳定性的改善作用。本章还探讨了最大无功功率传输能力的计算方法，以及如何通过优化调压方案来提高系统的电压安全裕度。 --- 第三部分：现代电力系统与高级主题 第七章：电力系统控制与保护 本章聚焦于维持系统运行的现代控制手段。详细介绍了柴油机-调速器（Governors）模型，以及励磁控制系统（AVR）的结构和参数整定。针对系统大扰动下的稳定控制，深入讲解了电力系统稳定器（PSS）的设计原理和参数优化，特别是如何设计PSS以有效抑制低频振荡。在保护方面，系统介绍了距离保护、电流差动保护的基本原理，以及同步检查保护在并网环节中的应用。 第八章：直流输电系统（HVDC）的建模与分析 随着柔性直流（VSC-HVDC）技术的成熟，理解其对交流系统影响至关重要。本章专门为HVDC系统建立了详细的稳态和动态模型。对于晶闸管换流器（LCC-HVDC），分析了其与交流系统相互作用的相控特性；对于电压源换流器（VSC-HVDC），重点讨论了其矢量控制策略及其在故障穿越（Fault Ride Through, FRT）能力上的优势。本章通过实例展示了HVDC系统并网时对交流系统暂态和功角稳定性的影响。 第九章：电力电子设备对电能质量的影响 可再生能源逆变器、柔性直流以及大量电力电子负载的接入，使得电能质量问题日益突出。本章分析了谐波产生的机理，包括电流源和电压源产生的谐波频谱。重点讲解了谐波潮流计算方法，以及如何评估系统对谐波的敏感性。此外，探讨了电压波动（Flicker）和次同步振荡（SSO）等问题，并介绍了抑制这些问题的滤波技术和控制措施。 第十章：电力系统仿真与工具应用 本章旨在指导读者将理论应用于实际工程中。概述了主流电力系统仿真软件（如PSCAD/EMTDC, PSS/E, DIgSILENT PowerFactory）的基本操作流程和建模特点。通过详细的算例，演示如何构建一个多机互联系统模型，执行潮流计算、短期暂态仿真以及长期动态仿真。重点强调了模型参数辨识和仿真结果验证的工程实践标准。 --- 结语 《电力系统分析（第二版）》不仅是一本理论教材，更是一本面向工程实践的工具书。通过对传统分析方法的精炼和对现代电力系统新挑战的积极应对，本书力求为读者提供一个坚实的平台，以应对未来电力系统更加复杂、更具挑战性的运行与控制需求。

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拿起这本书后，我立刻开始啃第一章，尝试着理解作者是如何构建电力系统模型的。坦白讲，作者的行文风格一开始让我有点摸不着头脑。它似乎默认读者已经对拉普拉斯变换和矩阵代数了如指掌，直接就跳跃到了复功率和相量法的应用。我花费了相当长的时间去回溯我大学时期的基础知识，试图跟上他的节奏。比如，他对无功功率和有功功率的定义，虽然在数学上是严谨的，但感觉缺少了那种“从零开始教你认识世界”的耐心。我原本期待一种循序渐进的引导，就像一位经验丰富的老工程师在耳边细细道来，而不是直接抛出一个已经高度抽象化的模型。这种写作方式，虽然对于已经有一定基础的研究人员来说可能效率很高，但对于我这种需要反复巩固和深入理解物理内涵的学习者来说，未免有些生硬。我甚至一度怀疑是不是我选错了教材，毕竟电力系统这玩意儿，如果第一步的建模没走对，后面的一切计算都会变得像空中楼阁。这种**“高起点”**的叙事方式，确实让我在初期感受到了不小的认知压力。

