Robust Power System Frequency Control pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Bevrani, Hassan

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:2009-1

价格:$ 168.37

装帧:

isbn号码:9780387848778

丛书系列:

图书标签:

电力系统
频率控制
鲁棒控制
电力电子
电力系统稳定性
控制理论
优化算法
智能电网
新能源
电力系统分析

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具体描述

This book emphasizes the physical and engineering aspects of the power system frequency control design problem while providing a conceptual understanding of frequency regulation and application of robust control techniques. The material develops an appropriate intuition method relative to the robust load frequency regulation problem in real-world power systems, rather than describing mathematical analytical methods. The simplest possible frequency response models and control structures are used for conceptual explanations and practical control design. The book summarizes the author's long term research outcomes, contributions and experiences with power system frequency regulation during more than a decade of academic and working activities in Iran, Japan, and Australia.

《现代电力系统运行与控制：理论、方法与实践》内容概述本书系统深入地探讨了现代电力系统运行与控制的各个关键方面，旨在为电力系统工程师、研究人员和高级学生提供一个全面而实用的知识框架。电力系统作为现代社会运行的命脉，其稳定、可靠和经济的运行至关重要。本书紧密围绕这一核心目标，从电力系统的基本原理出发，逐步深入到复杂的运行模式、先进的控制策略以及前沿的智能化技术，力求在理论深度与工程实践之间找到最佳平衡点。第一部分：电力系统的基本原理与运行分析本部分为理解后续章节奠定坚实的基础。首先，我们将回顾并深化对电力系统稳态运行基本概念的理解，包括潮流计算的原理、方法及其在系统分析中的应用。详细介绍潮流方程的建立，以及牛顿-拉夫逊法、PQ分解法等经典潮流计算算法的步骤和优缺点。接着，将重点关注电力系统的动态特性，深入分析功率系统的基本方程，如同步发电机方程、负荷模型等，并在此基础上，对电力系统的暂态稳定性进行详尽的分析。我们将讨论影响暂态稳定性的主要因素，如故障类型、故障持续时间、甩负荷等，并介绍常用的稳定性评估方法，包括等面积法、暂态能量函数法等。此外，本部分还将详细阐述电力系统的机电振荡问题，这是电力系统运行中一个不容忽视的挑战。我们将分析机电振荡的产生机理，包括不同区域机组间的相互作用、输电线模型的特性等，并介绍识别和分析机电振荡的工具和技术，例如频率响应分析、模态分析等。理解机电振荡的根源对于设计有效的控制策略至关重要。第二部分：电力系统频率控制的关键技术频率是电力系统运行最基本也是最重要的参数之一，其稳定直接关系到电力系统的整体运行品质。本部分将聚焦于电力系统的频率控制技术，从理论到实践进行深入剖析。首先，我们将详细介绍一次调频（Governor Control）的原理与实现。解释汽轮发电机调速器的作用，包括其如何响应频率偏差、调节汽轮机出力，从而维持系统频率在给定范围内。我们将深入分析调速器系统的参数整定对频率响应性能的影响，并讨论不同类型调速器的特点。接着，我们将重点阐述二次调频（Area Control Error Control）的理论与方法。详细介绍区域控制误差（ACE）的计算和作用，以及自动发电控制（AGC）系统的组成和工作原理。我们将讨论AGC系统如何通过协调各电厂的出力，实现频率和联络线功率的联调，以及AGC系统的响应速度、精度和鲁棒性要求。