基于局部信息的电网协调控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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齐欢，黄训诚，唐晓，高红亮 著

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• 电网协调控制
• 局部信息
• 分布式控制
• 多智能体系统
• 电力系统
• 优化算法
• 博弈论
• 鲁棒性
• 可再生能源
• 智能电网

店铺： 英敏图书专卖店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302393894

商品编码：29765269014

包装：精装

开本：其它

出版时间：2015-12-01

内容介绍
电力系统的控制是电力系统运行的核心问题之1。本书介绍了近年来电力系统分散控制在理论和实践上的部分成果，内容分为三部分： *1部分（*1~9章）介绍了电力系统分散协调控制的理论和工程实践； *二部分（*10~11章）介绍了多代理系统（MAS）的基本理论以及在电力系统分散控制中的实践； 第三部分（*12章）介绍了网络控制及其在电力系统中的应用。后两部分的理论研究与工程实践尚在深入中，因此是实验性质的，对电力系统控制理论与方*具有推动和示范作用。 在电力系统的分散协调控制部分，介绍了电网的数学模型和稳定性的概念，求解分散协调控制的三种代数方*，以及将分散控制方*应用于河南省电网的工程实践。 本书既论述了电网分散控制的主要理论成果，又介绍了在省集电网中的工程实践，注重理论联系实际，适用于从事电力系统和自动化行业的工程技术人员参考，也可goxg电力系统及其自动化、控制科学与工程、应用数学、系统科学等专业的教师和学生参考。