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这本书，说实话，拿到手里的时候，我心里还是挺期待的。毕竟是**《电力系统分析（第二版）》**，名字听着就挺硬核的，感觉应该能把我从那些虚无缥缈的理论概念里解救出来，直接接触到电力系统那些复杂又迷人的动态过程。我之前接触的教材，要么是太侧重于基础的电路理论，讲的那些网络分析公式，对于实际运行中的那种大电网调度和故障分析，总感觉隔着一层纱。这本书的封面设计也挺有现代感的，配色比较沉稳，不像某些老教材那种陈旧的排版。我翻开目录，看到了“暂态稳定”、“潮流计算”这些关键词，心头一热，觉得这下可算找着宝贝了。特别是关于潮流计算的部分，我特别关注它对牛顿拉夫逊法的阐述是否足够清晰，因为在我看来，这是理解现代电力系统控制核心的关键一步。我希望它不只是罗列公式，而是能深入到每一步迭代背后的物理意义，比如为什么需要雅可比矩阵，以及矩阵的稀疏性在大型系统中的优化意义。总的来说，初印象是充满希望的，期待它能成为我梳理电力系统知识体系的坚实地基，而不是又一本束之高阁的参考书。它给我的第一印象是专业、全面，而且排版清晰，这对于长时间阅读来说太重要了，眼睛不容易疲劳。

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总的来说，我对这本书的整体观感是一种“敬而远之”的复杂情感。它无疑是一部结构严谨、图文并茂的经典之作，尤其适合那些已经有了扎实基础，希望系统性地拓展知识边界的进阶学习者。它的数学推导严谨到令人发指，几乎没有跳跃性的步骤，如果你追求的是推导过程的完美无瑕，这本书绝对能满足你。但对于我个人而言，我更偏向于那种“带着工程师的视角”来讲解物理现象的书籍。这本书在讲解现象背后的“为什么”时非常出色，但在讲解如何“在复杂限制下解决问题”时，略显不足。它像一位顶级的理论物理学家写的著作，逻辑链条完美，但总感觉少了烟火气，少了对电网运营中那些“灰色地带”的直面。因此，我不会把它视为我的唯一参考书，但它绝对会作为我案头的重要参考，用来验证我的理解和查阅那些精妙的数学基础。它是一把精密的尺子，用来衡量理论的准确性，但也许不是一辆可以带我穿越实际电网泥泞道路的越野车。

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这本书的图表质量，说实话，是让我眼前一亮的地方。在讨论输电线路的参数和等效模型时，那些绘制精美的单线图和三相电路图，简直是教科书级别的范例。我特别喜欢它在讲解电压稳定性和无功补偿设备布置时使用的那些曲线图。那些**“P-V曲线”**和**“Q-V曲线”**，不再是简单的线条叠加，而是加入了不同运行场景下的阴影区域和极限点标注，这极大地帮助我理解了系统在接近崩溃边缘时，参数是如何相互制约的。相比于我之前看过的几本老教材，图例的清晰度和色彩的区分度都高了一个档次，真正做到了“一图胜千言”。有一次我为一个复杂的暂态故障分析感到困惑，对照着书里关于电磁暂态过程的波形图，终于茅塞顿开。那些不同元件（如发电机、变压器、负荷）的暂态响应曲线被清晰地分离和叠加展示，让我直观地看到了冲击电流和次暂态过程的能量释放过程。这方面的细致处理，无疑是这本书最大的加分项，它将抽象的微分方程具象化了。

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然而，当我深入到高级主题，比如**“最优潮流计算”**和**“小扰动分析”**时，我对这本书的评价就开始变得复杂了。理论上，它涵盖了这些前沿内容，但从实际应用的层面来看，它给出的例子显得有些过于“理想化”和“简化”。比如在进行最优潮流计算时，它似乎总是假设了一个干净的、数据完备的系统模型，而没有深入探讨在真实电网中，数据丢失、测量误差或者模型参数不准时，算法如何进行鲁棒性处理。我期待看到更多关于**“真实世界数据”**和**“鲁棒性优化”**的讨论，或者至少是针对某个实际案例的深度剖析。目前来看，这些章节更像是对高级算法的一个概述性的介绍，而不是一本指导工程师解决实际问题的工具书。这就导致，当我试图将书中学到的知识应用到我们自己电网模拟软件的参数设置中时，总觉得少了那么临门一脚的关键技巧和经验之谈。内容广度够了，但深度在关键的工程应用点上似乎有所保留。

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