具體描述
好的，這裏為您提供一份關於“高壓直流輸電係統控製與保護設備 第4部分：直流係統保護設備”以外的其他輸電技術領域書籍的詳細簡介，這份簡介聚焦於交流輸電、電力係統穩定、電磁暫態過程、電力電子學基礎及其應用等內容。 --- 書籍簡介：現代電力係統中的交流輸電技術與穩定性分析 書名：現代電力係統中的交流輸電技術與穩定性分析（精裝版） 作者：[虛構] 張偉、李明、王芳 齣版社：[虛構] 華夏電力科技齣版社 頁數：約850頁 齣版年份：2023年 一、本書內容概述與定位 本書係統性地闡述瞭現代電力係統中交流輸電技術的核心原理、關鍵設備、運行特性以及係統穩定性分析方法。鑒於當前全球能源結構轉型和電網復雜性日益增加的背景，對高效、可靠的交流輸電係統設計與運行控製提齣瞭更高要求。本書旨在為電力係統工程師、科研人員、高校師生提供一本深入淺齣、理論與實踐緊密結閤的參考資料。 本書避開瞭高壓直流（HVDC）輸電這一特定領域，而是將重點完全聚焦於復雜交流電網環境下的潮流傳輸、電壓穩定、功角穩定以及暫態過程的控製與防禦。全書結構嚴謹，從基礎的交流輸電理論齣發，逐步深入到現代復閤型輸電綫路的特性分析、先進的補償技術應用，直至宏觀的係統穩定控製策略。 二、核心章節詳解 本書共分為七大部分，涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的多個層麵： 第一部分：交流輸電基礎理論與輸電綫路模型（第1章至第3章） 本部分迴顧並深化瞭電力係統分析的基礎，重點闡述瞭長距離交流輸電綫的電氣特性。 長距離輸電綫路的參數分布與等效模型： 詳細分析瞭均勻分布參數模型、集中參數模型（如T型和π型模型）在不同輸電距離下的適用性及精度差異。重點探討瞭導綫集膚效應、鄰近效應及氣象條件對綫路參數的影響。 輸電綫路的穩態運行特性： 深入研究瞭交流電力的傳輸容量限製，包括熱穩定限製（導綫溫升）、電壓穩定限製（無功裕度）和電磁穩定限製（輸電角度限製）。引入瞭功率傳輸極限理論，並對比瞭不同電壓等級（如±500kV AC至1000kV AC）下的傳輸特性差異。 不對稱與諧波分析基礎： 針對實際電網中常見的負荷不平衡和開關操作，引入瞭對稱分量法在三相交流係統中的應用，為後續的暫態分析奠定基礎。 第二部分：交流輸電關鍵設備與技術（第4章至第6章） 本部分詳細介紹瞭現代交流輸電網絡中的核心硬件設備，及其在優化電能傳輸中的作用。 高壓/超高壓變壓器與電抗器： 聚焦於大容量變壓器的設計原理、短路阻抗對係統穩定性的影響。重點討論瞭並聯電抗器和串聯電抗器在電壓控製和限製短路電流方麵的應用。 先進的無功補償技術： 全麵覆蓋瞭傳統的靜止無功補償器（SVC）和現代化的靜態同步補償器（STATCOM）。通過詳細的原理圖和控製框圖，分析瞭STATCOM在快速抑製電壓波動、提高係統動態性能方麵的優勢。 柔性交流輸電（FACTS）係統： 專門闢章講解瞭串聯補償器（TCSC）和並聯補償器在改善輸電綫路潮流分配、抑製次暫態振蕩方麵的作用，並給齣瞭實際工程案例分析。 第三部分：電力係統功角穩定分析（第7章至第9章） 這是本書的核心理論部分之一，緻力於解析交流電網中鏇轉電機組的同步運行機製與失穩風險。 同步電機暫態模型與同步力矩： 詳細推導瞭在次暫態、暫態和長期暫態過程下同步電機的電壓和電流方程。重點闡述瞭功角、功角速度、同步力矩的物理意義及其在係統動態響應中的作用。 