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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Sankaran, C.

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2001-12

价格:$ 203.34

装帧:HRD

isbn号码:9780849310409

丛书系列:

图书标签:

• 电力质量
• 谐波
• 电压暂降
• 电能质量
• 电力系统
• 电力电子
• 滤波
• 保护
• 可靠性
• 标准

《电网系统运行与维护》 图书简介 本书旨在全面、深入地阐述现代电力系统在实际运行、维护、规划与控制中所面临的关键挑战与前沿技术。它不仅仅是一本技术手册，更是一部结合了理论深度与工程实践的综合指南，面向电力系统工程师、研究人员、技术管理者以及高年级本科生和研究生。 第一部分：电力系统基础理论与现代挑战 本部分首先回顾了电力系统的基本运行原理，包括潮流计算、暂态稳定性和功角稳定性等经典理论。在此基础上，着重分析了当前电力系统面临的结构性变化带来的新挑战。随着可再生能源（如风能、太阳能）大规模接入电网，系统的惯量支撑减弱、随机性和间歇性增强，对传统调频、调峰能力提出了严峻考验。 系统建模与仿真： 详细介绍了基于状态空间模型和导纳矩阵的精确系统建模方法，并引入了高级仿真软件（如PSCAD/EMTDC, DIgSILENT PowerFactory）在时域和频域分析中的应用技巧。重点讨论了如何对含有大量电力电子接口设备的系统进行精确建模，以应对次暂态过程中的快速变化。 同步发电机的暂态分析： 深入探讨了在输电线路故障、负荷突变等扰动下，同步发电机群体的动态响应机理。涵盖了磁场衰减暂态过程、次暂态过程的简化模型构建，以及如何利用励磁系统和原动设备控制器参数优化系统暂态性能。 第二部分：电网运行的优化与控制 随着信息技术和自动化的深度融合，现代电网的运行控制已从经验依赖转向基于实时数据和先进算法的精确控制。本部分聚焦于提升电网运行的经济性、可靠性和安全裕度。 最优潮流（OPF）与经济调度： 全面阐述了线性规划（LP）、二次规划（QP）和非线性规划（NLP）在求解直流最优潮流（DC-OPF）和交流最优潮流（AC-OPF）中的应用。探讨了如何将机组爬坡速率、燃料成本曲线、以及网络损耗最小化作为多目标函数进行优化。特别关注了具有网络约束的分布式能源接入下的OPF求解技术。 电压与无功功率控制（VQC）： 详细剖析了静态无功补偿器（SVC）、统一潮流控制器（UPFC）和无功功率发生器（STATCOM）的工作原理及其在电压稳定运行中的作用。阐述了基于分层和区域控制的电压控制策略，以及如何利用智能传感器网络实现快速、闭环的无功功率自动控制。 频率控制与转动惯量替代： 鉴于惯量下降对系统频率稳定性的负面影响，本章重点介绍了快速有功功率支持（FRT）策略。包括：储能系统（BESS）的快速充放电控制、风力涡轮机和光伏逆变器提供的虚拟惯量（Synthetic Inertia）技术，以及如何通过先进的下垂控制（Droop Control）实现多源参与的频率支撑。 第三部分：电网安全稳定与故障诊断 本部分着眼于系统在极端情况下的韧性和故障发生后的快速恢复能力，强调预测性维护和故障隔离技术。 暂态稳定极限分析与提升： 讲解了利用等面积定则（EAC）、能量函数法（Energy Function Method）和时间序列分析来评估暂态稳定裕度的方法。重点介绍了如何通过系统解列点规划、增加串联电抗器、或优化发电机励磁控制来拓宽暂态稳定极限。 小扰动稳定性和延时效应： 深入分析了电力系统中小幅振荡的机理，特别是长距离直流输电系统和柔性交流输电系统（FACTS）引入的延时对低频（0.1Hz - 2Hz）振荡的影响。介绍使用模态分析（Modal Analysis）来识别系统固有频率和阻尼因子，并设计有效的阻尼控制器（如PMSC, TCSC控制器）。 故障检测与隔离： 探讨了基于数字继电保护的系统实现，包括相量测量单元（PMU）在广域测量系统（WAMS）中的应用。重点介绍了基于同步相量数据的暂态过程快速识别技术，以及故障定位算法在复杂配电网络中的适应性。 第四部分：现代电网的规划与柔性化接入 电力系统的未来发展方向是高度柔性化和数字化。本部分关注如何在新设备接入和电网升级中保障长期可靠性。 柔性直流输电（HVDC）技术： 全面对比了电压源型变流器（VSC-HVDC）和基于电流源型变流器（LCC-HVDC）的优缺点。详细阐述了VSC-HVDC在直流故障穿越、黑启动、以及作为连接异步系统桥梁中的独特优势。 配电网的先进管理： 聚焦于高比例分布式电源（DER）接入的配电网如何实现“即插即用”和双向潮流管理。讨论了配电系统中的电压偏差控制、反向潮流保护机制，以及微电网（Microgrid）的并网与孤岛运行模式切换策略。 网络韧性与灾害应对： 提出了评估电网网络韧性的指标体系，包括冗余度、可恢复性和适应性。阐述了在自然灾害（如冰灾、台风）后，如何利用自动化重构和快速诊断技术，实现“少停、快复”的运行目标，确保关键负荷的供电。 本书内容详实，图表丰富，旨在为读者提供一套完整的、面向工程实际的电网运行与维护解决方案。它涵盖了从宏观系统稳定到微观设备控制的各个层面，是电力工程领域不可或缺的参考读物。

