Modern Power System Planning pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Publishing Co.

作者:X.F. Wang

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-01-01

价格:USD 119.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780077074142

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统规划
• 电力系统分析
• 电力系统经济性
• 电力市场
• 可再生能源
• 智能电网
• 电力系统可靠性
• 优化方法
• 电力系统建模
• 电力系统仿真

深入解析现代电力系统规划的基石：一部不含《现代电力系统规划》的综合性著作 本书旨在为电力工程领域的研究者、规划师、政策制定者以及高级学生提供一个全面而深入的视角，探讨不涉及当前流行的《现代电力系统规划》一书所涵盖特定框架和案例的电力系统规划理论与实践。我们的目标是构建一个独立、扎实且具有前瞻性的知识体系，专注于规划方法论的根本原理、新兴技术的影响，以及在不确定性环境下进行稳健决策的艺术。 这部著作将电力系统规划视为一门跨学科的科学，它横跨工程、经济学、环境科学和政策制定。我们将系统性地解构从长期战略规划到短期运营优化的全过程，重点强调基础物理约束下的系统韧性和多元化能源资源的集成管理。 第一部分：规划基础与系统建模的革新 本部分奠定了电力系统规划的理论基础，但着眼于超越传统稳态分析的局限。 1. 规划范式的演进与系统边界的重定义 电力系统规划不再仅仅是满足预估峰值负荷的静态过程。我们首先审视规划范式的根本转变：从“确定性需求驱动”转向“弹性与可持续性驱动”。探讨如何在全球气候变化、去中心化趋势和能源市场自由化等多重压力下，重新定义电力系统的空间和时间边界。重点分析跨区域互联的经济学与技术挑战，以及如何将需求侧响应（DSM）作为一种虚拟的、可调度的资源纳入初始规划模型，而非仅仅作为辅助性工具。 2. 高保真系统建模：从潮流计算到动态同步分析 传统的规划模型往往依赖简化的潮流计算，尤其在评估大规模可再生能源接入后的系统稳定性方面存在局限。本书深入探讨高阶非线性动态模型在规划阶段的应用。这包括： 广域测量系统（WAMS）数据驱动的校准：如何利用实时同步相量测量数据（PMU）来校准和验证规划阶段使用的系统暂态模型，确保模型能够准确反映大扰动下的系统行为。 次同步振荡与谐波分析：针对大规模风电场和高压直流输电（HVDC）接入带来的特定稳定性问题，详细介绍其在规划阶段的预测和抑制策略，例如通过滤波器设计与阻尼控制器的早期介入。 复杂负荷模型的精细化：探讨电动汽车（EV）充电模式、数据中心能耗增长等新型负荷对系统惯量和调频能力的影响，构建更贴近现实的负荷特征模型。 3. 经济学约束下的技术选型：成本效益分析的深化 规划决策的根本驱动力是经济性，但其评估需要涵盖全生命周期（LCOE、LCOS）和外部性。本章详述如何进行多目标优化，其中目标函数不仅包含初始投资和运营成本，还必须纳入社会成本（如碳排放成本、可靠性中断成本）。重点研究： 期权定价法在不确定性投资中的应用：如何将未来技术（如固态电池、先进模块化反应堆SMR）的潜在价值纳入当前的规划决策，允许延迟投资或保留灵活性。 输电网投资的“鞍点”识别：识别哪些关键输电瓶颈投资能在不同未来情景（如高/低需求增长、高/低可再生能源渗透率）下均提供最大价值，避免“锁定”效应。 第二部分：集成化与不确定性管理 现代电力系统的核心挑战在于整合高度波动的能源与管理前所未有的不确定性。 