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好的，这里为您提供一份关于“高压直流输电系统控制与保护设备 第4部分：直流系统保护设备”以外的其他输电技术领域书籍的详细简介，这份简介聚焦于交流输电、电力系统稳定、电磁暂态过程、电力电子学基础及其应用等内容。 --- 书籍简介：现代电力系统中的交流输电技术与稳定性分析 书名：现代电力系统中的交流输电技术与稳定性分析（精装版） 作者：[虚构] 张伟、李明、王芳 出版社：[虚构] 华夏电力科技出版社 页数：约850页 出版年份：2023年 一、本书内容概述与定位 本书系统性地阐述了现代电力系统中交流输电技术的核心原理、关键设备、运行特性以及系统稳定性分析方法。鉴于当前全球能源结构转型和电网复杂性日益增加的背景，对高效、可靠的交流输电系统设计与运行控制提出了更高要求。本书旨在为电力系统工程师、科研人员、高校师生提供一本深入浅出、理论与实践紧密结合的参考资料。 本书避开了高压直流（HVDC）输电这一特定领域，而是将重点完全聚焦于复杂交流电网环境下的潮流传输、电压稳定、功角稳定以及暂态过程的控制与防御。全书结构严谨，从基础的交流输电理论出发，逐步深入到现代复合型输电线路的特性分析、先进的补偿技术应用，直至宏观的系统稳定控制策略。 二、核心章节详解 本书共分为七大部分，涵盖了从基础理论到前沿应用的多个层面： 第一部分：交流输电基础理论与输电线路模型（第1章至第3章） 本部分回顾并深化了电力系统分析的基础，重点阐述了长距离交流输电线的电气特性。 长距离输电线路的参数分布与等效模型： 详细分析了均匀分布参数模型、集中参数模型（如T型和π型模型）在不同输电距离下的适用性及精度差异。重点探讨了导线集肤效应、邻近效应及气象条件对线路参数的影响。 输电线路的稳态运行特性： 深入研究了交流电力的传输容量限制，包括热稳定限制（导线温升）、电压稳定限制（无功裕度）和电磁稳定限制（输电角度限制）。引入了功率传输极限理论，并对比了不同电压等级（如±500kV AC至1000kV AC）下的传输特性差异。 不对称与谐波分析基础： 针对实际电网中常见的负荷不平衡和开关操作，引入了对称分量法在三相交流系统中的应用，为后续的暂态分析奠定基础。 第二部分：交流输电关键设备与技术（第4章至第6章） 本部分详细介绍了现代交流输电网络中的核心硬件设备，及其在优化电能传输中的作用。 高压/超高压变压器与电抗器： 聚焦于大容量变压器的设计原理、短路阻抗对系统稳定性的影响。重点讨论了并联电抗器和串联电抗器在电压控制和限制短路电流方面的应用。 先进的无功补偿技术： 全面覆盖了传统的静止无功补偿器（SVC）和现代化的静态同步补偿器（STATCOM）。通过详细的原理图和控制框图，分析了STATCOM在快速抑制电压波动、提高系统动态性能方面的优势。 柔性交流输电（FACTS）系统： 专门辟章讲解了串联补偿器（TCSC）和并联补偿器在改善输电线路潮流分配、抑制次暂态振荡方面的作用，并给出了实际工程案例分析。 第三部分：电力系统功角稳定分析（第7章至第9章） 这是本书的核心理论部分之一，致力于解析交流电网中旋转电机组的同步运行机制与失稳风险。 同步电机暂态模型与同步力矩： 详细推导了在次暂态、暂态和长期暂态过程下同步电机的电压和电流方程。重点阐述了功角、功角速度、同步力矩的物理意义及其在系统动态响应中的作用。 经典暂态稳定分析方法： 深入讲解了“相角轨迹法”和“等面积准则（EAC）”的理论基础与局限性。重点分析了系统发生大扰动（如线路跳闸）后，如何利用这些方法评估第一摇摆周期的稳定性。 暂态稳定极限的计算与评估： 介绍了数值积分法（如欧拉法、龙格-库塔法）在求解非线性微分方程组方面的应用，以及如何通过参数扫描确定系统的最接近极限切除时间（CCT）。 第四部分：电力系统电压稳定分析（第10章至第12章） 电压稳定是交流电网运行的生命线，本部分专注于电压崩溃的机理、评估与控制。 电压稳定性的基本概念： 界定负荷特性、无功功率特性与电压稳定之间的关系。区分了小扰动（动态）电压稳定和大扰动（暂态）电压稳定。 P-V曲线与QV曲线分析： 详细阐述了如何构建和解读P-V曲线，确定系统的最大功率传输点（电压崩溃点）。介绍了基于灵敏度分析的电压裕度评估方法。 电压稳定控制策略： 讨论了通过发电机励磁系统、FACTS设备（如STATCOM）和智能开关操作来提高电压稳定裕度的工程措施。 第五部分：次暂态与暂态过程的建模与仿真（第13章至第15章） 本部分转向计算机仿真和数值分析在电网分析中的应用。 电磁暂态仿真基础： 介绍了基于状态空间法对包含大量电感、电容元件的复杂交流系统的建模方法。重点讨论了暂态仿真中常遇到的刚性方程组的求解挑战。 系统惯量与阻尼对暂态的影响： 分析了发电机转子惯量对系统动态响应速度的决定性影响，以及励磁系统和调速器（Governor）中的阻尼环节对抑制低频振荡的贡献。 电磁暂态仿真软件应用实例： 通过MATLAB/Simulink或PSCAD/EMTDC等专业软件的案例，演示了短路故障、负荷切除等典型工况下的电压、电流和功角响应过程。 第六部分：电力系统低频与高频振荡（第16章至第18章） 随着电网互联度加深，次同步振荡和低频振荡已成为现代电网运行的重要威胁。 低频振荡的机理与特征： 探讨了系统间（Inter-area）振荡的频率范围（通常0.1 Hz至2.5 Hz），以及长距离输电线路对区域间功率交换的耦合作用。 系统阻尼与特征值分析： 详细介绍了利用线性化模型进行特征值分析（Eigenvalue Analysis）来识别振荡模式和评估系统阻尼的数值方法。 增强型励磁控制（PSS）： 深入解析了功率系统稳定器（PSS）的工作原理，包括如何利用发电机转速或功率信号设计补偿器，以增加系统阻尼，有效抑制低频振荡。 第七部分：现代交流电网的可靠性与韧性（第19章至第20章） 本部分展望了未来交流电网在面对极端事件时的应对策略。 电网故障诊断与隔离： 强调了快速故障定位和选择性保护在限制故障影响范围中的重要性。 系统韧性（Resilience）的概念： 讨论了如何通过网架设计、预留裕度和先进的在线监测技术，来提高交流电网在自然灾害或蓄意攻击下的持续运行能力。 三、本书的特点与价值 本书结构清晰，理论推导详实，尤其注重将复杂的数学模型转化为可供工程实践指导的物理概念。与传统教科书相比，本书在FACTS设备的详细分析、现代同步电机复杂暂态模型的建立以及高级控制方法（如PSS设计）的实战应用方面具有更高的深度和前瞻性。本书适合作为电力系统高级课程的教材，以及电力设计院和电网运行部门工程师进行专业深造的案头工具书。
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