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页数:172

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出版时间:2009-5

价格:18.00元

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isbn号码:9787508386782

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• 电力变压器
• 变压器应用
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• 电力工程

《电力电子技术与现代电网优化》 本书简介 本书深入探讨电力电子技术在现代电力系统中的前沿应用与未来发展趋势，聚焦于如何利用先进的电力电子器件、拓扑结构和控制策略，实现电能的高效转换、传输与管理。内容覆盖电力电子技术的基础理论、关键技术、系统集成及其在智能电网、可再生能源并网、电力系统稳定性和电能质量改善等方面的具体实践。 --- 第一部分：电力电子技术基础与器件革新 (Foundation and Device Innovation) 本部分系统梳理了电力电子学的核心概念，并着重介绍了最新一代功率半导体器件对系统性能的颠覆性影响。 第一章：电力电子学导论与系统架构 本章首先界定了现代电力电子系统的基本构成——包括功率变换器、控制系统和滤波电路。详细阐述了不同类型功率变换器（如AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC）的工作原理、拓扑结构的选择原则及其适用场景。重点分析了传统基于晶闸管和晶体管的系统与现代基于IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT的系统在开关频率、效率和功率密度上的代际飞跃。 第二章：先进功率半导体器件的物理特性与应用 深入解析了第三代半导体材料，特别是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的物理特性、导通损耗模型和开关特性。探讨了这些器件在高频、高温工作环境下的可靠性问题及驱动电路设计。对比分析了SiC MOSFET在电动汽车（EV）主驱逆变器、高压DC-DC变换器中的优势，以及GaN HEMT在轻量化、高密度通信电源和数据中心供电中的应用潜力。 第三章：脉冲宽度调制（PWM）与高级控制技术 系统介绍了电压源逆变器（VSI）和电流源逆变器（CSI）的调制策略，从传统的正弦PWM（SPWM）延伸到空间矢量调制（SVM）及非线性调制技术。重点阐述了高频开关对谐波抑制和共模噪声产生的影响，并引入了先进的死区时间补偿技术和自适应死区控制方法，以确保开关过程的精确性和低损耗。 --- 第二部分：电力电子在电能质量与系统稳定中的作用 (Power Quality and System Stability) 电力电子技术是解决电能质量问题和提升电网稳定性的核心工具。本部分聚焦于主动控制技术。 第四章：有源电力滤波器（APF）与电能质量管理 详细解析了串联型、并联型和混合型有源电力滤波器的拓扑结构和控制算法。重点研究了基于快速傅里叶变换（FFT）、周波分解法（如P-Q理论）和同步旋转参考系（SRF）理论的电流/电压检测与补偿策略。讨论了APF在抑制高次谐波、补偿无功功率以及抑制电网电压波动和闪变方面的工程实践。 第五章：静止同步发电机（STATCOM）与动态无功补偿 深入探讨了基于电压源变换器（VSC）的STATCOM技术，作为动态无功补偿的主流方案。分析了STATCOM在并网点阻抗变化、暂态稳定性和次暂态稳定性中的作用。详细介绍了STATCOM的内环（电流环）和外环（电压环）控制设计，以及如何利用其快速动态响应能力抑制电网低频振荡。 第六章：电网故障穿越与暂态暂态稳定控制 本章关注电力电子换流器在电网发生不对称故障（如单相接地、三相短路）时的行为。介绍了智能换流器（如HVDC和STATCOM）的故障穿越控制策略，包括直流偏置控制、虚拟同步机（VSM）技术在提高电网惯量和阻尼方面的应用，以及故障穿越后快速恢复同步和功率传输的能力。 --- 第三部分：可再生能源并网与直流微网技术 (Renewable Integration and DC Microgrids) 电力电子技术是实现大规模可再生能源接入和构建未来能源基础设施的关键支撑。 第七章：风能与太阳能并网变换器设计 针对风力发电（双馈异步机、全功率变流器型风机）和光伏发电（最大功率点跟踪MPPT、多电平逆变器），详细分析了其并网接口电路的选择与优化。重点探讨了电网谐波电流注入分析、并网点的阻尼控制，以及如何利用串联/并联多电平变换器减少开关损耗并改善输出电能质量。 第八章：高压直流输电（HVDC）中的电力电子换流器 系统介绍了目前主流的HVDC技术，包括电压源换流器（VSC-HVDC）和基于谐波旁路（MMC-HVDC）的模块化多电平换流器。深入解析了MMC拓扑的优势（如零序电流控制、低谐波含量）和其复杂的模块级控制（子平衡控制、能量平衡控制）。讨论了MMC-HVDC在异步交流系统互联中的关键作用。 第九章：直流配电网与微电网的构建与控制 本部分聚焦于直流配电系统（DC Grid）的架构设计。分析了不同直流电压等级（如48V、380V、中高压DC）的选择依据。详细阐述了直流微网中的关键电力电子设备，如DC/DC变换器、DC/AC逆变器及其孤岛运行、并网运行的模式切换控制策略。探讨了基于通信的总线电压和功率下垂控制方法，以实现分布式能源的稳定协调运行。 --- 第四部分：电力电子系统集成与智能化运维 (System Integration and Smart Operation) 面向未来的电力系统，控制与信息技术的深度融合是必然趋势。 第十章：电力电子系统的热管理与可靠性工程 阐述了功率器件在高温、高频工作状态下的热-电-力耦合效应。详细介绍了散热结构设计（自然冷却、强制风冷、液冷）对器件寿命和系统稳定性的影响。讨论了基于在线监测数据的功率循环寿命预测模型和容错控制策略。 第十一章：基于模型预测控制（MPC）的电力电子系统优化 将现代控制理论应用于电力电子系统。详细介绍了MPC在开关优化、电流/电压控制中的应用，包括其如何处理约束条件和预测未来系统动态。对比了MPC与传统PI控制在快速动态响应和系统鲁棒性方面的优劣。 第十二章：数字化孪生与预测性维护在电网中的应用 探讨了如何利用实时传感器数据和先进的仿真模型构建电力电子装备的“数字化孪生体”。重点介绍了基于机器学习和深度学习算法，对变换器健康状态进行实时评估、故障模式识别和预测性维护的工程实现路径。 --- 目标读者： 本书面向电力系统、电气工程、新能源技术等相关专业的研究生、高级工程师、高校教师以及致力于电力电子前沿技术研发和工程应用的专业技术人员。 本书特点： 理论深度与工程实践紧密结合，公式推导严谨，案例分析详实。 聚焦于第三代半导体器件、高频化、模块化和智能化等热点技术方向。 提供了大量先进控制算法在电网稳定与能效提升中的具体实现思路。

