Dynamics and Control of Large Electric Power Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Ilic, Marija D./ Zaborszky, John

出品人:

页数:856

译者:

出版时间:2000-4

价格:2966.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471298588

丛书系列:

图书标签:

电力系统
电力系统动态分析
电力系统控制
电力系统稳定性
电力电子
电力系统建模
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电力系统优化
智能电网
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具体描述

This book fills a void in the existing power systems literature, providing an unusually comprehensive, detailed treatment of the dynamics and control of large electric power systems.

好的，这是一本关于高功率、复杂电力系统动态与控制的深度探讨，旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一个全面且严谨的视角，涵盖理论基础、先进分析方法以及实际应用挑战。书名：广域电力系统：稳定性、优化与前沿控制策略图书简介本书聚焦于现代电力系统的核心挑战：随着可再生能源的渗透率日益增加、负荷模式的快速变化以及电网结构的日益复杂化，如何确保电力系统的广域稳定性、高效运行以及韧性。不同于侧重于单个发电机或简单区域系统的传统教材，本书将研究范畴扩展到跨越数千公里的大型互联电力系统，强调跨区域的动态相互作用、传输限制与控制协同性。第一部分：广域电力系统基础理论与建模本书的开篇部分奠定了理解复杂电力系统行为所需的坚实基础。我们从电力系统的基本运行机理出发，重点分析广域系统在同步稳定、电压稳定和暂态稳定三个维度上面临的挑战。广域同步稳定性分析：传统上，同步稳定性分析依赖于简化的低阶模型。本书深入探讨了高阶非线性模型的必要性，特别是对于包含大量接入电力电子转换器的系统。我们详细阐述了奇异摄动理论在分析广域阻尼和低频振荡（如区域间模式）中的应用，并引入了先进的李雅普诺夫稳定性判据及其在实际系统参数估计中的局限性与克服方法。特别关注了等功角稳定器的作用及其在存在大量直流输电和柔性交流输电系统（FACTS）时的有效性分析。电压稳定性的动态视角：本书超越了传统的“P-V曲线”静态分析，转而采用动态系统方法审视电压稳定性。重点分析了在电力电子设备主导的弱惯性系统中，电压崩溃的快速动态过程。引入了“快-慢”时间尺度分解技术，用以分离快速调节过程与慢速负荷动态，从而更精确地预测电压失稳的临界点。同时，详细分析了无功功率支撑不足对区域电网动态电压特性的影响机制。系统惯性与阻尼的量化挑战：随着同步发电机的减少，系统的整体惯性显著下降。本书提供了一套量化评估广域系统等效惯性的方法，并探讨了如何利用虚拟同步发电机（VSG）技术来恢复关键的暂态支撑。此外，我们深入研究了阻尼不足导致的次同步振荡（SSO）和超同步振荡（SFO）的传播机理，并提出了基于模态分析的早期预警指标。第二部分：先进控制与观测技术在复杂的广域背景下，传统集中式控制方法面临计算负担过重和通信延迟的挑战。本部分探讨了分布式、多层级的先进控制架构和状态观测技术。广域保护与控制（WADC）： WADC是确保大电网韧性的关键。本书详细介绍了基于同步相量测量单元（PMU）和高性能计算的广域监测、保护和控制系统（WAMS/WAMPAC）。我们探讨了基于事件驱动的自适应保护算法，该算法能够根据实时的系统状态快速区分故障和非故障情况，避免误动作导致的连锁停电。重点介绍了基于数据驱动的鲁棒控制器设计，用于抑制低频振荡。基于模型的先进控制设计：针对互联系统中的耦合非线性问题，本书阐述了模型预测控制（MPC）在最优潮流（OPF）调度与动态稳定控制中的集成应用。详细推导了适用于大系统状态空间模型下的分布式MPC算法，重点解决了状态信息共享的隐私保护与计算效率问题。此外，还深入探讨了最优控制理论，如LQR/LQG在系统最优阻尼控制中的应用。电力电子设备接入与控制挑战：随着高压直流（HVDC）和柔性交流输电系统（FACTS）的广泛应用，如何有效地集成这些设备的控制成为焦点。本书分析了HVDC系统在交流侧发生故障时的动态响应，以及如何利用其快速控制能力来增强系统稳定性。我们对基于周波（Cycle-by-cycle）的电力电子控制器与宏观电网动态之间的相互作用进行了耦合分析。第三部分：韧性、优化与集成本书的最后部分将理论分析与实际的系统优化和韧性目标相结合，面向未来电网的运行需求。电网韧性与弹性：韧性（Resilience）是衡量系统抵抗和快速恢复能力的关键指标。本书定义了广域电网的韧性度量标准，并提出了旨在增强系统拓扑结构和控制冗余的规划方法。我们探讨了在极端天气或网络攻击情景下，如何利用边缘计算和分布式自治控制器实现局部隔离与自愈（Self-healing）功能，以防止故障的跨区蔓延。可再生能源集成对动态特性的影响：风能和太阳能的间歇性与不可预测性对系统的惯量和电压支撑提出了根本性挑战。本书对大规模并网逆变器（Grid-following vs. Grid-forming inverters）的动态行为进行了详尽的对比分析，并提出了增强电网形成能力（Grid-forming capabilities）的控制策略，以确保这些新能源接入点能提供足够的暂态支撑。优化调度与安全约束：本书探讨了在不确定性环境下如何进行最优功率流（OPF）和最优潮流（OCPF）的求解。重点在于将广域动态稳定约束融入到日常的调度优化中，形成“动态安全约束的经济调度”（DSCOO）。我们介绍了随机规划和鲁棒优化方法，以应对未来负荷预测和可再生能源出力不确定性带来的挑战。面向未来的展望：最后，本书对量子计算在复杂电力系统状态估计和快速优化中的潜在应用，以及利用先进机器学习方法进行故障诊断和振荡抑制的前景进行了探讨，为下一代电力系统工程师指明了研究方向。本书旨在提供一个连贯、深入且具有前瞻性的技术论述，是电力系统高级研究人员和实践工程师不可或缺的参考资料。