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《电网运行的智慧之策：提升稳定性的多维度分析》 本书深入剖析了现代电力系统在日益复杂和动态环境下所面临的严峻挑战，聚焦于如何通过精细化的运行策略来保障电网的稳定、可靠与高效。我们认识到，传统的集中式控制模式在应对新能源的波动性、负荷的快速变化以及潜在的故障扰动时，已显露出其局限性。因此，本书的核心在于探索一系列先进的分析方法与控制技术，旨在提升电网的整体运行水平，使其更能适应未来能源发展的需求。 第一章 导论：电力系统运行的演变与挑战 本章将首先回顾电力系统从早期单一能源结构向多元化、分布式能源并存的演进历程。我们将详细梳理导致电网运行复杂性增加的关键因素，包括但不限于： 新能源的接入与集成： 风能、太阳能等可再生能源的间歇性和随机性对电网频率和电压的稳定造成了直接冲击。这些新能源的出力预测难度大，其接入导致电网的惯量下降，抗扰能力减弱。 负荷特性的变化： 智能电器的普及、电动汽车的充电需求以及工业生产模式的转变，使得负荷呈现出更高的动态性和不确定性。负荷峰谷差的拉大以及负荷预测的难度增加，都对电网的实时调度提出了更高的要求。 电网结构的重塑： 随着特高压输电技术的成熟和柔性直流输电（UHVDC）等新技术的应用，电网的互联性进一步增强。这在提升输送能力的同时，也可能导致故障传播范围的扩大，增加系统级的风险。 老旧设备更新与网络安全威胁： 现有电网设备的老化问题以及日益严峻的网络安全威胁，都可能成为影响电网可靠运行的潜在隐患。 在此基础上，本章将阐述当前电网运行所面临的核心挑战，例如：如何有效应对新能源的波动对频率和电压稳定性的影响？如何实现对分布式能源的优化调度？如何提高电网应对突发故障的能力？如何保障电网在极端天气或网络攻击下的韧性？本书将围绕这些关键问题，提出一套系统性的解决方案。 第二章 电网频率稳定性的深入分析 频率稳定是电力系统运行的首要保障。本章将聚焦于频率偏差的产生机理、传播路径及其对系统稳定性的影响。我们将重点探讨以下几个方面： 频率偏差的成因分析： 详细讲解发用电失衡是导致频率偏差的根本原因，并分析新能源出力波动、机组跳闸、负荷突变等具体场景下频率偏差的动态过程。 频率响应机制的评估： 深入研究电网中不同类型的频率响应机制，包括一次调频（一次调频能力、响应速度、持续时间）、二次调频（调频目标、AGC控制策略）以及三次调频（经济调度、备用配置）。我们将探讨如何量化评估这些响应机制的有效性，并识别其潜在的不足。 影响频率稳定性的关键因素： 分析电网惯量水平、发电机组的调频特性、自动发电控制（AGC）系统的性能、以及负荷频率特性（LFC）对频率稳定性的影响。 新能源对频率响应的影响： 详细阐述新能源（如风电、光伏）的输出特性对频率稳定性的影响，以及其参与调频的策略与技术挑战。我们将讨论如何通过控制技术（如虚拟同步机、储能系统）来弥补新能源固有的频率响应不足。 频率稳定性的监测与预警： 介绍先进的频率监测技术和实时分析工具，以及如何通过数据分析来预测潜在的频率失稳风险，并提前采取预警措施。 提升频率稳定性的技术手段： 探讨一系列行之有效的技术手段，包括优化调频备用配置、改进AGC控制算法、引入基于模型预测控制（MPC）的频率控制方法、以及利用先进的储能技术（如飞轮、电池储能）来辅助频率调节。 第三章 电压稳定性的多尺度评估与控制 电压稳定直接关系到电力设备的正常运行和用户侧的用电质量。本章将系统性地阐述电压问题的成因、评估方法以及相应的控制策略。 电压问题的根源分析： 深入解析无功功率的供需失衡、线路潮流过大、潮流分布不均、以及电网短路容量不足等是导致电压波动的根本原因。我们将分析不同类型故障（如接地故障、相间短路）对系统电压的影响。 电压稳定性的评估方法： 介绍静电压稳定（PQ分析、PV曲线）和动态电压稳定（暂态电压跌落、稳态电压崩溃）的评估方法。我们将对比不同评估方法的优劣，以及在实际运行中的应用场景。 影响电压稳定性的因素： 分析负荷特性（尤其是感性负荷和容性负荷）、电网潮流、无功功率补偿装置（如电容器、电抗器、SVC、STATCOM）的配置与运行、以及发电机组的励磁系统等对电压稳定性的影响。 新能源接入对电压的影响： 探讨新能源（特别是分布式光伏）的接入对电压稳定性的影响，如低压穿越（LVRT）能力、电压寄生效应等。 电压控制技术： 详细介绍各种电压控制技术，包括： 无功功率优化调度： 如何根据电网潮流和负荷需求，实时调整电容器、电抗器、SVC、STATCOM等无功补偿装置的投切和出力。 发电机组励磁控制： 优化发电机组的励磁系统参数，提高其支撑电压的能力。 柔性交流输电系统（FACTS）的应用： 深入研究SVC、STATCOM、UPFC等FACTS装置在提升电压稳定性和穿越能力方面的作用。 分布式电源的电压支撑： 探索如何利用分布式电源（如风机、光伏逆变器）的电压调节功能来局部支撑电压。 基于预测的电压控制： 结合负荷预测和新能源出力预测，提前调整无功补偿策略，主动预防电压问题。 第四章 暂态稳定性的分析与保障 暂态稳定性是电网在受到大扰动（如短路故障、机组甩负荷）后，能否在短时间内恢复同步运行的能力。本章将深入探讨暂态稳定性的评估方法、影响因素以及提升策略。 