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这本书的语言风格，在我阅读过的技术文献中，绝对算得上是独树一帜的。它避免了那种冷峻的、机器人式的陈述，反而带有一种资深专家娓娓道来的沉稳和自信。在探讨暂态过程的建模和仿真时，作者没有直接给出复杂的偏微分方程组，而是先用生动的比喻勾勒出能量如何在电感和电容之间快速转移的画面，然后再将这些画面转化为数学语言。这种“从现象到数学”的路径，极大地降低了初学者的门槛，同时又保证了专业性不会流失。我特别欣赏其中关于电能质量监测与评估标准的部分，它不仅仅是简单地罗列IEC或IEEE的标准数值，而是深入剖析了这些标准背后的哲学考量——即在不同应用场景下，对不同质量指标的容忍度是如何权衡出来的。这种对标准制定者思维的深入挖掘，使得读者不仅学会了如何测量，更学会了如何“解释”测量结果，这才是高水平技术读物的标志。

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这本书的篇幅之宏大，简直让人望而生畏，但一旦翻开扉页，那种扑面而来的学术气息和严谨态度就立刻抓住了我的注意力。我本来以为这会是一本枯燥的技术手册，充斥着晦涩难懂的公式和图表，但作者的叙述方式却出乎意料地引人入胜。他并没有直接跳入那些令人头疼的电力系统分析，而是花了大量的篇幅去铺陈“为什么”——电力质量问题在现代社会中扮演着何等关键的角色，以及它如何影响到从精密医疗设备到普通家用电器的方方面面。阅读过程中，我仿佛置身于一个巨大的电力网络之中，亲眼目睹了电压波动、谐波畸变是如何悄无声息地蚕食着设备的寿命和能源效率。书中对于历史背景的梳理也做得极为出色，让我们理解了这些问题的根源，而非仅仅停留在解决表面现象。那种层层递进、抽丝剥茧的讲解逻辑，让我在理解那些复杂的电磁兼容性（EMC）原理时，也感到了一种智力上的愉悦，而不是简单的信息输入。对于任何想深入了解电力系统“健康状况”的工程师或研究人员来说，这本书无疑提供了一个极其扎实且富有洞察力的起点。

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读完这本厚重的著作，我感到自己对“清洁电力”的理解被彻底颠覆了。我过去总以为电力质量就是保证电压稳定在220V±5%这么简单的事情，但这本书展示了一个远比我想象中复杂和动态的世界。书中对非线性负载的分析部分，简直是电力电子学的噩梦被优雅地梳理了一遍。那些关于功率因数校正（PFC）电路的拓扑结构及其对系统谐波电流的反馈效应，被讲解得如此清晰，以至于我能清晰地“看到”电流波形是如何从完美的正弦波一步步退化成锯齿状的。作者似乎有一种魔力，能把那些冰冷的数学模型和实际的设备故障现象连接起来，让你真切地感受到一个“脏”电网对敏感工业控制系统可能造成的灾难性后果。它不只是在罗列问题，更是在构建一套完整的“病理学”和“诊断学”体系，对于任何负责维护大型数据中心或先进制造生产线的技术人员来说，这本书更像是一部不可或缺的“急救指南”。

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这本书的参考价值之高，简直让我后悔没有早几年遇到它。它并不是那种读完一遍就可以束之高阁的入门教材，更像是一本可以放在案头、随时翻阅的“工程百科全书”。尤其是在涉及到电能质量改善装置（如STATCOM、DVR等柔性交流输电系统设备）的工作原理和并网特性时，作者的描述深入浅出，既包含了核心控制算法的逻辑推导，也兼顾了实际并网时可能出现的系统稳定性问题。我特别注意到书中对电能质量事件的案例分析部分，那些从实际电厂和变电站采集的数据被用来印证理论推导，使得那些原本抽象的“故障暂态”变得触手可及、有血有肉。这种理论深度与实践广度的高度统一，使得这本书在我的书架上占据了一个无可替代的位置。它不是一本快餐式的读物，它需要你投入时间、精力去消化吸收，但它所回报给读者的知识深度和解决实际问题的能力，绝对是物超所值的。

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我得承认，一开始我对这本书的期望值并不高，总觉得市面上关于“电力”的书籍，要不是过于基础，就是深陷于某一特定标准解读的泥潭。然而，这本书展现出了一种罕见的宏观视野和微观细节的完美结合。它在描述那些高频瞬态过电压的治理技术时，那种对设备内部结构和材料特性的考量，细致到令人咋舌。书中对不同滤波器的性能比较，简直就是一场教科书级别的“设备选型对决”，分析了每种方案在成本、空间占用、动态响应速度上的优劣权衡。尤其值得称赞的是，作者似乎对现实世界中的工程妥协有着深刻的理解，他提出的解决方案很少是“理论上完美但实践中昂贵”的，而是充满了工程师的智慧——如何在资源和性能之间找到那个甜蜜点。每一次我以为自己已经掌握了某个章节的精髓时，后续的内容总能抛出一个新的角度，迫使我重新审视既有的认知。这本书的价值，在于它不仅告诉你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么”非得这么做，这种深层次的认知重构，才是它真正宝贵的地方。

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