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这本书的书封设计非常朴实，封面上的主色调是沉稳的深蓝色，配上醒目的白色和黄色的字体，给人一种专业且严谨的感觉。翻开扉页，首先映入眼帘的是一个详细的目录，结构清晰，脉络分明，从变压器的基本原理、结构组成，到不同类型变压器的特性、运行维护，再到故障诊断与排除，涵盖了电力变压器应用技术的方方面面。尤其值得称赞的是，作者在绪论部分就对电力系统的发展趋势和变压器技术的前沿进行了概述，为读者构建了一个宏观的知识框架。对于初入电力行业的新人来说，这本书提供的理论基础非常扎实，每一个概念的阐述都力求详尽而准确，配图和图表也恰到好处地辅助理解，使得那些复杂的电磁学原理变得不再那么难以捉摸。阅读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的工程师在车间里进行实地考察，每一步都走得踏实而有条理，让人对电力变压器的“心脏”有了更深层次的认知和敬畏。

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这本书的排版和用词风格非常“技术派”，用语直接、逻辑严密，几乎没有多余的修饰，完全是为专业人士量身打造的工具书气质。然而，我发现一个小小的问题，或许是篇幅所限或者定位的侧重不同，书中对非电气专业的读者可能稍显晦涩。比如在讲解绕组稳定性的力学计算部分，涉及到大量的应力分析公式和材料特性参数，如果读者没有扎实的机械或材料学背景，可能需要花费额外的时间去查阅背景知识才能完全跟上作者的思路。我个人认为，如果能在这些关键的交叉学科点增加一些通俗的比喻或者简化的模型来辅助理解，这本书的适用人群会更广。即便如此，对于那些已经具备一定电气基础，希望深入钻研变压器内部结构和动态行为的读者来说，这种“硬碰硬”的专业表达方式反而是最高效的学习途径，它要求你必须精确地理解每一个术语背后的物理含义。

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这本书的价值远超其作为一本单纯的“应用技术”教材的定位。它的结构组织，特别是对不同电压等级、不同冷却方式变压器特性的对比分析，为我们进行系统级的规划提供了强大的理论支撑。我特别欣赏其中关于变压器经济运行和寿命评估的章节，作者引入了全生命周期成本（LCC）的概念，将初始投资、运行损耗、维护费用和残值回收综合起来进行评估，这种跨学科的、全景式的分析视角，极大地提升了决策的科学性。它不再仅仅关注变压器本身的技术参数，而是将其置于整个电力经济系统的背景下进行考量。对于高层技术管理者而言，这本书提供了从微观设备到宏观系统优化的思维导图，帮助我们理解如何通过优化变压器的使用策略来最大化电网的整体效率和可靠性，无疑是一部值得反复研读的典范之作。

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我花了整整一个周末来“啃”这本书，最大的感受是它在实际应用层面的深度令人印象深刻。书中对不同运行环境下的变压器选型和配置给出了大量详实的案例分析，这对于我们这些经常需要进行现场设备选型和改造的工程师来说，简直是如获至宝。比如，关于有载调压装置的维护与测试部分，作者不仅列举了常见的故障模式，还详细阐述了如何通过局放试验、绕组变形检测等手段进行早期预警和预防性维护，这些都是教科书上往往一笔带过却在实际工作中至关重要的内容。我尤其关注了关于特高压变压器冷却系统的章节，其对油泵、散热器乃至绝缘油的在线监测技术介绍得极为细致，甚至提到了最新的数字孪生技术在变压器健康管理中的应用潜力，这表明作者对行业动态的把握非常敏锐，确保了内容的前沿性和实用性。读完后，我感觉手中的技术手册又多了一本“硬核”的参考资料。

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令我感到惊喜的是，这本书在安全规程和标准解读方面做得尤为出色。它不仅仅是简单地罗列国家标准（如GB/T系列）的条文，而是深入剖析了这些标准背后的安全哲学和工程逻辑。例如，在讨论变压器瓦斯保护的动作阈值设定和可靠性时，作者结合了历史上的重大事故案例，解释了为什么需要设定特定的延迟时间和灵敏度，这使得抽象的数字背后有了血肉的教训支撑。这种“从事故中学习”的编写思路，极大地增强了技术规范的可信度和执行力。在阅读到变电站事故应急处理流程的部分时，我仿佛身临其境，每一步操作都清晰明确，责任界限分明，充分体现了作者深厚的现场经验积累。这本书不仅仅是在教你“怎么做”，更是在教你“为什么这么做”，这才是区分一本优秀技术书籍和一般性参考资料的关键所在。

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