暂态稳定性的基本原理： 阐述功角稳定性的概念，以及发电机转子角度变化在故障期间的影响。我们将分析不同类型故障（例如三相短路、单相接地短路）对功角稳定性的影响程度。 暂态稳定性评估方法： 介绍基于时域仿真（Time-domain simulation）的暂态稳定性评估方法，包括步长选择、模型精度要求以及仿真结果的解读。我们将探讨如何通过故障门槛分析（Fault clearing time）来判断系统的暂态稳定性。 影响暂态稳定性的关键因素： 电网的故障清除能力： 继电保护系统的动作速度和选择性是决定能否快速切除故障的关键。 同步发电机的特性： 包括同步发电机的惯性、励磁系统响应速度、以及调速器特性。 输电线路参数： 线路阻抗、功率传输能力对功角稳定性的影响。 负荷的暂态特性： 负荷在故障期间的动态响应。 新能源的暂态特性： 讨论风机和光伏发电系统在故障期间的暂态行为，以及其对系统功角稳定性的潜在影响，例如虚拟同步机技术如何改善其暂态响应。 提升暂态稳定性的策略： 优化保护配置与动作时限： 确保保护系统能够快速、准确地切除故障。 加强励磁和调速器控制： 提高发电机组在扰动下的响应能力。 配置FACTS装置： 如超导磁有限公司（SMIB）和动态电压恢复器（DVR），提高线路的输送能力和稳定性。 引入同步补偿机（Synchronous Condensers）： 提高系统的短路容量和惯量，增强暂态稳定性。 考虑电网重构： 在故障发生后，通过优化线路的连接方式来隔离故障区域，减轻对其他部分的影响。 新型控制策略： 探讨基于预测控制和人工智能技术的暂态稳定性增强方法。 第五章 电网的韧性与抗扰能力提升 在复杂多变的运行环境中，电网的韧性——即抵抗、吸收、适应和快速恢复能力——至关重要。本章将探讨如何构建更具韧性的电网。 韧性的定义与评估： 明确电网韧性的内涵，并介绍评估电网韧性的指标，如故障恢复时间、系统鲁棒性、冗余度等。 自然灾害与极端天气的影响： 分析地震、台风、洪水、极端高温/低温等自然灾害对电网基础设施的破坏，以及如何通过加强基础设施的抗灾能力来提升韧性。 电网故障的传播与级联效应： 详细讲解电力系统故障（如线路断裂、变电站失压）如何引发连锁反应，导致大面积停电。我们将介绍风险评估和级联故障预测的方法。 提升电网抗扰能力的措施： 加强物理基础设施的建设： 提高杆塔、线路、变电设备的抗风、抗震、抗腐蚀能力。 构建多路径、冗余的输配电网络： 减少对单一线路或节点的依赖。 实施智能电网技术： 利用传感器、通信网络和先进的控制系统，实现对故障的快速定位、隔离和恢复。 发展分布式能源与微电网： 在局部区域构建独立运行的微电网，使其在主网发生故障时仍能维持供电。 健全应急预案与演练： 建立完善的应急响应机制，并定期进行演练，提高应对突发事件的能力。 网络安全防护： 强调网络安全在保障电网韧性中的核心作用，介绍防护措施和监测手段。 智慧化电网的韧性： 探讨如何利用大数据、人工智能和物联网技术，提升电网的自主感知、决策和执行能力，从而更有效地应对复杂扰动。 第六章 新型电力系统中的协调控制策略 本章将聚焦于在新能源占比不断提高的新型电力系统中，如何实现各类主体之间的协同与配合，以达到整体的最优运行。 新型电力系统的特点与挑战： 重点阐述新型电力系统（如以新能源为主体、信息物理融合的电网）在运行特性、控制模式上的新变化，以及其带来的新的控制难题，例如跨时空维度的协同控制。 分布式能源的协调控制： 深入探讨如何对数量庞大、出力不定的分布式电源（如屋顶光伏、分布式风电）进行有效的聚合、调度和控制，使其能够作为整体为电网提供可靠的电力。 储能系统的优化配置与调度： 分析不同类型储能技术（如抽水蓄能、电池储能、氢能储能）的特点，以及如何根据电网的需求（如调峰、调频、提高暂态稳定性）来优化储能系统的配置和运行策略。 电动汽车（EV）与车辆到电网（V2G）技术的应用： 探讨大规模电动汽车接入对电网的影响，以及如何通过V2G技术，将电动汽车作为一种灵活的分布式储能和发电资源，参与电网的负荷调节和能量管理。 需求侧响应（DR）的协同： 研究如何通过激励机制和技术手段，引导用户调整用电行为，使需求侧与供给侧形成更灵活的配合，从而平抑负荷波动，提高电网的运行效率。 多主体协同控制的模型与算法： 介绍多主体系统（MAS）、博弈论、强化学习等在实现分布式能源、储能、负荷聚合商等各类主体之间协同控制中的应用。 考虑信息物理融合的协同控制： 强调信息通信技术（ICT）在新型电力系统协同控制中的关键作用，以及如何构建可信、可靠的信息交互平台，实现物理层与信息层的深度融合。 第七章 结论与未来展望 本章将对全书内容进行总结，并对未来电网运行控制领域的发展趋势进行展望。 本书核心内容的提炼： 再次强调本书在频率、电压、暂态稳定性，以及电网韧性和新型系统协调控制等方面提出的关键理论和技术方法。 未来研究方向： 探讨未来电力系统运行控制领域可能面临的新挑战和研究热点，例如： 更高级别的自主运行与自愈能力： 电网如何实现更高级别的自动化和智能化，以应对更复杂的运行场景。 人工智能在电网控制中的深化应用： 探索深度学习、知识图谱等技术在电网故障诊断、预测、优化控制中的潜力。 区块链技术在能源交易与数据安全中的应用： 如何利用区块链技术构建更安全、透明的能源交易体系。 