Solutions Manual for Distribution System Modeling and Analysis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:William H. Kersting

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-12

价格:USD .1

装帧:Paperback

isbn号码:9780849303944

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现代电力系统规划与运行：先进技术与实践指南 作者：[此处留空，或填入作者名] 出版社：[此处留空，或填入出版社名] 页数：[此处留空，或填入页数] --- 导言：电力系统转型的时代背景 在人类社会对能源需求日益增长与可持续发展目标相互交织的背景下，现代电力系统正经历着一场前所未有的深刻变革。传统以集中式化石燃料发电为主导的单一供电模式，正在向一个高度复杂、多源接入、双向潮流的智能生态系统演进。这种转型不仅涉及发电技术的革新（如风能、太阳能的广泛集成），更对电网的规划、运行、控制以及可靠性提出了全新的、极高的要求。 本书旨在为电力系统工程师、规划人员、研究学者以及高级技术人员提供一个全面、深入且聚焦于当前先进技术与实际应用的知识体系。我们摒弃对基础理论的冗余阐述，而是直接深入探讨在当前电网现代化进程中，哪些关键技术和分析方法是决定系统稳定与效率的核心要素。本书的焦点明确地集中在如何利用最新的数学模型、计算工具和控制策略，来有效管理和优化这个日益复杂的电力基础设施。 --- 第一部分：可再生能源并网与系统稳定性挑战 随着间歇性可再生能源（如风电和光伏）渗透率的持续攀升，电网的惯性支撑正在减弱，对系统同步稳定性和暂态稳定的影响日益凸显。本部分将深入剖析这些挑战，并提供应对的先进技术。 1.1 间歇性电源的精确建模与预测： 本章详述如何构建高精度的风电场和光伏电站的动态模型，特别是针对逆变器（Inverter-Based Resources, IBRs）对电网动态特性的耦合效应。内容涵盖先进的随机过程模型和机器学习方法在短期与中长期出力预测中的应用，这些模型必须能够精确反映气象学不确定性对系统潮流和电压稳定性的影响。重点分析如何将不确定性量化并集成到优化规划和运行决策中。 1.2 虚拟同步机技术与惯量响应： 深入探讨虚拟同步机（Grid-Forming Inverters, GFI）的工作原理及其相对于传统虚拟同步机（Grid-Following, GFL）的优势。本章详细解析GFI如何通过先进的控制回路（如内环电流/电压控制）来模拟传统同步发电机的惯量和阻尼特性，从而在缺乏传统旋转质量的环境下维持电网的暂态稳定。我们将研究不同控制架构下的次暂态和暂态响应，并对比其对系统功角和频率稳定性的影响。 1.3 高渗透率下功角与频率的先进控制： 本章关注在高度解耦系统中的频率控制挑战。内容包括：动态无功补偿装置（STATCOM, SVC）在快速抑制功率振荡中的作用；先进的辅助服务市场设计如何激励分布式电源提供频率支撑；以及基于同步量测（PMU）数据的分布式频率估计和快速再同步策略。 --- 第二部分：智能电网运行与优化控制 本部分聚焦于如何利用数字化技术和先进优化算法，实现电网运行的实时、高效和自适应管理。 2.1 状态估计与同步量测技术的深度融合： 超越传统的基于量测冗余的状态估计（SE），本章探讨了集成同步量测数据（PMU）的广域监测系统（WAMS）。