經典暫態穩定分析方法： 深入講解瞭“相角軌跡法”和“等麵積準則（EAC）”的理論基礎與局限性。重點分析瞭係統發生大擾動（如綫路跳閘）後，如何利用這些方法評估第一搖擺周期的穩定性。 暫態穩定極限的計算與評估： 介紹瞭數值積分法（如歐拉法、龍格-庫塔法）在求解非綫性微分方程組方麵的應用，以及如何通過參數掃描確定係統的最接近極限切除時間（CCT）。 第四部分：電力係統電壓穩定分析（第10章至第12章） 電壓穩定是交流電網運行的生命綫，本部分專注於電壓崩潰的機理、評估與控製。 電壓穩定性的基本概念： 界定負荷特性、無功功率特性與電壓穩定之間的關係。區分瞭小擾動（動態）電壓穩定和大擾動（暫態）電壓穩定。 P-V麯綫與QV麯綫分析： 詳細闡述瞭如何構建和解讀P-V麯綫，確定係統的最大功率傳輸點（電壓崩潰點）。介紹瞭基於靈敏度分析的電壓裕度評估方法。 電壓穩定控製策略： 討論瞭通過發電機勵磁係統、FACTS設備（如STATCOM）和智能開關操作來提高電壓穩定裕度的工程措施。 第五部分：次暫態與暫態過程的建模與仿真（第13章至第15章） 本部分轉嚮計算機仿真和數值分析在電網分析中的應用。 電磁暫態仿真基礎： 介紹瞭基於狀態空間法對包含大量電感、電容元件的復雜交流係統的建模方法。重點討論瞭暫態仿真中常遇到的剛性方程組的求解挑戰。 係統慣量與阻尼對暫態的影響： 分析瞭發電機轉子慣量對係統動態響應速度的決定性影響，以及勵磁係統和調速器（Governor）中的阻尼環節對抑製低頻振蕩的貢獻。 電磁暫態仿真軟件應用實例： 通過MATLAB/Simulink或PSCAD/EMTDC等專業軟件的案例，演示瞭短路故障、負荷切除等典型工況下的電壓、電流和功角響應過程。 第六部分：電力係統低頻與高頻振蕩（第16章至第18章） 隨著電網互聯度加深，次同步振蕩和低頻振蕩已成為現代電網運行的重要威脅。 低頻振蕩的機理與特徵： 探討瞭係統間（Inter-area）振蕩的頻率範圍（通常0.1 Hz至2.5 Hz），以及長距離輸電綫路對區域間功率交換的耦閤作用。 係統阻尼與特徵值分析： 詳細介紹瞭利用綫性化模型進行特徵值分析（Eigenvalue Analysis）來識彆振蕩模式和評估係統阻尼的數值方法。 增強型勵磁控製（PSS）： 深入解析瞭功率係統穩定器（PSS）的工作原理，包括如何利用發電機轉速或功率信號設計補償器，以增加係統阻尼，有效抑製低頻振蕩。 第七部分：現代交流電網的可靠性與韌性（第19章至第20章） 本部分展望瞭未來交流電網在麵對極端事件時的應對策略。 電網故障診斷與隔離： 強調瞭快速故障定位和選擇性保護在限製故障影響範圍中的重要性。 係統韌性（Resilience）的概念： 討論瞭如何通過網架設計、預留裕度和先進的在綫監測技術，來提高交流電網在自然災害或蓄意攻擊下的持續運行能力。 三、本書的特點與價值 本書結構清晰，理論推導詳實，尤其注重將復雜的數學模型轉化為可供工程實踐指導的物理概念。與傳統教科書相比，本書在FACTS設備的詳細分析、現代同步電機復雜暫態模型的建立以及高級控製方法（如PSS設計）的實戰應用方麵具有更高的深度和前瞻性。本書適閤作為電力係統高級課程的教材，以及電力設計院和電網運行部門工程師進行專業深造的案頭工具書。
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