跨区域、跨系统的协调控制： 随着能源互联互通的深化，如何实现更大范围内的电网协调控制。 面向碳中和目标的电网控制： 如何在保障电网稳定性的同时，最大化新能源消纳，实现低碳化发展。 展望： 描绘未来智慧、韧性、高效的电力系统蓝图，并鼓励相关研究人员和工程师继续为构建可持续能源未来贡献力量。 本书旨在为电力系统领域的科研人员、工程师以及相关管理人员提供一个全面而深入的参考。我们希望通过对这些关键问题的探讨，能够为提升我国乃至全球电力系统的运行水平，应对能源转型带来的挑战，贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太引人注目了，那种深邃的蓝色调，配上一些几何图形的线条感，让人第一眼看上去就觉得内容肯定不一般，充满了现代感和技术深度。我本来对这类偏向理论和应用结合的书籍抱持着谨慎的态度，但这本书的排版和字体选择非常舒服，阅读起来丝毫没有那种传统技术书籍的枯燥感。装帧的质感也很好，拿在手里很有分量，感觉是下足了功夫的。特别是封底对内容核心理念的提炼，虽然没有透露具体的算法细节，但那种“精妙平衡”和“全局优化”的描述，立刻抓住了我的注意力，让我对接下来的阅读充满了期待。我觉得这不仅仅是一本书，更像是一个精心策划的视觉产品，成功地传达了其专业性和前瞻性。光是看它的外表，我就能感受到作者团队在整体呈现上下了不少心思，这在学术著作中是比较少见的，通常更注重内容的堆砌，而这本书明显更注重阅读体验的构建。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和学术规范达到了一个很高的水准，行文之间透露出一种沉稳和自信，但又绝不故作高深。我发现作者在引用其他研究成果时，措辞都非常审慎且客观，对于不同学派的观点，能够做到公正地呈现和比较，这在强调自身创新点的技术书籍中是难能可贵的品质。而且，书中的术语定义非常清晰，作者似乎预设了读者可能遇到的所有理解障碍，并提前用清晰的语言进行了界定，这极大地降低了阅读的门槛。特别是那些数学推导部分，每一步的逻辑跳跃都被巧妙地用注释或简短的文字说明串联起来，使得即便是需要反复验算的复杂矩阵运算，也能在脑海中形成流畅的画面感。这种体贴入微的写作方式，让读者在学习新知识的同时，也无形中接受了一次高质量的学术写作示范，让人在知识收获之外，也感受到了阅读的愉悦。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读这本书后，我最大的感受是它为未来电网控制系统提供了一个非常扎实的方法论框架，而不仅仅是提供了一套具体的解决方案。作者在最后几章对未来研究方向的展望部分，显得既有远见又不失脚踏实地，他指出了当前技术在面对极端复杂场景时的局限性，并提出了若干值得深入探索的交叉领域。这种对研究边界的清晰认知，比一味地夸大现有成果更有价值。我个人尤其欣赏作者在讨论系统安全和隐私保护时所采用的辩证视角，他没有将这些视为额外附加的模块，而是内化为控制架构设计的一部分，这体现了作者对“系统性”的深刻理解。总而言之，这本书成功地在理论的深度、工程的实用性和前瞻性的视野之间搭建起了一座坚固的桥梁，对于任何试图在这一领域做出实质性贡献的研究者来说，它都将是一份不可或缺的基石性参考资料，其价值远超一般教材的范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论证结构展现出一种严谨的递进性，每一章似乎都是为下一章做好了充分的预备工作，绝无为了凑篇幅而强行堆砌内容的痕迹。在讨论具体控制框架的构建时，作者采用了大量的图示来辅助理解，这些图例的设计非常精妙，往往一个复杂的信号流图就能清晰地揭示出多主体间的信息交互模式和决策链条。我特别留意了其中关于分布式优化算法的章节，作者在描述算法收敛性和鲁棒性时，并没有简单地给出结论，而是细致地分析了不同假设条件下，参数选择对最终控制性能的影响曲线，这种对细节的打磨，体现了作者深厚的理论功底和对工程实践的深刻理解。与我之前接触的几本经典教科书相比，这本书在理论推导的详略安排上找到了一个绝佳的平衡点，既保证了学术的深度，又照顾到了工程师在实际部署中对效率和稳定性的关注点，整体阅读下来，感觉思维的脉络被清晰地引导着向前推进，没有丝毫的滞涩感。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间去研究这本书的引言部分，作者的叙事方式非常独特，他没有一上来就抛出复杂的数学公式，而是选择了一个非常宏大的视角来描绘现代电网所面临的复杂挑战。那种描绘电网在面对新能源接入和需求侧响应时所展现出的“韧性危机”，读起来让人感同身受，仿佛身临其境地感受到了电网工程师们肩上的重担。更让我赞赏的是，作者在阐述这些挑战时，大量引用了近年来业界发生的真实案例进行佐证，这极大地增强了论述的说服力，而不是停留在空泛的理论层面。这种叙事策略使得即便是对底层控制理论不甚精通的读者，也能迅速理解该研究的现实意义和迫切性。特别是对系统状态不确定性那一节的铺垫，运用了一种类比的手法，将原本抽象的控制难题具体化，让人对后续的解决方案充满了好奇心，这种从宏观痛点切入，逐步引导至技术核心的过渡处理得极其自然流畅。