重点在于如何处理海量、高频、多源异构数据的同步、清洗和融合，以实现对电网拓扑结构和动态状态的实时、高精度感知。讨论如何利用WAMS数据驱动的量测更新方法来提高SE的鲁棒性，尤其是在存在不良数据或网络通信中断的情况下。 2.2 实时最优潮流（RTOPF）与操作优化： 详细阐述了实时最优潮流计算在保障系统经济性和可靠性边界上的关键作用。本章内容涵盖：如何将快速变化的输入（如新能源出力预测修正、负荷突增）纳入优化框架；非线性规划求解器（如内点法、序列二次规划）在处理大型稀疏系统时的性能优化；以及如何设计经济调度与安全约束的耦合机制。特别关注快速解算能力对实时控制决策的支持。 2.3 需求侧响应（DR）与配电网的灵活互动： 探讨先进的DR策略如何从简单的削峰填谷进化为精细化的电能管理。本章分析了分布式能源管理系统（DERMS）的核心功能，包括对分布式储能和可控负荷的协调优化，以实现配电网的电压和功率潮流的精细化控制。涉及先进的优化算法，如分布式优化和基于Agent的控制方法，以应对配电网的复杂性和多主体博弈特性。 --- 第三部分：电网可靠性评估与极端事件应对 随着系统复杂度的提升，对电网可靠性分析的要求已从传统的元件故障概率模型转向系统级的韧性（Resilience）评估。 3.1 基于网络拓扑的可靠性与韧性分析： 本章深入探讨系统级可靠性指标的计算方法，不再局限于传统的期望停电频率/持续时间（EENS/SAIDI），而是引入了对大规模故障和级联失效（Cascading Failure）的模拟。内容涵盖利用图论和网络科学方法（如介数中心性、网络鲁棒性指标）来识别电网的关键脆弱环节。 3.2 极端天气与网络物理攻击下的安全域分析： 专注于如何量化和预防由极端自然灾害（如极端冰灾、大面积雷击）或蓄意网络物理攻击导致的系统崩溃。本章介绍基于概率风险评估（PRA）和故障树/事件树分析的扩展模型，以及如何通过预先设定的“岛屿化”策略和快速重构方案，最大化系统在遭受严重扰动后的生存能力和快速恢复能力。 3.3 孤岛运行与微电网的自愈能力： 详细分析了微电网（Microgrid）在并网和孤岛模式切换时的无缝过渡技术。重点在于环流抑制、电压和频率的独立控制，以及在孤岛模式下如何通过优化内部资源（储能、DG）调度来维持负载供电的质量和可持续性。讨论先进的故障隔离与快速重构算法在实现微电网自愈功能中的应用。 --- 第四部分：前沿技术与未来展望 本部分涵盖了正在快速成熟并有望在未来十年内改变电网格局的前沿技术。 4.1 固态变电站与电力电子化： 深入研究固态变电站（Solid-State Substation, SSS）的核心技术，包括其在快速潮流控制、故障隔离和系统柔性互联方面的巨大潜力。讨论高压直流（HVDC）在支撑远距离输电和异步互联中的最新发展，特别是多端直流（MTDC）系统的控制挑战与优化。 4.2 量子计算在电力系统优化中的潜在应用： 对量子退火（Quantum Annealing）和门模型量子计算在解决当前经典计算难以处理的超大规模优化问题（如大规模潮流优化、最优潮流问题的时间维度扩展）中的可行性进行前瞻性分析。本章侧重于如何将电力系统问题转化为可被量子硬件求解的特定数学形式。 4.3 网络安全与信息物理系统（CPS）的防护： 鉴于电网的高度数字化，网络安全已成为运行可靠性的核心要素。本章关注针对控制信息流的入侵检测系统（IDS）、基于区块链技术的安全数据交换机制，以及如何设计具有内生安全性的控制算法，以抵御高级持续性威胁（APT）。 --- 结语 本书通过聚焦于先进的建模技术、实时的优化控制、以及面向韧性的可靠性评估，为读者提供了一个应对现代电力系统复杂性的实战工具箱。掌握这些内容，是确保未来电网高效、安全、可持续运行的关键所在。

