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出版者:清华大学出版社

作者:张伯明

出品人:

页数:335 页

译者:

出版时间:2007年9月1日

价格:52.00元

装帧:精装

isbn号码:9787302159940

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统分析
• 高等教育
• 电力网络
• 电力系统
• 电气工程
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• 研究生

好的，以下是为您构思的图书简介，该书名为《现代能源系统：从传统电网到智能微网的演进》。 --- 现代能源系统：从传统电网到智能微网的演进 图书简介 在二十一世纪，能源格局正经历着一场深刻的变革。随着全球对气候变化的日益关注、化石燃料储量的限制，以及分布式可再生能源技术的飞速发展，传统的集中式电力系统正面临前所未有的挑战与机遇。本书《现代能源系统：从传统电网到智能微网的演进》旨在提供一个全面而深入的视角，剖析这一复杂转型过程中的关键技术、挑战与未来方向。 本书的核心目标是为电力工程专业人士、能源政策制定者、研究人员以及对未来能源基础设施感兴趣的读者，搭建一座连接传统电力工程理论与前沿智能电网实践的桥梁。我们不再将电力系统视为一个静态、单向流动的网络，而是将其视为一个动态、自适应、高度互联的复杂系统。 第一部分：基础与挑战的再审视 在本书的开篇，我们首先回顾了经典电力系统的基本构架，包括发输配用电的传统模型及其所依赖的同步发电机技术。然而，重点很快转向了当前电力系统面临的“新常态”：大规模间歇性可再生能源（如风能和太阳能）的接入所带来的波动性与不确定性。 我们详细分析了如何使用先进的统计方法和概率模型来量化和预测这些能源输入对系统稳定性的影响。此外，传统电力系统的惯量支撑（Inertia Support）的下降是本书探讨的一个关键议题。随着燃煤和燃气机组的退出，系统的固有稳定性降低，我们必须寻找新的稳定机制。本书探讨了虚拟同步发电机（VSG）技术及其在电力电子设备中的实现，以期在缺乏物理转子惯量的情况下，维持电压和频率的同步性。 第二部分：电力电子与直流技术的崛起 电力电子技术是现代能源系统转型的核心驱动力。本书投入大量篇幅探讨了高功率变流器（HVDC/HVAC）在电网中的应用。我们不仅仅关注其作为连接不同同步区域的桥梁作用，更深入研究了柔性直流输电（VSC-HVDC）在电网潮流控制、阻尼振荡和提升系统韧性方面的独特优势。 此外，对配电网层面的研究也至关重要。分布式能源（DERs）的渗透，特别是光伏（PV）系统和储能设备（ESS），正在模糊传统上泾渭分明的输电、配电和用电边界。本书阐述了逆变器驱动的能源接入对局部电压控制、谐波传播以及保护隔离带来的挑战，并介绍了基于先进控制算法的智能逆变器技术。 第三部分：智能电网的核心技术与架构 “智能”的含义在于信息与能量的深度融合。本书系统地介绍了智能电网的“神经系统”——先进计量基础设施（AMI）和广域测量系统（WAMS）。我们详细分析了相量测量单元（PMU）提供的高精度、同步化测量数据如何被用于实时态势感知、暂态稳定监测和快速故障定位。 在网络架构层面，本书重点剖析了微电网（Microgrids）的设计、控制与运行。微电网作为构建未来韧性电网的基本单元，其核心在于实现并网模式（Grid-connected）与孤岛模式（Islanded）之间平滑、无缝的切换。我们探讨了微网的核心控制层级，包括上层的能源管理系统（EMS）和下层的下垂控制（Droop Control）与无功功率/频率（P/f）/电压（Q/V）的协调。 第四部分：面向未来的优化与韧性 现代能源系统对优化和韧性的要求远超以往。本书深入探讨了储能系统（ESS）在电力系统中的多功能应用。从提供备用容量、参与辅助服务到削峰填谷，储能的价值在于其快速响应能力。我们分析了不同储能技术（锂离子电池、液流电池、飞轮等）的特性及其在电网中的最优部署策略。 此外，需求侧响应（Demand Response, DR）被视为“无形电源”。本书介绍了基于实时电价和激励机制的负荷聚合与管理技术，这些技术使得用户侧资源能够主动参与到电网的平衡调节中。 最后，本书展望了人工智能（AI）和机器学习（ML）在预测性维护、最优潮流计算以及网络安全防护中的应用。面对网络攻击的威胁，构建具有自愈能力的弹性电网（Resilient Grid）是确保能源可靠供应的基石。我们探讨了如何利用数据驱动的方法来识别和抵御新兴威胁。 总结 《现代能源系统：从传统电网到智能微网的演进》不仅是对现有技术的梳理，更是一份对未来能源基础设施蓝图的绘制。它强调了跨学科合作的重要性——将电力电子学、控制理论、信息技术和经济学有机结合，以构建一个更清洁、更可靠、更具可持续性的全球能源网络。 ---