4. 可再生能源与间歇性的深度集成规划 本书将可再生能源视为系统固有的、需要被“驯服”的元素。我们重点关注如何规划电网级的能量管理与调峰能力： 情景规划与滚动规划：放弃单一的预测路径，转而采用多情景模拟（例如，基于不同的天气模式、政策变化），并利用滚动规划机制，定期调整中期规划，以应对预测误差。 储能系统的系统级部署优化：超越单一电站的储能配置，研究分布式储能（DERs）和集中式储能在平衡输电拥堵、提供调频服务和削峰填谷方面的协同作用和最优空间布局。 跨季节储能的必要性评估：针对高纬度地区或依赖季节性水文的地区，评估压缩空气储能（CAES）或氢能储能等长时储能技术在规划中的必要性和经济可行性。 5. 输电网的韧性规划与拓扑优化 随着极端天气事件（飓风、热浪、冰暴）的增加，输电网的韧性（Resilience）成为规划的重中之重。 故障传播分析与隔离策略：规划阶段必须模拟级联故障的发生，并设计主动的拓扑重构能力（如快速重联或隔离特定区域），以最小化大面积停电的持续时间。 多路径冗余设计：分析在特定关键节点发生永久性故障时，系统如何通过已规划的备用路径维持关键负荷供应，这涉及到传输容量的动态裕度计算。 直流电网（HVDC）在联络中的角色：详细分析如何利用HVDC的快速控制能力来增强区域间的稳定性，以及在多馈入直流网络中如何规划直流断路器以实现快速故障隔离。 6. 需求侧的资源化与双向互动规划 将用户视为系统的组成部分，而非单纯的接收者。 需求响应的可靠性量化：如何将“可削减的负荷”转化为具有明确容量贡献的资源进行规划。这要求建立严格的可执行性概率模型，量化DSM资源在特定高峰时刻的实际可用性。 智能楼宇与微电网的系统级协同：规划电网基础设施时，需预留与大量分布式能源和智能楼宇进行信息交互和能量双向流动的接口标准和容量，确保微电网的规划与其上级电网规划相一致。 第三部分：政策、监管与前沿技术集成 规划的有效性最终取决于其能否适应不断变化的监管环境和技术前沿。 7. 监管框架对投资信号的影响分析 电力系统规划的投资决策往往受到监管回收机制的直接影响。本章分析： 基于绩效的监管（PBR）对长期规划的激励作用：探讨如何设计监管框架，使公用事业公司有动力去投资于韧性、脱碳和数字化等非传统指标，而非仅仅追求资本支出（Rate Base）的增长。 市场机制设计与容量规划的解耦/耦合：分析在能源与辅助服务市场分离的背景下，容量规划应如何独立进行，以及如何通过市场设计确保必要的备用容量得到有效补偿。 8. 数字化转型对规划流程的重塑 规划过程正经历从离线分析向实时决策支持的转变。 数字孪生（Digital Twin）在规划中的原型验证：探讨如何建立一个与物理系统高度同步的虚拟环境，用以测试和验证规划阶段引入的新技术（如柔性交流输电系统FACTS设备、新型变电站自动化配置）的实际效果。 信息安全与规划的耦合：随着系统控制和信息的融合，规划必须将网络安全威胁建模纳入可靠性分析，识别关键控制系统在网络攻击下的薄弱环节，并规划相应的物理和信息冗余。 9. 能源系统的综合体规划（Sector Coupling） 最终，电力系统规划必须与其他能源部门（天然气、供热、交通）进行协同。本书将分析： 电力-氢能系统的集成策略：在规划中确定何时、何地利用剩余的可再生电力进行电解水制氢，以及氢能网络如何反过来为电力系统提供季节性储能和备用容量。 热电联产与区域供能网络的优化：如何通过规划高效的区域供能网络，减少电力系统的尖峰负荷压力，并提高整体能源利用效率。 本书通过对上述核心议题的深入剖析，为读者提供了一套严谨、独立且面向未来的电力系统规划方法论框架，强调在复杂和快速变化的环境中实现技术可行性、经济合理性和环境可持续性三者之间的动态平衡。