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**理论升华的催化剂** 作为一名长期从事相关领域研究的学者，我深知理论基础的重要性，但同时也明白，理论若不能与实际应用相结合，其价值便会大打折扣。这本书正是这样一本能够完美实现理论与实践桥梁的书籍。它在深入探讨分布系统建模和分析的各项理论时，并没有止步于此，而是将其巧妙地融入到实际的应用场景中，并通过严谨的数学推导和逻辑分析，展现了理论的强大生命力。我特别欣赏作者在论证过程中所展现出的深刻洞察力，他们能够从纷繁复杂的现象中提炼出核心的规律，并用清晰的语言将其阐释出来。阅读这本书，我不仅仅是在学习知识，更是在进行一场头脑风暴，激发我对于现有理论的再思考和对未知领域的探索欲望。它让我意识到，即便是最基础的理论，在不同的情境下也能焕发出新的光彩，并为解决更复杂的问题提供新的视角。

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**前沿技术的探索** 在当前技术飞速发展的时代，掌握最新的分析工具和技术至关重要。我一直关注分布系统建模和分析领域的最新进展，并渴望能够接触到最前沿的理论和方法。这本书恰好满足了我对前沿技术的好奇心。它不仅仅涵盖了传统的研究方法，更深入地介绍了近年来兴起的新兴技术和研究方向。作者在介绍这些前沿内容时，展现出了极高的专业素养，他们能够将复杂的概念进行分解，并用易于理解的方式呈现给读者。我尤其对书中关于数据驱动模型和人工智能在分布系统中的应用部分感到印象深刻。这些内容为我打开了新的视野，让我看到了未来发展的巨大潜力。通过阅读这本书，我感觉自己站在了技术发展的最前沿，能够更准确地把握未来的发展趋势，并为自己的研究和职业生涯做好规划。

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**系统学习的理想读物** 选择一本好的教材，对于任何一个想要系统学习某一领域知识的人来说，都至关重要。这本书无疑是我在分布系统建模和分析领域遇到的最理想的读物之一。它有着非常清晰的结构和逻辑，从基础的概念入手，循序渐进地深入到更复杂的理论和技术。每一章节的内容都安排得恰到好处，既有足够的深度，又不至于让人感到 overwhelmed。书中的讲解方式也非常人性化，作者善于运用各种辅助手段，例如大量的图表、清晰的公式推导以及相关的参考文献，来帮助读者更好地理解内容。我喜欢这种循序渐进的学习方式，它让我在掌握每一个知识点后，都能充满信心地去挑战下一个更难的挑战。这本书就像一个精心设计的学习路径图，指引我一步步地穿越分布系统的知识迷宫，最终抵达知识的彼岸。

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**实践操作的宝藏** 坦白说，我购买这本书的初衷，更多是希望能找到一些实用的操作指南，来帮助我解决工作中遇到的实际问题。令人欣喜的是，这本书完全满足了我的期待，甚至超出了我的预期。它并非那种只谈理论、脱离实际的书籍，而是充满了针对实际工程问题的解决方案和分析思路。书中的案例分析让我眼前一亮，它们真实地反映了我们在日常工作中可能遇到的各种挑战，而作者提供的分析方法和建议，则直接而有效。我尝试着运用书中的一些方法来处理我目前正在进行的一个项目，结果非常令人满意。那些原本棘手的参数设置和模型校准问题，在参照了书中的指导后，变得清晰易懂，而且效率也大大提高。这本书就像一个经验丰富的工程师的工具箱，里面装满了各种实用的技巧和智慧，是我在处理复杂分布系统问题时的得力助手。

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**学习之旅的新起点** 这本书真像是在我学习道路上遇到的一个重要里程碑。我一直对复杂的水系统动力学和各种分布网络的优化问题充满好奇，但总是觉得缺乏一个清晰、系统的框架来理解。这本书的出现，恰恰填补了我在这方面的空白。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，更重要的是，它通过大量实际的例子和深入的分析，将抽象的概念变得生动起来。我尤其喜欢它在讲解过程中，不仅仅给出“是什么”，更强调“为什么”以及“如何做”，这种探究式的教学方法让我受益匪浅。每次阅读，我都感觉自己又向前迈进了一大步，对那些曾经让我头疼的难题有了更透彻的认识。那些图表和公式，在书中不再是令人畏惧的存在，反而成为了理解事物运作机制的有力工具。我想，这本书将成为我未来研究和实践中不可或缺的参考。它不仅仅是一本教材，更像是一位耐心的导师，引导我一步步揭开分布系统的奥秘。

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