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我发现这本书在叙述风格上展现出一种难得的平衡感。尽管主题宏大、内容深邃，但作者在引入新概念时，总能巧妙地穿插一些历史背景或者现实中的工程案例作为铺垫。这种叙事手法，有效缓解了纯理论推导可能带来的枯燥感。比如，在讨论最优潮流的非凸性问题时，作者没有直接陷入纯数学的泥潭，而是先回顾了早期启发式算法的局限性，从而自然地引出了新的优化框架的必要性。这种“抑扬顿挫”的写作节奏，使得阅读体验流畅而富有张力。总而言之，这是一部需要耐心细品的力作，它不仅是知识的载体，更像是一份对电力系统科学追求的宣言，推荐给所有不满足于表层知识、渴望触及核心机制的专业人士。

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从实际应用的角度来看，这本书似乎更偏向于理论研究和高级算法设计，而非即插即用的工程手册。它没有提供大量的现成公式可以直接套用到日常的继电保护或调度操作中去。然而，对于我们这些致力于开发下一代智能电网控制策略的人员来说，这恰恰是它的核心优势。它没有满足于描述“是什么”，而是着力于解释“如何才能变得更好、更稳定”。例如，它对小扰动稳定性分析中引入的李雅普诺夫函数构造的讨论，远比我之前接触的任何材料都要深入细致，直指问题的本质。阅读这本书的过程，更像是一场与顶尖学者进行深度对话的学习体验，它迫使你去审视自己既有的知识框架，并努力将其提升到一个新的维度。这需要时间沉淀，不能急功近利。

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这本书的封面设计极具现代感，那种深邃的蓝色调和复杂的几何线条交织在一起，让人立刻感受到一股严谨而深奥的气息扑面而来。拿到手里，首先注意到的是纸张的质感，厚实且略带哑光，翻阅起来非常舒适，没有廉价印刷品的油腻感。从目录上看，它似乎涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛内容，特别是关于非线性系统稳定性和暂态过程分析的那几个章节标题，着实吸引了我。我期待这本书能在那些晦涩难懂的数学模型中，提供清晰的物理图像和直观的工程解释。在当今电力系统日益复杂，对可靠性和灵活性要求越来越高的背景下，一本真正能深入剖析网络底层逻辑的著作是极为宝贵的。我尤其好奇作者是如何处理大规模互联系统下的鲁棒性问题的，希望它能提供超越传统教科书的独到见解，而不是简单的理论堆砌。整体而言，初印象是专业、扎实，并且充满了学术探索的雄心。

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我花了一整个周末的时间，尝试着啃读了前三章。说实话，一开始有点被那些复杂的张量表达和矩阵运算小小的震撼到了，感觉自己像是在攀登一座陡峭的山峰。不过，一旦适应了作者的行文节奏，就会发现其逻辑推导的严密性是无懈可击的。作者似乎非常注重从第一性原理出发，将那些看似抽象的概念，比如对称性破缺在电力系统中的体现，用非常精妙的数学语言重新构建了一遍。这种深入骨髓的理论构建，对于希望真正掌握电力系统“为什么”运行的工程师来说，是至关重要的营养。尽管阅读过程需要极高的专注度，时常需要停下来对照公式推导，但每当攻克一个难点时，那种豁然开朗的感觉，是看一些走马观花的入门材料所无法比拟的。这本书的深度，要求读者必须具备扎实的数学基础和一定的工程直觉。

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这本书的排版和图示处理方式，堪称一绝。很多电力系统的教材，图表往往是僵硬的、缺乏生命力的，仅仅是作为公式的附属品存在。但在这本书里，那些用来阐述动态行为和拓扑结构变化的示意图，简直像是艺术品。它们不仅仅是数据的展示，更是信息传达的利器。特别是关于潮流计算稳定域可视化的那几页插图，色彩的运用和层次的区分，使得原本复杂的相平面图一下子变得清晰可辨，极大地帮助我理解了系统的边界条件。此外，参考文献的引用也显示出作者深厚的学术积累，覆盖了从经典文献到近几年顶级会议的最新成果，这为我后续的研究方向提供了非常清晰的导航图谱。这本书的价值，不仅在于它传授了知识，更在于它提供了一种高质量的、结构化的思维方式。

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