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我是一名对电力经济学有浓厚兴趣的读者，这本书在结合技术约束与市场激励方面的处理方式，令我拍案叫绝。作者没有采用过于简化或理想化的市场模型，而是基于实际的电网拓扑结构和输电阻塞成本，来推导最优的容量配置和实时电价信号。特别是关于辅助服务市场结构设计的章节，它详细比较了基于能量竞价和基于需求响应的两种模式的长期投资激励效果差异。这种深入到微观机制层面的分析，对于理解为何某些技术在特定市场环境下难以推广，提供了强有力的解释。虽然数学推导非常密集，但作者总能通过精妙的图表和实际算例来佐证结论，避免了纯理论的晦涩感，让人觉得这些复杂的经济学模型是真正服务于提高电能质量和系统效率的工具，而非空中楼阁。

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这本书的深度和广度确实令人印象深刻，它构建了一个近乎完整的现代电力系统规划的蓝图。我特别欣赏作者在处理复杂系统建模和优化问题时所展现出的那种严谨又不失灵活的视角。书中对可再生能源并网带来的暂态稳定性和潮流控制挑战的分析，远超我预期的教科书水平，更像是顶尖咨询公司的内部报告。作者没有停留在理论公式的堆砌，而是非常细致地讲解了如何将这些高深莫测的数学模型转化为实际可操作的规划决策，这对于我们这些在规划一线工作的工程师来说，是极其宝贵的财富。比如，关于长期规划中考虑气候变化情景分析的部分，提供了非常实用的框架和案例，帮助理解风险溢价在投资决策中的定价逻辑。总的来说，它不仅仅是一本教材，更像是一部指导未来能源基础设施建设的实战手册，每一个章节都充满了真知灼见，值得反复研读和实践对照。

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这本书的行文风格非常大气磅礴，仿佛一位经验丰富的老将，在向后辈传授如何驾驭一个庞大、复杂且不断演变的实体——现代电网。我最喜欢它对“韧性规划”理念的阐述，这在当前极端天气事件频发的背景下显得尤为重要。作者清晰地界定了“可靠性”与“韧性”之间的微妙界限，并提出了一套多指标评价体系来量化电网在面对突发冲击时的快速恢复能力。书中对分布式能源（DER）大规模接入后，区域配电网如何从被动接受者转变为主动的能源枢纽这一过程的描述，层次分明，逻辑严密。它不仅关注技术本身，更深入探讨了支撑这些技术落地的监管框架和市场机制的变革需求，这使得全书的视野超越了纯粹的工程学范畴，具有更强的政策指导意义。

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读完这本著作后，我感觉自己对电力系统的理解仿佛经历了一次彻底的“软件升级”。最吸引我的是它对新兴技术，特别是高压直流输电（HVDC）在区域互联中的战略价值的剖析。作者对不同拓扑结构下的动态性能对比分析得非常透彻，清晰地指出了在特定地理和负荷模式下，最经济、最可靠的输电方案选择路径。书中对信息物理系统（CPS）在电网韧性提升中的作用的探讨也十分前沿，它跳出了传统的发输配用五大板块的传统思维定势，将网络安全和通信延迟纳入到传统的电力流计算中进行联合优化，这种跨学科的融合视角令人耳目一新。尽管部分涉及高级控制算法的章节需要花费额外精力去啃读，但一旦掌握，就能立刻感受到对未来电网运行模式的掌控感。这本书无疑为能源领域的研究生和高级工程师提供了一个极佳的参考平台。

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这本书的结构编排堪称艺术品，它巧妙地平衡了历史发展脉络与前沿技术展望。开篇对传统电力系统规划范式的回顾，为理解当前变革的必要性奠定了坚实的基础，这种“知古鉴今”的处理方式，极大地增强了读者的代入感。随后，过渡到数字化和智能化的章节时，那种叙事节奏的加快和技术深度的陡然提升，精准地捕捉到了行业发展的迅猛态势。我特别赞赏作者在描述未来电网愿景时所保持的审慎态度，没有一味鼓吹某种“银弹”技术，而是着重强调了集成化、迭代式规划方法的必要性。全书的语言风格在保持专业性的同时，保持了一种近乎文学般的流畅感，即便面对那些复杂的概率论和随机过程分析，也能让人保持阅读的动力，这在技术专著中是相当难得的品质。

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