此外，本部分还将探讨三次调频（Economic Dispatch with Frequency Regulation）的应用。分析如何在经济调度中综合考虑频率调节的需求，实现电量和频率的协同优化。我们将介绍基于优化理论的调度方法，以及如何处理调度周期和控制响应之间的权衡。第三部分：电力系统电压控制与无功功率管理电压是衡量电力系统运行状态的另一关键指标。本部分将深入探讨电力系统的电压控制机理、无功功率的特性及其管理策略。我们将首先分析电压偏差的成因，包括潮流分布、发电机无功出力、输电线路电抗、负荷特性等。详细介绍静态补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）等柔性交流输电系统（FACTS）装置在电压控制中的作用，阐述其工作原理、控制策略和动态响应特性。接着，我们将深入研究无功功率的产生、输送和消耗。分析电网中无功功率的流动如何影响电压，以及无功功率的不足或过剩可能导致的电压稳定问题。我们将讨论无功功率优化调度的基本原理，以及如何通过合理分配发电厂、调相机、电容器组等无功补偿设备的出力，实现系统电压的优化和无功功率的平衡。本部分还将涉及电压越限的分析与防范。讨论系统运行中可能出现的电压过高或过低现象，分析其潜在的危害，并介绍相应的预警和控制措施。第四部分：电力系统稳定性与安全运行本部分将从更宏观的层面，深入探讨电力系统的稳定性及其保障措施，以及电力系统运行的安全风险与防护。我们将详细讨论电压稳定性的概念，包括稳态电压稳定性、动态电压稳定性和暂态电压稳定性。分析电压崩溃（voltage collapse）的机理，并介绍评估和提高电压稳定性的方法，例如电压稳定裕度分析、灵敏度分析等。接着，我们将深入研究电力系统的频率稳定性和同步稳定性。详细阐述机组振荡、低频振荡等问题，并介绍提高频率稳定性的控制手段，如阻尼控制器、励磁系统控制等。此外，本部分还将分析电力系统运行中可能面临的各种安全风险，包括自然灾害（如雷击、冰雪）、设备故障、人为扰动（如误操作、网络攻击）等。介绍电力系统的安全运行评估方法，如风险评估、脆弱性分析等。我们将详细阐述继电保护的作用，包括其基本原理、类型和配置原则。重点介绍不同类型保护的动作特性及其在故障排除中的作用。第五部分：新能源并网对电力系统运行的影响与控制随着新能源发电（如风电、光伏）的快速发展，电力系统的运行模式正在发生深刻变革。本部分将重点分析新能源并网对电力系统运行带来的挑战，以及相应的控制策略。我们将详细讨论新能源发电的特性，如波动性、间歇性、随机性及其对系统频率和电压的冲击。分析大规模新能源接入对系统惯量、旋转备用以及频率调节能力的影响。接着，我们将介绍应对新能源并网挑战的关键技术。包括：储能技术在电力系统中的应用：详细阐述电池储能、抽水蓄能等储能技术在削峰填谷、调频调压、平抑新能源波动等方面的作用。智能电网技术在新能源并网中的应用：介绍需求侧响应、分布式能源管理系统（DERMS）、微电网等技术，如何提高电网的灵活性和韧性，更好地接纳新能源。先进的控制算法：探讨适用于新能源并网的频率和电压控制算法，如基于预测的控制、鲁棒控制、自适应控制等。对现有电力系统运行规则和调度模式的适应性调整：分析如何在市场机制和调度规则中，更好地激励可再生能源的灵活性和服务。第六部分：电力系统运行的智能化与未来发展趋势本部分将展望电力系统运行与控制的未来发展，重点关注智能化技术的应用及其带来的变革。我们将深入探讨大数据、人工智能（AI）、机器学习（ML）在电力系统中的应用前景。例如，利用AI进行负荷预测、故障诊断、状态监测、设备健康评估等。介绍机器学习在优化调度、参数整定、异常检测等方面的潜力。此外，本部分还将讨论区块链技术在电力交易、数据安全和资产管理方面的潜在应用。分析电力市场化改革与智能化技术融合的趋势。最后，我们将对未来电力系统的发展趋势进行展望，包括：高比例可再生能源接入下的系统运行模式。数字化与智能化驱动的电网运行。能源互联网与多能源协同。面向未来的电力系统运行与控制的挑战与机遇。本书特色理论与实践相结合：每章内容均从基本理论出发，通过丰富的工程实例和案例分析，加深读者对抽象概念的理解，并引导读者思考实际工程问题。覆盖面广：全面涵盖电力系统运行与控制的各个核心领域，力求为读者提供一个系统性的知识体系。前沿性：关注电力系统发展的最新动态，特别是新能源并网和智能化技术在电力系统中的应用。结构清晰，逻辑严谨：各章节内容层层递进，环环相扣，便于读者循序渐进地学习。语言生动，图文并茂：采用清晰易懂的语言，配以大量的图表和示意图，增强阅读的直观性和趣味性。适用读者电力系统工程师，特别是运行、调度、规划和继电保护领域的工程师。从事电力系统相关研究的在读博士、硕士研究生。对现代电力系统运行与控制感兴趣的高年级本科生。相关行业的决策者和管理者。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解现代电力系统的运行机理，掌握先进的运行与控制技术，并能够应对未来电力系统面临的各种挑战，为保障电网安全稳定运行做出贡献。